-
Hintergrund der Erfindung
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine motorangetriebene Hydraulikpumpe
(nachfolgend als "motorangetriebene
Pumpe" bezeichnet) und
einen Antriebskoppler bzw. eine Antriebskupplung, welche(r) darin
benützt
wird, um eine Antriebskraft und einer Antriebs- bzw. Eingangswelle
an eine Antriebs- bzw. Ausgangswelle zu übertragen, worin die Pumpe
hydraulischen Druck erzeugt, um hydraulische Hilfseinrichtungen,
wie beispielsweise einen Lenkhilfe-Hydraulikzylinder und ein automatisches Getriebe
zu betreiben.
-
Beschreibung
des Standes der Technik
-
Motorfahrzeuge,
insbesondere Straßenfahrzeuge,
sind üblicherweise
mit hydraulischen Hilfseinrichtungen ausgestattet, wie beispielsweise
einem Lenkhilfe-Hydraulikzylinder und einem Automatikgetriebe, um
eine optimale Motorgeschwindigkeit bzw. Motordrehzahl und ein komfortables
Befahren der Straße
aufrecht zu erhalten. Diese hydraulischen Hilfseinrichtungen werden
von Pumpen betrieben, wie von Flügelpumpen
und Zahnradpumpen, welche vom Motor des Fahrzeugs angetrieben werden.
Beim Betreiben des Lenkhilfe-Hydraulikzylinders wird die Pumpe bei
variierenden Geschwindigkeiten bzw. Drehzahlen unter bezug auf die
Fahrgeschwindigkeiten des Fahrzeugs betrieben. Beispielsweise wird
sie bei einer hohen Geschwindigkeit bzw. Drehzahl betrieben, wenn
das Fahrzeug in einer niedrigen Geschwindigkeit fährt oder
zum Halten gebracht wird, wo eine große Lenkhilfekraft benötigt wird,
und sie wird bei kleiner Geschwindigkeit betrieben werden, wenn
das Fahrzeug eine hohe Geschwindigkeit fährt, wo wenig Lenkhilfekraft
benötigt
wird bzw. erforderlich ist. Jedoch ist es für den Motor des Fahrzeugs schwierig,
solche häufige Änderungen
der Betriebsgeschwindigkeiten bzw. -drehzahlen der Pumpe zu bewältigen.
Um diese Anforderungen zu erfüllen, wird
ein zusätzlicher
Elektromotor, dessen Ausgänge leicht
eingestellt bzw. abgestimmt sind, für die Hydraulikpumpe unabhängig vom
Motor des Fahrzeugs eingesetzt. Diese Lösung wird vorgeschlagen und geoffenbart
in der japanischen Patentveröffentlichung
(genehmigt) Nr. 3-15592. Diese wird kurz mit bezug auf 12 beschrieben:
-
Die
dargestellte bzw. illustrierte motorangetriebene Pumpe wird mit
einem Elektromotor (M) und einem Pumpengehäuse (B) zur Verfügung gestellt, welches
einen unterstützenden
bzw. Supportbereich (C) beinhaltet, welcher mit einem Ölauslaßpfad (E) versehen
ist, durch welchen ein Arbeitsöl
ausgepreßt wird.
Der Elektromotor bzw. elektrische Motor (M) beinhaltet eine Motorwelle
(Eingangswelle) (m). Das Pumpengehäuse (B) beinhaltet eine Pumpenwelle (Ausgangswelle)
(a), welche an die Motorwelle (m) gekoppelt ist, und nimmt auch
eine Ansaugkammer (nicht gezeigt) auf, in welcher ein Antriebsritzel
(A), welches durch die Motorwelle (m), angetrieben wird und ein
angetriebenes Ritzel (nicht gezeigt) gegenseitig kämmen und
ein Arbeitsöl
zu einer Auslaßkammer
(nicht gezeigt) liefern, welche mit dem Ölauslaßpfad (E) kommuniziert bzw.
in Verbindung steht.
-
In
den letzten Jahren werden elektrische Fahrzeuge bzw. Elektrofahrzeuge
(EV) entwickelt, so daß eine
Umweltver schmutzung durch Abgase verhindert wird. Elektrofahrzeuge
werden von einem Elektromotor anstelle eines Ölmotors angetrieben. Sie sind
ebenso mit Lenkhilfe-Hydraulikeinrichtungen ausgestattet, welche
durch eine motorangetriebene Pumpe betrieben werden.
-
In
jedem Fall ist, wo ein Elektromotor eingesetzt wird, um die Pumpe
zu betreiben, das Problem der begrenzte Unterbringungsraum in dem
Fahrzeug. Um dieses Problem zu lösen,
werden die Pumpe und der Elektromotor kompakt kombiniert oder vereinheitlicht,
wie dies in der japanischen Veröffentlichung
Nr. 3-15592 gezeigt ist, auf welche oben Bezug genommen wurde, wo
eine konventionelle Loch- und Zapfen-Verbindung verwendet wird, um die Motorwelle
und die Pumpenwelle zu koppeln, wie dies in 13 gezeigt ist.
-
Mit
bezug auf 13, sind eine
Antriebs- bzw. Eingangswelle (Motorwelle) (m) und eine Abtriebs-
bzw. Ausgangswelle (Pumpenwelle) (a) miteinander gekoppelt mit Hilfe
eines Antriebskopplers (nachfolgend als "Koppler" bezeichnet) (J). Der Koppler bzw. die
Kopplungseinrichtung (J) beinhaltet eine erste Nut bzw. Ausnehmung
J1 und eine zweite Nut J2 an gegenüberliegenden Enden. Die Eingangswelle
(m) beinhaltet einen Zapfen ml und die Ausgangswelle 4 beinhaltet
einen Zapfen a1. Die Zapfen ml und a1 werden in die Nuten bzw. Stemmlöcher J1
und J2 jeweils eingesetzt, und koppeln dadurch die Motorwelle (m)
mit der Pumpenwelle (a), so daß ein
Drehmoment durch diese Loch-Zapfen bzw. Nut-Zapfen-Verbindung übertragen
wird. Wie in 13 gezeigt,
werden die rechtwinkeligen bzw. rechteckigen Ausnehmungen J1 und
J2 wie ein Kreuz gebildet, so daß ein Drehmoment effektiv von der
Motorwelle (m) zu der Pumpenwelle (a) durch den Koppler (J) übertragen
wird.
-
Die
Nut-Zapfen-Verbindung gewährleistet vorteilhafterweise
die koaxiale Anordnung bzw. Ausrichtung der Eingangswelle (m) und
der Ausgangswelle (a). Eine alternative Ausführungsform ist in der japanischen
Gebrauchsmusteroffenlegungsspezifikation Nr. 5-58882 geoffenbart;
kurz gesagt, sind die Zapfen ml und a1 in dem Koppler J zur Verfügung gestellt
und die Nuten bzw. Löcher
J1 und J2 werden in der Motorwelle (m) und der Pumpenwelle (a) zur
Verfügung
gestellt.
-
Die
bekannte motorangetriebene Pumpe, die oben beschrieben wurde, hat
ein Ölreservoir,
welches durch einen Raum zwischen den Zähnen der Antriebsritzel (A)
und den angetriebenen bzw. Mitnehmerritzeln und der Innenwand des
Pumpengehäuses
(B) definiert wird. Das Öl
wird mit Unterbrechungen bzw. intermittierend jedes Mal dann geliefert,
wenn jedes Ölreservoir
zu der Auslaßkammer
in dem Pumpengehäuse
(B) hin geöffnet
wird. Das Problem dieses Systems ist das Auftreten eines Pulsierens
im Fluß des Öls, welches
ein Vibrieren der angetriebenen Welle (Pumpenwelle) (a) verursacht.
-
Der
Koppler (J) ist normalerweise aus Metall hergestellt, aber ein Metallkoppler
verursacht wahrscheinlich Lärm
beim Übertragen
eines Drehmomentes von der Eingangswelle (m) zu der Ausgangswelle (a).
Manchmal ist der Lärm
so unsanft, daß der
Fahrer mißverständlicherweise
annimmt, daß etwas
mit seinem Wagen nicht in Ordnung ist.
-
Forschungen
haben herausgefunden, daß der
Lärm durch
die Pumpenwelle (a) verursacht wird, welche in Übereinstimmung mit einem Pulsieren
vibriert, welches in dem Ölfluß bzw. -strom
innerhalb des Pumpengehäuses
(B) auftritt und gegen den Koppler (J) rattert bzw. anschlägt. Um dieses
Lärmproblem
zu vermeiden, werden anstelle von aus Metall hergestellten Kopplern
aus Plastik bzw. Kunststoff hergestellte Koppler vorgeschlagen.
Ein aus Kunststoff hergestellter Koppler (J) kann eine Vibration
effektiv bzw. wirksam absorbieren, ist aber zu brüchig, um
ein großes
Drehmoment zu übertragen,
und unterliegt einem Zerbrechen unter einer großen Belastung. Um großen Belastungen
zu widerstehen, erfordert der aus Kunststoff hergestellte Koppler
eine große
Größe an ausreichender
Dicke bzw. Stärke.
Derartige große und
dicke Koppler können
andere Nachteile aufweisen.
-
Darüber hinaus
ist eine Pumpe, welche die Eigenschaften hat, welche in dem Oberbegriff
des angeschlossenen Anspruchs 1 vorgetragen werden, aus FR 2 728
313 bekannt.
-
Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die oben aufgezeigten Probleme
zu lösen,
und es ist ein Gegenstand, eine motorangetriebene Pumpe zur Verfügung zu
stellen, welche ein Arbeitsöl
von einer Aufnahme- bzw. Ansaugkammer durch eine Auslaßkammer
ohne unangenehmen Lärm
liefert.
-
Die
motorangetriebene Pumpe umfaßt
einen Antriebskoppler bzw. eine Antriebskupplung, welche(r) ununterbrochen
ein Drehmoment, groß oder klein,
ohne unangenehmen Lärm übertragen
kann.
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung beinhaltet eine motorangetriebene Hydraulikpumpe für einen
Einsatz bzw. eine Verwendung in Motorfahrzeugen ein Antriebsritzel
und ein ange triebenes Ritzel, eine Ansaugkammer und eine Auslaßkammer,
welche an gegenüberliegenden
Seiten der im Eingriff befindlichen bzw. kämmenden Zahnräder gebildet
sind, ein Gehäuse
zum Umgeben der Ansaugkammer und der Auslaßkammer, wobei das Gehäuse durch
einen ersten Support bzw. eine erste Abstützung an einer Seite und durch
einen zweiten Support an der anderen Seite abgestützt wird,
und eine Geräuschdämpfungseinrichtung,
welche einen innenliegenden Raum einschließt, um einen Lärm zu reduzieren,
welcher bei der Lieferung eines Arbeitsöls auftritt, wobei die Geräuschdämpfungseinrichtung
mit der Auslaßkammer
kommuniziert bzw. in Verbindung steht und an dem zweiten Support
des Gehäuses
befestigt ist.
-
Gemäß einer
Ausführungsform,
welche kein Teil der vorliegenden Anmeldung bildet, beinhaltet ein
Antriebskoppler eine vorragende, wellenförmige bzw. gewellte Hülse, beinhaltet
eine Nut bzw. Ausnehmung, welche mit einem Zapfen zusammenpaßt, der
an dem Ende von entweder der Antriebswelle oder der angetriebenen
Welle gebildet ist, und einen vorragenden, gekeilten Vorsprung,
welcher Keile beinhaltet, die gestaltet sind, daß sie in die gewellte Hülse bzw.
Muffe passen, wobei Räume
zwischen der gewellten Hülse
und den Keilen mit einem elastischen Material gefüllt sind.
-
Die
oben angeführten
sowie weitere Gegenstände
und Eigenschaften bzw. Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit den beiliegenden
Zeichnungen deutlicher erkennbar werden.
-
Kurze Beschreibung der
verschiedenen Ansichten der Zeichnung
-
Die
vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Beispiels mit bezug
auf die Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
-
1 eine teilweise Querschnittsseitenansicht
ist, welche eine motorangetriebene Pumpe gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
-
2 ein Querschnitt entlang
der X-X-Linie in 1 ist;
-
3 ein Querschnitt entlang
der Y-Y-Linie in 1 ist;
-
4 eine perspektivische Ansicht
ist, welche eine vorragende, gewellte Hülse bzw. Aufsteighülse zeigt;
-
5 ein senkrechter Querschnitt
durch die Hülse
ist, welche in 4 gezeigt
ist;
-
6 eine perspektivische Ansicht
ist, die ein Hülsengegenstück zeigt,
welches mit der Hülse zusammenpaßt, die
in 4 gezeigt ist, wobei
insbesondere ein vorragender, gekeilter Vorsprung gezeigt ist;
-
7 ein vertikaler Querschnitt
durch das Hülsengegenstück ist,
welches in 6 gezeigt
ist;
-
8 ein horizontaler Querschnitt
ist, welcher eine zusammengebaute Hülse und Hülsengegenstück zeigt;
-
9 ein horizontaler Querschnitt
ist, der den Zustand zeigt, der in 8 gezeigt
ist, wenn ein großes
Drehmoment übertragen
wird;
-
10 ein Graph bzw. Diagramm
ist, welcher(s) einen Vergleich der Drehmomentübertragungscharakteristika
zwischen dem Antriebskoppler der vorliegenden Erfindung und dem
bekannten Antriebskoppler zeigt;
-
11 ein horizontaler Querschnitt
ist, welcher eine zweite Ausführungsform
des Antriebskopplers zeigt;
-
12 eine teilweise Querschnittsseitenansicht
ist, welche eine bekannte motorangetriebene Pumpe zeigt; und
-
13 eine perspektivische,
schematische Ansicht eines bekannten Antriebskopplers ist, welcher
eine konventionelle Nut- und Zapfen-Verbindung verwendet.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung werden nun anhand eines Beispiels mit
Bezug auf die Zeichnungen beschrieben:
-
Bezugnehmend
auf die 1 bis 3 ist die beispielhafte motorangetriebene
Pumpe versehen mit einem Elektromotor 2, welcher eine Motorwelle (Antriebs-
bzw. Eingangswelle) 1 und eine Pumpenwelle (Abtriebs- bzw.
Ausgangswelle) 4 aufweist, welche mit Hilfe eines Antriebskopplers
bzw. einer Antriebskupplung 3 miteinander gekoppelt sind,
und einem Pumpengehäuse 7,
welches ein antreibendes bzw. Antriebsritzel 5, welches
von dem Motor 2 angetrieben ist, und ein angetriebenes
Ritzel 6 umgibt, welches mit dem Antriebsritzel 5 in
Eingriff bringbar ist, wobei das Pumpengehäuse 7 fest durch einen ersten
Support 8 an einer Seite und einen zweiten Support 9 an
der anderen Seite gehalten wird, und ein zylindrisches Tankgehäuse 10 das
Pumpengehäuse 7 und
den zweiten Support 9 umhüllt. Das Antriebsritzel bzw.
-zahnrad 5 und das angetriebene Ritzel bzw. Zahnrad 6 kämmen miteinander
und definieren eine Ansaugkammer bzw. Aufnahmekammer 71 an
einer Seite und eine Auslaßkammer 72 an
der anderen Seite, durch welche das Arbeitsöl ausgepreßt wird. Genauer gesagt, ist
das Pumpengehäuse 7 mit einer
zylindrischen Wand 7a versehen, welche eine Zahnradkammer 70 definiert,
die durch ein Paar von Seitenplatten 7b und 7c verschlossen ist,
welche Bohrungen haben, durch welche die angetriebene Welle 4 und
eine Mitnehmerwelle (nicht gezeigt) getragen werden, um das Antriebsritzel 5 und
das angetriebene Ritzel 6 in einer drehenden Weise zu unterstützen. Das
Arbeitsöl
wird in die Ansaugkammer 71 eingebracht, aus welcher es
in die Auslaßkammer 72 freigesetzt
wird.
-
Die
zylindrische Wand 7a ist mit einer Ansaugöffnung bzw.
Aufnahmeöffnung 73,
welche zu der Zahnradkammer 70 offen ist, und einem ersten Auslaßpfad 74 versehen,
welcher axial an der dazu gegenüberliegenden
Seite mit einer Bohrung versehen bzw. gebohrt ist. Die Seitenplatte 7b wird
mit einer Auslaßöffnung 75 zur
Verfügung
gestellt, welche zu der Auslaßkammer 72 offen
ist. Die Ansaugöffnung 73 wird
mit einer Dichtung 11 versehen, welche aus Gummi gefertigt
ist, welche entworfen bzw. bestimmt ist, um als eine Geräuschdämpfungseinrichtung
zu funktionieren, um den möglicherweise
auftretenden Lärm
zu reduzieren, wenn das Arbeitsöl,
welches in und um die in Eingriff befindlichen bzw. kämmenden
Zahnräder 5 und 6 begrenzt
ist, in die Ansaugkammer 71 zurückgegeben wird.
-
Der
erste Support bzw. die erste Abstützung 8 des Pumpengehäuses 7 ist
abnehmbar bzw. ablösbar
an einem Gehäuse
des Motors 2 befestigt und der zweite Support 9 ist
lösbar
bzw. entfernbar an dem ersten Support 8 mittels Schrauben 12 (vier Schrauben
in der in der 2 gezeigten
Ausführungsform)
an der äußeren Oberfläche der
zylindrischen Wand 7a angeordnet, um dadurch sicher zu stellen,
daß das
Pumpengehäuse 7 fest
gehalten wird.
-
Der
zweite Support 9 ist mit einer ersten Bohrung 91,
welche mit der Auslaßöffnung 75 kommuniziert
bzw. in Verbin dung steht, und einer zweiten Bohrung 92 versehen,
die zu der ersten Bohrung 91 parallel gehalten ist. Der
zweite Support 9 wird auch mit einem Bodenbereich 9a und
einem Seitenbereich 9b versehen, welcher nahe dem offenen
Ende Gewindegänge 93 aufweist.
Es wird eine zylindrische Geräuschdämpfungseinrichtung 20 zur
Verfügung
gestellt, welche einen Raum 20a im Inneren einschließt, dessen
Kapazität
größer ist
als jene der Auslaßkammer 72.
-
Die
zylindrische Geräuschdämpfungseinrichtung 20 wird
in den zweiten Support 9 mit einer dazwischen plazierten
Dichtung 13 eingesetzt, um so ein Auslaufen bzw. Lecken
von Öl
zu verhindern. Der Seitenbereich bzw. -abschnitt 9b wird
mit den Vorsprüngen 94 an
den diametral gegenüberliegenden Positionen
zur Verfügung
gestellt, wodurch jegliche unerwünschte
Rotation des zweiten Supports 9 verhindert wird, wie dies
unten beschrieben ist.
-
Die
Geräuschdämpfungseinrichtung 20 ist mit
Gewinden bzw. Gewindegängen 23 an
ihrer äußeren Oberfläche versehen,
wobei die Gewindegänge 23 in
Eingriff mit den Gewindegängen 93 des
Seitenbereiches 9b sind. Auf diese Art sind die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 und
der zweite Support 9 miteinander verbunden. Die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 wird
mit Ausnehmungen bzw. Aussparungen 24 an gleichen Intervallen
entlang ihres Bodens 22 versehen. Wenn sie an dem zweiten Support 9 befestigt
wird, wird ein Werkzeug in die Ausnehmungen 24 eingesetzt
und der Dämpfer 20 bzw.
die Dämpfungseinrichtung
wird gedreht, wobei die Vorsprünge 94 auf
dem zweiten Support 9 von einem anderen Werkzeug gehalten
werden. Die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 hat
einen nach innen gerichtet konvexen Boden 22, wie dies
in der 1 gezeigt ist,
wodurch ein schädlicher
Aufbau von ho hem hydraulischen Druck auf dem Boden 22 verhindert
wird. Der erste Support 8 ist mit einem zweiten Auslaßölpfad 81 in
L-Form, welcher mit dem ersten Auslaßölpfad 74 kommuniziert,
einem Entlastungsölpfad 82,
der zu dem zweiten Auslaßölpfad 81 offen
ist, einem ringförmigen Ölrückleitpfad 83,
welcher mit dem Entlastungsölpfad 82 durch
ein darauf befestigtes Entlastungsventil 14 in Verbindung
steht, und einer Bohrung 84 versehen, durch welche die
angetriebene Welle 4 getragen wird, wobei die Bohrung 84 mit
einer Dichtung 15 für
Flüssigkeiten
dicht gehalten wird. Der Ölrückleitpfad 83 kommuniziert
mit einer Niederdruckkammer 16 in dem Tankgehäuse 10 und
gestattet es einem Arbeitsöl,
hierher durch das Entlastungsventil 14 zurück zu kehren.
-
Das
Entlastungsventil 14 ist ein Patronen- bzw. Steckmodultyp,
welcher einen Ventilkörper 14a, welcher
den Entlastungsölpfad 82 verschließt, eine Feder 14b zum
Vorspannen bzw. Beaufschlagen des Ventilkörpers 14a und ein
Gehäuse 14c beinhaltet, welches
den Ventilkörper 14a und
die Feder 14b hält. Das
Entlastungsventil 14 ist abnehmbar bzw. entfernbar in den
Entlastungsölpfad 82 eingesetzt,
und wenn ein übermäßiger Druck
an dem zweiten Auslaßölpfad 81 ausgeübt wird,
wird es automatisch geöffnet,
um den Druck entweichen zu lassen. Das Ventilgehäuse 14c wird in Anlage
gegen den Bodenbereich 9a des zweiten Supports 9 gehalten.
-
Wie
in 2 gezeigt, ist das
Tankgehäuse 10 abnehmbar
an dem ersten Support 8 durch Schrauben bzw. Bolzen 40 (vier
Bolzen in der illustrierten Ausführungsform)
durch eine ringförmige Klammer
bzw. Klemme 17 gehalten.
-
Das
Tankgehäuse 10 stellt
ein Ölreservoir
innerhalb zur Verfügung,
um ein Arbeitsöl
zu halten. Das Ölreservoir
wird in die Niederdruckkammer 16 und in eine Rücklaufkammer 19 durch
eine scheibenförmigen
Unterteilung 18 geteilt, worin die Niederdruckkammer 16 durch
die Abtrennung bzw. Unterteilung 18 definiert wird und
der erste Support 8 das Pumpengehäuse 7, den zweiten
Support 9 und die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 aufnimmt
und die Rücklaufkammer 19,
welche durch die Abtrennung 18 und das Tankgehäuse 10 definiert
wird, hat einen Bodenbereich 10b, welcher ein Sub-Reservoir
(nicht gezeigt) zur Verfügung
stellt, von welchem das darin befindliche Arbeitsöl durch
die Gravitation bzw. Schwerkraft fällt und in die Niederdruckkammer 16 durch Ölrücklaufbohrungen 18a fließt bzw.
strömt,
bis die Niederdruckkammer 16 voll wird.
-
Die Ölrücklaufbohrungen
bzw. Ölrückführungsbohrungen 18a werden
an der Stelle durch die Abtrennung 18 erzeugt, wodurch
es dem Öl
in der Rücklaufkammer 19 ermöglicht wird,
in die Niederdruckkammer 16 zurückzukehren, nachdem der Druck
reduziert ist.
-
Der
Bodenbereich 9a des zweiten Supports 9 kommuniziert
mit der Auslaßkammer 72 durch
eine Bohrung 95, in welcher ein federvorgespanntes bzw. -belastetes
Rückschlagventil 41 zur
Verfügung
gestellt wird. Ein Teil des Arbeitsöls in dem Ölpfad zu der Hochdruckseite
wird dazu veranlaßt,
in den Innenraum 20a der Geräuschdämpfungseinrichtung 20 durch
das Rückschlagventil
bzw. Sperrventil 41 zurück
zu kehren, wenn der Elektromotor 2 auf Grund einer Fehlfunktion
stillsteht, welche bei einer Versorgung mit einem Arbeitsöl auftritt.
-
Die
angetriebene Welle 4 (Pumpenwelle) welche das Antriebsritzel 5 trägt, ragt
durch die Bohrung 84 zu dem Elektromotor 2 und
ist koaxial in Anlage gegen die Antriebswelle (Motorwelle) 1 gehalten.
In diesem Zustand sind die Motorwelle 3 und die Pumpenwelle 4 mit
Hilfe des Antriebskopplers 3 miteinander gekoppelt.
-
Nun
wird der Antriebskoppler gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf 1 und 4 bis 7 beschrieben werden:
-
Der
beispielhafte Antriebskoppler 3 beinhaltet eine Aufsteckhülse bzw.
Hülse 31 und
ein Hülsengegenstück 32.
Die Hülse
bzw. Muffe 31 wird mit der Motorwelle 1 verbunden
und das Hülsengegenstück 32 wird
mit der Pumpenwelle 4 verbunden, so daß diese beiden Wellen 1 und 4 koaxial
ausgerichtet sind. Die Motorwelle 1 und die Pumpenwelle 4 werden
jeweils mit Zapfen 1a und 4a an einem Ende versehen,
wobei beide Zapfen 1a und 4a im Querschnitt rechtwinkelig
bzw. rechteckig sind. Die Hülse 31 ragt an
einem scheibenförmigen
Flansch 31a zu der Motorwelle 1 vor und hat eine
gewellte Seitenwand 31b, in welche eine Nut bzw. Ausnehmung 31c,
welche mit dem Zapfen 1a zusammenpaßt, geformt ist. Die Hülse 31 ist
im Eingriff mit der Motorwelle 1, indem der Zapfen 1a in
die Nut 31c gedrückt
bzw. gepreßt wird
oder umgekehrt. Die gewellte Seitenwand 31b der Hülse ist
im Querschnitt gegebenenfalls wie ein sechsblättriges Blütenblatt geformt. Die gewellte
Seitenwand 31b definiert eine Aussparung bzw. Vertiefung 31d,
welche im Inneren koaxial mit der Nut 31c gebildet ist.
Die Aussparung bzw. Ausnehmung 31d ist adaptiert zur Aufnahme
des Hülsengegenstücks 32,
wie dies weiter unten beschrieben wird.
-
Wie
in 6 und 7 gezeigt, beinhaltet das Hülsengegenstück 32 einen
scheibenförmigen Flansch 32a zu
der Pumpenwelle 4 hin und einen vorragenden, gekeilten
Vorsprung bzw. Fortsatz 32b an dem anderen Ende, welcher
eine Nut 32c, welche im Inneren mit dem Zapfen 4a zusammenpaßt, und Keile 32d und 32e entlang
der Peripherie bzw. des Umfangs beinhaltet. Die Keile 32d beinhalten
einen oberen Keil und einen unteren bzw. Bodenkeil an diametral
gegenüberliegenden
Seiten, welche dreieckig bzw. im Querschnitt sind. Die Keile 32e erstrecken
sich seitlich und sind im Querschnitt rechtwinkelig. Im Nachstehenden
werden die Keile 32d und 32e als "obere und untere
Keile 32d" bzw. "Seitenkeile 32e" bezeichnet werden.
-
Die
Pumpenwelle 4 wird mit dem Hülsengegenstück 32 verbunden, indem
der darauf befindliche Zapfen 4a in die Nut 32c eingepaßt wird,
wie dies durch den Pfeil in 6 angezeigt
wird. Dann wird das Hülsengegenstück 32 mit
der Hülse 31 verbunden,
indem der gekeilte bzw. keilförmige
Vorsprung 32b in die Ausnehmung 31d der Hülse 31 eingesetzt wird.
Die Keile 32b und 32e werden in Kontakt mit der gewellten
inneren Wand der Vertiefung 31d plaziert.
-
Auf
diese Weise verbindet der Antriebskoppler 3 die Motorwelle 1 mit
der Pumpenwelle 4 durch eine doppelte Verbindung; erstens
durch ein Einpassen der Zapfen 1a in die Nut 31c der
Hülse 31 und des
Zapfens 4a in die Nut 32c des Hülsengegenstückes 32,
und zweitens durch ein Einpassen des Hülsengegenstückes 32 in die Hülse 31.
Der erste Schritt und der zweite Schritt sind umgekehrt.
-
Wenn,
wie in 8 gezeigt, die
Motorwelle 1 und die Pumpenwelle 4 miteinander
gekoppelt sind bzw. werden, liegen die Nut 31c der Hülse 31 und
die Nut 32c des Hülsengegenstücks 32 in
der Form eines Kreuzes einander gegenüber. In diesem Zustand werden
Räume bzw.
Abstände
gebildet zwischen dem gekeilten Vorsprung 32b des Hülsengegenstücks 32 und der
gewellten inneren Wand der Vertiefung 31d der Hülse 31 ausgebildet.
Diese Räume werden
mit balkenförmigem
bzw. stabförmigem Gummi 33 ausgefüllt; in
der illustrierten Ausführungsform
sind vier Räume
damit ausgefüllt
und die schichtförmigen
Räume werden
mit Gummistreifen 34 ausgefüllt, welche als Geräuschdämpfungselemente
funktionieren bzw. fungieren. Die durch die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 reduzierte
Vibration wird zusätzlich
in dem Gummi 33 und den Gummistreifen 34 absorbiert,
welche einer elastischen Verformung unterliegen bzw. zugänglich sind.
-
Ein
Hauptvorteil des Antriebskopplers 3 ist es, daß die Motorwelle 1 und
die Pumpenwelle 4 leicht in koaxialer Ausrichtung gehalten
werden, wodurch die Verbindung zwischen der Motorwelle 1 und der
Pumpenwelle 4 erleichtert wird.
-
Ein
Beispiel für
die Art und Weise eines Koppelns der Antriebswelle 1 mit
der Pumpenwelle 4 durch den Koppler 3 wird im
Folgenden beschrieben werden:
-
Der
erste Schritt ist, den Koppler 3 mit der Motorwelle 1 zu
verbinden und dann mit der Pumpenwelle 4, oder umgekehrt.
Dann wird der Elektromotor 2 an dem ersten Support 8 befestigt,
wobei die koaxiale Ausrichtung der Motorwelle 1 und der
Pumpenwelle 4 beibehalten wird.
-
Als
nächstes
wird der Durchfluß des
Arbeitsöles
durch das oben beschriebene System beschrieben werden:
-
Der
Elektromotor 2 wird angetrieben und verursacht das Drehen
der Antriebswelle 1. Das Drehmoment wird an die angetriebene
Welle (Pumpenwelle) 4 übertragen,
welche das Antriebsritzel 5 und das angetriebene Mitnehmerritzel 6 ge meinsam dreht.
In Übereinstimmung
mit der Drehung der Zahnräder
bzw. Ritzel 5 und 6 wird das Öl in der Niederdruckkammer 16 in
die Einlaßkammer 71 durch den
Geräuschdämpfer bzw.
Geräuschabsorber 11 bewegt.
Das Öl
wird intermittierend zu jedem Zeitpunkt geliefert, an welchem das Ölreservoir
zu der Auslaßkammer 72 hin
geöffnet
wird, begleitet von einem unter Druck Setzen des Öls. Das
unter Druck stehende bzw. gesetzte Öl wird in den Raum 20a innerhalb
des Geräuschdämpfers 20 eingebracht.
Da die Kapazität
des Raums 20a größer als
jene der Auslaßkammer 72 ist,
erfolgt kein oder nur geringes Pulsieren im Fluß des Öls, wodurch die Vibration der Pumpenwelle 4 minimiert
wird. Somit tritt kein unangenehmer Lärm bzw. lautes Geräusch bei
der Lieferung des Arbeitsöls
auf.
-
Unter
Bezugnahme auf 9 verzerrt,
wenn eine große
Belastung bzw. Last an die Pumpe 5 angelegt wird, um ein
großes
Drehmoment zu erzeugen, die relative Drehung der Hülse 31 und
des Hülsengegenstücks 32 die
elastischen Abstandhalter 33 und Puffer 34, bis
deren elastische Verformung extrem wird, und bringt diese dazu,
sich in eine dünne, filmartige
Schicht zu verwandeln, um es den oberen und den unteren Keilen 32d des
Hülsengegenstückes 32 zu
ermöglichen,
in einen linearen oder dynamisch direkten Kontakt mit der inneren
Wand der Vertiefung 31d der Hülse 31 zu kommen,
wodurch das Drehmoment von dem einen zu dem anderen unmittelbar übertragen
wird. Nachfolgend wird dieser Zustand eines linearen oder dynamisch
direkten Kontakts als "der
direkte Kontakt" bezeichnet
werden.
-
Nachdem
dieser Zustand erreicht wurde, kann sogar ein großes Drehmoment
von der Motorwelle 1 an die Pumpenwelle 4 durch
den direkten Kontakt zwischen den oberen und den Bo denkeilen 32d des
Hülsengegenstückes 32 und
der inneren Oberfläche
der Vertiefung 31d übertragen
werden, wodurch stetig bzw. stabil ein großes Drehmoment übertragen
wird. Die Hülse 31 und
das Hülsengegenstück 32 werden
normalerweise aus Metall hergestellt, vorzugsweise durch Kaltverformung.
Metalle von hoher mechanischer Festigkeit sind bevorzugt für ein Übertragen
eines großen
Drehmoments durch den direkten Kontakt des aufgekeilten Vorsprungs 32b mit
der gewellten inneren Wand der Vertiefung 31d.
-
Die 10 ist ein Graph, welcher
den Vergleich in den Drehmomentübertragungscharakteristika
des Kopplers 3 der vorliegenden Erfindung und des bekannten
Kopplers 2 zeigt, welcher in der 13 gezeigt ist. Der bekannte Koppler 2 bricht
an Punkt (P) als ein Resultat eines Ansteigens in der übertragenen
Last in Übereinstimmung
mit einem Ansteigen des Eingangsdrehmomentes, wie dies durch die
gepunktete Linie angezeigt wird, wodurch ein Übertragen eines Drehmoments
danach eingestellt wird. Der Graph zeigt durch die durchgehende bzw.
Vollinie, daß der
Koppler 3 der Erfindung nicht durch die übertragene
Last bzw. Belastung am Punkt (P) beeinträchtigt wird, wodurch stetig
ein Übertragen eines
Drehmoments fortgesetzt wird. Aus 10 wird
verstanden werden, daß der
Koppler 3 der vorliegenden Erfindung einen weiten Bereich
von Drehmomenten, große
oder kleine, an die Pumpenwelle (Ausgangswelle) überträgt.
-
Mit
Bezug auf 11 wird eine
modifizierte Version der Ausführungsform
beschrieben werden:
-
Wie
die erste Ausführungsform,
welche in 8 gezeigt
ist, beinhaltet dieser Koppler auch eine Hülse 31 und ein Hülsengegenstück 32. 11 zeigt die Hülse 31 und
das Hülsengegenstück 32 miteinander
gekoppelt. Die Hülse 31 hat
eine Vertiefung 31d von derselben Konfiguration wie jene
in der ersten Ausführungsform,
jedoch das Hülsengegenstück 32 hat ähnliche,
jedoch kleinere Keile 32d und 32e in bezug auf
die Aussparung 31d, so daß ein enger Abstand bzw. Spalt,
welcher die selbe Weite hat, erzeugt wird, wenn der gekeilte Vorsprung 32b in
die Vertiefung 31d der Hülse 31 eingesetzt
wird. Der Abstand wird mit einem elastischen Material, wie z. B. Gummi
ausgefüllt,
um so eine Pufferschicht 34 zu bilden.
-
Die
Vertiefung 31d der Hülse 31 und
der aufgekeilte Vorsprung 32b des Hülsengegenstückes 32 können in
einer anderen als der oben beschriebenen Form nur dann geformt werden,
wenn sie so ineinander passen, daß eine reibende Berührung während ihrer
relativer Drehung zueinander zwischen ihnen aufrecht erhalten wird.
Das elastische Material ist nicht auf Gummi, natürlichen oder synthetischen,
beschränkt,
sondern es kann jedes andere elastische Material verwendet werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen
wird die Hülse 31 für eine Verbindung
mit der Motorwelle 1 (Eingangswelle) zur Verfügung gestellt
und das Hülsengegenstück 32 wird
für eine
Verbindung mit der Pumpenwelle 4 (Ausgangswelle) zur Verfügung gestellt,
jedoch können
die Hülse 31 und
das Hülsengegenstück 32 miteinander
vertauscht werden.
-
Es
ist beschrieben worden, daß der
Koppler für
eine Pumpe einsetzbar ist, welche hydraulischen Druck zu einem Lenkhilfe-Hydraulikzylinder
liefert, sie ist jedoch selbstverständlich einsetzbar bzw. anwendbar,
wo ein Aufnahmeraum begrenzt ist oder wo die Übertragung eines großen Drehmoments
ohne unangenehmen Lärm
erwünscht
wird.
-
Die
motorangetriebene Pumpe in der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung gestattet es dem Arbeitsöl, in die Auslaßkammer 72 durch die
Geräuschdämpfungseinrichtung 20 zu
fließen bzw.
zu strömen,
wodurch gewährleistet
bzw. sichergestellt wird, daß das
Arbeitsöl
keinem oder nur einem geringen Pulsieren unterworfen ist. Kein oder nur
ein geringes Pulsieren reduziert die Möglichkeit einer Vibration der
Pumpenwelle 4. Die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 ist
fest an dem zweiten Support 9 durch eine Gewinde-zu-Gewinde-Verbindung
befestigt, so daß diese
gegen ein Brechen oder ein Leckwerden unter Öldruck geschützt ist.
-
Ein
anderer Vorteil der Erfindung liegt in der Bereitstellung des nach
innen gerichtet konvex geformten Bodens der Geräuschdämpfungseinrichtung 20,
wodurch die Geräuschdämpfungseinrichtung 20 gegen
ein Brechen unter einem möglichen
Aufbau eines hydraulischen Drucks auf dem Boden geschützt wird.
-
Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt in dem doppelwandigen Geräuschdämpfer, d.
h. dem zweiten Support 9 und dem zylindrischen Tankgehäuse 10.
Diese Struktur eliminiert die Notwendigkeit eines Gebrauchs von
Rippen oder jeglicher anderer Verstärkung. Zusätzlich ist dies der strukturellen
Einfachheit förderlich.
Eine einfache Struktur erleichtert ein Entweichen von Luft aus der
Geräuschdämpfungseinrichtung 20.
Ein Nichtvorhandensein von Luft ist wesentlich für ein Verhindern von Kavitation
in dem fließenden Öl. Die einfache
Geräuschdämpfungseinrichtung
kann zu niedrigen Kosten hergestellt werden, wodurch die Gesamtkosten
der motorangetriebenen Pumpe reduziert werden.
-
Die
Hülse hat
die Vertiefung und das Hülsengegenstück hat den
keilförmigen
bzw. aufgekeilten Vorsprung im Eingriff mit der Vertiefung der Hülse, wobei
die Räume
zwischen der Vertiefung und dem keilförmigen Vorsprung mit einem
elastischen Material, wie z. B. Gummi, ausgefüllt sind. Das elastische Material
absorbiert bzw. dämpft
eine Vibration, wie sie bei einer Übertragung eines Drehmoments
von der Eingangswelle zu der Ausgangswelle entsteht. Wenn ein großes Drehmoment übertragen
wird, wird das elastische Material genügend verformt bzw. verzerrt,
um die Keile des keilförmigen
Vorsprungs in den direkten Kontakt mit der inneren Oberfläche der Vertiefung
zu bringen, wodurch die Übertragung
des großen
Drehmoments ohne oder mit wenig Lärm erleichtert wird.
-
Bei
dem Antriebskoppler ist keine Schwierigkeit damit verbunden, die
Räume zwischen
den Vertiefungen der Hülse
und den Keilen des Hülsengegenstücks mit
Gummi oder einem anderen elastischen Material zu füllen und
die Hülse
und das Hülsengegenstück können aus
Metall durch Kaltverformung bzw. -bearbeiten bei reduzierten Kosten
hergestellt werden.