NL1001855C2

NL1001855C2 - Rotatiepomp.

Info

Publication number: NL1001855C2
Application number: NL1001855A
Authority: NL
Inventors: Johannes Gerardus Ludovi Spijk
Original assignee: Doornes Transmissie Bv
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1997-06-10
Also published as: EP0778418B1; JPH09217687A; KR970045557A; EP0778418A1; KR100445581B1; US5833445A; DE69629543D1; DE69629543T2

Description

PD 957

Van Doorne's Transmissie b.v.

5 Rotatiepomp

De uitvinding heeft betrekking op een rotatiepomp, met name voor toepassing in een continu variabele transmissie, voorzien van een rotor met een aandrijfas, in groeven van de rotor beweegbare verdringingsorganen, in het bijzonder rollen, een de rotor 10 omsluitende nokkenring, aan beide zijvlakken van de rotor grenzende kopvlakken, waarvan tenminste één kopvlak is voorzien van een of meer aan- en/of afvoeropeningen, waarbij de nokkenring, de rotor, de verdringingsorganen en de kopvlakken pompkamers omsluiten.

Een dergelijke pomp is bekend uit het Amerikaanse octrooi 5,308,287 en wordt met name 15 toegepast voor het met hoge druk en groot debiet verpompen van fluïdum voor continu variabele transmissies in motorvoertuigen. Hoewel de bekende pomp op zich goed functioneert, heeft deze pomp het bezwaar dat niet alleen rotatie van de aandrijfas op de rotor wordt overgedragen, maar dat ook andere bewegingen en vervormingen van de aandrijfas, zoals slingeringen, op de rotor worden overgedragen. Omdat de rotor echter 20 goed dient aan te sluiten op de kopvlakken en de nokkenring, kan dit tot problemen, zoals lekverliezen en het vastlopen van de pomp leiden.

De uitvinding beoogt dit bezwaar te ondervangen. De rotatiepomp wordt volgens de uitvinding daardoor gekenmerkt dat tussen de rotor en de aandrijfas rotatievaste compensatie-koppelingsmiddelen zijn aangebracht. Op deze wijze wordt wel de rotatie 25 van de aandrijfas door de koppeling op de rotor overgebracht, maar worden andere bewegingen en vervormingen door de koppeling zodanig gecompenseerd dat deze niet of nauwelijks op de rotor doorwerken.

In het bijzonder zijn de koppelingsmiddelen geïntegreerd met de aandrijfas en de rotor. In dat geval zijn geen aanvullende onderdelen noodzakelijk en kan de koppeling eenvoudig, 30 goedkoop en compact tot stand worden gebracht.

Volgens de uitvinding kunnen de koppelingsmiddelen spelingvrij met de rotor en compenserend met de aandrijfas zijn verbonden. De koppelingsmiddelen kunnen echter ook spelingvrij met de aandrijfas en compenserend met de rotor zijn verbonden. Als alternatief kunnen de koppelingsmiddelen compenserend met zowel de rotor als de 35 aandrijfas zijn verbonden. Op deze wijze kan afhankelijk van de aandrijfas en de belasting 1001855 2 daarvan in combinatie met het ontwerp van de rotatiepomp en de beschikbare inbouwruimte, de meest optimale koppeling worden gekozen.

In het bijzonder kan de koppeling een of meer klauwkoppelingen omvatten. Deze klauwkoppeling kan zowel eenvoudig geïntegreerd met de aandrijfas en/of de rotor 5 worden aangebracht, maar ook in aanvullende koppelingsmiddelen. De klauwkoppeling, waarborgt een rotatievaste koppeling, terwijl in andere richtingen enige beweging en vervorming mogelijk is.

Volgens de uitvinding kunnen de koppelingsmiddelen zijn gelagerd op het huis van de rotatiepomp, bij voorkeur door twee of meer lagers. In het bijzonder kunnen de lagers een 10 of meer glijlagers omvatten. De koppelingsmiddelen worden zo in een stabiele positie ten opzichte van de rotatiepomp gehandhaafd, terwijl toch een goede rotatie mogelijk is. Volgens een nadere uitwerking van de uitvinding omvatten de koppelingsmiddelen een holle as. De aandrijfas kan daarbij rotatievast en compenserend gekoppeld zijn opgenomen in de holle as. De holle as kan rotatievast zijn opgenomen in de rotor. Op 15 deze wijze wordt een compacte stabiele samenbouw verkregen. In het bijzonder kan de holle as tussen de plaats van aangrijping met de aandrijfas en de plaats van aangrijping met de rotor tenminste plaatselijk enigszins elastischer zijn. Daardoor wordt een stabiele koppeling ter plaatse van de rotor verkregen en kunnen vervormingen en bewegingen van de aandrijfas elastisch door de koppelingsmiddelen worden opgenomen. Voor het 20 opheffen van eventuele speling tussen de rotor, de aandrijfas en/of de koppelingsmiddelen kunnen elastische elementen zijn aangebracht, die bijvoorbeeld tevens voor afdichting zorg kunnen dragen.

In de rotatiepomp kunnen in de omgeving van de koppelingsmiddelen doorvoeropeningen en leidingen zijn aangebracht voor het afvoeren van fluïdum-lekverliezen die ter plaatse 25 van de koppelingsmiddelen optreden.

De uitvinding zal worden verduidelijkt aan de hand van een tekening. In de tekening toont: fig. 1: een schematisch weergegeven rotatiepomp volgens de stand van de techniek; fig. 2: de rotatiepomp volgens figuur 1 schematisch weergegeven in combinatie met een deel van een continu variabele transmissie; en 30 fig. 3: een schematisch weergegeven rotatiepomp volgens de uitvinding

De rotatiepomp volgens figuur 1 omvat een aandrijfas 1 met een daarop door middel van een spie 8 bevestigde rotor 2. De rotor 2 omvat een aantal groeven 3, waarin verdringingsorganen 4 zijn aangebracht. In getoonde rotatiepomp zijn de verdringingsorganen als rollen uitgevoerd, maar ook andere elementen zoals bijvoorbeeld 35 schotten zijn denkbaar. Voorts is een nokkenring 5 aangebracht. De rotor 2 de 1001855 3 verdringingsorganen 4, de nokkenring 5 en de in figuur 2 weergegeven kopvlakken 9 en 10 omsluiten een aantal pompkamers, waarvan het volume toe- en afneemt tijdens rotatie van de rotor 2. Aan- en afvoer van fluïdum vindt plaats middels twee paren aanvoeropeningen 6 en twee paren afvoeropeningen 7.

5

De rotatiepomp volgens figuur 1 is zeer geschikt voor toepassing in continu variabele transmissies aangezien deze pomp in staat is hoge drukken te verschaffen bij aanzienlijk debiet. De werking en constructie van een continu variabele transmissie wordt hier bekend verondersteld. Van de transmissie 11 volgens figuur 2 is slechts een deel van de primaire 10 poelie getoond met een daartussen geklemde drijfriem 13. De primaire poelie bestaat uit een tweetal schijven 12, 14 waarvan de schijf 14 verschuifbaar is over as 15. Deze verschuiving wordt bewerkstelligd middels toe- en afvoer van fluïdum tussen as 15 en aandrijfas 1 naar en van cilinder 16. As 15 is co-axiaal geplaatst om aandrijfas 1, waarop de rotor 8 van rotatiepomp 19 is bevestigd.

15 Pomp 19 wordt met fluïdum gevoed via aanvoeropening 20 terwijl fluïdum wordt afgevoerd via een hier niet weergegeven afvoeropening naar een eveneens hier niet weergegeven hydraulische regeling. Deze hydraulische regeling verschaft fluïdum dat via leiding 21 en tussen de assen 15 en 1 weer naar of van cilinder 16 kan worden gevoerd. Voorts verschaft de hydraulische regeling fluïdum via leiding 22 en de holle aandrijfas.

20 Het zal duidelijk zijn dat voor een goede werking van de pomp en een optimaal rendement daarvan de nokkenring 5, de verdringingsorganen 4 en in het bijzonder de rotor 2 zo goed mogelijk dienen aan te sluiten op de kopvlakken 9 en 10 om lekverliezen daar ter plaatse zo veel mogelijk te voorkomen. Omdat de rotor 2 van deze bekende pomp echter door middel van de spie 8 vormvast met de aandrijfas 1 is verbonden, worden alle 25 vervormingen en bewegingen van de aandrijfas 1 ook rechtstreeks op de rotor overgedragen. Omdat de rotor 2 zich radiaal uitstrekt worden de vervormingen en bewegingen van de aandrijfas 1 mogelijk zelfs versterkt. Dit kan leiden tot het vastlopen van de rotor 2 en tot lekverliezen tussen de rotor 2 en de kopvlakken 9 en 10. De vervormingen en bewegingen van de aandrijfas 1, bijvoorbeeld slingering daarvan, kunnen 30 aanzienlijk zijn, in het bijzonder wanneer de as relatief dun dient te worden uitgevoerd en mogelijk zelfs is voorzien van boringen voor het doorleiden van fluïdum. De bewegingen en vervormingen van de aandrijfas 1 kunnen bovendien nog versterkt worden door toepassing van relatief flexibele componenten in de aandrijflijn, waarmee de aandrijfas 1 kan zijn verbonden. Hierbij valt te denken aan de toepassing van een koppelomvormer 35 met een relatief flexibele turbine/turbine as.

1 0 0 1 8 5 5 4

Het huis van de rotatiepomp volgens de uitvinding, zoals weergegeven in figuur 3, bestaat uit twee huisdelen 30 respectievelijk 31. De rotatiepomp omvat weer een rotor 32, verdringingsorganen 33, een nokkenring 34 en kopvlakken 35 en 36. De rotor 32 is door middel van een vormgesloten verbinding 37, bijvoorbeeld een spie/groefverbinding, met 5 de rotatievaste compensatie-koppeling 38 verbonden. De koppeling 38 is door middel van de glijlagers 39 en 40 gelagerd op het pomphuisdeel 3I.De koppeling 38 omvat in dit geval klauwen 41, maar ook andere koppelingselementen zijn denkbaar die een rotatievaste compenserende koppeling verschaffen. De klauwen 41 staan in aangrijping met complementaire klauwen 42 die zijn aangebracht op de aandrijfas 43. De klauwen worden 10 nog omsloten door het cilindrische koppelingsdeel 45 dat enigszins elastischer is uitgevoerd dan het koppelingsdeel dat in verbinding staat met de rotor 32. De aandrijfas is tegen het cilindrische koppelingsdeel 45 afgedicht, door middel van de afdichting 44. Deze afdichting neemt ook de gewenste speling tussen de aandrijfas 43 en het cilindrische koppelingsdeel 45 op. De aandrijfas 43 is verbonden met de koppelomvormer 46.

15 De koppelomvormer 46 is, zoals koppelomvormers in het algemeen, relatief slap uitgevoerd. Indien de koppelomvormer 46 en de aandrijfas rechtstreeks met de rotor 32 zouden zijn verbonden, zouden de vervormingen en bewegingen van de koppelomvormerook naar de rotor 32 worden doorgeleid wat tot lekverliezen langs de kopvlakken 35 en 36 kan leiden en tot vastlopen van de rotor 32. Door toepassing van de 20 koppeling 38 wordt echter een rotatievaste compenserende verbinding tussen de rotor 32 en de aandrijfas 43 verkregen. De klauwen 41 en 42 waarborgen een rotatievaste verbinding, terwijl in de andere richting enige beweging en vervorming mogelijk is. Het cilindrische koppelingsdeel 45 staat bovendien enige elastische vervorming toe, maar zorgt ook dat de klauwen 41 en 42 voldoende gecentreerd blijven. De afdichting 44 neemt 25 hierbij vanwege de elastische eigenschappen de speling mede op. Op deze wijze worden fluïdum-lekverliezen tussen de rotor 32 en de kopvlakken 35 en 36 zo veel mogelijk voorkomen en wordt voorkomen dat de rotor 32 vast kan lopen.

Tussen de kopvlakken 35 respectievelijk 36 en de rotor 32 zullen altijd enige fluïdum-lekverliezen optreden. Door de toepassing van de glijlagers 39 en 40 en de koppeling van 30 de rotor 32 met de koppeling 38 kan het fluïdum afkomstig van de lekkage tussen de kopvlakken 35 respectievelijk 36 slechts moeilijk weg. Daarom is ter plaatse van de verbinding tussen de rotor 32 en de koppeling 38 een doorgang voor fluïdum gemaakt. In dit geval is dit in de vormgesloten verbinding zelf gebeurd, maar er kunnen ook boringen in de rotor 32 en/of de koppeling 38 worden aangebracht. Hierdoor komt dit fluïdum bij het 35 fluïdum afkomstig van de lekkage tussen de rotor 32 en kopvlak 35. Om dit fluïdum af te 1001855 5 voeren is een doorvoerleiding 49 aangebracht, die samenkomt met een leiding 48, voor het afvoeren van fluïdum afkomstig van lekkage door lager 51, en het fluïdum afdkomstig van de lekverliezen wordt vandaar via doorvoerleiding 50 uit de rotatiepomp naar de transmissie geleid.

5 1001855

Claims

1. Rotatiepomp, met name voor toepassing in een continu variabele transmissie, voorzien van een rotor met een aandrijfas, in groeven van de rotor beweegbare 5 verdringingsorganen, in het bijzonder rollen, een de rotor omsluitende nokkenring, aan beide zijvlakken van de rotor grenzende kopvlakken, waarvan tenminste één kopvlak is voorzien van een of meer aan- en/of afvoeropeningen, waarbij de nokkenring, de rotor, de verdringingsorganen en de kopvlakken pompkamers omsluiten, met het kenmerk, dat tussen de rotor en de aandrijfas rotatievaste 10 compensatie-koppelingsmiddelen zijn aangebracht.

2. Rotatiepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de koppelingsmiddelen zijn geïntegreerd met de aandrijfas en de rotor.

3. Rotatiepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de koppelingsmiddelen spelingvrij met de rotor en compenserend met de aandrijfas zijn verbonden.

4. Rotatiepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de koppelingsmiddelen spelingvrij met de aandrijfas en compenserend met de rotor zijn verbonden. 20

5. Rotatiepomp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de koppelingsmiddelen compenserend met zowel de rotor als de aandrijfas zijn verbonden.

6. Rotatiepomp volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de 25 koppelingsmiddelen een of meer klauwkoppelingen omvatten.

7. Rotatiepomp volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de koppelingsmiddelen zijn gelagerd op het huis van de rotatiepomp.

8. Rotatiepomp volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de koppelingsmiddelen zijn gelagerd door twee of meer lagers.

9. Rotatiepomp volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de lagers een of meer glijlagers omvatten. 35 1001855

10. Rotatiepomp volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de koppelingsmiddelen een holle as omvatten.

11. Rotatiepomp volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat de aandrijfas rotatievast en 5 compenserend gekoppeld in de holle as is opgenomen en/of dat de holle as rotatievast is opgenomen in de rotor.

12. Rotatiepomp volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat de holle as tussen de plaatsvin de aangrijping met de aandrijfas en de plaats van aangrijping met de rotor, 10 tenminste plaatselijk enigszins elastischer is.

13. Rotatiepomp volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat één of meer elastisch elementen zijn aangebracht voor het opheffen van de speling tussen de rotor, de aandrijfas en/of de koppelingsmiddelen. 15

14. Rotatiepomp volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in de rotatiepomp in de omgeving van de koppelingsmiddelen doorvoeropeningen en leidingen zijn aangebracht voor het afvoeren van fluïdum-lekverliezen.

15. Rotatiepomp volgens de conclusie 14, met het kenmerk, dat de doorvoerleidingen in het huis van de rotatiepomp samenkomen. 1001855