DE102009048320A1 - lubricant pump - Google Patents

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Thomas Zirkelbach
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Mahle International GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schmierstoffpumpe (1), insbesondere eine Zellenpumpe, zur Versorgung eines Verbrennungsmotors mit Schmierstoff, insbesondere mit Öl, - mit einem darin angeordneten und von einer Feder (8) vorgespannten Schieber (6), über welche eine Förderleistung der Schmierstoffpumpe (1irkenden Regeldruckkammer (14), welche in der Schmierstoffpumpe (1) angeordnet und mit Druck beaufschlagt ist und dadurch den Schieber (6) entgegen der Feder (8) verstellt, - wobei zwischen der Regeldruckkammer (14) und einer Dämpfungskammer (13) eine Verbindung (16) zum Ausgleich von Druckschwankungen und damit zur Dämpfung vorgesehen ist, oder - wobei zwischen der einer Dämpfungskammer (13) und einer Saugkammer (17) eine Verbindung (16') zum Ausgleich von Druckschwankungen und damit zur Dämpfung vorgesehen ist.The invention relates to a lubricant pump (1), in particular a cell pump, for supplying an internal combustion engine with lubricant, in particular oil, with a slide (6) arranged therein and pretensioned by a spring (8), via which a delivery rate of the lubricant pump (1activates) Control pressure chamber (14), which is arranged in the lubricant pump (1) and pressurized and thereby displaces the slide (6) against the spring (8), - with a connection (13) between the control pressure chamber (14) and a damping chamber (13) 16) is provided to compensate for pressure fluctuations and thus for damping, or - a connection (16 ') for compensating for pressure fluctuations and thus for damping is provided between a damping chamber (13) and a suction chamber (17).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmierstoffpumpe, insbesondere eine Zellenpumpe, zur Versorgung eines Verbrennungsmotors mit Schmierstoff, beispielsweise Öl.The present invention relates to a lubricant pump, in particular a cell pump, for supplying an internal combustion engine with lubricant, for example oil.

Der Einsatz von mengengeregelten Schmierstoffpumpen in Verbrennungsmotoren ist seit langem Stand der Technik, um beispielsweise eine Fördermenge und einen Druck an den Bedarf der jeweiligen Bedürfnisse des Verbrennungsmotors anpassen zu können. Eine derartige Anpassung erfolgt meist über das Beaufschlagen eines Schiebers innerhalb der Schmierstoffpumpe mit einem aus einer Hauptölgalerie des Verbrennungsmotors stammenden Öldruck. Der Nachteil einer derartigen Steuerung liegt jedoch darin, dass der Schieber aufgrund von starken Druckpulsationen in der Hauptölgalerie des Verbrennungsmotors aufschwingen kann, wodurch unerwünschte Pulsationen und Schwingungen im Bereich der Schmierstoffpumpe hervorgerufen werden können.The use of volume-controlled lubricant pumps in internal combustion engines has long been state of the art, for example, to be able to adapt a delivery rate and pressure to the needs of the respective needs of the internal combustion engine. Such adaptation usually takes place via the application of a slide within the lubricant pump to an oil pressure originating from a main oil gallery of the internal combustion engine. However, the disadvantage of such a control is that the slide can swing open due to strong pressure pulsations in the main oil gallery of the internal combustion engine, whereby undesirable pulsations and vibrations in the area of the lubricant pump can be caused.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine Schmierstoffpumpe anzugeben, welche insbesondere auf Grund ihrer Konstruktionsweise in der Lage ist derartige Schwingungen bzw. Pulsationen zu dämpfen.The present invention therefore deals with the problem of providing a lubricant pump, which is able to damp such vibrations or pulsations, in particular due to their design.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Schmierstoffpumpe zwischen zwei an sich voneinander getrennten Kammern, beispielsweise einer Regeldruckkammer und einer Dämpfungskammer, eine Verbindung vorzusehen, durch welche Druckschwankungen ausgeglichen und dadurch eine gewisse Dämpfung erreicht werden kann. Innerhalb der Schmierstoffpumpe ist dabei in bekannter Weise ein von einer Feder vorgespannter Schieber angeordnet, über den eine Förderleistung der Schmierstoffpumpe regelbar ist. Auf diesen von der Feder vorgespannten Schieber wirkt ein hydraulischer Druck in der Regeldruckkammer, wobei der Schieber bei steigendem Druck innerhalb der Regeldruckkammer entgegen der Feder verstellt wird. In einer zweiten auf den Schieber wirkenden Druckkammer, die beispielsweise als Dämpfungskammer ausgebildet ist, liegt dabei auch ein hydraulischer Druck an. Zwischen diesen beiden Druckkammern ist nun gemäß einer ersten alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung eine kommunizierende Verbindung, beispielsweise in der Art eines Verbindungskanals vorgesehen, wodurch Druckschwankungen und insbesondere Druckpulsationen von einer Druckkammer in die andere weiter gegeben und dadurch ausgeglichen bzw. zumindest gedämpft werden können. Die Verbindung, z. B. in Form einer kleinen Bohrung, wirkt dabei als Dämpfungsdrossel. Das Öl muss durch die Verbindung/Bohrung und wird auch durch die Verbindung/Bohrung hindurch gepresst. Der zumindest ein Verbindungskanal kann dabei als einfach herzustellende Bohrung in einem Gehäuse der Schmierstoffpumpe ausgebildet sein. Alternativ hierzu kann eine Verbindung auch zwischen der Dämpfungskammer und einer Saugkammer angeordnet sein, wobei dann der Verbindungskanal nicht im Gehäuse, sondern vielmehr im Schieber selbst angeordnet ist, was die Herstellung nochmals vereinfacht. Bei einer dritten Alternative kann eine Verbindung auch als angeformter Kanal im Schieber oder im Gehäuse, im Spezialfall sogar als Spalt definiert sein. Der angeformte Kanal kann bereits in den Gussrohformen integriert sein. Bei einer weiteren alternativen Ausführung kann eine kleine geeignete Bohrung auch eines der Volumina, das heißt die beispielsweise die Saugkammer und/oder die Druckkammer, mit einem extern angebrachten Volumen, das Außen am Gehäuse befestigt wird, verbinden.The present invention is based on the general idea, in a lubricant pump between two separate chambers, for example, a control pressure chamber and a damping chamber to provide a connection, compensated by which pressure fluctuations and thereby a certain damping can be achieved. Within the lubricant pump, a slide biased by a spring is arranged in a known manner, via which a delivery rate of the lubricant pump can be regulated. On these biased by the spring slide a hydraulic pressure in the control pressure chamber acts, the slider is adjusted with increasing pressure within the control pressure chamber against the spring. In a second acting on the slide pressure chamber, which is for example designed as a damping chamber, while there is also a hydraulic pressure. Between these two pressure chambers, according to a first alternative embodiment of the solution according to the invention, a communicating connection is provided, for example in the manner of a connecting channel, whereby pressure fluctuations and in particular pressure pulsations can be passed on from one pressure chamber to the other and thereby compensated or at least damped. The compound, for. B. in the form of a small hole, acts as a damping throttle. The oil must pass through the connection / bore and is also pressed through the connection / bore. The at least one connecting channel can be formed as a simple bore to be produced in a housing of the lubricant pump. Alternatively, a connection between the damping chamber and a suction chamber may be arranged, in which case the connecting channel is not arranged in the housing, but rather in the slider itself, which further simplifies the production. In a third alternative, a connection can also be defined as a molded channel in the slide or in the housing, in the special case even as a gap. The molded channel can already be integrated in the Gussrohformen. In a further alternative embodiment, a small suitable bore may also connect one of the volumes, i.e., for example, the suction chamber and / or the pressure chamber, to an externally mounted volume which is externally attached to the housing.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Verbindung kann somit ein Dämpfer geschaffen werden, der die in der Schmierstoffpumpe auftretenden Schwingungen bzw. Pulsationen weitgehend dämpft. Selbstverständlich kann dabei alternativ zu der Ausführung der Verbindung als Verbindungskanal auch eine Art Freischliff im Bereich zwischen dem Schieber und dem Gehäuse der Schmierstoffpumpe vorgesehen sein, der ebenfalls einen Druckausgleich ermöglicht und dadurch eine schwingungs- und pulsationsdämpfende Wirkung entfaltet, indem dieser beispielsweise die Dämpfungskammer mit der Regeldruckkammer oder mit der Saugkammer kommunizierend verbindet. Der Durchmesser der Verbindung als Bohrung oder Kanal sollte möglichst klein sein damit eine effektive Dämpfung erreicht wird, jedoch sollte der Durchmesser auch nicht zu klein sein, da sich sonst das Ansprechverhalten der Pumpe ändert. Ziel ist es dabei die Schwingungen des Schiebers zu dämpfen.By virtue of the connection provided according to the invention, a damper can thus be provided which largely damps the vibrations or pulsations occurring in the lubricant pump. Of course, it may alternatively be provided as a connection channel as a connection channel also a kind of freischliff in the area between the slide and the housing of the lubricant pump, which also allows pressure equalization and thereby unfolds a vibration and pulsation damping effect by this example, the damping chamber with the Control pressure chamber or communicating with the suction chamber connects. The diameter of the connection as a bore or channel should be as small as possible so that an effective damping is achieved, however, the diameter should not be too small, otherwise the response of the pump changes. The aim is to dampen the vibrations of the slider.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige 1 zeigt eine erfindungsgemäße Schmierstoffpumpe.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description. The only 1 shows a lubricant pump according to the invention.

Entsprechend der 1, weist eine erfindungsgemäße Schmierstoffpumpe 1 eine Welle 2 auf, an welcher ein Rotor 3 drehfest angeordnet ist. Der Rotor 3 ist dabei über einzelne Pendel 4 mit einem Käfig 5 wirkungsverbunden, wobei der Käfig 5 in einem Schieber 6 geführt ist. Der Schieber 6 seinerseits ist schwenkbar um einen Lagerstift 7 gelagert und mittels einer Feder 8 vorgespannt. Die Feder 8, beispielsweise eine Regelfeder, stützt sich dabei einenends am Schieber 6 und anderenends an einer Federgegenlage 9 am Gehäuse 10 der Schmierstoffpumpe 1 ab. Durch ein Verdrehen des Schiebers 6 um den Lagerstift 7 kann eine Förderleistung der erfindungsgemäßen Schmierstoffpumpe 1 reguliert werden, indem beispielsweise die Volumina eines Druckraums 11 und eines Saugraums 12 durch eine Veränderung der Exzentrität des Rotors 3 zum Schieber 6 verändert werden. Die Schmierstoffpumpe 1 ist dabei als sogenannte Zellenpumpe ausgebildet und dient üblicherweise zur Versorgung eines nicht gezeigten Verbrennungsmotors mit Schmierstoff, insbesondere mit Öl.According to the 1 , Has a lubricant pump according to the invention 1 a wave 2 on which a rotor 3 is arranged rotationally fixed. The rotor 3 is about individual pendulum 4 with a cage 5 Effectively connected, the cage 5 in a slider 6 is guided. The slider 6 in turn is pivotable about a bearing pin 7 stored and by means of a spring 8th biased. The feather 8th , For example, a control spring, relies at one end on the slider 6 and at the other end to a spring counter 9 on the housing 10 the lubricant pump 1 from. By turning the slider 6 around the bearing pin 7 may be a capacity of the lubricant pump according to the invention 1 be regulated by, for example, the volumes of a pressure chamber 11 and a suction room 12 by a change in the eccentricity of the rotor 3 to the slider 6 to be changed. The lubricant pump 1 is designed as a so-called cell pump and is usually used to supply an internal combustion engine, not shown, with lubricant, especially with oil.

Ein Verstellen des Schiebers 6 wird dabei mittels eines hydraulischen Drucks innerhalb einer Regeldruckkammer 14 bewirkt, wobei ein Ansteigen des Drucks in der Regeldruckkammer 14 ein Verstellen des Schiebers 6 entgegen der Feder 8 bewirkt. Darüber hinaus trennt der Schieber 6 noch eine Dämpfungskammer 13 von einer Saugkammer 17, wobei eine Trennung zwischen der Regeldruckkammer 14, der Dämpfungskammer 13 und der Saugkammer 17 über am Schieber 6 angeordnete Dichtleisten 15 und 15' erfolgt, welche den Schieber 6 gegenüber dem Gehäuse 10 der Schmierstoffpumpe 1 abdichten.An adjustment of the slider 6 is thereby by means of a hydraulic pressure within a control pressure chamber 14 causes, with an increase in the pressure in the control pressure chamber 14 an adjustment of the slider 6 against the spring 8th causes. In addition, the slider separates 6 another damping chamber 13 from a suction chamber 17 , wherein a separation between the control pressure chamber 14 , the damping chamber 13 and the suction chamber 17 over on the slide 6 arranged sealing strips 15 and 15 ' takes place, which the slider 6 opposite the housing 10 the lubricant pump 1 caulk.

Erfindungsgemäß ist nun entsprechend einer ersten Variante zwischen der Regeldruckkammer 14 und der Dämpfungskammer 13 eine Verbindung 16, beispielsweise ein Verbindungskanal, zum Ausgleich von Druckschwankungen und damit zur Dämpfung der Schmierstoffpumpe 1 vorgesehen. Die Verbindung 16 kann dabei nicht nur als im Gehäuse 10 ausgebildeter Verbindungskanal ausgestaltet sein, sondern ebenfalls in der Art eines Freischliffs oder schon im Gussgehäuse als Kanal integriert sein, zwischen dem Schieber 6 und dem Gehäuse 10. Die Verbindung 16 ist dabei gemäß der 1 stark vergrößert dargestellt, so dass diese normalerweise so klein ausgebildet ist dass sie eine Drosselwirkung entfaltet. Alternativ zur Verbindung 16 kann auch eine Verbindung 16' zwischen der Dämpfungskammer 13 und der Saugkammer 17 vorgesehen sein, wobei diese Verbindung 16' erfindungsgemäß innerhalb des Schiebers 6 verläuft und in diesem Fall ebenfalls als Verbindungskanal ausgebildet sein kann. Selbstverständlich kann auch hierbei eine Verbindung zwischen der Dämpfungskammer 13 und der Saugkammer 17 alternativ als Freischliff zwischen dem Schieber 6 und dem Gehäuse 10 unter Überwindung der Dichtleiste 15' ausgebildet sein.According to the invention is now according to a first variant between the control pressure chamber 14 and the damping chamber 13 a connection 16 , For example, a connecting channel, to compensate for pressure fluctuations and thus for damping the lubricant pump 1 intended. The connection 16 not only as in the case 10 trained connecting channel be designed, but also be integrated in the manner of a freischliffs or already in the cast housing as a channel between the slide 6 and the housing 10 , The connection 16 is in accordance with the 1 shown greatly enlarged so that it is usually designed so small that it unfolds a throttle effect. Alternative to the connection 16 can also connect 16 ' between the damping chamber 13 and the suction chamber 17 be provided, this connection 16 ' according to the invention within the slide 6 runs and in this case may also be formed as a connecting channel. Of course, in this case, too, a connection between the damping chamber 13 and the suction chamber 17 alternatively as free cut between the slider 6 and the housing 10 overcoming the sealing strip 15 ' be educated.

Beiden Varianten ist dabei gemein, dass eventuell auftretende Druckschwankungen bzw. Druckpulsationen durch die Verbindung 16 bzw. 16' besser ausgeglichen und damit kompensiert werden können, wodurch eine Dämpfung der in der Schmierstoffpumpe 1 auftretenden Vibrationen des Schiebers erreichbar ist. Die Regeldruckkammer 14 ist dabei üblicherweise kleiner dimensioniert als die Dämpfungskammer 13 und ist gleichzeitig eingangsseitig üblicherweise mit einer Hauptölgalerie des Verbrennungsmotors verbunden.Both variants have in common that any pressure fluctuations or pressure pulsations occurring through the connection 16 respectively. 16 ' better balanced and thus can be compensated, creating a damping in the lubricant pump 1 occurring vibrations of the slider can be reached. The control pressure chamber 14 is usually smaller in size than the damping chamber 13 and at the same time is usually connected on the input side to a main oil gallery of the internal combustion engine.

Eine weitere Alternative ist es, mittels einer Drosselbohrung, die wie die Verbindung 16, 16' wirkt, ein außen am Gehäuse 10 angebrachtes Dämpfungsvolumen (Schmierstoffreservoir 18) mit einem der Volumina in der Pumpe zu verbinden.Another alternative is to use a throttle bore that is like the connection 16 . 16 ' acts, one outside the case 10 attached damping volume (lubricant reservoir 18 ) to connect with one of the volumes in the pump.

Durch die Verbindung 16 wird bei allen Ausführungsformen ein Überpumpen des Öls von einem zum anderen Volumen erzielt, gleichzeitig erfolgt eine Drosselung wodurch die Druckpulsationen vermindert werden.Through the connection 16 In all embodiments, over pumping of the oil from one volume to the other is achieved, at the same time a throttling whereby the pressure pulsations are reduced.

Claims (6)

Schmierstoffpumpe (1), insbesondere eine Zellenpumpe, zur Versorgung eines Verbrennungsmotors mit Schmierstoff, insbesondere mit Öl, – mit einem darin angeordneten und von einer Feder (8) vorgespannten Schieber (6), über welche eine Förderleistung der Schmierstoffpumpe (1) regelbar ist, – mit einer auf den Schieber (6) wirkenden Regeldruckkammer (14), welche in der Schmierstoffpumpe (1) angeordnet und mit Druck beaufschlagt ist und dadurch den Schieber (6) entgegen der Feder (8) verstellt, – wobei zwischen der Regeldruckkammer (14) und einer Dämpfungskammer (13) zumindest eine Verbindung (16) zum Ausgleich von Druckschwankungen und damit zur Dämpfung vorgesehen ist, oder – wobei zwischen der Dämpfungskammer (13) und einer Saugkammer (17) zumindest eine Verbindung (16') zum Ausgleich von Druckschwankungen und damit zur Dämpfung vorgesehen ist.Lubricant pump ( 1 ), in particular a cell pump, for supplying an internal combustion engine with lubricant, in particular with oil, - with one arranged therein and by a spring ( 8th ) preloaded slide ( 6 ), via which a delivery rate of the lubricant pump ( 1 ) is adjustable, - with one on the slider ( 6 ) acting control pressure chamber ( 14 ), which in the lubricant pump ( 1 ) is arranged and pressurized and thereby the slide ( 6 ) against the spring ( 8th ), wherein - between the control pressure chamber ( 14 ) and a damping chamber ( 13 ) at least one compound ( 16 ) is provided to compensate for pressure fluctuations and thus for damping, or - wherein between the damping chamber ( 13 ) and a suction chamber ( 17 ) at least one compound ( 16 ' ) is provided to compensate for pressure fluctuations and thus for damping. Schmierstoffpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (16, 16') als Drossel ausgebildet ist.Lubricant pump according to claim 1, characterized in that the compound ( 16 . 16 ' ) is designed as a throttle. Schmierstoffpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (16, 16') als Verbindungskanal ausgebildet ist, der im Gehäuse (10) der Schmierstoffpumpe (1) oder im Schieber (6) verläuft.Lubricant pump according to claim 1 or 2, characterized in that the compound ( 16 . 16 ' ) is formed as a connecting channel, in the Casing ( 10 ) of the lubricant pump ( 1 ) or in the slide ( 6 ) runs. Schmierstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (16, 16') als Freischliff zwischen dem Schieber (6) und dem Gehäuse (10) der Schmierstoffpumpe (1) ausgebildet ist.Lubricant pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that the compound ( 16 . 16 ' ) as a free-slip between the slider ( 6 ) and the housing ( 10 ) of the lubricant pump ( 1 ) is trained. Schmierstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (16, 16') als beim Gießen mitgegossener Kanal zwischen dem Schieber (6) und dem Gehäuse (10) der Schmierstoffpumpe (1) ausgebildet ist.Lubricant pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the compound ( 16 . 16 ' ) as cast during casting channel between the slide ( 6 ) and the housing ( 10 ) of the lubricant pump ( 1 ) is trained. Schmierstoffpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (16), die Saugkammer (5) und/oder die Druckkammer (14) mit einem extern angebrachten Schmierstoffreservoir (18), das insbesondere Außen am Gehäuse (10) befestigt ist, kommuniziert.Lubricant pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the compound ( 16 ), the suction chamber ( 5 ) and / or the pressure chamber ( 14 ) with an externally mounted lubricant reservoir ( 18 ), which in particular outside on the housing ( 10 ) is communicated.
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