DE102007063035A1

DE102007063035A1 - Ölpumpe eines Motors

Info

Publication number: DE102007063035A1
Application number: DE102007063035A
Authority: DE
Inventors: Shin Suwon Min Sig; Cho Myung Rae; Lee Yongin Hong Wook; Kim Suwon Woo-Tae; Cho Seongnam Jin Woo
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2007-11-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-06-04
Also published as: US7985055B2; US20090208352A1; CN101446287B; KR101028555B1; KR20090055218A; CN101446287A

Abstract

Ein Ausgleichswellenfunktion kann ohne eine Ausgleichswelle durchgeführt werden, wenn eine Ölpumpe aufweist: einen Innenrotor (325), der an einer Welle (205) befestigt ist, und einen Außenrotor (330), der mit dem Innenrotor (325) gedreht wird, wobei mindestens einer von dem Innenrotor und dem Außenrotor einen Schwerpunkt hat, der abseits des Drehzentrums ist.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der Koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2007-0122026 , eingereicht beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum am 28. November 2007, wobei der gesamte Inhalt derselben durch Bezugnahme hierin in diese Anmeldung mit aufgenommen ist.
Die Erfindung betrifft eine Ölpumpe eines Motors. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Ölpumpe, die die Funktion einer Ausgleichswelle bereitstellt.
Die Kurbelwelle ist derart präzise konstruiert, dass sie Vibration ausgleicht, die von der Hin- und Herbewegung eines Kolbens verursacht werden kann. Zum Ausgleichen der Vibration ist die Kurbelwelle mit einem Ausgleichsgewicht auf der entgegengesetzten Seite eines Kurbelarms vorgesehen.
Sogar wenn die Vibration des Motors hauptsächlich von dem Ausgleichsgewicht der Kurbelwelle absorbiert wird, kann davon die Vibration nicht vollständig beseitigt werden. Daher wird typischerweise zum Ausgleichen der restlichen Vibration des Motors der Motor mit einem Schwungrad auf der einen Seite der Kurbelwelle und mit einem Vibrationsdämpfer auf der anderen Seite derselben vorgesehen.
Zusätzlich kann überdies ein Motor mit einem Ausgleichswellenmodul (BSM (balance shaft module)) versehen sein, das zusätzlich die verbleibende Vibration ausgleicht.
Das Ausgleichswellenmodul weist typischerweise zwei zueinander parallel angeordnete Wellen auf. Eine erste Welle der beiden Ausgleichswellen ist gewöhnlich mit einem Antriebsrad versehen, das von der Kurbelwelle über ein Zahnrad oder eine Kette angetrieben wird. Eine zweite Welle der beiden Ausgleichswellen steht gewöhnlich mit der ersten Welle mittels Außen-Zahnrädern im Außen-Eingriff, so dass die zweite Welle von der ersten Welle angetrieben wird. Jede der beiden Wellen ist mit einem Ausgleichsgewicht versehen, d. h. einem Gewicht, das die Welle mit einer Unwucht versieht, so dass die Vibration des Motors durch die Rotation der beiden Wellen ausgeglichen werden kann.
1 ist eine Teilschnittdraufsicht eines konventionellen Ausgleichswellenmoduls.
Wie in 1 gezeigt, weist das Ausgleichswellenmodul ein Antriebsrad 100, eine dritte Welle 105, eine erste Pumpe 110, eine zweite Pumpe 115, ein erstes Zahnrad 120, ein erstes Ausgleichsgewicht 125, eine erste Welle 130, eine zweite Welle 135, ein zweites Ausgleichsgewicht 140, ein zweites Zahnrad 145, ein drittes Zahnrad 150 und ein viertes Zahnrad 155 auf.
Dadurch dass ein derartig komplexes Ausgleichswellenmodul in dem Motor installiert ist, wird der Motor größer und die Herstellungskosten können ansteigen. Daher kann, wenn ein Vibrationsausgleich mit einer einfacheren Anordnung durchgeführt werden kann, eine größere Kraft aus einem kleineren Motor mit weniger Vibration abgeleitet und die Produktionskosten können reduziert werden.
Die im Beschreibungsabschnitt über den technischen Hintergrund der Erfindung offenbarten Informationen dienen nur der Verbesserung des Verständnisses des technischen Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden und die in diesem Land einem durchschnittlichen Fachmann noch nicht bekannt sind.
Die Erfindung wurde mit dem Bemühen gemacht, eine Ölpumpe bereitzustellen, die derart vorteilhaft ist, dass sie eine Ausgleichswellenfunktion ohne Ausgleichswelle bereitstellt.
Eine exemplarische Ausführungsform der Erfindung sieht eine Ölpumpe vor, die an einer Welle, die mit der Kurbelwelle eines Motors mitgedreht wird, montiert ist. Die Ölpumpe weist auf: einen an der Welle fixierten Innenrotor und einen Außenrotor, der mit dem Innenrotor mitgedreht wird, wobei der mindestens eine Rotor des Innen- und Außenrotors einen Schwerpunkt hat, der abseits des Drehzentrums ausgebildet ist.
Ein Drehzentrum des Außenrotors kann abseits von einem Drehzentrum des Innenrotors ausgebildet sein und der Außenrotor und der Innenrotor können über eine Mehrzahl von Schaufeln aneinander gekuppelt sein.
Der Außenrotor kann mit einem Ausgleichsgewicht versehen sein, so dass der Schwerpunkt des Außenrotors abseits vom Drehzentrum des Außenrotors ausgebildet sein kann.
Das Ausgleichsgewicht kann in dem Außenrotor eingesetzt sein.
Das Ausgleichsgewicht kann an einem Innenumfang des Außenrotors ausgebildet sein.
Der Schwerpunkt der geometrischen Gestalt des Außenrotors kann abseits eines Drehzentrums des Außenrotors ausgebildet sein.
Der Innenrotor kann mit einem Ausgleichsgewicht versehen sein, so dass ein Schwerpunkt des Innenrotors abseits von einem Drehzentrum des Innenrotors ausgebildet sein kann.
Das Ausgleichsgewicht kann in dem Innenrotor eingesetzt sein.
Eine derartige Ölpumpe kann ferner aufweisen: einen Schwenkschaft, der an dem Motor fixiert ist, ein Pumpengehäuse, das im drehbaren Eingriff mit dem Schwenkschaft ist und darin den Innen- und den Außenrotor aufnimmt, und eine Antriebsvorrichtung, die das Pumpengehäuse um den Schwenkschaft schwenkt.
Gemäß der exemplarischen Ölpumpe einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung, kann die Funktion der Ausgleichswelle durch bloßes Ändern der Struktur der Ölpumpe ohne Verwendung der Ausgleichswelle realisiert werden.
Daher kann der Motor leichtgewichtig ausgebildet werden und das Herstellungsverfahren und die Produktionskosten können reduziert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer exemplarischen Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt:
1 eine Teilschnittdraufsicht eines konventionellen Ausgleichswellenmoduls,
2 eine Teilschnittdraufsicht eines Ausgleichwellenmoduls, wobei eine Ölpumpe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, und,
3 eine Schnittansicht einer Ölpumpe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
Bezugszeichenliste, die die Hauptelemente in der Zeichnung angibt:

200: Antriebsrad
205, 230: Welle
210: erstes Zahnrad
215, 235: erstes Lager
240: zweites Zahnrad
300: Schwenkschaft
305: Schaufelnut
310: Schaufel
315: Kompressionsraum
320: Auslass
325: Innenrotor
330: Außenrotor
335: Antriebsvorrichtung
340: Elastikelement
342: Vorsprung
345: Gehäuse
350: Einlassraum
355, 356, 357: Ausgleichsgewicht
360: Einlass
365: Drehzentrum des Innenrotors
367: Schwerpunkt des Innenrotors
370: Drehzentrum des Außenrotors
372: Schwerpunkt des Außenrotors

2 ist eine Teilschnittdraufsicht auf ein Ausgleichswellenmodul, wobei eine Ölpumpe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Wie aus 2 ersichtlich, weist ein Ausgleichswellenmodul ein Antriebsrad 200, eine erste Welle 205, ein erstes Zahnrad 210, eine Ölpumpe 220 (hiernach als erste Pumpe bezeichnet) gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung, ein zweites Zahnrad 240, eine zweite Welle 230 und eine Ölpumpe 225 auf (hiernach als zweite Pumpe bezeichnet). Die erste Welle 205 und die zweite Welle 230 sind in Lagern 215 und 235, wie beispielsweise Kugellagern, gelagert.
Das Antriebsrad 200 ist an dem einen Ende der ersten Welle 205 vorgesehen und die erste Pumpe 220 ist an dem anderen Ende der ersten Welle 205 vorgesehen. Das erste Zahnrad 210 ist an der ersten Welle 205 beispielsweise an einer Stelle zwischen dem Antriebsrad 200 und der ersten Pumpe 220 ausgebildet.
Das zweite Zahnrad 240 ist an dem Ende der zweiten Welle 230 vorgesehen und die zweite Pumpe 225 ist an dem anderen Ende der zweiten Welle 230 vorgesehen. Das zweite Zahnrad 240 steht im Außeneingriff mit dem ersten Zahnrad 210, so dass das zweite Zahnrad 240 von dem ersten Zahnrad 210 angetrieben werden kann. Die erste Welle 205 wird von der Kurbelwelle (nicht gezeigt) mittels einer Kette oder einem Riemen angetrieben. Daher drehen sich, wenn der Motor läuft, die erste Welle 205 und die zweite Welle 230 mit der Kurbelwelle.
Die erste Pumpe 220 und die zweite Pumpe 225 schaffen einen Öldruck zum Bewegen von Teilen des Motors. Gemäß der exemplarischen Ausführungsform (siehe 3) sind in der ersten Pumpe 220 und in der zweiten Pumpe 225 Ausgleichsgewichte 355, 356 und 357 ausgebildet, so dass die Vibration des Motors durch eine Betätigung der Pumpen absorbiert werden kann.
Gemäß der exemplarischen Ausführungsform sind die erste Pumpe 220 und die zweite Pumpe 225 symmetrisch zueinander ausgebildet. Daher wird in der folgenden Beschreibung nur die erste Pumpe 220 im Detail unter Bezugnahme auf 3 beschrieben, da die zweite Pumpe 225 aus der detaillierten Beschreibung der ersten Pumpe 220 ersichtlich ist.
3 ist eine Querschnittsansicht einer Ölpumpe gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung.
Wie in 3 gezeigt, weist die erste Pumpe 220 einen Innenrotor 325, eine Schaufel 310, einen Außenrotor 330, Ausgleichsgewichte 355, 356 und 357, ein Gehäuse 345, einen Schwenkschaft 300, einen Vorsprung 342, ein Elastikelement 340 und eine Antriebsvorrichtung 335 auf.
Der Innenrotor 325 ist am Außenumfang der ersten Welle 205 montiert und der Innenrotor 325 wird mit der ersten Welle 205 mitgedreht. D. h. der Innenrotor 325 ist an der ersten Welle 205 fixiert.
Eine Mehrzahl von Schaufelnuten 305 zum Einstecken von Schaufeln sind in dem Innenrotor 325 ausgebildet. Die jeweilige Schaufelnut 305 ist am Außenumfang des Innenrotors 325 hin zur Mitte der ersten Welle 205 ausgebildet, d. h. die jeweilige Schaufelnut 305 erstreckt sich radial vom Außenumfang des Innenrotors 325 hin zu der ersten Welle 205. Ferner sind die Mehrzahl von Schaufelnuten 305 im gleichen Winkelabstand zueinander angeordnet.
Der Außenrotor 330 umgibt den Innenrotor 325. Ein Raum ist zwischen dem Innenumfang des Außenrotors 330 und dem Außenumfang des Innenrotors 325 ausgebildet. Eine Mehrzahl von Schaufeln 310 sind zwischen dem Außenrotor 330 und dem Innenrotor 325 vorgesehen. Gemäß einer derartigen Anordnung ist der Außenrotor 330 mit dem Innenrotor 325 drehbar.
Ein Ende jeder Schaufel 310 ist an dem Innenumfang des Außenrotors 330 fixiert und das andere Ende der Schaufel 310 ist in die Schaufelnut 305 des Innenrotors 325 eingesetzt. Daher weist, wie in 3 gezeigt, die erste Pumpe 220 (und ebenfalls die zweite Pumpe 225) gemäß der exemplarischen Ausführungsform die Basis-Anordnung einer Schaufelpumpe auf.
Das Gehäuse 345 umgibt den Außenrotor 330. Der Außenrotor 330 wird durch Verschieben entlang des Innenumfangs des Gehäuses 345 gedreht. Das Gehäuse 345 ist derart angeordnet, dass es über die Schwenkachse 300 geschwenkt werden kann.
Der Vorsprung 342 ist an der dem Schwenkschaft 300 entgegengesetzten Seite ausgebildet. Der Vorsprung 342 wird von dem Elastikelement 340 und der Antriebsvorrichtung 335 angestoßen.
Es ist verständlich, dass das Elastikelement 340 zum Absorbieren einer unnötigen, scharfen Vibration der ersten Pumpe 220 vorgesehen ist und kann, falls erforderlich, weggelassen werden.
Die Antriebsvorrichtung 335 kann nach jeder Anordnung ausgebildet sein, die den Vorsprung 342 auf und ab bewegt, so dass das Gehäuse 345 um den Schwenkschaft 300 geschwenkt werden kann.
Wie in 3 gezeigt, ist der Abstand zwischen dem Außenumfang des Innenrotors 325 und des Innenumfangs des Außenrotors 330 winkelabhängig. Detaillierter ist, wie aus 3 ersichtlich, der Abstand zwischen dem Außenumfang des Innenrotors 325 und des Innenumfangs des Außenrotors 330 über dem Innenrotor 325 größer als unter dem Innenrotor 325. Durch eine derartige Anordnung kann die erste Pumpe 220 als Ölpumpe funktionieren.
In 3 sind die Einlässe 360, durch welche das Öl hineinströmt in einem oberen Bereich der ersten Pumpe 220, und die Auslässe 320, durch welche das Öl herausströmt, in einem unteren Bereich der ersten Pumpe 220 ausgebildet, wobei die Einlässe und Auslässe zwischen dem Innenrotor 325 und dem Außenrotor 330 angeordnet sind.
Gemäß der exemplarischen Ausführungsform sind das Gehäuse 345 und der Außenrotor im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn mit dem Schwenkschaft 300 als Zentrum schwenkbar, indem der Vorsprung 342 von dem Antriebselement 335 bewegt wird.
Die Pumpkapazität der ersten Pumpe 220 nimmt ab, wenn das Gehäuse 345 im Uhrzeigersinn gedreht wird, und die Pumpkapazität der ersten Pumpe 220 nimmt zu, wenn das Gehäuse 345 gegen den Uhrzeigersinn bewegt wird.
Die Ausgleichsgewichte 355 und 356 sind an dem Außenrotor 330 derart ausgebildet, dass der Schwerpunkt 372 des Außenrotors 330 außerhalb des Drehzentrums 370 des Außenrotors ist. Detaillierter ist das Ausgleichsgewicht 355 in den Außenrotor 330 nahe dem Außenrand desselben eingesetzt und das Ausgleichsgewicht 356 des Außenrotors 330 ist an dem Innenumfang ausgebildet, der benachbart zu dem Ausgleichsgewicht 355 ist. In der in der 3 gezeigten Ausführungsform weist das Ausgleichsgewicht 355 drei im Querschnitt kreisförmige Gewichte auf, wobei das Ausgleichsgewicht 356 ein im Querschnitt rechteckiges Gewicht ist. Beispielsweise können die Ausgleichsgewichte 355 und 356 aus einem schwereren Material als der Außenrotor 330 ausgebildet werden.
Das Ausgleichsgewicht 357 ist an dem Innenrotor 325 derart ausgebildet, dass der Schwerpunkt 367 des Innenrotors 325 außerhalb des Drehzentrums 365 des Innenrotors ist, wobei in der dargestellten Ausführungsform das Ausgleichsgewicht 357 zwei im Querschnitt kreisförmige Gewichte aufweist, die gegenüberliegend zu den Ausgleichsgewichten 355 und 356 nahe des Umfangsrandes des Innenrotors angeordnet sind. Beispielsweise kann das Ausgleichsgewicht 357 aus einem Material schwerer als das des Innenrotors 325 ausgebildet sein.
Zusätzlich wird der Schwerpunkt 372 des Außenrotors 330 wegen dessen geometrischen Gestalt weg von dem Drehzentrum 370 des Außenrotors 330 gebracht. Beispielsweise ist, wie aus 3 ersichtlich, der Außenrotor 330 in einem Bereich dicker, wo das Ausgleichsgewicht 355 ausgebildet ist, und ist an dem dazu gegenüberliegenden Bereich dünner ausgebildet.
Durch eine derartige Anordnung ist der Schwerpunkt 367 des Innenrotors 325, obwohl sein Drehzentrum 365 im Zentrum der ersten Welle 205 ist, weg von und über das Drehzentrum 365 verlagert.
Zusätzlich ist, da der Außenrotor 330 exzentrisch bezüglich der ersten Welle 205 angeordnet ist, das Drehzentrum 370 über dem Zentrum der ersten Welle 205 ausgebildet. Wegen der geometrischen Gestalt des Außenrotors 330 und zusätzlich wegen der Ausgleichsgewichte 355 und 356 ist der Schwerpunkt 372 des Außenrotors 330 über dem Drehzentrum 370 des Außenrotors 330 ausgebildet.
Daher erzeugt die Unwuchtposition des Schwerpunktes des Außenrotors 330, wenn die erste Welle 205 gedreht wird, eine Vibrationskraft und zusätzlich dazu erzeugt die Unwuchtposition des Schwerpunktes des Innenrotors ebenfalls eine zusätzliche Vibrationskraft.
Eine derartige Vibrationskraft kann zum Aufheben der Vibration des Motors verwendet werden, die durch die Drehung der Kurbelwelle verursacht wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- KR 10-2007-0122026 [0001]

Claims

Ölpumpe, die an einer Welle montiert ist, die von der Kurbelwelle eines Motors gedreht wird, wobei die Ölpumpe aufweist: einen Innenrotor, der an der Welle befestigt ist, und einen Außenrotor, der mit dem Innenrotor mitrotiert wird, wobei mindestens einer von dem Innenrotor und dem Außenrotor einen Schwerpunkt hat, der außerhalb des Drehzentrums liegt.
Ölpumpe gemäß Anspruch 1, wobei das Drehzentrum des Außenrotors außerhalb von einem Drehzentrum des Innenrotors liegt, und der Außenrotor und der Innenrotor mittels einer Mehrzahl von Schaufeln miteinander gekuppelt sind.
Ölpumpe gemäß Anspruch 1, wobei der Außenrotor mit einem Ausgleichsgewicht versehen ist, so dass der Schwerpunkt des Außenrotors außerhalb von dem Drehzentrum des Außenrotors liegt.
Ölpumpe gemäß Anspruch 3, wobei das Ausgleichsgewicht in den Außenrotor eingesetzt ist.
Ölpumpe gemäß Anspruch 3, wobei das Ausgleichsgewicht an einer Innenfläche des Außenrotors ausgebildet ist.
Ölpumpe gemäß Anspruch 1, wobei der Schwerpunkt der geometrischen Gestalt des Außenrotors außerhalb von dem Drehzentrum des Außenrotors liegt.
Ölpumpe gemäß Anspruch 1, wobei der Innenrotor mit einem Ausgleichsgewicht versehen ist, so dass der Schwerpunkt des Innenrotors außerhalb von dem Drehzentrum des Innenrotors ist.
Ölpumpe gemäß Anspruch 7, wobei das Ausgleichsgewicht in dem Innenrotor eingesetzt ist.
Ölpumpe gemäß Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Schwenkschaft, der an dem Motor fixiert ist, ein Pumpengehäuse, das mit dem Schwenkschaft im schwenkbaren Eingriff steht und den Innenrotor und den Außenrotor aufnimmt, und eine Antriebsvorrichtung, die das Pumpengehäuse um den Schwenkschaft schwenkt.
Ölpumpe gemäß Anspruch 3, ferner aufweisend: einen Schwenkschaft, der an dem Motor fixiert ist, ein Pumpengehäuse, das mit dem Schwenkschaft im schwenkbaren Eingriff steht und den Innenrotor und den Außenrotor aufnimmt, und eine Antriebsvorrichtung, die das Pumpengehäuse um den Schwenkschaft schwenkt.
Ölpumpe gemäß Anspruch 6, ferner aufweisend: einen Schwenkschaft, der an dem Motor fixiert ist, ein Pumpengehäuse, das mit dem Schwenkschaft im schwenkbaren Eingriff steht und den Innenrotor und den Außenrotor aufnimmt, und eine Antriebsvorrichtung, die das Pumpengehäuse um den Schwenkschaft schwenkt.
Ölpumpe gemäß Anspruch 10, ferner aufweisend: einen Schwenkschaft, der an dem Motor fixiert ist, ein Pumpengehäuse, das mit dem Schwenkschaft im schwenkbaren Eingriff steht und den Innenrotor und den Außenrotor aufnimmt, und eine Antriebsvorrichtung, die das Pumpengehäuse um den Schwenkschaft schwenkt.