DE102018000533A1

DE102018000533A1 - rotary pump

Info

Publication number: DE102018000533A1
Application number: DE102018000533.0A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2019-06-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotationspumpe mit einem innenverzahnten Außenläufer und einem außenverzahnten Innenläufer für die Schmierölversorgung eines Verbrennungsmotors. Die Rotationspumpe ist sehr kompakt ausgebildet und stirnseitig an einem Antriebselement des Verbrennungsmotors angeordnet. Der Außenläufer ist drehfest mit dem Antriebselement verbunden, während der Innenläufer exzentrisch zum Außenläufer auf einem Zapfen eines Pumpenkörpers rotiert, der in einem konzentrisch zum Außenläufer ausgebildeten Hohlzapfen geführt und drehgelagert ist. Der Pumpenkörper stützt sich drehfest an einem stirnseitigen Deckel des Antriebselements ab.The invention relates to a rotary pump with an internally toothed external rotor and an externally toothed internal rotor for the lubricating oil supply of an internal combustion engine. The rotary pump is very compact and arranged on the front side on a drive element of the internal combustion engine. The outer rotor is rotatably connected to the drive element, while the inner rotor rotates eccentrically to the outer rotor on a pin of a pump body, which is guided and rotatably mounted in a concentric with the outer rotor formed hollow pin. The pump body is rotatably supported on a front cover of the drive element.

Description

Die Erfindung betrifft Rotationspumpen, die beispielsweise als Förderpumpen zur Versorgung von Verbrennungsmotoren mit Schmieröl zur Anwendung kommen. Rotationspumpen können als sog. Innenzahnradpumpen mit einem Außenläufer und einem Innenläufer ausgebildet sein. Der Außenläufer und der Innenläufer stehen über entsprechend ausgebildete Zahnkonturen miteinander in Eingriff. Der Antrieb von Rotationspumpen erfolgt beispielsweise bei Verbrennungsmotoren mechanisch entweder direkt durch einen auf einer Kurbelwelle angeordneten Innenläufer oder indirekt über eine Antriebskette.The invention relates to rotary pumps, which are used for example as feed pumps for supplying internal combustion engines with lubricating oil. Rotary pumps can be designed as so-called. Internal gear pumps with an external rotor and an internal rotor. The external rotor and the inner rotor are engaged with each other via correspondingly formed tooth contours. The drive of rotary pumps takes place, for example, in internal combustion engines mechanically either directly by an arranged on a crankshaft inner rotor or indirectly via a drive chain.

Bei einem direkt auf einer Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors angeordneten Innenläufer einer Pumpe entfällt vorteilhaft ein zusätzlicher Pumpenantrieb, beispielsweise ein Kettentrieb. Nachteilig ist jedoch infolge der die Pumpe durchdringenden Kurbelwelle eine relativ große radiale Erstreckung der Pumpe mit hohen Umfangsgeschwindigkeiten. Bei einer auf einer Kurbelwelle angeordneten Rotationspumpe resultiert für den in einem Pumpengehäuse drehgelagerten Außenläufer eine relativ hohe Verlustleistung, die sich nachteilig auf den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors auswirkt.In an arranged directly on a crankshaft of an internal combustion engine inner rotor of a pump advantageously eliminates an additional pump drive, such as a chain drive. However, a disadvantage is a relatively large radial extent of the pump with high peripheral speeds as a result of the crankshaft penetrating the pump. In a rotary pump arranged on a crankshaft results for the rotatably mounted in a pump housing external rotor a relatively high power loss, which adversely affects the fuel consumption of the internal combustion engine.

Zur Vermeidung einer hohen Verlustleistung einer direkt von einer Kurbelwelle angetriebenen Rotationspumpe sind Lösungen bekannt, bei denen der Außenläufer einen relativ kleinen Durchmesser aufweist und in einer Ausnehmung einer Kurbelwelle oder aber auch in einem von der Kurbelwelle angetriebenen Zahnrad angeordnet ist. Der zugehörige Innenläufer rotiert auf einem Lagerbolzen, der Bestandteil eines die Rotationspumpe stirnseitig abdeckendes Pumpengehäuses ist. Das Pumpengehäuse beinhaltet den Ölzulauf und den Ölablauf der Rotationspumpe und ist am Kurbelgehäuse des Verbrennungsmotors befestigt.To avoid a high power loss of a directly driven by a crankshaft rotary pump solutions are known in which the external rotor has a relatively small diameter and is arranged in a recess of a crankshaft or in a driven by the crankshaft gear. The associated inner rotor rotates on a bearing pin, which is part of a pump housing enclosing the rotary pump at the end. The pump housing contains the oil inlet and the oil outlet of the rotary pump and is attached to the crankcase of the internal combustion engine.

Hierzu zeigt die DE 3504306 A1 ein Ausführungsbeispiel einer Rotationspumpe. Die gegenüberliegend zum stirnseitigen Pumpengehäuse direkt in einem hohlen Zapfen axial in der Kurbelwelle geführten Außen- und Innenläufer müssen ein relativ großes Axialspiel aufweisen, dass zum einen das Kurbelwellenaxialspiel berücksichtigt und zum anderen auch alle axialspielwirksamen verschleiß- und temperaturbedingten Veränderungen während des Motorbetriebs erlaubt. Durch das relativ große Axialspiel von Außen- und Innenläufer ergibt sich nachteilig eine erhöhte Pumpenleckage. Alternativ hierzu ist eine Rotationspumpe in einem Zahnrad angeordnet.This shows the DE 3504306 A1 an embodiment of a rotary pump. The opposite to the end-face pump housing directly in a hollow pin axially guided in the crankshaft outer and inner rotor must have a relatively large axial play, on the one hand considered the crankshaft axial play and on the other hand also allows all axialspielwirksamen wear and temperature changes during engine operation. Due to the relatively large axial clearance of the outer and inner rotor disadvantageously results in an increased pump leakage. Alternatively, a rotary pump is arranged in a gear.

Als weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die DE 3506928 C2 für eine in einer Kurbelwelle angeordnete Rotationspumpe eine Lösung, bei der der Außenläufer und der Innenläufer zwischen einem äußeren Pumpengehäuse und einem mit diesem verbundenen inneren Deckel rotieren. Das Axialspiel der Außen- und Innenläufer kann gegenüber der DE 3504306 A1 vorteilhaft niedrig gehalten werden. Da der Deckel mit dem Pumpengehäuse über eine zentrale Schraube durch den Lagerzapfen des Innenläufers verbunden ist, hat dieser einen entsprechend größeren Durchmesser. Hieraus resultiert ein vergrößerter Außenläufer, so dass die Anordnung der Rotationspumpe in der Kurbelwelle einen entsprechend großen Zapfen erfordert. Die Drehkraftübertragung von der Kurbelwelle zum Außenläufer erfolgt über einen Stift. Alternativ hierzu wird eine Schlupfverbindung angesprochen, jedoch in keiner Weise dargestellt.As a further embodiment shows the DE 3506928 C2 for a rotary pump disposed in a crankshaft, a solution in which the outer rotor and the inner rotor rotate between an outer pump housing and an inner lid connected thereto. The axial play of the outer and inner rotor can be compared to the DE 3504306 A1 be kept advantageously low. Since the cover is connected to the pump housing via a central screw through the bearing pin of the inner rotor, this has a correspondingly larger diameter. This results in an enlarged external rotor, so that the arrangement of the rotary pump in the crankshaft requires a correspondingly large pin. The transmission of torque from the crankshaft to the external rotor takes place via a pin. Alternatively, a slip connection is addressed, but not shown in any way.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Rotationspumpe so auszubilden, dass sie gegenüber dem Stand der Technik kompaktere Abmessungen aufweist, die inneren Ölleckagen reduziert werden und die Verlustleistung zwecks geringerer Antriebsleistung der Rotationspumpe abgesenkt wird.It is an object of the invention to form a rotary pump so that it has over the prior art more compact dimensions, the internal oil leaks are reduced and the power loss is lowered for the purpose of lower drive power of the rotary pump.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Rotationspumpe nach Anspruch 1.This object is achieved by a rotary pump according to claim 1.

Bei einer ersten Lösung weist eine als Schmierölpumpe für einen Verbrennungsmotor ausgebildete Rotationspumpe einen Außenläufer auf, der in einem stirnseitigen Hohlzapfen einer Kurbelwelle drehfest angeordnet ist. Der Außenläufer steht in Zahneingriff mit einem Innenläufer, der auf einem exzentrisch zum Außenläufer angeordneten Zapfen drehgelagert ist. Der Zapfen ist Bestandteil eines Pumpenkörpers, der im Hohlzapfen der Kurbelwelle drehgelagert und axial durch einen Sicherungsring bei minimalem Axialspiel fixiert ist. Der Pumpenkörper stützt sich stirnseitig der Kurbelwelle drehfest an einem Deckel ab.In a first solution, a rotary pump designed as a lubricating oil pump for an internal combustion engine has an external rotor which is arranged non-rotatably in a frontal hollow journal of a crankshaft. The external rotor is in meshing engagement with an internal rotor, which is rotatably mounted on a pin arranged eccentrically to the external rotor. The pin is part of a pump body, which is rotatably mounted in the hollow journal of the crankshaft and axially fixed by a locking ring with minimal axial play. The pump body is supported on the front side of the crankshaft against rotation on a cover.

Bei Rotation fördern die in Zahneingriff befindlichen Zähne des Außenläufers und des Innenläufers in bekannter Weise das Öl. Das Öl wird durch einen Ölzulauf des Pumpenkörpers aus einer Saugleitung des Deckels angesaugt. Über einen Ölablauf des Pumpenkörpers fließt das von der Rotationspumpe mit Öldruck geförderte Öl durch eine Druckleitung des Deckels in den zu versorgenden Verbrennungsmotor.During rotation, the meshing teeth of the outer rotor and the inner rotor promote the oil in a known manner. The oil is sucked in through an oil inlet of the pump body from a suction line of the lid. Via an oil drain of the pump body, the oil pumped by the rotary pump with oil pressure flows through a pressure line of the cover into the internal combustion engine to be supplied.

Die drehfeste Abstützung des Pumpenkörpers am Deckel mit Formschluss kann beispielsweise aus zwei Hülsen bestehen, die zum einen das Öl durchleiten und zum anderen einen axialen Längenausgleich zwischen dem axial in der Kurbelwelle fixierten Pumpenkörper und dem Deckel ermöglichen. Auch bei relativ hohen Drehzahlen der sie antreibenden Kurbelwelle weist die Rotationspumpe nur geringe Verlustleistungen auf, da der Außenläufer bestenfalls in den Lagern der Kurbelwelle anteilig minimale Reibungsverluste verursacht. Der auf dem Zapfen drehgelagerte Innenläufer kann zur Verringerung der Lagerverluste ein Wälzlager aufweisen. Der Pumpenkörper kann an seiner radialen und axialen Führung der Kurbelwelle ebenfalls Wälzlager aufweisen.The non-rotatable support of the pump body on the cover with positive engagement can for example consist of two sleeves, which on the one hand pass the oil and on the other hand allow an axial length compensation between the axially fixed in the crankshaft pump body and the lid. Even at relatively high speeds of the crankshaft driving it, the rotary pump has only low power losses, since the external rotor at best proportionately in the bearings of the crankshaft causes minimal friction losses. The rotatably mounted on the pin inner rotor can have a rolling bearing to reduce bearing losses. The pump body may also have bearings on its radial and axial guidance of the crankshaft.

Bei Anordnung der Rotationspumpe im stirnseitigen Ende einer Kurbelwelle ist die Verwendung eines oft erforderlichen Riementriebs für Nebenaggregate erschwert. Alternativ hierzu kann die Rotationspumpe auch auf einer Drehachse einer von der Kurbelwelle angetriebenen Nebenwelle oder auch auf einer Drehachse eines eine Nebenwelle oder ein Nebenaggregat antreibenden Zwischenrads angeordnet sein. Bei dieser Ausführung bietet es sich an, den Außenläufer direkt stirnseitig an einem Antriebsrad der Nebenwelle oder dem Zwischenrad zu fixieren. Der Pumpenkörper ist dann in einem Hohlzapfen des Außenläufers drehgelagert. Diese Ausbildung ermöglicht eine vorteilhafte Vormontage der Rotationspumpe, die dann als Baueinheit mit einem äußeren Befestigungsflansch des Außenläufers direkt am Antriebsrad oder am Zwischenrad anzuschrauben ist.When arranging the rotary pump in the front end of a crankshaft, the use of an often required belt drive for ancillaries is difficult. Alternatively, the rotary pump can also be arranged on an axis of rotation of a secondary shaft driven by the crankshaft or else on an axis of rotation of an intermediate wheel driving a secondary shaft or an accessory. In this embodiment, it is advisable to fix the external rotor directly on the front side on a drive wheel of the secondary shaft or the intermediate gear. The pump body is then rotatably mounted in a hollow pin of the outer rotor. This design allows for an advantageous pre-assembly of the rotary pump, which is then screwed as a unit with an outer mounting flange of the external rotor directly on the drive wheel or on the intermediate.

Die Regelung bzw. die Begrenzung des Öldrucks kann für die erfindungsgemäße Rotationspumpe in bekannter Weise durch ein Bypassventil erfolgen, das einen Teil der Fördermenge von der Druckleitung zur Saugleitung zurückleitet. Während ein federbelastetes Bypassventil im Wesentlichen einen konstanten Öldruck einregelt, kann zusätzlich ein auf das Bypassventil einwirkender elektrischer Regler bedarfsabhängig den Öldruck verstellen. Bedingt durch die geringen Reibungsverluste der Rotationspumpe und durch eine zusätzlich elektrisch betriebene Öldruckregelung kann mit der erfindungsgemäßen Rotationpumpe ein nennenswerter Beitrag zur Verbrauchsabsenkung eines Verbrennungsmotors geleistet werden.The regulation or limitation of the oil pressure can be carried out for the rotary pump according to the invention in a known manner by a bypass valve, which returns a portion of the flow from the pressure line to the suction line. While a spring-loaded bypass valve substantially regulates a constant oil pressure, additionally acting on the bypass valve electrical regulator can adjust the oil pressure as needed. Due to the low friction losses of the rotary pump and by an additionally electrically operated oil pressure control, a significant contribution to the reduction in consumption of an internal combustion engine can be made with the rotary pump according to the invention.

Die Antriebsleistung der Rotationspumpe errechnet sich aus der Drehzahl der Kurbelwelle und dem Abstützmoment des Pumpenkörpers am Deckel. Die Antriebsleistung kann weiterhin abgesenkt werden, indem die bisher drehzahlproportionale Fördermenge zusätzlich verstellt wird.The drive power of the rotary pump is calculated from the speed of the crankshaft and the supporting moment of the pump body on the cover. The drive power can be further reduced by the previously speed-proportional flow rate is additionally adjusted.

Hierzu ist in einer zweiten Lösung der erfindungsgemäßen Rotationspumpe der Formschluss zwischen Pumpenkörper und Deckel aufgehoben. Stattdessen ist eine Reibkupplung für eine Schlupfregelung vorgesehen, wobei der den Innenläufer tragenden Pumpenkörper entweder bei hohem Reibschluss drehfest mit dem Deckel verbunden ist, oder aber der Pumpenkörper durch reduzierten Reibschluss bei geregeltem Schlupf mit einer entsprechenden Teildrehzahl in Drehrichtung des Außenläufers rotiert. Hierdurch wird die Fördermenge reduziert, woraus ein geringeres Antriebsmoment der Rotationspumpe resultiert. Die hydraulische Schlupfregelung erfolgt entweder automatisch gesteuert über den Öldruck oder durch einen elektrischen Aktuator, der beispielsweise von einem den Öldruck überwachenden Steuergerät des Verbrennungsmotors angesteuert wird und sogar eine veränderliche Regelung des Öldrucks über die verstellbare Ölfördermenge erlaubt.For this purpose, the positive connection between the pump body and lid is repealed in a second solution of the rotary pump according to the invention. Instead, a friction clutch is provided for a slip control, wherein the inner body of the bearing bearing pump body is rotatably connected either at high frictional engagement with the lid, or rotates the pump body by reduced frictional engagement with controlled slip at a corresponding speed in the direction of rotation of the outer rotor. As a result, the flow rate is reduced, resulting in a lower drive torque of the rotary pump results. The hydraulic slip control is carried out either automatically controlled by the oil pressure or by an electric actuator, which is driven for example by an oil pressure monitoring control unit of the internal combustion engine and even allows variable control of the oil pressure on the adjustable oil flow.

In einer dritten Lösung der erfindungsgemäßen Rotationspumpe, die an einem von der Kurbelwelle angetriebenen Zwischenrad angeordnet ist, erfolgt die Lagerung des vom Außenläufer angetriebenen Innenläufers nicht auf einem Zapfen des Pumpenkörpers, sondern auf einer in einem Gehäuse gelagerten Welle. Der Innenläufer treibt über die Welle ein anderes Nebenaggregat des Verbrennungsmotors an, beispielsweise eine Wasserpumpe. Die Wasserpumpe und die Öl fördernde Rotationspumpe bilden mit dem die Welle lagernden Gehäuse eine vormontierbare Pumpeneinheit, die einfach am Verbrennungsmotor anzubauen ist.In a third solution of the rotary pump according to the invention, which is arranged on an intermediate wheel driven by the crankshaft, the bearing of the outer rotor driven by the inner rotor is not carried on a pin of the pump body, but on a shaft mounted in a housing. The inner rotor drives via the shaft to another accessory of the internal combustion engine, for example, a water pump. The water pump and the oil-promoting rotary pump form with the shaft bearing housing a pre-assembled pump unit, which is easy to grow on the engine.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Rotationspumpe ist in 1 dargestellt. In einem Kurbelgehäuse 1 eines Verbrennungsmotors ist eine Kurbelwelle 2 mit einem endseitigen Hohlzapfen 3 drehbar gelagert. Konzentrisch zu einer Drehachse 4 weist der Hohlzapfen 3 eine zylindrische Ausnehmung 5 auf, die stirnseitig offen ist. In der Ausnehmung 5 des Hohlzapfens 3 ist eine Rotationspumpe 6 angeordnet. Die Rotationspumpe 6 besteht aus einem im Hohlzapfen 3 drehbar geführten Pumpenkörper 7, einem Außenläufer 8 und einem über eine Verzahnung 9 mit ihm in Zahneingriff befindlichen Innenläufer 10. Der Innenläufer 10 ist auf einem exzentrisch zum Außenläufer 8 als Lagerbolzen ausgebildeten Zapfen 11 des Pumpenkörpers 7 drehgelagert. Der Außenläufer 8 ist im Hohlzapfen 3 fixiert, beispielsweise eingepresst, so dass er mit der Drehzahl der Kurbelwelle 2 rotiert. Der Pumpenkörper 7 ist mit einem am Kurbelgehäuse 1 fixierten Deckel 12 drehfest verbunden. Bei Betrieb des Verbrennungsmotors treibt der rotierende Außenläufer 8 den Innenläufer 10 an, so dass in bekannter Weise in den Lücken der Verzahnung 9 befindliches Öl gefördert wird. Der Pumpenkörper 7 ist vorzugsweise über eine erstes Kugellager 13 und ein zweites Kugellager 14 in der Kurbelwelle 2 drehgelagert. Ein Sicherungsring 15 fixiert die Rotationspumpe 6 mit minimalem Axialspiel in der Kurbelwelle 2. Aus Reibungsgründen kann zusätzlich der Innenläufer 10 auf dem Zapfen 11 ein Wälzlager aufweisen.A first embodiment of the rotary pump according to the invention is in 1 shown. In a crankcase 1 an internal combustion engine is a crankshaft 2 with an end-side hollow pin 3 rotatably mounted. Concentric to a rotation axis 4 has the hollow pin 3 a cylindrical recess 5 on, which is open at the front. In the recess 5 of the hollow pin 3 is a rotary pump 6 arranged. The rotary pump 6 consists of a hollow pin 3 rotatably guided pump body 7 , an external rotor 8th and one about a gearing 9 with him in meshing internal rotor 10 , The inner rotor 10 is on an eccentric to external rotor 8th formed as a bearing pin pins 11 of the pump body 7 rotatably mounted. The external rotor 8th is in the hollow pin 3 fixed, for example, pressed so that it coincides with the speed of the crankshaft 2 rotates. The pump body 7 is with one on the crankcase 1 fixed lid 12 rotatably connected. During operation of the internal combustion engine drives the rotating external rotor 8th the inner rotor 10 so that in a known way in the gaps of the gearing 9 is promoted oil. The pump body 7 is preferably via a first ball bearing 13 and a second ball bearing 14 in the crankshaft 2 rotatably mounted. A circlip 15 fixes the rotary pump 6 with minimal axial clearance in the crankshaft 2 , For reasons of friction, in addition, the inner rotor 10 on the cone 11 have a rolling bearing.

Die drehfeste Verbindung zwischen dem Pumpenkörper 7 und dem Deckel 12 erfolgt vorzugsweise über eine erste Hülse 16 sowie über eine radial zu ihr versetzte zweite Hülse 17. Die Rotationspumpe 6 saugt aus einem nicht dargestellten Ölsumpf des Verbrennungsmotors das Öl über eine im Deckel 12 befindliche Saugleitung 12a, durch die Hülse 16 und einen Ölzulauf 7a des Pumpenkörpers 7 an. Über einen Ölablauf 7b des Pumpenkörpers 7 fließt das unter Öldruck geförderte Öl durch die Hülse 17 und eine Druckleitung 12b in das Kurbelgehäuse 1 des mit Schmieröl zu versorgenden Verbrennungsmotors. Die Hülsen 16 und 17 erlauben einen Ausgleich axialer Lageveränderungen der in der Kurbelwelle 2 fixierten Rotationspumpe 6, beispielsweise durch das Axialspiel der Kurbelwelle 2 oder thermisch bedingte Dehnungen. Die Hülsen 16 und 17 sorgen auch für eine ausreichende Abdichtung für das durch sie fließende Öl.The non-rotatable connection between the pump body 7 and the lid 12 preferably takes place via a first sleeve 16 as well as a radially offset to her second sleeve 17 , The rotary pump 6 sucks from an unillustrated oil sump of the engine, the oil over a in cover 12 located suction line 12a through the sleeve 16 and an oil feed 7a of the pump body 7 on. About an oil drain 7b of the pump body 7 The oil delivered under oil pressure flows through the sleeve 17 and a pressure line 12b in the crankcase 1 of the combustion engine to be supplied with lubricating oil. The pods 16 and 17 allow a compensation of axial position changes in the crankshaft 2 fixed rotary pump 6 , For example, by the axial play of the crankshaft 2 or thermally induced strains. The pods 16 and 17 also provide a sufficient seal for the oil flowing through them.

Im Deckel 12 kann ein Bypassventil 18 angeordnet sein, das zur Öldruckbegrenzung oder Öldruckregelung in bekannter Weise durch eine entsprechende Verbindung von der Druckleitung 12b einen Teil des von der Rotationspumpe 6 geförderten Öls zur Saugleitung 12a zurückführt.In the lid 12 can be a bypass valve 18 be arranged to the oil pressure limiting or oil pressure control in a known manner by a corresponding connection from the pressure line 12b a part of the rotary pump 6 pumped oil to the suction line 12a returns.

Der Deckel 12 kann auch einen von der Kurbelwelle 2 angetriebenen Kettentrieb 19 umschließen, der beispielsweise eine Nockenwelle des Verbrennungsmotors antreibt. Auf einer Wange der Kurbelwelle 2 kann ein Drehschwingungsdämpfer 20 angeordnet sein.The lid 12 can also take one from the crankshaft 2 driven chain drive 19 enclose, for example, drives a camshaft of the engine. On a cheek of the crankshaft 2 can be a torsional vibration damper 20 be arranged.

In 2 ist eine stirnseitige Ansicht der Rotationspumpe 6 bei abgenommenem Deckel 12 dargestellt. Der im Hohlzapfen 3 fixierte Außenläufer 8 steht über die Verzahnung 9 in Eingriff mit dem Innenläufer 10. Die nebeneinander angeordneten Hülsen 16 und 17 werden von Öl durchströmt und sorgen für eine drehfeste Abstützung des im Kugellager 13 geführten Pumpenkörpers 7 am Deckel 12.In 2 is an end view of the rotary pump 6 with the lid removed 12 shown. The in the hollow pin 3 fixed external rotor 8th is about the gearing 9 in engagement with the inner rotor 10 , The side-by-side sleeves 16 and 17 are traversed by oil and ensure a rotationally fixed support in the ball bearing 13 guided pump body 7 on the lid 12 ,

Die 3 zeigt eine gegenüber 1 alternative Anordnung einer Rotationspumpe 30 auf einer Drehachse 31 eine ihr zugeordnete Nebenwelle 31a, die von einer Kurbelwelle 32 eines Verbrennungsmotors über ein erstes Zahnrad 33 und ein zweites Zahnrad 34 angetrieben wird. Ein Außenläufer 35 ist über einen ihm zugehörigen Flansch 36 direkt über eine Verschraubung 37 mit dem Zahnrad 34 an einem Flansch 38 der Nebenwelle 31a befestigt. Ein Pumpenkörper 39 trägt auf einem Zapfen 40 einen Innenläufer 41, der über eine Verzahnung 42 von dem Außenläufer 35 angetrieben wird. Der Außenläufer 35 weist weiterhin einen Hohlzapfen 43 auf, in dem der Pumpenkörper 39 über ein Kugellager 44 gelagert ist. Ein Sicherungsring 45 sorgt für eine axiale Fixierung des Kugellagers 44 und damit des Pumpenkörpers 39. Ein Deckel 46 weist eine Saugleitung 46a und eine Druckleitung 46b auf. Er ist mit einem Kurbelgehäuse 47 des Verbrennungsmotors verbunden. Die Rotationspumpe 30 saugt das Öl über einen Ölzulauf 39a des Pumpenkörpers 39, eine Hülse 48, die Saugleitung 46a und eine Bohrung 49 des Kurbelgehäuses 47 aus einem nicht dargestellten Ölsumpf an. Das geförderte Öl wird über einen Ölablauf 39b des Pumpenkörpers 39, eine Hülse 50 und die Druckleitung 46b in eine Bohrung 51 des Kurbelgehäuses 47 geleitet. Die radial versetzten Hülsen 48 und 50 sorgen für eine drehfeste Abstützung des Pumpenkörpers 39 am Deckel 46 und erlauben eine dichte und axial ausgleichende Verbindung zwischen Pumpenkörper 39 und Deckel 46. Der Pumpenkörper 39 kann einen Dichtring 52 aufweisen, beispielsweise einen gespannter Metallring, um bei Stillstand des Verbrennungsmotors ein Restölvolumen in der Rotationspumpe 30 für einen schnellen Öldruckaufbau nach einem Motorneustart zu halten.The 3 shows one opposite 1 alternative arrangement of a rotary pump 30 on a rotation axis 31 a secondary shaft assigned to it 31a that by a crankshaft 32 an internal combustion engine via a first gear 33 and a second gear 34 is driven. An external rotor 35 is via a flange associated with it 36 directly via a screw connection 37 with the gear 34 on a flange 38 the secondary wave 31a attached. A pump body 39 carries on a cone 40 an inner rotor 41 that has a gearing 42 from the outer rotor 35 is driven. The external rotor 35 also has a hollow pin 43 on, in which the pump body 39 over a ball bearing 44 is stored. A circlip 45 ensures axial fixation of the ball bearing 44 and thus the pump body 39 , A lid 46 has a suction line 46a and a pressure line 46b on. He is with a crankcase 47 connected to the internal combustion engine. The rotary pump 30 sucks the oil through an oil feed 39a of the pump body 39 , a sleeve 48 , the suction line 46a and a hole 49 of the crankcase 47 from an oil sump, not shown. The extracted oil is via an oil drain 39b of the pump body 39 , a sleeve 50 and the pressure line 46b into a hole 51 of the crankcase 47 directed. The radially offset sleeves 48 and 50 ensure a rotationally fixed support of the pump body 39 on the lid 46 and allow a tight and axially balancing connection between pump body 39 and lid 46 , The pump body 39 can a sealing ring 52 have, for example, a strained metal ring to a residual oil volume in the rotary pump at standstill of the internal combustion engine 30 for a quick oil pressure build-up after engine restart.

In 4 ist die aus 3 übernommene Rotationspumpe 30 über seinen Flansch 36 mit einem als Zahnrad 52 ausgebildeten Antriebselement verschraubt, das beispielsweise als Zwischenrad zur Drehrichtungsumkehr zwischen einer Kurbelwelle und einer Nebenwelle eines Verbrennungsmotors angeordnet ist. Das Zahnrad 52 ist auf einem Kugellager 53 eines Bolzen 54 axial fixiert und drehgelagert, der an einem Kurbelgehäuse 55 mit einer Saugbohrung 55a und einer Druckbohrung 55b befestigt ist. Ein Deckel 56 mit einer Saugleitung 56a und einer Druckleitung 56b verbindet über die beiden Hülsen 48 und 50 die Rotationpumpe 30 hydraulisch mit dem Kurbelgehäuse 55. Ein aus der Rotationspumpe 30, dem Zahnrad 52, dem Kugellager 53 und dem Bolzen 54 gebildeter Verbund kann fertig vormontiert am Kurbelgehäuse 55 verschraubt werden.In 4 is that out 3 adopted rotary pump 30 over its flange 36 with one as a gear 52 screwed trained drive element, which is arranged for example as an intermediate to the direction of rotation between a crankshaft and a secondary shaft of an internal combustion engine. The gear 52 is on a ball bearing 53 a bolt 54 axially fixed and rotatably mounted on a crankcase 55 with a suction hole 55a and a pressure hole 55b is attached. A lid 56 with a suction line 56a and a pressure line 56b connects over the two sleeves 48 and 50 the rotation pump 30 hydraulically with the crankcase 55 , One from the rotary pump 30 , the gear 52 , the ball bearing 53 and the bolt 54 Formed composite can be pre-assembled on the crankcase 55 be screwed.

Die 5 zeigt eine Pumpeneinheit für einen Verbrennungsmotor, die aus einer Rotationspumpe 60 für die Ölversorgung und einem Nebenaggregat 61 besteht, das als Wasserpumpe ausgebildet ist und ein Förderrad 62 für die Förderung von Wasser für die Kühlung des Verbrennungsmotors aufweist. Die Rotationspumpe 60 wird von einem Zahnrad 63 angetrieben, an dem der Außenläufer 35 fixiert ist. Dieser treibt einen Innenläufer 64 an, der auf einem als Welle 65 ausgebildeten Zapfen fixiert ist. The 5 shows a pump unit for an internal combustion engine, which consists of a rotary pump 60 for the oil supply and an auxiliary unit 61 exists, which is designed as a water pump and a delivery wheel 62 for the promotion of water for the cooling of the internal combustion engine. The rotary pump 60 is from a gear 63 driven, on which the external rotor 35 is fixed. This drives an inner rotor 64 on, on a wave 65 trained pin is fixed.

Die das Förderrad 62 antreibende Welle 65 ist in einem Gehäuse 66 in zwei von Öl geschmierten Kugellagern 67 drehgelagert. Eine zwischen den Kugellagern 67 und dem Wasser pumpenden Förderrad 62 befindliche Kammer 68 ist ölseitig von einem Dichtring 69 und wasserseitig von einem Dichtelement 70 abgedichtet. Die Kammer 68 leitet etwaige Leckagen von Wasser oder Öl ab. Ein über die Hülsen 48 und 50 sich drehfest am Deckel 56 abstützender Pumpenkörper 71 ist erfindungsgemäß im Hohlzapfen 43 des Außenläufers 35 geführt und drehgelagert. Der Deckel 56 verbindet über die Saugleitung 56a und die Druckleitung 56b die Rotationspumpe 60 hydraulisch mit einem Kurbelgehäuse 72, das in einer großen Bohrung 73 das Gehäuse 66 der Pumpeneinheit aufnimmt. Das vom Förderrad 62 geförderte Wasser gelangt über mindestens eine Verbindungen 74 des Gehäuses 66 in einen Ringkanal 75, von dem aus das Wasser über eine in 5 nicht sichtbar Verbindung zur Kühlung des Verbrennungsmotors abgeleitet wird. Ein Pumpendeckel 76 mit einem Stutzen für den Wasserzufluss komplettiert das als Wasserpumpe ausgebildete Nebenaggregat 61. Der Pumpendeckel 76 der Wasserpumpe ist vorzugsweise kleiner als die große Bohrung 73 im Kurbelgehäuse 72 ausgebildet, so dass eine komplett vormontierte Pumpeneinheit einfach in das Kurbelgehäuse 72 eingesteckt und angeschraubt werden kann.The conveyor wheel 62 driving wave 65 is in a housing 66 in two oil-lubricated ball bearings 67 rotatably mounted. One between the ball bearings 67 and the water pumping impeller 62 located chamber 68 is oil side of a sealing ring 69 and water side of a sealing element 70 sealed. The chamber 68 diverts any leaks of water or oil. One over the pods 48 and 50 rotatably on the lid 56 supporting pump body 71 is according to the invention in the hollow pin 43 of the outside runner 35 guided and rotatably mounted. The lid 56 connects via the suction line 56a and the pressure line 56b the rotary pump 60 hydraulically with a crankcase 72 that in a big hole 73 the housing 66 the pump unit receives. That of the conveyor wheel 62 pumped water passes through at least one links 74 of the housing 66 in a ring channel 75 from which the water flows over a in 5 not visible connection is derived for cooling the internal combustion engine. A pump cover 76 with a nozzle for the water supply completes the formed as a water pump accessory 61 , The pump cover 76 the water pump is preferably smaller than the large bore 73 in the crankcase 72 designed so that a completely pre-assembled pump unit easily into the crankcase 72 can be plugged in and screwed on.

In 6 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Rotationspumpe 80 dargestellt, bei der abweichend zur Ausführung in 4 sich ein Pumpenkörper 81 über eine Reibkupplung an einem Deckel 82 abstützt. Der Pumpenkörper 81 weist hierzu einen mit ihm drehfest über beispielsweise einen Stift 83 verbundenen ringförmigen Kolben 84 auf, der von einer als Tellerfeder ausgebildeten Feder 85 gegen einen Reibring 86 des Deckels 82 gedrückt wird. Die Feder 85 ist in einer ringförmigen Kammer 87 angeordnet, die bei einer bestehenden Verbindung zu einem Ölzulauf 81a des Pumpenkörpers 81 drucklos ist. Das über den Deckel 82 zufließende Öl gelangt über eine zentrale Öffnung des Reibrings 86 und über den Ölzulauf 81a des Pumpenkörpers 81 in die Lücken der Verzahnung des Innenläufers 41 und eines Außenläufers 88, der einen Hohlzapfen 89 aufweist. Das geförderte Öl fließt unter Öldruck über mindestens einen Ölablauf 81b in eine umlaufende Nut 90 des Pumpenkörpers 81. Von dort gelangt das Öl über vorzugsweise mehrere Verbindung in den Kolben 84 und in den zum Reibring 86 hin offenen Ringkanal 91. Unabhängig von der Drehposition des Pumpenkörpers 81 fließt das geförderte Öl über mindestens eine Öffnung 92 des Reibrings 86 und die Druckleitung 82b des Deckels 82 in das Kurbelgehäuse 55. Bei ausreichend hoher Reibung zwischen Kolben 84 und Reibring 86 stützt sich der Pumpenkörper 81 durch Reibschluss drehfest am Deckel 82 ab, so dass die Ölförderung wie beim Ausführungsbeispiel von 4 drehzahlproportional bei maximalem Förderstrom erfolgt. Der im Ringkanal 91 des Kolbens 84 anliegende Öldruck wirkt der Kraft der Feder 85 entgegen, so dass ab einem gewissen Öldruck durch geringere Reibung der Kolben 84 am Reibring 86 zu gleiten beginnt. Durch den um die Drehachse 31 des Außenläufers 88 sich nun mit einer Teildrehzahl mitdrehenden Pumpenkörper 81 reduziert sich die Fördermenge entsprechend, was folglich den Öldruck begrenzt bzw. reduziert. Bei abfallendem Öldruck erhöht sich wieder die Reibung zwischen Kolben 84 und Reibring 86, so dass durch Abnahme der Drehzahl des Pumpenkörpers 81 die Fördermenge wieder ansteigt und den Öldruck stabilisiert. Gegenüber der Rotationspumpe 30 in 4 wird durch diese zusätzliche Schlupfregelung der Fördermenge eine reduzierte Antriebsleistung der Rotationspumpe 80 erzielt.In 6 is an embodiment of a rotary pump according to the invention 80 shown in the deviating from the execution in 4 a pump body 81 via a friction clutch on a cover 82 supported. The pump body 81 has this with him rotatably about, for example, a pin 83 connected annular piston 84 on, by a trained as a plate spring spring 85 against a friction ring 86 of the lid 82 is pressed. The spring 85 is in an annular chamber 87 arranged in an existing connection to an oil inlet 81a of the pump body 81 is depressurized. That over the lid 82 incoming oil passes through a central opening of the friction ring 86 and about the oil intake 81a of the pump body 81 in the gaps of the gearing of the inner rotor 41 and an outside runner 88 , a hollow pin 89 having. The extracted oil flows under oil pressure via at least one oil drain 81b in a circumferential groove 90 of the pump body 81 , From there, the oil passes through preferably several compounds in the piston 84 and in the friction ring 86 open ring channel 91 , Regardless of the rotational position of the pump body 81 The extracted oil flows through at least one opening 92 the friction ring 86 and the pressure line 82b of the lid 82 in the crankcase 55 , With sufficiently high friction between pistons 84 and friction ring 86 the pump body is supported 81 by friction against rotation on the lid 82 so that the oil extraction as in the embodiment of 4 proportional to the speed at maximum flow rate. The in the ring channel 91 of the piston 84 applied oil pressure acts on the force of the spring 85 against, so that from a certain oil pressure by lower friction of the piston 84 on the friction ring 86 begins to slide. By the around the rotation axis 31 of the outside runner 88 now with a part speed co-rotating pump body 81 reduces the flow rate accordingly, which consequently limits or reduces the oil pressure. With decreasing oil pressure, the friction between pistons increases again 84 and friction ring 86 , so by decreasing the speed of the pump body 81 the flow rate increases again and stabilizes the oil pressure. Opposite the rotary pump 30 in 4 By this additional slip control of the flow rate a reduced drive power of the rotary pump 80 achieved.

Abweichend zur bisher drucklosen Kammer 87 kann deren Druck zur Verstellung des Öldrucks auch variiert werden. Bei einer geschlossener Verbindung zum Ölzulauf 81a und durch gezielt zugelassene innere Leckagen vom unter Öldruck stehenden Ölablauf 81b steigt der Druck in der Kammer 87 auf den Öldruck an, insbesondere wenn ein im Kolben 84 angeordneter Dichtring 93 die äußere Leckage der Kammer 87 minimiert. Da der Öldruck sowohl in der Kammer 87 wie auch gegenüber liegend im Ringkanal 91 auf den Kolben 84 wirkt, bestimmt im Wesentlichen die Kraft der Feder 85 das zwischen dem Reibring 86 und dem Kolben 84 wirkende Reibmoment und damit den schlupfabhängig maximalen Öldruck von beispielsweise 4 bar. Der in der Kammer 87 wirkende Druck kann über eine ein Ventil 94 aufweisende Verbindung zum drucklosen Ölzulauf 81a gemindert werden. Hierdurch stellt sich ein Schlupf zwischen dem Kolben 84 und dem Reibring 86 ein, wodurch die zunehmende Rotation des Pumpenkörpers 81 die Fördermenge und resultierend auch den Öldruck absenkt, beispielsweise auf 2 bar. Das im Pumpenkörper 81 befindliche Ventil 94 wird vorzugsweise mechanisch von einer auf der Drehachse 31 angeordneten Stange 95 betätigt. Die Betätigung der Stange 95 kann durch einen elektrischen Aktuator 96 erfolgen, der von einem den Öldruck überwachenden Motorsteuergerät des Verbrennungsmotors angesteuert wird.Unlike the previously pressureless chamber 87 its pressure for adjusting the oil pressure can also be varied. For a closed connection to the oil inlet 81a and through specifically approved internal leakage from the oil drain under oil pressure 81b the pressure in the chamber rises 87 on the oil pressure, especially if one in the piston 84 arranged sealing ring 93 the external leakage of the chamber 87 minimized. Because the oil pressure in both the chamber 87 as well as lying opposite in the ring channel 91 on the piston 84 acts, essentially determines the force of the spring 85 that between the friction ring 86 and the piston 84 acting friction torque and thus the slip-dependent maximum oil pressure of for example 4 bar. The one in the chamber 87 acting pressure can be via a a valve 94 having connection to the pressure-free oil feed 81a be mitigated. This creates a slip between the piston 84 and the friction ring 86 a, causing the increasing rotation of the pump body 81 the flow rate and as a result also the oil pressure lowers, for example to 2 bar. That in the pump body 81 located valve 94 is preferably mechanically from one on the axis of rotation 31 arranged rod 95 actuated. The operation of the rod 95 can by an electric actuator 96 carried out, which is controlled by an oil pressure monitoring engine control unit of the internal combustion engine.

Mit der erfindungsgemäß ausgebildeten Rotationspumpe wird durch deren reduzierte Antriebsleistung ein Beitrag zur Verbrauchsabsenkung von Verbrennungsmotoren geleistet. Bei Anwendung der Rotationspumpe zusammen mit einer Wasserpumpe in einer entsprechenden Pumpeneinheit werden zusätzlich Kosten- und Montagevorteile erzielt.With the rotary pump designed according to the invention, its reduced drive power makes a contribution to reducing the consumption of internal combustion engines. When using the rotary pump together with a water pump in a corresponding pump unit additional cost and installation advantages are achieved.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3504306 A1 [0004, 0005]
DE 3506928 C2 [0005]

Claims

Rotary pump as a lubricating oil pump for an internal combustion engine, with a drive element with associated rotation axis (4, 31), with a concentric with the rotation axis (4, 31) arranged external rotor (8, 35, 88) with an internal gear as the first conveyor gear, with an eccentric to the external rotor on a pin (11, 40, 65) arranged inner rotor (10, 41, 64) with teeth in meshing with the internal teeth outer teeth as the second conveyor gear, with a pump body (7, 39, 71, 81) with an oil inlet (7a, 39a, 71a, 81a) and with an oil drain (7b, 39b, 71b, 81b), with a lid (12, 46, 56, 82) attached to a crankcase (1, 47, 55, 72) of the internal combustion engine with a suction duct (12a , 46a, 56a, 82a) and a pressure line (12b, 46b, 56b, 82b) for the oil to be delivered by the rotary pump, characterized in that the pump body (7, 39, 71, 81) within a hollow pin (3, 43 , 89) of the drive element or of the external rotor (35, 88) is guided and rotatably supported and at least temporarily rotatably on the lid (12, 46, 56, 82) is supported.

Rotary pump after Claim 1 , characterized in that the drive element as a crankshaft (2) or as a gear (34, 52, 63) of the internal combustion engine is formed.

Rotary pump after Claim 2 , characterized in that a first sleeve (16, 48) between the pump body (7, 39, 71) and cover (12, 46, 56) the suction line (12a, 46a, 56a) with the oil inlet (7a, 39a, 71a) connects and radially offset to her arranged a second sleeve (17, 50) between the pump body (7, 39, 71) and cover (12, 46, 56) the pressure line (12b, 46b, 56b) with the oil drain (7b, 39b, 71b) connects.

Rotary pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pin of the inner rotor (64) as a shaft (65) for driving an auxiliary unit (61) is formed.

Rotary pump after Claim 4 , characterized in that the rotary pump (60) with the auxiliary unit (61) forms a structural unit.

Rotary pump after Claim 2 , characterized in that the pump body (81) has a non-rotatably connected thereto annular piston (84) which bears against a friction ring (86) of the lid (82).

Rotary pump after Claim 6 , characterized in that the piston (84) has an annular groove (91) to the friction ring (86) and this at least one opening (92) to connect the oil drain (81b) with the pressure line (82b).

Rotary pump after Claim 7 characterized in that a spring (85) disposed in a chamber (87) and a pressure acting in the chamber (87) urges the piston (84) against the friction ring (86).

Rotary pump after Claim 8 , characterized in that in a pump body (81) arranged valve (94) with actuation by a on the rotation axis (31) arranged rod (95) can adjust the pressure of the chamber (87).

Rotary pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump body (39, 71) and / or the piston (84) has a sealing ring (52, 93).