JPH09119383A - ポンプ - Google Patents
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- JPH09119383A JPH09119383A JP8214870A JP21487096A JPH09119383A JP H09119383 A JPH09119383 A JP H09119383A JP 8214870 A JP8214870 A JP 8214870A JP 21487096 A JP21487096 A JP 21487096A JP H09119383 A JPH09119383 A JP H09119383A
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Abstract
プを提供する。 【解決手段】冷間始動板(17)を、二つのポンプ部分
の加圧領域を連通させている流動経路内に配置する。
Description
領域と加圧領域とを有している少なくとも二つのポンプ
部分と、加圧側から消費装置に通じている第1の流動経
路と、消費装置に通じている第1の流動経路内に配置さ
れた少なくとも一つの液圧抵抗要素とを備えているポン
プ、特に羽根形回転ポンプに関するものである。
プ、ローラ形回転ポンプは知られている。例えばドイツ
特許公開第2935816号公報に開示されているポン
プはロータを有し、ロータの周壁には、羽根を収容する
スリットが形成されている。ロータは輪郭リングの内部
で回転する。輪郭リングは、羽根が貫通している少なく
とも一つの搬送空間、例えば鎌状の二つの搬送空間を形
成している。ロータが回転すると大きくなる空間と小さ
くなる空間とが生じ、これによって吸い込み領域と加圧
領域とが生じる。輪郭リングが二つの搬送空間を備えて
いる場合には、それぞれ吸い込み領域と加圧領域とを備
えた二つの、分離されたポンプ部分が生じる。
れると、上側にある羽根はその重力で、ロータに形成さ
れたスリットのなかに戻る。従って、吸い込み領域と加
圧領域との間に羽根によって与えられる分離は生じず、
謂わばこのポンプ部分において短絡状態が発生する。対
向する反対の側では、羽根はその重力に従ってスリット
から抜け出る。このポンプ部分においては、吸い込み領
域と加圧領域とは抜けでた羽根によって分離される。
体、例えば油圧オイルが冷えると、液体の粘性は増大す
る。その結果、羽根の運動性が衰える。このようなとき
にポンプを作動させると(冷間作動)、前記短絡状態の
ために一方のポンプ部分において搬送能力が著しく低下
する。
始動時に搬送能力が低下しないようなポンプを提供する
ことである。
決するため、それぞれ吸い込み領域と加圧領域とを有し
ている少なくとも二つのポンプ部分と、加圧側から消費
装置に通じている第1の流動経路と、消費装置に通じて
いる第1の流動経路内に配置された少なくとも一つの液
圧抵抗要素とを備えているポンプにおいて、液圧抵抗要
素が、前記少なくとも二つのポンプ部分の加圧領域を連
通させている第2の流動経路内に配置されていることを
特徴とするものである。
いることにより、ポンプの始動の間に搬送される粘性の
ある油圧オイルは、抵抗が小さいために優先的に下部羽
根領域へ流動する。
が特に有利である。密封要素が流動経路を完全に密封す
るので、抵抗要素は無限の抵抗をもった抵抗要素であ
る。密封要素が特に両加圧領域の連通部(ここにはポン
プの加圧側から消費装置へ至る流動経路もある)を遮断
することにより、ポンプの始動の間に搬送される油圧オ
イルはもっぱら下部羽根領域のためにだけ利用される。
即ち羽根(ローラ形回転ポンプの場合にはローラ)を外
側へ、その作用位置へ押すために利用される。
ば、まず、搬送穴に先行している下部羽根領域への流動
連通部が形成される。これにより、ちょうど吸い込み領
域を通過している羽根の下部羽根領域が圧力を受ける。
即ち、冷間始動時に油圧オイルを搬送していないポンプ
部分がその機能の点で支援を受ける。
ような実施形態も有利である。この場合、ダクトと溝の
横断面を適当に構成することにより抵抗値の調整が可能
である。
面を用いて説明する。本発明は、羽根形回転ポンプ及び
ローラ形回転ポンプに関するものであるが、以下の説明
では本発明の実施形態の例として羽根形回転ポンプ(例
えばベーンポンプ)についてのみ説明することにする。
れたポンプの第1実施例の簡略縦断面図である。ポンプ
1はベースケーシング3を有している。ベースケーシン
グ3には駆動軸5が貫通しており、駆動軸5はロータ7
に係合している。ロータ7は、その周面に、半径方向に
延びる複数のスリットを備えており、これらのスリット
内に羽根が可動に配置されている。ロータ7は輪郭リン
グ( Konturring )9によって取り囲まれている。輪郭リ
ング9の内面は、少なくとも一つの、有利には二つの鎌
状の搬送空間が形成されるように構成されている。搬送
空間を羽根が貫通しており、その際それぞれ一つの吸い
込み領域と加圧領域とを備えた二つのポンプ部分が形成
される。
シング3の密封面に密接している。ロータ7と輪郭リン
グ9の他の側には加圧板11が設けられている。この加
圧板11により、羽根形回転ポンプ1により搬送される
液体はポンプの加圧側から加圧空間13内へ誘導され
る。加圧空間13は、加圧側から消費装置に通じている
流路の一部である。このため加圧板11を加圧ダクト1
5が貫通している。加圧ダクト15は前記ポンプ部分の
加圧側に開口していると共に、加圧空間13にたいして
も開口している。
る搬送開口部は、冷間始動板17として構成された密封
要素によって閉鎖される。密封要素としての冷間始動板
17は、押圧ばね(例えば板ばね)19により予緊張力
で加圧板11にたいして押圧される。
により搬送される液体(有利にはオイル)が消費装置
(例えば操舵補助装置またはギヤ装置)に達する。図2
は、加圧板11の、図2には図示していない冷間始動板
17側の表面33を拡大して示す。表面33は、腎臓状
の二つの搬送穴21と23を有している。搬送穴21と
23は、加圧ダクト15を介してポンプ部分の加圧領域
に通じている。加圧ダクト15は、最大で搬送穴21,
23の貫流面の1/3である貫流面を有しているのが有
利である。
略に示した、第1のポンプ部分の吸い込み領域25が属
している。これに対応して搬送穴23に属する加圧領域
には、第2のポンプ部分の吸い込み領域27が付設され
ている。
直に延びる複数の供給ダクトを備えている。これらの供
給ダクトを通って、加圧状態にある液体または油圧オイ
ルがポンプ部分の下部羽根領域に達する。さらに第1の
供給穴29が設けられている。この第1の供給穴29に
は第1の下部羽根部分の供給ダクトが開口している。さ
らに第2の供給穴31が設けられ、この第2の供給穴3
1には、第2の下部羽根部分に付設するように圧力板表
面33に設けた供給ダクトが開口している。
は、液体連通部として用いられる溝35と37が形成さ
れている。第1の溝35は、搬送穴21から供給穴31
へ延びている。第2の溝37は、搬送穴23から供給穴
29へ延びている。このように一つのポンプ部分のこれ
ら搬送穴は、他の先行するポンプ部分の下部羽根領域を
提供している。
の仕切り線を示している。図3も加圧板11の表面33
を示している。同一の部材には同一の符号を付したの
で、その説明は省くことにする。
れた液体連通部が形成されている。しかし図2の場合と
はその延在態様が異なっており、即ち搬送溝21はなん
らかの溝に連通する連通部を有していない。これにたい
して搬送穴23には二つの溝37aと37bが設けられ
ている。溝37aと37bは、供給穴29と31に通じ
ている。このように下部羽根領域には、一つのポンプ部
分の搬送穴により油圧オイルが供給される。
加圧板に取り付けたときに生じる流動特性について説明
する。図4の図示では、加圧板表面33の輪郭を判り易
くさせるため冷間始動板は取り外されている。図4にお
いて破線で示すのは取付け領域であり、即ち加圧板11
と冷間始動板17との接触領域である。図からわかるよ
うに、両板の接触領域はその表面積または全横断面より
もかなり小さい。冷間始動板17の外側輪郭43も同様
に図4に示した。
33は搬送穴21,23と供給穴29,31とを有して
いる。図4に図示した加圧板11の実施形態の場合、ダ
クト37cとして形成された流動連通部が搬送穴23か
ら供給穴29へ延びている。両供給穴29と31は、ダ
クト37cに連通している環状溝45によって互いに連
通している。即ち環状溝45は、溝として形成されたダ
クト37cを介して搬送穴23とも連通している。
合、搬送穴23と供給穴29との間に延びているダクト
37cは溝45よりも深い。ダクト37cを鏡像対称に
形成して、供給穴29へではなく、供給穴31へ延びる
ようにしてもよい。
して加圧板表面33に開口しているポンプ部分の加圧領
域が外部にたいして遮蔽されているように設けられてい
る。もし下部ポンプ部分の搬送穴23だけが冷間始動板
17によって閉鎖されるならば、もちろんポンプの冷間
始動特性はこれだけで著しく改善される。この実施形態
の場合、冷間始動板の不規則ながたつきを回避すること
により、騒音の発生をポジティブに制御できることが明
らかになった。
は供給穴29,31と搬送穴23とを完全に取り囲み、
搬送穴21から出ている、加圧領域13または消費装置
への流動経路を密閉している。このようにして羽根形回
転ポンプ1の個々の加圧領域は、加圧板11上に取り付
けられる冷間始動板17、即ち密封要素または無制限の
抵抗値を持った油圧抵抗要素として用いられる冷間始動
板17により互いに分離されている。
いて、または冷間始動板17として形成された密封要素
の作用について説明する。羽根形回転ポンプ1が停止し
ているときには、ポンプ部分の加圧領域及び加圧ダクト
15は無圧であり、よって冷間始動板17は押圧ばね1
9により加圧板11にたいして押圧される。これにより
搬送穴21と23は加圧空間13にたいして密閉され
る。
即ち搬送される油圧オイルに非常に粘性があり、よって
羽根が比較的不動状態でロータ7のスリット内で支持さ
れているような場合には、図2の実施形態では、搬送穴
21,23から流出する搬送オイルが溝35と37を通
って供給穴31と29に誘導され、即ちこれによりポン
プ部分の下部羽根領域に誘導される。このようにして、
冷間始動時に羽根が外側へ押されて作動位置に達し、こ
れによりポンプ部分の吸い込み領域と加圧領域とが相互
に密閉されることが保証されている。さらにこのように
して、冷間始動時に羽根形回転ポンプ1がオイルを搬送
することが保証されている。
21に連通しておらず、下部ポンプ部分の搬送穴23が
両ポンプ部分の下部羽根領域に油圧オイルを供給する。
このような作用が生じるのは、一方では、溝37aを通
って搬送穴23から流出する油圧オイルが供給穴29に
達するためであり、他方では、溝37bを通って搬送穴
23から流出する油圧オイルが供給穴31へ案内される
からである。これにより、両ポンプ部分の下部羽根領域
はただ一つの搬送穴23の油圧オイルによって搬送オイ
ルで付勢され、よって圧力で付勢される。
が大きいので、冷間始動において非常に粘性のある油圧
オイルはダクト37cを通ってまず供給穴29に達す
る。搬送されたオイルの非常にわずかな部分は環状溝4
5を通って供給穴31に搬送される。なぜなら、環状溝
45の深さがより浅いので、より大きな油圧抵抗が与え
られているからである。即ちまず、搬送穴23に先行し
ている吸い込み領域の下部羽根領域に油圧オイルが供給
される。ここで「先行する」という概念を定義するにあ
たっては、図2から図4までに図示したすべての実施形
態においてロータ7が時計方向に回転することを前提と
している。
接に押圧されることにより、冷間始動時においてはまず
純粋に下部羽根供給が行なわれる。即ち油圧オイルは加
圧空間13に放出されず、よって消費装置に放出され
ず、羽根形回転ポンプ1の機能だけが保証される。
することができるようになると、冷間始動板17は押圧
ばね19の力に抗して加圧板11から持ち上げられ、そ
の結果料搬送穴21と23は開口し、搬送されたオイル
が加圧空間13を介して消費装置に達することができ
る。
まにならないようにするため、接触領域41はできるだ
け小さく選定される。さらに、液体動力学的パラドック
スが生じて、冷間始動板17が排流されるオイルによっ
て加圧板11へ引き寄せられないように選定される。
板17は、図4に図示したような、加圧板11にたいす
る方向付けが保証されている場合にだけその機能が保証
されている。即ち冷間始動板17の心合わせも相対回転
の阻止も必要である。これは例えば図4に図示したピン
47と49によって行なう。有利なのは、すでに加圧板
及び輪郭リングの心合わせのために挿着されているピン
を延設して、冷間始動板17に対応的に設けた穴に係合
できるように構成することである。他方特に有利なの
は、ピン47,49を押圧ばね19の心合わせにも使用
することである。ピン47,49が冷間始動板17を貫
通して押圧ばね19と協働することにより、羽根形回転
ポンプにすでに設けられているピンに別の機能を持たせ
ることができる。押圧ばね19を心合わせするために付
加的な部材を設ける必要がない。
漏らさないように密閉されていることにより、始動時
に、下部ポンプ部分から搬送穴23を介して搬送された
オイルが上部ポンプ部分の搬送穴21に侵入して、そこ
から、進入して来る羽根により直接上部ポンプ部分の吸
い込み領域へ戻されることが阻止され、しかも下部羽根
領域への供給に必要な圧力を発生することなく戻される
ことが阻止される。
回している溝50(図1)を、即ちロータ7の加圧板1
1とは逆の側に配置されている溝50を油圧抵抗体、例
えば細条体によって2分割にしてもよい。この場合、分
割された溝50のそれぞれの領域は一方のポンプ部分の
下部羽根領域に付設される。これにより、一方の下部羽
根領域に供給された油圧オイルが冷間始動時に、まだ搬
送機能を有していない他方のポンプ部分の下部羽根領域
に排出されないよう保証される。この場合重要なこと
は、一方のポンプ部分の吸い込み領域と加圧領域との間
の油圧抵抗が、ポンプの他方のポンプ部分の吸い込み領
域と加圧領域との間の油圧抵抗よりも大きいことであ
る。
なように、加圧板表面33に設けられ溝35,37,3
7a,37b,37cとして形成された液体連通部は、
冷間始動板17の加圧板11側の表面にも設けてよい。
さらに、加圧板表面33にも冷間始動板17にも、下部
羽根領域への供給用溝を設けてもよい。重要なことは、
羽根形回転ポンプ1の個々の加圧領域が互いに分離され
且つ加圧空間113からも分離されて、純粋な下部羽根
作動が保証され、この下部羽根作動において、始動段階
で搬送された油圧オイルが下部羽根領域にだけ供給され
ることである。
スチックから製造することができる。押圧ばね17の圧
縮力は、個々のケースにおいて羽根形回転ポンプ1の作
動特性に同調させることができる。冷間始動板17に作
用する押圧力を、加圧板11をロータ7にたいして押圧
させる圧縮ばねによって保証するようにしてもよい。
冷間始動の間に、搬送穴23に属している後行の下部羽
根領域に供給穴31を介して油圧オイルを供給し、及び
(または)他のポンプ部分の先行する下部羽根領域に供
給穴29を介して油圧オイルを供給することができる。
両下部羽根領域をオイルで付勢してもよい。この場合に
は、異なる溝横断面に選定することにより、異なる搬送
能力を両下部羽根領域に割り当てることができる。この
ような構成においては、オイルを空の吸い込み管を介し
て搬送させるようにしてもよい。即ちポンプは始動段階
において空気を搬送する。この場合もポンプの冷間始動
特性または始動特性は、冷間始動板としての抵抗要素
(密封要素)によって著しく改善させることができる。
この場合には、ポンプの始動時に下部羽根領域に空気が
供給される。
が設けられているポンプの実施形態について説明する。
これらの実施形態も、図1から図4までに図示した実施
形態の場合と同様に2行程の羽根形回転ポンプである。
図1を用いて説明したものと同じ部材には同じ符号を付
したので、これらの部材の説明は省略する。
は、ベースケーシング3内に収納されているロータ7を
有している。ロータ7は、輪郭リング9の内部に回転可
能に支持されている。図5の断面図からわかるように、
ロータ7及び輪郭リング9の両端面には加圧板11aと
11bが設けられている。右側の加圧板11aは、図1
を用いて説明した実施形態の場合と同一に構成されてい
る。この右側の加圧板11aは、該加圧板を貫通する二
つの加圧ダクト15を有している。加圧ダクト15は、
図2から図4までに図示した搬送穴を介して加圧空間1
3に開口している。加圧空間13には適当な態様で、例
えば接続部材51を介して消費装置を接続させることが
できる。加圧板11aの、ロータ17とは逆の側の表面
には、始動板または冷間始動板17としての密封要素が
接している。密封要素は、ポンプ101の下部ポンプ部
分の下部加圧ダクト15を密封する。下部加圧ダクト1
5は、図2ないし図4に関連して詳細に説明した適当な
液体連通部51’を介して、下部及び(または)上部ポ
ンプ部分の下部羽根領域53と連通させることができ
る。冷間始動板17は液体連通部51’を加圧空間13
にたいして密封させ、その結果、冷間始動板17が加圧
板11aに密接している間、加圧ダクト15から流出す
る液体は液体連通部51’を介して下部羽根領域53に
達する。冷間始動板17が上部ポンプ部分の上部搬送穴
を閉鎖しないにもかかわらず、加圧空間13を介して、
搬送される液体は下部加圧ダクト15から上部加圧ダク
ト15へ達することはできない。即ち、冷間始動板17
は、下部ポンプ部分の搬送穴だけを加圧空間にたいして
密封するようほどに小さく形成させることができる。
2の加圧板11bが設けられている。この第2の加圧板
11bは、下部ポンプ部分の加圧領域に付設されてい
る、密閉された空間57に通じる貫通部55を有してい
る。貫通部55を通って空間57内に搬送された液体に
より、この空間57内に過圧が生じる。その結果、左側
の加圧板11bはロータ7及び輪郭リングにたいして密
接に押圧される。
5’から流出する液体は貫通部55を介して空間57内
に達し、さらに加圧ダクト15’’と液体連通部51’
とを介して下部ポンプ部分及び(または)上部ポンプ部
分の下部羽根領域53に達する。その際、冷間始動板1
7として構成されている密封要素の作用で、液体は消費
装置及び腎臓形の加圧ダクト15に通じている加圧空間
13または液体経路へ達しない。なお、密封要素は任意
に構成してもよい。重要なことは、消費装置への液体経
路が中断されていること、ポンプ101により搬送され
る液体が始動段階の間、または冷間始動の間にもっぱら
下部羽根領域にとって有用であるという点にすぎない。
実施形態にたいしても同様のことが言える。この羽根形
回転ポンプ201も2行程ポンプとして二つの加圧板1
1a,11bを備えている。これらの加圧板11a,1
1bは、図6の断面図からわかるように、ロータ7また
は付属の輪郭リング9の端面に接している。同一の部材
には同一の符号を付したので、同一の部材に関しては図
5及び図1の説明を指摘するに留める。
5’’を備えている。加圧ダクト15’’は、液体連通
部51を介して下部羽根領域53と連通している。この
実施形態では、液体連通部の密閉を必要としない。なぜ
なら、加圧ダクト15’’が下部羽根領域53と同様
に、圧力を漏らさないように密閉されている空間57に
開口しているからである。加圧板11aは加圧ダクト1
5’を有している。加圧ダクト15’は、この実施形態
ではロータ7の右側に配置されており、この実施形態で
は冷間始動板として形成されている密封要素により加圧
空間13にたいして閉鎖されている。この場合、図7な
いし図9及び図1の場合と同様に図5及び図6も始動段
階または冷間始動段階を示しており、即ち搬送圧力が密
封要素または冷間始動板17を付属の加圧板から引き離
すのに十分でないような段階にあることを前提としてい
る。
とっては、2行程ポンプの加圧領域に付設されている二
つの搬送穴を閉塞させることは、いかなる場合も必要で
ない。むしろ、下部加圧ダクトだけを加圧空間にたいし
て密封して、上部加圧空間または消費装置への流動連通
部を遮断すれば十分である。始動段階または冷間始動段
階では、搬送の用を成している腎臓形加圧ダクトは、冷
間始動板17により、搬送の用を成していない腎臓形加
圧ダクトから油圧的に切り離されている。同時に、搬送
される液体が搬送の用を成している腎臓形加圧ダクトか
ら排出されることが、例えば加圧空間を介して消費装置
に達するのが阻止される。さらに、搬送の用を成してい
る腎臓形加圧ダクトがポンプの少なくとも1つの下部羽
根領域と連通して、羽根またはローラが外側へ輪郭リン
グのほうへ移動して、始動段階の間ポンプの搬送特性が
改善されることが保証される。
は、冷間始動板17により、始動段階または冷間始動段
階において、下部ポンプ領域から油圧オイルが加圧空間
13を介して消費装置に達しないことが保証される。む
しろ搬送されるオイルは、左側の加圧ダクト15’’を
介して、密閉された空間57に搬送され、本実施形態で
は単に加圧板11bに設けた溝として例示されているに
すぎない流動連通部を介して、下部ポンプ部分の下部羽
根領域53に達する。図6に図示した実施形態におい
て、流動連通部51を必ずしも溝として加圧板11bの
表面に形成させる必要はない。なぜなら、下部加圧ダク
ト15’’から、密閉された空間57を経て下部羽根領
域53へ至る流動連通部が存在するからである。
冷間始動特性が改善される原理を説明するが、この原理
は1行程ポンプでも著しい改善を示し、即ち羽根形回転
ポンプの場合でもローラ形回転ポンプの場合でも著しい
改善を示す。図7に極めて簡略に図示したロータ7及び
輪郭リング9の平面図から、1行程ポンプ301の基本
原理は明白である。ロータ7は半径方向に延びている複
数のスリット59を備えており、これらのスリット59
に、例示した羽根61が可動に収納されている。ロータ
7は輪郭リング9内に偏心して収納されており、その結
果実質的に鎌状の搬送空間63が形成される。羽根61
はこの搬送空間63を、この実施形態では反時計方向に
通過する。その際、羽根61によって体積が分割される
ので、吸い込み領域65と加圧領域67とが生じる。ロ
ータ7または輪郭リング9の端面に接している加圧板に
は、ほぼリング状に周回する溝69と71が設けられて
いる。溝69と71は下部羽根領域に付設されている。
実施形態を示し、二つの加圧板11aと11bを備えて
いる。加圧板11aと11bは、ロータ7及びこれに付
設されている輪郭リング9の右側及び左側に配置されて
いる。右側の加圧板11aは、図7に図示した実施形態
では溝69と71を備えている。これらの溝のうち、吸
い込み領域65に付設されている溝69は、流動連通部
51を介して、加圧領域または加圧領域に付設されてい
る加圧ダクト15と油圧的に連通している。本実施形態
では、流動連通部51は、加圧板11aに形成された溝
として構成されている。この溝は、加圧板11aのロー
タ7とは逆の側の表面に設けられている。加圧ダクト1
5と溝69との流動連通部51は、冷間始動板17とし
て形成された密封要素により密封されており、その結果
加圧ダクト15から流出したオイルが加圧空間13内に
達することはない。冷間始動板17は、押圧ばね19に
よって加圧板11aにたいして押圧される。
または輪郭リング9のもう一方の側には第2の加圧板1
1bが設けられている。第2の加圧板11bは、周回す
る溝73を備えている。溝73は、吸い込み領域65の
下部羽根領域及び加圧領域67の下部羽根領域を互いに
連通させている。加圧領域に走入する羽根は、吸い込み
領域65において走出する羽根に油圧オイルを提供す
る。これにより、ポンプの機能安定性が向上する。
5を介して、密閉された空間57に連通している。これ
により、左側の加圧板11bがロータ7及び輪郭リング
9にたいして押圧されて、漏れが最小限に抑えられる。
bは設けなくてもよい。また、直接ケーシングにより、
ロータ及び輪郭リングに接する密封面を形成させてもよ
い。しかし、ポンプ301が二つの加圧板を備えたポン
プとして構成されている場合には、貫通部55が加圧板
を貫通して、その結果オイルが空間57内に達し、加圧
板がロータ7にたいして押圧されるようにするのが有利
である。
ては、液体は加圧領域67から加圧ダクト15を介して
加圧空間13または消費装置に達することができない。
搬送される液体は、流動連通部51を介して吸い込み領
域65の下部羽根領域にだけ供給され、その結果始動段
階または冷間始動段階におけるポンプの搬送特性が著し
く改善される。
し、図8を用いて説明したポンプ301の加圧板11a
と11bが入れ替わっている。同一の部材には同一の符
号を付した。右側の加圧板11bの加圧ダクト15は、
密封要素である冷間始動板17によって閉鎖されてい
る。加圧ダクト15を任意のどのような密封要素によっ
て閉鎖させてもよい。ロータ7の加圧ダクト15とは逆
の側には貫通部55が設けられている。貫通部55は、
油圧的に密封された空間57に開口しており、よって、
吸い込み領域65に付設されている下部羽根領域53に
通じる流動連通部を形成している。始動段階または冷間
始動段階において加圧ダクト15が加圧空間13にたい
して閉鎖されているので、始動段階で搬送される液体
は、貫通部55と流動連通部(例えば空間57)とを介
して下部羽根領域53に達する。左側の加圧板11a
は、図8のポンプ301の加圧板11aの場合に設けら
れていたような、溝として形成される流動連通部を有す
ることができる。
する溝73を備えている。図9の実施形態で、始動段階
または冷間始動段階において、加圧領域67にある液体
が消費装置に達することができないことは明白である。
密封要素または冷間始動板17により、液体は吸い込み
領域65の下部羽根領域53にだけ供給され、その結果
ポンプ401の搬送特性が迅速に改善される。
の実施形態の縦断面図であり、上半分は加圧領域の断面
図であり、下半分は吸い込み領域の断面図である。この
羽根形回転ポンプは図1に図示した羽根形回転ポンプの
構成にほぼ対応しており、よって同一の符号をもった部
材についての説明は省略する。
大きく異なるのは、無制限の抵抗をもった油圧抵抗体と
しての冷間始動板を設ける代わりに、有限の抵抗をもっ
た油圧抵抗体としての冷間始動板が設けられていること
である。
る。ダクト117は、ロータ7側で図示していない下部
羽根領域側に開口しており、逆の側で加圧空間13また
は加圧ダクト15に開口している。加圧ダクト15とそ
れぞれのダクト117との連通を改善するため、前記実
施例の溝35,37に対応する溝119が加圧板11の
表面に形成されている。
部羽根領域との間の流動経路の油圧抵抗、及び加圧領域
と消費装置または他の圧力領域との間の流動経路の油圧
抵抗は、粘性のある液体を考慮して、異なるように選定
されている。例えば、図2に図示した加圧板を図10の
実施形態に適用した場合、搬送穴21または23と供給
穴29または31との連通部の油圧抵抗は、搬送穴21
または23と消費装置または反対側の搬送穴23または
21との加圧空間13を介した連通部の油圧抵抗よりも
小さい。同様のことは、もちろん本実施形態に図3に図
示した加圧板を使用した場合にも適用される。
とにより、冷たい粘性のある液体はまず抵抗が最も小さ
な経路を通過し、このようにして加圧領域から下部羽根
領域内へ流動する。
上記の油圧抵抗の作用に関して詳細に説明する。すでに
述べたように、羽根形回転ポンプ1が冷間始動する場
合、即ち搬送される液体が非常に粘性があり、よって液
体がロータ7内のスリットに比較的不動に蓄積されてい
る場合には、まず下部ポンプ部分だけが搬送の用を成
す。なぜなら、上部ポンプ部分はまだ輪郭リングに接し
ているからである。
抗してスリットから押しだすため、下部ポンプ部分の搬
送能力を利用して、上部ポンプ部分の下部羽根に液体を
供給する。このため、搬送される液体は加圧ダクト11
5を介して搬送穴23と溝119を通って供給穴29に
達し、そして供給ダクト117を通って下部羽根領域内
へ流動する。このようにして下部羽根領域に発生した圧
力により、羽根を押し出すことができる。
り、下部ポンプ部分から搬送される液体はほぼ完全に下
部羽根領域に供給されることを保証でき、上部ポンプ部
分の加圧空間13と加圧ダクト15を介して再び戻っ
て、吸い込み領域または消費装置に流動することはな
い。この場合には圧力は発生しない。
くなり、よって粘性が小さくなると、前記の油圧抵抗は
もはやポンプの機能に影響しない。図2と図3に図示し
た加圧板を図10の羽根形回転ポンプに使用する場合、
機能に関しては同じである。しかし、図2に図示した分
割型の溝ガイドは、その機能がポンプの取付け位置に依
存しないという利点を持っている。即ち、上部ポンプ部
分は取付け状態において下部にあってもよい。このこと
は、図3に図示した実施形態では不可能である。なぜな
らこの実施形態では、作動していない上部ポンプ部分は
下部羽根へ液体を供給する用をなさず、そのように設計
されていないからである。
においても、溝が加圧板表面に設けられているか、或い
は境を接しているケーシング壁に設けられているかどう
かは重要でない。加圧板に設けた溝とケーシング壁に設
けた溝の組合せも可能である。重要なことは、粘性のあ
る液体にたいする加圧領域と下部羽根領域との間の油圧
抵抗が、消費装置または他の加圧領域にたいしてよりも
明らかに小さいことだけである。即ちどのような場合に
でも、下部ポンプ部分の搬送液体が圧力を発生させるこ
とができ、無圧で排出されないよう保証されていなけれ
ばならない。
示されている。これらの実施形態は、別の加圧板11.
2が設けられていることを特徴としている。即ちこれら
の実施形態においても2行程羽根形回転ポンプを対象と
する。図10を用いて説明した部材と同一のものには同
一の符号を付したので、その説明は省略する。
様に、ベースケーシング内に収納されたロータ7を有し
ている。ロータ7は、輪郭リング9の内部に回転可能に
支持されている。図11の断面図からわかるように、ロ
ータ7及び輪郭リング9の両端面には加圧板11.1及
び11.2が設けられている。右側の加圧板11.1
は、図10を用いて説明した実施形態の場合と同一に構
成されている。右側の加圧板11.1は、これを貫通す
る二つの加圧ダクト15を有している。加圧ダクト15
は加圧空間13に開口している。加圧空間13には、適
当な態様で消費装置を接続させることができる。ダクト
15と117とを用いて液体経路141が形成される。
液体経路141は、少なくとも1つの下部羽根領域への
液体の供給に用いられる。油圧抵抗を適当に選定するこ
とにより、例えば細条部、深い溝、絞り等を設けること
により、粘性のある液体がこの経路を通り、破線で示し
た液体経路143を通らないことが保証される。
板11.2には、周回する溝145が設けられている。
この溝145は、下部羽根に液体を供給するために用い
る。冷間始動特性を補助するために、連続して周回して
いる溝145を油圧抵抗体、例えば細条部により2分割
してもよい。この場合、溝のそれぞれの領域は一つのポ
ンプ部分に付設される。これにより、一方の下部羽根領
域に供給された油圧オイルが、冷間始動時に、まだ搬送
機能を有していない他方のポンプ部分の下部羽根領域に
排出されないことが保証される。この場合重要なこと
は、一方のポンプ部分の吸い込み領域と加圧領域との間
の油圧抵抗が、これらの領域と他方の加圧領域の吸い込
み領域及び加圧領域との油圧抵抗よりも大きいことであ
る。
形態を示している。この実施形態では、加圧板11.1
は加圧ダクト15だけを有している。下部羽根領域への
液体供給はこの加圧板を介しては行われない。これにた
いして、対向している加圧板11.2は、加圧ダクト1
5のほかに、少なくとも1つの下部羽根領域に供給ダク
ト117を有している。加圧ダクト15には、液密に密
封された加圧空間147が開口しており、加圧空間14
7には供給ダクト17も開口している。ポンプの作動時
にはこの加圧空間147に圧力が発生する。この圧力
は、加圧板11.2を輪郭リング及びロータにたいして
押圧させるとともに、両下部羽根領域を圧力で付勢す
る。
で、図12に図示した、第2の加圧板11.2の溝14
9を設けなくとも問題はないが、しかしこの場合には、
流動経路(加圧領域−加圧空間−下部羽根領域)の油圧
抵抗が両加圧領域の間の流動経路143の油圧抵抗より
も小さいことが保証されていなければならない。
は、前述した実施形態のそれに対応している。しかし、
図2に図示した加圧板を使用することはできない。図1
3に図示した羽根形回転ポンプ1の実施形態も同様に作
動する。しかし、図12に図示した実施形態の場合とは
異なり、第2の加圧板11.2は加圧ダクト15だけを
有している。加圧ダクト15は、液密に密封されている
加圧空間147に開口している。従ってこの実施形態に
おいても、加圧ダクト147を介しての両加圧領域の間
の流動連通部は設けられていない。下部羽根領域に通じ
ている供給ダクト117は、第1の加圧板11.1に設
けられている。もちろんこの場合も、加圧板11.2を
図2及び図3の実施形態に対応させて構成してよい。
147の上部領域に空気が集まり、開口部がないために
この空気を排出できないという問題が生じることがあ
る。集積した空気により、明瞭に聞き取れる騒音が発生
し、よって騒音の問題が生じる。このような問題は、図
14のaないしcに図示した実施形態により解消させる
ことができる。
転ポンプは、既に前記実施形態に関連して詳細に述べた
部材のほかに、加圧板11.2に脱気ダクト165を有
している。この脱気ダクト165は加圧板11.2を貫
通し、上部ポンプ部分に付設されている腎臓形の加圧部
167に開口している。冷間始動段階で下部加圧領域か
ら上部加圧領域への流動が発生するのを阻止するため、
脱気ダクト165の流動横断面積は小さい。従って脱気
ダクト165により形成される油圧抵抗の大きさは、冷
たい粘性のある油圧オイルにたいしては流動がほとんど
生じないように、よって、下部ポンプ部分から加圧空間
147に搬送された油圧オイルのほとんど全部がダクト
145を介して下部羽根領域に供給されるように選定さ
れねばならない。
いる。この実施形態では、加圧板11.2の二つの腎臓
形加圧部のそれぞれに脱気ダクト165が付設されてい
る。下部加圧ダクトから加圧空間147を経て上部加圧
領域に至る流動経路には、脱気ダクトとして二つの油圧
抵抗体が設けられているので、個々の脱気ダクトの流動
横断面積を前記実施形態の場合よりもいくぶん大きく選
定できる。この場合、両油圧抵抗体の抵抗値の和を、冷
たい粘性のある油圧オイルでの冷間始動時にほとんど流
動が生じないような大きさに選定するだけでよい。
ト165の横断面は小さいが、しかし加圧空間147内
で上方に流動する空気をこの加圧空間147から排出さ
せるためには十分な大きさである。
cに示す。この実施形態では、加圧板11.2に狭いダ
クトとして油圧抵抗体を設ける代わりに、加圧空間14
7に境を接する壁に細条部169が形成されている。こ
の細条部169は、下部加圧領域と上部加圧領域との間
の流動経路に形成される油圧抵抗要素として用いられ
る。その抵抗値の大きさは、この実施形態の場合も、冷
たい粘性のある油圧オイルが下部ポンプ部分に付設され
ている加圧空間領域から、上部ポンプ部分に付設されて
いる加圧空間領域へ流出しないように選定されている。
この場合、両加圧空間領域の境界部が細条部169であ
る。
ことにより、互いに完全に分離された二つの加圧空間領
域を形成させてもよい。総括的に述べると以下のように
なる。図10ないし図14に図示した実施形態に共通な
ことは、二つの加圧領域の間にある流動経路143、ま
たは搬送の用を成している加圧領域と消費装置との間の
流動経路の油圧抵抗が、加圧領域と下部羽根領域との間
の流動経路141の油圧抵抗よりも大きくなるように選
定されていることである。これにより、どのような場合
も、羽根形回転ポンプの始動時に、搬送の用を成す下部
ポンプ部分が主に下部羽根領域に液体を供給するために
使用され、これによって上部ポンプ部分の搬送能力が増
大することが保証される。
られる加圧ダクト及び供給ダクトの他の組合せ配置も可
能である。結局のところ、本発明によるポンプの機能に
とって必要なことは、前述した態様で油圧抵抗を設定す
ることだけである。
羽根形回転ポンプにもローラ形回転ポンプにも使用でき
るということである。また、ポンプが1行程ポンプであ
るか2行程ポンプであるかどうか、或いは二つ以上の搬
送空間を有しているかどうかは問題でない。重要なこと
は、最初の瞬間に、即ち始動時または冷間始動時に、搬
送の用を成している加圧領域と消費装置との間の流動連
通部が制限または遮断されていること、2行程またはそ
れ以上の行程のポンプの場合でも、搬送の用を成してい
る加圧領域と始動時に搬送の用を成していない加圧領域
との間の連通がほとんど与えられていないこと、無限ま
たは有限の抵抗値をもった油圧抵抗体により、始動段階
にある液体または始動段階で搬送されている液体が優先
的に下部羽根領域に供給され、或いはこの下部羽根領域
にだけ供給されて、始動時におけるポンプの搬送特性を
向上させている点である。
る。
平面図である。
平面図である。
原理図である。
る。
る。
る。
ある。
ある。
ある。
ある。
の実施形態の原理図である。
穴 35,37 溝 141 流動経路 143 流動経路 145 溝 147 加圧空間 165 ダクト(抵抗要素) 169 細条部
(抵抗要素)
Claims (20)
- 【請求項1】 それぞれ吸い込み領域と加圧領域とを有
している少なくとも二つのポンプ部分と、加圧側から消
費装置に通じている第1の流動経路と、消費装置に通じ
ている第1の流動経路内に配置された少なくとも一つの
液圧抵抗要素とを備えているポンプにおいて、 液圧抵抗要素が、前記少なくとも二つのポンプ部分の加
圧領域を連通させている第2の流動経路内に配置されて
いることを特徴とするポンプ。 - 【請求項2】 液圧抵抗要素が無限の抵抗をもった密封
要素としての冷間始動板(17)として形成され、密封
要素としての冷間始動板(17)により前記少なくとも
二つのポンプ部分の加圧領域を互いに分離可能であるこ
とを特徴とする、請求項1に記載のポンプ。 - 【請求項3】 ポンプが羽根形回転ポンプとして形成さ
れ、該羽根形回転ポンプは、半径方向に延びて羽根を収
容しているスリットを有しているロータ(7)と、ロー
タ(7)の端面に圧接する加圧板(11)と、羽根形回
転ポンプの加圧側と下部羽根領域(53)とを連通させ
る流動連通部(51’)とを有していることを特徴とす
る、請求項1または2に記載のポンプ。 - 【請求項4】 加圧板(11)が、冷間始動板(17)
として形成された密封要素側に、少なくとも一つの、有
利には溝(35;37)として形成される流動連通部を
備え、該流動連通部を介して液体が加圧側の搬送穴(2
1;23)から少なくとも1つの下部羽根領域に達する
ようにしたことを特徴とする、請求項1から3までのい
ずれか1つに記載のポンプ。 - 【請求項5】 冷間始動板(17)が、加圧板(11)
の冷間始動板(17)側の表面(33)に設けた少なく
とも一つの溝を、搬送穴(21;23)から少なくとも
1つの下部羽根領域へ液体を流動させるための第1及び
第2の流動経路にたいして密封させていることを特徴と
する、請求項1から4までのいずれか1つに記載のポン
プ。 - 【請求項6】 搬送穴(23)から、回転方向に見て搬
送穴に後行する下部羽根領域に通じる流動連通部が設け
られていることを特徴とする、請求項1から5までのい
ずれか1つに記載のポンプ。 - 【請求項7】 搬送穴(23)から、回転方向に見て搬
送穴に先行する下部羽根領域に通じる流動連通部が設け
られていることを特徴とする、請求項3から5までのい
ずれか1つに記載のポンプ。 - 【請求項8】 後行する流動連通部も先行する流動連通
部も搬送穴(23)と連通させる連通部が設けられてい
ることを特徴とする、請求項2から7までのいずれか1
つに記載のポンプ。 - 【請求項9】 前記連通部が、加圧板(11)及び(ま
たは)冷間始動板(17)の表面に形成した複数の溝に
よって形成され、これらの溝の深さが異なっていること
を特徴とする、請求項1から8までのいずれか1つに記
載のポンプ。 - 【請求項10】 冷間始動板(17)が、有利にはばね
によって生じる予緊張力により加圧板(11)にたいし
て押圧されることを特徴とする、請求項1から9までの
いずれか1つに記載のポンプ。 - 【請求項11】 始動後に冷間始動板(17)が離間し
て、消費装置にたいして加圧板が連通するように、前記
予緊張力が選定されていることを特徴とする、請求項1
0に記載のポンプ。 - 【請求項12】 加圧板(11)を心合わせする二つの
ピン(47,49)が設けられ、これらのピン(47,
49)は、冷間始動板(17)を、または冷間始動板
(17)とばねとを心合わせさせ且つ相対回転を阻止す
るように形成されていることを特徴とする、請求項10
または11に記載のポンプ。 - 【請求項13】 幅狭の取り付け領域または接触領域だ
けが加圧板(11)と冷間始動板(17)の間に生じる
ように、加圧板(11)及び(または)冷間始動板(1
7)が形成されていることを特徴とする、請求項1から
12までのいずれか1つに記載のポンプ。 - 【請求項14】 羽根を収容しているロータ(7)と、
ロータ(7)の端面に圧接する少なくとも1つの加圧板
(11)とを有し、ポンプの加圧側と少なくとも一つの
下部羽根領域との間に第3の流動経路(141)が形成
され、第2の流動経路(143)の液圧抵抗にたいする
第3の流動経路(141)の液圧抵抗は、少なくとも搬
送される液体が冷えているときに液体が優先的に第3の
流動経路(141)を貫流するほどに小さいことを特徴
とする、請求項1に記載のポンプ。 - 【請求項15】 加圧板(11)が、ロータ(7)とは
逆の側に溝(119)を有し、溝(119)は、加圧板
に設けた少なくとも一つの供給穴(29;31)と搬送
穴(21;23)とともに第3の流動経路(141)を
形成していることを特徴とする、請求項14に記載のポ
ンプ。 - 【請求項16】 ロータ(7)の他の端面側に、下部羽
根領域を連通させている周回する溝(145)を備えた
他の加圧板(11.2)が設けられていること、第1の
ポンプ部分に付設される溝領域と第2のポンプ部分に付
設される溝領域との間に、液圧抵抗体が、有利には細条
部が設けられていることを特徴とする、請求項14また
は15に記載のポンプ。 - 【請求項17】 前記他の加圧板(11.2)に、該加
圧板を貫通するダクト(15)が形成され、このダクト
(15)は、加圧領域と加圧空間(147)との間の流
動連通部を形成していることを特徴とする、請求項16
に記載のポンプ。 - 【請求項18】 前記他の加圧板(11.2)が他のダ
クト(165)を有し、他のダクト(165)は、加圧
空間と他の加圧領域との間の流動連通部を形成し、加圧
空間(147)を介して加圧領域を連通させている流動
経路内に液圧抵抗要素(165;169)が形成され、
該液圧抵抗要素(165;169)は、液体が冷えて且
つ粘性のあるときに連通部をほとんど遮断することを特
徴とする、請求項17に記載のポンプ。 - 【請求項19】 液圧抵抗要素は、流動横断面積が縮小
されているダクト(165)として設けられていること
を特徴とする、請求項18に記載のポンプ。 - 【請求項20】 液圧抵抗要素は、加圧空間(147)
内に配置される細条部(169)として設けられている
ことを特徴とする、請求項18に記載のポンプ。
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