JPH10513525A - 調節可能な静液圧ポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 調節可能な静液圧ポンプ（１０），特にピストンポンプであって，スラストリング（２２）が，液圧機械式の調節装置（３５）を介して調節可能であり，かつ能動的な消音のための装置を有する形式のものを提案する。スラストリング（２２）に作用する調節ピストン（３７）の圧力室（３９）が，付加調節装置（４７）を介して液圧機械式圧力調整器（４１）と並列的に，圧力変化を生ぜしめられ，これによって液圧によるスラストリング（２２）の締め付けに対する駆動装置の駆動力の振動作用が減少せしめられ，ひいてはピストンポンプの騒音発生が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】 調節可能な静液圧ポンプ 従来の技術 本発明は，請求項１記載の形式の調節可能な静液圧ポンプに関するものである 。 ドイツ連邦共和国実用新案第９１０４１２６号により，ラジアルピストンポン プとして構成されたこの形式のポンプが公知である。この公知ポンプの場合，調 節部材としてスラストリングが設けられており，通常はこのスラストリングの偏 心率によって，ポンプの調節が行われる。スラストリングは，この場合，２つの 異なる大きさの液圧調節ピストンによって，所定位置に保持され，その際，大き い方の調節ピストンは液圧機械式調節装置の部材である。このようなピストンポ ンプにおける騒音の発生は，調節部材であるスラストリングの液圧による締め込 みの剛度に著しく関連している。騒音発生は，スラストリングの，液圧による締 め込みの剛度が低下するにつれて増大し，駆動装置の，調節方向に作用する力成 分によって惹起される。締め込みの剛度に応じて，ピストンがポンプの吐出し室 内に入り，かつこれから出るサイクルで，駆動装置全体が，程度の差こそあれ著 しくずれ動く。その場合に生じる騒音は，特に静かな作動が望ましい多くの用途 の場合に，妨げになることがある。このようなラジアルピストンポンプと比較可 能な状況は，調節部材が斜板として構成されているアキシャルピストンポンプの 場合や，調節部材として，同じくスラストリングを有するベーンポンプの場合に おいても生じる。 更に，より以前の出願Ｐ４４１０７１９．６によって，調節可能なラジアルピ ストンポンプの場合に，積極的な消音を行うことが既に提案されているが，しか し，その場合は，スラストリングの調節は，電気液圧式調整装置を介して行われ る。消音のための措置は，その場合，電気液圧式の調整弁を介して行われる。し かしこのような調整弁は，多くの調節可能な静液圧ポンプには設けられていない 。 更に，ドイツ連邦共和国特許出願公開第３７００５７３号明細書によって公知 のラジアルピストンポンプの場合，ピントル内の付加的な圧力室に，絞られた接 続通路を介して高圧側から圧力を供給可能である。回転位置に応じて，ロータ内 のシリンダ穴は，それぞれ短時間，この圧力室と接続され，昇圧され，その後で ，このシリンダ穴が本来の高圧制御スリットと接続される。このような圧送流の 脈動を減少させることによる騒音の減少は，多くの場合，不十分である。これは ，特に，ピストンが高圧側から出る時に生じる力の飛躍的変化が考慮されていな いためである。調節装置の形式については，この明細書には詳しい記載はない。 発明の効果 請求項１記載の特徴を具備した本発明による調節可能な静液圧ポンプは，これ に対し，次の利点を有している。すなわち，液圧による調節部材の締め込みを行 う駆動装置の駆動力成分の影響を低減することで，ポンプの騒音発生が著しく低 減され，しかも，この駆動力成分に対して逆作用が生ぜしめられるようにした点 である。本発明のようにポンプの回転角に関連して発せられる付加圧力信号で付 加制御装置を介して調節ピストンを制御することによって，駆動装置の駆動力に 起因する振動，ひいては運転騒音が著しく低減せしめられる。この騒音抑制の程 度は，調節部材若しくは調節ピストンと，調節装置との構成よって可能になる程 度を，著しく超えている。積極的な消音を行うための付加制御装置は，純液圧機 械式の機能部材によって構成することができる。それによって，比較的簡単な， 場所をとらない，廉価な構造形式が可能になる。 請求項２以下の各項に記載の措置によって，請求項１に記載のポンプの，有利 な改良が可能である。特に有利には，請求項２に記載したように，付加制御装置 を既存の機能部材に組込むことによって，極めてわずかな追加出費で，前述の騒 音低減が達せられる。このようにすることで，付加制御装置に必要な相対運動と 必要な同期化とが可能になる。特に有効な消音は，請求項３に記載したように， 付加制御装置が，戻し通路 への圧力室の除圧を制御するようにした場合に達せられる。ラジアルピストンポ ンプの場合，特に有利な消音は，請求項５の構成によって可能になる。更に別の 有利な構成は，このほかの請求項及び図面についての説明によって明らかになる 。 図面 図面には，本発明の１実施例が示されており，この実施例について以下で説明 する。図１は，右回りのラジアルピストンポンプの断面図，図２は，図１のラジ アルピストンポンプの縦断面図，図３は，回転角に応じた，調節方向での駆動装 置の駆動力を著しく簡単化して示した線図，図４は，図２のＩＶ−ＩＶ線に沿っ た部分的横断面図である。 実施例の説明 図１は，図２と関連して，ラジアルピストンポンプ１０を示したものである。 ラジアルピストンポンプ１０のハウジング１１は，一方の側が，蓋１２によって 閉じられている。ハウジング１１内には，中心の，貫通する縦穴１３が形成され ，縦穴１３に続いて円筒形の凹部１４が形成されている。縦穴１３内には，ハウ ジング凹部１４内へ突入しているピントル１５が固定されている。ピントル１５ のこの部分には，ロータ１６が滑り支承されている。ロータ１６内には，複数の ，半径方向に延びるシリンダ穴１７が形成されている。これらのシリンダ穴１７ 内では，作業ピストン１８ が滑動する。これらの作業ピストン１８は，滑りシュー１９とリンク結合されて おり，これら滑りシュー１９は，滑りシュー外面を介して，円筒形のスラストリ ング２２の内面２１に支えられている。スラストリング２２は，調節可能にハウ ジング凹部１４内に配置されている。調節部材として役立つスラストリング２２ の，図１に見られるような偏心位置により，作業ピストン１８の行程運動が可能 になる。滑りシュー１９をスラストリング２２に拘束するために，保持リング２ ３・２４が設けられている。 ピントル１５には，シリンダ穴１７の平面内に２つの制御スリット２５・２６ が形成されている。制御スリット２５・２６は，同じくピントル１５内に形成さ れた縦通路２７・２８と，図２に上方の切通し部２９のみが示されている切通し 部とを介して，半径方向にハウジング１１内を延びて外方へ達する通路と接続さ れており，これら通路が，この場合，吸込み通路３１と吐出し通路３２として構 成されている。ピントル１５には，制御スリット２５・２６の間にウエブ３３・ ３４が設けられている。ウエブ３３・３４のところに，回転運動の死点が存在す る。 ラジアルピストンポンプ１０は，純液圧機械式の調節装置を有する液圧スラス トリング調節装置を有している。この目的のために，ハウジング１１内には２つ の異なる大きさの調節ピストンが配置されている。こ れらの調節ピストンは，スラストリング２２の外周の，直径方向で向かい合った 箇所に作用する。しかも，自体公知の形式で，小さい方の調節ピストン３６は， 通路３８を介して，常時，高圧側３２から負荷を与えられている。大きい方の調 節ピストン３７は，圧力室３９を仕切っており，圧力室３９は，ハウジング１１ にフランジ結合された圧力調整器４１を介して圧力調整器の調整滑り弁４２によ って，遮断されるか，高圧側３２と接続されるか，低圧側３２へ除圧される。こ のことは，液圧スラストリング調節装置を有するラジアルピストンポンプの場合 には，公知のことである。 この場合，星形シリンダとして構成されたロータ１６が，自在継手４３を介し て駆動軸４４によって駆動され，この駆動軸は蓋１２内の複列玉軸受４５によっ て軸受されている。 図１並びに図２及び図４に詳細に示されているように，ラジアルピストンポン プ１０は，積極的な消音のために付加制御装置４７を有している。付加制御装置 ４７は，制御接続管路４８に接続されている。制御接続管路４８は，大きい方の 調節ピストン３７の圧力室３９から，ハウジング１１内の戻し通路に通じている 。この制御接続管路４８は，図１に導管４９として部分的に略示されている。導 管４９は，調節ピストンの圧力室３９から出て，ピントル１５の軸方向通路５１ へ通じている。この導管４９は，詳細には図示されて いない形式でハウジング１１内を延び，ハウジング１１内の環状溝５２を介して ，図２に詳細に示したように，軸方向通路５１と接続されている。図示を容易に するために，図２では，この軸方向通路５１が，図平面内へ旋回させて示してあ る。この軸方向通路５１からは，半径方向絞り穴５３が，星形シリンダ１６が支 承されているピントル区分の外套面へ延びている。図２及び図４の部分断面図に 詳細に示してあるように，星形シリンダ１６内には，その円筒形内壁５４のとこ ろに制御溝５５が形成され，これら制御溝５５が，絞り穴５３と協働し，付加制 御装置４７を形成している。これらの軸方向に延びる制御溝５５は，星形シリン ダ１６の駆動側端面へ向かって開いており，このため，ハウジング１１内の戻し 通路へ接続される。この場合，各作業ピストン１８には，これらの制御溝５５が ２つずつ配属されている。制御溝５５は，力の飛躍的変化を補償しようとする作 業ピストンに対してその都度最も好都合な角度間隔で位置している。図４に略示 したように，絞り穴５３は，制御溝５５の角度域外では星形シリンダ１６の内壁 ５４によって閉じられている。星形シリンダ内の７つの作業ピストン１８に対応 して，内壁５４には，合計１４の制御溝５５が形成されている。 調節可能なラジアルピストンポンプ１０の作用形式を以下に説明するが，液圧 式調節装置３５によるスラ ストリング２２の調節というこのラジアルピストンポンプの基本的機能は，公知 のものとして前提しておく。図１に，右回り作動するものとして示されたラジア ルピストンポンプ１０においては，スラストリング２２は調節装置３５を介して ，左方へ移動させられている。この場合，スラストリング２２は，駆動装置の駆 動力が定心作用を有しているので，大きい方の調節ピストン３７に支えられてい る。作業ピストン１８の１つが，制御スリット２６のところで高圧側に入り，あ るいは高圧側から出る度に，大きい方の調節ピストン３７の支持力Ｆ_sが，ピス トン力の大きさだけ下方へ飛躍的に変化する。このことを，図１に即して分かり やすく説明すれば，作業ピストン１８′が，右回り運動時に外方の死点５６を過 ぎて，加圧行程へ移行すると，ほぼ前制御溝５７に相応する回転角にわたり，圧 力若しくは力の増大が生じ，この圧力若しくは力の増大が，滑りシューを介して スラストリングに支えられる。高圧側へ作業ピストン１８′が入る時のこの支持 力の成分が，スラストリングを，図１で見て左方へ押圧し，大きい方の調節ピス トン３７を除圧する。その場合，調節ピストン３７の圧力室３９内の圧力が降下 する。調節方向での駆動装置の駆動力Ｆ_sのこのような飛躍的変化が，図３に回 転角ψとの関係で詳しく示してある。この図では，この周期的な力の変動が符号 ５８で示されている。図３には，この関係を，本発明 の装置を備えていない公知ポンプの場合について示すために，極めて簡単に概略 の力の推移が示してある。図３において，第１の力の飛躍的変化５８は，ピスト ン１８′に関連しているが，この特性線における次の力の飛躍的変化５９は，作 業ピストン１８″が，制御スリット２６の高圧側から出ることで発生する。作業 ピストン１８″が出て，内方の死点を経て吸込み行程へ移行する際に，作業ピス トン１８″から，スラストリング２２へ，それも外方へ作用する支持力が奪われ る。これによって，大きい方の調節シリンダ３７の調節力がやはり減少する。図 ３に詳細に示したように，調節力Ｆ_sのこれらの飛躍的変化は，ピストン当たり ２回の頻度で生じるので，ロータ１６の１回転中に合計１４の，力の飛躍的変化 ５８・５９が発生する。これらの力の飛躍的変化５８・５９は，ピントル１５の 前制御溝５７・６２により幾分そがれ，変化量が減少する。この点は，図を分か りやすくするため，図３には示されていない。しかし，力の飛躍的変化の残部は ，液圧による締め込みが可撓性のため，スラストリングを振動させ，この振動が ，ラジアルピストンポンプ１０の騒音の一部を生ぜしめる。この騒音を低減する ために，力の飛躍的変化と同期させて，付加制御装置４７の助けで，制御横断面 の開閉により大きい方の調節ピストン３７内の力を変化させるのである。この場 合，付加調節装置４７は，本来の圧力調整器４１と並 列に接続されている。この目的のために，付加制御装置４７が，ピントル１５内 の絞り穴５３と，とロータ１６内の制御溝５５とによって設けられている。この ようにすることで，必要な相対運動と同期化とが可能になる。高圧側へ作業ピス トン１８′が入る時，力の飛躍的変化５８が，大きい方の調節ピストン３７のと ころに発生すると，この飛躍的変化に反対作用して，付加制御装置４７が，圧力 室３９内の圧力を制御接続管路４８を介して適時に戻し通路へ減圧し，これによ って力の飛躍的変化５８の作用が減少せしめられる。これに対応する形式で，高 圧側から作業ピストン１８″が出る時には，同じように付加制御装置４７によっ て，戻し通路へ制御横断面が開かれ，調節シリンダ３９内の圧力が除圧されるこ とで，力の飛躍的変化５９の作用が減少せしめられる。このようにして，駆動装 置によって調節ピストンに作用する駆動力の飛躍的変化が著しく減少せしめられ ，それによって，著しく騒音が低減される。付加制御装置４７は，その作動形式 が，液圧による行程調節に同調するようにされているため，液圧機械式調節装置 によって生じる遅れにも拘わらず，駆動装置による力の飛躍的変化と，調節ピス トン３７のところでの対抗作用との時間的な合致が保証されている。 言うまでもなく，図示の実施形態は，本発明の思想を逸脱することなしに，変 更可能である。例えば，ラ ジアルピストンポンプ１０には，圧力調整器４１の代わりに，圧力と電流とにつ いての組合わせ調整器を備えるようにしてもよい。更に，付加制御装置４７は， 問題なしに次のように変更できる。すなわち，１つの絞り穴５３の代わりに，ピ ントル１５内に２つの制御切欠きを設け，ロータ１６の内壁に７つだけの制御溝 ，したがってポンプ部材１８の数と同数の制御溝だけが必要となるようにする。 また，ラジアルピストンポンプ１０が，別の液圧機械式調節装置を備え，別の回 転方向で動作するようにしてもよい。別の構成形式のラジアルピストンポンプの 場合には，付加制御装置が，調節ピストンの圧力室内の圧力上昇を制御し，した がって，制御接続管路が，戻し通路とではなく高圧側と接続されるようにする必 要が生じることがある。更に，このような形式の積極的な消音は，斜板式アキシ ャルピストンポンプにも適用できる。その場合は，付加制御装置を，シリンダブ ロックと所属制御板とに組付ける。同じように，この消音形式は，ラジアルピス トンポンプの場合と比較可能なスラストリング調節が行われるベーンポンプの場 合にも適用できる。これらすべての場合に，既存の機能部材を組込むことによっ て，比較的安価な追加出費で著しい騒音抑制を達成することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０４Ｂ 53/00 (72)発明者 ディーター ベルチュ ドイツ連邦共和国 Ｄ−73765 ノイハウ ゼン ケルナーヴェーク 17 (72)発明者 ミヒャエル ガウムニッツ ドイツ連邦共和国 Ｄ−74366 キルヒハ イム バーンホーフシュトラーセ 20

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．調節可能な静液圧ポンプ，特にピストンポンプ又はベーンポンプであって ，駆動軸と協働するロータが内部に配置されたハウジングが備えられ，ロータが 穴を有し，この穴内をポンプ部材が滑り案内され，これらポンプ部材の，ロータ から突出した端部が，行程を発生させる調節部材に支えられ，この調節部材に対 し，液圧調節装置の，圧力室を仕切る少なくとも１つの調節ピストンが，調節の ために作用し，更に制御体が備えられ，この制御体には，高圧側と低圧側とに配 属され互いに隔離された制御スリットが形成されている形式のものにおいて，液 圧機械式の付加制御装置（４７）が備えられ，この付加制御装置（４７）が，調 節装置（３５）に対して並列的に設けられ，調節ピストン（３７）に配属された 圧力室（３９）内に，調節ピストン（３７）に作用する力の飛躍的変化（５８・ ５９）に同期した圧力変化を生ぜしめることを特徴とする，調節可能な静液圧ポ ンプ。 ２．付加制御装置（４７）が，ロータ（１６）と所属の制御体（１５）とによ って形成され，これらロータと制御体とが，相対的に可動であることを特徴とす る，請求項１記載の調節可能なポンプ。 ３．付加制御装置（４７）が，圧力室（３９）から戻し通路へ通じている制御 接続管路（４８）内に接続 されていることを特徴とする，請求項１又は２記載の調節可能な静液圧ポンプ。 ４．付加制御装置（４７）が，ロータ（１６）内に設けられた複数の制御溝（ ５５）を有し，各ポンプ部材（１８）に，戻し通路へ除圧する少なくとも１つの 制御溝（５５）が配属されており，これら制御溝（５５）が，ハウジングに不動 に設けられた制御体（１５）内の少なくとも１つの制御穴（５３）と協働し，こ の制御穴（５３）が圧力室（３９）と接続されており，また，制御溝（５５）と 制御穴（５３）とが，回転方向で見て，その角度位置を互いに調整され，それに よって，１つのポンプ部材（１８）が高圧側（２６）に入りかつ高圧側（２６） から出るごとに，付加制御装置（４７）の制御横断面（５５・５３）が制御され ることを特徴とする，請求項１から３までのいずれか１項記載の調節可能な静液 圧ポンプ。 ５．調節可能な静液圧ポンプが，調節部材としてスラストリング（２２）を有 するラジアルピストンポンプ（１０）として構成されており，ロータ（１６）の 半径方向穴（１７）内にそれぞれポンプ部材として作業ピストン（１８）が配置 され，これら作業ピストンが，滑りシュー（１９）を介してスラストリング（２ ２）の内周に支えられ，更に，ロータ（１６）が，制御体として役立つピントル （１５）上に支承されており，ピントル（１５）には，吸込み通路（３１）若し くは吐出し通路（３２）と接続され制御スリット（２５・２６）が設けられてお り，更に，スラストリングの外周の，直径方向で向かい合った箇所に作用する直 径の異なる２つの調節ピストン（３６・３７）が設けられており，これら調節ピ ストンのうちの小さい方の調節ピストン（３６）が，常にポンプの高圧側（２６ ）から負荷されるのに対し，大きい方の調節ピストン（３７）は，液圧機械式の 調節装置（４１）を介して高圧側（２６）又は低圧側（２５）と接続可能である ことを特徴とする，請求項１から４までのいずれか１項記載の調節可能な静液圧 ポンプ。 ６．付加制御装置（４７）の制御溝（５５）が，ロータ（１６）の内壁に，内 周に沿って分配配置され，ロータの一方の端面に向かって開いており，更に，ピ ントル（１５）の外套面には，制御穴として少なくとも１つの半径方向絞り穴（ ５３）が設けられ，この絞り穴（５３）が，ハウジングに不動に設けられた通路 （５１・４９）を介して，大きい方の調節ピストン（３７）のところの圧力室（ ３９）と接続されていることを特徴とする，請求項５記載の調節可能な静液圧ポ ンプ。 ７．作業ピストン（１８）が７個の場合，ロータ（１６）には，１４の配属制 御溝（５５）が設けられていることを特徴とする，請求項６記載の調節可能な静 液圧ポンプ。 ８．付加制御装置（４７）が，力の飛躍的変化と同期して，圧力室（３９）内 の減圧を生ぜしめることを特徴とする，請求項５から７までのいずれか１項記載 の調節可能な静液圧ポンプ。 ９．調節可能な静液圧ポンプが，斜板式のアキシャルピストンポンプとして構 成されており，ロータがシリンダブロックとして，また調節部材が調節可能な斜 板として，更に制御体が制御板として構成されており，付加調節装置が，シリン ダブロックと制御板とに組込まれ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項記載の調節可能な静液圧ポンプ。 10．調節可能な静液圧ポンプが，ベーンポンプとして構成され，付加調節装置 が，ロータと端面の制御板とに組込まれ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項記載の調節可能なポンプ。