DE102014015511A1

DE102014015511A1 - Flügelpumpe

Info

Publication number: DE102014015511A1
Application number: DE201410015511
Authority: DE
Inventors: Koji Saga; Hideaki Ohnishi; Yasushi Watanabe
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2015-04-23
Also published as: US9556867B2; JP2015081511A; CN104564666B; US20150110659A1; JP6165019B2; CN104564666A

Abstract

Eine Flügelpumpe enthält einen Rotor, der eine erste Ringnut und eine zweite Ringnut enthält. Der Rotor enthält des Weiteren einen zylindrischen Abschnitt, der axial von einer radialen Innenseite der ersten Ringnut vorsteht und auf einer Antriebswelle sitzt, sowie einen Gleitkontaktabschnitt, der an einer radialen Innenseite der zweiten Ringnut ausgebildet ist. Der zylindrische Abschnitt ist gleitend in einem Lagerloch aufgenommen, das in einer ersten Seitenwand eines Gehäuses ausgebildet ist, während der Gleitkontaktabschnitt gleitend an einer Innenwandfläche einer zweiten Seitenwand des Gehäuses anliegt. Des Weiteren ist in der ersten Ringnut ein vertiefter Abschnitt ausgebildet, durch den eine Druckaufnahmefläche der ersten oder der zweiten Ringnut größer wird als eine Druckaufnahmefläche der anderen von der ersten und der zweiten Ringnut.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flügelpumpe zum Zuführen von Öl zu Gleitkontaktabschnitten eines Verbrennungsmotors, eine variable Ventilsteuerungsvorrichtung oder eine andere Vorrichtung.
Eine Flügelpumpe dieses Typs wird in einem Patentdokument, das heißt JP S60-102488U , offenbart. Diese Flügelpumpe ist an einem vorderen Ende eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors befestigt. Die Flügelpumpe enthält ein Pumpengehäuse, das aus einem Gehäuseelement und einem Pumpendeckel besteht, der ein offenes Ende des Gehäuseelementes verschließt; einen Rotor, der drehbar in dem Gehäuse aufgenommen und so eingerichtet ist, dass er Drehkraft über eine Antriebswelle von einer Kurbelwelle empfängt, sowie eine Vielzahl von Flügeln, die jeweils in Schlitzen aufgenommen sind, die radial in einem Außenumfangsabschnitt des Rotors ausgebildet und jeweils so eingerichtet sind, dass sie radial in den Schlitzen gleiten. Die Flügelpumpe enthält des Weiteren einen Nockenring, der um den Rotor herum mit einer vorgegebenen Exzentrizität in Bezug auf den Rotor angeordnet ist. Die vorderen Enden der Flügel sind so eingerichtet, dass sie an der Innenumfangsfläche des Nockenrings gleiten und Pumpkammern bilden, deren Volumen sich jeweils bei Drehung des Rotors mit Pumpwirkung ändert.
Die Antriebswelle enthält einen Eingriffsabschnitt, der zwei plane Außenflächen aufweist, und der Rotor enthält ein Mittel-Eingriffsloch mit zwei planen Innenflächen, das in Eingriff mit dem Eingriffsabschnitt der Antriebswelle kommt, um Drehung von der Antriebswelle auf den Rotor zu übertragen.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei der oben beschriebenen Flügelpumpe kann es zu unerwünschter radialer Verschiebung der Mittelachse des Rotors gegenüber der Achse der Antriebswelle und zu Schleuderbewegung der Antriebswelle kommen. Daher ist ein schmaler Zwischenraum zwischen dem Wellen-Eingriffsabschnitt der Antriebswelle und dem Eingriffsloch des Rotors vorhanden, um Störung aufgrund der Schleuderbewegung zu verhindern. Des Weiteren ist der Rotor, um die Mittelachse des Rotors zu regulieren, integral mit einem zylindrischen Schaftabschnitt versehen, der auf die Antriebswelle passt und mit einem schmalen Zwischenraum in ein Durchgangsloch passt, das in einer Seitenwand des Gehäuses ausgebildet ist.
An der dem zylindrischen Schaftabschnitt gegenüberliegenden Seite ist die Endfläche des Rotors mit einem seitlichen Zwischenraum in Gleitkontakt mit der Innenwandfläche einer gegenüberliegenden Seitenwand des Gehäuses und erfüllt so eine Dichtungsfunktion. Die gegenüberliegende Seitenwand ist jedoch mit einem Durchgangsloch, das die Antriebswelle aufnimmt, mit einem relativ großen ringförmigen Zwischenraum versehen, um störenden Kontakt mit der Außenumfangsfläche der Antriebswelle einzuschränken.
Daher ist es möglich, dass es durch den ringförmigen Zwischenraum beim Betrieb der Flügelpumpe zum Austreten des durch den seitlichen Zwischenraum strömenden Öls nach außen kommt.
Das heißt, der Rotor des oben aufgeführten Patentdokumentes enthält einander gegenüberliegende Endflächen, die jeweils mit einem Paar ringförmiger Vertiefungen bzw. Nuten zum Halten von Führungsringen versehen sind. Die Ringnut, die in der Endfläche des Rotors an der dem zylindrischen Abschnitt gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, bewirkt, dass die radiale Dichtungsbreite zwischen der Endfläche und der Innenwandfläche der Seitenwand des Gehäuses an der gegenüberliegenden Seite verringert wird und führt zu stärkerem Austreten des Öls, wodurch sich der Pumpen-Wirkungsgrad verschlechtert.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Flügelpumpe zu schaffen, mit der eine Dichtungsfunktion verbessert wird und Austreten von Öl verringert wird, indem der Rotor axial zu einer Seite gedrückt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Rotor einen zylindrischen Abschnitt, der an einer radialen Innenseite einer ersten Ringnut ausgebildet ist, die in einer Endfläche des Rotors ausgebildet ist, und der entlang der Antriebswelle vorsteht, sowie einen Gleitkontaktabschnitt, der an einer radialen Innenseite einer zweiten Ringnut ausgebildet ist, die in einer zweiten Endfläche des Rotors ausgebildet ist. Die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts des Rotors ist verschiebbar bzw. gleitend in einer Innenumfangsfläche eines ersten Durchgangslochs einer ersten Seitenwand eines Gehäuses angeordnet, während der Gleitkontaktabschnitt des Rotors eine Gleitkontaktfläche enthält, die gleitend an einer Innenwandfläche einer zweiten Seitenwand des Gehäuses anliegt. Eine Druckaufnahmefläche der ersten oder der zweiten Ringnut ist größer festgelegt als eine Druckaufnahmefläche der anderen von der ersten und der zweiten Ringnut.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Vertikalschnittansicht einer Flügelpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptabschnitts von 1.
3 ist eine Vorderansicht, die die Flügelpumpe in 1 in dem Zustand zeigt, in dem ein Pumpendeckel abgenommen ist.
4 ist eine Vorderansicht eines Gehäuseelementes, das in der Flügelpumpe in 1 eingesetzt wird.
5 ist eine Perspektivansicht eines Rotors in der Flügelpumpe in 1.
6 ist eine Ansicht zum Darstellen von Funktion der Flügelpumpe in 1.
7 ist eine Ansicht zum Darstellen von Funktion der Flügelpumpe in 1.
8 ist eine graphische Darstellung, die eine Kennlinie zeigt, die eine Beziehung zwischen Verformungen einer ersten und einer zweiten Schraubenfeder sowie eines Federdrucks in der Flügelpumpe in 1 darstellt.
9 ist eine graphische Darstellung, die eine Kennlinie zeigt, die eine Beziehung zwischen dem Pumpen-Austrittsdruck und der Motordrehzahl bei der Flügelpumpe in 1 darstellt.
10 ist eine Vertikalschnittansicht, die einen Rotor einer Flügelpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
11 ist eine Vertikalschnittansicht, die einen Rotor einer Flügelpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist eine Vorderansicht einer Flügelpumpe gemäß einer vierten Ausführungsform in einem Zustand, indem ein Pumpendeckel abgenommen ist.
13 ist eine graphische Darstellung, die eine Kennlinie zeigt, die eine Beziehung zwischen dem Pumpen-Austrittsdruck und der Motordrehzahl bei der Flügelpumpe in 12 darstellt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
1–13 sind Ansichten zur Erläuterung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In den dargestellten Ausführungsformen ist die Flügelpumpe eine Verstell-Flügelpumpe, die so eingerichtet ist, dass sie verschiedenen Teilen eines Verbrennungsmotors für ein Fahrzeug, wie beispielsweise Gleitkontaktabschnitten, einer variablen Ventilsteuervorrichtung und einer schwenkbaren Öleinspritzdüse Schmieröl zuführt, und so, dass sie die zugeführte Ölmenge entsprechend den Anforderungen der Teile ändert.
Erste Ausführungsform
Eine Flügelpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist, wie in 1 gezeigt, mit einer Vielzahl von Schrauben 03 an einem vorderen Ende eines Ausgleichswellen-Gehäuses 02 der Ausgleichswellenvorrichtung 01 befestigt, die in einem unteren Teil eines Zylinderblocks eines Verbrennungsmotors vorhanden ist. Diese Flügelpumpe enthält ein Pumpengehäuse 04, eine Antriebswelle 3, einen Rotor 4 sowie einen Nockenring 5. Das Pumpengehäuse 04 enthält ein Gehäuseelement bzw. einen Gehäuse-Hauptkörper 1, der wie eine Schale mit einer zylindrischen Wand und einem Boden geformt ist, der ein Ende verschließt, sowie einen Pumpendeckel 2, der das offene Ende des Gehäuseelementes 1 verschließt. Die Antriebswelle 3 wird über Mittelabschnitte von Gehäuseelement 1 und Pumpendeckel 2 in Pumpengehäuse 04 eingeführt. In dem vorliegenden Beispiel ist Antriebswelle 3 eine Verlängerung einer Antriebswelle einer Ausgleichswelle. Der Rotor 4 ist drehbar in einer Aufnahmekammer in dem Pumpengehäuse 04 aufgenommen und an der Antriebswelle 3 angebracht. Rotor 4 enthält ein Einführloch 4a, das in einer axialen Richtung durch den Rotor hindurch verläuft. Antriebswelle 3 wird über das Einführloch 4a eingeführt und mit dem Einführloch 4a in Eingriff gebracht. Rotor 4 hat einen schienenförmigen Querschnitt. Der Nockenring 5 ist ein bewegliches Element, das den Rotor 4 umgibt und das geschwenkt werden kann. Die Flügelpumpe enthält des Weiteren einen ersten und einen zweiten Flügel-Ring 8 und 9, die jeweils gleitend in einer ersten und einer zweiten Ringnut 6 und 7 angeordnet sind, die in axialen Endflächen 4b und 4c von Rotor 4 ausgebildet sind und als paarige Führungsring-Aufnahmeabschnitte dienen.
Das Gehäuseelement 1 ist ein integrales Element aus Aluminiumlegierung, das eine Umfangswand sowie eine End(Boden)Wand enthält (die als eine erste Seitenwand des Gehäuses dienen kann). Eine innere Bodenfläche 1s von Gehäuseelement 1, die in 4 dargestellt ist, ist eine Fläche, die axial an einer Seitenfläche von Nockenring 5 anliegt und als eine Gleitkontaktfläche dient. Daher ist die Bodenfläche 1s so bearbeitet, dass sie präzise Planheit und Oberflächenrauigkeit aufweist, und einen Gleitkontaktbereich enthält, der maschinell bzw. spanend bearbeitet ist.
Ein Zapfen-Loch 1c öffnet sich in der Form eines Sacklochs an einer vorgegebenen Position in der Innenumfangsfläche von Gehäuseelement 1. Das Zapfen-Loch 1c ist so eingerichtet, dass axial in der axialen Richtung verläuft und einen Dreh-Zapfen 10 aufnimmt, der als ein Drehpunkt-Zapfen dient, der eine Drehachse für Schwenkbewegung des Nockenrings 5 bildet. Gehäuseelement 1 enthält des Weiteren eine Dichtungsfläche 1a an einer oberen Seite einer imaginären geraden Linie X (im Folgenden als eine Nockenring-Bezugslinie bezeichnet), die die Achse des Dreh-Zapfens 10 (oder des Zapfen-Lochs 1c) und die Achse von Antriebswelle 3 (oder die Mitte des Lagerlochs 1f von Gehäuseelement 1) verbindet. Die Dichtungsfläche 1a ist eine Innenumfangsfläche, die in Form einer konkaven Kreisbogenfläche gekrümmt ist.
Die Dichtungsfläche 1a von Gehäuseelement 1 ist einer Dichtungsfläche 5a von Nockenring 5 über einen schmalen Zwischenraum entlang einer Kreisbogenbahn um den durch Dreh-Zapfen 10 bestimmten Mittelpunkt herum zugewandt. Die Dichtungsfläche 5a ist eine konvexe Kreisbogenfläche, die der konkaven Kreisbogenform von Dichtungsfläche 1a entspricht. Ein Dichtungselement 14 und ein Stützelement 14a befinden sich in einer Dichtungsnut, die in der Dichtungsfläche 5a von Nockenring 5 ausgebildet ist. Das Dichtungselement 14 wird durch das Stützelement 14a, das aus Gummi besteht, auf die Dichtungsfläche 1a gedrückt und ist so eingerichtet, dass es eine Steuer-Öldruckkammer 19 abdichtet. Die Dichtungsfläche 1a erstreckt sich so, dass sie eine Kreisbogenlänge hat, die es ermöglicht, dass das Dichtungselement 14 während einer Schwenkbewegung von Nockenring 5 von einem Zustand maximaler Exzentrizität (siehe 3) in einen Zustand minimaler Exzentrizität (siehe 7) an Dichtungsfläche 1a gleitet. Dichtungselement 14 besteht beispielsweise aus reibungsarmem Kunststoff und ist so ausgebildet, dass es eine lange Form hat, die sich in der axialen Richtung von Nockenring 5 erstreckt.
Ein Eintrittsanschluss 11 ist, wie in 4 gezeigt, in der Bodenfläche 1s von Gehäuseelement 1 ausgebildet. Eintrittsanschluss 11 ist wie ein Halbmond geformt und an einer ersten Seite (linke Seite in 4) von Antriebswelle 3 (ein weiter unten erläutertes mittiges Lagerloch 1f befindet sich zwischen dem Eintrittsanschluss 11 und dem Zapfen-Loch 1c) ausgebildet. Ein Austrittsanschluss 12 ist in der Bodenfläche 1s von Gehäuseelement 1 ausgebildet und wie ein Fächer geformt. Austrittsanschluss 12 ist an einer zweiten Seite (rechte Seite in 4) der Antriebswelle 3 ausgebildet (der Austrittsanschluss 12 befindet sich zwischen dem mittigen Lagerloch 1f und dem Zapfen-Loch 1c). Der Eintritts- und der Austrittsanschluss 11 und 12 sind einander diametral zugewandt.
Der Eintrittsanschluss 11 steht in Fluidverbindung mit einem Eintrittsloch 11a, um das Schmieröl aus einer Ölwanne (nicht dargestellt) aufzunehmen. Der Austrittsanschluss 12 steht in Fluidverbindung mit einem Austrittsloch 12a, um das Schmieröl über eine Haupt-Ölleitung, beispielsweise verschiedenen Gleitkontaktabschnitten, einer Ventilsteuervorrichtung oder Ventilbetätigungsvorrichtung sowie einer Kolben-Öleinspritzdüse zuzuführen.
Ein Lagerloch 1f ist nahezu in der Mitte der Bodenfläche 1s von Gehäuseelement 1 ausgebildet. Das mittige Lagerloch 1f dient als ein erstes Durchgangsloch, über das die Antriebswelle 3 eingeführt wird (wobei sich ein weiter unten erwähnter zylindrischer Abschnitt 15 von Rotor 4 dazwischen befindet). Eine halbkreisförmige Ölzuführnut 1g ist in der Innenumfangsfläche des mittigen Lagerlochs 1f ausgebildet und so eingerichtet, dass sie das über den Austrittsanschluss 12 austretende Schmieröl zurückhält.
Pumpendeckel 2 ist, wie in 1 gezeigt, mit Schrauben 03 direkt an dem Ausgleichswellen-Gehäuse 02 befestigt und mit einer Vielzahl von Schrauben 13 an dem Gehäuseelement 1 befestigt. Das offene Ende von Gehäuseelement 1 an der linken Seite in 1 wird durch Pumpendeckel 2 oder durch eine Innenwandfläche 2b von Pumpendeckel 2 (der als eine zweite Seitenwand des Gehäuses dienen kann) verschlossen.
Ein Lagerloch 2a öffnet sich in der Mitte von Pumpendeckel 2 und ist so eingerichtet, dass es die in das Lagerloch 2a eingeführte Antriebswelle 3 lagert. Lagerloch 2a dient als ein zweites Durchgangsloch zum Lagern der Antriebswelle 3 im Zusammenwirken mit dem ersten Durchgangsloch 1f von Gehäuseelement 1. Das Lagerloch 2a ist ein kreisförmiges Loch, das einen kreisförmigen Querschnitt hat. Antriebswelle 3 enthält einen ersten Wellenabschnitt 3a und einen zweiten Wellenabschnitt 3b (bzw. Wellenabschnitt am vorderen Ende). Der erste Wellenabschnitt 3a ist so geformt, dass er einen kreisförmigen Querschnitt und eine zylindrische Außenfläche hat, und ist mit einem relativ großen ringförmigen Zwischenraum S in das kreisförmige Lagerloch 2a von Pumpendeckel 2 eingeführt. Im Unterschied dazu ist der zweite Wellenabschnitt (vorderer Wellenabschnitt) 3b so geformt, dass er, wie weiter unten erwähnt, einen nichtkreisförmigen Querschnitt hat.
Der zweite Wellenabschnitt bzw. vordere Wellenabschnitt 3b von Antriebswelle 3 ist in das Einführloch 4a von Rotor 4 eingeführt und als ein Eingriffsabschnitt geformt, der einen nichtkreisförmigen Querschnitt hat. Bei dem vorliegenden Beispiel hat der vordere Wellenabschnitt 3b einen nichtkreisförmigen Querschnitt, der, wie in 3 gezeigt, durch zwei plane Seitenflächen 3c und 3d sowie zwei gebogene bzw. bogenförmige Flächen gebildet wird. Bei diesem Beispiel erstrecken sich die zwei planen Seitenflächen 3c und 3d entlang der Achse von Antriebswelle 3 parallel zueinander, liegen einander diametral gegenüber und bilden eine Breite über Abflachungen. Die zwei bogenförmigen Flächen sind zylindrische Flächen, die einander zwischen den zwei planen Flächen 3c und 3d diametral gegenüberliegen, so dass eine einem Rechteck ähnelnde Form entsteht.
Antriebswelle 3 ist so eingerichtet, dass sie den Rotor 4, in 3 gesehen, im Uhrzeigersinn mit einer Drehkraft dreht, die von der Kurbelwelle auf die Ausgleichswelle übertragen wird. Ein Eintrittsbereich ist in einer linken Hälfte an der linken Seite von Antriebswelle 3 in 3 ausgebildet, und ein Austrittsbereich ist in einer rechten Hälfte an der rechten Seite von Antriebswelle 3 ausgebildet.
Der Rotor 4 hat, wie in 1–3 und 5 gezeigt, eine annähernd zylindrische Form und erstreckt sich axial von der ersten Endfläche (in einer ersten axialen Richtung, bzw. in 1 gesehen, nach rechts gewandt) zu der zweiten Endfläche 4d (in einer zweiten axialen Richtung bzw., in 1 gesehen, nach links gewandt). Die erste Endfläche 4b ist der Abschlusswand (bzw. dem Boden) von Gehäuseelement 1 axial (in der ersten axialen Richtung) zugewandt und ist gleitend mit der Bodenfläche 1s von Gehäuseelement 1 mit einem schmalen Zwischenraum zugewandt. Die zweite Abschlussfläche 4c von Rotor 4 ist dem Pumpendeckel 2 axial (in der zweiten axialen Richtung) zugewandt und ist mit der Innenwandfläche 2b von Pumpendeckel 2 mit einem schmalen Zwischenraum gleitend in Kontakt.
Die zweite Endfläche 4c von Rotor 4 enthält einen ringförmigen Außenumfangsabschnitt sowie einen ringförmigen Innenumfangsabschnitt 4e. In der zweiten Endfläche 4c ist die zweite ringförmige Nut 7 radial zwischen dem Außenumfangsabschnitt und dem Innenumfangsabschnitt 4e ausgebildet. Der Innenumfangsabschnitt 4e, der von der zweiten Ringnut 7 umgeben ist, ist als eine Gleitkontaktfläche eines Gleitkontaktabschnitts ausgebildet, der gleitend mit der Innenwandfläche 2b von Pumpendeckel 2 in Kontakt ist.
Ein zylindrischer Achsenabschnitt 15 ist integral in Rotor 4 ausgebildet. Der zylindrische Wellenabschnitt 15 ist radial zwischen dem mittigen Einführloch 4a und der ersten Ringnut 6 ausgebildet, die in der ersten Endfläche 4b ausgebildet ist. Der zylindrische Achsenabschnitt 15 ist in einem Innenumfangsabschnitt der ersten Endfläche 4b von Rotor 4 ausgebildet.
Der zylindrische Achsenabschnitt 15 steht von der ersten Endfläche 4b von Rotor 4 axial um die Außenumfangsfläche von Antriebswelle 3 herum vor. Der zylindrische Achsenabschnitt 15 hat eine Innenumfangsfläche 15a, die eine Verlängerung des mittigen Einführlochs 4a bildet, so dass ein durchgehendes mittiges Durchgangsloch 4a, 15a entsteht. Der zylindrische Achsenabschnitt 15 hat eine Außenumfangsfläche 15b, die über einen schmalen Zwischenraum drehbar in das Lagerloch 1f von Gehäuseelement 1 eingepasst ist.
Das durchgehende mittige Durchgangsloch 4a, 15a hat einen nichtkreisförmigen Querschnitt, der dem nichtkreisförmigen Querschnitt des vorderen Endabschnitts 3b von Antriebswelle 3 entspricht, so dass der vordere Endabschnitt 3b in das mittige Durchgangsloch von Rotor 4 eingepasst ist und sich Rotor 4 sowie Antriebswelle 3 als eine Einheit drehen. Bei diesem Beispiel wird, wie in 5 gezeigt, das mittige Durchgangsloch durch zwei einander gegenüberliegende (parallele) plane Seitenwandflächen 15e und 15f, die einander diametral gegenüberliegen, sowie durch zwei zylindrische Flächen, die einander diametral gegenüberliegen, zwischen den planen Wandflächen 15e und 15f gebildet. So ist der vordere Endabschnitt 3b von Antriebswelle 3 mit dem mittigen Durchgangsloch 4a, 15a von Rotor 4 in Eingriff, so dass sich beide als eine Einheit drehen.
Ein Zwischenraum 51, der relativ groß ist, ist, wie in 1 und 2 gezeigt, zwischen der Außenumfangsfläche des vorderen Endabschnitts 3a von Antriebswelle 3 und der Innenumfangsfläche des mittigen Durchgangslochs (4a, 15a) von Rotor 4 vorhanden.
Ein Absatzabschnitt 15d ist in der ersten Ringnut 6 ausgebildet. Die Außenumfangsfläche 15 des zylindrischen Achsenabschnitts 15 wird mit einem Vorgang, wie beispielsweise spanendem Bearbeiten und Polieren, ausgebildet, um eine fehlerfreie Fläche als die Außenfläche einer Drehwelle zu erhalten. Der Absatzabschnitt 15d entsteht durch den Vorgang spanender Bearbeitung zum Ausbilden der Außenumfangsfläche des zylindrischen Achsenabschnitts 15. Die erste Ringnut 6 wird durch eine Bodenfläche (bzw. Endfläche) 6a sowie eine Außen- und eine Innenumfangsfläche gebildet, die einander radial gegenüberliegen und die radiale Breite der Ringnut bestimmen. Die Bodenfläche 6a ist bei diesem Beispiel eine ringförmige plane Fläche und ist der Bodenfläche 1s von Gehäuseelement 1 axial (in 2 nach rechts) zugewandt. Der Absatzabschnitt 15d wird durch eine Schulterfläche 6b gebildet, die zwischen der Innenumfangsfläche des ersten ringförmigen Abschnitts 6 und die Außenumfangsfläche 15a des zylindrischen Achsenabschnitts 15 ausgebildet ist. Die Schulterfläche 6b ist bei diesem Beispiel eine plane ringförmige Fläche und ist der Bodenfläche 1s von Gehäuseelement 1 axial (in 2 nach rechts) zugewandt. Daher dient diese Schulterfläche 6b als zusätzliche Druckaufnahmefläche. Die Gesamt-Druckaufnahmefläche der ersten Ringnut 6 entspricht der Summe der Flächenausdehnung der eigentlichen Druckaufnahmefläche der Bodenfläche 6a sowie der Flächenausdehnung der zusätzlichen Druckaufnahmefläche, die durch die Schulterfläche 6b gebildet wird. Dadurch wird die Druckaufnahmefläche der ersten Ringnut 6 durch Absatzabschnitt 15d vergrößert.
Die zweite Ringnut 7 wird ebenfalls durch eine Bodenfläche (bzw. Endfläche) 7a sowie eine Außen- und eine Innenumfangsfläche gebildet, die einander radial gegenüberliegen und die radiale Breite der Ringnut 7 bestimmen. Die radiale Breite Z der zweiten Ringnut 7 ist im Wesentlichen der radialen Breite der ersten Ringnut 6 gleich. Jedoch ist die radiale Breite Y zwischen der Außenumfangsfläche der ersten Ringnut 6 und der Außenumfangsfläche des zylindrischen Achsenabschnitts 15 um die radiale Breite von Schulterfläche 6b größer als die radiale Breite W der zweiten Ringnut 7. Dadurch ist die Gesamt-Druckaufnahmefläche der Bodenfläche 6a und der Schulterfläche 6b größer als die Druckaufnahmefläche, die nur durch die Bodenfläche 7a der zweiten Ringnut 7 gebildet wird.
Eine Vielzahl (sieben) Flügel 16 sind jeweils gleitend bzw. verschiebbar in einer Vielzahl (sieben) radialer Schlitze 4d aufgenommen, die in Rotor 4 radial so ausgebildet sind, dass sie sich radial nach außen erstrecken. Eine Gegendruckkammer 17 ist an dem radialen inneren Ende jedes Schlitzes 4d ausgebildet. Bei diesem Beispiel hat jede Gegendruckkammer 17 einen annähernd kreisförmigen Querschnitt. Die Gegendruckkammern 17 sind so eingerichtet, dass sie den zu Austrittsanschluss 12 austretenden Austritts-Öldruck aufnehmen.
Jeder Flügel 16 enthält ein inneres unteres Ende, das an Außenumfangsflächen eines ersten und eines zweiten Flügel-Rings 8 und 9 gleitet, sowie ein vorderes Ende, das an einer Innenumfangsfläche 5b des Nockenrings 5 gleitet. Eine Vielzahl flüssigkeitsdichter Pumpkammern 18 wird durch die Flügel 16, die Innenumfangsfläche 5b von Nockenring 5, die Außenumfangsfläche von Rotor 4, die Bodenfläche 1s von Gehäuseelement 1 und die Innenwandfläche 2b von Pumpendeckel 2 gebildet. Jeder Flügel-Ring 8 bzw. 9 ist so eingerichtet, dass er jeden Flügel 16 radial nach außen drückt.
Nockenring 5 ist ein integrales Element, das wie ein hohler Zylinder geformt ist, und besteht aus leicht maschinell zu bearbeitendem Sinter-Metallmaterial. Nockenring 5 enthält einen Schwenk- bzw. Dreh-Vorsprung 5c, der an der Außenumfangsfläche an der Nockenring-Bezugslinie X an einer, in 1 gesehen, rechten äußeren Position ausgebildet ist. In der Mitte diese Dreh-Vorsprungs 5c ist eine Dreh-Nut 5d ausgebildet, die in Form eines Kreisbogens ausgespart ist, sich axial erstreckt und so eingerichtet ist, dass sie den in Dreh-Loch 1c eingeführten und positionierten Dreh-Zapfen 10 aufnimmt, um einen Drehpunkt exzentrischer Schwenkbewegung zu bestimmen.
Die Steuer-Öldruckkammer 19 ist zwischen dem Dreh-Zapfen 10 für Nockenring 5 und dem Dichtungselement 14 an der oberen Seite von Nockenring-Bezugslinie X ausgebildet. Steuer-Öldruckkammer 19 ist eine Kammer, die eine annähernd halbmondartige Form hat, die durch die Außenumfangsflächen von Nockenring 5, den Dreh-Vorsprung 5c, die Dichtungs-Gleitkontaktfläche 5a und die Dichtungsfläche 1a gebildet wird. Die Steuer-Öldruckkammer 19 dient dazu, den Nockenring 5 mit dem über Austrittsanschluss 12 eingeleiteten Austritts-Öldruck entgegen dem Uhrzeigersinn in 3 um Dreh-Zapfen 10 herum zu schwenken und damit den Nockenring 5 in der Richtung zu bewegen, in der die Exzentrizität bzw. das Maß der Exzentrizität in Bezug auf Rotor 4 verringert wird.
Ein in 3 dargestellter Arm 20 ist ein integraler Teil von Nockenring 5. Nockenring 5 enthält einen hohlen zylindrischen Hauptabschnitt und den Arm 20, der von der Außenumfangsfläche des hohlen zylindrischen Hauptabschnitts von Nockenring 5 an einer Position vorsteht, die der Position von Dreh-Vorsprung 5c diametral gegenüberliegt. Der Arm 20 enthält, wie in 3 gezeigt, einen Arm-Hauptabschnitt 20a, der in Form einer rechteckigen Platte radial von dem vorderen Ende des hohlen zylindrischen Hauptabschnitts von Nockenring 5 zu einem vorderen Ende hin vorsteht. Arm 20 enthält des Weiteren einen Vorsprung bzw. oberen Vorsprung 20b, der an einer Position in der Nähe des vorderen Endes integral von der Oberseite von Arm-Hauptabschnitt 20a vorsteht.
Arm 20 enthält des Weiteren einen erhabenen Abschnitt bzw. unteren Vorsprung 20c, der an der Position gegenüber dem oberen Vorsprung 20b oder unmittelbar unter ihm integral in Form eines Vorsprungs vorsteht, der sich in einer kreisbogenartigen Form von der unteren Fläche von Arm-Hauptabschnitt 20a erhebt. Der (obere) Vorsprung 20b steht im Wesentlichen in einer Richtung senkrecht zu einer Längsrichtung des Arm-Hauptabschnitts 20a (nach oben gerichtet) vor und enthält ein oberes Ende, das mit einem relativ kleinen Krümmungsradius gekrümmt ist.
Eine erste und eine zweite Federkammer 21 und 22 sind koaxial an der oberen und der unteren Seite von Arm 20 an der Dreh-Loch 1c von Pumpengehäuse 1 gegenüberliegenden Seite ausgebildet. In 3 befindet sich die erste Federkammer 21 an der unteren Seite von Arm 20, und die zweite Federkammer 22 befindet sich an der oberen Seite von Arm 20 und liegt der ersten Federkammer 21 über Arm 20 koaxial gegenüber.
Die erste Federkammer 21 ist in Form eines flachen Rechtecks ausgebildet, das sich in einer axialen Richtung von Gehäuseelement 1 erstreckt. Die Abmessung der zweiten Federkammer 22 in der vertikalen Richtung ist kürzer als die der ersten Federkammer 21. Wie die erste Federkammer 21 hat die zweite Federkammer 22 die Form eines flachen Rechtecks, das sich in der axialen Richtung von Gehäuseelement 1 erstreckt. Ein unteres offenes Ende 22a der zweiten Federkammer 22 wird durch ein Paar Halteabschnitte 23 gebildet, die in einer einem (langen) Rechteck ähnelnden Form in der Breitenrichtung der zweiten Federkammer 22 aufeinander zu vorstehen. Über das offene Ende 22a zwischen den Halteabschnitten 23 kann sich der (obere) Vorsprung 20b von Arm 20 in die zweite Federkammer 22 hinein und aus ihr heraus bewegen. Die Halteabschnitte 23 sind so eingerichtet, dass sie eine maximale Dehnungsverformung einer weiter unten erwähnten zweiten Schraubenfeder 25 einschränken.
Eine erste Schraubenfeder 24 befindet sich in der ersten Federkammer 21 und ist so eingerichtet, dass sie als ein Drück- oder Spannelement dient, mit dem der Nockenring 5 über den Arm 20 in 3 im Uhrzeigersinn gedrückt oder gespannt wird, das heißt, in der Richtung, in der das Maß der Exzentrizität zwischen dem Drehmittelpunkt von Rotor 4 und dem Mittelpunkt der Innenumfangsfläche von Nockenring 5 vergrößert wird.
Die erste Schraubenfeder 24 ist mit einem vorgegebenen Feder-Spanndruck W1 versehen und so eingerichtet, dass sie den Nockenring 5 in der Richtung drückt, in der die Exzentrizität in Bezug auf die Drehachse von Rotor 4 zunimmt, wobei ein oberes Ende stets elastisch an dem erhabenen Abschnitt bzw. unteren Vorsprung 20c anliegt, der an der unteren Seite von Arm 20 ausgebildet ist. So ist die erste Schraubenfeder 24 unter Druck angeordnet und übt dadurch eine Druckkraft auf Nockenring 5 im Uhrzeigersinn aus.
Die zweite Schraubenfeder 25 befindet sich in der zweiten Federkammer 22 und ist so eingerichtet, dass sie als ein Drück- oder Spannelement dient, mit dem der Nockenring 5 über Arm 20 in 3 entgegen dem Uhrzeigersinn gedrückt wird.
Die zweite Schraubenfeder 25 enthält ein oberes Ende, das elastisch an einer oberen Innenfläche 22b der zweiten Federkammer 22 anliegt, sowie ein unteres Ende, das elastisch an dem oberen Vorsprung 20b von Arm 20 anliegt, und drückt so den Nockenring 5 in 3 entgegen dem Uhrzeigersinn und verringert damit die Exzentrizität in Bezug auf die Drehachse von Rotor 4 bei Bewegung von der Position maximaler Exzentrizität von Nockenring 5 im Uhrzeigersinn an die Position, an der er durch die Halteabschnitte 23 zum Halten gebracht wird.
Auch die zweite Schraubenfeder 25 weist einen vorgegebenen Feder-Spanndruck auf, der der ersten Schraubenfeder 24 entgegenwirkt. Dieser Spanndruck ist kleiner als der Spanndruck der ersten Schraubenfeder 24. Nockenring 5 wird durch den Unterschied zwischen den Spanndrücken der ersten und der zweiten Schraubenfeder 24 und 25 an einer Ausgangsposition (Position maximaler Exzentrizität) gehalten.
Bei diesem Beispiel drückt die erste Schraubenfeder 24 den Nockenring 5 stets in dem Zustand, in dem sie mit dem Feder-Spanndruck W1 versehen ist, über Arm 20 nach oben in der Richtung, in der die Exzentrizität erzeugt wird, das heißt, in der Richtung, in der die Volumina von Pumpkammern 18 vergrößert werden. Der Feder-Spanndruck W1 wird auf einen Wert eingestellt, bei dem sich der Nockenring 5 bei einem Öldruck Pf zu bewegen beginnt, der einen erforderlichen Öldruck P1 (siehe 9) übersteigt, der für die Ventilsteuereinrichtung (VTC) erforderlich ist.
Die zweite Schraubenfeder 25 ist des Weiteren so eingerichtet, dass sie elastisch an dem Arm 20 anliegt, wenn die Exzentrizität von Nockenring 5 zwischen dem Drehmittelpunkt von Rotor 4 und der Mitte der Innenumfangsfläche von Nockenring 5 größer ist als oder genauso groß wie ein vorgegebener Wert. Wenn jedoch die Exzentrizität von Nockenring 5 zwischen dem Drehmittelpunkt von Rotor 4 und dem Mittelpunkt der Innenumfangsfläche von Nockenring 5 kleiner wird als der vorgegebene Wert, wird die zweite Schraubenfeder 25, wie in 6 und 7 gezeigt, durch die Halteabschnitte 23 zusammengedrückt gehalten und in einem Zustand gehalten, in dem die zweite Feder 25 den Arm 20 nicht berührt. Der Feder-Spanndruck W1 der ersten Schraubenfeder 24 bei einem Maß des Schwenkens (einem Maß der Schwenkbewegung) von Nockenring 5, bei dem die durch die zweite Schraubenfeder 25 auf Arm 20 ausgeübte Kraft durch die Halteabschnitte 23 zu Null wird, ist eine Kraft, bei der sich der Nockenring 5 zu bewegen beginnt, wenn der Öldruck einem Druck PS gleich ist, der einen erforderlichen Öldruck P2 für die Öleinspritzung für die Kolben oder einen erforderlichen Öldruck P3 übersteigt, der für die Lager der Kurbelwelle bei einer maximalen Kurbelwellen-Drehzahl (siehe 9) erforderlich ist.
Funktion der ersten Ausführungsform
Zunächst wird anhand von 9 eine Beziehung zwischen dem Öldruck, der mit der Verstell-Flügelpumpe gemäß der ersten Ausführungsform gesteuert wird, und Öldrücken erläutert, die für den Motor-Gleitkontaktabschnitt, die Ventilsteuervorrichtung und die Kolben-Kühlvorrichtung erforderlich sind.
Wenn die Ventilsteuervorrichtung eingesetzt wird, um den Kraftstoffverbrauch und den Abgasausstoß zu verringern, wird der Öldruck der oben beschriebenen Ölpumpe zum Betätigen der Vorrichtung genutzt. Daher wird der für den Verbrennungsmotor erforderliche Öldruck durch einen in 9 gezeigten Öldruck P1 bestimmt, mit dem das Ansprechverhalten der Ventilsteuervorrichtung von Betrieb in einem Bereich niedriger Motordrehzahl ausgehend verbessert wird. Wenn die Öleinspritzvorrichtung zum Kühlen der Kolben eingesetzt wird, ist ein Öldruck P2 in einem Bereich mittlerer Motordrehzahl erforderlich. In einem Bereich hoher Drehzahl wird der erforderliche Öldruck hauptsächlich durch einen Öldruck P3 bestimmt, der für Schmierung der Lagerungsabschnitte der Kurbelwelle erforderlich ist. So variiert der für den gesamten Verbrennungsmotor erforderliche Öldruck, wie mit einer durchgehenden Linie in 9 dargestellt.
Der in dem Bereich mittlerer Motordrehzahl erforderliche Öldruck P2 ist im Allgemeinen niedriger als der in dem Bereich hoher Drehzahl erforderliche Druck P3 (P2 < P3), und die erforderlichen Drücke P2 und P3 liegen nahe beieinander. Daher ist es in einem in 9 gezeigten Bereich (d) von dem Bereich mittlerer Drehzahl bis zum Bereich hoher Drehzahl vorteilhaft, den Öldruck trotz ansteigender Motordrehzahl nicht ansteigen zu lassen.
Vom Starten des Motors bis zu dem Bereich niedriger Drehzahl ist der Pumpen-Austrittsdruck, wie in 9 gezeigt, noch niedriger als P1, und der Arm 20 von Nockenring 5 liegt aufgrund des Unterschiedes zwischen der Federkraft der ersten Feder 24 und der Federkraft der zweiten Feder 25 an einer Anschlagfläche von Gehäuseelement 1 an und hält so den Nockenring in einem Ruhezustand (siehe 1).
In diesem Zustand ist die Exzentrizität von Nockenring 5 am größten, und das Fördervolumen bzw. die Kapazität der Ölpumpe ist am größten. Daher steigt der Austritts- bzw. Förderdruck der Pumpe. Mit Zunahme der Motordrehzahl, wie in einem Bereich (a) in 9 gezeigt, steil an.
Bei weiterem Anstieg der Motordrehzahl steigt der Pumpen-Förderdruck weiter an und erreicht einen in 9 gezeigten Druck Pf, der höher ist als P1. In diesem Fall ist der in Steuer-Öldruckkammer 16 eingeleitete Druck hoch, und der Nockenring 5 beginnt die erste Schraubenfeder 24 mit Arm 20 zusammenzudrücken und wird entgegen dem Uhrzeigersinn exzentrisch um den Dreh-Zapfen 10 herum geschwenkt. Der Druck Pf ist ein erster Betriebsdruck, der höher eingestellt ist als der erforderliche Öldruck der Ventilsteuervorrichtung.
Wenn der Druck Pf erreicht ist, nimmt das Pumpenvolumen ab, und dadurch verringert sich, wie in einem Bereich (b) in 9 gezeigt, die Geschwindigkeit der Zunahme des Austritts-Öldrucks. Der Nockenring 5 wird, wie in 6 gezeigt, bis zu dem Zustand, in dem die zweite Schraubenfeder 25 durch die Halteabschnitte 23 in einem zusammengedrückten Zustand gehalten wird, entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt, und der Druck der zweiten Schraubenfeder 25 wird nicht auf die obere Fläche des oberen Vorsprungs 20b von Arm 20 ausgeübt.
Von dem Zustand in 6 ausgehend wirkt die Federkraft von der zweiten Schraubenfeder 25 nicht auf den Nockenring 5, und er verbleibt in einem gehaltenen Zustand, in dem er nicht geschwenkt werden kann, bis der Förderdruck P2 (den Öldruck P2 in der Steuer-Ölkammer 19) erreicht und den Federdruck der ersten Schraubenfeder 24 überwindet. Daher nimmt mit Zunahme der Motordrehzahl der Pumpen-Förderdruck, wie mit einer Kennlinie in einem Bereich (c) in 9 gezeigt, bis auf einen Druck Ps zu. In diesem Bereich (c) ist der Anstieg des Öldrucks nicht so steil wie in dem Bereich (a), da die Exzentrizität von Nockenring 5 kleiner ist und das Pumpenvolumen in dem Bereich (c) kleiner ist.
Wenn die Motordrehzahl weiter zunimmt und der Pumpen-Förderdruck Ps übersteigt, wird der Nockenring 5 geschwenkt und drückt die erste Schraubenfeder 24 gegen die Federkraft (W1) der ersten Schraubenfeder 24 mit Arm 20 zusammen. Durch diese Schwenkbewegung von Nockenring 5 wird das Pumpenvolumen weiter verkleinert und der Öldruck steigt, wie in einem Bereich (d) in 9 gezeigt, allmählicher an. So steigt der Öldruck in dem Bereich (d) allmählich an, bis die Motordrehzahl eine höchste Drehzahl erreicht.
Dementsprechend kann der Pumpen-Förderdruck dem erforderlichen Druck bei hoher Drehzahl der Pumpe stärker angenähert werden, und damit ist es möglich, den Antriebskraft-Verlust effektiv einzuschränken, ohne den Öldruck zu stark zu erhöhen.
8 zeigt eine Beziehung zwischen der Verformung der ersten und der zweiten Schraubenfeder 24 und 25 bzw. der Winkelverschiebung des Nockenrings 5 sowie den Federdrücken W1 und W2 der ersten und der zweiten Schraubenfeder 24 und 25. In dem Anfangszustand von einem Start des Verbrennungsmotors bis zu einem Bereich niedriger Drehzahl wirkt der Feder-Spanndruck Wa der Schraubenfedern 24 und 25, und daher kann der Nockenring 5 erst geschwenkt werden, wenn Wa überstiegen wird. Wenn Wa überstiegen wird, nimmt der Federdruck der ersten Schraubenfeder 24 zu, da sie zusammengedrückt wird, die zweite Schraubenfeder 25 nähert sich ihrer freien Länge, und ihr Federdruck nimmt ab. Dadurch nimmt der Federdruck zu. Der Anstieg des Federdrucks entspricht einer Federkonstante.
An der in 6 gezeigten Position des Nockenrings 5 nimmt die Federkraft diskontinuierlich oder abrupt auf einen Druck Wb zu, der nur durch die erste Schraubenfeder 24 bestimmt wird. Wenn der Förderdruck die Stärke von Federdruck Wb übersteigt, wird die erste Schraubenfeder 24 zusammengedrückt und der Federdruck nimmt zu. Jedoch wird die Federkraft nur durch eine Schraubenfeder bestimmt. Daher verringert sich der Federdruck, und der Anstieg variiert.
Auf diese Weise beginnt, wenn der Austritts-Öldruck durch einen Anstieg der Motordrehzahl auf Pf ansteigt, sich der Nockenring 5 zu bewegen und schränkt eine Zunahme des Austritts-Öldrucks ein. Wenn Nockenring 5 um einen in 6 gezeigten vorgegebenen Winkel entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt wird, wird die Federkraft der zweiten Schraubenfeder 25 eliminiert, und die Federkonstante nimmt ab. Des Weiteren nimmt der Federdruck diskontinuierlich zu. Daher beginnt der Nockenring eine Schwenkbewegung, nachdem der Förderdruck auf Ps erhöht ist. Die erste und die zweite Schraubenfeder 24 und 25 sind damit so eingerichtet, dass sie die Feder-Kennlinie nicht linear ändern und eine spezielle Schwenkbewegung von Nockenring 5 bewirken.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Pumpen-Förderdruck, wie in den Bereichen (a)–(d) in 9 gezeigt, durch die nichtlineare Kennlinie der Federkraft der ersten und der zweiten Schraubenfeder 24 und 25 nicht linear geändert. Daher kann der Steuer-Öldruck der Kennlinie des erforderlichen Öls angenähert, und mit der Pumpe kann der Kraftverlust aufgrund von nutzlosem Druckanstieg reduziert werden.
Des Weiteren werden in der vorliegenden Ausführungsform bei der Pumpe die erste und die zweite Schraubenfeder 24 und 25 eingesetzt, die so angeordnet sind, dass sie einander gegenüberliegen. Daher können die Drücke der Federn 24 und 25 entsprechend einer Änderung des Förder- bzw. Austrittsdrucks eingestellt werden, um die maximale Federkraft für den Austrittsdruck zu erreichen.
Des Weiteren gleitet bei der Flügelpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform die erste Endfläche 4b von Rotor 4 mit einem schmalen Zwischenraum (seitlicher Zwischenraum) an der ersten Seitenfläche, die durch die Bodenfläche 1s von Gehäuseelement 1 gebildet wird, und die zweite Endfläche 4c von Rotor 4 gleitet mit einem schmalen Zwischenraum (seitlicher Zwischenraum) an der zweiten Seitenfläche, die durch die Innenwandfläche 2b von Pumpenabdeckung 2 gebildet wird. Bei dieser Anordnung besteht eine Funktion der Pumpe darin, den Austrittsanschluss 12 und den Eintrittsanschluss 11 sowie die erste und die zweite Ringnut 6 und 7 abzudichten.
Das heißt, jede Ringnut 6 oder 7 wird radial zwischen einer Innenumfangswand (bzw. zylindrischen Wand) und einer Außenumfangswand (bzw. zylindrischen Wand) gebildet, die die Innenumfangswand umgibt, axial zu einem Ende vorsteht, das wenigstens einen Teil der Endfläche 4b oder 4c bildet, und die an der gegenüberliegenden Innenfläche (1s, 2b) des Gehäuseelementes 1 oder des Pumpendeckels 2 gleitet.
An der zweiten Seite (linke Seite in 1 und 2) steht die Innenumfangswand (bzw. zylindrische Wand) an der radialen Innenseite der zweiten Ringnut 7 axial zu der Gleitkontaktfläche 4e vor, die einen Teil der zweiten Endfläche 4c bildet und an der gegenüberliegenden Innenwandfläche 2b von Pumpendeckel 2 gleitet, um die zweite Ringnut 7 gegenüber der Außenseite der Pumpe abzudichten.
An der ersten Seite (rechte Seite in 1 und 2) steht der zylindrische Achsenabschnitt 15 an der radialen Innenseite der ersten Ringnut 6 axial über die erste Endfläche 4b hinaus vor und passt so in das Lagerloch 1f des Gehäuseelementes 1, dass die erste Ringnut 6 von der Außenseite der Pumpe abgedichtet wird, wobei die Außenumfangsfläche 15b des zylindrischen Achsenabschnitts 15 mit einem schmalen Zwischenraum in die Innenumfangsfläche von Lagerloch 1f passt. Die durch den zylindrischen Achsenabschnitt 15 gebildete Dichtungsfläche erstreckt sich mit ihrer Längsseite in axialer Richtung, und daher ist gute Dichtungswirkung an der ersten Seite (rechte Seite) gegeben.
An der zweiten Seite (linke Seite in 1 und 2) ist die Dichtungsfläche zwischen der Gleitkontaktfläche von Rotor 4 und der Innenwandfläche 2b von Pumpendeckel 2 kleiner. Des Weiteren ist der relativ große ringförmige Zwischenraum S zwischen der Innenumfangsfläche von Lager-Durchgangsloch 2a und der Außenumfangsfläche 3a von Antriebswelle 3 ausgebildet. Daher ist die Dichtungswirkung an der zweiten Seite schlechter.
Daher ist in der vorliegenden Ausführungsform die Druckaufnahmefläche (Y), die durch die Bodenfläche 6a der ersten Ringnut 6 und die Schulterfläche 6b des Absatzabschnitts 15d gebildet wird, größer als die Druckaufnahmefläche (Z) der Bodenfläche 7a der zweiten Ringnut 7. Dadurch wird der Rotor 4 auf Pumpendeckel 2 zu (in 1 und 2 nach links) gedrückt, und so wird die Dichtungswirkung zwischen der Gleitkontaktfläche 4e von Rotor 4 und der Innenwandfläche 2b von Pumpendeckel 2 verbessert.
Die erste und die zweite Ringnut 6 und 7 sind dem radialen Innenabschnitt jedes Schlitzes 4d zugewandt, so dass die Öldrücke in der ersten und der zweiten Ringnut 6 und 7 in der Regel einander gleich sind. Jedoch ist die Kraft, die auf den Rotor 4 durch Öldruck in der ersten Ringnut 6 ausgeübt wird, die die größere Druckaufnahmefläche aufweist, größer als die durch den Öldruck in der zweiten Ringnut 7 ausgeübte Kraft. Dadurch wird eine Schubkraft erzeugt, durch die der Rotor 4 auf Pumpendeckel 2 zu (in 1 und 2 nach links) gedrückt wird, und so wird der Rotor 4 an Pumpendeckel 2 gepresst. So wird die zweite Endfläche 4c von Rotor 4, die die Gleitkontaktfläche 4e einschließt, an die Innenwand 2b von Pumpendeckel 2 gepresst, und die Dichtungswirkung an der zweiten Seite wird verbessert, so dass das Austreten des Öls aus der zweiten Ringnut 7 über den ringförmigen Zwischenraum zwischen dem zweiten Lagerloch 2a und der Außenumfangsfläche von Antriebswelle 3 eingeschränkt wird.
An der ersten Seite wird der zylindrische Achsenabschnitt 15 mit dem schmalen Zwischenraum in das Lagerloch 1f eingepasst und ist so eingerichtet, dass er über die axiale Länge abdichtet. Daher wird die Dichtungswirkung an der ersten Seite durch den Vorgang des Pressens von Rotor 4 auf Pumpendeckel 2 zu nicht beeinflusst. So kann mit der Flügelpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Austreten des Öls reduziert werden, der Pumpen-Wirkungsgrad kann verbessert werden, und das Problem der Beimischung von Luft kann vermieden werden.
In dem dargestellten Beispiel wird die Antriebswelle 3 von der Antriebswelle der Ausgleichsvorrichtung gehalten, und die Ölpumpe ist an der Endfläche des Ausgleichswellen-Gehäuses 02 befestigt. Dementsprechend kann die Achse der Antriebswelle 3 gegenüber der Mitte der Pumpe radial verschoben sein. Des Weiteren ändert sich bei einer herkömmlichen Flügelpumpe mit einem Rotor, der ohne zylindrischen Achsenabschnitt ausgebildet ist, durch die Verschiebung der Achse der Antriebswelle gegenüber der Mitte der Pumpe die Exzentrizität und ändert sich das Pumpenvolumen gegenüber einem Auslegungswert. Weiterhin ist es möglich, dass die Antriebswelle die Exzentrizität und die Fördermenge mit Schleuderbewegung ändert und dadurch Förder-Pulsation verstärkt.
Im Unterschied dazu ist der Rotor 4 der Flügelpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsform integral mit dem zylindrischen Achsenabschnitt 15 ausgebildet, und dieser zylindrische Achsenabschnitt 15 von Rotor 4 wird über das Lagerloch 1f von Gehäuseelement 1 drehbar so gelagert, dass Verschiebung der Achse von Rotor 4 gegenüber der Mitte der Pumpe verhindert wird. Dadurch kann mit der Flügelpumpe unerwünschte Änderung der Exzentrizität verhindert werden, und kann das Pumpenvolumen auf einen Auslegungswert eingestellt werden.
Zwischen der Innenumfangstfläche von Einführloch 4a von Rotor 4 (einschließlich der Innenumfangsfläche 15a des zylindrischen Achsenabschnitts 15) und der Außenumfangsfläche 3c von Antriebswelle 3 ist der ausreichende Zwischenraum S1 vorhanden. Daher kann mit dieser Flügelpumpe, selbst wenn die Achse von Antriebswelle 3 radial verschoben wird oder sich mit Schleuderbewegung dreht, unerwünschter Kontakt an einer anderen Position als der Position zwischen der Außenumfangsfläche 3c von Antriebswelle 3 und der Innenumfangsfläche von Rotor 4 eingeschränkt werden.
Antriebswelle 3 erstreckt sich axial so, dass ihre axiale Länge größer ist als oder genauso groß wie die Summe der axialen Abmessung des Hauptabschnitts von Rotor 4 und der axialen Länge des zylindrischen Achsenabschnitts 15. Daher wird der Flächendruck zwischen der Außenumfangsfläche 3c von Antriebswelle 3 und der Innenumfangsfläche von Einführloch 4a verringert. Daher ist die Lebensdauer auch dann gewährleistet, wenn die axiale Länge von Rotor 4 gering ist, wie dies dann der Fall ist, wenn die Antriebswelle 3 kurz ist oder die Antriebswelle von der Kurbelwelle angetrieben wird.
Zweite Ausführungsform
10 zeigt einen Rotor gemäß einer zweiten Ausführungsform. Rotor 4 dieser Ausführungsform enthält eine ringförmige Abstandsnut (bzw. Unterschneidung) 15c. Bei dem Beispiel in 10 ist die Abstandsnut 15c an dem Basis-Ende des zylindrischen Abschnitts 15 ausgebildet, und die Abstandsnut 15c grenzt an die Bodenfläche 6b der ersten ringförmigen Nut 6 an, so dass die Abstandsnut 15c an einer axialen Seite durch die Bodenfläche 6b begrenzt wird. Der zylindrische Achsenabschnitt 15 erstreckt sich tief in die erste Ringnut 6 hinein bis zu der Abstandsnut 15c. Daher erstreckt sich die maschinell bzw. spanend bearbeitete Außenumfangsfläche des zylindrischen Achsenabschnitts 15 axial tief in die erste Ringnut 6 hinein bis zu der Abstandsnut 15c hin, und es ist kein Absatzabschnitt vorhanden. So dient die Abstandsnut 15c als ein vertiefter Abschnitt, der radial nach innen vertieft ist und die Druckaufnahmefläche der Bodenfläche 6a der ersten Ringnut 6 vergrößert. Dementsprechend können mit der zweiten Ausführungsform die gleichen Effekte wie mit der ersten Ausführungsform erbracht werden.
Dritte Ausführungsform
11 zeigt einen Rotor 4 gemäß einer dritten Ausführungsform. Rotor 4 dieser Ausführungsform enthält eine Endfläche 6c, die am Basis-Ende des zylindrischen Abschnitts 15 ausgebildet ist und sich an die Außenumfangsfläche 15b des zylindrischen Abschnitts 15 anschließt, so dass die Druckaufnahmefläche der Bodenfläche 6a der ersten ringförmigen Ringnut 6 vergrößert wird. Bei dem Beispiel in 11 ist die Endfläche 6c eine Fläche, die eine Ecke (Innenecke oder einspringende Ecke) bildet, die zwischen der Bodenfläche 6a und der Außenumfangsfläche 15b des zylindrischen Abschnitts 15 ausgebildet ist. Die Ecke kann eine schräge Ecke oder eine abgerundete Ecke sein. Bei dem Beispiel in 11 ist die Endfläche 6c eine Fläche der abgerundeten Ecke. So dient die Endfläche 6c als ein vertiefter Abschnitt, der radial nach innen vertieft ist, um die Druckaufnahmefläche der Bodenfläche 6a der ersten Ringnut 6 zu vergrößern. Dementsprechend können mit der dritten Ausführungsform die gleichen Effekte wie mit der ersten Ausführungsform erbracht werden. Des Weiteren ist es mit der dritten Ausführungsform, wenn der Rotor mittels Formen aus gesintertem Metall ausgebildet wird, möglich, die Entnahme aus einem Werkzeug oder einer Form zu erleichtern und damit die Effizienz des Formvorgangs zu verbessern.
Vierte Ausführungsform
12 und 13 sind Ansichten, die eine Flügelpumpe gemäß einer vierten Ausführungsform darstellen. Der Rotor 4 dieser Flügelpumpe hat die gleiche Konstruktion wie der Rotor 4 der ersten Ausführungsform. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform enthält der Druckmechanismus nur die erste Schraubenfeder 24, mit der der Nockenring 5 in der Richtung gedrückt wird, in der die Exzentrizität zunimmt (die zweite Schraubenfeder 25 ist weggelassen), und an einer der Steuer-Druckkammer 19 in Bezug auf den Dreh-Zapfen 10 gegenüberliegenden Seite ist eine zweite Steuer-Druckkammer 30 vorhanden, die die Federkraft der ersten Schraubenfeder 24 in der Richtung unterstützt, in der die Exzentrizität zunimmt.
Die zweite Steuer-Druckkammer 30 wird durch eine zweite Dichtungsfläche 1h, die in der Innenfläche von Gehäuseelement 1 ausgebildet ist, und ein zweites Dichtungselement 31, das an der zweiten Dichtungsfläche 1h gleitet, flüssigkeitsundurchlässig abgedichtet. Die zweite Steuer-Druckkammer 30 ist über ein Magnet-Umschaltventil 32 mit einem Verzweigungskanal 33 an einer der Austrittsöffnung 12a nachgelagerten Seite verbunden. Das Magnet-Umschaltventil 32 steuert die Zuleitung und Ableitung des Öldrucks über den Verzweigungskanal 32 zusammen mit der ersten Steuer-Druckkammer 19.
Eine Druckaufnahmefläche der zweiten Steuer-Druckkammer 30 ist kleiner als eine Druckaufnahmefläche der ersten Steuer-Druckkammer 19. Eine Steuereinheit 34 steuert das Magnet-Steuerventil 32 entsprechend einem oder mehreren Parameter/n, wie beispielsweise Motoröltemperatur, Wassertemperatur, Motordrehzahl und Last und ändert Verbindung zwischen deinem Fluidkanal 33a, der zu der ersten Steuer-Druckkammer 19 führt, einem Fluidkanal 33b, der zu der zweiten Steuer-Druckkammer 30 führt, und einem Ableitkanal. So können mit der vierten Ausführungsform Effekte und Funktionen erbracht werden, die denen der ersten Ausführungsform gleichen, und kann eine abgestufte Öldruck-Kennlinie in Bezug auf die Motordrehzahl erzeugt werden, wie sie in 13 dargestellt ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Verschiedene Veränderungen und Abwandlungen sind möglich. Beispielsweise können die Spanndrücke der ersten und der zweiten Schraubenfedern 24 und 25 in Abhängigkeit von den Spezifikationen der Pumpe und der Größe der Pumpe frei bestimmt werden. Weiterhin können der Windungsdurchmesser und die Windungslänge frei bestimmt werden. Die Flügelpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung kann für verschiedene andere hydraulische Vorrichtungen als den Verbrennungsmotor eingesetzt werden.
Eine Flügelpumpe gemäß der dargestellten Ausführungsformen hat einen aus einem Gehäuse, einer Antriebswelle, einem Rotor und einer Vielzahl von Flügeln bestehenden Grundaufbau. Das Gehäuse enthält eine erste und eine zweite Seitenwand, die einander axial gegenüberliegen. Die Antriebswelle wird von einem ersten und einem zweiten Lagerloch (die Durchgangslöcher sein können), die in der ersten bzw. der zweiten Seitenwand des Gehäuses ausgebildet sind, gelagert bzw. getragen. Der Rotor ist an der Antriebswelle angebracht und so eingerichtet, dass er von der Antriebswelle angetrieben bzw. gedreht wird. Die Vielzahl von Flügeln sind jeweils in einer Vielzahl von Schlitzen aufgenommen, die radial in dem Rotor ausgebildet sind, und so eingerichtet, dass sie jeweils radial in den Schlitzen gleiten. Die Flügelpumpe gemäß der dargestellten Ausführungsformen kann jedes beliebige oder mehrere der folgenden Merkmale z1)–z24) aufweisen.

z1) Der Rotor enthält eine erste Endfläche, die der ersten Seitenwand des Gehäuses gegenüberliegt (und vorzugsweise in einer ersten axialen Richtung gewandt ist), sowie die eine zweite Endfläche, die der zweiten Seitenwand des Gehäuses gegenüberliegt (und vorzugsweise in einer zweiten axialen Richtung entgegengesetzt zu der ersten axialen Richtung gewandt ist). Der Rotor enthält des Weiteren einen ersten Führungsring-Aufnahmeabschnitt, der in der ersten Endfläche ausgebildet ist, und einen zweiten Führungsring-Aufnahmeabschnitt, der in der zweiten Endfläche ausgebildet ist. Vorzugsweise haben der erste und der zweite Führungsring-Aufnahmeabschnitt jeweils die Form einer Ringnut. Ein erster und ein zweiter Führungsring werden in dem ersten bzw. dem zweiten Führungsring-Aufnahmeabschnitt (Ringnuten) aufgenommen und sind so eingerichtet, dass sie die Flügel bei Drehung des Rotors in den Schlitzen radial nach außen schieben.
z2) Der Rotor enthält einen zylindrischen (Achsen-)Abschnitt, der von der ersten Endfläche axial (in der ersten axialen Richtung (in 1 nach rechts)) vorsteht, an einer radialen Innenseite der ersten Ringnut, der auf der Antriebswelle sitzt, und einen Gleitkontaktabschnitt, der von der zweiten Ringnut umgeben wird, an der zweiten Endfläche des Rotors.
z3) Der zylindrische Abschnitt des Rotors (oder eine Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts) ist in dem ersten Lager-(Durchgangs)Loch der ersten Seitenwand des Gehäuses gleitend aufgenommen, während der Gleitkontaktabschnitt des Rotors an einer Innenwandfläche der zweiten Seitenwand des Gehäuses anliegt.
z4) Das erste Lagerloch der ersten Seitenwand des Gehäuses hat einen größeren Innendurchmesser als das zweite Lagerloch der zweiten Seitenwand des Gehäuses.
z5) Das erste Lagerloch der ersten Seitenwand des Gehäuses ist so bemessen, dass es den zylindrischen Abschnitt des Rotors aufnimmt, der auf der Antriebswelle sitzt, und das zweite Lagerloch der zweiten Seitenwand des Gehäuses ist so bemessen, dass es nur die Antriebswelle aufnimmt.
z6) Der erste Führungsring-Aufnahmeabschnitt (erste Ringnut) des Rotors enthält einen vertieften Abschnitt, der radial nach innen vertieft ist (um so eine Druckaufnahmefläche des ersten Führungsring-Aufnahmeabschnitts zu vergrößern). Der vertiefte Abschnitt kann ein Abschnitt, der einen Aufnahmeabschnitt (15d) bildet, eine Abstandsnut (15c) oder eine Ecke (6c) sein.
z7) Der erste Führungsring-Aufnahmeabschnitt (erste Ringnut) enthält eine Bodenfläche (gegenüberliegende Fläche oder Druckaufnahmefläche), die der ersten Seitenwand zugewandt ist (in 1 nach rechts, in der ersten axialen Richtung), eine Außenumfangsfläche, die radial nach innen gewandt ist, sowie eine Innenumfangsfläche, die radial nach außen zu der Außenumfangsfläche hin gewandt ist und die einen vertieften Abschnitt enthält, der radial nach innen vertieft ist (um so eine Druckaufnahmefläche des ersten Führungsring-Aufnahmeabschnitts gegenüber einer Druckaufnahmefläche des zweiten Führungsring-Aufnahmeabschnitts zu vergrößern).
z8) Der Rotor enthält einen Absatzabschnitt, der zwischen einer Innenumfangsfläche der ersten Ringnut und einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts ausgebildet und so eingerichtet ist, dass er die Druckaufnahmefläche der ersten Ringnut vergrößert. In diesem Fall kann der Absatzabschnitt zur gleichen Zeit wie die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts ausgebildet werden.
z9) Der Absatzabschnitt wird durch einen ersten Abschnitt (mit kleinerem Durchmesser), der den gleichen Durchmesser hat wie die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts, und einen zweiten Abschnitt (mit größerem Durchmesser) gebildet, der die Innenumfangsfläche der ersten Ringnut bildet und der mit dem ersten Abschnitt in Form eines Absatzes verbunden ist. Der zweite Abschnitt kann zur gleichen Zeit wie die erste Ringnut ausgebildet werden, und der Absatzabschnitt kann ausgebildet werden, indem der erste Abschnitt beispielsweise mittels eines Schneidvorgangs nach dem Ausbilden der ersten Ringnut ausgebildet wird. Dadurch wird der Herstellungsprozess erleichtert.
z10) Der Absatzabschnitt enthält eine Schulterfläche, die zwischen der Innenumfangsfläche der ersten Ringnut (6) und der Außenumfangsfläche (15b) des zylindrischen Abschnitts (15) ausgebildet ist und die so eingerichtet ist, dass sie einen Druck in der ersten Ringnut axial aufnimmt.
z11) Die Innenumfangsfläche der ersten Ringnut hat den gleichen Durchmesser wie die Innenumfangsfläche der zweiten Ringnut.
z12) Der zweite Abschnitt des Absatzabschnitts ist so eingerichtet, dass er radial nach innen gerichtete Bewegung des Führungsrings in der ersten Ringnut einschränkt.
z13) Der erste Abschnitt des Absatzabschnitts enthält eine Außenumfangsfläche, die im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser hat wie die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts. In diesem Fall kann der Absatzabschnitt zur gleichen Zeit wie die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts ausgebildet werden.
z14) Die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts schließt sich an die Innenumfangsfläche der ersten Ringnut an. In diesem Fall wird durch den durchgehenden Außenumfang des zylindrischen Abschnitts ohne Absatzabschnitt vorteilhafterweise Spannungskonzentration verhindert.
z15) Die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts und die Innenumfangsfläche der ersten Ringnut werden mittels eines Vorgangs maschineller bzw. spanender Bearbeitung, der wenigstens einen Schneidvorgang und einen Schleifvorgang einschließt, durchgehend ausgebildet.
z16) Der Rotor enthält eine Vertiefung, die von einer Innenumfangsfläche der ersten Ringnut radial nach innen vertieft ist. In dem dargestellten Beispiel ist die Vertiefung über die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts hinaus radial nach innen vertieft. In diesem Fall kann gewährleistet werden, dass die Druckaufnahmefläche ausreicht, ohne den Außendurchmesser des Rotors zu vergrößern. Des Weiteren ist es, indem die Ausdehnung der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts vergrößert wird, möglich, die radiale Dichtungsfläche zu vergrößern und die Dichtungswirkung zu verbessern.
z17) Die Flügelpumpe umfasst des Weiteren ein erstes Druckelement, das den Nockenring in eine Richtung drückt, in der eine Exzentrizität des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors vergrößert wird, und ein zweites Druckelement, das den Nockenring in einem Zustand, in dem die Exzentrizität des Nockenrings auf oder über einem vorgegebenen Wert liegt, mit einer Druckkraft, die schwächer ist als eine Druckkraft des ersten Druckelementes, in einer Richtung drückt, in der die Exzentrizität des Nockenrings verringert wird, und das die Druckkraft des zweiten Druckelementes, in einem Zustand, in dem die Exzentrizität des Nockenrings unter dem vorgegebenen Wert liegt, speichert, ohne die Druckkraft des zweiten Druckelementes auf den Nockenring auszuüben.
z18) Die Flügelpumpe umfasst des Weiteren einen Dreh-Zapfen, der sich zwischen einer Außenumfangsfläche des Nockenrings und einer Innenumfangsfläche des Gehäuses befindet und so eingerichtet ist, dass er als ein Drehpunkt für eine Schwenkbewegung des Nockenrings dient, ein Druckelement, das den Nockenring in einer Richtung drückt, in der eine Exzentrizität des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors vergrößert wird, eine erste Steuer-Druckkammer, die zwischen der Außenumfangsfläche des Nockenrings und der Innenumfangsfläche des Gehäuses ausgebildet und so eingerichtet ist, dass sie den Nockenring mit einem in die erste Steuer-Druckkammer eingeleiteten Öldruck gegen die Druckkraft des Druckelementes schwenkt, eine zweite Steuer-Druckkammer, die so eingerichtet ist, dass sie den Nockenring mit einem in die zweite Steuer-Druckkammer eingeleiteten Öldruck in einer Richtung der Druckkraft des Druckelementes schwenkt, sowie ein Solenoid-Umschaltventil, die Zufuhr und den Austritt von Austrittsdruck zu/aus der ersten Steuer-Druckkammer und der zweiten Steuer-Druckkammer steuert.
z19) Die Flügelpumpe umfasst des Weiteren eine Steuereinheit, die das Magnet-Umschaltventil entsprechend einem Parameter steuert, der eine Motortemperatur, eine Motorlast oder/und eine Motordrehzahl eines Verbrennungsmotors einschließt.
z20) Die Antriebswelle enthält einen Eingriffs-Wellenabschnitt mit einem nichtkreisförmigen Querschnitt, und der Rotor enthält ein Eingriffsloch, das einen nichtkreisförmigen Querschnitt hat und mit dem Eingriffs-Wellenabschnitt der Antriebswelle (über einen schmalen Zwischenraum) in Eingriff ist.
z21) Der Eingriffs-Wellenabschnitt der Antriebswelle weist zwei einander gegenüberliegende plane (parallele) Außenflächen auf, und das Einführloch des Rotors weist zwei einander gegenüberliegende plane (parallele) Innenflächen auf.
z22) Die Flügelpumpe befindet sich in einer Ausgleichswellenvorrichtung eines Verbrennungsmotors, und die Antriebswelle ist eine Verlängerung einer Ausgleichswelle der Ausgleichswellenvorrichtung. In diesem Fall können die Antriebswelle und die Ausgleichswelle als eine Einheit ausgebildet sein, so dass die Anzahl von Einzelteilen reduziert werden kann.
z23) Die Gleitkontaktfläche zwischen dem Gleitkontaktabschnitt des Rotors und der Innenwandfläche der zweiten Seitenwand des Gehäuses ist kleiner als die Gleitkontaktfläche zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts des Rotors und der Innenumfangsfläche des ersten Durchgangs- bzw. Lagerlochs der ersten Seitenwand des Gehäuses.
z24) Das Gehäuse enthält ein Gehäuseelement und einen Pumpendeckel, die die Innenkammer bilden, wobei das Gehäuseelement mit dem ersten Durchgangsloch versehen ist, das den zylindrischen Abschnitt des Rotors aufnimmt, und der Pumpendeckel mit dem zweiten Durchgangsloch versehen ist, das die Antriebswelle (mit einem schmalen Zwischenraum) aufnimmt. Das erste Durchgangsloch ist so eingerichtet, dass es den zylindrischen Abschnitt des Rotors aufnimmt und eine große Kontaktfläche zwischen der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts und der Innenumfangsfläche des ersten Durchgangslochs bildet. So kann die Genauigkeit der Position beim Zusammenbauvorgang verbessert werden.

Die vorliegende Anmeldung basiert auf der am 21. Oktober 2013 eingereichten älteren japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-218028 . Der gesamte Inhalt dieser japanischen Patentanmeldung wird hiermit durch Verweis einbezogen.
Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Abwandlungen und Veränderungen an den oben beschriebenen Ausführungsformen ergeben sich für den Fachmann angesichts der oben aufgeführten Lehren. Der Schutzumfang der Erfindung definiert sich unter Bezugnahme auf die folgenden Patentansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 60-102488 U [0002]
JP 2013-218028 [0092]

Claims

Flügelpumpe, die umfasst: ein Gehäuse (1, 2, 04), das eine erste und eine zweite Seitenwand enthält, die einander gegenüberliegen, und das in seinem Inneren eine Innenkammer zum Aufnehmen eines Pumpenelementes aufweist; eine Antriebswelle (3), die sich in einer axialen Richtung erstreckt und die in einem ersten und einem zweiten Durchgangsloch (1f, 2a) aufgenommen ist, die in der ersten bzw. der zweiten Seitenwand des Gehäuses ausgebildet sind; einen Rotor (4), der an der Antriebswelle angebracht und so eingerichtet ist, dass er von der Antriebswelle drehend angetrieben wird, und der wenigstens als Teil des Pumpenelementes dient, wobei der Rotor eine ersten Ringnut (6), die in einer ersten axialen Endfläche (4b) des Rotors ausgebildet ist, sowie eine zweite Ringnut (7) enthält, die in einer zweiten axialen Endfläche (4c) des Rotors ausgebildet ist; eine Vielzahl von Flügeln (16), die jeweils in einer Vielzahl von Schlitzen (4d) aufgenommen sind, die radial in einem Außenumfangsabschnitt des Rotors ausgebildet sind, und die so eingerichtet sind, dass sie jeweils radial in den Schlitzen gleiten; einen ersten und einen zweiten Führungsring (8, 9), die in der ersten bzw. der zweiten Ringnut aufgenommen und so eingerichtet sind, dass sie die Flügel bei Drehung des Rotors in den Schlitzen radial nach außen schieben; wobei der Rotor enthält: einen zylindrischen Abschnitt (15), der integral an einer radialen Innenseite der ersten Ringnut ausgebildet ist und der in der axialen Richtung von der axialen Endfläche vorsteht, entlang der Antriebswelle, und einen Gleitkontaktabschnitt (4e), der an einer radialen Innenseite der zweiten Ringnut in der zweiten Endfläche ausgebildet ist; wobei eine Außenumfangsfläche (15b) des zylindrischen Abschnitts des Rotors gleitend in einer Innenumfangsfläche des ersten Durchgangslochs (1f) der ersten Seitenwand des Gehäuses angeordnet ist, während der Gleitkontaktabschnitt des Rotors eine Gleitkontaktfläche (4e) enthält, die gleitend an einer Innenwandfläche (2b) der zweiten Seitenwand des Gehäuses anliegt; eine Druckaufnahmefläche der ersten oder der zweiten Ringnut in der axialen Richtung größer festgelegt ist als eine Druckaufnahmefläche der anderen von der ersten und der zweiten Ringnut in der axialen Richtung.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei die Flügelpumpe des Weiteren einen Nockenring (5) umfasst, der in der Innenkammer des Gehäuses aufgenommen ist, der eine Innenumfangsfläche enthält, die in Gleitkontakt mit vorderen Enden der Flügel gebracht wird, und der so eingerichtet ist, dass er entsprechend einem Pumpen-Austrittsdruck geschwenkt wird und so ein Volumen einer Pumpkammer ändert, die durch den Rotor und die Flügel gebildet wird.
Flügelpumpe nach Anspruch 2, wobei die Flügelpumpe des Weiteren umfasst. ein erstes Druckelement (24), das den Nockenring in einer Richtung drückt, in der eine Exzentrizität des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors zunimmt; und ein zweites Druckelement (25), das den Nockenring in einem Zustand, in dem die Exzentrizität des Nockenrings über oder auf einem vorgegebenen Wert liegt, mit einer Druckkraft, die kleiner ist als eine Druckkraft des ersten Druckelementes, in einer Richtung drückt, in der die Exzentrizität des Nockenrings abnimmt, und das die Druckkraft in einem Zustand, in dem die Exzentrizität des Nockenrings unter dem vorgegebenen Wert liegt, speichert, ohne die Druckkraft auf den Nockenring auszuüben.
Flügelpumpe nach Anspruch 2, wobei die Flügelpumpe des Weiteren umfasst. einen Dreh-Zapfen (10), der sich zwischen einer Außenumfangsfläche des Nockenrings und einer Innenumfangsfläche des Gehäuses befindet und so eingerichtet ist, dass er als ein Drehpunkt für eine Schwenkbewegung des Nockenrings dient; ein Druckelement (24), das den Nockenring in einer Richtung drückt, in der eine Exzentrizität des Nockenrings in Bezug auf einen Drehmittelpunkt des Rotors zunimmt; eine erste Steuer-Druckkammer (19), die zwischen der Außenumfangsfläche des Nockenrings und der Innenumfangsfläche des Gehäuses ausgebildet und so eingerichtet ist, dass sie den Nockenring mit einem in die erste Steuer-Druckkammer eingeleiteten Öldruck gegen die Druckkraft des Druckelementes schwenkt; eine zweite Steuer-Druckkammer (30), die so eingerichtet ist, dass sie den Nockenring mit einem in die zweite Steuer-Druckkammer eingeleiteten Öldruck in einer Richtung der Druckkraft des Druckelementes schwenkt; und ein Magnet-Umschaltventil (32), das Zufuhr und Austritt eines Austrittsdrucks zu/aus der ersten Steuer-Druckkammer und der zweiten Steuer-Druckkammer steuert.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei der Rotor einen Absatzabschnitt (15d) enthält, der zwischen einer Innenumfangsfläche der ersten Ringnut und einer Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts ausgebildet und so eingerichtet ist, dass er die Druckaufnahmefläche der ersten Ringnut vergrößert.
Flügelpumpe nach Anspruch 5, wobei der Absatzabschnitt durch einen ersten Abschnitt, der den gleichen Durchmesser hat wie die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts, und einen zweiten Abschnitt gebildet wird, der die Innenumfangsfläche der ersten Ringnut bildet und der mit dem ersten Abschnitt in Form eines Absatzes verbunden ist.
Flügelpumpe nach Anspruch 6, wobei der Innenumfangsfläche der ersten Ringnut den gleichen Durchmesser hat wie eine Innenumfangsfläche der zweiten Ringnut.
Flügelpumpe nach Anspruch 7, wobei der zweite Abschnitt des Absatzabschnittes so eingerichtet ist, dass er radial nach innen gerichtete Bewegung des Führungsrings in der ersten Ringnut einschränkt.
Flügelpumpe nach Anspruch 8, wobei der erste Abschnitt des Absatzabschnittes eine Außenumfangsfläche enthält, die im Wesentlichen den gleichen Außendurchmesser hat wie die Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei sich eine Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts an eine Innenumfangsfläche der ersten Ringnut anschließt.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei der Rotor eine Vertiefung (15c) enthält, die von einer Innenumfangsfläche der ersten Ringnut bis an eine Position an einer radialen Innenseite der Außenumfangsfläche des zylindrischen Abschnitts radial nach innen vertieft ist.
Flügelpumpe nach Anspruch 1, wobei die Antriebswelle einen Eingriffs-Wellenabschnitt (3b) enthält mit einem nichtkreisförmigen Querschnitt enthält und der Rotor ein Einführloch (4a, 15a) mit einem nichtkreisförmigen Querschnitt enthält, das mit dem Eingriffs-Wellenabschnitt der Antriebswelle in Eingriff ist.