DE102014206783B4 - Ölpumpen-Modul - Google Patents

Abstract

Es wird ein Ölpumpen-Modul vorgestellt, welches von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors über eine Stirnradgetriebestufe angetrieben wird und mindestens aus einer Ölpumpenstufe besteht, wobei das Abtriebszahnrad und der Ölpumpenrotor, auf derselben Drehachse angeordnet sind und die Ölpumpenwelle in einem sich entlang der Drehachse erstreckenden Bereich zwischen dem Abtriebszahnrad und dem Ölpumpenrotor mit einer Massenausgleichswelle mittels einer Welle-Nabeverbindung verbindbar ist.

Description

• Die Erfindung geht aus von einem Ölpumpen-Modul.
• Stand der Technik
• Downsizing in Verbindung mit Aufladung stellt derzeit einen vielversprechenden Weg zur nachhaltigen Absenkung der CO2-Emissionen bei Verbrennungsmotoren dar. Im Kleinwagensegment mit hubraumkleinen Motoren werden neben 4-Zylindermotoren bereits heute zunehmend 3-Zylindermotoren eingesetzt. Eine weitergehende Hubraumreduzierung führt zu der Frage, ob eine weitere Verkleinerung des Einzelzylinderhubvolumens sinnvoll oder der Übergang auf 2 Zylinder die bessere Lösung ist. Ferner ist in diesem besonders preissensitiven Fahrzeugsegment die Frage des technischen Aufwandes sowie der damit verbundenen Kosten zu berücksichtigen.
• Außerdem ist beim Zwei-Zylinder-Motor für einen akzeptablen Geräusch- und Schwingungskomfort eine Massenausgleichswelle zum Ausgleich der freien Massenkräfte vorzusehen, während beim Dreizylinder-Motor auch mit Sekundärmaßnahmen eine eventuell befriedigende Akustik darstellbar ist. Dreizylinder-Reihenmotoren besitzen von Natur aus eine etwas schlechtere Laufruhe als Vierzylinder-Reihenmotoren, da der Zündabstand und damit die Laufunruhe größer ist. Es treten keine freien Massenkräfte erster und zweiter Ordnung auf wie beim Zwei-Zylinder Reihenmotor, allerdings freie Massenmomente. Mit einer Ausgleichswelle kann das freie Massenmoment erster Ordnung kompensiert werden. Weiterhin müssen Ölpumpen für eine ausreichende Schmierung und Kühlung betrieben werden.
• Aus dem Stand der Technik sind Massenausgleichs-Ölpumpenmodule, die mit zwei separaten Wellen für die Ölpumpe und das Massenausgleichssystem ausgelegt sind und in einem Gehäuse verbaut werden, bekannt. Bei diesen Systemen besteht keine Möglichkeit durch Einsatz von Modulen eine Anwendung der Ölpumpe alleine umzusetzen.
• Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine modulare Lösung vorzuschlagen, mit der ein Ölpumpenmodul auf einfache und kostengünstige Weise mit einem Massenausgleichsmodul verbindbar ist.
• Die erfindungsgemäße Lösung schlägt ein Ölpumpen-Modul anpassbar für ein Massenausgleichsmodul vor, das modular als Baukasten konstruiert ist. Angetrieben über Zahnräder von der Kurbelwelle, kann die Ölpumpe alleine, als auch in Kombination mit einem Massenausgleichssystem aufgebaut sein und ist von einer gemeinsamen Welle angetrieben. Durch die erfindungsgemäße Lösung lassen sich Gewicht und Kosten einsparen.
• Es ist dabei von Vorteil ein modulares Ölpumpen- Modul zu verwenden, welches von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors über eine Stirnradgetriebestufe angetrieben wird und mindestens aus einer Ölpumpenstufe besteht, wobei das Abtriebszahnrad der Stirnradgetriebestufe und der Ölpumpenrotor auf derselben Drehachse angeordnet sind und die Ölpumpenwelle in einem sich entlang der Drehachse erstreckenden Bereich zwischen dem Abtriebszahnrad und dem Ölpumpenrotor mit einer Massenausgleichswelle mittels einer Welle-Nabeverbindung verbindbar ist.
• Dadurch kann das Ölpumpen-Modul in Motoren eingesetzt werden, die mit oder ohne Massenausgleichsmodul betrieben werden und ist einfach an verschiedenen Anforderungen anpassbar. Damit ist eine besonders kostengünstige Lösung möglich.
• Es ist besonders von Vorteil, dass ein Massenausgleichsmodul mit mindestens einem Ausgleichsgewicht entlang derselben Drehachse (D) wie die Ölpumpe angeordnet ist. Dadurch ist die Anzahl der Wellen reduziert, der Bauraum deutlich kleiner.
• Es ist von Vorteil, dass ein durch eine Stirnwand des Massenausgleichsgehäuses ersetzbarer Ölpumpendeckel vorhanden ist. Durch die einfache Austauschbarkeit von Ölpumpendeckel zu Massenausgleichsgehäuse ist auch das Gesamtgehäuse optimiert und klein gehalten.
• Vorteilhafterweise wird das Übersetzungsverhältnis der Stirnradgetriebestufe 1:1 gewählt.
• Es ist von Vorteil, wenn die Welle-Nabe Verbindung eine Kegelsitz ist, da hier die Kräfte optimal übertragen werden, die Verbindung aber lösbar gestaltet ist.
• Die erfindungsgemäße Lösung ist von Vorteil, da das Modul an einen 2 oder 3 Zylinder Verbrennungsmotor angepasst ist.
• Beschreibung der Erfindung
• Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
• 1 zeigt einen Schnitt durch ein Ölpumpenmodul
• 2 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus des Ölpumpenaufbaus
• 3 zeigt einen Schnitt durch ein Gesamtmodul
• 4 zeigt eine schematische Darstellung des Gesamtmoduls.
• 1 zeigt einen Schnitt durch eine Ölpumpenstufe 2. Die Ölpumpenstufe 2 besitzt eine Ölpumpenwelle 8. Diese Ölpumpenwelle 8 wird von einer Stirnradgetriebestufe 4 angetrieben. Das obere Zahnrad ist dabei mit einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors verbunden. Das untere Zahnrad, das Abtriebszahnrad 5 sitzt auf der Ölpumpenwelle 8 auf und treibt damit einen Ölpumpenrotor 6 ein. Ein Ölpumpengehäuse 11 ist von einem Ölpumpendeckel 12 verschlossen.
• Wird das Ölpumpen-Modul nur als Ölpumpenstufe 2 für den Verbrennungsmotor eingesetzt, bleibt das Ölpumpen-Modul ohne weitere Verbindung mit einem vorgesehenen Massenausgleichsmodul.
• In 3 ist die Kombination aus Ölpumpenstufe 2 und Massenausgleichsmodul 3 zu einem Ölpumpen-Massenausgleichsmodul 1 dargestellt.
• Die Ölpumpenwelle 8 ist über eine Welle-Nabeverbindung 10 mit einer Massenausgleichswelle 9 verbunden. Dabei wird eine Kegelsitzverbindung verwendet. Bei Kegelsitzverbindungen wird durch eine axiale Kraft eine radiale Kraftkomponente in der Verbindung aufgebaut, welche ihrerseits ein Moment über Reibung überträgt. Kegelsitzverbindungen zeichnen sich durch guten Rundlauf und Unwuchtfreiheit aus und sind einfach zu trennen. Die Massenausgleichswelle 9 ist auf Lagern 15 gelagert und besitzt mindestens ein Ausgleichsgewicht 7. Die Massenausgleichswelle 9 mit ihren Ausgleichsgewicht 7 erstreckt sich in der Drehachse D und ist in einem Massenausgleichsgehäuse 13 gelagert. Die Stirnwand 14 des Massenausgleichsgehäuses 13 ist mit Schrauben 16 mit der Ölpumpenstufe 2 verbunden. Die Schraubpunkte sind dabei genau wie beim Ölpumpendeckel gewählt. Dadurch kann das Massenausgleichsgehäuse 13 anstelle des Ölpumpendeckels 12 am Ölpumpen-Modul 2 befestigt werden.
• Bezugszeichenliste

1

Ölpumpen-Massenausgleichsmodul

2

Ölpumpenstufe

3

Massenausgleichsmodul

4

Stirnradgetriebestufe

5

Abtriebszahnrad

6

Ölpumpenrotor

7

Ausgleichsgewicht

8

Ölpumpenwelle

9

Massenausgleichswelle

10

Welle-Nabeverbindung

11

Ölpumpengehäuse

12

Ölpumpendeckel

13

Massenausgleichsgehäuse

14

Stirnwand

15

Lager

16

Schrauben

Claims (6)

1. Ölpumpen-Modul, welches von einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors über eine Stirnradgetriebestufe (4) angetrieben wird und mindestens aus einer Ölpumpenstufe (2) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abtriebszahnrad (5) und ein Ölpumpenrotor (6), auf derselben Drehachse angeordnet sind und eine Ölpumpenwelle (8) in einem sich entlang der Drehachse erstreckenden Bereich zwischen dem Abtriebszahnrad (5) und dem Ölpumpenrotor (6) mit einer Massenausgleichswelle (9) mittels einer Welle-Nabeverbindung (10) verbindbar ist.
2. Ölpumpen-Modul nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Massenausgleichsmodul (3) mit mindestens eine Ausgleichsgewicht (7) entlang derselben Drehachse (D) angeordnet ist.
3. Ölpumpen-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch eine Stirnwand (14) des Massenausgleichsgehäuse (13) ersetzbarer Ölpumpendeckel (12) vorhanden ist.
4. Ölpumpen-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsverhältnis der Stirnradgetriebestufe 1:1 ist
5. Ölpumpen-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle-Nabe Verbindung (10) eine Kegelsitz ist.
6. Ölpumpen-Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölpumpen-Modul an einen 2- oder 3-Zylinder-Verbrennungsmotor angepasst ist.

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