KR101587945B1 - 활주식 베인 펌프 - Google Patents

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안드레아스 블레히슈미트
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니덱 게페엠 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 펌프 하우징에 장착되고 샤프트에 의해 구동되는 회전자와 상기 회전자의 외주에 장착된 복수의 베인 플레이트 및 상기 회전자와 베인 플레이트를 둘러싸는 외부 링을 포함하는 활주식 베인 펌프에 관한 것으로, 상기 외부 링은 상기 펌프 하우징에 직접적으로 배열되거나 또는 상기 펌프 하우징 내의 정해진 경로를 따라 이동할 수 있는 조절 링에 배열된다. 본 발명의 목적은 모든 활주식 베인 펌프의 형태에 대하여 특히 4,500 rpm 내지 6,000 rpm 범위의 회전수로 펌프 챔버의 유동적으로 최적의 완전한 주입을 보장하고, 용이하게 제조될 수 있는 새로운 펌프 챔버 형태를 가진 새로운 활주식 베인 펌프를 제공하는 것이다. 본 발명에 따른 활주식 베인 펌프는, 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4) 사이에 있는 회전자(3)의 원통형 표면에서 전체 회전자 너비에 걸쳐 뻗어 있으며, 상기 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4)에 대해 평행하게 배열되고, 베어링 웨브(11)에 의해 베어링 그루브(4)와 간격을 두고 있는 횡 방향 그루브(12)를 포함하는 활주식 베인 펌프에 있어서, 상기 횡 방향 그루브(12)는 각각의 베인 챔버(10)에서 최하점(14)을 가지는 비대칭 횡단면 커브(13)를 가지며, 상기 최하점은 회전 방향에서 보면 항상 베인 챔버 중심 축(15) 후에 배열되는 것을 특징으로 한다.

Description

활주식 베인 펌프{SLIDING VANE PUMP}
본 발명은 펌프 하우징에 장착되고 샤프트에 의해 구동되는 회전자와 상기 회전자의 외주에 장착된 복수의 베인 플레이트 및 상기 회전자와 베인 플레이트를 둘러싸는 외부 링을 포함하는 활주식 베인 펌프에 관한 것으로, 상기 외부 링은 펌프 하우징에 직접적으로 배열되거나 또는 펌프 하우징 내의 정해진 경로를 따라 이동할 수 있는 조절 링에 배열되는 활주식 베인 펌프에 관한 것이다.
이러한 활주식 베인 펌프의 서로 다른 실시 형태들이 선행 기술에 공지되어 있다. 예를 들어, DE 29 14 282 C2 및 DE 103 53 027 A1는 각각 가변적인 양수량(pump capacity)을 달성하기 위해 각각 제어 가능한 활주식 베인 펌프를 공지하고 있으며, 공지된 활주식 베인 펌프는 직선으로 이동할 수 있는 조절 링을 구비하고 있다.
DE 195 33 686 C2는 제어 가능한 활주식 베인 펌프의 또 다른 구성을 공지하고 있으며, 이 활주식 베인 펌프는 볼트 주변을 선회할 수 있도록 장착된 조절 링을 구비하고 있다.
대부분, 활주식 베인 펌프의 회전자 양측에 한편으로는 흡입 포켓(suction pocket)이 배열되고, 다른 한편 흡입 포켓에 대해 180˚이동한 위치에 압력 포켓(pressure pocket)이 배열되어 있다.
전술한 모든 구성의 공통점은 분리 요소의 베어링 위치 사이의 내부 링(inner ring)은 항상 아치형, 즉 각각의 내부 링의 외부 지름에 대응하여 원호(circular arc)로 형성되어 있다는 것이다.
또 다른 특허 출원, 예를 들어 DE 33 34 919 C2, DE 44 42 083 A1 또는 DE 602 07 401 T2는 가변적인 양수량을 갖는 활주식 베인 펌프의 구성을 공지하고 있으며, 이러한 구성의 경우, 각 베인 챔버(vane chamber)의 하단 에지(edge), 즉 각 회전자의 "원통형 표면"에 전체 회전자의 너비를 통해 뻗어 있으며, 베인 플레이트의 베어링 그루브에 대해 평행하게 배열되고, 베어링 그루브와 간격을 유지하면서 각 베인 챔버의 중심 축에 대해 대칭으로 형성되어 있고, 각 베인 챔버의 횡단면에 팬 형태, 즉 대부분 거의 사다리꼴 형태로 형성된 횡 방향 그루브가 배열되어 있으며, 이 횡 방향 그루브는 각 펌프-베인 챔버의 용적을 가능하면 각 구성을 위해 최대로 증가시켜야 한다.
또 다른 특허 출원, 예를 들어 DE 10 2004 019 326 A1에 또 다른 베인 펌프, 예를 들어 롤러 베인 펌프가 공지되어 있으며, 이러한 롤러 베인 펌프의 경우, 각 베인 챔버의 하단 에지, 즉 회전자의 "원통형 표면"에 각 베인 챔버의 중심 축에 대해 대칭으로 형성되어 있고, 전체 회전자 너비를 통해 뻗어 있으며, 실린더 롤러베어링에 대해 평행하게 각 베인 챔버의 하단 에지에 배열되어 있으며, 베인 챔버의 횡단면에 거의 직사각형 형태, 즉 팬 형태로 형성된 횡 방향 그루브가 배열되어 있으며, 상기 횡 방향 그루브는 마찬가지로 각 펌프 챔버의 용적을 현저하게 증가시켜야 하며, 여기에 기재된 구성에서는 대략 두 배로 증가시켜야 한다.
DE 10 2006 061 326 A1은 또 다른 베인 펌프의 구성을 공지하고 있다. 여기서 공지되고 있는 것은 양 조절 가능한 진자 밸브(pendulum valve) 장치이며, 이 장치의 경우, 도 1에 도시되어 있는 것처럼 각 베인 챔버의 하단 에지, 즉 내부 회전자의 "원통형 표면"과 동시에 외부 회전자의 "원통형 표면"에, 마찬가지로 전체 회전자 너비를 통해 뻗어 있고, 마찬가지로 각 베인 챔버의 중심 축에 대해 대칭으로 형성되어 있으며, 내부 회전자의 "원통형 표면"에는 반원형의 횡 방향 그루부가 각 베인 챔버의 횡단면에 배열되어 있고, 외부 회전자의 "원통형 표면"에는 거의 사다리꼴 형태, 즉 팬 형태로 형성된 횡 방향 그루브가 횡단면에 배열되어 있으며, 횡 방향 그루브는 매우 특수한 활주식 베인 펌프의 구성의 경우에 각 펌프 챔버의 용적을 가능하면 최대로 증가시켜야 한다.
전술한 선행 기술에 공지되어 있는 것처럼, 서로 다른 활주식 베인 펌프 구성의 회전자 벽에 배열되어 있고, 각 베인 챔버의 중심 축에 대해 대칭으로 형성된 "배출구"를 이용하여 변위 베인(displacer vane)을 최대로 주입하기 위한 최대 흡입 단면을 제공하려는 펌프 구성과 관련된 노력이 수십 년 전부터 오늘날까지 이어지고 있다.
외부 링에 대한 회전자의 각 이심률(eccentricity)에 대응하여 각 펌프 구성 요소가 상기 해결 수단을 이용하여 흡입 포켓으로부터 압력 포켓으로 운반 체적 유량(delivery volume flow)을 펌핑한다.
그러나, 현재까지의 선행 기술에 따른 활주식 베인 펌프의 구성의 경우 4,500 rpm 내지 6,000 rpm 초과(즉, 활주식 베인 펌프가 예를 들어 차량 엔진의 크랭크 샤프트에 의해 직접 구동되는 오일 펌프로서 사용될 때) 구동 회전수 범위에서 높은 출력 손실이 발생하고, 증가한 회전수에 비례해서 소음 발생이 증가하고, 증가한 회전수에 비례해서 마찬가지로 마모가 증가하는 단점이 여전히 존재하였다.
본 발명의 목적은 전술한 선행 기술의 단점을 극복하여, 특히 4,500 rpm 내지 6,000 rpm 초과 회전수 범위에서 출력 손실과 함께 소음 발생 및 마모가 현저하게 감소되며, 생산 기술 측면에서 용이하게 제조될 수 있고, 또한 전체 회전 범위에서 고도의 정확성, 양호한 내구성, 특히 높은 운반 체적 유량 및 높은 효율성을 갖는 활주식 베인 펌프를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기한 목적은 펌프 하우징(1)에 장착되고 샤프트(2)에 의해 구동되는 회전자(3)와, 상기 회전자(3)의 베어링 그루브(4)에 장착된 다수의 베인 플레이트(5), 및 상기 회전자(3)와 베인 플레이트(5)를 둘러싸며 상기 펌프 하우징(1)에 배열된 흡입 포켓(8) 및 상기 흡입 포켓에 대해 180˚이동하여 배열된 압력 포켓(9)을 갖는 외부 링(6), 각 베인 챔버(10)의 하단 에지에서, 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4) 사이에 있는 회전자(3)의 원통형 표면에서 전체 회전자 너비에 걸쳐 뻗어 있으며, 상기 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4)에 대해 평행하게 배열되고, 베어링 웨브(11)에 의해 베어링 그루브(4)와 간격을 두고 있는 횡 방향 그루브(12)를 포함하는 활주식 베인 펌프에 있어서, 상기 횡 방향 그루브(12)는 각각의 베인 챔버(10)에서 최하점(14)을 가지는 비대칭 횡단면 커브(13)를 가지며, 상기 최하점은 회전 방향에서 보면 항상 베인 챔버 중심 축(15) 후에 배열되는 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프에 의해 달성된다.
상기 활주식 베인 펌프의 경우, 횡 방향 그루브(12)의 횡단면 커브(13)가 본 발명에 따라 비대칭적으로 형성됨으로써 종래의 펌프 구성과 비교하여 4,500 rpm 내지 6,000 rpm 초과 회전수 범위에서도 출력 손실, 소음 발생 및 마모가 현저하게 감소된다.
또한, 상기 본 발명에 따른 펌프는 생산 기술 측면에서 용이하게 제조될 수 있고, 전체 회전 범위에서 고도의 정확성, 긴 내구성, 특히 높은 운반 체적 유량 및 높은 효율성을 가지는 특징이 있다.
일련의 시도에서, 선행 기술에 공지된 활주식 베인 펌프의 베인 챔버는 대칭으로 매우 "확장된" 베인 유형을 구비하며, 특히 4,500 rpm 내지 6,000 rpm 초과 회전수 범위에서 "흡입 단계"의 주입이 "완전하게" 실시되지 않는다는 사실이 확인되었다.
대칭으로 확장된 베인 챔버를 구비한 선행 기술에 따른 활주식 베인 펌프의 경우, 베인 챔버의 이러한 "불완전한" 주입의 결과로 공동 현상(cavitation)이 발생하며, 이러한 공동 현상이 4,500 rpm 내지 6,000 rpm 초과 회전수 범위에서 소음 발생, 마모 및 출력 손실의 원인이 되는 것이다.
그러나, 본 발명에 따른 새로운 베인 챔버 유형으로 실시된 일련의 시도에서는 반대로 4,500 rpm 내지 6,000 rpm 초과 회전수 범위에서 본 발명에 따른 베인 챔버(10)는 문제없이 항상 최적으로 완전하고 공동 현상 없는 주입이 실행된다.
비대칭 횡단면 커브(13)를 갖는 본 발명에 따른 새로운 횡 방향 그루브(12)는 각 베인 챔버(10)에서 회전 방향에서 보면 항상 베인 챔버 중심 축(14) 후에 배열되는 최하점(14)을 가지며, 이에 따라 최적의 유동성 형성 및 전체 회전 범위에서 마찰이 적고 유동적인 최적의 펌프 챔버 주입을 보장한다.
본 발명에 따르면, 지금까지 문제가 되었던 회전수, 즉 4,500 rpm 내지 6,000 rpm 초과 회전수 범위에서 상기 베인 챔버(10)의 완전한 최적의 주입과 함께, 지금까지의 선행 기술에 비해 마찰 없이 최적으로 상기 베인 챔버(10)의 신속한 드레인이 보장된다.
이러한 맥락에서, 특히 바람직하게는 본 발명에 따른 횡 방향 그르부(12)가 생산 기술 측면에서 매우 용이하게 제조될 수 있다.
본 발명에 따라 실시된 일련의 시도에서, 본 발명에 따른 비대칭 펌프 베인 횡단면을 통해 놀라운 효과가 발생한다는 사실이 확인되었으며, 이러한 효과는 상기 베인 챔버로 유입된 액체가 베인 플레이트에 반향을 야기한다.
본 발명에 따른 해결을 통해 입증된 놀라운 효과는 상기 펌프 챔버의 최적의 드레인과 함께 회전수 범위 5,000 rpm 에서 펌프 챔버의 완전한 주입을 보장하고, 동시에 활주식 베인 펌프의 경우 출력 손실과 마모를 현저하게 감소시킨다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 실시 형태 및 구체적인 또 다른 특징은 종속항에 기재되어 있으며, 이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 활주식 베인 펌프의 측면도(측면 커버 없음);
도 2는 도 1에 따른 본 발명의 활주식 베인 펌프의 횡 방향 그루브(12)의 횡단면 커브(13)(극 좌표)를 도시하고 있다.
도 1은 커버가 장착되지 않은 상태의 본 발명에 따른 활주식 베인 펌프의 측면도를 도시한 것으로, 펌프 하우징(1)에 장착되고 샤프트(2)에 의해 구동되는, 즉 본 실시예에서는 크랭크 샤프트에 의해 직접 구동되는 회전자(3)와, 상기 회전자(3)의 베어링 그루브(4)에서 방사상 방향으로 이동될 수 있도록 장착된 다수의 베인 플레이트(5)와, 상기 회전자(3) 및 베인 플레이트(5)를 둘러싸고 있는 외부 링(6)을 포함한다.
본 실시예에서, 상기 외부 링(6)은 회전 가능하게 장착된 조절 레버(20)를 구비한 조절 게이트 밸브(7)에 배열되어 있다.
상기 조절 레버(20)의 한쪽 면에는 상기 펌프 하우징(1)에 장착된 압축 스프링(21)이 부착되어 있다.
상기 조절 레버(20)의 반대쪽 면에는 진입구(22)를 통하여 엔진 블록의 메인 오일 통로의 제어 압력이 적용되는 제어 압력 챔버(23)가 배열되어 있다.
또한, 상기 펌프 하우징(1)에는 흡입 포켓(8) 및 상기 흡입 포켓에 대해 180˚이동하여 배열된 압력 포켓(9)이 배열되어 있다.
상기 회전자(3)의 각 베인 챔버(10) 하단 에지에는, 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4) 사이에 있는 회전자(3)의 표면에서 전체 회전자 너비에 걸쳐 뻗어 있으며, 상기 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4)에 대해 평행하게 배열되고, 베어링 웨브(11)에 의해 베어링 그루브(4)와 간격을 두고 있는 횡 방향 그루브(12)가 배열되어 있다.
본 발명에 따르면, 상기한 바와 같은 횡 방향 그루브(12)는, 각 베인 챔버(10)에서 최하점(14)을 가지는 비대칭 횡단면 커브(13)를 가지며, 상기 최하점은 회전 방향에서 보면 항상 베인 챔버 중심 축(15) 후에 배열되며, 상기 최하점(14)은 베어링 웨브(11)를 가상으로 연결하는 회전자(13)의 외부 지름의 약 1% 내지 8% 아래에 놓인다.
또한, 본 실시예에서 상기 회전자(3)의 횡 방향 그루브(12)의 비대칭 횡단면 커브(13)는 4차 다항식으로 기재될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 약 -0.42 rad 내지 +0.42 rad의 범위의 다항식은 다음과 같이 정의된다: y = 39.33695 x4 - 31.29170 x3 + 0.4913634 x2 + 5.285977 x + 32.22082. 본 발명의 횡 방향 그루브(12)의 가능한 횡단면 커브(13)의 하나로서, 이러한 함수가 도 2에 도시되어 있다.
또한, 도 1에 도시된 베인 챔버(10)의 횡 방향 그루브(12)는 항상 도 2에 도시된 본 발명에 따른 횡단면 커브(13)를 갖는다.
도 1에 도시된 7개의 베인을 구비한 활주식 베인 펌프의 경우, 세그먼트(베인 플레이트 단면을 포함하여)의 너비는 51.4285˚이다.
상기 베인 챔버(10)에 있는 로터 케이싱(rotor casing)을 살펴보면, 상기 로터 케이싱은 직접적으로 상기 베인 챔버(10)에 대해 양 측면으로 경계를 이루는 베어링 그루브(4)와 함께, 즉 상기 베어링 웨브(11) 영역(본 실시예에서는 약 5%인 베인 챔버(10)의 "너비 영역" 위쪽 양 측면)에 "본래의" 회전자 외부 지름이 형성된다.
이렇게 형성된 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4)와 함께 직접적으로 배열된 베어링 웨브(11)는 활주식 베인 펌프가 과부하가 걸릴 경우, 회전자(3)의 필요한 동력 전달 및 강도를 보장한다.
회전 방향에서 보면, 베인 챔버(10)의 "첫 번째" 베어링 웨브(11)에 이어 상기 베인 챔버(10)의 약 63% 너비로 가상의 "본래의" 회전자 외부 지름을 따라 두 번째 영역이 형성되며, 상기 영역에서 횡 방향 그루브(12)의 횡단면 커브(13)가 최하점(14)에 이르기까지, 본 실시예의 경우, 반지름 31.5 mm로, 즉 1.9 mm(회전자의 본래의 외부 지름 66.8 mm의 2.85%) 감소된다.
상기 두 번째 섹터(sector)에 이어, 최하점(14)에 도달한 이후에 세 번째 섹터가 횡 방향 그루브(12)의 횡단면 커브(13)에서 상대적으로 빠르게 다시 상승하고, 베인 챔버(10)의 너비가 약 27%에 도달하고 나서, 가상의 회전자 외부 지름을 따라 회전자(3)의 본래의 외부 지름에 다시 도달한다.
전술한 것처럼, 두 번째 베어링 웨브(11)로서 상기 회전자(3)의 본래의 외부 지름 커브는 본 실시예에서 약 5%인 베인 챔버(10) 영역을 지나 상기 회전자(3)의 본래의 외부 지름을 따라 베어링 그루브(4)까지 유지된다.
본 발명에 따른 활주식 베인 펌프에서는, 횡 방향 그루브(12)의 횡 단면 커브(13)의 비대칭 형상으로 인해, 펌프 챔버가 마찰이 적고 유동적이며 완전한 최적의 주입이 가능하다.
특히, 지금까지 문제로 지적되었던 4,500 rpm 내지 6,000 rpm 초과 범위 회전수의 경우 본 발명을 통해 베인 챔버(10)가 문제없이 최적의 완전한 주입이 가능하고, 또한 베인 챔버(10)의 마찰 없이 신속한 최적의 드레인이 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 횡 방향 그루브(12)는 생산 기술 측면에서 용이하게 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 비대칭 횡 방향 그루브를 구비한 활주식 베인 펌프는 매우 높은 회전수에 불구하고 구동시 소음 발생이 적은 점에서 선행 기술과 구별되는 특징으로 가진다.
전술한 것처럼, 본 발명에 따라 실시된 일련의 시도에 의해 본 발명에 따른 활주식 베인 펌프의 현저한 마모 감소 및 출력 손실 감소가 확인되었다.
요약하면, 정확성 및 긴 내구성을 갖는 본 발명에 따른 장치로 인해, 낮은 회전수뿐 아니라, 특히 4,500 rpm 내지 6,000 rpm 초과 범위의 높은 회전수에서도 높은 효율성을 갖는 높은 운반 체적 유량이 보장될 수 있다.
도 1에 도시된 실시예에서는 회전자(3)에 가이드 링(19)이 끼워져 있으며, 상기 가이드 링은 베인 플레이트(5)의 "내부" 단부(16)에 배열되어 있고, 베인 플레이트의 "외부" 단부(16)는 외부 링(6)에 맞닿아 있다.
특히, 본 발명에 따른 활주식 베인 펌프의 베인 플레이트(5)는 단부(16)가 라운딩 되어 있다.
본 발명에 따른 실시예에서, 베인 플레이트(5)의 단부(16)의 반지름은 베인 플레이트(5)의 단부들(16) 사이 거리의 절반에 대응한다.
이로 인해, 외부 링(6)에서 베인 챔버의 마찰 및 마모가 적은 실링이 최적으로 보장되고, 동시에 샤프트(2)가 전체적으로 순환하는 동안에 가이드 링(19)에서 마찰 및 마모가 적은 가이드가 최적으로 보장된다.
또한, 본 발명에 따르면, 회전자(3)에 배열된 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4)의 내벽(17)에는 윤활 포켓(18)이 배열되며, 이 윤활 포켓은 베인 플레이트(5)와 베어링 그루브(4) 사이의 마모를 현저히 감소시킨다.
본 발명에 따라 도 1에 도시된 압력 제어 챔버(23)는 각각 양 측면이 실링 스트립(sealing strip)(24)에 의해 실링되며, 상기 실링 스트립(24)은 개별적으로 배열되고, 엔진 블록의 메인 오일 통로의 제어 압력이 적용되는 가이드 챔버 그루브(25)에 이동 가능하게 장착되어 있다.
바람직하게는 상기 가이드 챔버 그루브(25)(실링 스트립(24) 하단)에는 도 1에 도시된 것처럼 판 스프링(27)과 같은 스프링 요소가 배열되며, 이 판 스프링은 활주식 베인 펌프(모터)가 정지하거나/작동 중단될 경우, 실링 스트립(24)이 펌프 하우징(1)에 압력을 가하도록 한다.
본 발명에 따르면, 가이드 챔버 그루브(25)는 연결 케이블(26)을 통해 압력 제어 챔버(23)와 연결되어 있으므로, 가이드 챔버 그루브는 진입구(22)를 통해 엔진 블록의 메인 오일 통로의 제어 압력이 확실히 적용되며, 또한 극단적인 조건에서 상기 실링 스트립(24)에 의해 압력 제어 챔버(23)의 매우 정확하고 안전한 실링이 최소한의 구성 공간에서 보장된다.
1: 펌프 하우징 2: 샤프트
3: 회전자 4: 베어링 그루브
5: 베인 플레이트 6: 외부 링
7: 조절 게이트 밸브 8: 흡입 포켓
9: 압력 포켓 10: 베인 챔버
11: 베어링 웨브 12: 횡 방향 그루브
13: 횡단면 커브 14: 최하점
15: 베인 챔버 중심 축 16: 베인 플레이트의 단부
17: 베어링 그루브의 내벽 18: 윤활 포켓
19: 가이드 링 20: 조절 레버
21: 압축 스프링 22: 진입구
23: 압력 제어 챔버 24: 실링 스트립
25: 가이드 챔버 그루브 26: 연결 케이블
27: 판 스프링

Claims (12)

  1. 펌프 하우징(1)에 장착되고 샤프트(2)에 의해 구동되는 회전자(3)와, 상기 회전자(3)의 베어링 그루브(4)에 장착된 다수의 베인 플레이트(5), 및 상기 회전자(3)와 베인 플레이트(5)를 둘러싸며 상기 펌프 하우징(1)에 배열된 흡입 포켓(8) 및 상기 흡입 포켓에 대해 180˚이동하여 배열된 압력 포켓(9)을 갖는 외부 링(6), 각 베인 챔버(10)의 하단 에지에서, 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4) 사이에 있는 회전자(3)의 원통형 표면에서 전체 회전자 너비에 걸쳐 뻗어 있으며, 상기 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4)에 대해 평행하게 배열되고, 베어링 웨브(11)에 의해 베어링 그루브(4)와 간격을 두고 있는 횡 방향 그루브(12)를 포함하는 활주식 베인 펌프에 있어서,
    상기 횡 방향 그루브(12)는 각각의 베인 챔버(10)에서 상기 회전자(3)의 가장 작은 반지름을 갖는 최하점(14)을 가지는 비대칭 횡단면 커브(13)를 구비하며, 상기 최하점은 회전 방향에서 보면 항상 베인 챔버 중심 축(15) 후에 배열되는 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 최하점(14)은 베어링 웨브(11)를 가상으로 연결하는 회전자(3)의 외부 지름의 1% 내지 8% 아래에 놓이는 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 베인 플레이트(5)는 단부(16)가 둥글게 형성된 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베인 플레이트(5)는 단부(16)에 반지름을 갖는 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 베인 플레이트(5)의 단부(16)의 반지름은 상기 베인 플레이트(5)의 단부(16)들 사이 거리의 절반에 대응하는 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 회전자(3)에 배열된 베인 플레이트(5)의 베어링 그루브(4)의 내벽(17)에는 윤활 포켓(18)이 배열되는 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외부 링(6)은 회전 가능하게 장착된 조절 레버(20)를 구비한 조절 게이트 밸브(7)에 배열되며, 상기 조절 레버(20)의 한쪽 면에는 상기 펌프 하우징(1)에 장착된 압축 스프링(21)이 접하고, 상기 조절 레버(20)의 반대쪽 면에는 진입구(22)를 통하여 엔진 블록의 메인 오일 통로의 제어 압력이 적용되는 압력 제어 챔버(23)가 배열되는 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압력 제어 챔버(23)는 실링 스트립(24)에 의해 각각 양 측면이 실링 되며, 상기 실링 스트립은 압력으로 작동하도록 배열된 가이드 챔버 그루브(25)에 각각 개별적으로 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 가이드 챔버 그루브(25)는 연결 케이블(26)을 통해 압력 제어 챔버(23)와 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 실링 스트립(24) 하단의 가이드 챔버 그루브(25)에 판 스프링(27)이 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 활주식 베인 펌프.
  11. 삭제
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008006289B4 (de) 2008-01-28 2018-10-04 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Pumpenrad
DE102010022677B4 (de) 2010-06-04 2016-06-30 Nidec Gpm Gmbh Flügelzellenpumpe
DE102011086175B3 (de) * 2011-11-11 2013-05-16 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Rotationspumpe mit verbesserter Abdichtung
KR101251535B1 (ko) * 2011-11-30 2013-04-05 현대자동차주식회사 자동차의 오일펌프
CN107002942B (zh) * 2014-12-05 2020-01-03 O·M·P·奥菲奇内·马佐科·帕尼奥尼有限公司 可变排量油泵
US9920666B2 (en) * 2015-09-29 2018-03-20 Ford Global Technologies, Llc Vane oil pump
DE102017209511A1 (de) * 2017-06-06 2018-12-06 Volkswagen Ag Flügelzellenpumpe, Fluidsystem und Brennkraftmaschine
US11686200B2 (en) 2020-11-20 2023-06-27 Delphi Technologies Ip Limited Sliding vane fluid pump

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004204798A (ja) 2002-12-26 2004-07-22 Toyoda Mach Works Ltd ベーンポンプ
WO2005003562A1 (ja) 2003-07-07 2005-01-13 Unisia Jkc Steering Systems Co., Ltd. ベーンポンプ
DE102006061326B4 (de) 2006-12-22 2012-02-16 Mahle International Gmbh Stelleneinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2914282C2 (de) 1979-04-09 1983-01-05 Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr Stützkörper für den verstellbaren Laufring von Hydropumpen
JPS5958185A (ja) 1982-09-28 1984-04-03 Nachi Fujikoshi Corp 可変吐出量ベ−ンポンプ
JPH035986U (ko) * 1989-05-31 1991-01-21
DE4442083C2 (de) 1993-11-26 1998-07-02 Aisin Seiki Flügelzellenpumpe
DE19533686C2 (de) 1995-09-12 1997-06-19 Daimler Benz Ag Regelbare Flügelzellenpumpe als Schmiermittelpumpe
US6237560B1 (en) * 1998-01-06 2001-05-29 Saitoh & Co., Ltd. Overexpansion rotary engine
CN100557244C (zh) * 2001-04-05 2009-11-04 阿果技术公司 具有旋转凸轮环的变量泵
US6857862B2 (en) 2003-05-01 2005-02-22 Sauer-Danfoss Inc. Roller vane pump
DE10353027A1 (de) 2003-11-13 2005-06-16 Daimlerchrysler Ag Regelbare Pumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe
JP2005264906A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Kayaba Ind Co Ltd ベーンポンプ用ロータ、ベーンポンプ
DE102005048602B4 (de) * 2005-10-06 2011-01-13 Joma-Polytec Kunststofftechnik Gmbh Flügelzellenmaschine, insbesondere Flügelzellenpumpe
JP4769126B2 (ja) * 2006-05-30 2011-09-07 株式会社ショーワ 可変容量型ポンプ
DE102008006289B4 (de) * 2008-01-28 2018-10-04 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) Pumpenrad

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004204798A (ja) 2002-12-26 2004-07-22 Toyoda Mach Works Ltd ベーンポンプ
WO2005003562A1 (ja) 2003-07-07 2005-01-13 Unisia Jkc Steering Systems Co., Ltd. ベーンポンプ
DE102006061326B4 (de) 2006-12-22 2012-02-16 Mahle International Gmbh Stelleneinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010060416A2 (de) 2010-06-03
EP2359005A2 (de) 2011-08-24
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DE102008059720A1 (de) 2010-06-02
CN102224344B (zh) 2015-07-15
WO2010060416A3 (de) 2010-12-02
ES2414182T3 (es) 2013-07-18
JP5611221B2 (ja) 2014-10-22
WO2010060416A4 (de) 2011-01-27
JP2012510023A (ja) 2012-04-26
KR20110094320A (ko) 2011-08-23
CN102224344A (zh) 2011-10-19
US8747085B2 (en) 2014-06-10
US20110293458A1 (en) 2011-12-01

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