(57)【要約】本発明は、供給要素（３）を駆動する駆動装置（２）と流体圧結合部（５）とを備え、流体圧結合部（５）により駆動装置（２）と供給要素（３）との間のトルクの伝達を制御することができるポンピング装置（１）に関する。本発明の本質は、流体圧結合部（５）の吸込側（６）と加圧側（７）とが結合液搬送流路（８）により互いに接続され、該結合液搬送流路（８）にバルブ装置（９）が接続されていることである。
2015525862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給要素（３）を駆動する駆動装置（２）と流体圧結合部（５）とを有し、流体圧結合部（５）により駆動装置（２）と供給要素（３）との間のトルクの伝達を制御することができるポンピング装置（１）であって、
流体圧結合部（５）の吸込側（６）と加圧側（７）とは、互いに結合液搬送流路（８）により接続され、上記結合液搬送流路には、バルブ装置（９）が接続されていることを特徴とするポンピング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のポンピング装置において、
ポンピング装置（１）はオイルポンプ、真空ポンプ、冷水ポンプ又は燃料ポンプであることを特徴とするポンピング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のポンピング装置において、
バルブ装置（９）は、調整ピストン（１０）を有し、該ピストン（１０）は、ピストンの位置によって、バルブ装置（９）の通過流と流体圧結合部（５）のトルクの伝達とを制御することを特徴とするポンピング装置。
【請求項４】
請求項３に記載のポンピング装置において、
ピストン（１０）は、バネ（１１）により、バルブ装置（９）を塞ぐ位置にプレストレスを与えられていることを特徴とするポンピング装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１つに記載のポンピング装置において、
バルブ装置（９）と流体圧結合部（５）とは流通し、順方向の流通及び逆方向の流通が可能であることを特徴とするポンピング装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１つに記載のポンピング装置において、
結合液搬送流路（８）は、内燃機関のオイルポンプのチャネルダクト内に組み込まれていることを特徴とするポンピング装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のポンピング装置において、
流体圧結合部は、ジロータ方式、内接ギアポンプ方式、外接ギアポンプ方式、振り子スライドポンプ方式又はベーンポンプ方式により動作することを特徴とするポンピング装置。
【請求項８】
請求項３〜７のいずれか１つに記載のポンピング装置において、
バルブ装置（９）のピストン（１０）用の調整装置（１２）が設けられ、該調整装置（１２）は、特にワックス膨張要素、流体圧調整装置、空気圧調整装置、電気的調整装置又は真空ボックスとして構成されていることを特徴とするポンピング装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のポンピング装置において、
流体圧結合部（５）は、ポンピング装置（１）のハウジング（１９）内に組み込まれていることを特徴とするポンピング装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１つに記載のポンピング装置において、
流体圧結合部（５）の流体結合は、流体圧結合部（５）の偏心した構成要素により行われることを特徴とするポンピング装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１つに記載のポンピング装置において、
流体圧結合部（５）におけるトルクの伝達は、機械的及び流体的の両方で行われ、それにより駆動軸（１３）に対する出力軸（１７）の回転速度が増加することを特徴とするポンピング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前文に従い、供給要素を駆動するための駆動装置を備えたポンピング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１によると、従来のポンピング装置として、ポンピング装置の供給要素を駆動する駆動装置と、駆動装置及び供給要素の間のトルクの伝達を制御するジロータ結合部とを有するものが知られている。このような方法で連結が解除される結合装置により、駆動装置から供給要素に全駆動トルクを伝達できるだけでなく、代わりに必要な分だけのトルクも伝達することができる。この方法では、例えば結合板の摩耗ど、従来の結合部において発生していた摩耗現象が発生しない。
【０００３】
特許文献２によると、さらにポンピング装置は、内燃機関用の制御可能な冷却液ポンプとしても知られており、この冷却液ポンプにより、冷却液の温度を正確かつスムーズに連続して調整することができる。冷却液ポンプは、ベアリングハウジング内のポンプベアリングに支持されたポンプシャフトと、ポンプチャンバからベアリングチャンバを封止する封止部材と、ポンプシャフトの滑り軸受に配置された回転自在な回転ポンプホイールとを有する。このポンプホイールは、冷却液の温度に従って、ポンプシャフトに配置された結合部によって駆動される。このとき、上記結合部は、ジロータ結合部として構成されている。
【０００４】
特許文献３からは、例えばジロータ式等の流体圧式に基づき作動する駆動部が知られている。ここでは、真空ポンプが、流体圧機器により、つまり液流が該流体圧機器を通って運ばれることにより駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２３８６７７３号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第１７３６６６９号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第２０３１５０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、一般的なポンピング装置を改良した形態を提供することに関係している。これは、特に、独立した回転方向及び回転速度を正確かつ構造上簡単に制御することにより特徴付けられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によると、上記課題は独立請求項１の主題により解決される。有利な形態は従属請求項の主題である。
【０００８】
本発明は、例えばオイルポンプ、水ポンプ、真空ポンプ、又は自動車では燃料ポンプとして知られるポンピング装置において、駆動装置とインペラ等のポンピング装置の供給要素との間に流体圧結合部、例えばジロータ結合部を設けるという考えに基づいている。この流体圧結合部により、駆動装置と供給要素との間のトルクの伝達を容易に制御及び調整することができる。駆動装置として考慮することはさらなるポンプであり、駆動装置のドライブシャフトには、ベルト車、歯車、チェーンホイール又は類似の駆動要素等が使用される。一方では構造的に簡単であるが、他方では正確でもあるように、流体圧結合部によるトルクの伝達の制御及び調整を可能とするために、ジロータ結合部の吸込側と加圧側とは結合液搬送流路により互いに接続されている。該結合液搬送流路には、オイル等の結合液が流れており、さらに、結合液搬送流路にはバルブ装置が接続されている。実際には、ジロータ結合部についての記載は以下のとおりであり。ジロータ結合部が一般的な流体圧結合部を意味すると理解されることは勿論明らかである。このようなバルブ装置は、位置によってバルブ装置の流通を制御するとともに、そのことでジロータ結合部のトルクの伝達をも制御する例えば調整ピストンを有する。本発明に係るバルブ装置により、一方では構造的に簡単に、他方では非常に正確にジロータ結合によるトルクの伝達を制御することができる。これにより、ジロータ結合部の開閉だけでなく、トルクの一部のみの伝達も可能となる。したがって、例えばポンピング装置の駆動装置が駆動され、トルクがドライブシャフトを介してジロータ結合部の内部歯車に伝達されると、トルクが圧力に依存してジロータ結合部内の流体から外部リングへ伝達され、それからポンピング装置の供給要素に伝達される。全トルクが供給要素に伝達されるためには、結合液搬送流路内のバルブ装置が閉塞される。すると、ジロータ結合により搬送されている流体の圧力が増加し、結合部が閉じる。圧力が増加することにより、トルクは駆動装置からシャフトを介して内部歯車へと伝達され、さらに内部歯車から外部リングへと伝達される。理想的には、ジロータポンプの加圧側は、駆動トルクがオイル等のチャンバ内の流体を介して完全に供給要素に伝達されるように、完全に封止されている。
【０００９】
本発明の解決手段をさらに有利に発展させたものでは、結合液搬送流路は、内燃機関のオイルポンプのチャネルダクトと接続され、内燃機関のオイル回路内に組み込まれている。
【００１０】
本発明の解決手段をさらに有利に発展させたものでは、バルブ装置とジロータ結合部とは流通し、順方向及び逆方向の流通が可能である。この場合、従来から知られている結合部に比べると、上記結合部は両方向に回転して使用可能であり、これにより、ポンピング装置は、理論的には順方向又は逆方向に動作することができ、両方向の回転により、ジロータ結合部におけるトルクの伝達を調整することができる。
【００１１】
便宜上、バルブ装置は、位置によってバルブ装置の流通とジロータ結合部のトルクの伝達とを制御する調整ピストンを有する。バルブ装置のピストンを調整するために、調整装置が設けられ、この調整装置は、特にワックス膨張要素、流体圧調整装置、空気圧調整装置、電気的調整装置又は真空ボックスとして構成されている。上記の様々な形態の調整装置により、本発明に係る流体圧結合部は、柔軟な対応の使用が可能となる。
【００１２】
本発明に係る解決手段のさらに有利な形態では、ジロータ結合部はポンピング装置のハウジング内に組み込まれている。これにより、小型化が可能となる。これは特に現代の狭い内燃機関の区画において有利である。
【００１３】
便宜上、バルブ装置のピストンは、バネによりバルブ装置を塞ぐ位置にプレストレスを与えられている。このようなバネは、いわゆるフェイルセーフ機能を実現させるために用いられる。すなわち、調整装置の故障時に、上記バネは、バルブ装置を塞ぎ、それに伴ってジロータ結合部も閉じるような状態を作る。ジロータ結合部が閉じることで、全トルクが駆動装置から供給要素に伝達される。これが外部に接続されたポンピング装置が伝達できる最大容量である。これにより、特に冷却液ポンプとして構成されている場合に、内燃機関のオーバーヒートを回避することができるために有利である。
【００１４】
本発明のさらに重要な特徴や有利な点は、従属項、図面、及び図面に関する説明から得られる。
【００１５】
上記特徴及び以下で説明する事項は、説明された組み合わせで使用できるだけでなく、本発明の範囲を逸脱することなく、他の組み合わせ又は単独でも使用できることは理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るジロータ結合部の実施形態を示す図である。
【図２】本発明に係るジロータ結合部付きのポンピング装置の断面図である。
【図３】オイルポンプの場合の本発明に係るポンピング装置を示す図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ面に沿った断面図である。
【図５】水ポンプとして構成された、本発明に係るポンピング装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の好ましい実施形態は、図面に概略的に示されるとともに、以下の説明で詳細に説明される。同一の符号は、同一の、又は類似の、或いは機能的に同一の構成要素を示している。
【００１８】
図２〜図５によれば、本発明に係るポンピング装置１は、ポンピング装置１のインペラ４（図５参照）等の供給要素３の駆動用の駆動装置２を有する。ポンピング装置１の搬送量について、できる限り細い制御や個々の調整ができるように、流体圧結合部５、特にジロータ結合部５′（図１参照）が設けられている。これにより、駆動装置２と供給要素３との間でトルクを伝達させることができる。ポンピング装置１は、例えばオイルポンプ（図３又は４参照）、水ポンプ（図５参照）、その他燃料ポンプとして構成されている。
【００１９】
本発明に係るジロータ結合部５において、吸込側６と加圧側７とは、結合液搬送流路８により互いに接続されている。そして、バルブ装置９が結合液搬送流路８に接続されている。バルブ装置９をよく観ると、バルブ装置９は調整ピストン１０を有することが判る。このピストン１０は、位置によりバルブ装置９の流通を制御し、それにより結合部５，５′のトルクの伝達を制御する。また、調整装置１２が、バルブ装置９のピストン１０の調整用に設けられている。この調整装置１２は、特にワックス膨張要素、流体圧調整装置、空気圧調整装置、例えばアンダーボックスとして構成されている。調整装置１２は、動作可能にピストン１０に連結されている。バネ１１も設けられ、これにより、ピストン１０にはバルブ装置９を塞ぐ位置へのプレストレスが与えられる。ここで、バルブ装置９を塞ぐことにより、ポンピング装置１の動作中に結合部５，５′内の圧力が増加するため、全トルクが駆動装置２から供給要素３に確実に伝達される。これにより、例えば内燃機関のオーバーヒートを防止することができるため、特にポンピング装置１を冷却液ポンプとして構成した場合に有利になる。
【００２０】
図１のジロータ結合部５′をよく観ると、ジロータ結合部５′は、バルブ装置９の動作に合わせて、両方向に、すなわち順方向及び逆方向に流通可能であることが判る。ここで、一般的に、完全なポンピング装置１は順方向及び逆方向の両方に動作可能である。
【００２１】
図１によると、ジロータ結合部５′は、図示しない駆動装置２に接続されるドライブシャフト１３を有する。この場合、ドライブシャフトにより外部リング１４がトルクを伝達される。さらに、内部リング１５が設けられ、この内部リング１５は外部リング１４よりも少なくとも１つ以上は歯が少なく、外部リング１４とともに置換え空間１６を取り囲んでいる。ここで、内部リング１５又は外部リング１４のどちらかは偏心状態で取り付けられている。内部リング１５は、例えばシャフト１７による形状適合結合や応力適合結合等の耐トルク結合により、供給要素３と連結されている。
【００２２】
さらに図１から判るように、内部リング１５は外部リング１４に対し偏心して取り付けられている。勿論、一般的に、内部リング１５が駆動装置２に耐トルク状態で接続されていてもよく、そうすると、外部リング１４が供給要素３に耐トルク状態で連結される。
【００２３】
図２を観ると、結合部５，５′の実施形態が判る。引用番号は大部分を図１から引き継いでいる。バルブ装置９を閉じた状態で、可能な限り全てのトルクを伝達するために、ギャップシール１８が設けられている。これにより、不要なバイバス流と置換え空間１６内の圧力損失とを防止することができる。同時に、この領域において、ハウジング１９に対するベアリング２０が形成される。図３及び図４を観ると、本発明に係るジロータ結合部３は、オイルポンプとして構成されたポンピング装置１内にあることが判る。特に図４ではスライディングベアリング２０を容易に観測可能である。
【００２４】
図５には、水ポンプとして構成されたポンピング装置１が、インペラとして構成された供給要素３及び封止部２１と共に示されている。この封止部２１は、結合部５，５′に関して水ポンプを、結合部５，５′が組み込まれたハウジング１９と一緒に封止している。ここでは、結合部５，５′は内部リング１５と、外部リング１４と、ドライブシャフト１３を支持するためのベアリング２２とを有する。さらにカバープレート２３が設けられている。
【００２５】
ポンピング装置１は、本発明に係る結合部５，５′を用いることで、特に正確にかつ問題なく制御可能である。
【００２６】
説明した原理は、内接ギアポンプ、外接ギアポンプ、ベーンポンプ及び振り子スライドポンプ（ＰＳＣ）等に類似の方式で移し換えてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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