JPH05180153A - ラジアルピストンポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ラジアルピストンポンプにおける脈動と該脈
動によって生ぜしめられる騒音とを防止し、さらに、ピ
ストンストローク毎の吐出出力及び圧力形成を改善し
て、ラジアルピストンポンプの効率を高める。 【構成】 ピストン３０が、保持体２４に接触している
端面３４に、流出部に通じる流入開口３６を備えてお
り、ピストン３０の端面３４に接触している保持体２４
の面２６に、圧力媒体源に通じる開口２８が設けられて
おり、該開口が、偏心体２２の１８０゜の回転範囲にお
いて前記流入開口３６のそばで終わっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ケーシングに設けられ
たシリンダ内を案内される少なくとも１つの中空のピス
トンを備えたラジアルピストンポンプであって、該ピス
トンが、クランク円板によって保持体を介してばねの負
荷下で、偏心体軸線に対して半径方向に運動させられる
形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ドイツ連邦共和国特許第１９０３２５６
号明細書に基づいて公知のこのような形式のラジアルピ
ストンポンプでは、かなりはっきりとした脈動の発生す
ることが明らかである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、冒頭に述べた形式のラジアルピストンポンプを改良
して、脈動と該脈動によって生ぜしめられる騒音とを回
避することのできるラジアルピストンポンプを提供する
ことである。本発明ではさらに、効率を改善すること、
特に、ピストンストローク毎の吐出出力及び圧力形成を
改善することが望まれている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、ピストンが、保持体に接触してい
る端面に、流出部に通じる流入開口を備えており、ピス
トンの前記端面に接触している保持体の面に、圧力媒体
源に通じる開口が設けられており、該開口が、偏心体の
１８０゜の回転範囲において前記流入開口のそばで終わ
っている。

【０００５】

【実施例】次に図面につき本発明の実施例を説明する。

【０００６】本発明によるラジアルピストンポンプの有
利な実施例についての以下における記載及び有利な実施
例を示す図面は、本発明を理解するために重要な構成部
材に制限されている。また、種々異なった実施例におい
て共通の構成エレメントには同一符号が付けられてお
り、この場合図４〜図１０の実施例においては、図面を
分かりやすくするために、ポンプケーシング及び供給導
管並びに排出導管の図示は省かれており、これらは実質
的に、図１に示されたポンプケーシング及び供給導管並
びに排出導管に相当している。

【０００７】図１に示されたラジアルピストンポンプ
は、円筒形の周壁１内に取り付けられている。周壁１内
には同心的にシリンダケーシング１０が配置されてい
る。シリンダケーシング１０は同様に円筒形に構成され
ている。このシリンダケーシング１０はその外周面に４
つの面１２を有しており、これらの面は互いに対して連
続的にそれぞれ９０゜だけずらされている。これらの面
のそれぞれには、シリンダ孔として働く半径方向孔１４
が設けられている。場合によってはシリンダ孔を、シリ
ンダケーシング１０の半径方向孔に挿入される図示され
ていないブシュによって形成することも可能である。半
径方向孔１４は、同一の横断面平面に位置していると有
利であるが、しかしながらまたこれらの半径方向孔の他
に、シリンダケーシングの全周において等しい横断面平
面に又は別の横断面平面に配置されている別の孔を設け
ることも可能である。

【０００８】半径方向孔１４によって貫通されている各
面１２には、シリンダキャップ２が固定されかつシール
されている。固定のために、シリンダキャップ２の開放
した側にはフランジ３が設けられており、このフランジ
は、図示されていないねじを用いて面１２において固定
されている。円筒形の周壁においてシリンダキャップ２
は、弾性的なリング４によって取り囲まれており、この
リングは、流出開口５を閉鎖していて、逆止弁として働
く。各シリンダキャップ２はその蓋６で、外周壁１の内
周面Ｍに支持されている。外周壁とシリンダケーシング
との間に形成される室７は、流出部Ｏを備えた圧力室と
して働く。

【０００９】ケーシング１０はその内部に円筒形の室１
６を形成しており、この室は略示された導管Ｉを介し
て、自体公知の形式で図示されていない圧力媒体源に接
続されている。室には、軸線１８を中心にして回転可能
に支承された軸２０が位置している。軸２０の軸受は、
シリンダケーシング１０を取り囲んでいるポンプケーシ
ングＨの両端部において、図示されていない閉鎖カバー
もしくは端面に位置している。軸２０には、値「ｅ」だ
け偏心的にずらされたクランク円板２２が、回転可能に
取り付けられており、このクランク円板は、以下に記載
の理由から、半径方向孔１４と同一の横断面平面に位置
している。クランク円板２０は、外周部が８角形のリン
グもしくは保持体２４によって取り囲まれていて、この
保持体の幅の等しい８つの面２６は、シリンダケーシン
グ１０の８つの外面に対して平行に位置している。保持
体２４はクランク円板２２に滑動可能に差し嵌められて
いて、ひいては該クランク円板に対して相対的に回転可
能であり、この場合保持体２４の最大直径は、室１６の
直径よりも、少なくともクランク円板２０の偏心率
「ｅ」の２倍だけ小さい。

【００１０】保持体２４の、半径方向孔１４に対向して
位置している面２６には、接線方向溝２８が一体成形さ
れており、これらの接線方向溝は、保持体２４の、互い
に隣接している２つの面の間に形成された縁部から、そ
れぞれの面２６の中心近くまで延びている。

【００１１】接線方向溝２８を備えた面には、シリンダ
ケーシング１０の半径方向孔１４内に滑動可能に支承さ
れたピストン３０が位置しており、これらのピストンの
内部は中空であり、これらのピストン３０は、シリンダ
キャップ２の蓋６に支持されたコイルねじ３２によっ
て、接線方向溝２８を備えた保持体２４の面２６に対し
て可撓性に押圧されている。各ピストン３０には面２６
に接触している端面３４に、軸方向孔３６が設けられて
おり、これらの軸方向孔の軸線は、軸２０の軸線１８と
交差している。場合によってはピストン３０にピストン
リングが設けられていてもよい。

【００１２】図２から分かるように、面２６は軸線１８
に向かって僅かに、つまり保持体２４の最大直径よりも
大きな半径の分だけ、凸面状に湾曲されており、これに
よって、一方では、このような形式のポンプにおいて通
常生じる製作誤差を小さな値に保つ必要がなくなり、か
つ他方では、ポンプの「走入時間」を著しく減じること
ができる。さらに図２及び図３から分かるように、接線
方向溝２８の幅は、ピストン３０の軸方向孔３６の直径
よりも大きく設定されている。

【００１３】軸２０が、図示されていない駆動装置によ
って矢印の方向に回転させられると、軸２０によってク
ランク円板２４が回転させられ、この結果保持体２４の
揺動運動もしくはクランク運動が生ぜしめられる。保持
体２４のクランク運動によって、保持体２４に接触して
いるピストン３０は、クランク円板２２の偏心率に相応
してかつコイルばね３２の負荷の下で、軸２０に対し
て、半径方向において内方及び外方に向かって運動させ
られる。この場合面２６は、ピストン３０の端面３４に
半径方向に滑動し、この際に、軸方向孔３６に対する接
線方向溝２８の位置が、開放位置と閉鎖位置との間にお
いて、以下に記載の形式で変化する。

【００１４】接線方向溝２８は、面２６の一方の縁部か
ら該面の中心点の近くまで、つまり面２６の中心点から
ピストン３０の軸方向孔３６の直径の半分だけ前に位置
する箇所まで、延びている。クランク円板２４の上死点
及び下死点（図１における３時及び９時の位置参照）に
おいて、面２６の中心点はピストン３０の軸線と合致
し、この際に接線方向溝２８はピストン３０の軸方向孔
３６の縁部の直前において終わっており、従ってこの場
合にピストン３０の軸方向孔３６は閉鎖されている。ク
ランク円板２４の上死点位置及び相応に閉鎖されたピス
トン３０の軸方向孔３６（図１において３時の位置を占
めているピストン参照）を起点として、クランク円板２
４が矢印の方向に回転すると、保持体２４はピストン３
０の端面に沿って逆方向に滑動することができ、つまり
接線方向溝２８は、ピストン３０の軸方向孔３６の下又
は前に移動して該軸方向孔を開放し始める。そしてこの
運動は、クランク円板２４が９０゜回転した後でその理
論的に最大の開口を得るまで（図１において１２時の位
置を占めているピストン参照）、続けられる。しかしな
がらピストン３０の軸方向孔３６の最大可能な開口は既
に、接線方向溝２８の前端部が運動方向で見て軸方向孔
３６の後縁部と合致した瞬間に、得られる。そして閉鎖
過程は、クランク円板２４が９０゜よりも多く回転した
瞬間に始まり、１８０゜回転した後で完全に終了する
（図１において９時の位置を占めているピストン参
照）。

【００１５】クランク円板２４の上に述べた回転運動と
同時に、ピストン３０はケーシング１０から半径方向に
おいて最も前進させられた位置から、内方に向かって室
１６内に移動するので、ピストン３０の軸方向孔３６の
開放動作は、導管Ｉを介して室１６に供給される圧力液
体の、ピストン３０の内部への吸込み動作と合致し、こ
の場合、ピストンによって吐出される液体の量は、クラ
ンク円板２５の回転速度、ピストン内に設けられたコイ
ルばね３２の力、圧力液体の粘性、ピストンの軸方向孔
３６の寸法等の関数である。

【００１６】ピストン３０が、ケーシング１０内に半径
方向で最も深く進入した位置を、ひいてはピストンの軸
方向孔３６の閉鎖位置を占めた後で、クランク円板２４
がさらに回転させられると、ピストンは再びケーシング
１０から押し出され、この際にピストンの軸方向孔３６
は該軸方向孔の前に位置している面２６によって、いず
れにせよ閉鎖されてままなので、従って圧力液体が室１
６の中に戻されることはない。これによって、圧力液体
はピストン内部及びシリンダ室から流出開口５を通して
押し出される。この際に、既に述べたように図示の実施
例では弾性的なリング４として構成されている流出弁が
開放する。この弾性的なリング４は、流出開口５におけ
る流出圧に基づいて相応に広がる。圧力オイルは流出室
７内に達し、流出開口Ｏを介して図示されていない消費
機に供給される。

【００１７】既に述べたように、本発明によれば、ピス
トンがその半径方向における進入運動を開始するやいな
や、各ピストンに設けられている流入開口つまり軸方向
孔３６が開放させられる。そして同様に、ピストンが半
径方向において最も内側の位置を占め、半径方向におけ
る進出運動を開始するやいなや、流入開口（軸方向孔３
６）は再び閉鎖される。従って、吸い込まれた全液体量
がピストン内に留まり、そして吐出される。

【００１８】ピストン３０の内部への圧力液体の吸込み
動作が、上に述べたように、ピストン３０の軸方向孔３
６の徐々に行われる開放と共に行われ、かつピストン内
部からの圧力液体の吐出動作が、ピストン３０の外方へ
向かってのストロークに応じて行われることによって、
圧力液体の吸込み及び吐出は、従来回避することのでき
なかった圧力ピークを生ぜしめることなしに、行われる
ようになる。すなわち、吸い込まれる液体量及び吐出さ
れる液体量は、直接ピストン運動に関連し、かつ該ピス
トン運動のように正弦曲線の形に追従することになり、
そしてこの場合この正弦曲線の周波数及び振幅は、特
に、上において述べたようなパラメータに関連してい
る。

【００１９】図４及び図５に示されているラジアルピス
トンポンプが、図１に示されたラジアルピストンポンプ
と異なっているのは次の点である。すなわち図４及び図
５に示されたラジアルピストンポンプでは、圧力媒体
は、駆動軸２０ａに設けられた軸方向孔３８を介して供
給されるようになっている。さらにクランク円板２２ａ
には、円形セグメント状の横断面を備えた切欠き４０が
設けられており、この切欠きには、軸方向孔３８と接続
された導管４２が開口している。切欠き４０はその円弧
長さの範囲を介して、保持体２４の、ピストン３０を支
持している面２６における孔２８と、接続されている。
そして孔２８は同様に、クランク円板２２がほぼ半周す
る間、ピストン３０の端面３４における軸方向孔３６と
接続されている。クランク円板２２の両死点位置におい
て孔２８は、ピストン３０の軸方向孔３６のそばに位置
している。つまりこの場合軸方向孔３６は閉鎖されてお
り、この閉鎖位置は、クランク円板２２によって生ぜし
められるピストンの半径方向における進出運動の間中、
維持されている。これに対して孔２８は、ピストン３０
がクランク円板２２によって生ぜしめられる半径方向の
進入運動を開始すると、軸方向孔３６の前に移動し始め
る。この実施例においても図１の実施例におけるよう
に、ピストン３０の半径方向における進入運動によって
圧力液体の吸込みが行われるのに対して、ピストン３０
の半径方向における進出運動によって、吸い込まれた圧
力液体は図示されていない流出部を介してピストンの内
部から押し出される。

【００２０】図６及び図７に示された本発明によるラジ
アルピストンポンプの実施例においても、図４に示され
た実施例におけると同様、圧力媒体は、回転軸２０に設
けられた孔３８を介して供給されるようになっている。
この孔３８からは、クランク円板２２の外周面まで半径
方向孔４２が延びている。この半径方向孔４２は、クラ
ンク円板外周面において、クランク円板２２の下死点に
相当する箇所において終わっている。保持体２４の、ピ
ストン３０の端面を支持している面２６には、孔２８が
設けられており、この孔２８は、クランク円板２２の規
定された回転範囲において、ピストン３０の端面に設け
られた軸方向孔３６と半径方向孔４２との間における接
続部を生ぜしめ、ひいては、ピストン３０の内部への圧
力媒体の流れを可能にする。半径方向孔４２とピストン
３０の軸方向孔３６との間における接続は、クランク円
板２２がその上死点を越えて回動して、ピストン３０が
半径方向で見て内方に向かって運動し始めた直後に、始
まる。ピストン３０が、回転するクランク円板２２の影
響下で、半径方向で見て外方に向かって運動し始める
と、半径方向孔４２と軸方向孔３６との間における接続
は中断され、この結果、外方に向かって運動するピスト
ン３０は、その内部にある圧力媒体液を、図示されてい
ない流出部を介して吐出することができる。

【００２１】図８及び図９に示されたラジアルピストン
ポンプは、シリンダケーシング１０と、該シリンダケー
シングのシリンダ孔内に配置されたピストン３０と、シ
リンダケーシング１０内において中心に回転可能に支承
された軸２０と、該軸と回動不能に結合されたクランク
円板２２と、該クランク円板を取り囲んでいてピストン
３０を支持するための支持面２６を備えた保持体２４と
から構成されている。支持面２６には、ピストン３０の
端面３４におけるのと同様に、半径方向孔２８が設けら
れている。半径方向孔２８はそれぞれ保持体２４の支持
面２６の真ん中に位置しているので、半径方向孔２８は
クランク円板２２の両死点においてピストン３０の軸方
向孔３６と合致することになる。そして両死点の間にお
ける回転範囲では、半径方向孔２８は軸方向孔３６の範
囲の外側に位置している。軸２０には軸方向孔３８が設
けられており、この軸方向孔は半径方向孔４２を介し
て、クランク円板２２の回転位置に応じて、保持体２４
における半径方向孔２８と合致することができる。図示
の実施例では、軸方向孔４２は保持体２４の半径方向孔
２８と合致しており、この結果、導管４４を介して軸方
向孔３８と接続されている圧力媒体貯え部と、ピストン
３０の内部との間における接続が生ぜしめられる。なお
この接続は既に、クランク円板２２がピストン３０の前
においてその下死点に達する直前に、つまりピストン３
０が、コイルばね３２及び後退する保持体２４の圧力下
でシリンダケーシング１０内に進入する間に、生ぜしめ
られる。本発明によるラジアルピストンポンプの既に述
べた実施例におけるように、ピストン３０の進入運動中
に、圧力液体の吸込み動作が行われ、この吸込み動作
は、クランク軸２２の回転運動及びこれに関連した保持
体２４のクランク運動によって、圧力媒体源とピストン
３０との間における接続が中断されるまで、続けられ
る。次いで行われるピストン３０の進出運動に伴って、
圧力媒体はピストン３０から吐出され、この際には、保
持体２４における半径方向孔２８はクランク円板２２に
よってシールされているので、ピストン３０からの圧力
媒体液の逆流は回避することができる。

【００２２】本発明によるラジアルピストンポンプのさ
らに別の実施例は、図１０に示されている。この実施例
に示されている保持体２４には、既に述べたその他の実
施例における保持体と異なり、保持体の軸線方向に延び
る溝２８′′が設けられている。これらの溝は、保持体
２４の揺動運動に応じて、ピストン３０の軸方向孔３６
の前に移動して、この際に該軸方向孔を通して圧力媒体
液をピストン３０内に流入させることができるか、又
は、軸方向孔３６の側部に位置していて、保持体の支持
面２６によって閉鎖状態を保つことができる。溝２
８′′はそれぞれ、ピストン３０の進入運動中にのみ溝
２８′′とピストン３０における軸方向孔３６との間に
おいて接続が生ぜしめられるように、ずらされている。
図１０に示されたこの実施例は、一定の吐出量を得るた
めに有利である。

【００２３】

【発明の効果】上に述べた記載及び図面から明らかなよ
うに、本発明のように構成されたラジアルピストンポン
プでは該ラジアルピストンポンプの流入弁を、液体流入
部として働く溝、孔及び通路を適当に寸法設定すること
によって、所望のように制御することができる。そして
流入弁を、該流入弁がピストンのサイクルと同期的に開
閉するように、制御することも可能である。同様にま
た、溝、孔及び通路を次のように、すなわち、吸込みサ
イクルの制限された時間だけが流入弁開放のために利用
され得るように、寸法設定すること及び互いに調和させ
ることも可能である。このような寸法設定は、特に、ラ
ジアルピストンポンプの吐出量がすべての回転数範囲に
おいて回転数に関連しているのではなく、高い回転数に
おいては規定の吐出量に制限されることが望まれている
ような場合に、選択される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるラジアルピストンポンプの第１実
施例を示す横断面図である。

【図２】図１に示されたラジアルピストンポンプの一部
を破断して示す縦断面図である。

【図３】図１に示されたラジアルピストンポンプの一部
を破断して示す平面図である。

【図４】本発明によるラジアルピストンポンプの別の実
施例を示す横断面図である。

【図５】図４に示されたラジアルピストンポンプの一部
を破断して示す縦断面図である。

【図６】本発明によるラジアルピストンポンプの第３実
施例を示す横断面図である。

【図７】図６に示されたラジアルピストンポンプの一部
を破断して示す縦断面図である。

【図８】本発明によるラジアルピストンポンプの第４実
施例を示す横断面図である。

【図９】図８に示されたラジアルピストンポンプの一部
を破断して示す縦断面図である。

【図１０】本発明によるラジアルピストンポンプのさら
に別の実施例を示す横断面図である。

【符号の説明】

１ 周壁、 ２ 面、 ３ フランジ、 ４ リング、
５ 流出開口、 ６蓋、 ７ 室、 １０ シリンダ
ケーシング、 １２ 面、 １４ 半径方向孔、 １６
室、 １８ 軸線、 ２０ 軸、 ２０ａ 駆動軸、
２２ クランク円板、 ２４ 保持体、 ２６ 面、
２８ 接線方向溝、 ２８′′ 溝、 ３０ ピスト
ン、 ３２ コイルねじ、 ３４ 端面、 ３６ 軸方
向孔、３８ 軸方向孔、 ４０ 切欠き、 ４２ 半径
方向孔、 ４４ 導管

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ケーシング（１０）に設けられたシリン
   ダ（１４）内を案内される少なくとも１つの中空のピス
   トン（３０）を備えたラジアルピストンポンプであっ
   て、該ピストン（３０）が、クランク円板（２２）によ
   って保持体（２４）を介してばね（３２）の負荷下で、
   偏心体軸線（１８）に対して半径方向に運動させられる
   形式のものにおいて、ピストン（３０）が、保持体（２
   ４）に接触している端面（３４）に、流出部に通じる流
   入開口（３６）を備えており、ピストン（３０）の前記
   端面（３４）に接触している保持体（２４）の面（２
   ６）に、圧力媒体源に通じる開口（２８）が設けられて
   おり、該開口が、偏心体（２２）の１８０゜の回転範囲
   において前記流入開口（３６）のそばで終わっているこ
   とを特徴とするラジアルピストンポンプ。
2. 【請求項２】 保持体（２４）が多角形であり、該保持
   体に設けられた開口（２８）が、多角形の互いに隣接し
   ている２つの外面の間における移行箇所から、保持体
   （２４）の前記面（２６）の内部にまで延びている接線
   方向溝（２８）である、請求項１記載のラジアルピスト
   ンポンプ。
3. 【請求項３】 流入開口（３６）が、ピストン（３０）
   の端面（３４）の中心点に位置しており、接線方向溝
   （２８）の、前記面（２６）の内部に位置している端部
   が、クランク円板（２２）の一方の死点が流入開口（３
   ６）と合致している場合に、流入開口（３６）の縁部の
   前に位置している、請求項２記載のラジアルピストンポ
   ンプ。
4. 【請求項４】 保持体（２４）の外面（２６）が軸線
   （１８）の方向で凸面状に湾曲されている、請求項１か
   ら３までのいずれか１項記載のラジアルピストンポン
   プ。
5. 【請求項５】 保持体（２４）の開口（２８）と接続さ
   れている圧力媒体源が、シリンダケーシング（１０）と
   保持体（２４）との間に形成されている室（１６）を有
   している、請求項１から３までのいずれか１項記載のラ
   ジアルピストンポンプ。
6. 【請求項６】 保持体（２４）が多角形であり、開口
   （２８）が、面（２６）を該面に対してほぼ垂直に貫通
   する孔である、請求項１記載のラジアルピストンポン
   プ。
7. 【請求項７】 クランク円板（２２）の外周部に切欠き
   （４０）が設けられており、該切欠きが、軸方向孔（３
   ８）を介して圧力媒体源（４４）と接続されていて、ク
   ランク円板（２２）の回転時に周期的に開口（２８）の
   所に位置させられる、請求項６記載のラジアルピストン
   ポンプ。
8. 【請求項８】 切欠き（４０）が開口（２８）の所に位
   置している場合に、該開口（２８）がピストン孔（３
   ６）と接続されている、請求項７記載のラジアルピスト
   ンポンプ。
9. 【請求項９】 切欠き（４０）が孔（４２）を介して、
   クランク円板（２２）における軸方向孔（３８）と接続
   されている、請求項６から８までのいずれか１項記載の
   ラジアルピストンポンプ。
10. 【請求項１０】 外周部においてクランク円板(２２)の
    下死点に、孔(４２)が設けられており、該孔が、クラン
    ク円板(２２)を貫通している孔(３８)を介して圧力媒体
    源と接続されている、請求項１記載のラジアルピストン
    ポンプ。
11. 【請求項１１】 孔（４２）が、保持体（２４）の面
    （２６）を該面に対してほぼ垂直に貫通している孔（２
    ８）を介して、ピストン孔（３６）と接続可能である、
    請求項１０記載のラジアルピストンポンプ。
12. 【請求項１２】 孔（２８）が、面（２６）の中心に位
    置している、請求項１１記載のラジアルピストンポン
    プ。
13. 【請求項１３】 孔（２８）が、回転方向とは逆向きに
    保持体（２４）の面（２６）の中心からずらされて位置
    していて、内側の死点において、ピストン孔（３６）と
    保持体（２４）の面（２６）を貫通している孔（２８）
    との間における接続を遮断するようになっている、請求
    項１１記載のラジアルピストンポンプ。
14. 【請求項１４】 保持体（１０）における開口（２８）
    が、クランク円板（２２）の軸線（１８）に対して平行
    に延びている、請求項１記載のラジアルピストンポン
    プ。