(57)【要約】  この発明は、駆動ローター（４）と被動ローター（３）を有し、それらの回転軸が軸方向に対して所定の角度を成し、それらの歯形部が互いに噛み合う回転ピストン式装置に関する。一方のローターは、筐体（１，２）内において軸方向に対して調節可能であり、動作圧力によって引き起こされる力に対抗して作用する調節力によって付勢されており、ローターを相応にシフトさせることによって、ローターの歯形部間の隙間の短絡が実現される。
2008500482.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの回転軸が軸方向に対して所定の角度を成し、駆動ローター（軸ローター（４））と被動ローター（対抗ローター（３））から成る、協力して動作する少なくとも二つの動かすことができる回転ピストンと、
ローター（３，４）の互いに対向する正面側上の互いに噛み合う歯形部と、
装置筐体であって、その中でローター（３，４）を半径方向及び軸方向に対して支持するとともに、その軸方向の正面側で動作空間の境界を規定する装置筐体（１，２）と、
ローター（３，４）の作動時に動作空間と断続的に接続することが可能である、装置筐体（１，２）内の吸気側流路と圧力側流路と、
を備えたポンプ、コンプレッサー及び／又はモーターとして動作する回転ピストン式装置において、
装置筐体（１，２）内でのローターの中の少なくとも一方の支持位置を、ローター（３）の回転軸の方向に対して調節することが可能であることと、
動作圧力によって動作空間内に引き起こされ、ローター（３）に加わる力に対抗して作用する軸方向の調節力を、このローター（３）上に加えることと、
ローター（３）を軸方向にシフトさせることにより、ローターの歯形部によって互いに分離された動作空間間の間隙を軸方向に対して互いに短絡させるために、この調節力の大きさが変更可能であることと、
を特徴とする回転ピストン式装置。
【請求項２】
少なくとも軸方向にシフト可能なローター（３）が、それに対応する装置筐体（２）の円筒形の制御空間内において、軸方向及び半径方向に対して動かされることを特徴とする請求項１に記載の回転ピストン式装置。
【請求項３】
当該の調節力が、随意に制御可能であり、油圧式、気体式及び／又は電気式手段を用いて作動されることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転ピストン式装置。
【請求項４】
当該の円筒形の制御空間が、気密に閉鎖可能であることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転ピストン式装置。
【請求項５】
供給する媒体が、当該の調節力を生成する役割を果たすことを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の回転ピストン式装置。
【請求項６】
当該の動作空間と制御空間との間に、供給する媒体に対する接続が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の回転ピストン式装置。
【請求項７】
一方のローター（４）が、その動作空間と逆側を円球状に構成されており、筐体（２）内において、それに対応する球形の窪み内に支持されていることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載の回転ピストン式装置。
【請求項８】
ローター（３，４）の正面側中心領域において、一方のローターには球面が有り、その球面は、それに対応する他方のローターの球形の窪み上で支持されるとともに、動作空間を半径方向に対して中心に向かって境界を規定していることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の回転ピストン式装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、請求項１に記載の種類にもとづく、ポンプ、コンプレッサー又はモーターとして動作することが可能な回転ピストン式装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の周知の回転ピストン式装置（特許文献１と２）では、駆動ローターと被動ローター間を曲線的に接触させるフランクを介して、一方の動作空間からそれと隣接する動作空間及びその逆方向への損失フローを出来る限り少なく保持するために、歯形部の構成によっても、動作空間間の高い密閉性を得ようと努めている。この場合、一方のローターの歯形部の稜線は、サイクロイド形状に延びる展開面を有する他方のローターのフランクに対して曲線的に延びている。
【０００３】
そのような回転ピストン式装置を採用すると、動作中に所要の出力が変化してしまうために、様々な制御又は調節方法が知られている。最も簡単な方法は、装置の圧力側と吸気側とを接続することであるが、それは、装置によって消費される大きなエネルギーに関して、殆ど変化しないことを意味する。多くの場合、特に、自動車業界の潤滑油ポンプとして、そしてまたディーゼル噴射部用事前給油ポンプとして用いる場合、この装置のエネルギー消費を出来る限り少なく維持して、装置の実効出力に適合させようと努めている（特許文献３参照）。
【特許文献１】ドイツ特許第４２４１３２０号明細書
【特許文献２】欧州特許第１００５６０４号明細書
【特許文献３】ドイツ特許第１００２５７２３号明細書
【特許文献４】米国特許第５，０８５，１８７号明細書
【特許文献５】米国特許第２，０４９，７７５号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
それに対して、この発明による請求項１に挙げた特徴を持つ回転ピストン式装置は、回転ピストン式装置のエネルギー消費がその装置の実効出力と直接的に対応するという利点を有する。そのような装置の間隙損失は完全には避けることができないことから、隙間幅を目的通り変化させることによって、容積制御又は損失量制御を行うものである。更なる利点は、例えば、燃料又はオイルを供給する際に、例えば、還流路の制御によって発生する可能性が有る泡立ちが大幅に防止されることである。
【０００５】
確かに、供給ポンプでは、吸気側と圧力側を直接接続することによって、エネルギー消費の相応の低減を達成することが知られており（特許文献３）、そのことは、ローターの正面側に動作空間を配置するだけでなく、半径方向に配置された歯形部又は環状歯車を備えた歯車ポンプを当初から完全に異なる形で動作させる（軸方向に押し出す）こととなり、その結果そのような様々な周知の解決法は、この発明では用いることはできない。そして、同様に歯形部及び環状歯車で動作するオイルポンプ（特許文献４）では、十分な供給圧によりシフトされて、オイルポンプの吸気側空間と圧力側空間の間を接続するカバーによって、ポンプの動作空間を側方から閉鎖することが知られている。
【０００６】
エネルギー消費を実効出力に適合させるために、正面側に噛合部を備えた回転ピストン式装置（特許文献５）では、球形の支持部内で被動ローターを回転させ、そうすることにより回転軸間の軸方向の角度を変化させて、それに対応して供給量を零にまで変化させることが可能であることが知られている。そのような構成の欠点は、構造的な負担を著しく増大させるとともに出力性能を大きく制限するだけでなく、特に、調節部材に対して動作空間を密閉してしまうことである。
【０００７】
この発明の有利な実施形態では、少なくとも軸方向にシフト可能なローターが、装置筐体の対応する円筒形の制御空間内において、軸方向及び半径方向に動かされるものとする。この場合、シフト可能なローターは、円筒形の制御空間と同軸に配置されている。
【０００８】
これに関して、この発明による有利な実施形態では、調節力は、随意に制御可能であり、油圧式、気体式及び／又は電気式手段を用いて作動させるものとする。動作空間内の圧力に対抗して、ローターの裏側に力を加えて、ローターの所望の軸方向の調節位置とそれによる動作空間間の損失フローを制御することが重要である。
【０００９】
この発明の更なる実施形態では、ローターの裏側によって境界が規定される空間を気密に閉鎖して、液体状又は気体状の媒体を用いて調節力を生成するものとする。
【００１０】
これに関して、この発明の有利な実施形態では、供給する媒体が調節力を生成する役割を果たすものとする。こうすることによって、この装置の供給圧を、直接調節力を制御するために用いることができる。それに対応して、この発明の実施形態では、動作空間と制御空間との間において、供給する媒体のための接続を形成するものとする。
【００１１】
この発明の更なる実施形態では、一方のローター（軸ローター）は、その動作空間と逆側を円球状に構成されており、それに対応する筐体の球形の窪み内に支持されるものとする。この円球内に、ローターの半径方向の支持体を挿入して、その軸方向の回転軸を固定することができる。
【００１２】
この発明の更なる実施形態では、これらのローターの正面側中心領域において、一方のローターには真ん中に球面が有り、その球面は、それに対応する他方のローターの球形の窪み上で支持されるとともに、動作空間を半径方向に対して内側に向かって境界を規定するものとする。一方のローターを軸方向にシフトさせた場合、この領域を介して、動作空間間の損失フローのための接続が更に形成される。
【００１３】
この発明の更なる利点及び有利な実施形態は、以下の記述、図面及び請求項から把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の対象の実施例を図面に図示するとともに、以下において詳しく説明する。
【００１５】
筐体１内には、嵌め込み部材２が捩じれを防止された形で配置されており、その部材内には、ポンプ外から駆動される軸ローター４と協力して動作する対抗ローター３が、回転可能な形、半径方向に動かすことが可能な形及び軸方向にシフト可能な形で配置されている。軸ローター４と対抗ローター３は、互いに対向する正面側に、互いに噛み合う噛合部を有し、その噛合部によって、周知の手法で動作空間が互いに分離されるとともに、その噛合部を介して、対抗ローター３が軸ローター４により駆動される。両ローターの正面側噛合部の中の一方は、サイクロイド形状の横断面を有し、そうすることによって、他方の部分の歯形部の稜線とこのサイクロイド形状の表面との間で曲線的な接続を形成している。ここでは詳しく図示されていない動作空間は、動作中ローター３と４の回転軸間で成す角度にもとづき、その容積を絶えず変化させており、供給作業の内容に応じて、吸気側流路（吸気側キドニージョイント部）と圧力側流路（圧力側キドニージョイント部）と接続される。
【００１６】
対抗ローター３は、すべり軸受けブシュ５内に回転可能な形で配置されており、すべり軸受けブシュ５と対抗ローター３との間には、すべり軸受けシャフト６が配置され、このシャフトは、すべり軸受けブシュ５内において、半径方向及び軸方向に対して支持されるとともに、対抗ローター３と共にすべり軸受けブシュ５内を軸方向にシフトすることが可能となっている。
【００１７】
軸ローター４も、すべり軸受けブシュ７内において、半径方向及び軸方向に対して支持されており、軸ローター４とすべり軸受けブシュ７との間には、駆動軸８の帽子形状に構成された端部が突き出ており、軸ローター４は、この帽子形状の構造内に、それに対応する円筒形の部分を嵌め込んでいる。駆動軸８の帽子形状の部分の底部と軸ローター４の嵌め込まれている部分との間には、バネ１０が配置されており、このバネは、一方では軸８の回転運動の際に軸ローター４を連動させる役割を果たし、他方では軸ローター４を対抗ローター３の方向に付勢している。
【００１８】
筐体１は、その軸８と反対側をカバー１１と１２によって閉鎖されており、内側に有るカバー１１は、一方をすべり軸受けブシュ５上で、他方を外側に有るカバー１２で支持されており、この外側に有るカバーは、ポンプの筐体１を閉鎖する部分としての本来の役割を果たすとともに、外側に向かっては、止め輪９によって、その軸方向の位置に係止されている。
【００１９】
この発明では、対抗ローター３は、軸方向に対して、その回転軸の方向にシフトすることが可能である。この発明では、このシフトは、相応の媒体によって行うことができ、動作空間内に生じた圧力が、それに応じて対抗ローター３に加わる調節力を引き起こすものである。図示した実施例では、この調節力は、液体によって生成された復元力に対抗して作用し、この復元力は、すべり軸受けブシュ５内に嵌め込まれている、対抗ローターの動作空間と逆側の部分に加わる。この対抗力を制御するために、これらの空間間の図示されていない接続が有り、これらの力は、特に、印加されている面積に応じて、互いに調整しなければならない。
【００２０】
軸８の領域には、挿入部１３が、嵌め込み部材２内に密閉された形で配置されており、この挿入部は、すべり軸受けブシュ７を軸方向に対して保持する役割と、更にフローティングリングパッキン１７を収容する役割を果たし、このパッキンの中には、軸８が回転可能な形で配置されている。更に、軸８は、ボールベアリング１８によって、この嵌め込み部材の挿入部１３内で支持されており、嵌め込み部材の挿入部１３と嵌め込み部材２との間及び嵌め込み部材２と筐体１との間には、所要の通り密閉するためのＯリング１６が配備されている。
【００２１】
明細書、特許請求の範囲及び図面に示された特徴のすべては、単独でも、互いに任意に組み合わせても、この発明の本質を成すことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明による実施例としての燃料供給ポンプの縦断面図
【図１】
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【国際調査報告】
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