DE102012112721A1 - Pump for oiling system in internal combustion engine or transmission of motor vehicle, has setter placed interior of pump part such that fluid flow from first fluid aperture to second fluid aperture is adjusted - Google Patents
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- F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
- F04C2/18—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms
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- F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
- F04C14/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
- F04C14/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere für eine Ölversorgung eines Kraftfahrzeugs. The invention relates to a pump, in particular for an oil supply of a motor vehicle.
Insbesondere in Kraftfahrzeugen werden Pumpen zu vielerlei Zwecken eingesetzt. So wird beispielsweise eine Ölpumpe eingesetzt, um eine Ölversorgung beispielsweise zur Schmierung des Verbrennungsmotors oder des Getriebes zu gewährleisten. Especially in motor vehicles pumps are used for many purposes. For example, an oil pump is used to ensure an oil supply, for example, for lubrication of the internal combustion engine or the transmission.
Dabei wird oft eine Pumpe mit konstantem Volumenstrom eingesetzt, die einen Volumenstrom erzeugt, welcher die maximalen und minimalen Bedingungen erfüllen kann. In this case, a pump with a constant volume flow is often used, which generates a volume flow which can meet the maximum and minimum conditions.
Werden diese Pumpen vom Verbrennungsmotor beispielsweise über eine Riementrieb angetrieben, so variiert auch die Drehzahl des Antriebs der Pumpe, so dass bei niedrigster Drehzahl die Minimalanforderungen an den Volumenstrom erfüllt sein müssen, wobei bei hohen Drehzahlen der maximale Volumenstrom erreicht sein muss, um die in diesem Betriebsfalle benötigten Volumenströme zu erreichen. If these pumps are driven by the internal combustion engine, for example via a belt drive, so also varies the speed of the drive of the pump, so that at minimum speed, the minimum requirements must be met to the flow, at high speeds, the maximum flow must be achieved to those in this Operating trap to achieve required flow rates.
Bei konstanter Antriebsdrehzahl lässt sich der Volumenstrom aber nicht verstellen. At a constant drive speed, the volume flow can not be adjusted.
Wird eine vollvariable Pumpe, wie eine Flügelzellenpumpe oder Pendelschieberpumpe, eingesetzt, so wird der Anschlag für den minimalen Fördervolumenstrom derart gewählt, dass eine Mindestförderung gewährleistet wird, da immer ein minimaler Fördervolumenstrom benötigt wird, da dieser zur Druckerzeugung benötigt wird. If a fully variable pump, such as a vane pump or pendulum slide pump used, so the stop for the minimum flow rate is selected such that a minimum delivery is guaranteed, since always a minimum flow rate is required, since it is needed to generate pressure.
Wird zu dieser Pumpe eine parallel geschaltete Zahnradpumpe hinzugefügt, so unterstützt diese Zahnradpumpe die Förderung des Volumens. Allerdings wird im kalten Betrieb mehr Fluid gefördert, als der Verbrennungsmotor des Fahrzeuges zum Erreichen des geforderten Drucks benötigt. Dadurch wäre der Fluiddruck, wie Öldruck, bei kalten Temperaturen höher als gefordert, was sich nachteilig auf die Antriebsleitung und die Abgasemission auswirken würde. Weiterhin müsste ein Absteuerventil auf die Bedingungen beim Dauerbetrieb ausgelegt werden, weil es nicht nur im Startbetrieb bei kaltem Motor sondern auch bei kalten Bedingungen bei hohen Drehzahlen den Druck begrenzen soll. Dies ist jedoch für die Gestaltung des Ventils nachteilig und teuer. If a parallel connected gear pump is added to this pump, this gear pump will help to boost the volume. However, more fluid is conveyed in cold operation than the internal combustion engine of the vehicle requires to reach the required pressure. As a result, the fluid pressure, such as oil pressure, at cold temperatures would be higher than required, which would adversely affect the drive line and the exhaust emission. Furthermore, a shut-off valve would have to be designed for the conditions in continuous operation, because it should limit the pressure not only in the start-up mode with cold engine but also in cold conditions at high speeds. However, this is disadvantageous and expensive for the design of the valve.
Bei Pumpen mit variabler Volumenstromregelung ist eine Förderung des Volumenstroms zwischen einem minimalen und einem maximalen Wert steuerbar. Für den Einsatz in Zusammenhang mit anderen Pumpen ist jedoch eine Pumpe mit Volumenstromumkehr vorteilhaft, weil dadurch auch Kombinationen von Pumpen eingesetzt werden können, die ohne Volumenstromumkehr zu hohe Förderleistungen aufzeigen könnten, als sie in manchen Betriebsphasen zulässig wären. In the case of pumps with variable volume flow control, a delivery of the volume flow between a minimum and a maximum value can be controlled. For use in connection with other pumps, however, a pump with volume flow reversal advantageous because it can also be used combinations of pumps that could show too high flow rates without volume flow reversal, as they would be permissible in some operating phases.
Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Pumpe zu schaffen, mittels welcher eine variable Fluidversorgung gewährleistet werden kann, wobei dennoch die Pumpe einfach und kostengünstig aufgebaut sein sollte. Therefore, it is the object of the present invention to provide a pump by means of which a variable fluid supply can be ensured, yet the pump should be simple and inexpensive.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. The object is achieved with the features of
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Pumpe mit einem Gehäuse mit einem ersten Fluidanschluss und einem zweiten Fluidanschluss, wobei der erste Fluidanschluss über einen ersten Kanal mit einer ersten innenraumseitigen Fluidöffnung des Gehäuses in Fluidverbindung steht und wobei der zweite Fluidanschluss über einen zweiten Kanal mit einer innenraumseitigen zweiten Fluidöffnung des Gehäuses in Fluidverbindung steht, mit einem in dem Innenraum des Gehäuses drehbar gelagerten Pumpenelement, welches derart ausgebildet ist, dass es ein Fluid von einer innenraumseitigen Fluidöffnung zu einer anderen innenraumseitigen Fluidöffnung transportiert, wobei ein Einstellelement vorgesehen ist, welches das Pumpenelement im Innenraum derart positioniert, dass den Volumenstrom von einer der innenraumseitigen Fluidöffnungen zu einer anderen der innenraumseitigen Fluidöffnungen einstellt. Durch die Verstellung des Einstellelements kann eine variable Einstellung des Volumenstroms und der Förderrichtung vorgenommen werden. One embodiment of the invention relates to a pump having a housing with a first fluid port and a second fluid port, the first fluid port being in fluid communication with a first interior side fluid port of the housing via a first channel, and the second fluid port being connected via a second channel with an interior second one Fluid port of the housing is in fluid communication with a rotatably mounted in the interior of the housing pump member which is adapted to transport a fluid from an interior side fluid opening to another interior side fluid opening, wherein an adjustment is provided, which the pump element in the interior positioned to adjust the volume flow from one of the interior side fluid openings to another of the interior side fluid openings. By adjusting the adjusting a variable adjustment of the flow rate and the conveying direction can be made.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Einstellelement derart positionierbar ist, dass ein Fluid nur von einer innenraumseitigen ersten Fluidöffnung zu einer innenraumseitigen zweiten Fluidöffnung transportiert wird oder dass ein Fluid nur von einer innenraumseitigen zweiten Fluidöffnung zu einer innenraumseitigen ersten Fluidöffnung transportiert wird oder dass ein Fluid sowohl von einer innenraumseitigen ersten Fluidöffnung zu einer innenraumseitigen zweiten Fluidöffnung als auch ein Fluid von einer innenraumseitigen zweiten Fluidöffnung zu einer innenraumseitigen ersten Fluidöffnung transportiert wird. So kann auch ein Wechsel der Förderrichtung angesteuert werden. In this case, it is expedient for the adjustment element to be positionable such that a fluid is transported only from an interior-side first fluid opening to an interior-side second fluid opening or a fluid is transported only from an interior-side second fluid opening to an interior-side first fluid opening or a fluid from an inside-side first fluid opening to an inside-side second fluid opening, and a fluid is transported from an inside-side second fluid opening to an inside-side first fluid opening. Thus, a change of the conveying direction can be controlled.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Pumpenelement ein Flügelrad ist, wobei das Einstellelement ein Ringelement ist, in welchem das Flügelrad drehbar gelagert aufgenommen ist. Dabei ist ein Flügelrad vorteilhafter Weise ein Rad, in welchem Flügel im Wesentlichen in radialer Richtung gleitbar sind, um sich radial außen an dem Innenumfang des Einstellelements anzulegen. It is also expedient if the pump element is an impeller, wherein the adjusting element is a ring element, in which the impeller is received rotatably mounted. In this case, an impeller is advantageously a wheel in which vanes are slidable substantially in the radial direction in order to apply radially on the outside to the inner circumference of the adjusting element.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Ringelement im Innenraum des Gehäuses der Pumpe verlagerbar angeordnet ist. So kann einfach eine Einstellung des Volumenstroms du der Förderrichtung vorgenommen werden. It is also expedient if the ring element is arranged to be displaceable in the interior of the housing of the pump. So you can easily make an adjustment of the flow rate you the conveying direction.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Ringelement im Innenraum um eine Achse verkippbar angeordnet ist. So kann durch die Verkippung des Ringelements das Ringelement von einer Seite des Innenraums zu gegenüberliegenden Seite des Innenraums gekippt werden. Dabei wechselt die Förderrichtung des Fluid, weil an der Seite, an welcher der Ring an der Seitenwand des Innenraums anliegt, keine Förderung des Fluids vorbei erfolgt. Entsprechend erfolgt die Förderung in die entsprechend andere Drehrichtung. It is also expedient if the ring element is arranged tiltable in the interior about an axis. Thus, by tilting the ring element, the ring element can be tilted from one side of the interior to the opposite side of the interior. In this case, the conveying direction of the fluid changes, because on the side at which the ring rests against the side wall of the interior, no promotion of the fluid takes place. Accordingly, the promotion takes place in the corresponding other direction of rotation.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Achse am Außenumfang des Ringelements angeordnet ist. So kann eine einfache Montage und günstige Verkippung erfolgen. Furthermore, it is expedient if the axis is arranged on the outer circumference of the ring element. So a simple installation and favorable tilting can be done.
Alternativ zum Verkippen des Ringelements kann auch ein Verschieben des Ringelements mit beiderseitiger Führung parallel zur Verschieberichtung vorgesehen sein. As an alternative to tilting of the ring element, a displacement of the ring element can be provided with mutual guidance parallel to the direction of displacement.
Auch ist es zweckmäßig, wenn ein Antriebselement vorgesehen ist, welches das Ringelement zur Verkippung steuert. So kann eine einfache Art der Steuerung vorgesehen werden. It is also expedient if a drive element is provided which controls the ring element for tilting. Thus, a simple type of control can be provided.
Auch ist es zweckmäßig, wenn das Antriebselement eine Feder ist und das Ringelement druckbeaufschlagt verlagerbar ist, wobei das Ringelement gegen die Federkraft der Feder verlagerbar ist. It is also expedient if the drive element is a spring and the ring element is pressurized displaced, wherein the ring element against the spring force of the spring is displaced.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Anlenkung des Ringelements mittels des Antriebselements bezüglich des Ringelements im Wesentliche gegenüber der Achse des Ringelements angeordnet ist. Furthermore, it is expedient if the articulation of the ring element is arranged by means of the drive element with respect to the ring member substantially with respect to the axis of the ring member.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen: In the following the invention will be explained in detail by means of an embodiment with reference to the drawing. In the drawing show:
Die
Eine Pumpeneinheit mit konstantem Volumenstrom ist eine Pumpeneinheit, bei welcher bei konstanter Antriebsdrehzahl eines Antriebselements ein konstanter Volumenstrom resultiert. Dabei kann der Volumenstrom bei variabler Antriebsdrehzahl des Antriebselements dennoch auch variabel sein. A pump unit with a constant volume flow is a pump unit in which a constant volume flow results at a constant drive speed of a drive element. The volume flow at variable input speed of the drive element can still be variable.
Eine Pumpeneinheit mit variabel einstellbarem Volumenstrom ist eine Pumpeneinheit, bei welcher bei konstanter Antriebsdrehzahl eines Antriebselements ein variabel einstellbarer Volumenstrom ansteuerbar ist. Dabei kann der Volumenstrom bei variabler Antriebsdrehzahl des Antriebselements wiederum auch variabel sein. A pump unit with variably adjustable volumetric flow is a pump unit in which a variably adjustable volumetric flow can be controlled at a constant drive speed of a drive element. In this case, the volume flow at variable input speed of the drive element in turn may also be variable.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der variabel einstellbare Volumenstrom der zweiten Pumpeneinheit
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn der variabel einstellbare Volumenstrom der zweiten Pumpeneinheit
Dabei wird die zweite Pumpeneinheit
Die
Diese Verschaltung bewirkt, dass die erste Pumpeneinheit
In einer ersten Betriebsart der zweiten Pumpeneinheit
In einem weiteren Betriebszustand der zweiten Pumpeneinheit
In einem weiteren Betriebszustand kann die zweite Pumpeneinheit
Die
Das erste Gehäuseteil
In
Die Pumpe
Wird die Pumpe als Ölförderpumpe eingesetzt, so kann die Außenzahnradpumpe als Pumpe mit konstantem Volumenstrom Öl fördern, wobei im Betriebsfall, wenn zu viel Öl von der Außenzahnradpumpe gefördert wird, das überschüssige Öl durch die variable Flügelzellenpumpe intern in der Pumpe zurückgefördert werden kann, so dass ein kleinerer Volumenstrom der Pumpe resultiert, als er durch die Außenzahnradpumpe verursacht wird. If the pump is used as an oil pump, the external gear pump can deliver oil as a pump with constant flow, and in the case of operation, if too much oil is pumped by the external gear pump, the excess oil can be pumped back through the variable vane pump internally in the pump, so that a smaller volume flow of the pump results than it is caused by the external gear pump.
Die Volumenstrombegrenzung erfolgt durch eine energetisch günstigere Beipasssteuerung und nicht durch eine Absteuerung. Der Öldruck ist damit über den gesamten Temperatur- und Drehzahlbereich der Pumpe regelbar. Volumetric flow limitation is achieved by an energetically more favorable bypass control and not by a control. The oil pressure is thus adjustable over the entire temperature and speed range of the pump.
Die Pumpe gemäß
So kann beispielsweise eine Flügelzellenpumpe gemäß der zweiten Pumpeneinheit zum Einen als alleinige Pumpe betrieben werden oder in Zusammenbau mit einer Außenzahnradpumpe als Pumpeneinheit dienen, die mit der Außenzahnradpumpe als weiterer Pumpeneinheit eine Pumpe bildet, die diese beiden Pumpeneinheiten umfasst. Thus, for example, a vane pump according to the second pump unit can be operated as a single pump or in assembly with an external gear pump as a pump unit, which forms a pump with the external gear pump as a further pump unit comprising these two pump units.
Die
In
Die
Die beiden Zahnräder
Die
Die Verkippung des Einstellelements
Die
Die erste Pumpeneinheit
Die
Die
Die
Die
Die
Die erste Pumpeneinheit
Gemäß den
Als Antrieb kann vorzugsweise ein Elektromotor oder ein hydraulischer Antrieb oder eine Verbindung mit einem Antriebselement eines Verbrennungsmotors vorgesehen sein, so dass die Pumpe
In einer alternativen Gestaltung kann jede der beiden Pumpeneinheiten
Die
Die
Die
Die zweite Pumpeneinheit
Das Einstellelement
Das Antriebselement weist dabei eine Feder
Es ist in
Die
Dies bewirkt, dass eine Förderung eines Fluids von der Öffnung
In
Die
Die
Die
Die erste Pumpeneinheit
Die Elemente der Pumpe
Die
Die
Im unteren Diagramm ist in der durchgezogenen Kurve das Fördervolumen bei Sollöldruck dargestellt, wobei wiederum mit der unterbrochenen Linie der Volumenstrom der Zusatzstufe ohne Rückförderung dargestellt ist. Die Differenz zwischen den beiden Kurven, also die Fläche zwischen den beiden Kurven, stellt die zurückgeförderte Ölmenge oder Fluidmenge dar. In the lower diagram, the delivery volume is shown in the solid curve at target oil pressure, again with the broken line, the volume flow of the additional stage is shown without return. The difference between the two curves, ie the area between the two curves, represents the amount of oil or fluid returned.
Die
Die daneben angeordneten Figuren zeigen, dass ein Steuerventil
Bei der Pumpe ist es vorteilhaft, wenn die konstant fördernde Pumpeneinheit eine Ölpumpe ist, deren Fördervolumen auf den Heißleerlauf ausgelegt ist, also bei heißen Öltemperaturen und bei niedrigen Drehzahlen des Motors. Mit der parallel angeordneten variabel betreibbaren Pumpeneinheit kann die als Ölpumpe betriebene Pumpe auch an Motoren mit höheren Schluckmengen adaptiert werden. Da in dieser Situation dann aber bei kaltem Betrieb zu viel Öl gefördert wird, kann dieses durch die „Rückwärtsförderung“ der variablen Pumpeneinheit kompensiert werden. In the case of the pump, it is advantageous if the constantly conveying pump unit is an oil pump whose delivery volume is designed for hot idling, ie at hot oil temperatures and at low engine speeds. With the variably operable pump unit arranged in parallel, the pump operated as an oil pump can also be adapted to engines with higher absorption rates. Since in this situation, however, too much oil is conveyed in cold operation, this can be compensated by the "backward promotion" of the variable pump unit.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Pumpe pump
- 22
- erste Pumpeneinheit first pump unit
- 33
- zweite Pumpeneinheit second pump unit
- 44
- Fluideinlass fluid inlet
- 55
- Fluidauslass fluid outlet
- 66
- Einlasskanal inlet channel
- 77
- Einlasskanal inlet channel
- 88th
- Auslasskanal exhaust port
- 99
- Auslasskanal exhaust port
- 10 10
- Pumpe pump
- 11 11
- erste Pumpeneinheit first pump unit
- 12 12
- zweite Pumpeneinheit second pump unit
- 13 13
- erstes Gehäuseteil first housing part
- 14 14
- zweites Gehäuseteil second housing part
- 15 15
- Gehäuse casing
- 16 16
- Zahnrad gear
- 17 17
- Zahnrad gear
- 18 18
- Flügelrad impeller
- 19 19
- Einstellelement adjustment
- 20 20
- Antriebselement driving element
- 21 21
- Fluideinlassbereich Fluid inlet area
- 22 22
- Fluidauslassbereich fluid outlet
- 23 23
- Pfeil arrow
- 24 24
- Pfeil arrow
- 25 25
- Pfeil arrow
- 26 26
- Fluidstrom fluid flow
- 27 27
- Gesamtfluidstrom Total fluid flow
- 28 28
- Fluideinlassbereich Fluid inlet area
- 29 29
- Fluidauslassbereich fluid outlet
- 30 30
- Zahnrad gear
- 31 31
- Zahnrad gear
- 32 32
- Pfeil arrow
- 33 33
- Pfeil arrow
- 34 34
- Pfeil arrow
- 35 35
- Pfeil arrow
- 36 36
- Welle wave
- 37 37
- Achse axis
- 38 38
- Antriebselement driving element
- 39 39
- Zylinder cylinder
- 40 40
- Pfeil arrow
- 41 41
- Bereich Area
- 50 50
- zweite Pumpeneinheit second pump unit
- 51 51
- Gehäuse casing
- 52 52
- Innenraum inner space
- 53 53
- Flügelrad impeller
- 54 54
- Flügel wing
- 55 55
- Einstellelement adjustment
- 56 56
- Ringbereich ring area
- 57 57
- Wand wall
- 58 58
- Öffnung opening
- 59 59
- Öffnung opening
- 60 60
- Achse axis
- 61 61
- Antriebselement driving element
- 62 62
- Feder feather
- 64 64
- Zylinder cylinder
- 65 65
- Ringspalt annular gap
- 70 70
- Pumpe pump
- 71 71
- Pumpeneinheit pump unit
- 72 72
- Ventileinheit valve unit
- 80 80
- Pumpe pump
- 81 81
- Pumpeneinheit pump unit
- 82 82
- Pumpeneinheit pump unit
- 83 83
- Ventileinheit valve unit
- 84 84
- Pumpe pump
- 90 90
- Kurve Curve
- 91 91
- Kurve Curve
- 92 92
- Kurve Curve
- 93 93
- Kurve Curve
- 94 94
- Steuerventil control valve
- 95 95
- Pumpeneinheit pump unit
Claims (9)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210112721 DE102012112721A1 (en) | 2012-12-20 | 2012-12-20 | Pump for oiling system in internal combustion engine or transmission of motor vehicle, has setter placed interior of pump part such that fluid flow from first fluid aperture to second fluid aperture is adjusted |
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Publication Number | Publication Date |
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DE4201257A1 (en) * | 1992-01-18 | 1993-07-22 | Glyco Metall Werke | Vane cell pump with adjustable stroke ring - has piston connected to spring via bolt and stroke ring pivots about axis and is connected locks and piston and spring |
DE10337653A1 (en) * | 2003-08-16 | 2005-03-10 | Zf Lenksysteme Gmbh | Steering system for automobile, including servo steering pump with adjustable ring displaced from neutral center position in either direction for selecting pump feed direction |
-
2012
- 2012-12-20 DE DE201210112721 patent/DE102012112721A1/en active Pending
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