DE102014204946A1 - Pumpenanordnung - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung (1) mit einer Pendelschieberzellen-Ölpumpe (2) und einer Unterdruckpumpe (3), wobei beide Pumpen (2, 3) durch eine gemeinsame Welle (4) angetrieben und in einem gemeinsamen Gehäuse (5) gelagert sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pumpenanordnung mit einer Pendelschieberzellen-Ölpumpe und einer Unterdruckpumpe.
  • In modernen Kraftfahrzeugen ist oftmals der im Motorraum zur Verfügung stehende Bauraum der begrenzende Faktor, wodurch sich die Forschung zunehmend darauf konzentriert, kompakt bauende Komponenten, wie beispielsweise Pumpen etc. zu entwickeln.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, eine Pumpenanordnung anzugeben, die insbesondere kompakt baut.
  • 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, zwei in modernen Kraftfahrzeugen benötigten Pumpen nicht mehr separat auszubilden und an getrennten Einbauorten im Motorraum unterzubringen, sondern diese in einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung zusammen zu fassen, das heißt in einem gemeinsamen Gehäuse zu lagern und durch eine gemeinsame Welle anzutreiben. Die beiden zusammengefassten Pumpen sind dabei als Pendelschieberzellen-Ölpumpe sowie als Unterdruckpumpe, beispielsweise für ein Bremssystem des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Durch den Antrieb beider Pumpen durch eine gemeinsame Welle ist auch lediglich noch eine einzige Antriebseinrichtung erforderlich, wodurch nicht nur der Bauraumbedarf signifikant gesenkt, sondern auch auf eine zusätzliche zweite Antriebseinrichtung, beispielsweise einen Elektromotor, verzichtet werden kann, wodurch sich nicht unerhebliche Kostenvorteile ergeben.
  • Zweckmäßig ist die Unterdruckpumpe als Vakuumpumpe bzw. als Drehschieberpumpe ausgebildet und besitzt einen Rotor aus Kunststoff. Ein derartiger Rotor aus Kunststoff lässt sich qualitativ hochwertig und dabei vergleichsweise kostengünstig fertigen, wobei Kunststoff darüber hinaus im Vergleich zu einer Ausbildung aus Metall ein deutlich geringeres Gewicht aufweist, was insbesondere beim Einbau der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung in einem Kraftfahrzeug mit dazu beiträgt, den Kraftstoffverbrauch und darüber auch die Schadstoffemissionen zu senken.
  • Zweckmäßig sind die Pendelschieberzellen-Ölpumpe und die Unterdruckpumpe koaxial angeordnet. Der Aufbau ist dabei ähnlich eines Abgasturboladers, wobei auf der einen Seite die Pendelschieberzellen-Ölpumpe und auf der gegenüberliegenden anderen Seite die Unterdruckpumpe angeordnet ist. Zwischen diesen beiden ist ein Lagergehäuse bzw. generell ein Gehäuse der Pumpenanordnung angeordnet, in welchem die Welle und darüber auch der Innenrotor der Pendelschieberzellen-Ölpumpe und der Rotor der Drehschieberpumpe, das heißt der Unterdruckpumpe, gelagert wird. Rein theoretisch könnte dabei die Welle zusätzlich noch in einem dem Lagergehäuse gegenüberliegenden Deckel der Unterdruckpumpe bzw. der Pendelschieberzellen-Ölpumpe gelagert sein, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist, so dass die Lagerung der Welle generell ausschließlich im Lagergehäuse bewerkstelligt werden kann.
  • Zweckmäßig ist der Rotor an die Welle angespritzt und weist eine Quernut auf, in welcher ein Flügel der als Drehschieberpumpe ausgebildeten Unterdruckpumpe gleitend gelagert ist. Durch das direkte Anspritzen des Rotors der Unterdruckpumpe an die Welle kann ein Montageprozess der Pumpenanordnung deutlich vereinfacht werden. Rein theoretisch kann dabei die Welle an ihrer Außenumfangsfläche eine abstehende bzw. unrunde Außenkontur aufweisen, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Rotor und der Welle erzielbar ist. Alternativ zu einem direkten Anspritzen des Rotors an die Welle ist auch das Vorsehen eines metallischen Adapterstücks denkbar, so dass in diesem Fall der Rotor über eine Formschlussverbindung mit dem metallischen Adapterstück verbunden ist und dieses wiederum drehfest mit der Welle. Hierdurch ist insbesondere ein verschleißbedingter Austausch des Rotors der Unterdruckpumpe vergleichsweise einfach möglich.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist an der Welle eine Kupplung angeordnet, die eine Trennung der Pendelschieberzellen-Ölpumpe und der Unterdruckpumpe erlaubt. Eine derartige Kupplung ermöglicht somit ein bedarfsgerechtes Zu- oder Abschalten der Unterdruckpumpe. Üblicherweise ist dabei die Pendelschieberzellen-Ölpumpe mechanisch angetrieben und über diese bzw. die Welle auch die Unterdruckpumpe. Durch das Vorsehen einer Kupplung zwischen der Pendelschieberzellen-Ölpumpe und der Unterdruckpumpe kann letztere bei Bedarf zu- bzw. abgeschaltet oder auch hinsichtlich ihrer Leistung angepasst werden, was beispielsweise durch ein teilweises Schließen bzw. Öffnen der Kupplung bewerkstelligt wird.
  • 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 Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Pumpenanordnung,
  • 2 eine Seitenansicht der Pumpenanordnung,
  • 3 eine Schnittdarstellung durch die Pumpenanordnung gemäß der 2,
  • 4 eine Detaildarstellung einer Unterdruckpumpe der Pumpenanordnung.
  • Entsprechend den 1 bis 3, weist eine erfindungsgemäße Pumpenanordnung 1 eine Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2 sowie eine Unterdruckpumpe 3 auf, die beide durch eine gemeinsame Welle 4 angetrieben und in einem gemeinsamen Gehäuse 5 gelagert sind. In der Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2 wird ein Schmierstoff, beispielsweise zum Schmieren eines nicht gezeigten Verbrennungsmotors, gefördert. Die Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2 besitzt dazu einen Innenrotor 6 sowie einen damit über Pendel 7 verbundenen Außenrotor 8. Der Außenrotor 8 ist in einem verschwenkbaren Schieber 9 gelagert, welcher durch ein Verstellen der Exzentrizität des Außenrotors 8 die Förderleistung der Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2 steuert. Der Schieber 9 ist dabei an einem Lagerzapfen 10 drehbar gelagert. Gegenüber dem Gehäuse 5 wird die Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2 mittels eines Deckels 11 verschlossen.
  • Wendet man sich nun der Unterdruckpumpe 3 zu, so kann man erkennen, dass diese als Drehschieberpumpe bzw. als Flügelzellenpumpe mit lediglich einem einzigen Flügel 12 ausgebildet ist. Der Flügel 12 ist dabei in einem eine Quernut 13 aufweisenden Rotor 14 verschieblich gelagert. Der Rotor 14 wiederum ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet und dadurch nicht nur kostengünstig, sondern zugleich auch qualitativ hochwertig herstellbar. Verschlossen wird die Unterdruckpumpe 3 durch einen Deckel 11', der beispielsweise ebenfalls aus Kunststoff, insbesondere aus einem Duroplast oder einem Thermoplast ausgebildet ist. Der Rotor 14 kann dabei direkt an die Welle 4 angespritzt sein oder aber an ein metallisches Adapterstück 15 (vgl. 4), welches seinerseits drehfest mit der Welle 4 verbunden ist. Den 1 bis 3 ist weiter zu entnehmen, dass die Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2 und die Unterdruckpumpe 3 koaxial angeordnet sind, wobei die Welle 4 vorzugsweise ausschließlich in dem Gehäuse 5 gelagert ist. Bei dem Vorsehen des metallischen Adapterstücks 15 kann dieses an seinem Außenumfang Geometrien aufweisen, die einen Formschluss mit dem umspritzten Kunststoff des Rotors 14 eingehen und dadurch die drehfeste Verbindung zwischen dem metallischen Adapterstück 15 und dem Rotor 14 sicherstellen. An dem Flügel 12 der Unterdruckpumpe 3 können darüber hinaus Verschleißkappen 16 (vgl. 1) angeordnet sein, die einen Gleitverschleiß beim Betrieb der Unterdruckpumpe 3 zumindest reduzieren.
  • Mit der erfindungsgemäßen Pumpenanordnung 1 lässt sich nicht nur der Bauraum derselben im Vergleich zu zwei bisher getrennt hergestellten Pumpen deutlich reduzieren, sondern es kann auch eine Funktionsintegration erreicht werden, verbunden mit den damit verbundenen Kostenvorteilen. Darüber hinaus lässt sich auch die Reibleistung reduzieren, da sowohl für den Rotor 14 der Unterdruckpumpe 3 als auch für den Innenrotor 6 der Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2 die Welle 4 lediglich noch im Gehäuse 5, das heißt an einer Stelle gelagert werden muss. Die Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2 kann darüber hinaus zweistufig ausgebildet sein und dadurch in bekannter Weise zwei Druckräume aufweisen. Ebenfalls denkbar ist auch die Ausbildung als vollvariable Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2.
  • Üblicherweise wird die erfindungsgemäße Pumpenanordnung 1 mittels eines mechanisch mit der Welle 4 im Bereich der Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2 gekoppelten Antriebs angetrieben, so dass sowohl der Innenrotor 6 als auch der Rotor 14 stets die gleiche Umdrehungsgeschwindigkeit haben. Ist nun eine individuelle Regulierung der Unterdruckpumpe 3, beispielsweise für ein Bremssystem eines Kraftfahrzeuges gewünscht, so kann im Gehäuse 5 eine Kupplungseinrichtung 17 vorgesehen sein, die eine Trennung der Pendelschieberzellen-Ölpumpe 2 und der Unterdruckpumpe 3 erlaubt.

Claims (9)

  1. Pumpenanordnung (1) mit einer Pendelschieberzellen-Ölpumpe (2) und einer Unterdruckpumpe (3), wobei beide Pumpen (2, 3) durch eine gemeinsame Welle (4) angetrieben und in einem gemeinsamen Gehäuse (5) gelagert sind.
  2. Pumpenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckpumpe (3) als Drehschieberpumpe ausgebildet ist und einen Rotor (14) aus Kunststoff aufweist.
  3. Pumpenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelschieberzellen-Ölpumpe (2) und die Unterdruckpumpe (3) koaxial angeordnet sind.
  4. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (14) eine Quernut (13) aufweist, in welcher ein Flügel (12) der als Drehschieberpumpe ausgebildeten Unterdruckpumpe (3) gleitend angeordnet ist.
  5. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pendelschieberzellen-Ölpumpe (2) zweistufig ausgebildet ist, das heißt zwei unterschiedliche Druckniveaus bereitstellen kann.
  6. Pumpenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine externe Regelanordnung vorgesehen ist, die die Pendelschieberzellen-Ölpumpe (2) durch einen von extern anliegenden Regeldruck über einen Schieber (9) verstellt und mindestens drei unterschiedliche definierte Druckniveaus bereitstellt.
  7. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle (4) eine Kupplung (17) angeordnet ist, die eine Trennung der Pendelschieberzellen-Ölpumpe (2) und der Unterdruckpumpe (3) erlaubt.
  8. Pumpenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (14) über eine Formschlussverbindung mit einem metallischen Adapterstück (15) verbunden ist, wobei das Adapterstück (15) drehfest mit der Welle (4) verbunden ist.
  9. Pumpenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (14) aus einem Kunststoff, insbesondere aus einem Thermoplast besteht, und das Adapterstück (15) in den Rotor (14) eingespritzt ist.
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