(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプケーシング（３）内に支持され、偏心体（２１）を有している軸（９）と、軸（９）にたいして半径方向に配置されるピストン（３５）を収容し、偏心体（２１）を取り囲んでいる定置のピストンリング（２７）とを有し、ピストンリング（２７）が、ピストン（３５）を収容するために偏心体（２１）のほうへ開口している穴（３３）を備え、これらの穴（３３）が、偏心体（２１）とは逆の側の端部においてそれぞれ密閉栓（３７）によって密閉されているラジアルピストンポンプにおいて、
ポンプケーシング（３）が本体（５）とカバー（７）の二つの部分を含み、本体（５）が比較的に頑丈に形成されている環状壁領域（４３）を有し、カバー（７）が比較的に軽量に且つ薄壁に形成され、環状壁領域（４３）がピストンリング（２７）を取り囲み、環状壁領域（４３）の内径とピストンリング（２７）の外径とは、ラジアルピストンポンプ（１）の吸い込み側と連通する液体充填空間（４５）が少なくとも密閉栓（３７）の領域に生じるように選定され、液体充填空間（４５）内の液体は加圧状態にないことを特徴とするラジアルピストンポンプ。
【請求項２】
液体充填空間（４５）が、ピストンリング（２７）を完全に取り囲む環状空間として形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項３】
ポンプケーシング（３）の本体（５）が軸（９）の支持力を吸収していることを特徴とする、請求項１または２に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項４】
ピストンリング（２７）が本体（５）に取り付けられていることを特徴とする、請求項３に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項５】
ピストンリング（２７）が圧力排出穴（７１）を有し、これらの圧力排出穴（７１）に、密封装置（６１）の担持リング（６３）が付設されており、該担持リング（６３）が、圧力排出穴（７１）を密封させる密封板片（６７）を備えていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１つに記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項６】
密封板片（６７）が、弾性細条部（６９）を介して担持リング（６３）と結合されていることを特徴とする、請求項５に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項７】
担持リング（６３）が押しぬき部材として形成され、及び（または）金属から成っていることを特徴とする、請求項５または６に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項８】
ラジアルピストンポンプ（１）によって搬送される高圧の液体がポンプケーシング（３）内に設けた加圧溝（５７）によって受容されるようにポンプケーシング（３）が構成され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１つに記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項９】
加圧溝（５７）が、ラジアルピストンポンプ（１）の吸い込み側と連通するようにポンプケーシング（３）内に設けた吸い込み部分（５１）に比べて小さいことを特徴とする、請求項８に記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項１０】
外部にたいするすべての高圧密封部から流出する液体をポンプ（１）の吸い込み領域へ誘導することにより、前記すべての高圧密封部が低圧密封部を介して保護されていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１つに記載のラジアルピストンポンプ。
【請求項１１】
外部にたいして密封作用をする二つまたは三つのパッキンが設けられ、これらのパッキンはすべて低圧にたいして密封作用を及ぼすことを特徴とする、請求項１０に記載のラジアルピストンポンプ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポンプケーシング内に支持され、偏心体を有している軸と、軸にたいして半径方向に配置されるピストンを収容し、偏心体を取り囲んでいる定置のピストンリングとを有し、ピストンリングが、ピストンを収容するために偏心体のほうへ開口している穴を備え、これらの穴が、偏心体とは逆の側の端部においてそれぞれ密閉栓によって密閉されているラジアルピストンポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のポンプは知られている。本発明が対象とするところのポンプは、特に、搬送体積がいわゆる供給狭窄部または吸い込み絞り部によって制御されるポンプである。制御するのは、ロスを小さくするためである。この種の制御において問題となるのは、吸い込み側に負圧が発生し、キャビテーションが生じることである。キャビテーションが発生すると、ポンプ作動時に比較的大きい騒音が生じる。したがってこの種のポンプは、高圧側に圧力脈動と強い渦が生じるので、大きな騒音が発生するのが特徴でもある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、騒音が少ないラジアルピストンポンプを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するため、ポンプケーシング内に支持され、偏心体を有している軸と、軸にたいして半径方向に配置されるピストンを収容し、偏心体を取り囲んでいる定置のピストンリングとを有し、ピストンリングが、ピストンを収容するために偏心体のほうへ開口している穴を備え、これらの穴が、偏心体とは逆の側の端部においてそれぞれ密閉栓によって密閉されているラジアルピストンポンプにおいて、ポンプケーシングが本体とカバーの二つの部分を含み、本体が比較的に頑丈に形成されている環状壁領域を有し、カバーが比較的に軽量に且つ薄壁に形成され、環状壁領域がピストンリングを取り囲み、環状壁領域の内径とピストンリングの外径とは、ラジアルピストンポンプの吸い込み側と連通する液体充填空間が少なくとも密閉栓の領域に生じるように選定され、液体充填空間内の液体は加圧状態にないことを特徴とするものである。
【０００５】
本発明によれば、ピストンリング（その内部を、ポンプ作動中にピストンが往復動する）は、少なくとも密閉栓とポンプケーシングの内面の間に液体充填空間が得られるように、ポンプケーシングにより取り囲まれているので、密閉栓から出る振動または音波は遮断される。また、ポンプケーシングの本体がピストンリングを取り囲む環状壁領域を有しているので、ピストンから出る騒音をやわらげる。このように、本発明にしたがって液体充填空間と環状壁領域とを設けることにより、密閉栓から出る騒音とピストンから出る騒音とがやわらげられるので、総じてポンプは騒音が少ない作動を行う。
【０００６】
本発明の有利な実施例では、液体充填空間は、ピストンリングを完全に取り囲む環状空間として形成されている。この種の構成は比較的低コストで実現可能である。
【０００７】
また、本発明の有利な実施例では、液体充填空間内にある液体は加圧の状態にないか、或いはラジアルピストンポンプの吸い込み側に関連したわずかな加圧の状態にあるにすぎない。したがって、密閉栓から液体に与えられる振動は、ポンプケーシングの振動が最小に抑えられるほどやわらげられる。
【０００８】
さらに本発明の有利な実施例では、ピストンによって搬送される流体を高圧で排出させるための圧力排出穴は、弾性細条部を有する密封装置により密封されている。弾性細条部は軽量であり、よってポンプ作動中の振動及び流体搬送時の圧力脈動は最小に抑えられ、したがって騒音は低下する。
【０００９】
【実施例】
次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて説明する。
図１に図示したラジアルピストンポンプ１は、ポンプケーシング３を有している。ポンプケーシング３は二つの部分を有し、即ち本体５とカバー７とを有している。本体５は非常に頑丈に形成されており、軸９を担持している。軸９は軸受１１により本体５内に支持され、パッキン１３を備えている。軸端１５には、適当な駆動ホイール１７が相対回転不能に取り付けられている。駆動ホイール１７はラジアルピストンポンプ１を駆動するために用いられる。ラジアルピストンポンプ１は、特に自動車の内燃機関との関連で使用され、適当なベルトを介して駆動される。ラジアルピストンポンプ１は液体に流動を生じさせるために用いられるものであり、即ち、例えば車台を安定させるために使用されるが、一方操舵力を補助するためにも使用される。
【００１０】
軸９は、その回転軸線１９にたいして偏心して配置される偏心体２１と、軸受２３で支持される軸延長部２５とを有している。軸延長部２５は、軸９の残りの部分に同心に配置されている。
【００１１】
偏心体２１の領域には、本体５と相対回転不能に結合されるピストンリング２７が設けられている。ピストンリング２７は、軸受２３及び軸延長部２５を担持している軸受延長部２９と一体的に形成するのが有利である。
【００１２】
ピストンリング２７は、適当な態様で、例えばねじ３１を用いて本体５に相対回転不能に固定されている。ピストンリング２７は、回転軸線１９にたいして半径方向に延びる穴３３を備えている。この穴３３には、回転ピストンポンプ１のピストン３５が半径方向に移動可能に支持されている。穴３３は偏心体２１側において開口しており、逆の側では密閉栓３７により圧密に密閉されている。密閉栓３７の内面には、コイルばね３９が支持されている。コイルばね３９は、内側が中空のピストン３５の底部に当接して押圧力をおよぼす。ピストン３５の底部は、偏心体２１の表面にたいして押圧される。この領域には、適当な支持リング４１を設けることができる。
【００１３】
本体５は、ピストンリング２７を取り囲む環状壁領域４３を有している。環状壁領域４３の内径とピストンリング２７の外径とは、少なくとも密閉栓３７の領域に液体充填空間４５が得られるように互いに同調している。本実施例では、この空間は液体で充填された連続的な環状空間として構成されている。この液体は、ラジアルピストンポンプ１によって吸い込まれる液体４７と流体結合する。流体結合部は、吸い込みダクト４９を介して、液体で充填される吸い込み部分５１と連通している。ラジアルピストンポンプ１の作動中、ピストン３５はこの吸い込み部分５１から液体を吸い込む。このためピストン３５は、その側壁に形成された吸い込み穴５３を備えている。吸い込み穴５３は、ピストン３５がコイルばねによって吸い込み位置に移動したときに吸い込み部分５１と連通する。前記吸い込み位置においてはピストン３５は回転軸線１９のすぐ近くにあり、吸い込み穴５３が穴３３の壁によって閉鎖されることはない。
【００１４】
図１においては、ピストン３５はその最大挿入位置にある。この場合、ピストンの底部は回転軸線１９にたいして最大の間隔を持っている。したがって、吸い込み穴５３を介して吸い込まれた液体は高圧でポンプの高圧領域５５に吐き出され、回転軸線１９に同心に周回している加圧溝５７内へ搬送される。加圧状態にある液体は、ピストンリング２７に設けた穴（図示せず）を介して穴３３から加圧溝５７の中に侵入する。加圧溝５７は、適当な密封装置６１により密封されている。密封装置６１は、加圧状態にある液体が加圧溝５７から穴３３内へ逆流するのを防止する。
【００１５】
ラジアルピストンポンプ１のカバー７は、吸い込み用接続部材５９を備えている。ラジアルピストンポンプ１により吸い込まれた液体（通常は液圧オイル）は、前記吸い込み用接続部材５９を介して、カバー７によって密閉された空間内へ達し、この空間から吸い込み部分５１へ達する。
【００１６】
図２の横断面図からわかるように、ラジアルピストンポンプ１の本実施例では６個のピストン３５が設けられている。これらのピストン３５は、ピストンリング２７に設けた穴３３で案内されている。穴３３は、図１を用いて説明したように、偏心体２１とは逆の側において密閉栓３７で密閉されている。図２からもわかるように、ピストンリング２７の外径はポンプケーシング３の本体５の環状壁領域４３の内径よりも小さい。
【００１７】
さらに図２からわかるように、１２時の位置にある上部のピストン３５は、穴３３の中に最大に挿入されている。一方逆の側にあるピストン３５は、最大に走出した位置にある。偏心体は例えば時計方向に回転し、その結果最下位のピストンの左側にあるピストンは、最下位のピストンよりもいくぶんより深く挿入されている。時計方向において次のピストンはさらに深く穴３３の中に挿入されており、このピストンの内部に含まれる液体は加圧状態にある。この圧力は、このピストンが１２時の位置を占めるまでさらに上昇する。
【００１８】
ラジアルピストンポンプが作動すると騒音が発生する。この騒音は一方では穴３３の内部でのキャビテーションによるものであるが、他方体積流が非常に不均一であるために生じる高い圧力脈動にも起因している。体積流が非常に不均一になることは、吸い込み制御において不可避である。騒音は密閉栓３７を介して周囲に伝えられ、本実施例ではピストンリング２７を完全に取り囲んでいる環状の空間４５に伝えられる。密閉栓３７の振動とこれによって生じる騒音とは、環状空間４５内で過圧状態にない液体によりやわらげられる。ポンプの複数の固定点を有している環状壁領域４３が本体５の一部として比較的に頑丈に構成されているので、環状壁領域４３もピストン３５からでる騒音をやわらげる。したがって、カバー７を比較的に軽量に、薄壁で、よって低コストで構成することができる。
【００１９】
図１からわかるように、カバー７は、低圧にたいして密封作用する、或いは外部にたいして密封作用するパッキン５９を介して、本体５に取り付けられている。ラジアルピストンポンプ１の内部にある液体を周囲にたいして密封するためには、さらに１個のパッキンだけが必要であり、即ち外部または低圧にたいして密封作用するパッキン１３（低圧パッキンともよばれる）を軸９に設けるだけでよい。例えば密閉栓３７の領域において穴３３の内部から流出する液体は外部に到達せず、空間４５内に流入し、よってポンプの吸い込み領域に到達する。加圧溝５７は、本体５に圧着されたピストンリング２７によって密閉される。即ち本体５とピストンリング２７との間には、内側に高圧密封部が与えられている。この高圧密封部は外部にたいしては密封作用をしない。液体が流出すると、液体は外部の周囲には到達せず、ポンプの吸い込み領域内に到達する。このように、本発明によるラジアルピストンポンプ１の構成は密封に関して非常に簡潔に且つ低コストに実現可能である。この実施例（外側の高圧密封部、即ち外部にたいして密封作用する高圧密封部はなく、二つまたは三つの低圧密封部があるにすぎない）により、ポンプの密封を極めて確実に行うことができる。
【００２０】
図２に図示した部材は、既に図１で説明した部材と同一の符号を付したので、図２に関連してこれ以上説明することは省略する。
図３は、図１と図２を用いて既に説明した、加圧溝５７に開口する圧力排出穴を密閉する密封装置６１の部分図である。
【００２１】
密封装置６１は平坦な材料、例えば金属から成っており、押しぬき部材として形成するのが有利である。図示した実施例では、担持リング６３が設けられている。担持リング６３は、その周方向に配分して設けられるほぼＣ字状の複数個の繰り抜き部６５を有している。これらの繰り抜き部６５は型抜き成形で形成されるのが有利である。繰り抜き部６５内には密封板片６７が設けられている。密封板片６７は楕円形に形成されており、幅狭のばね（弾性）細条部６９を介して担持リング６３と結合されている。本実施例では、それぞれの密封板片６７に二つの圧力排出穴７１が付設されている。密封板片６７を円形に形成し、これを圧力排出穴７１の真上に配置してもよい。
【００２２】
密封装置６１の担持リング６３は、圧力排出穴７１が開口している表面にたいして押圧される。これにより、圧力板片６７はそのばね細条部６９の弾性力によって圧力排出穴７１にたいして押圧せしめられ、その結果圧力排出穴７１が密閉されるので、加圧状態にある液体は圧力排出穴７１へ戻ることができない。このように密封板片７１は謂わば逆止弁のごとき作用をする。
【００２３】
全体を薄板部材として形成される密封装置６１は平坦であってもよいが、ばね細条部６９がいくぶん湾曲するか、わずかに屈曲しているのが有利である。薄板部材としての密封装置６１を本体５とピストンリング２７との間に固定すると、圧力排出穴７１を塞ぐばね細条部６９はプレストレスを有する。
【００２４】
担持リング６３の材料、よって密封板片６７の材料を非常に薄く形成できるので、密封板片の重量は非常にわずかである。このように、密封板片６７を圧力排出穴７１から離間させるためには比較的小さな衝撃があればよく、よってラジアルピストンポンプ１の作動中の圧力脈動は非常にわずかである。
【００２５】
圧力排出穴７１から排出される液体は支障なく流出することができ、密封板片６７がほぼＣ字状の繰り抜き部６５から離間すると流出することができる。したがって、液体が液体排出穴７１から流出する際に生じる渦は非常にわずかであり、高圧にある液体の流出時の騒音の発生は最小限に抑えられている。また、密封要素が取付け部にたいして激しくぶつかるときに生じる音（例えば玉シート弁の場合には非常にうるさい）も、本発明においては非常に軽量なので発生しない。
【００２６】
本発明によるラジアルピストンポンプ１は、高圧側での圧力脈動が小さく、渦による騒音の発生が最小限に抑えられるように構成されている。
図１に図示したラジアルピストンポンプ１の構成原理から明らかなように、ポンプケーシング３の非常にわずかな一部分だけが高圧の液体で付勢される。加圧溝５７のサイズが非常に小さいことは図１から明らかである。加圧溝５７の領域における他の脈動はポンプケーシング３に伝えられて極めて小さい振動を生じさせるにすぎず、その結果この点でも騒音の発生は最小限に抑えられている。
【００２７】
図１に示すように、加圧溝５７は通常の排出部７３に連通しており、排出部７３は矢印で示すように適当な消費装置に通じている。
図１ないし図３を用いて説明した本発明によるラジアルピストンポンプ１は、１００バール以上、２００バール以下の高圧にある液体の搬送に使用する場合も、騒音の発生が極めて少ないことが判明した。
【００２８】
重要なことは、ラジアルピストンポンプ１の、高圧の液体が存在している領域が、特にピストンリング２７が、ポンプケーシング３の領域において完全にカプセリングされて配置され、付加的に高圧の液体によって取り囲まれていることである。したがって、ピストンリング２７の振動及び騒音がラジアルピストンポンプ１の周囲にたいしておよぼす影響は非常に少ない。ポンプの騒音源の遮蔽は、ピストンリング２７がポンプケーシング３の頑丈な壁領域によって取り囲まれていること、即ち環状壁領域４３によって完全に取り囲まれていることによっても生じる。また、ポンプケーシング３の内部にピストンリング２７を固定するために必要な力は本体５へ伝えられ、よって振動がケーシングの露出部分、例えば環状壁領域４３に伝えられることがない。
【００２９】
この場合、ラジアルピストンポンプ１の構成が簡潔でコンパクトであることも重要な要因である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるラジアルピストンポンプの縦断面図である。
【図２】図１のラジアルピストンポンプのピストンリングの領域における横断面図である。
【図３】パッキンリングの一部分を示す図である。
【符号の説明】
１    ラジアルピストンポンプ          ３    ポンプケーシング
５    本体                            ７    カバー
９    軸                              ２７  ピストンリング
３７  密閉栓                          ４５  液体充填空間
５７  加圧溝                          ６１  密封装置
６３  担持リンク                      ６７  密封板片
７１  圧力排出穴
【図１】
0004227674.tif 000002
【図２】
0004227674.tif 000003
【図３】
0004227674.tif 000004