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Die Erfindung betrifft Ölpumpen mit mehreren Förderstufen, insbesondere Außenzahnrad-Ölpumpen mit verstellbarer Fördermenge der Druckstufe für die Schmierölversorgung beispielsweise von Verbrennungsmotoren. Mehrstufige Ölpumpen haben die Aufgabe, über eine oder bei Bedarf auch über mehrere Druckstufen durch deren gefördertes Öl einen Öldruck zu erzeugen, wobei weitere Förderstufen auch zusätzlich als Saugstufen rückfließendes Öl betriebssicher wieder der Ansaugseite der Druckstufe zuführen. Beispielsweise kann bei Sport- oder Geländefahrzeugen mit hohen Beschleunigungen oder größeren Fahrzeugschräglagen für den antreibenden Verbrennungsmotor ein sog. Trockensumpf-Schmiersystem erforderlich sein, bei dem das von mehreren Stellen der Ölwanne oder von Turboladern von den Saugstufen abgesaugtes Schmieröl einem Hauptölbehälter zugeführt wird, aus dem die Druckstufe das Öl dann wieder ansaugt.
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Eine mehrstufig ausgeführte Ölpumpe benötig einen ihren Funktionen gemäßen Bauraum. Im einfachsten Ausführungsfall werden die einzelnen Förderstufen hintereinanderliegend in Reihenanordnung mit entsprechender Baulänge ausgebildet, wobei die Förderzahnräder auf nur zwei Wellenachsen angeordnet sind. Diese Reihenanordnung kann insbesondere dann bauraumkritisch sein, wenn die Druckstufe der Ölpumpe als sog. Außenzahnrad-Regelölpumpe mit axialer Zahnradverschiebung ausgebildet ist.
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Die
DE 10144693 B4 zeigt eine mehrstufige Ölpumpe mit einer als Außenzahnrad-Regelölpumpe ausgebildeten Druckstufe, die mit drei weiteren Saugstufen in Reihenanordnung der Pumpenstufen ausgebildet ist, was zu einer erheblichen Gesamtbaulänge führt.
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Weiterhin sind auch kürzer bauende, mehrstufige Ölpumpen mit Parallelanordnung von Förderstufen und dann jedoch erhöhter Wellenanzahl bekannt. Hierzu zeigt die
DE 10305781 B4 eine Ausführung mit einer Außenzahnrad-Regelölpumpe als Druckstufe und bis zu drei Saugstufen, die verschachtelt im Umfeld der Druckstufe angeordnet sind.
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Eine sehr kompakte Ausführung einer zweistufigen Ölpumpe kann erreicht werden, wenn ein beiden Ölpumpen gemeinsames erstes Förderzahnrad mit zwei beispielsweise gegenüberliegend jeweils zweiten Förderzahnrädern in Zahneingriff steht. Hierzu zeigt die
DE 10 2011 114 892.2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem das beiden Förderstufen gemeinsame mittlere Förderzahnrad axial verstellbar ausgebildet ist und dadurch beide Förderstufen als Druckstufe mit variabler Fördermenge arbeiten. Eine derartig zweistufige Förderstufe mit insgesamt drei Förderzahnrädern kann auch als zweiflutige Förderstufe bezeichnet werden. Für die bei zweiflutigen Förderstufen erforderliche Zusammenführung der zwei jeweiligen Saugseiten sowie der zwei jeweiligen Druckseiten zeigt die
DE 10 2011 114 892.2 eine vorteilhafte Losung im Deckelbereich der Ölpumpe.
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Die
DE 10 2010 051 141 B3 zeigt eine Außenzahnrad-Regelölpumpe, deren Verstelleinheit von einem Regelkolben mit bekannter Regelfunktion gesteuert wird, der eine vorteilhaft ausgebildete Regelkolbenanordnung aufweist. Der Regelkolben regelt bei einstufiger Ausbildung permanent ein konstantes Öldruckniveau. Ein zweistufig ausgebildeter Regelkolben ermöglicht über ein Magnetventil eine Umschaltung zwischen zwei verschieden hoch eingeregelten Öldruckwerten.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mehrstufige Ölpumpe, bestehend aus einer Außenzahnrad-Regelölpumpe als Druckstufe und mindestens einer weiteren Förderstufe in kompakter Bauweise auszubilden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ausbildung der Ölpumpe entsprechend den in Anspruch 1 kennzeichnenden Merkmalen gelöst.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen mit beigefügten Zeichnungen in Schnittdarstellung. Diese zeigen in
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1 eine Außenzahnrad-Regelölpumpe als Druckstufe mit einer weiteren Förderstufe
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2 eine Schnittdarstellung zu 1
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3 eine zweiflutige Außenzahnrad-Regelölpumpe als Druckstufe mit zwei weiteren Förderstufen
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4 eine zweiflutige Außenzahnrad-Regelölpumpe als Druckstufe mit einer weiteren zweiflutigen Förderstufe und einer weiteren doppelflutigen Förderstufe
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5 eine zweiflutige Außenzahnrad-Regelölpumpe als Druckstufe mit zwei weiteren Förderstufen
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6 eine Schnittdarstellung zu 5
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Die 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ölpumpe. Sie besteht aus einer über eine Antriebswelle 1 angetriebenen ersten Förderstufe, die als bekannte Außenzahnrad-Regelölpumpe mit einem ersten Förderzahnrad 2 und einem zweiten Förderzahnrad 3 ausgebildet ist und die als einen Öldruck erzeugende Druckstufe arbeitet. Das zweite Förderzahnrad 3 ist Bestandteil einer Verstelleinheit 4, die in einer axialen Führungsbohrung 5 eines umgebenden Gehäuses 6 der Ölpumpe relativ zum ersten Förderzahnrad 2 verschiebbar angeordnet ist. Abhängig vom in einer ersten Kammer 7 mit einer Druckverbindung 8 wirkenden Öldruck der Ölpumpe verschiebt sich die Verstelleinheit 4 mit Förderzahnrad 3 axial relativ zu Förderzahnrad 2, wodurch in bekannter Weise der Ölstrom der Ölpumpe verstellt werden kann. Dem in der ersten Kammer 7 herrschenden Öldruck wirkt eine in einer zweiten Kammer 9 angeordnete Feder 10 entgegen. In der Kammer 9 kann zur Verbesserung der Verstellung der Fördermenge über eine Bohrung 11 zusätzlich auch ein Regeldruck eingespeist werden, der von einem in 1 nicht sichtbaren Regelkolben 12 in bekannter Weise bereitgestellt wird. Die der Aufnahme der Feder 10 dienende zweite Kammer 9 weist gegenüber der Führungsbohrung 5 einen kleineren Durchmesser auf. Hierdurch ergibt sich im Gehäuse 6 ein nutzbarer Bauraum, in dem erfindungsgemäß ein erstes Förderzahnrad 13 einer zweiten Förderstufe mit Antrieb durch die Antriebswelle 1 angeordnet ist. Ein mit dem ersten Förderzahnrad 13 in Zahneingriff befindliches zweites Förderzahnrad 14 mit einem Bolzen 15 komplettiert die zweite Förderstufe. Ein linksseitiger Deckel 16 und ein rechtsseitig bis zum Förderzahnrad 2 kolbenartig eintauchender Deckel 17 verschließen das Gehäuse 6. Während die als Außenzahnrad-Regelölpumpe ausgebildete erste Förderstufe als Öldruck erzeugende Druckstufe beispielsweise für die Schmierölversorgung eines Verbrennungsmotors arbeitet, kann die zweite Förderstufe entweder auch als zweite Druckstufe arbeiten oder aber als Saugstufe die Ölabsaugung für beispielsweise ein Trockensumpf-Schmierölsystem des Verbrennungsmotors sicherstellen.
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Die 2 zeigt eine weitere Schnittdarstellung der Ölpumpe von 1 durch deren Verstelleinheit 4 und den unter ihr angeordneten Regelkolben 12. Der Regelkolben 12 ist von einer in einer Federkammer 18 angeordneten Feder 19 vorgespannt. Über die Druckverbindung 8 zur ersten Kammer 7 ist der Regelkolben 12 permanent mit Öldruck beaufschlagt. Durch einen im Gehäuse 6 fixierten ringförmigen Stopfen 20 wirkt der von der ersten Kammer 7 über die Druckverbindung 8 eingespeiste Öldruck nur an einem kleinen Zapfen 21 des Regelkolbens 12. Ein Magnetventil 22 kann die Federkammer 18 entweder auch mit Öldruck beaufschlagen oder aber zur Umgebung druckentlasten, wodurch in bekannter Weise zwei unterschiedlich hohe Öldrücke erzielt werden können. In der gezeigten Stellung verschließt der Regelkolben 12 die Bohrung 11 zur zweiten Kammer 9, wodurch dann keine axiale Verstellung der Verstelleinheit 4 möglich ist. Sobald der von der Ölpumpe erzeugte Öldruck aber von einem vorgegebenen Sollöldruck abweicht, verschiebt sich der Regelkolben 12 und erhöht oder senkt den in der zweiten Kammer 9 herrschenden Regeldruck durch Einspeisung von Öldruck oder Druckentlastung zur Umgebung in bekannter Weise, wodurch sich die Verstelleinheit 4 in der Führungsbohrung 5 axial verschiebt und die Fördermenge der Druckstufe zur Korrektur des vom Sollöldruck abgewichenen Öldrucks verstellt.
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Die 3 zeigt eine Ölpumpenausführung, bei der alternativ zu 1 die als Druckstufe ausgelegte erste Förderstufe als zweiflutige Außenzahnrad-Regelölpumpe mit drei zugehörigen Förderzahnrädern 2, 3 und 30 ausgebildet ist. Das mittlere Zahnrad 3 ist wieder Bestandteil einer bekannten Verstelleinheit 31, die in einem Gehäuse 32 axial verschiebbar angeordnet ist. Das Gehäuse 32 ist von einem Deckel 33 und von einem Deckel 34 verschlossen. Durch Variation der axialen Zahnüberdeckung des Förderzahnrads 3 mit dessen in Zahneingriff befindlichen Förderzahnräder 2 und 30 wird eine gleichzeitig beidseitige Verstellung der Fördermengen der zweiflutigen Ölpumpe ermöglicht. Die im Prinzip aus zwei Einzelpumpen bestehende zweiflutige Druckstufe weist für jede Einzelpumpe je eine Saugseite bzw. je eine mit Öldruck beaufschlagte Druckseite auf. Beide Saugseiten bzw. beide Druckseiten können in bekannter Weise vorteilhaft im Übergang des Gehäuses 32 zum Deckel 34 zusammengeführt werden. Hierzu weisen das Gehäuse 32 einen Öldruck führenden Druckkanal 35 und der Deckel 34 einen Saugkanal 36 auf, die von einer beispielsweise in Blech ausgeführten Dichtung 37 separiert werden. Vorteilhafterweise verläuft der Druckkanal 35 durch eine dritte Kammer 38, von der aus dann die Verstelleinheit 31 mit Öldruck beaufschlagt ist. Das Förderzahnrad 30 ist auf einer Nebenwelle 39 fixiert. Die im Gehäuse 32 gegenüber der Antriebswelle 1 mit Förderzahnrad 13 und Förderzahnrad 14, die eine zweite Förderstufe darstellen, angeordnete Nebenwelle 39 ermöglicht die Anordnung einer dritten Förderstufe, deren Förderzahnrad 40 erfindungsgemäß vorteilhaft den Bauraum neben der Kammer 9 der Feder 10 nutzt. Ein mit dem Förderzahnrad 40 kämmendes Förderzahnrad 41 mit Bolzen 42 komplettiert die dritte Förderstufe.
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Im Ausführungsbeispiel von 4 sind gegenüber 3 die zweite und die dritte Förderstufe zu einer zweiflutigen Saugstufe bzw. zu einer doppelflutigen Saugstufe mit einem Gehäuse 50 erweitert. Die von der Antriebswelle 1 über das Förderzahnrad 13 angetriebene zweiflutige Saugstufe weist weiterhin das Förderzahnrad 14 auf Bolzen 15 und ein weiteres Förderzahnrad 51 mit einem Bolzen 52 auf. Dagegen weist die doppelflutige Saugstufe zwei von der Nebenwelle 39 angetriebene Förderzahnräder 53 und 54 und zwei auf einem Bolzen 55 angeordnete Förderzahnrädern 56 und 57 auf, die jeweils von einem Trennblech 58 separiert sind. Ein Deckel 59 verschließt die im Gehäuse 50 angeordneten Saugstufen. Durch die in 4 dargestellte Ausbildung der erfindungsgemäßen Ölpumpe wird die zweiflutige Druckstufe von vier Saugstufen für vier anschließbare Ölabsaugstellen eines zugehörigen Verbrennungsmotors mit Öl versorgt.
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In 5 ist eine alternative Ausführung einer erfindungsgemäßen Ölpumpe gezeigt, bei der gegenüber der 3 von den beiden Saugstufen nur die jeweils ersten Förderzahnräder 13 und 40 sichtbar sind. Die jeweils zugehörigen zweiten Förderzahnräder sind zugunsten eines schmalen Gehäuses 60 mit einem entsprechend angepassten Deckel 61 unterhalb der sichtbaren Schnittebene angeordnet.
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Die 6 zeigt die Ölpumpe von 5 in einer Schnittansicht in Achsrichtung der Antriebswelle 1 durch die Förderzahnräder 13 und 40 der beiden Saugstufen. Die unterhalb der ersten Förderzahnräder 13 und 40 angeordneten Förderzahnräder 14 und 41 mit zugehörigen Bolzen 63 und 63 führen zu einem kompakt schmaleren, jedoch höheren Gehäuse 60.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung von Förderstufen einer mehrstufigen Ölpumpe, bestehend aus einer Außenzahnrad-Regelölpumpe als Druckstufe und weiteren Förderstufen als Saugstufen oder auch weiterer Druckstufen, wird eine kompakte Ölpumpeneinheit geschaffen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10144693 B4 [0003]
- DE 10305781 B4 [0004]
- DE 102011114892 [0005, 0005]
- DE 102010051141 B3 [0006]
