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Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe für Flüssigkeiten, beispielsweise für Wasser, für Kraftstoffe oder für Öl, insbesondere zur Schmierölversorgung einer Brennkraftmaschine, zur Regelung des Fördervolumenstromes, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Im Stand der Technik sind unterschiedliche Bauformen von Stelleinrichtung für mengenregelbare Zellenpumpe vorbeschrieben. Beispielsweise ist aus der
DE 33 34 919 C2 eine Stelleinrichtung bekannt, umfassend einen Rotorsatz, bestehend aus einem auf einer Antriebswelle angeordneten Innenrotor und einem schwenkbar im Pumpengehäuse gelagerten Steuerschieber, zwischen dem Innenrotor und dem Steuerschieber angeordnete Pumpenkammern, einen am Steuerschieber angeordneten Steuerschieberarm mit einer/mehreren zwischen dem Pumpengehäuse und dem Steuerschieberarm angeordneten Arbeitsfeder/n, welche den Steuerschieber in eine Stellung der maximalen Fördermenge drängt/drängen, und paarweise angeordnete, d. h. einander zugeordnet, sowohl am Steuerschieberarm wie auch im Pumpengehäuse angeordnete, auf den Drehpunkt des Steuerschiebers im Pumpengehäuse bezogene, Abgleitradien, in deren Bereich der Steuerschieberarm im Betriebszustand lediglich mit Spielpassung am Pumpengehäuse beabstandet entlang gleitet, wobei neben den am Steuerschieberarm angeordneten Abgleitradien auch zudem am Umfang des Steuerschiebers und zugeordnet am Pumpengehäuse mindestens ein weiteres Paar von ebenfalls auf den Mittelpunkt des Lagerbolzens bezogenen miteinander in Wirkverbindung tretenden Abgleitradien derart angeordnet sind, dass der Raum zwischen dem Steuerschieber und dem Pumpengehäuse dadurch in mehrere Steuerdruckkammern und eine Saugkammer unterteilt wird, und wobei zur schwenkbaren Lagerung sowohl am Steuerschieber wie auch im Pumpengehäuse jeweils eine Lagerschale zur gemeinsamen Aufnahme eines zugeordneten zwischen der Lagerschale des Steuerschiebers und der Lagerschale des Pumpengehäuses angeordneten Lagerbolzens angeordnet ist, und wobei in jede der Steuerdruckkammern mindestens eine separat ansteuerbare Zu-/Ausströmöffnung mündet und jede der Steuerdruckkammern separat ansteuerbar ist und mit dem Pumpen- oder Hauptkanaldruck beaufschlagt werden kann, und wobei die Saugkammer mit der Saugniere in Verbindung steht und vom Saugkanaldruck beaufschlagt wird, und wobei zwischen dem Steuerschieber oder dem am Steuerschieber angeordneten Steuerschieberarm und dem Pumpengehäuse ein Anschlag angeordnet ist. Bei der bekannten Stelleinrichtung wird eine Abdichtung der Kammern durch einen Dichtungsbolzen erreicht, der durch eine Blattfeder oder einen synthetischen Kautschuk unter einem spitzen Winkel sowohl gegen das Gehäuse als auch gegen die Nutwandung gepresst wird.
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Bei Schmierölpumpen beispielsweise für Kraftfahrzeuge, ist das Fördervolumen für den ungünstigsten Fall, den des Heißleerlaufes ausgelegt. Diese Auslegung gewährleistet, dass bei hoher Öltemperatur (geringer Viskosität) und niedriger Drehzahl die Schmierölversorgung des Verbrennungsmotors sichergestellt ist.
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Dies bedingt jedoch gleichzeitig, dass die Schmierölpumpe für alle anderen Betriebszustände zunächst überdimensioniert ist, so dass aus dieser Auslegung zwangsläufig Leistungs- und somit Wirkungsgradverluste resultieren.
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Zellenpumpen, wie Flügelzellenpumpen oder Pendelschiebermaschinen ermöglichen zwar die Variation des Fördervolumenstromes, jedoch ist trotz dieser Möglichkeit der Volumenstromregelung eine Anpassung der Fördercharakteristik an die Motorschlucklinie des Verbrennungsmotors nur bedingt möglich. Weitere Flügelrad- oder Flügelzellenpumpen sind aus der
WO 2006/045190 A1 und aus der
WO 2006/066405 A1 bekannt.
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Diese vorgenannten Pendelschiebermaschinen sind mit jeweils unterschiedlichen Stelleinrichtungen ausgestattet.
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Nachteilig bei einer derartigen Lagerung ist, dass die zulässige Flächenpressung am Lagerauge sowohl die Dimensionierung des Lagerbolzens wie auch die Auswahl des Werkstoffes für den Steuerschieber stark eingeschränkt, so dass bei dieser Bauform beispielsweise daher auch der Einsatz von kostengünstigen Plastwerkstoffen ausgeschlossen werden muss.
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Andererseits hat der in der
EP 1225 337 B1 wie auch in auch in der
DE 10 2005 006 703 A1 eingesetzte Stellkolben, welcher bei diesen Lösungen mit einem am Steuerschieber angeordneten Stellhebel in Wirkverbindung treten muss, den Nachteil, dass bei diesen Ausführungen zudem die Dimensionierung des Stellhebels und dessen Anordnung am Steuerschieber gleichzeitig die Werkstoffauswahl für den Steuerschieber stark beeinflusst, so dass auch aus diesem Grunde der Einsatz von kostengünstigen Plastwerkstoffen nicht möglich ist.
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In Folge dieses „Einlaufverhaltens” kommt es im Bereich der Ränder des „meist genutzten” Regelbereiches, und zwar dann wenn dieser „meist genutzte” Regelbereich „überschritten, bzw. unterschritten” wird, zu einem ungleichmäßigen (ruckartigen) Regelverhalten der Pumpe.
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Zudem wirken sich bei diesen Bauformen die in den höheren Drehzahlbereichen auftretenden inneren Kräfte des Systems negativ auf das Regelverhalten aus, da im Bereich höherer Drehzahlen Schwingungen am Steuerschieber auftreten und sich dadurch der Stellhebel schwingungsbedingt alternierend kurzzeitig vom Stellkolben abhebt, dabei klappert und das Regelverhalten der Pumpe negativ beeinflusst.
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Eine andere Bauform einer Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Flügelzellenpumpe wird in der
EP 1 043 503 B1 wie auch in
3 der
EP 1043 504 B1 vorbeschrieben.
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Bei diesen Bauformen ist am Steuerschieber ein bogenförmiges Lagersegment angeordnet welches in einer im Gehäuse angeordneten Lagermulde schwenkbar gelagert ist. Auch in diesen Bauformen wird ein gegen eine oder mehrere Federdruckelemente, bzw. ein gemäß der
EP 1043 504 B1 ,
2 gegen den Förderdruck der Pumpe arbeitender Steuerschieber eingesetzt welcher zwar dann in höheren Drehzahlbereichen nicht schwingt („klappert”) doch sonst alle in Verbindung mit dem „Einlaufverhalten” stehenden, bereits beschriebenen Nachteile aufweist.
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Eine andere Bauform einer ebenfalls zwischenzeitlich praxisbewährten Stelleinrichtung für mengenregelbare Zellenpumpe wurden seitens des Erfinders in der
DE 103 52 254 B3 bzw. in der
WO 2005/047703 A1 offenbart.
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Auch in dieser Bauform ist am Steuerschieber ein bogenförmige Lagernase angeordnet welche in einer im Gehäuse angeordneten Lagermulde gleitend schwenkbar gelagert ist.
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Der Steuerschieber ist bei dieser Bauform zwischen einer mit dem Pumpen- oder Hauptkanaldruck beaufschlagten Steuerdruckkammer und einer dem Pumpen- oder Hauptkanaldruck entgegenwirkenden Druckfeder eingespannt.
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Ein Nachteil dieser Bauform besteht in der hohen Fertigungsgenauigkeit der Dicht- und Gleitflächen zwischen dem Gehäuse und dem Schieber sowie in der Veschleißanfälligkeit der Schieberlagerung welche im Dauerbetrieb zu erhöhten Leckageverlusten nicht nur im Heißleerlauf führt.
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Alle vorgenannten Ausführungsformen ermöglichen jedoch nur eine eingeschränkte (von nur einem Parameter abhängige) Regelung, können jedoch in Verbindung mit zusätzlichen Steuerventilen, wie auch in der
DE 10 2005 006 703 A1 vorgeschlagen, auch für eine von mehreren Parameter abhängige (mehrstufige) Regelung eingesetzt werden.
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Zusätzliche Steuerventile können, wie beispielsweise das in der
DE 101 41 786 A1 insbesondere für Konstantförderpumpen vorgeschlagen, als separate Baugruppen angeordnet, aber auch, wie in der Bauform nach der
DE 10 2005 006 703 A1 insbesondere für eine Pendelschiebermaschine vorgeschlagen, im Gehäuse der jeweiligen Pumpe integriert sein.
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Generell erhöhen im Pumpengehäuse integrierte Steuerventile, einerseits infolge der Genauigkeitsanforderungen an den Ventilsitz und die Ventilbohrungen, die bei der Fertigung des Pumpengehäuses anfallenden Kosten. Zudem erhöhen sich dann infolge der Fertigungskosten für den Ventilkolben/Steuerschieber zwangsläufig die Kosten der Pumpenfertigung nochmals.
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Insbesondere der bei der Bauform nach der
DE 10 2005 006 703 A1 eingesetzte Ventilkolben/Steuerschieber, mit einem ersten und einem zweiten Teilkolben, erfordert einerseits wegen der zwischen diesen beiden Teilkolben zwingend erforderlichen Koaxialität und andererseits wegen der zusätzlichen Anordnung der Steuerschräge am Steuerschieber sehr hohe Fertigungskosten, da bereits geringste Abweichungen in der Koaxialität Veränderungen in der Spaltgeometrie des Ventils bewirken wodurch das Regelverhalten des Gesamtsystems stark beeinträchtigt wird.
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Mit zunehmendem Verschleiß beeinflussen sich bei dieser nach der
DE 10 2005 006 703 A1 vorgeschlagenen Lösung zudem die Steuerräume gegenseitig so stark, dass es zu Überströmvorgängen kommt infolge derer sich die Regelcharakteristik der Pumpe in Abhängigkeit des Verschleißes (d. h. der Betriebsstunden) zwangsläufig stark verändert.
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Auch die in der
DE 101 41 786 A1 vorgeschlagene Bauform zur Regelung des Schmieröldruckes einer Konstantförderpumpe erhöht in analoger Weise ebenfalls sehr stark die Herstellungskosten.
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Wird beispielsweise die in der
DE 101 41 786 A1 vorgeschlagene Bauform separat gefertigt und montiert so sinken zwar die Gesamtherstellungskosten, es bedarf jedoch zwangsläufig eines erhöhten Bauvolumens.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe, insbesondere zur Schmierölversorgung eines Verbrennungsmotors, zu entwickeln, welche gegenüber herkömmlichen zur Schmierölversorgung von Verbrennungsmotoren eingesetzten Zellenpumpen einen hohen Wirkungsgrad und eine deutlich reduzierte Leistungsaufnahme aufweist, eine optimale Anpassung des Pumpenvolumenstromes durch eine stufenweise Anpassung der Pumpenkennlinie an die Motorschlucklinie des Verbrennungsmotors ermöglicht, zudem über den gesamten Regelbereich ein gleichmäßiges Regelverhalten gewährleistet, sich in allen Drehzahlbereichen durch einen ruhigen Lauf wie auch durch eine hohe Robustheit gegenüber Verschmutzungen im Fluid auszeichnet, dabei die bei verschiedenen Bauformen von Flügelzellenpumpen durch Schwingungen am Steuerschieber verursachten Druckpulsationen im oberen Drehzahlbereich, wie auch das oftmals damit einhergehende „Klappern” vermeidet, gegenüber herkömmlichen Zellenpumpen keine Bauraumvergrößerung erfordert, sich durch eine hohe Stabilität der einzelnen Baugruppen auszeichnet, störunanfällig ist, nahezu verschleißfrei arbeitet und zudem kostengünstig mit minimiertem Fertigungs- und Montageaufwand hergestellt werden kann, wobei im Rahmen der Fertigung der erfindungsgemäßen Lösung sogar ein Steuerschieber aus Plastwerkstoff eingesetzt werden kann. Von besonderem Interesse ist dabei die Erzielung einer zuverlässigen Abdichtung zwischen dem Steuerschieber und dem Pumpengehäuse.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe nach den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.
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Vorteilhafte Ausführungen, Einzelheiten und auch weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen zur erfindungsgemäßen Lösung.
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Nachfolgend soll nun die Erfindung an Hand von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit drei Figuren näher erläutert werden.
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Es zeigen dabei:
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1: die erfindungsgemäße Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe mit zwei separaten Steuerdruckkammern (11) welche unter Beaufschlagung mit dem Pumpen- bzw. Hauptkanaldruck den Steuerschieber (4) entgegen der Wirkkraft der Arbeitsfeder in die Stellung der minimalen Fördermenge drängen, in der Seitenansicht im Schnitt;
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2: die Einzelheit X aus 1;
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3: die erfindungsgemäße Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe mit zwei separaten Steuerdruckkammern (11), wobei eine der beiden Steuerdruckkammern (11) unter Beaufschlagung mit dem Pumpen- bzw. Hauptkanaldruck den Steuerschieber (4) entgegen der Wirkkraft der Arbeitsfeder (8) in die Stellung der minimalen Fördermenge drängt und die zweite der beiden Steuerdruckkammern (11) derart angeordnet ist, dass diese unter Beaufschlagung mit dem Pumpen- bzw. Hauptkanaldruck den Steuerschieber (4) in die in die Stellung der maximalen Fördermenge drängt (federunterstützender Steuerdruck), in der Seitenansicht im Schnitt.
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Die 1 zeigt eine mögliche Bauform der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe hier eine Pendelschiebermaschine in der Bauform einer Kfz Schmierölpumpe mit zwei separaten Steuerdruckkammern 11 welche unter Beaufschlagung mit dem Pumpen- bzw. Hauptkanaldruck den Steuerschieber 4 entgegen der Wirkkraft der Arbeitsfeder in die Stellung der minimalen Fördermenge drängen, in der Seitenansicht im Schnitt, in der Seitenansicht, im Schnitt.
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Diese mengenregelbare Zellenpumpe mit einem Rotorsatz, bestehend aus einem auf einer Antriebswelle 1 angeordneten Innenrotor 2 und einem schwenkbar im Pumpengehäuse 3 gelagerten Steuerschieber 4, mit zwischen dem Innenrotor 2 und dem Steuerschieber 4 angeordneten Pumpenkammern 5, einem am Steuerschieber 4 angeordneten Steuerschieberarm 6, mit einer zwischen dem Pumpengehäuse 3 und dem Steuerschieberarm 6 angeordneten Arbeitsfedern 7 welche den Steuerschieber 4 in eine Stellung der maximalen Fördermenge drängt, und einem Paar (d. h. einander zugeordnet) sowohl am Steuerschieberarm 6 wie auch im Pumpengehäuse 3 angeordneter, auf den Drehpunkt des Steuerschiebers im Pumpengehäuse 3 bezogener Abgleitradien 8 in deren Bereich der Steuerschieberarm 6 im Betriebszustand am Pumpengehäuse 3, lediglich mit Spielpassung beabstandet, entlang gleitet.
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Wesentlich ist in diesem Zusammenhang, dass erfindungsgemäß am Umfang des Steuerschiebers 4 wie auch zugeordnet am Pumpengehäuse 3 ein weiteres Paar von auf den Drehpunkt des Steuerschiebers, d. h. den Mittelpunkt des Lagerbolzens 10, bezogener miteinander in Wirkverbindung tretender Abgleitradien 8 derart angeordnet ist, dass der Raum zwischen dem Steuerschieber 4 und dem Pumpengehäuse 3 in zwei Steuerdruckkammern 11 und eine Saugkammer 12 unterteilt wird.
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Kennzeichnend ist in diesem Zusammenhang auch, dass in jede der beiden Steuerdruckkammern 11 eine separate ansteuerbare Zu-/Ausströmöffnung 13 mündet und jede der Steuerdruckkammern 11 somit beispielsweise über Magnetventile bedarfsabhängig separat ansteuerbar ist, so daß diese unabhängig voneinander beispielsweise mit dem Pumpen- oder Hauptkanaldruck beaufschlagt werden können.
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Um stets eine zuverlässige Druckbeaufschlagung der Steuerdruckkammern 11 wie auch aller Druckkanäle selbst in der durch Federdruck bewirkten Endlage des Steuerschiebers 4 zu gewährleisten, ist zwischen dem Steuerschieber 4 und dem Pumpengehäuse 3 erfindungsgemäß ein Anschlag 21 angeordnet.
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Erfindungswesentlich ist, dass wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellt, beispielsweise die Saugkammer 12 mit der Saugniere 14 in Verbindung steht und dadurch stets mit dem Saugkanaldruck beaufschlagt wird.
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Somit ermöglicht die hier vorgestellte Lösung einer Kfz Schmierölpumpe mit zwei Steuerdruckkammern 11 und einer Saugkammer 12, dass im unteren Drehzahlbereich zunächst beide Steuerdruckkammern 11 mit Druck beaufschlagt werden.
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In diesem Betriebszustand (beide Steuerdruckkammern 11 sind druckbeaufschlagt) wird der erforderliche Schmierölvolumenstrom für den Heißleerlauf bis beispielsweise zu einer Drehzahl von 1.600 U/min bereitgestellt.
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Die Arbeitsfeder 7 ist dabei so ausgelegt, dass erst nach dem Erreichen dieses Arbeitspunktes die Regelung des Schmierölvolumenstromes mittels deren Federkraft beginnt.
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Bei gegenüber dem bereitgestellten Schmierölvolumenstrom höheren Motorölbedarf (Druck und Fördervolumen) wird dann seitens des Motormanagements eine der beiden Steuerdruckkammer abgeschaltet.
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Seitens des Motormanagements kann bedarfsabhängig beispielsweise auch die zweite Steuerdruckkammer abgeschaltet und gleichzeitig die zuerst abgeschaltete Steuerdruckkammer wieder zugeschaltet werden.
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Durch die infolge der erfindungsgemäßen Lösung möglich werdende Verwendung steiferer Arbeitsfedern und der erfindungsgemäß erzielten, „härteren” Einspannung des Steuerschiebers wie auch der großen Steuerdruckflächen können sich die inneren Kräfte auch bei höheren Drehzahlen deutlich weniger auf das Regelverhalten der erfindungsgemäßen Pumpe auswirken.
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Selbstverständlich können am Umfang des Steuerschiebers 4 neben einer Saugkammer 12 nicht nur zwei sondern auch drei oder mehr separat ansteuerbare Steuerdruckkammern 11 angeordnet werden.
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Infolge dieser erfindungsgemäßen Anordnung wird jedoch nicht nur ohne eine Vergrößerung des Bauraumes, die erforderliche Antriebsleistung durch eine mehrfache stufenweise Anpassung der Pumpenkennlinie an die Motorschlucklinie des Verbrennungsmotors, d. h. durch eine optimale Anpassung des Pumpenvolumenstromes, deutlich reduziert sondern es kann zudem über den gesamten Regelbereich ein gleichmäßiges Regelverhalten gewährleistet werden.
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Mit dieser erfindungsgemäß möglich werdenden Angleichung des seitens der erfindungsgemäßen mengenregelbare Zellenpumpe bereitgestellten Schmierölvolumenstromes an den tatsächlichen Schmierölbedarf des Motors sinkt die Antriebsleistung der erfindungsgemäßen mengenregelbare Zellenpumpe deutlich.
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Die großen Steuerdruckkammern 11 mit ihrem großen Steuerdruckvolumen wirken sich zudem dämpfend auf Druckspitzen und Regelkreisschwingungen aus.
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Gleichzeitig wird in allen Drehzahlbereichen ein deutlich ruhigerer Lauf gewährleistet und auch die durch Schwingungen am Steuerschieber verursachten, im oberen Drehzahlbereich auftretenden Druckpulsationen wie auch das daraus resultierend „Klappern” werden gänzlich vermieden.
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Kennzeichnend ist auch, dass zur schwenkbaren Lagerung sowohl am Steuerschieber 4 wie auch im Pumpengehäuse 3 jeweils eine Lagerschale 9 zur gemeinsamen Aufnahme eines zugeordneten zwischen der Lagerschale 9 des Steuerschiebers 4 und der Lagerschale 9 des Pumpengehäuses 3 angeordneten Lagerbolzens 10 angeordnet ist.
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Infolge der erfindungsgemäßen Anordnung wird so stets eine sichere Auflage und Justierung des Steuerschiebers 4 am Lagerbolzen 10 gewährleistet.
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Diese erfindungsgemäße Lagerung des Steuerschiebers 4 mittels des Lagerbolzens 10 am Pumpengehäuse 3 ist sehr stark belastbar und bewirkt gleichzeitig eine stabile Lagerung bei sehr guter Lagerabdichtung, da der Steuerschieber 4 infolge der Druckbeaufschlagung der Steuerdruckkammern 11 den Lagerbolzen 10 stets fest in den Lagerschalen 9 verspannt.
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Da infolge der erfindungsgemäßen Anordnung der Steuerschieber 4 stets sicher am Lagerbolzen 10 anliegt kann der Steuerschieber 4 auch keine Eigenschwingungen ausführen, so dass auch dadurch der Verschleiß der erfindungsgemäßen Anordnung deutlich reduziert wird.
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Zudem können alle für die erfindungsgemäße Stelleinrichtung erforderlichen Bauteile mit minimiertem Fertigungs- und Montageaufwand kostengünstig hergestellt werden.
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Die hier vorgestellte erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich weiterhin durch eine sehr hohe Stabilität aller Baugruppen der erfindungsgemäßen Anordnung aus, so dass der „kompakt” aufgebaute Steuerschieber 4 sehr kostengünstig sogar aus einem Plastwerkstoff gefertigt werden kann.
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Infolge der erfindungsgemäßen Anordnung sind bei der hier vorgestellten Lösung stets über 50% des Umfanges des Steuerschiebers druckbeaufschlagt, so dass für diese Bereiche gegenüber der „Außenluft” (zwischen Deckel und Gehäuse) keine Gasdichte, beispielsweise durch eine erhöhte Dichtbreite, und/oder einen Mindestabstand der Verschraubungen, und/oder erhöhte Anforderungen an Ebenheit und Oberflächenbeschaffenheit usw., gewährleistet werden muss.
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Zudem werden infolge der erfindungsgemäßen Druckbeaufschlagung der Steuerdruckkammern 11 gleichzeitig kostengünstig die inneren Leckageverluste, d. h. die Leckageverluste durch den Rotorinnendruck (Pumpendruck) aus dem Rotorinnenraum, deutlich reduziert.
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Auch wird der Verschleiß dadurch minimiert, dass alle Kontaktflächen zwischen den Steuerschieber 4 und dem Pumpengehäuse 3 infolge der stetig unterschiedlichen Beaufschlagung der Steuerdruckkammern 11 über den Filter mit Reinöl immer wieder frei gespült werden.
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Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet in Folge dessen sehr zuverlässig und ist dabei sehr robust bei Verschmutzungen im zu fördernden Fluid.
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In der 2 ist die Einzelheit X aus 1 dargestellt. Im Bereich jeder der am Steuerschieber 4 paarweise angeordneten Abgleitradien 8 ist jeweils, wie bereits in 1 und deutlich vergrößert in 2 dargestellt, mindestens eine sich über die Breite des Steuerschiebers 4 erstreckende Dichtnut 15 angeordnet.
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In dieser Dichtnut 15 ist eine Dichtleiste (16) beispielsweise aus Plastwerkstoff angeordnet.
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Auf Grund dieser erfindungsgemäßen Anordnung wird kostengünstig und fertigungstechnisch einfach eine zuverlässige Abdichtung zwischen dem Steuerschieber 4 und dem Pumpengehäuse 3 erreicht.
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In die Bodenfläche 17 der Dichtnut 15 mündet jeweils ein mit einer der benachbarten Steuerdruckkammer 11 in Verbindung stehender Druckkanal 18.
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In der Bodenfläche 17 der Dichtnut 15 sind Einströmrillen 20 angeordnet, die mit dem der jeweiligen Dichtnut 15 zugeordneten Druckkanal 18 in Verbindung stehen, bzw. in die Dichtnut 15 mündet.
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Auf Grund der durch diese erfindungsgemäße Anordnung bewirkten Druckbeaufschlagung der Dichtleisten wird die Abdichtung zwischen dem Steuerschieber 4 und dem Pumpengehäuse 3 nochmals wesentlich verbessert, so dass die Leckageverluste mit vertretbaren Fertigungsaufwand gegenüber herkömmlichen Bauformen gleichzeitig sehr deutlich reduziert werden können.
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Dabei wird durch die druckbeaufschlagten, sich selbst nachstellenden Dichtleisten zudem selbst möglichen Verschleißerscheinungen vorgebeugt, so dass selbst bei Auftreten von Verschleiß beispielsweise an den Dichtleisten sich diese „automatisch Nachstellen” und dadurch selbst ein auftretender Verschleiß sich nicht negativ auf die Regelcharakteristik und das Leckageverhalten der erfindungsgemäßen Zellenpumpe auswirken kann.
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Die 3 zeigt nun eine weitere Bauform der erfindungsgemäßen Stelleinrichtung für eine mengenregelbare Zellenpumpe mit einem Pumpengehäuse 3 und einem in einer Lagerschale 9 des Pumpengehäuses 3 angeordneten, wiederum in seinem Durchmesser sehr groß dimensionierten Lagerbolzen 10, mit dem mittels einer Lagerschale am Lagerbolzen 10 gelagerten Steuerschieber 4, in der Seitenansicht im Schnitt.
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Auch in dieser Bauform der erfindungsgemäßen Lösung werden mit dem im Durchmesser wiederum erfindungsgemäß groß dimensionierten Lagerbolzen 4 sehr große Dicht-/und Anlageflächen bereit gestellt welche gleichzeitig eine geringere Flächenpressung und ein deutlich reduzierten Verschleiß zur Folge haben.
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Auch diese Bauform verfügt über zwei separate Steuerdruckkammern 11 und eine Saugkammer 12.
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Eine der beiden Steuerdruckkammern 11 ist auch bei dieser Bauform so am Umfang des Steuerschiebers 4 so angeordnet, dass diese unter Beaufschlagung mit dem Pumpen- bzw. Hauptkanaldruck den Steuerschieber 4 entgegen der Wirkkraft der Arbeitsfeder 8 in die Stellung der minimalen Fördermenge drängt. Diese Steuerdruckkammern 11 überdeckt den größten Bereich der Mantelfläche des Steuerschiebers 4.
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Die zweite der beiden Steuerdruckkammern 11 hingegen ist bei diesem Ausführungsbeispiel nun derart angeordnet, dass diese bei Beaufschlagung mit dem Pumpen- bzw. Hauptkanaldruck den Steuerschieber 4 in Wirkrichtung der Arbeitsfeder 7 drückt und somit den Steuerschieber 4 in Wirkrichtung der Federkraft der am Steuerschieberarm 6 angreifenden Arbeitsfeder 7, d. h. in die Stellung der maximalen Fördermenge drängt.
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Um wiederum eine zuverlässige Druckbeaufschlagung der Steuerdruckkammern 11 wie auch aller Druckkanäle selbst in der durch Federdruck bewirkten Endlage des Steuerschiebers 4 zu gewährleisten, ist auch in dieser Bauform zwischen dem Steuerschieberarm 6 und dem Pumpengehäuse 3 ein Anschlag 21 angeordnet.
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Wie in der 3 dargestellt, mündet/münden die Saugniere/n 14 in dieser Bauform der erfindungsgemäßen Lösung stirnseitig direkt in die Saugkammer 12.
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Die hier vorgestellte Lösung einer Kfz Schmierölpumpe mit wiederum zwei Steuerdruckkammern 11 und einer Saugkammer 12 ermöglicht, dass im unteren Drehzahlbereich zunächst nur die den größten Bereich der Mantelfläche des Steuerschiebers 4 überdeckende Steuerdruckkammern 11 mit Druck beaufschlagt wird.
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In diesem Betriebszustand wird der erforderliche Schmierölvolumenstrom für den Heißleerlauf bis beispielsweise zu einer Drehzahl von 1.600 U/min bereitgestellt.
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Die Arbeitsfeder 7 ist dabei so ausgelegt, dass erst nach dem Erreichen dieses Arbeitspunktes die Regelung des Schmierölvolumenstromes mittels der Federkraft der Arbeitsfeder 7 beginnt.
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Bei gegenüber dem bereitgestellten Schmierölvolumenstrom höheren Motorölbedarf (Druck und Fördervolumen) wird dann seitens des Motormanagements die zweite Steuerdruckkammer 11 (welche die Wirkrichtung der am Steuerschieberarm 6 angreifenden Federkraft der Arbeitsfeder 7 unterstützt) mit Druck beaufschlagt.
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Auch mittels dieser Bauform einer erfindungsgemäßen Anordnung von mehreren Steuerdruckkammern 12 am Umfang des Steuerschiebers 4 können somit die bereits im Zusammenhang mit der 1 erläuterten erfindungsgemäßen Wirkungen, wie eine optimale Anpassung des Pumpenvolumenstromes durch eine mehrfache stufenweise Anpassung der Pumpenkennlinie an die Motorschlucklinie des Verbrennungsmotors, eine damit in Verbindung stehende deutlich reduzierte Leistungsaufnahme, ein über den gesamten Regelbereich gleichmäßiges Regelverhalten, ein in allen Drehzahlbereichen ruhigen Lauf sowie eine hohe Robustheit gegenüber Verschmutzungen im Fluid. Dabei vermeidet auch die in der 3 vorgestellte Bauform in analoger Weise (zu den Ausführungen in Verbindung mit 1) auch die Schwingungen am Steuerschieber und damit das im oberen Drehzahlbereich oftmals in Verbindung mit Druckpulsationen einhergehende „Klappern”.
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Zudem ist in dieser Ausführungsform die Arbeitsfeder 8 mittels einer schwenkbar im Pumpengehäuse 3 angeordneten Federauflage 19 im Pumpengehäuse 3 gelagert. Diese hier erfindungsgemäß eingesetzte schwenkbare Lagerung der Arbeitsfeder 8 bewirkt eine in Abhängigkeit vom jeweiligen Regelzustand optimale Ausrichtung der Wirkrichtung der Federkraft und unterstützt so eine sichere Auflage und Justierung des Steuerschiebers 4 am Lagerbolzen 10.
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Auch mittels der in diesem Ausführungsbeispiel vorgestellten Bauform der erfindungsgemäßen Lösung können wiederum alle bereits in Verbindung mit der 1 erläuterten Vorzüge, wie Störunanfälligkeit, minimaler Verschleiß, kostengünstige Fertigung und Montage usw. erzielt werden.
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Zudem erfordert die in diesem Ausführungsbeispiel vorgestellte Bauform der erfindungsgemäßen Lösung wiederum keine Bauraumvergrößerung und ermöglicht zudem stabile Gestaltung aller Baugruppen, so dass auch bei dieser Bauform zur Fertigung des Steuerschiebers ein Plastwerkstoff eingesetzt werden kann.