(57)【要約】  本発明は、ガス状の媒体のための低圧用ポンプ若しくは真空ポンプであって、サイクロイド部分の歯と協働するように形成された２つのカムを備えており、二重に設けられた圧縮段は互いに接続されており、ポンプ若しくは圧縮機の出力部分は駆動され、かつ別のポンプ若しくは圧縮機の出力部分は同軸に配置されていて、回転連結部を介して一緒に駆動されるようになっている。
2011515617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス状の媒体のための回転ピストンポンプであって、
−  端面歯付き球扇形部として形成されていて軸線方向及び半径方向で支承されかつ駆動装置（１，２，３）に連結された出力部分（１１，１２）を備えており、
−  同様に端面歯付き球扇形部として形成されかつ前記出力部分により駆動されるようになっていて半径方向の同一のシール直径を有する閉鎖部分（１３，１４）を備えており、
−  前記出力部分（１１，１２）の歯と前記閉鎖部分（１３，１４）の歯とのかみ合いにより該構成部分間に形成される作業室を備えており、
−  前記出力部分（１１，１２）及び前記閉鎖部分（１３，１４）はポンプケーシング（５，６）内に半径方向で密に案内されており、かつ特にポンプ作用の形成のために、若しくは低い圧力（負圧）の形成のために、互いに協働する端面に互いに異なる数の歯を有しており、
−  互いに相対して位置しかつ互いに協働する前記歯の歯面と歯形カムとの間の、作業室画定のための線状のかみ合い係合部を有しており、
−  互いに協働する前記構成部分のうちの、サイクロイド部分としての一方の構成部分である前記出力部分（１１，１２）若しくは前記閉鎖部分（１３，１４）の歯は、サイクロイド線に沿って延びる摺動面を有しており、
−  前記サイクロイド部分とかみ合って協働する他方の前記構成部分の歯は、任意の半径で形成された相応の歯形カムを成しており、該歯形カムは、前記サイクロイド部分の歯の歯面に沿って摺動するようになっており、
−  ポンプ（９，１０）を形成する前記出力部分（１１，１２）及び前記閉鎖部分（１３，１４）は、それぞれ二重に設けられており、
−  前記ポンプ（９，１０）は一緒に駆動され、かつ該ポンプの作業室は互いに接続されるようになっている形式のものにおいて、
−  二重に設けられる前記出力部分（１１，１２）は、駆動側で同軸に配置されており、
−  第１の前記出力部分（１１）は、駆動側で同じく同軸にかつモータケーシング（１）内に配置された電動モータ（２，３）（キャンドモータ）によって駆動されるようになっており、
−  第２の前記出力部分（１２）は、前記第１の出力部分（１１）と相対回動不能に結合されていて該第１の出力部分によって一緒に回転させられるようになっていることを特徴とする、ガス状の媒体のための回転ピストンポンプ。
【請求項２】
前記出力部分（１１，１２）間には、該出力部分を前記閉鎖部分（１３，１４）に向けて負荷するための弾性的な手段（１６）を配置してあり、該弾性的な手段は特に、前記出力部分（１１，１２）と同軸に配置されたコイルばね（１６）によって形成されている請求項１に記載の回転ピストンポンプ。
【請求項３】
前記出力部分間の前記相対回動不能な結合のために、該構成部分（１１，１２）間の軸線方向の相対運動を許す差し込み継手が用いられている請求項２に記載の回転ピストンポンプ。
【請求項４】
前記電動モータのモータ回転子（２）及び磁石ユニット（３）を収容する前記モータケーシング（１）は、ほぼ円筒形に形成されており、該モータケーシングの端面は、前記両方のポンプケーシング（５，６）によって閉じられるようになっている請求項１から３のいずれか１項に記載の回転ピストンポンプ。
【請求項５】
回転可能な前記構成部分（２，１１，１２，１３，１４）は、回転軸受（４，１５）を介して前記ケーシング内に配置されている請求項１から４のいずれか１項に記載の回転ピストンポンプ。
【請求項６】
第１の前記出力部分（１１）及び前記閉鎖部分（１３）を含む第１の前記ポンプ（９）は、第２の前記出力部分（１２）を含みかつ同一の回転数で駆動される第２の前記ポンプ（１０）よりも大きな出力容積を有している請求項１から５のいずれか１項に記載の回転ピストンポンプ。
【請求項７】
各他方のポンプ（９，１０）に対する接続部として、若しくは第１の前記ポンプの出口及び第２の前記ポンプの入口に対する接続部として、前記電動モータ（１，２，３）内で磁石ユニット（３）とモータ回転子（２）若しくはモータケーシング（１）との間に形成された環状室が用いられている請求項１から６のいずれか１項に記載の回転ピストンポンプ。
【請求項８】
前記回転ピストンポンプは、自動車のブレーキ力倍力装置用の真空ポンプとして用いられている請求項１から７のいずれか１項に記載の回転ピストンポンプ。
【請求項９】
第１の前記ポンプ（９）の入口に対応して、相応のポンプケーシング（５）に、前記ブレーキ力倍力装置への管路のための接続部（１８）が設けられており、かつ第２の前記ポンプ（１０）の出口に対応して大気への接続部（１７）が設けられている請求項８に記載の回転ピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス状の媒体のための、請求項１の上位概念に記載の形式の回転ピストンポンプに関する。この種の公知（独国特許出願公告第４２４１３２０Ｃ２号明細書）の回転ピストンポンプにおいては、主要構成として、サイクロイド部分とかみ合って協働する構成部分の歯は、サイクロイド部分の歯面に沿って摺動する相応の歯形カムを成しており、歯形カムは自由に規定される半径を有している。これによりポンプとしての使用に際して、閉鎖部分の歯形カムとサイクロイド部分の歯面との間の高いシール性を得ることができ、このことは、特に低圧ポンプ若しくは真空ポンプとしての使用に際して著しく重要である。サイクロイド部分を有するポンプにおいては、出力部分と閉鎖部分とはそれぞれ二重に設けられており、公知のポンプにおいて既に、同一大きさの両方の作業室を互いに接続することも可能である。両方の作業室を互いに接続することにより、出力、つまりポンプ出力は、１つの出力部分だけの作業室を用いる場合に比べて相応に増大される。このような並列接続により、確かに吐出出力は相応に増大される。しかしながら圧力は同じであり、しかも制御され得ない。公知のポンプにおいて、第２の出力部分の連行は、作業部分として共通に用いられる１つのリングを介して行われており、従って、このようなポンプの製造は、ポンプを特に電動モータによって駆動しようとする場合には複雑になっている。
【０００２】
本発明の課題は、ガス状の媒体のための冒頭に述べた形式の回転ピストンポンプを改良して、該回転ピストンポンプが前記公知技術の利点を有していて、更に特に容易に大量生産でき、該回転ピストンポンプにより、特に相応に低い圧力（真空）の形成のために、同期化された２つの作業室を用いることに基づき比較的に広い圧力範囲をカバーできるようにすることである。本明細書において、大気圧は１バールを意味しており、低い圧力は絶対圧０を含み、真空なる記載は、絶対圧０から１０００ミリバールに相当する大気圧約１バールまでを意味している。
【０００３】
前記課題を解決するために、本発明によれば、端面歯と球扇形部とから成るユニットである端面歯付き球扇形部（端面歯付きボールセクター）として形成されていて軸線方向及び半径方向で支承されかつ駆動装置に連結された出力部分を備えており、同様に端面歯と球扇形部とから成るユニットである端面歯付き球扇形部（端面歯付きボールセクター）として形成されかつ前記出力部分により駆動されるようになっていて半径方向の同一のシール直径を有する閉鎖部分を備えており、前記出力部分の歯と前記閉鎖部分の歯とのかみ合いにより該構成部分間に形成される作業室を備えており、前記出力部分及び前記閉鎖部分をポンプケーシング内に半径方向で密に案内してあり、かつポンプ作用の形成のために、若しくは低い圧力又は負圧或いは真空の形成のために、互いに協働する端面に互いに異なる数の歯を有しており、互いに相対して位置しかつ互いに協働する前記歯の歯面と歯形カムとの間の、作業室画定のための線状のかみ合い係合部を有しており、互いに協働する前記構成部分のうちの、サイクロイド部分としての一方の構成部分である前記出力部分若しくは前記閉鎖部分の歯により形成される、サイクロイド線に沿って延びる摺動面を有しており、前記サイクロイド部分とかみ合って協働する他方の前記構成部分の歯により、任意の半径で規定された相応の歯形カムを形成しており、該歯形カムを、前記サイクロイド部分の歯の歯面（摺動面）に沿って摺動させるようになっており、ポンプを形成するための前記出力部分及び前記閉鎖部分を、それぞれ二重に設けてあり、前記ポンプを一緒に駆動し、かつ該ポンプの作業室を互いに接続するようになっている形式の、ガス状の媒体のための回転ピストンポンプにおいて、二重に設けられる前記出力部分は、駆動側で同軸に配置されており、第１の前記出力部分は、駆動側で同じく同軸にかつモータケーシング内に配置された電動モータ若しくはキャンドモータ又は密封型モータによって駆動されるようになっており、第２の前記出力部分は、前記第１の出力部分と相対回動不能に結合されていて該第１の出力部分によって一緒に回転させられるようになっている。
【０００４】
本発明に係る上記回転ピストンポンプの特徴は、二段式ポンプであり、該二段式ポンプにおいて、第１の出力部分が、電動モータの、出力部分に固定された回転部分によって駆動されるようになっているのに対して、電動モータの非回転部分はモータケーシング内に固着されており、第２の出力部分は継手を介して第１の出力部分により連行されて、相応に回転するようになっている。この場合に、両方の出力部分はラジアル軸受を介して、通常の形式でケーシング内に、かつ本発明に基づき特に電動モータのモータケーシング内に回転可能に支承されている。
【０００５】
本発明の有利な実施の形態によれば、両方の出力部分間には、該出力部分を閉鎖部分に向けて負荷する弾性的な手段が配置されており、該弾性的な手段として特に、出力部分と同軸に配置されたコイルばねが用いられている。出力部分と一緒に回転するこのような弾性的な手段により、両方の出力部分は、該出力部分の端面に配置された歯形カムでもって、対応する閉鎖部分の歯に押圧されており、特に歯形カムの丸味により、所望のかみ合い係合部が得られ、このようなかみ合い係合部は、該かみ合い係合部のシール性に基づき、特にガス状の媒体のための使用に際して極めて重要である。
【０００６】
本発明の更に有利な実施の形態によれば、両方の出力部分間の相対回動不能な結合のために、該構成部分間の軸線方向の相対運動を許す差し込み継手が用いられている。このような構成により、一面において弾性的な手段の作用が維持され、他面において継手がわずかな製造及び組立コストで形成される。
【０００７】
本発明の別の実施の形態によれば、電動モータのモータ回転子及び磁石ユニットを収容するモータケーシングは、両方の端面で、それぞれ出力部分及び閉鎖部分を収容する各ポンプケーシングにより閉じられるようになっており、このような構成は、極めて安価な製造及び組立を可能にするだけではなく、後の保守整備を著しく容易にするものである。
【０００８】
本発明の更に有利な実施の形態によれば、電動モータによって直接に駆動される第１の出力部分を含む第１のポンプは、第２の出力部分を含みかつ同一の回転数で駆動される第２のポンプよりも大きな出力容積を有しており、ポンプの前後の接続若しくは直列接続により、二段式ポンプが形成される。例えば低い圧力のポンプ（真空ポンプ）として用いる場合に、第２のポンプのポンプ出口が、大気圧に接続され、かつ第２のポンプの入口が第１のポンプの出口に接続されている。
【０００９】
本発明の別の実施の形態によれば、第１及び第２のポンプの出口と入口とは、電動モータ内でコイルと電機子又は回転子との間に形成された環状室若しくは環状間隙を介して互いに接続されている。
【００１０】
本発明に係る回転ピストンポンプを用いる実施の形態によれば、該回転ピストンポンプは、自動車のブレーキ力倍力装置用の真空ポンプとして用いられており、第１のポンプの入口に対応して、相応のポンプケーシングに、ブレーキ力倍力装置への管路のための管路接続部が設けられている。ブレーキ力倍力装置を用いることによって、周知のように、運転者の踏み力によりブレーキペダルに作用させられる力が、ブレーキ力の微細な調節を損なうことなしに、増強される。ブレーキ力倍力装置のために、以前はオットー・エンジンにおいて、主として吸気圧が用いられており、ディーゼルエンジンにおいてはブレーキ力倍力装置の作動のために特別な真空ポンプが用いられており、アシスト力は運転者の踏み力に比例して形成されるようになっている。本発明により、利点として約１００ミリバールの極めて低い圧力が得られるようになっている。
【００１１】
次に本発明を図示の実施の形態に基づき詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る回転ピストンポンプの縦断面図である。
【図２】図１の回転ピストンポンプの、図１に示す矢印Ｉの方向で見た平面図である。
【図３】本発明に係る回転ピストンポンプが接続される公知の真空式ブレーキ力倍力装置の、該回転ピストンポンプとは異なる寸法比で描かれた縦断面図である。
【００１３】
図１に示す本発明に係る回転ピストンポンプにおいて、円筒状若しくはシリンダー状に形成されたモータケーシング１内には、回転可能な磁石ユニット３が配置されており、該磁石ユニットはモータケーシング１に対して玉軸受４を介して回転可能に支承されている。モータケーシング１の端面には、球扇形若しくは部分球状の内室を有する個別のポンプ９，１０のケーシング５，６が接続されており、ポンプケーシング５，６は、モータケーシング１の端面にねじ結合され、Ｏリングシール７を介してケーシング１，５，６の外部に対して密閉されている。個別のポンプの球扇形若しくは部分球状の内室の軸線は、電動モータの軸線と合致している。ポンプケーシング５，６を電動モータケーシング１に固定するために、ねじ８を用いてあり、該ねじは迅速な分解を可能にするものである。ポンプケーシング５，６内に配置されている両方の個別ポンプ９，１０は、互いに異なる出力容積を有しており、第１のポンプ９の出力容積が第２のポンプ１０の出力容積よりも大きくなっている。両方のポンプ９，１０は、前に述べてある公知技術により知られたものと同じ押し退け機構を有している。押し退け機構は、電動モータにより駆動可能である出力容積の大きい方の出力部分１１若しくは出力容積の小さい方の出力部分１２及び出力容積の大きい方の閉鎖部分１３若しくは出力容積の小さい方の閉鎖部分１４によって形成されている。閉鎖部分１３，１４は、ポンプケーシング５，６内で玉軸受１５に回転可能に支承されている。
【００１４】
出力部分１１，１２は電動モータの回転軸と同軸に配置されているのに対して、閉鎖部分１３，１４は、回転の際のポンプ作業室の必要な容積変化を得るために、つまり、回転中のポンプ作業室の容積の増大若しくは減少を達成するために、回転軸に対して所定の角度をなして支承されており、つまり、閉鎖部分１３，１４の回転軸は、出力部分若しくは電動モータの軸線と交差している。この種の回転ピストン機械の基本的な作動原理は、独国特許出願公告第４２４１３２０Ｃ２号明細書（特表平７−５０１５９７号公報）に記載の内容から理解されるものである。図１において、両方のポンプは、出力部分と閉鎖部分との間に形成される作業室が作図のために選ばれた断面では見えない位置で描かれている。出力部分１１は、モータ回転子２と一緒に回転可能に、該モータ回転子に連結されていて、かつ、出力部分１２の連行のために、図示省略の回転継手を有している。種々の形式の回転継手を用いることができ、重要なことは、回転継手が磁石ユニットに対する軸線方向の運動を許すようになっていることであり、両方の出力部分１１，１２間に配置されたコイルばね１６により、両方の出力部分１１，１２は、該出力部分に配設された閉鎖部分１３，１４に向けて負荷されている。このような軸線方向の負荷により、互いに相対する端面に設けられた歯の歯面と歯形カムとの間の良好なかみ合い係合が達成されている。
【００１５】
第１のポンプ９の大きな出力容積は、互いに協働して吸込及び吐出を行う構成部分、つまり、出力部分１１及び閉鎖部分１３が球面の領域で、容積出力の小さい方の第２のポンプ１０の相応の構成部分１２，１４よりも大きな直径を有していることによって達成される。第１のポンプ９のポンプ出力は、該ポンプの出力容積の大きいことに基づき、下流に接続される第２のポンプ１０のポンプ出力よりも大きくなっており、該第２のポンプは、出口側で大気に接続され、かつ入口側で第１のポンプ９に接続されている。
【００１６】
図２に示してあるように、第２のポンプ１０は大気への出口接続部１７を有している。第１のポンプは、鎖線で示してあるように、入口側で自動車の図３に示してある真空式ブレーキ力倍力装置に接続されている。このようなブレーキ力倍力装置のために、ポンプにより少なくとも５００ミリバールの負圧が形成される。真空式ブレーキ力倍力装置を介して、運転者の踏み力が増強される。このようなアシスト力は、ブレーキの操作の際に踏み力に比例してブレーキ踏み込み操作終了まで増大される。ブレーキ踏み込み操作終了の時点からはアシスト力は、もはや増大されなくなる。
【００１７】
図３に示してあるブレーキ力倍力装置は次に述べるように構成されている。つまり、ダイヤフラム１９が、負圧室２０（圧力の低い方の本来の室）を作業室２１から仕切っており、前記負圧室に第１のポンプの管路１８が開口している。ピストンロッド２２が、導入された踏み力を作業ピストン２３に伝達するようになっているのに対して、増強されたブレーキ力が押圧ロッド２４、ひいては図示省略の主ブレーキシリンダーに作用するようになっている。ブレーキを操作していない場合には、負圧室２０と作業室２１とは、弁ケーシング内の通路を介して互いに接続されている。管路１８を介して低い圧力が両方の室内に作用している。ブレーキ操作を開始すると、ピストンロッド２２は負圧室２０に向かって移動させられて、ダブル弁２５のスリーブを弁座に向けて押圧することになる。これによって、負圧室２０と作業室２１とは互いに遮断される。ピストンロッド２２の引き続く移動に際して、応答ピストン２６がダブル弁２５のスリーブから離れるので、大気圧の空気が作業室２１内に流入することになる。これによって今や作業室内には、負圧室内よりも高い圧力が作用することになる。大気圧はダイヤフラム１９を介して、該ダイヤフラムが装着されているダイヤフラムディスクに作用するようになっている。弁ケーシングがダイヤフラムディスクによって負圧室２０に向けて一緒に移動させられるので、弁ケーシングは踏み力をアシストすることになる。今や、踏み力とアシスト力とがダイヤフラムディスクを圧縮ばねの力に抗して押圧している。これによって、押圧ロッド２４が移動して、出力を主ブレーキシリンダーに向けて伝達するようになっている。ブレーキ過程の終了の後には、負圧室２０と作業室２１とは、互いに再び接続され、その結果、両方の室内には同一の圧力が作用する。（この段落の記載内容は、ブレーキ力倍力装置の製造メーカーの説明書から借用して、ブレーキ力倍力装置における真空ポンプの使用例の説明に用いられるものである）。
【００１８】
明細書、請求の範囲及び図面に記載のすべての構成事項は、単独に用いられ、或いは任意に組み合わせて用いられ得るものである。
【符号の説明】
【００１９】
１  モータケーシング、  ２  モータ回転子、  ３  磁石ユニット、  ４  玉軸受、  ５，６  ポンプケーシング、  ７  Ｏリングシール、  ８  ねじ、  ９，１０  ポンプ、  １１，１２  出力部分、  １３，１４  閉鎖部分、  １５  玉軸受、  １６  コイルばね、  １７  出口接続部、  １８  管路、  １９  ダイヤフラム、  ２０  負圧室、  ２１  作業室、  ２２  ピストンロッド、  ２３  作業ピストン、  ２４  押圧ロッド、  ２５  ダブル弁、  ２６  応答ピストン
【図１】
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【図２−３】
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【国際調査報告】
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2011515617.tif 000009
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