DE102010004594A1

DE102010004594A1 - Regelölpumpe

Info

Publication number: DE102010004594A1
Application number: DE201010004594
Authority: DE
Original assignee: TCG Unitech Systemtechnik GmbH; Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2010-01-14
Filing date: 2010-01-14
Publication date: 2011-07-21
Anticipated expiration: 2030-01-15
Also published as: DE102010004594B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Regelölpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse, zwei miteinander kämmenden Förderzahnrädern (3, 4), sowie einer Verschiebeeinheit (12) zur Regelung des Öldrucks und/oder der Fördermenge der Pumpe (1), wobei die Verschiebeeinheit (12) zwei Kolben (13, 14) und eine zwischen den Kolben (13, 14) angeordnete Trägerachse (15) umfasst, auf der eines (4) der beiden Förderzahnräder (13, 14) drehbar gelagert ist. Um eine Verringerung der Anzahl der benötigten Bauteile, des Fertigungsaufwands und des Gewichts der Pumpe (1) zu ermöglichen, ist die Trägerachse (15) erfindungsgemäß einstückig an einem (13) der beiden Kolben (13, 14) angeformt und besteht aus demselben Material wie der Kolben (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine Regelölpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine Regelölpumpe dieser Art ist zum Beispiel aus der DE 10 2004 012 726 A1 bekannt. Bei der zur Schmierölversorgung einer Brennkraftmaschine eingesetzten, als Außenzahnradpumpe ausgebildeten Regelölpumpe kann mittels der Verschiebeeinheit die Fördermenge an den Schmierölbedarf der Brennkraftmaschine angepasst werden. Dadurch können die für den Betrieb der Pumpe benötigte Antriebsleistung und damit auch der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine gesenkt werden. Die Regelölpumpe umfasst ein von einer Antriebswelle angetriebenes erstes Förderzahnrad und ein mit dem ersten Förderzahnrad kämmendes zweites Förderzahnrad. Das zweite Förderzahnrad ist Teil der Verschiebeeinheit, die zwei in axialer Richtung beiderseits des zweiten Förderzahnrads angeordnete Kolben umfasst. Die beiden Kolben sind auf einen Laufbolzen aufgepresst, auf dem das zweite Förderzahnrad zwischen den Kolben drehbar gelagert ist.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Regelölpumpe der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass eine Verringerung der Anzahl der benötigten Bauteile, des Fertigungsaufwands und vorzugsweise des Gewichts der Pumpe möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Trägerachse einstückig an einem der beiden Kolben angeformt ist und aus demselben Material wie der Kolben besteht, vorzugsweise aus einem Kunststoff, der keinerlei Metalleinlagen enthält.
Durch die einstückige Ausbildung von einem der beiden Kolben mit der Trägerachse kann nicht nur die Anzahl der Bauteile sondern auch der Fertigungsaufwand verringert werden, da die Trägerachse und der mit ihr verbundene Kolben als vorgefertigtes Bauteil hergestellt und nach dem Aufstecken des zweiten Förderzahnrads auf die Trägerachse in einem Arbeitsschritt mit dem anderen Kolben verbunden werden kann.
Durch eine Fertigung der Trägerachse und des mit ihr verbundenen Kolbens, sowie vorzugsweise auch des anderen Kolbens, aus Kunststoff kann der Fertigungsaufwand weiter verringert werden, da die Formgebung von Kunststoff-Bauteilen durch Spritzgießen erfolgen kann, ggf. mit einer anschließenden Nachbearbeitung der Umfangsflächen der Kolben und der Trägerachse durch Schleifen zur Beseitigung etwaiger Unebenheiten und Unrundheiten. Darüber hinaus kann durch eine Fertigung der Trägerachse und des mit ihr verbundenen Kolbens aus Kunststoff auch das Gewicht der Trägerachse im Vergleich zu einer aus Stahl hergestellten Trägerachse und damit das Gesamtgewicht der Regelölpumpe nicht unerheblich verringert werden.
Dies ist ohne eine Beeinträchtigung der Festigkeit und der Lebensdauer der Regelölpumpe möglich, wenn gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung als Kunststoff zur Fertigung der Trägerachse und des mit ihr verbundenen Kolbens, sowie zweckmäßig auch des anderen Kolbens, ein Duroplast und vorzugsweise ein mit Glaskugeln gefüllter Duroplast verwendet wird. Die Verwendung eines Duroplasts bietet zudem gegenüber den bisher zur Fertigung der Kolben verwendeten hochfesten Kunststoffen, wie Polyethersulfon (PESU), erhebliche Kostenvorteile.
Eine weitere Verringerung des Gewichts der Regeölpumpe ist möglich, wenn das Pumpengehäuse aus Leichtmetall und vorzugsweise aus Magnesium-Druckguss hergestellt wird, wenn zur Verschraubung des Pumpengehäuses an Stelle von Stahlschrauben Schrauben aus Leichtmetall und vorteilhaft Aluminium-Schrauben verwendet werden, wenn die beiden Förderzahnräder aus einem gesinterten Leichtmetall, aus einem Kunststoff, vorzugsweise ebenfalls aus einem Duroplast, oder aus Sinterstahl gefertigt werden und/oder wenn eine mit dem ersten Förderzahnrad bestückte Antriebswelle als Hohlwelle ausgebildet wird.
Da Magnesium im Unterschied zu Aluminium beim Auslagern keine Wachstumseigenschaften aufweist, kann darüber hinaus bei einem Pumpengehäuse aus Magnesium auf eine Temperung verzichtet werden. Wegen der größeren Festigkeit von Magnesium im Vergleich zu Aluminium können zudem die Wandstärken des Pumpengehäuses und damit das Gussvolumens verkleinert werden, was in Verbindung mit dem geringeren spezifischen Gewicht von Magnesium zu einer nicht unerheblichen Gewichtseinsparung führt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die einzige Figur eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Regelölpumpe zeigt.
Die in der Zeichnung dargestellte, als Außenzahnradpumpe ausgebildete Regelölpumpe 1 dient dazu, zur Schmierung einer Brennkraftmaschine unter Druck stehendes Motoröl zu den Schmierstellen der Brennkraftmaschine zuzuführen.
Die Regelölpumpe 1 umfasst ein Pumpengehäuse 2, in dem ein erstes angetriebenes Förderzahnrad 3 und ein zweites nicht-angetriebenes Förderzahnrad 4 um parallele Drehachsen 5 bzw. 6 drehbar sind. Die beiden Förderzahnräder 3, 4 weisen komplementäre Stirnverzahnungen auf, deren Zähne miteinander kämmen, so dass durch Antreiben eines Förderzahnrads 3 Motoröl aus einem Ölsumpf der Brennkraftmaschine auf einer Saugseite der Pumpe 1 in das Pumpengehäuse 2 angesaugt, entlang der voneinander abgewandten Seiten der Förderzahnräder 3, 4 durch das Pumpengehäuse 2 zur Druckseite der Pumpe 1 und von dort unter Druck zu den Schmierstellen der Brennkraftmaschine gefördert werden kann.
Das aus Magnesium-Druckguss ohne eine anschließende Temperung hergestellte Pumpengehäuse 2 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuseunterteil 7 und einem Gehäusedeckel 8, der sich mit Hilfe von mehreren Aluminium-Schrauben 9 mit dem Gehäuseunterteil 7 verschrauben lässt.
Das erste Förderzahnrad 3 ist drehfest mit einer aus Stahl gefertigten hohlen Antriebswelle 10 verbunden, die in Wellenlagern des Gehäuseunterteils 7 und des Gehäusedeckels 8 drehbar gelagert ist. Ein Stirnende der Antriebswelle 10 ragt nach dem Zusammenbau der Regelölpumpe 1 durch das Wellenlager des Gehäusedeckels 8 aus dem Pumpengehäuse 2 heraus und wird mit einem Antriebszahnrad 11 bestückt, das mittels eines Zahnrad- oder Umschlingungstriebs von der Brennkraftmaschine angetrieben werden kann.
Die Regelölpumpe 1 umfasst weiter eine Verschiebeeinheit 12, die zur Regelung der Fördermenge bzw. des Öldrucks der Pumpe 1 dient und zusammen mit dem zweiten Förderzahnrad 4 innerhalb des Pumpengehäuses 2 in axialer Richtung der Drehachse 6 des zweiten Förderzahnrads 4 hin und her verschiebbar ist. Durch die Verschiebung der Verschiebeeinheit 12 und des zweiten Förderzahnrads 4 verändert sich die axiale Überlappung der beiden Förderzahnräder 3, 4 und damit auch die Fördermenge der Regelölpumpe 1.
Die Verschiebeeinheit 12 umfasst zwei Kolben 13, 14, die in axialer Richtung der Drehachse 6 des zweiten Förderzahnrads 4 beiderseits von letzterem angeordnet sind. Die beiden Kolben 13, 14 sind durch eine starre zylindrische Trägerachse 15 miteinander verbunden, auf der das zweite Förderzahnrad 4 drehbar gelagert ist.
Die beiden Kolben 13, 14 und die Trägerachse 15 bestehen aus einem mit einem Füllstoff aus Glaskugeln verstärkten Duroplast ohne jegliche Einlagen aus Stahl oder einem anderen Metall. Der Duroplast ist unter dem Handelsnamen Hexion von der Fa. Hexion Speciality Chemicals GmbH erhältlich und lässt sich durch Spritzgießen formen. Um die Anzahl der benötigten Bauteile zu reduzieren, ist die zur Drehachse 6 koaxiale Trägerachse 15 am Kolben 13 angeformt, so dass sie einstückig mit dem Kolben 13 verbunden ist. Die Trägerachse 15 steht über eine dem Kolben 14 zugewandte Stirnfläche des Kolbens 13 über und weist zwei Abschnitte 16, 17 mit unterschiedlichen Außendurchmessern auf. Der Abschnitt 16 besitzt eine Länge und einen Außendurchmesser, die an die axiale Länge des zweiten Förderzahnrads 4 bzw. den Innendurchmesser einer Bohrung (nicht sichtbar) des zweiten Förderzahnrads 4 angepasst sind, und weist eine geschliffene Umfangsfläche auf, so dass das Förderzahnrad 4 direkt auf der Tragachse 15 gelagert und zwischen den einander zugewandten ebenen Stirnflächen der beiden Kolben 13, 14 geführt werden kann. Der Abschnitt 17 besitzt eine Länge und einen kleineren Außendurchmesser, die so an die axiale Länge des Kolbens 14 bzw. an den Innendurchmesser einer Bohrung 18 des Kolbens 14 angepasst sind, dass sich nach dem Aufstecken des Förderzahnrads 4 auf den Abschnitt 16 der Abschnitt 17 mit Presspassung in die Bohrung 18 drücken lässt, um den Kolben 13 fest mit dem Kolben 14 zu verbinden. Durch das Anschlagen einer zwischen den Abschnitten 16 und 17 angeordneten Ringschulter gegen die dem Kolben 13 zugewandte Stirnfläche des Kolbens 14 wird eine definierte axiale Lagebeziehung zwischen den beiden Kolben 13, 14 sichergestellt.
Die beiden innerhalb des Pumpengehäuses 2 schwimmend gelagerten Kolben 13, 14 weisen zur Verminderung der Reibung beim Verschieben der Verschiebeeinheit 12 ebenfalls geschliffene zylindrische Umfangsflächen auf.
Neben den Förderzahnrädern 3, 4 und der Verschiebeeinheit 12 umfasst die Regelölpumpe 1 einen Regelkolben 19, der entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 20 in einer Bohrung 21 des Gehäuseunterteils 7 verschiebbar ist. Der Regelkolben 19 besteht aus demselben Duroplast, wie die beiden Kolben 13, 14 und die mit dem Kolben 13 verbundene Trägerachse.
Bezugszeichenliste

1: Regelölpumpe
2: Pumpengehäuse
3: erstes Förderzahnrad
4: zweites Förderzahnrad
5: Drehachse erstes Förderzahnrad
6: Drehachse zweites Förderzahnrad
7: Gehäuseunterteil
8: Gehäusedeckel
9: Aluminium-Schrauben
10: Antriebswelle
11: Antriebszahnrad
12: Verschiebeeinheit
13: Kolben
14: Kolben
15: Trägerachse
16: Abschnitt Trägerachse
17: Abschnitt Trägerachse
18: Bohrung Kolben
19: Regelkolben
20: Rückstellfeder
21: Bohrung Gehäuseunterteil

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

DE 102004012726 A1 [0002]

Claims

Regelölpumpe mit einem Pumpengehäuse, zwei miteinander kämmenden Förderzahnrädern, sowie einer Verschiebeeinheit zur Regelung des Öldrucks und/oder der Fördermenge der Pumpe, wobei die Verschiebeeinheit zwei Kolben und eine zwischen den Kolben angeordnete Trägerachse umfasst, auf der eines der beiden Förderzahnräder drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerachse (15) einstückig an einem (13) der beiden Kolben (13, 14) angeformt ist und aus demselben Material wie der Kolben (13) besteht.
Regelölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Kunststoff ist.
Regelölpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff ein Duroplast ist.
Regelölpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff keine Metalleinlagen enthält.
Regelölpumpe nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff durch mindestens einen Füllstoff verstärkt ist.
Regelölpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff aus Glaskugeln besteht.
Regelölpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der andere (14) der beiden Kolben (13, 14) ebenfalls aus demselben Material besteht.
Regelölpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass äußere Umfangsflächen der Kolben (13, 14) und der Trägerachse (15) geschliffen sind.
Regelölpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) aus Magnesium-Druckguss besteht.
Regelölpumpe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderzahnräder (3, 4) aus einem gesinterten Leichtmetall, aus Kunststoff oder aus Sinterstahl bestehen.