JP2004504545A - 内接歯車ポンプ - Google Patents

Abstract

本発明は、内燃機関において燃料を搬送するための内接歯車ポンプであって、内歯を有する歯付リング（１１）と外歯を有するピニオン（３）とが設けられており、該ピニオンが、ポンプ作用を形成するために前記歯付リング（１１）と協働するようになっている形式のものに関する。内接歯車ポンプの、始動回転数での搬送出力と耐用寿命とを高めるために、ピニオン（３）が歯付リング（１１）に対して偏心的に支承端（５）上に半径方向可動に支承されている。さらにピニオン（３）と歯付リング（１１）との間の半径方向遊び（Ｒ）を補償するための装置（１２）が設けられている。

Description

【０００１】
背景技術
本発明は、内燃機関において燃料を搬送するための内接歯車ポンプであって、内歯を有する歯付リングと外歯を有するピニオンとが設けられており、ピニオンが、ポンプ作用を形成するために歯付リングと協働するようになっている形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の内接歯車ポンプは、ギヤリングポンプまたはゲロト−ポンプ（Ｇｅｒｏｔｏｒｐｕｍｐｅ）とも呼ばれる。歯付リングとピニオンとがポンプエレメントを形成し、これらは外側ロータと内側ローラとも呼ばれる。ドイツ連邦共和国特許出願第３８２７５７３号明細書には、内接歯車ポンプが記載されており、この内接歯車ポンプの歯付リングは電気モータを介して駆動される。両方のポンプエレメントの歯列の間に設けられた内接歯車ポンプの搬送室は、軸方向で押圧円板によってカバーされている。押圧ばねとして形成されたコイルばねは押圧プレートに対して予荷重をかけられており、このコイルばねによって、内燃機関の始動時に、軸方向遊びはゼロである。
【０００３】
本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の内接歯車ポンプを改良して、始動回転時の搬送出力と耐用寿命との高められたものを提供することである。この場合本発明の内接歯車ポンプは廉価に製作可能であるのが望ましい。
【０００４】
この課題は、内燃機関において燃料を搬送するための内接歯車ポンプであって、内歯を有する歯付リングと外歯を有するピニオンとが設けられており、ピニオンが、ポンプ作用を形成するために歯付リングと協働するようになっている形式のものにおいて、ピニオンが歯付リングに対して偏心的に支承端上に半径方向可動に支承されており、ピニオンと歯付リングとの間の半径方向遊びを特に内燃機関の始動時に補償するための装置が設けられていることによって解決される。
【０００５】
発明の利点
内燃機関の始動時には、内接歯車ポンプの圧力はゼロである。本発明に基づくばね装置によって、ポンプエレメントの、互いに噛み合っている２つの歯の間における歯先遊びは、内燃機関の始動時に補償される。無負荷運転回転数に到達したあとでポンプ圧が上昇し、このポンプ圧はばね力に対抗して作用する。これによって半径方向の遊びが増大し、したがって搬送出力が低下し、歯先の遊びの拡大によってポンプの摩擦学的条件が改善される。
【０００６】
本発明の特別な実施形態によれば、支承端の周に２つの面取り部が形成されており、これらの面取り部は内接歯車ポンプの偏心軸に対して実質的に平行に配置されており、かつピニオンのための支承ブシュを半径方向で案内するために役立つ。さらに両方の面取り部は、ポンプの搬送室をシールするためのシールプレートを軸方向で案内するのに役立ち、かつシールプレートの回転運動を防止するのに役立つ。
【０００７】
本発明の別の特別な実施形態によれば、補償装置が２つの脚部を備えた板ばねから形成されており、これらの脚部は実質的に互いに直角に配置されており、この場合一方の脚部が支承端の端面に配置されていて、他方の脚部がピニオンのための支承ブシュと支承端との間に配置されている。支承端に接触している一方の脚部によって、ばね装置は組み込み状態で固定される。ばね装置の他方の脚部は半径方向遊びを補償するのに役立つ。
【０００８】
本発明の別の特別な実施形態によれば、ピニオンのための支承ブシュと支承端との間に配置された板ばねの脚部が、長手方向および／または横方向でカーブして形成されている。脚部のカーブした構成によって、板ばねのばね作用の向上がもたらされる。この場合板ばねは１回または複数回カーブして形成することができる。
【０００９】
本発明の別の特別な実施形態によれば、補償装置がコイルばねによって形成されており、コイルばねがピニオンのための支承ブシュと支承端との間に配置されている。この場合支承端に、コイルばねの一部を受容するための凹部を形成することができ、これによってコイルばねを組み込み状態である位置に保持することができる。
【００１０】
本発明の別の特別な実施形態によれば、支承端に支承ブシュのためのストッパが形成されている。このストッパは、始動過程のあとで半径方向遊びを制限するために役立つ。
【００１１】
本発明の別の特別な実施形態によれば、半径方向遊びを補償するための装置が、スリットによって形成されており、このスリットが支承端の長手方向で延びている。これによって特に簡単な形式で半径方向での支承端の弾性が得られる。前述の支承ブシュとばねとは省略することができる。
【００１２】
本発明の別の特別な実施形態によれば、半径方向遊びを補償するための装置が、面取り部を備えた縦長の切欠によって形成されており、この面取り部に対して球がばねによって予荷重をかけられている。球が面取り部により強く押圧されるほど、ピニオンと歯付リングとの間の半径方向遊びが小さくなる。支承端の切欠は、球が支承端にも支承ブシュの内周にも接触するように形成されている。
【００１３】
本発明の別の特別な実施形態によれば、ばねの予荷重がねじによって調節可能である。ばねはたとえばねじ山付孔において、内接歯車ポンプのケーシングに案内することができる。ねじの回動を介して、ばねの予荷重ひいてはピニオンと歯付リングとの間の半径方向遊びを無段階式に調節することができる。
【００１４】
本発明の別の特別な実施形態によれば、ピニオンがオールダム継手または半径方向で弾性的な継手によって駆動軸と連結されている。オールダム継手によって、場合によっては存在する駆動軸と支承端との間の軸方向のずれを補償することができる。さらに交差円板式継手とも呼ばれるオールダム継手によって、半径方向遊びを補償するために必要なピニオンの半径方向運動が得られる。
【００１５】
次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。
【００１６】
図１には、内接歯車ポンプ２の取り付けらた高圧ポンプ１が示されている。内接歯車ポンプ２は、外歯を有するピニオン３が支承ブシュ４によって支承端５上で回動可能に支承されている。外歯を有するピニオン３は内歯を有する歯付リング１１に対して偏心的に支承されている。内接歯車ポンプ２は吸込通路６と圧力通路７とを介して高圧ポンプ１と接続されている。
【００１７】
支承端５に２つの面取り部８，９が形成されている。支承ブシュ４の横断面は長孔１０の形状を有しており、この長孔の寸法は支承端５の寸法に適合されている。直線ＩＩ−ＩＩの方向では、支承ブシュ４と支承端５との間に両側で僅かな遊びが存在する。この半径方向遊びによって、支承部の摩耗および／または歯車の摩耗が生じた場合に半径方向遊び補償が得られる。このために支承端５と支承ブシュ４との間の遊びスペースの一方の側にばね１２が受容されている。ばね１２によって、ピニオン３の歯先１３が内燃機関の始動時に歯付リング１１の歯先１４に接触状態で保持される。
【００１８】
図２に示された断面図から判るように、内接歯車ポンプ２はケーシング２０によって取り囲まれており、このケーシング２０は高圧ポンプ１のケーシングに固定されている。支承端５は内接歯車ポンプ２のケーシング２０の一部である。高圧ポンプ１から駆動軸端部２１が内接歯車ポンプ２に突入している。軸端部２１に２つの面取り部が形成されていて、これらの面取り部のうち図２には面取り部２６だけが確認できる。駆動軸端部２１は継手部分２２に受容されている。継手部分２２はいわゆるオールダム継手に属し、これは交差円板式継手（Ｋｒｅｕｚｓｃｈｅｉｂｅｎｋｕｐｐｌｕｎｇ）とも呼ばれる。交差円板式継手は、駆動軸端部２１の回転運動を内接歯車ポンプ２の、外歯を有するピニオン３に伝達するのに役立つ。この場合交差円板式継手によって、駆動軸端部２１と支承端５との間の軸方向のずれを補償することができる。
【００１９】
支承端５に対する支承ブシュ４の半径方向遊びは、図２においてＲで示されている。支承ブシュ４の半径方向移動はストッパ２３によって制限されており、このストッパ２３は支承端５に形成されている。半径方向遊びＲの内側において支承ブシュ４の半径方向運動は、ばね１２の予荷重（Ｖｏｒｓｐａｎｎｋｒａｆｔ；プレロード）を克服するのに内接歯車ポンプ２の圧力が充分である場合にしか得られない。
【００２０】
ピニオン３の外歯と歯付リング１１の内歯との間に形成されたポンプ室はケーシング２０に向かってシールプレート２４によってシールされている。このためにシールプレート２４は、内接歯車ポンプ２のケーシング２０に支持されている皿ばね２５によって、ピニオン３と歯付リング１１とに対して予荷重をかけられている。シールプレート２４には孔３４が設けられており、この孔３４は圧力側に向かう接続を形成している。
【００２１】
運転中、高圧ポンプ１のケーシングに組み付けられた内接歯車ポンプ２は、高圧ポンプ１の駆動軸２１によって駆動される。ケーシング２０において場合によっては生じる駆動軸端部２１と支承端５との間の軸方向のずれは、オルダム継手２２によって補償される。さらにオールダム継手２２は、ピニオン３の半径方向運動を可能にするという役目を有している。支承端５に設けられた両方の面取り部８，９は、一方では、シールプレート２４を軸方向で案内するのに役立つ。他方では、支承端５に設けられた両方の面取り部８，９は、支承ブシュ４を半径方向で案内するのに役立つ。このために支承端５に設けられた面取り部８，９は、内接歯車ポンプ２の偏心軸線ＩＩ−ＩＩに対して平行に方向調節して設ける必要がある。
【００２２】
内燃機関の始動時にばね１２のばね力は支承ブシュ４とピニオン３とに作用する。これによって歯先遊び１３／１４はゼロに減少される。内燃機関の無負荷運転回転数に到達したあとで、ポンプ圧が高められ、支承ブシュ４が支承端５のストッパ２３まで移動する。したがって歯先１３と歯先１４との半径方向遊びは、内燃機関の持続運転によってゼロより大きい値に調節される。
【００２３】
図３〜図５には、板ばね１２の種々異なる３つの実施例が斜視図で示されている。判りやすくするために類似の構成部材には同一符号を用いた。各板ばね１２には２つの脚部３１，３２が設けられており、これらの脚部は互いに直角に配置されている。板ばね１２の脚部３１は平らに形成されていて、かつ組み付け状態で支承端５の自由端部に接触する。
【００２４】
図３に示された板ばね１２の実施例では、脚部３２が長手方向で波形に形成されている。図４に示された実施例では、板ばね１２の脚部３２が長手方向で外側にカーブして形成されている。図５に示された実施例では、板ばね１２の脚部３２が横方向でカーブして形成されている。この脚部３２のカーブは、図６に示された横断面で最も判りやすく示されている。
【００２５】
図７に示された本発明の実施例では、コイルばね１２がピニオン３の支承ブシュ４と支承端５との間に配置されている。この場合コイルばね１２の軸線は支承端５の軸線に対して垂直に存在する。コイルばね１２を固定するために、支承端５に、横断面で半円形の凹部が形成されている。
【００２６】
図８，９および図１０，１１に示された本発明の内接歯車ポンプの実施例は、図１および図２に示された実施例と類似のものである。判りやすくするために同じまたは類似の構成部材には同一符号を用いた。繰り返しの説明を省略するために、以下に個々の実施例の間の違いについてのみ説明する。
【００２７】
図８および図９に示された実施例では、支承端５に縦長の切欠４１が形成されている。縦長の切欠４１は長手方向で半分にされた円筒形の形状を有しており、その一方の端面は面取り部４２を備えている。縦長の切欠４１は、球４３を受容するために働き、球の寸法は切欠４１の寸法よりも大きくなっている。これによって球４３の区分が切欠４１から突出することが保証されている。球４３の突出する区分は、支承ブシュ４の内周に接触して存在する。
【００２８】
図９に示された断面図から判るように、球４３はばね４４によって縦長の切欠４１の面取り部４２に対して押圧される。ばね４４の予荷重は、ねじ４５を介して調節することができ、ねじ４５の自由端部はばね４４に接触している。ねじ４５は内接歯車ポンプのケーシング２０のねじ山付孔に回動可能に受容されている。
【００２９】
図１０および図１１に示された本発明の内接歯車ポンプの実施例では、支承端５にスリット５１が形成されている。スリット５１は支承端５の長手方向に配置されており、かつ横断面で見て弦の形状を有している。スリット５１の寸法に関して、半径方向遊びの大きさに影響を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内接歯車ポンプの１実施例を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】本発明に基づくばね装置の１実施例を示す斜視図である。
【図４】本発明に基づくばね装置の１実施例を示す斜視図である。
【図５】本発明に基づくばね装置の１実施例を示す斜視図である。
【図６】図５のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図７】本発明に基づくばね装置の別の実施例の一部を示す断面図である。
【図８】調節ねじを備えた、本発明の内接歯車ポンプの別の実施例を示す平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】スリットを備えた、本発明の内接歯車ポンプの別の実施例を示す平面図である。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１　高圧ポンプ、　２　内接歯車ポンプ、　３　ピニオン、　４　支承ブシュ、　５　支承端、　６　吸込通路、　７　圧力通路、　８，９　面取り部、　１０　長孔、　１１　歯付リング、　１２　ばね、　１３，１４　歯先、　２０　ケーシング、　２１　駆動軸、　２２　継手部分、　２３　ストッパ、　２４　シールプレート、　２５　皿ばね、　２６　面取り部、　３１，３２　脚部　３４　孔、　４１　切欠、　４２　面取り部、　４３　球、　４４　ばね、　４５　ねじ、　５１　スリット

Claims (10)

1. 内燃機関において燃料を搬送するための内接歯車ポンプであって、内歯を有する歯付リング（１１）と外歯を有するピニオン（３）とが設けられており、該ピニオンが、ポンプ作用を形成するために前記歯付リング（１１）と協働するようになっている形式のものにおいて、
   前記ピニオン（３）が前記歯付リング（１１）に対して偏心的に支承端（５）上に半径方向可動に支承されており、前記ピニオン（３）と前記歯付リング（１１）との間の半径方向遊び（Ｒ）を特に内燃機関の始動時に補償するための装置（１２）が設けられていることを特徴とする、内接歯車ポンプ。
2. 前記支承端（５）の周に２つの面取り部（８，９）が形成されており、これらの面取り部（８，９）が内接歯車ポンプ（２）の偏心軸線に対して実質的に平行に配置されており、かつ前記面取り部（８，９）が、前記ピニオン（３）のための支承ブシュ（４）を半径方向で案内するために役立つ、請求項１記載の内接歯車ポンプ。
3. 前記補償装置が２つの脚部（３１，３２）を備えた板ばね（１２）から形成されており、これらの脚部（３１，３２）が実質的に互いに直角に配置されており、一方の脚部（３１）が前記支承端（５）の端面に配置されていて、他方の脚部（３２）が前記ピニオン（３）のための支承ブシュ（４）と前記支承端（５）との間に配置されている、請求項１または２記載の内接歯車ポンプ。
4. 前記ピニオン（３）のための支承ブシュ（４）と前記支承端（５）との間に配置された前記板ばね（１２）の前記脚部（３２）が、長手方向および／または横方向でカーブして形成されている、請求項３記載の内接歯車ポンプ。
5. 前記補償装置（１２）がコイルばねによって形成されており、該コイルばねが前記ピニオン（３）のための支承ブシュ（４）と前記支承端（５）との間に配置されている、請求項１または２記載の内接歯車ポンプ。
6. 前記支承端（５）に前記支承ブシュ（４）のためのストッパ（２３）が形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。
7. 半径方向遊びを補償するための前記装置がスリット（５１）によって形成されており、該スリット（５１）が前記支承端（５）の長手方向で延びている、請求項１記載の内接歯車ポンプ。
8. 半径方向遊びを補償するための前記装置が、面取り部（４２）を備えた縦長の切欠（４１）によって形成されており、該面取り部（４２）に対して球（４３）がばね（４４）によって予荷重をかけられている、請求項１記載の内接歯車ポンプ。
9. 前記ばね（４４）の予荷重がねじ（４５）によって調節可能である、請求項８記載の内接歯車ポンプ。
10. 前記ピニオン（３）がオールダム継手（２２）または半径方向で弾性的な継手によって駆動軸（２１）と連結されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の内接歯車ポンプ。