DE102010009471A1

DE102010009471A1 - Pendelschiebermaschine

Info

Publication number: DE102010009471A1
Application number: DE201010009471
Authority: DE
Inventors: André Mäder; Christian Richter; Mark Tepler
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine regelbare hydraulische Pendelschiebermaschine (1) (Pumpe oder Motor) mit – einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Innenrotor (3), der zylinderartige Ausnehmungen (4) aufweist, – einem im Gehäuse (2) ausgebildeten Lager (6), in dem exzentrisch zum Innenrotor (3) ein mitdrehender Außenrotor (7) gelagert ist, der mehrere schwenkbar eingehängte Pendelmitnehmer (8) aufweist, die in die Ausnehmungen (4) des Innenrotors (3) zur Drehmitnahme des Außenrotors (7) durch den Innenrotor (3) eingreifen und veränderbare Kammern (9) bilden. Erfindungswesentlich ist dabei, – dass die Pendelmitnehmer (8) jeweils mit einem Kolben (10) gekoppelt sind, der in einer jeweils zugehörigen Ausnehmung (4) geführt ist, – dass in den durch die Ausnehmungen (4) und die zugehörigen Kolben (10) begrenzten Räumen (11) ein anderes Druckniveau einstellbar ist, als in den Kammern (9) zwischen dem Innenrotor (3) und dem Außenrotor (7), so dass mit der Pendelschiebermaschine (1) zwei unterschiedliche Druckniveaus erzeugt und zwei unterschiedliche Verbraucher versorgt werden können.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine regelbare, hydraulische Pendelschiebermaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 44 34 430 C2 ist eine gattungsgemäße regelbare, hydraulische Pendelschiebermaschine mit einem in einem Gehäuse angeordneten Innenrotor bekannt, der zylinderartige Aufnehmungen ausweist. Drehverbunden ist dabei der Innenrotor über sogenannte Pendelmitnehmer mit einem Außenrotor, der in einem als Steuergehäuse ausgebildeten Lager gelagert ist. Die bekannte Pendelschiebermaschine ist dabei in der Lage, drehzahlunabhängig einen exakt vordefinierten Druck erzeugen zu können. Eingesetzt wird eine derartige Pendelschiebermaschine üblicherweise zur Versorgung von Lagerstellen in einem Verbrennungsmotor mit Schmiermittel.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Pendelschiebermaschine der gattungsgemäßen Art, eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine gesteigerte Funktionalität auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine gattungsgemäße Pendelschiebermaschine derart auszubilden, dass mit dieser zwei unterschiedliche Druckniveaus zur Verfügung gestellt werden können und dadurch eine Versorgung von zumindest zwei unterschiedlichen Verbrauchern mit jeweils unterschiedlichem Druckniveau möglich ist. Mit der erfindungsgemäßen Pendelschiebermaschine ist somit beispielsweise eine Schmiermittelversorgung eines Verbrennungsmotors in einem Kraftfahrzeug mit einem ersten Druckniveau und gleichzeitig eine Schmiermittelversorgung eines weiteren Verbrauchers mit einem zweiten Druckniveau und/oder einem anderen Medium möglich. Hierfür war es in der Vergangenheit entweder erforderlich zwei unterschiedliche Schmiermittelpumpen, das heißt Pendelschiebermaschinen, bereitzustellen, oder aber das zweite Druckniveau beispielsweise über eine Drosseleinrichtung einzustellen. Die erfindungsgemäße regelbare, hydraulische Pendelschiebermaschine weist dabei einen in einem Gehäuse angeordneten Innenrotor auf, der zylinderartige Ausnehmungen (Nuten) besitzt. In die Ausnehmungen greifen dabei sogenannte Pendelmitnehmer ein, welche mit ihrem jeweils äußeren Ende zur Drehmitnahme eines Außenrotors durch den Innenrotor mit dem Außenrotor verbunden sind und zusammen mit dem Innenrotor und dem Außenrotor veränderbare Kammern bilden. Die Pendelmitnehmer sind dabei sowohl in den Ausnehmungen des Innenrotors als auch in entsprechenden Ausnehmungen des Außenrotors schwenkbar eingehängt. Darüber hinaus kann noch eine Steuerung zur Veränderung der Exzentrizität zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor und damit zu Veränderung eines maximal möglichen Kammervolumens vorgesehen sein, mit Hilfe welcher die Förderleistung der Pendelschiebermaschine genau einstellbar ist. Erfindungswesentlich ist nun, dass die Pendelmitnehmer jeweils mit einem Kolben gekoppelt sind, der in einer jeweils zugehörigen Ausnehmung des Innenrotors geführt ist. In dem durch die Ausnehmungen und die zugehörigen Kolben begrenzten Räumen innerhalb des Innenrotors ist dabei ein anderes Druckniveau einstellbar, als in den Kammern zwischen dem Innenrotor und dem Außenrotor, wodurch mit der erfindungsgemäßen Pendelschiebermaschine zwei unterschiedliche Druckniveaus erzeugt und dadurch auch zwei unterschiedliche Verbraucher versorgt werden können. Dies ist mit bisher bekannten Pendelschiebermaschinen nicht möglich und stellt eine erhebliche Verbesserung der Funktionalität dar, da zur Realisierung zweier unterschiedlicher Druckniveaus nun nicht mehr zwei Pendelschiebermaschinen oder ergänzende Drosseleinrichtungen benötigt werden, sondern die beiden Druckniveaus mit der erfindungsgemäßen Pendelschiebermaschine erzeugt werden können. Dies ist insbesondere im Kraftfahrzeugbau von besonderem Vorteil, da dort oftmals verlangt wird, unterschiedliche Aggregate mit unterschiedlichen Schmiermitteldrücken zu versorgen, wobei ein Bauraumangebot in modernen Kraftfahrzeugen üblicherweise so gering ist, dass das Vorsehen von zwei separaten Pendelschiebermaschinen als Schmiermittelpumpen nicht oder nur schwierig möglich ist. Da die erfindungsgemäße Pendelschiebermaschine im Vergleich zu gattungsgemäßen Pendelschiebermaschinen keinen vergrößerten Bauraumbedarf erfordert, kann die erfindungsgemäße Pendelschiebermaschine anstelle bisheriger Pendelschiebermaschinen eingesetzt werden, bietet jedoch den großen Vorteil, zwei unterschiedliche Druckniveaus bereitstellen zu können. Das Bereitstellen dieser beiden unterschiedlichen Druckniveaus ist dabei konstruktiv einfach möglich, so dass die erfindungsgemäße Pendelschiebermaschine keine oder lediglich geringe Mehrkosten erzeugt.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, sind die einzelnen Pendelmitnehmer und die zugehörigen Kolben über jeweils einen walzenförmigen Gelenkkopf und eine gabel-/zangenförmige Gelenkaufnahme miteinander gekoppelt. Ein derartiger Gelenkkopf und eine zugehörige gabelzangenförmige Gelenkaufnahme erlauben eine leichtgängige Abwinkelung zwischen dem Pendelmitnehmer und dem zugehörigen Kolben, wodurch eine hohe Leichtgängigkeit der Pendelschiebermaschine erzielt werden kann. Darüber hinaus sind derartige Gelenkköpfe und Gelenkaufnahmen in der Lage, sowohl Druckkräfte als auch Zugkräfte zu übertragen.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Schnittdarstellung durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pendelschiebermaschine,
2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einer alternativen Ausführungsform.
Entsprechend den 1 und 2 weist eine erfindungsgemäße regelbare, hydraulische Pendelschiebermaschine 1 einen in einem Gehäuse 2 angeordneten Innenrotor 3 auf, der zylinderartige, jedoch nicht runde, sondern quaderförmige Ausnehmungen 4 (Nuten) besitzt. Wie den 1 und 2 zu entnehmen ist, besitzt dabei der Innenrotor 3 jeweils sechs Ausnehmungen 4, die strahlenförmig angeordnet sind. Generell kann dabei die Anzahl der Ausnehmungen 4 jedoch beliebig sein. Der Innenrotor 3 ist kraft- und/oder formschlüssig, insbesondere drehfest mit einer Antriebswelle 5 verbunden. Beim Gehäuse ist darüber hinaus ein Lager 6 vorgesehen, in dem exzentrisch zum Innenrotor 3 ein mitdrehender Außenrotor 7 gelagert ist. Der Außenrotor 7 weist mehrere schwenkbar in diesen eingehängte Pendelmitnehmer 8 auf, die in die Ausnehmungen 4 des Innenrotors 3 zur Drehmitnahme des Außenrotors 7 durch den Innenrotor 3 eingreifen und veränderbare Kammern 9 bilden. Während der Drehbewegung des Innenrotors 3 verändern die Kammern 9 ihr Volumen und sorgen dadurch für einen Förderstrom, beispielsweise eine Schmiermittelförderung, sofern die Pendelschiebermaschine 1 als Schmiermittelpumpe bzw. als Ölpumpe in einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Dabei erzeugt die Pendelschiebermaschine 1 in den Kammern 9 ein erstes Druckniveau.
Erfindungsgemäß sind nun die Pendelmitnehmer 8 jeweils mit einem Kolben 10 gekoppelt, der in einer jeweils zugehörigen Ausnehmung 4 des Innenrotors 3 translatorisch geführt ist. In den durch die Ausnehmungen 4 und die zugehörigen Kolben 10 begrenzten Räumen 11 ist dabei ein anderes Druckniveau einstellbar, als in den Kammern 9 zwischen dem Innenrotor 3 und dem Außenrotor 7, so dass mit der erfindungsgemäßen Pendelschiebermaschine 1 zwei unterschiedliche Druckniveaus erzeugt und dadurch zwei unterschiedliche Verbraucher versorgt werden können. Generell ist auch denkbar, dass in den Räumen 11 ein anderes Medium gepumpt wird als in den Kammern 9. Gemäß der 1 ist dabei das Lager 6 als Drehschieber ausgebildet und demgemäß um eine Achse 12 verdrehbar. Eine Verdrehung des Lagers 6 bewirkt dabei eine Veränderung der Exzentrizität zwischen dem Innenrotor 3 und dem Außenrotor 7 und dadurch eine Veränderung der Förderleistung der Pendelschiebermaschine 1. Alternativ dazu kann das Lager 6, wie beispielsweise gemäß der 2 gezeigt ist, als Gleitschieber ausgebildet sein und sich auf einer Führungsbahn 13 im Gehäuse 2 bewegen. Selbstverständlich kann das als Schwenklager ausgebildete Lager 6 gemäß der 1 auch als Kalotte ausgebildet sein.
Um einen möglichst leichtgängigen Betrieb der Pendelschiebermaschine 1 zu ermöglichen, sind die Pendelmitnehmer 8 und die zugehörigen Kolben 10 über jeweils einen walzenförmigen Gelenkkopf 14 und eine gabel-/zangenförmige Gelenkaufnahme miteinander gekoppelt, wobei ein derartiger Gelenkkopf 14 und eine solche gabel-/zangenförmige Gelenkaufnahme nicht nur in der Lage sind, Zug- und Druckkräfte zu erzeugen, sondern auch Richtungsabweichungen zwischen dem Kolben 10 und dem jeweils zugehörigen Pendelmitnehmer 8 zu kompensieren. Die Ausnehmungen 4 im Innenrotor 3 können dabei einen eckigen oder ähnlich einem Zylinder einen runden Querschnitt aufweisen. Darüber hinaus kann noch eine nicht gezeigte Federeinrichtung vorgesehen sein, die das Lager 6 in eine Richtung vorspannt und dadurch ein bestimmtes Volumen der Kammern 9 vorgibt.
Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Pendelschiebermaschine 1 stellt auch eine erhebliche Verbesserung bezüglich einer inneren Dichtigkeit dar, wobei die erfindungsgemäße Pendelschiebermaschine 1 quasi als Tandempumpe für zwei unterschiedliche Druckniveaus und/oder Medien betrieben werden kann. Möglich wird dies insbesondere durch die Kolben 10 in den Ausnehmungen 4 des Innenrotors 3 unterhalb der Pendelmitnehmer 8, die konstruktiv derart ausgebildet sind, dass die innere Leckage des Fördermediums von den Räumen 11 zu den Kammern 9 zumindest minimiert wird. Dabei ist es selbstverständlich ebenso möglich, lediglich über die Kammer 9 bzw. über die Räume 11 ein Fluid zu fördern bzw. ein entsprechendes Druckniveau bereitzustellen.
Eine Steuerung der erfindungsgemäßen Pendelschiebermaschine 1 ist dabei durch ein Verdrehen als Schwenklager ausgebildeten Lagers 6 gemäß der 1 oder durch ein Verschieben des als Gleitschieber ausgebildeten Lagers 6 gemäß der 2 leicht möglich. Von besonderem Vorteil dürfte jedoch sein, dass mit der erfindungsgemäßen Pendelschiebermaschine 1 zwei unterschiedliche Druckniveaus erzeugbar sind und dadurch zwei unterschiedliche Verbraucher versorgt werden können, was mit bisherigen Pendelschiebermaschinen aufgrund der Undichtigkeit zwischen den Räumen 11 und den Kammer 9 nicht möglich war. Die erfindungsgemäße Pendelschiebermaschine 1 erfordert dabei keinen vergrößerten Bauraumbedarf, so dass sie anstelle bisheriger Pendelschiebermaschinen eingebaut werden kann.
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 4434430 C2 [0002]

Claims

Regelbare hydraulische Pendelschiebermaschine (1) (Pumpe oder Motor) mit – einem in einem Gehäuse (2) angeordneten Innenrotor (3), der zylinderartige Ausnehmungen (4) aufweist, – einem im Gehäuse (2) ausgebildeten Lager (6), in dem exzentrisch zum Innenrotor (3) ein mitdrehender Außenrotor (7) gelagert ist, der mehrere schwenkbar eingehängte Pendelmitnehmer (8) aufweist, die in die Ausnehmungen (4) des Innenrotors (3) zur Drehmitnahme des Außenrotors (7) durch den Innenrotor (3) eingreifen und veränderbare Kammern (9) bilden, dadurch gekennzeichnet, – dass die Pendelmitnehmer (8) jeweils mit einem Kolben (10) gekoppelt sind, der in einer jeweils zugehörigen Ausnehmung (4) geführt ist, – dass in den durch die Ausnehmungen (4) und die zugehörigen Kolben (10) begrenzten Räumen (11) ein anderes Druckniveau einstellbar ist, als in den Kammern (9) zwischen dem Innenrotor (3) und dem Außenrotor (7), so dass mit der Pendelschiebermaschine (1) zwei unterschiedliche Druckniveaus erzeugt und/oder zwei unterschiedliche Medien gefördert und dadurch zwei unterschiedliche Verbraucher versorgt werden können.
Pendelschiebermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager (6) als Schwenklager oder als Gleitschieber ausgebildet ist.
Pendelschiebermaschine nach Anspruch 2, erste Alternative, dadurch gekennzeichnet, das Schwenklager als Kalotte ausgebildet ist.
Pendelschiebermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelmitnehmer (8) und die zugehörigen Kolben (10) über jeweils einen walzenförmigen Gelenkkopf (14) und eine gabel-/zangenförmige Gelenkaufnahme miteinander gekoppelt sind.
Pendelschiebermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (4) einen eckigen oder einen runden Querschnitt aufweisen.
Pendelschiebermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Federeinrichtung vorgesehen ist, die das Lager (6) in eine Richtung vorspannt.
Pendelschiebermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelschiebermaschine (1) als Ölpumpe in einem Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
Pendelschiebermaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelschiebermaschine (1) sechs Pendelmitnehmer (8) aufweist.