JPH1077975A - ベーン機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポンプまたはモータとしてのベーン機械にお
いて、高い運転圧と共に、僅かな摩耗と長い耐用寿命と
を有するようにし、しかも構造を簡単にする。 【解決手段】 圧力室１７内に位置する圧力媒体が、羽
根１５が少なくとも１つの切換制御段階を行ったとき
に、これらの羽根１５の内側の第１の端部１６を中間圧
で負荷するように、少なくとも１つのケーシング側の補
償通路が配置されており、中間圧の高さがシステム圧の
高さに関連していて、ベーン機械のケーシング内に組み
込まれたスプール弁によって制御されるようになってお
り、スプール弁がシステム圧と中間圧との一定の圧力比
を調整するようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ポンプまたはモー
タとしてのベーン機械であって、ケーシングが設けられ
ており、該ケーシングの内室には、回転可能に支承され
たロータを備えた駆動機構が配置されており、ロータが
その周面に半径方向スリットを有しており、該半径方向
スリットにおいて羽根が運動可能に案内されていて、該
羽根の、半径方向スリットの内側に位置する第１の端部
が、半径方向スリットの壁と一緒に圧力室を仕切ってお
り、該圧力室が、ケーシング側に延びる少なくとも１つ
の第１の補償通路によって圧力を供給されるようになっ
ていて、圧力室の、半径方向スリットから突出する第２
の端部が、壁に支持されており、該壁が、ロータの１回
転中に羽根に１往復動を強制し、各羽根の間に形成され
た作業室に同時に容積変化を強制するようになってお
り、該容積変化によって、圧力媒体がベーン機械の第１
の接続部から第２の接続部に流れるようになっている形
式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】このように形成されたベーン機械は、往
復動を発生させる壁からの羽根の持ち上がりを、システ
ム圧で内側の羽根端部を負荷することにより回避可能で
あるという認識と相まって、既に一般に公知である。

【０００３】しかしながらシステム圧で羽根を負荷する
ことは、羽根に対するハイドロリック的な作用力がベー
ン機械のための最大限に可能なシステム圧を制限してし
まうという欠点を有している。比較的高いシステム圧
は、羽根の外縁部と往復動を発生させる壁との間に摩擦
を生ぜしめる。この摩擦は、両構成部分の材料の対負荷
限界を超えてしまう。その結果摩耗が生じ、ひいてはベ
ーン機械の耐用寿命が短くなる。

【０００４】ドイツ連邦共和国特許出願公開第１７２８
２６８号明細書に開示されたベーン機械の場合、羽根が
吸込位相に入るやいなや、羽根に作用する圧力を圧力調
整弁によって、運転条件とは無関係な一定の中間圧に低
下させることが提案されている。弁ばねと協働する、従
って圧力事情の変化に対して比較的緩慢に反応する弁ス
プールを有する圧力調整弁は、ベーン機械のケーシング
内に組み込まれている。これにより、ベーン機械の運転
条件はより高いシステム圧に向かって拡大される。しか
しながら、規定された中間圧は、ベーン機械の１つの運
転点だけに調和される。従ってこのような運転点が変動
する(streuen)と、多くの場合、摩擦や摩耗や効率に関
する不都合がもたらされる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式のベーン機械を改良して、高い運転圧と共
に、僅かな摩耗と長い耐用寿命とを有するような、簡単
な構造を備えたベーン機械を提供することである。

【０００６】

【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、圧力室内に位置する圧力媒体が、
羽根が少なくとも１つの切換制御段階を行ったときに、
これらの羽根の内側の第１の端部を中間圧で負荷するよ
うに、少なくとも１つのケーシング側の補償通路が配置
されており、中間圧の高さがシステム圧の高さに関連し
ていて、ベーン機械のケーシング内に組み込まれたスプ
ール弁によって制御されるようになっており、スプール
弁がシステム圧と中間圧との一定の圧力比を調整するよ
うになっているようにした。

【０００７】

【発明の効果】前記従来の技術に対して本発明は、外側
の羽根端部と往復動を発生させる壁との間の摩耗現象
が、羽根の両端部の間に特に切換制御段階中に生じる圧
力差に起因するという見地に基づいている。これらの切
換制御段階において、外側の羽根端部にはハイドロリッ
ク的な力は作用しない。これに対して往復動を発生させ
る壁に羽根を確実に当て付けるために、羽根の内側の端
部は高圧で負荷されている。

【０００８】本発明によるベーン機械は、このような圧
力差ができる限り小さいように、すなわち、羽根が常に
ほぼ圧力平衡(Druckgleichgewicht)状態にあるように構
成されている。

【０００９】このことは、特にベーン機械のケーシング
内に組み込まれたスプール弁によって達成される。この
ようなスプール弁は、羽根の内側の端部に作用する圧力
を切換制御段階において短時間、ベーン機械の目下のシ
ステム圧に関連した値に減じる。

【００１０】システム圧と減じられた圧力との比は、ス
プール弁の面積事情(Flaechenverhaeltnisse)に基づき
一定に保たれ、この一定の比は比較的長い一連の試験中
に検出された。このような一定の比率は、ベーン機械の
広い運転範囲にわたって、外側の羽根端部もしくは往復
動を発生させる壁に摩耗もしくはシールの問題をもたら
すことなく、往復動を発生させる壁に羽根を当て付ける
ことを保証する。

【００１１】運転状態の変動はスプール弁によって比較
的迅速に調整される。これにより、ベーン機械は、極め
て高い圧力範囲内で運転することができる。

【００１２】羽根の吸込段階もしくは吐出段階におい
て、圧力平衡は、内側の羽根端部に接続されたロータ側
の圧力室と、外側の羽根端部に接続されたケーシング側
の圧力室とが連通通路によって互いに接続されているこ
とにより保証される。

【００１３】従って、１つの羽根の両端部の圧力平衡
は、比較的簡単なかつ低廉に形成可能な手段により、公
知のベーン機械の既存の構成部分において達成される。
さらにこのような手段の作用は、圧力媒体の粘性とは無
関係であり、調整を必要とせず、疲労現象または汚染に
よる影響を受けることはない。

【００１４】本発明の別の利点または有利な構成は請求
項２以下から得られる。

【００１５】すなわち例えば、スプール弁が内側の羽根
端部を、両切換制御段階のうちの一方においてのみ、減
じられたシステム圧で負荷するようなベーン機械が考え
られる。内側の羽根端部に対して、他方の切換制御段階
においては、引き続き全システム圧が作用する。このこ
とは、ベーン機械の構成を付加的に簡単にする。

【００１６】羽根端部における圧力平衡は前記他方の切
換制御段階においては、外側の羽根端部の特別な羽根の
ジオメトリつまり幾何学的形状により達成される。

【００１７】

【発明の実施の形態】次に本発明を図面に示した実施の
形態について説明する。

【００１８】図１はベーン機械(Fluegelzellenmaschin
e)の駆動機構１０を示している。ただし駆動機構を取り
囲むケーシングは図面の見やすさのために省略した。こ
の駆動機構は一般に公知の形式で、図示していないケー
シングの切欠き内に組み付けられている。この駆動機構
１０はロータ１２を有している。このロータはトルクを
伝達する軸１３に回動不能に配置されていて、この軸と
一緒に時計回り方向に回転する。ロータ１２はその周面
に沿って、均一な角度間隔で配置された半径方向スリッ
ト１４を有している。これらの半径方向スリットには羽
根１５が運動可能に案内されている。ロータ１２の内部
に位置する、羽根１５の第１の端部１６は半径方向スリ
ット１４の壁と一緒に圧力室１７を形成している。羽根
１５の第１の端部１６に対向して位置していて羽根１５
の前記半径方向スリット１４から突出した第２の端部１
８は、往復動用リング２０の内壁１９に支持されてい
る。この往復動用リングはロータ１２を周面側で取り囲
んでいる。羽根の第２の端部１８は、ロータ１２の回転
方向で下り勾配を備えた端面を有しており、ひいては狭
幅の密な接触線２２に沿って往復動用リング２０に当て
付けられている。この往復動用リング２０はロータ１２
に対して軸方向に変位可能であって、この往復動用リン
グ２０とロータ１２との間で偏心量２３が無段階に調整
できるようになっている。偏心量２３に基づき生じる、
ロータ１２と往復動用リング２０との間の鎌形のギャッ
プ２４が、ロータ１２の羽根１５によって分割され、個
々の作業室２５が形成される。ロータ１２の１回転中、
これらの作業室２５は、偏心的な往復動用リング２０に
よって羽根１５に強制的にもたらされる往復運動によ
り、容積を変化させられる。このような容積変化は作業
室２５において負圧もしくは正圧を生ぜしめる。このよ
うな圧力によって、圧力媒体は、ベーン機械の第１の接
続部から第２の接続部（図示せず）に流れる。ベーン機
械の第１および第２の接続部は、クレセント形(nierenf
oermig)の流れ溝２６，２７に開口する、看取できない
圧力媒体接続通路を介して、各羽根１５の間の作業室２
５に接続されている。流れ溝２６，２７はロータ１２に
向いた、カバー２８の内面に形成されている。カバー２
８は作業室２５と、図示していないケーシングの切欠き
とを端面側で閉鎖している。互いに無関係な流れ溝２
６，２７が長手方向において、ロータ１２の中心軸線を
中心にした共通の１円軌道に沿って延びている。このよ
うな円軌道の半径は、往復動用リング２０とロータ１２
との間のギャップ２４の位置に調和されている。両流れ
溝２６，２７はこれらの長手方向においてそれぞれ約４
つの作業室２５にわたって延びている。

【００１９】図２が示すように、ロータ１２に向いた、
カバー２８の内面には、両流れ溝２６，２７の他に３つ
の補償溝３０，３１，３２が形成されている。これらの
補償溝３０，３１，３２は空間的に互いに分離されてい
て、共通の円弧に沿って延びている。この円弧は、流れ
溝２６，２７の円弧に対して同心的に配置されている。
補償溝３０，３１，３２の円弧の半径は、流れ溝２６，
２７の円弧の半径よりも小さく、補償溝３０，３１，３
２がロータ１２の圧力室１７に作用結合できるように選
択されている。

【００２０】流れ溝２６，２７の大きさと補償溝３０，
３１，３２の大きさ、ならびにこれらの相互位置は、往
復動用リング２０がロータ１２に対して相対摺動可能で
あるような方向によって、ならびに、ロータ１２の回転
方向によって規定されている。ロータ１２の１回転は羽
根１５にとって、吸込段階、吐出段階、ならびにこれら
の段階の間に位置する２つの切換制御段階(Umsteuerpha
sen)から構成される。各段階に応じて、羽根１５に、異
なる機械的およびハイドロリック的な力が形成される。

【００２１】流れ溝２６，２７もしくは補償溝３０，３
１，３２の配置および構成は、ロータ１２の１回転中に
おける羽根１５の力釣り合いを目的としている。これに
より、ベーン機械の運転範囲をより高いシステム圧に向
かって拡大することができる。

【００２２】このために、羽根１５が先ずその内側の方
向転換点に位置して、この場所から外側の方向転換点に
向かう吸込段階においては、ベーン機械の吸込側の接続
部に接続された流れ溝２７が作用する。この流れ溝２７
は羽根１５の内側の方向転換点の後の約３０度のところ
で始まり、その外側の方向転換点の前の約２０度のとこ
ろで終わっている。

【００２３】流れ溝２７には、連通通路３３を介して補
償溝３１が接続されている。これにより、流れ溝２７に
も補償溝３１にも共通の吸込側の圧力レベルが形成され
る。補償溝３１は、ロータ１２の回転方向で見て流れ溝
２７の始端部の後の約１５度のところで始まり、流れ溝
２７の終端部の前の約１５度のところで終わっている。

【００２４】吸込段階に引き続き行われる切換制御段階
においては、羽根１５は、流れ溝２７と、この溝に接続
された補償溝３１とを超えて、さらに外側の方向転換点
の方向に運動する。

【００２５】このような外側の方向切換点を超えること
により、引き続き行われる吐出段階が始まる。ロータ１
２の圧力室１７が先ず補償溝３０に連通する。この補償
溝においては、ベーン機械の吐出側の接続部の高い圧力
レベルが形成される。これにより羽根１５は、往復動用
リング２０に当て付けられる。

【００２６】往復動用リング２０とロータ１２との間の
偏心量に基づき、羽根はさらに内側の方向転換点の方向
に運動する。このとき、ベーン機械の吐出接続部に接続
された流れ溝２６が有効になる。この流れ溝２６はロー
タ１２の回転方向で見て、補償溝３０の後、約３０度の
ところで始まっている。この流れ溝２６の終端部と補償
溝３０の終端部とは、回転方向において同一高さで、羽
根１５の内側の方向変換点の前の約１５度のところに位
置している。

【００２７】この補償溝３０には、閉じられた環状溝２
９が接続されている。このような環状溝２９における高
い圧力レベルは、ベーン機械の図示していないケーシン
グにロータ１２を圧着し、これにより作業室２５を端面
側でシールする。環状溝２９は補償溝３０，３１，３２
に対して同心的に形成されており、これらの補償溝より
も小さな半径を有している。

【００２８】吐出段階には、羽根１５のための第２の切
換制御段階が続く。この第２の切換制御段階において
は、羽根１５の外側の端部１８が、流れ溝２６の端部も
しくは補償溝３０の端部を超え、内側の方向転換点の直
前に位置する。今や補償溝３２が有効になる。この補償
溝３２は、ロータ１２の回転方向で見て、僅かな間隔を
置いて補償溝３０に続いて設けられており、概略的に示
した接続通路３４を介してスプール弁３５から圧力媒体
を供給される。補償溝３２内に形成された圧力レベルを
調整するために規定されたスプール弁３５は、簡単に示
した供給通路３６を介して流れ溝２６に接続されてい
る。

【００２９】図３に詳細に示したスプール弁３５は、円
筒形のケーシング体４０を有している。このケーシング
体は、偏心的に配置された貫通孔４１を有している。ス
プール弁１０の長手方向軸線に対して平行に延びるこの
貫通孔４１は全体的に、それぞれ異なる内径を有する３
つの区分（４２，４３，４４）から成っている。ケーシ
ング体４０の第１の端部に位置する始端区分４２は、最
も小さな内径を有しており、スプール弁３５のための流
入部４６を形成している。この始端区分４２に続いて、
最も大きな内径を有する短い中央区分４３が設けられて
いる。この中央区分は終端区分４４に移行している。こ
のような終端区分４４は、スプール弁３５の第２の端部
４７にまで延びており、始端区分４２と中間区分４３と
の中間の内径を有している。

【００３０】ケーシング体４０の周面には、環状通路が
設けられている。これらの環状通路は、スプール弁３５
のための戻し通路５０もしくは制御通路５１として作用
し、半径方向孔４９によって貫通孔４１に接続されてい
る。戻し通路５０と制御通路５１とは、貫通孔４１に対
してそれぞれ直角に延びる互いに異なる平面内に配置さ
れている。制御通路５１の平面は、貫通孔４１の始端区
分４２の領域に位置しており、これに対して、戻し通路
５０の平面は、貫通孔４１の終端区分４４の領域に位置
している。制御通路５１は、貫通孔４１に対して平行に
形成された長手方向通路５２を介して、スプール弁３５
の基部側の第２の端部４７で貫通孔４１に接続されてい
る。

【００３１】外方に向かって、かつ互いに、戻し通路５
０と制御通路５１とは、成形シール部材５３によってシ
ールされている。これらの成形シール部材は周面側のシ
ール溝５４に挿入されている。

【００３２】スプール弁３５の流入部４６内の圧力レベ
ルと制御通路５１内の圧力レベルとの間の圧力比を調整
するために、スプール弁の貫通孔４１内で弁スプール５
５が運動可能に案内されている。弁スプール５５は調整
スプール５６と押圧ピストン５７とから成っている。こ
れらの調整スプールおよび押圧ピストンの外径は、これ
らが案内されている貫通孔４１の始端区分４２もしくは
終端区分４４の直径に調和されている。

【００３３】調整スプール５６は骨状に形成されてお
り、外径を拡大された２つの端部５８，５９、ならび
に、外径を減じられた中央領域６０を有している。これ
らの両端部５８，５９は貫通孔４１内で調整スプール５
６を案内するために役立ち、環状の潤滑溝６１を備えて
いる。調整スプール５６の両端部５８，５９に設けられ
た連通通路６２もしくは平らな面取り部６３は、貫通孔
４１の壁と調整スプール５６の中央領域６０とによって
仕切られた間隙６４内への圧力媒体の流入、もしくはこ
の間隙６４からの圧力媒体の流出のために役立つ。調整
スプール５６の中央領域６０には、２つの鍔６５，６６
が形成されている。これらの鍔は間隙６４を複数の室に
分割する。鍔６５，６６の相互配置関係および相互間隔
は、このような領域内でケーシング体４０の貫通孔４１
内に開口する制御通路５１の位置もしくは直径に調和さ
れている。調整スプール５６の両端部に向けられた、鍔
６５，６６の外縁部６７，６８は、制御通路５１の半径
方向孔の前記貫通孔４１内への開口部に生じる縁部６９
と一緒に、流入側の制御絞り７２、ならびに、この制御
絞り７２に接続された戻し側の制御絞り７３を形成す
る。弁スプール５５のニュートラル位置においては、両
制御絞り７２，７３は閉じられている。

【００３４】押圧ピストン５７は、貫通孔４１の大きめ
の内径にその外径を調和されたガイド手段部分７５を有
している。ガイド手段部分は、貫通孔４１における押圧
ピストン５７のスライド特性を改善するために、環状の
潤滑溝７４を備えている。ガイド手段部分７５に続い
て、その長手方向の両側に、外径が一層小さなロッド７
６が設けられている。押圧ピストン５７の両ロッド７６
のうちの一方の端面が調整スプール５６に支持されてい
る。この場合支持個所は、貫通孔４１の中央区分４３の
領域においてこの貫通孔に対して直角に延びる１平面内
に位置している。ロッド７６の長さもしくはスプール弁
３５の戻し通路５０の位置が互いに調和されて、貫通孔
４１の中央区分４３とケーシング体４０の戻し通路５０
との間に、弁スプール５５の各調整位置において、貫通
部７７が形成されるようになっている。

【００３５】このように形成されたスプール弁３５は１
ハイドロリック回路において、流入部４６内の圧力と制
御通路５１内の圧力との間で、一定の、つまり流入部４
６内の圧力の高さとは無関係な圧力比を調整する。

【００３６】スプール弁の作用形式を次に説明する。先
ず、ハイドロリック的な圧力発生器から供給されたシス
テム圧が一層高い圧力レベルの方向に変化していること
から出発する。

【００３７】高められたシステム圧はスプール弁３５の
流入部４６を介して、外方に向かって突出する、弁スプ
ール５５の第１の受圧面に作用し、一層高い押圧力に基
づきこの弁スプールをそのニュートラル位置から離れる
ように動かす。このニュートラル位置において閉じられ
ていた流入側の制御絞り７２が開かれる。このような制
御絞りの開放は、圧力媒体が調整スプール５６の外方に
向かって突出する端部５８において、連通通路６２を通
って間隙６４内に流れ、この場所から絞られた状態で、
つまり減じられた圧力で制御通路５１もしくは長手方向
通路５２に向かって流出可能であることによって行われ
る。長手方向通路５２はスプール弁３５の基部側の第２
の端部４７で貫通孔４１に接続されているので、長手方
向通路５２内の圧力は、外方に向かって突出した、弁ス
プール５５の第２の受圧面にも作用する。異なる外径に
基づき形成された、弁スプール５５の第１および第２の
受圧面の面積差によって生じる押圧力差が弁スプール５
５の位置を変化させ、ひいては流入側の制御絞り７２の
横断面を、弁スプール５５に再び力の釣り合いが生じる
まで変化させる。このような力釣り合い状態において
は、弁スプール５５はニュートラル位置に位置してい
る、つまり制御絞り７２，７３は再び閉じられており、
流入部４６の圧力と制御通路５１の圧力との圧力比が形
成されている。この圧力比は弁スプール５５の第１の受
圧面積と第２の受圧面積との比に対して反比例する。シ
ステム圧、ひいては制御圧が今や以前よりも高い圧力レ
ベルを有しているにもかかわらず、システム圧と制御圧
との比は不変のままである。

【００３８】圧力発生器から供給されたシステム圧が減
じられた場合には、弁スプール５５の第１の受圧面に対
する押圧力も、それに応じて減じられる。これにより損
なわれた、弁スプール５５における力の釣り合いは、こ
の弁スプールをケーシング体４０の第１の端部４５の方
向に位置変化させる。これにより戻し側の制御絞り７３
が開かれる。制御通路５１内に位置する圧力媒体は、制
御絞り７３を通って、戻し側の鍔６６と第１の弁スプー
ル部分（調整スプール）５６の第２の端部５９との間の
室に流入し、この場所から平らな面取り部６３に沿って
貫通孔４１の中央区分４３内に流入する。この場所から
は、圧力媒体は第２の弁スプール部分（押圧ピストン）
５７のロッド７６と、貫通孔４１の壁との間の貫通部７
７に沿って戻し通路５０に達する。流出する圧力媒体に
よって、制御通路５１内の圧力と、ひいてはスプール弁
３５の長手方向通路内の圧力とが減じられる。これによ
り、同時に弁スプール５５の第２の受圧面に対する押圧
力とが減じられる。この調整運動は、弁スプール５５に
おける力釣り合い状態に達すると終了する。このような
状態においては、両制御絞り７２，７３は第１の弁スプ
ール部分５６の鍔６５，６６によって再び閉鎖されてい
る。システム圧と同様に制御圧も、今や以前よりも低い
レベルにあるが、しかし両圧力の間の圧力比は不変に一
定のままである。

【００３９】本発明によるベーン機械においてこのよう
なスプール弁３５を使用すると、ベーン機械の補償溝３
２における前述の調整特性が生ぜしめる制御圧の高さ
は、システム圧に関連するが、しかし同時にこのシステ
ム圧に対して、規定の比で比例する。このような比は弁
スプール５５における面積事情に基づき制御圧：システ
ム圧＝０．６：１〜０．８：１の範囲内、有利には０．
７：１の値をとる。従って制御圧は有利な構成では、常
にシステム圧よりも３０％だけ小さい。

【００４０】このような構成のための背景となるもの
は、従来技術に基づき公知のベーン機械の羽根１５にお
ける力特性を、この特性が切換制御段階から吐出段階へ
の羽根１５の移行時点もしくはその逆の移行時点にどの
ように生じるかを観察することから得られる。

【００４１】先ず、切換制御段階から吐出段階への移行
について説明する。

【００４２】このような状態において、羽根１５の第１
の端部１６はこれらの端部を往復動用リング２０に確実
に当て付けるために、既にシステム圧で負荷されてい
る。ロータ１２の回転方向において先行する、羽根１５
の前側の側面は流れ溝２６への進入時に、その場所で形
成された高い圧力で負荷される。これに対して、後続の
後側の側面には圧力は作用しない。これらの羽根１５は
押圧力作用に基づき、半径方向スリット１４において、
ロータ１２の回転方向とは逆方向に傾動運動する。この
ような傾動運動によって生ぜしめられる羽根１５の摩擦
力は往復動用リング２０の偏心量２３によって強制的に
もたらされる羽根の内方への運動を阻むか、または極端
な場合にはこの運動を完全に止めてしまう。従って、往
復動用リング２０には、羽根１５の後側の側面もシステ
ム圧によって負荷されるまで長く延びる摩耗マークが形
成される。羽根１５は横方向力なしの状態で半径方向ス
リット１４内でセンタリングされている。

【００４３】高圧の吐出段階から切換制御段階への移行
時には、ロータ１２の回転方向において先行する、羽根
１５の前側の側面はその第２の端部１８の領域におい
て、すでにもはや圧力は形成されていない。これに対し
て、回転方向において後続の後側の側面はまだシステム
圧で負荷されている。このことは再び、ロータ１２の半
径方向スリット１４における羽根１５の傾動をもたら
す。このような切換制御段階においてロータ１２の回転
方向に生ぜしめられる傾動は、羽根１５の両側面に再び
摩擦力を形成する。この摩擦力は、ロータ１２の回転運
動により引き起こされた遠心力に抗して羽根１５に作用
し、ひいては羽根の外方への運動を阻む。それにもかか
わらず羽根１５の外側の端部１８を往復動用リング２０
に当て付けるのを保証するために、切換制御する羽根１
５の第１の端部１６がシステム圧で負荷されている。し
かしながらベーン機械は、羽根１５の第１の端部１６に
加えられるシステム圧が、往復動用リング２０における
羽根１５の圧着力が両構成部分の間の望ましくない摩耗
をもたらす程大きいような作動状態に位置するおそれが
ある。

【００４４】羽根１５の外端面を斜め面取りすることに
より、往復動用リング２０における摩耗を少なくとも両
切換制御段階のうちの一方において回避することができ
る。斜め面取り部により、羽根１５がシステム圧下の流
れ溝２６内に進入し、もしくはこの流れ溝２６から進出
するやいなや、羽根１５の端面は安定化作用を有する横
方向力で負荷される。このような横方向力は、羽根１５
の第１の端部１６に対する力にも羽根１５に対する傾動
運動にも抗するように作用し、ひいては、往復動用リン
グ２０における摩耗をもたらすこのような力作用を弱化
する。

【００４５】羽根１５の外端面の斜め面取り部の方向
は、このような手段が作用するような切換制御段階を規
定する。羽根１５の側面における圧力特性が逆になるよ
うな逆方向の切換制御段階においては、成果は得られな
い。それどころか、斜め面取り部はこの逆方向の切換制
御段階においては、往復動用リング２０と羽根１５との
間の摩耗を増幅しさえする。それというのは、羽根１５
は狭幅の支持面だけで往復動用リング２０に当て付けら
れ、これに応じて高い面圧を受けるからである。

【００４６】従って、このような逆の移行段階において
は、羽根１５の第１の端部１６に作用する圧力をシステ
ム圧に対して減じることが提案される。システム圧が変
動する場合に、システム圧の減小が異なった強さで生ぜ
しめられるのを回避するために、制御圧とシステム圧と
の比が常に維持され続けることが望ましい。このことは
上述のスプール弁３５によって可能になる。

【００４７】勿論、上記実施例の変更または改善を本発
明の思想を変えずに行うことができる。

【００４８】つまり例えば、吸込段階もしくは吐出段階
において羽根１５の圧力平衡のために役立つ補償溝３
０，３１を有していないベーン機械が考えられる。この
場合圧力補償通路３０，３１の機能は切欠きによって引
き受けられる。これらの切欠きは羽根１５自体またはロ
ータ１２の半径方向スリット１４に形成されていて、流
れ溝２６，２７と圧力室１７とを接続しているので、羽
根１５の第２の端部１８の圧力レベルが、羽根の第１の
端部１６にも加えられる。

【００４９】さらに、羽根１５の吸込段階から吐出段階
への切換制御時には、羽根の第１の端部１６と第２の端
部１８とにおける圧力補償が、カバー２８に第２の補償
溝３２が形成されており、この第２の補償溝３２がシス
テム圧に関連した、減じられた制御通路５１内の圧力で
負荷されていることにより達成される。このような場合
には、システム圧により負荷された既存の補償溝３０は
相応に短くされなければならない。しかしながらこの場
合、羽根１５の外側の端面の斜め面取り部は省くことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】作用形式を示すためにベーン機械の駆動機構を
示す正面図である。

【図２】ベーン機械の内部のハイドロリック回路を概略
的に示す図である。

【図３】図２のスプール弁をニュートラル位置で別個の
構成ユニットとして示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ 駆動機構、 １２ ロータ、 １３ 軸、 １４
半径方向スリット、１５ 羽根、 １６ 第１の端
部、 １７ 圧力室、 １８ 第２の端部、１９ 内
壁、 ２０ 往復動用リング、 ２２ 接触線、 ２３
偏心量、 ２４ ギャップ、 ２５ 作業室、 ２
６，２７ 流れ溝、 ２８ カバー、 ２９ 環状溝、
３０，３１，３２ 補償溝、 ３３ 連通通路、 ３
４ 接続通路、 ３５ スプール弁、 ３６ 供給通
路、 ４０ ケーシング体、 ４１貫通孔、 ４２ 始
端区分、 ４３ 中央区分、 ４４ 終端区分、 ４５
第１の端部、 ４６ 流入部、 ４７ 第２の端部、
４９ 半径方向孔、 ５０戻し通路、 ５１ 制御通
路、 ５２ 長手方向通路、 ５３ 成形シール部材、
５４ シール溝、 ５５ 弁スプール、 ５６ 調整
スプール、 ５７押圧ピストン、 ５８，５９ 端部、
６０ 中央領域、 ６１ 潤滑溝、 ６２ 連通通
路、 ６３ 面取り部、 ６４ 間隙、 ６５，６６
鍔、 ６７，６８ 外縁部、 ６９ 縁部、 ７２，７
３ 制御絞り、 ７４ 潤滑溝、 ７５ ガイド手段部
分、 ７６ ロッド、 ７７ 貫通部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー レムケ アメリカ合衆国 ウイスコンシン ユニオ ン グローヴ エレヴンス アヴェニュー 275 (72)発明者 チャールズ ダブリュ マインケ アメリカ合衆国 ウイスコンシン バーリ ントン プランク ロード 29202 (72)発明者 ロナルド ジェー シリング アメリカ合衆国 ウイスコンシン ウォー ターフォード オーク ドライヴ 606

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポンプまたはモータとしてのベーン機械
   であって、ケーシングが設けられており、該ケーシング
   の内室には、回転可能に支承されたロータ（１２）を備
   えた駆動機構（１０）が配置されており、ロータがその
   周面に半径方向スリット（１４）を有しており、該半径
   方向スリットにおいて羽根（１５）が運動可能に案内さ
   れていて、該羽根の、半径方向スリット（１４）の内側
   に位置する第１の端部（１６）が、半径方向スリット
   （１４）の壁と一緒に圧力室（１７）を仕切っており、
   該圧力室が、ケーシング側に延びる少なくとも１つの第
   １の補償通路（３２）によって圧力を供給されるように
   なっていて、圧力室の、半径方向スリット（１４）から
   突出する第２の端部（１８）が、壁（１９）に支持され
   ており、該壁が、ロータ（１２）の１回転中に羽根（１
   ５）に１往復動を強制し、各羽根（１５）の間に形成さ
   れた作業室（２５）に同時に容積変化を強制するように
   なっており、該容積変化によって、圧力媒体がベーン機
   械の第１の接続部から第２の接続部に流れるようになっ
   ている形式のものにおいて、 圧力室（１７）内に位置する圧力媒体が、羽根（１５）
   が少なくとも１つの切換制御段階を行ったときに、これ
   らの羽根（１５）の内側の第１の端部（１６）を中間圧
   で負荷するように、少なくとも１つのケーシング側の補
   償通路（３２）が配置されており、中間圧の高さがシス
   テム圧の高さに関連していて、ベーン機械のケーシング
   内に組み込まれたスプール弁（３５）によって制御され
   るようになっており、スプール弁（３５）がシステム圧
   と中間圧との一定の圧力比を調整するようになっている
   ことを特徴とする、ベーン機械。
2. 【請求項２】 羽根（１５）に加えられる中間圧がシス
   テム圧よりも小さく、スプール弁（３５）によって調整
   された圧力比が、中間圧：システム圧＝０．６：１から
   ０．８：１までの範囲内の値を有する、請求項１記載の
   ベーン機械。
3. 【請求項３】 スプール弁（３５）が弁ばねなしで作業
   するようになっており、スプール弁の有効受圧面積が、
   システム圧と中間圧との圧力比に応じて寸法設定されて
   いる、請求項１または２記載のベーン機械。
4. 【請求項４】 補償通路（３２）に加えて、少なくとも
   ２つの付加的なケーシング側の補償通路（３０，３１）
   が形成されており、該補償通路が、連通通路（３３）に
   よって、ベーン機械の両接続部のうちのそれぞれ一方に
   接続されており、羽根（１５）が、往復動を発生させる
   壁（１９）によって生ぜしめられる吸込段階もしくは吐
   出段階を実施すると、その羽根（１５）の第１の端部
   （１６）と第２の端部（１８）との間にほぼ圧力平衡が
   生じるように、前記付加的な両補償通路（３０，３１）
   が互いに配置されている、請求項１から３までのいずれ
   か１項記載のベーン機械。
5. 【請求項５】 ベーン機械の駆動機構（１０）が半径方
   向に延びる切欠きを有しており、羽根（１５）が、往復
   動を発生させる壁（１９）によって生ぜしめられる吸込
   段階もしくは吐出段階を実施するとその羽根（１５）が
   圧力平衡状態に位置するように、切欠きがその羽根（１
   ５）の第１の端部（１６）と第２の端部（１８）との間
   で接続を制御するようになっている、請求項１から３ま
   でのいずれか１項記載のベーン機械。
6. 【請求項６】 ロータ（１２）から突出する、羽根（１
   ５）の第２の端部（１８）が斜め面取り部を有してお
   り、該斜め面取り部が、羽根（１５）の一方の側面から
   反対側の側面に延びている、請求項１から５までのいず
   れか１項記載のベーン機械。
7. 【請求項７】 斜め面取り部が、羽根（１５）の回転方
   向に下り勾配を有しており、丸く面取りされたエッジを
   有している、請求項６記載のベーン機械。
8. 【請求項８】 スプール弁（３５）がケーシングのカバ
   ー（２８）に配置されている、請求項１から７までのい
   ずれか１項記載のベーン機械。
9. 【請求項９】 ベーン機械が調整可能であって、このた
   めに、ロータ（１２）に対する偏心量（２３）が可変で
   あるような往復動用リング（２０）を有している、請求
   項１から８までのいずれか１項記載のベーン機械。