DE102007008177B4

DE102007008177B4 - Bypass-Druckbegrenzung für Außenzahnrad-Regelölpumpen

Info

Publication number: DE102007008177B4
Application number: DE102007008177.6A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-08-29
Filing date: 2007-02-19
Publication date: 2015-12-17
Anticipated expiration: 2027-02-20
Also published as: DE102007008177A1

Abstract

Regelölpumpe mit verstellbarer Fördermenge, insbesondere eine Außenzahnrad-Regelölpumpe für die Schmierölversorgung von Verbrennungsmotoren, mit einem Ansaugkanal (20) für die Zuleitung und mit einem unter Förderdruck stehenden Druckkanal (22) für die Ableitung von Förderöl, mit mindestens zwei im Zahneingriff befindlichen Förderzahnrädern (4, 5), mit einer ein Förderzahnrad (5) auf einem Laufbolzen (6) aufnehmenden, axial verstellbaren Verschiebeeinheit (10) zur vom Förderdruck gesteuerten Verstellung des axialen Zahneingriffes der Förderzahnräder (4, 5), mit einem Druckkolben (7) der Verschiebeeinheit (10), der eine Bogenkontur (23) wie auch eine schaltbare Bypassverbindung für Förderöl aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassverbindung als mindestens eine den Druckkolben (7) durchdringende Bypassbohrung (15) ausgebildet ist, die bei einer Verstellposition der Verschiebeeinheit (10) für minimale Fördermenge den Druckkanal (22) mit dem Ansaugkanal (20) verbindet.

Description

Die Erfindung betrifft Außenzahnrad-Regelölpumpen mit veränderlichen Fördermengen für die Schmierölversorgung von Verbrennungsmotoren, die durch eine automatisch an den Ölbedarf des Motors angepasste Ölfördermenge Vorteile in der Pumpenantriebsleistung aufweisen und damit einen Beitrag zur Absenkung des Kraftstoffverbrauches leisten.
Bei Außenzahnrad-Regelölpumpen, beispielsweise bei der DE 10043842 A1 , wird die Variation der Fördermenge durch eine axial veränderliche Überdeckung des Zahneingriffes der Förderzahnräder vorgenommen, wobei eine ein Förderzahnrad aufnehmende Verschiebeeinheit abhängig vom Förderdruck durch axiale Positionsänderung die Fördermengenverstellung vornimmt. Zwecks Sicherstellung des Zahneingriffes und aus Gründen der begrenzt zulässigen Zahnflanken-Flächenpressung darf eine axiale Minimalüberdeckung des Zahneingriffes der Förderzahnräder nicht unterschritten werden. Durch eine dann nicht weiter absenkbare Minimalfördermenge können in bestimmten Betriebssituationen, beispielsweise bei sehr kaltem Öl und hohen Drehzahlen, schädliche Öldrucküberhöhungen auftreten.
Als mögliche Gegenmaßnahme zur Vermeidung von unzulässigen Öldrucküberhöhungen bietet sich die zusätzliche Verwendung eines Überdruckventils an, das bei seiner Öffnung einen Teil der Fördermenge von der Druckseite der Regelölpumpe ableitet.
Alternativ zu einem Überdruckventil kann bei einer Außenzahnrad-Regelölpumpe deren Verschiebeeinheit auch einen Bypasskanal aufweisen. Dieser ist auf der Mantelfläche eines zur Verschiebeeinheit gehörenden Druckkolbens als Ringnut angeordnet, die kurz vor Ende des axialen Verstellhubes der Verschiebeeinheit die Druckseite der Regelölpumpe mit der Saugseite verbindet. Die Ringnut des Druckkolbens erfordert einen zusätzlichen Herstellaufwand und erhöht die Flächenpressungen des Druckkolbens.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Außenzahnrad-Regelölpumpen bei maximaler Fördermengenabregelung zur Begrenzung des Förderdruckes eine einfache Bypassableitung von Förderöl ohne Funktionsnachteile zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend Anspruch 1 in vorteilhafter Weise dadurch gelöst, dass eine im Druckkolben der Verschiebeeinheit angeordnete Bypassbohrung bei maximalem Abregelhub die Druckseite der Regelölpumpe mit deren Ansaugseite verbindet und entsprechend überschüssiges Förderöl zur Ansaugseite zurückführt.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
1: einen Längsschnitt einer Außenzahnrad-Regelölpumpe bei reduzierter Fördermenge mit einer erfindungsgemäßen Bypassbohrung;
2: einen Teilschnitt der Regelölpumpe von 1 bei minimaler Fördermenge;
3: einen Querschnitt der Regelölpumpe von 2 durch die Bypassbohrung;
Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Außenzahnrad-Regelölpumpe bei einer etwa um 50% reduzierten Fördermenge mit einer erfindungsgemäßen Bypassbohrung. Ein Pumpengehäuse 1 weist einen Deckelkolben 2 auf, in dem eine Antriebswelle 3 gelagert ist. Auf der Antriebswelle 3 ist ein erstes Förderzahnrad 4 fixiert, das in kämmendem Zahneingriff mit einem zweiten Förderzahnrad 5 steht. Das Förderzahnrad 5 ist auf einem Laufbolzen 6 gelagert, der rechtsseitig einen Druckkolben 7 und linksseitig einen Federkolben 8 mit einer zugehörigen Feder 9 aufweist. Der Zusammenbau von Förderzahnrad 5, Laufbolzen 6, Druckkolben 7 und Federkolben 8 wird als Verschiebeeinheit 10 bezeichnet, die axial verschiebbar im Pumpengehäuse 1 geführt ist. Rechtsseitig der Verschiebeeinheit 10 weist das Pumpengehäuse 1 eine mit Förderdruck beaufschlagte Druckkammer 11 und linksseitig gegenüberliegend eine die Feder 9 aufnehmende Federkammer 12 auf, die in diesem Ausführungsfall der Regelölpumpe aufgrund einer Öffnung 13 drucklos ist. Die axiale Position der Verschiebeeinheit 10 wird von dem in der Druckkammer 11 wirkenden Förderdruck sowie von der für einen bestimmten Förderdruck ausgelegten Kraft der Feder 9 in bekannter Weise geregelt, wobei ein zu hoher Förderdruck die Fördermenge reduziert bzw. ein zu niedriger Förderdruck die Fördermenge anhebt und dadurch den Förderdruck auf dass Solldruckniveau korrigiert.
Das Pumpengehäuse 1 weist zur Begrenzung der axial veränderlichen Position der Verschiebeeinheit 10 und zur Sicherstellung eines axial minimalen Zahneingriffes der beiden Förderzahnräder 4 und 5 einen Anschlag 14 auf. Zur Vermeidung unzulässig hoher Förderdrücke bei minimaler Fördermenge ist im Druckkolben 7 eine erfindungsgemäße Bypassbohrung 15 angeordnet, die jedoch in der in 1 gezeigten Axialposition der Verschiebeeinheit 10 von einer die Verschiebeeinheit 10 teilweise radial umschließenden Führungskontur 16 des Pumpengehäuses 1 verschlossen ist.
Die 2 zeigt die Regelölpumpe von 1 in einem Teilschnitt, wobei die Verschiebeeinheit 10 in einer Position minimaler Fördermenge dargestellt ist und entsprechend am Anschlag 14 anliegt. In dieser Position der Verschiebeeinheit 10 weist der axiale Zahneingriff der Förderzahnräder 4 und 5 eine gerade noch minimal zulässige Überdeckung auf. Trotz nun minimaler Fördermenge kann der Förderdruck in bestimmten Betriebssituationen, beispielsweise bei sehr niedriger Öltemperatur und hoher Drehzahl, dann ohne Gegenmaßnahmen noch unzulässig hohe Werte annehmen, da sich die Verschiebeeinheit 10 durch den wirksamen Anschlag 14 im Sinne einer weiteren Absenkung der Fördermenge nicht weiter verschieben kann.
Der nicht geschnittene Bereich des Pumpengehäuses 1 zeigt eine Ansicht auf die Ansaugseite der Regelölpumpe mit einem Ansaugkanal 20 in einem Saugflansch 21. Der Ansaugkanal 20 besitzt die gleiche Breite wie das in ihm teilweise sichtbare Förderzahnrad 4, das nur noch minimal mit dem Förderzahnrad 5 in axialem Zahneingriff steht. Im Ansaugkanal 20 ist weiterhin der Druckkolben 7 mit der Bypassbohrung 15 zu sehen. Da die Bypassbohrung 15 nun nicht mehr von der Führungskontur 16 der Verschiebeeinheit 10 abgedeckt ist, steht sie im Druckausgleich mit dem Ansaugkanal 20.
In 3 ist die Regelölpumpe von 2 in einer Schnittdarstellung durch den Bypasskanal 15 dargestellt. Gegenüberliegend zum Ansaugkanal 20 ist ein unter Förderdruck stehender Druckkanal 22 angeordnet, der in diesem Ausführungsbeispiel identisch zum Ansaugkanal 20 ausgebildet ist. Durch die Bypassbohrung 15 stehen der Ansaugkanal 20 und der Druckkanal 22 bei minimaler Fördermenge der Regelölpumpe in Druckverbindung, so dass sich erfindungsgemäß ein den Förderdruck senkender Rückfluss von Förderöl vom Druckkanal 22 zum Ansaugkanal 20 einstellt. Da die Bypassbohrung 15 zwischen einer das Förderzahnrad 4 umschließenden Bogenkontur 23 des Druckkolbens 7 und dem Laufbolzen 6 angeordnet ist, ist ihr ausführbarer Durchmesser begrenzt. Im Sinne einer Entdrosselung der Bypassbohrung 15 kann zumindest ein Ende der Bypassbohrung 15 einen vergrößerten Durchmesser 24 aufweisen. Die Ausgestaltung einer Regelölpumpe mit einer erfindungsgemäßen Bypassbohrung zur Ableitung von Förderöl bei maximaler Fördermengenabregelung vermeidet auf einfache Weise eine Überhöhung des Förderdruckes.

Claims

Regelölpumpe mit verstellbarer Fördermenge, insbesondere eine Außenzahnrad-Regelölpumpe für die Schmierölversorgung von Verbrennungsmotoren, mit einem Ansaugkanal (20) für die Zuleitung und mit einem unter Förderdruck stehenden Druckkanal (22) für die Ableitung von Förderöl, mit mindestens zwei im Zahneingriff befindlichen Förderzahnrädern (4, 5), mit einer ein Förderzahnrad (5) auf einem Laufbolzen (6) aufnehmenden, axial verstellbaren Verschiebeeinheit (10) zur vom Förderdruck gesteuerten Verstellung des axialen Zahneingriffes der Förderzahnräder (4, 5), mit einem Druckkolben (7) der Verschiebeeinheit (10), der eine Bogenkontur (23) wie auch eine schaltbare Bypassverbindung für Förderöl aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassverbindung als mindestens eine den Druckkolben (7) durchdringende Bypassbohrung (15) ausgebildet ist, die bei einer Verstellposition der Verschiebeeinheit (10) für minimale Fördermenge den Druckkanal (22) mit dem Ansaugkanal (20) verbindet.
Regelölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassbohrung (15) des Druckkolbens (7) zwischen seinem ihn fixierenden Laufbolzen (6) und seiner Bogenkontur (23) angeordnet ist.
Regelölpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bypassbohrung (15) an mindestens einem Ende einen vergrößerten Durchmesser (24) aufweist.