DE10222131B4

DE10222131B4 - Positive displacement pump with delivery volume adjustment

Info

Publication number: DE10222131B4
Application number: DE10222131A
Authority: DE
Inventors: Gerold Missel
Original assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Current assignee: Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2022-05-18
Also published as: DE10222131A1; ES2367969T3; DE10222131C5; EP1363025A2; EP1363025A3; ATE515636T1; EP1363025B1

Abstract

The casing (3) contains a gear pump with two wheels (1,2). These have adjustable engagement, to vary the quantity of fluid pumped from inlet (5) to outlet (6). A piston (8) coupled to at least one of the wheels, makes the adjustment. Piston chambers (9,10) are subjected to pressures (P9, P10), which act on the piston, through connections (11,12) with the high pressure side. A spring in the first piston chamber (9) acts on the piston, against fluid pressure (P9). A controller (15) adjusts the pressure in the second chamber (10), in accordance with a control magnitude (PR) which sets the rate of delivery.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe mit einer Verstellung ihres spezifischen Fördervolumens. Die Pumpe umfasst wenigstens zwei drehgelagerte Förderräder, die miteinander in einem Fördereingriff sind, um bei einem Drehantrieb von wenigstens einem der Förderräder ein Arbeitsfluid unter Druckerhöhung von einer Niederdruckseite der Pumpe zu einer Hochdruckseite der Pumpe zu fördern. In bevorzugten Verwendungen dient die Pumpe der Versorgung eines Verbrennungsmotors mit Schmieröl, d.h. sie bildet in dieser Verwendung die Schmierölpumpe des Motors. Als spezifisches Fördervolumen wird das auf eine Drehzahl von einem der Förderräder bezogene Fördervolumen der Pumpe [Fördervolumen/Drehzahl] verstanden.The The invention relates to a positive displacement pump with an adjustment of their specific funding volume. The pump includes at least two rotatably mounted conveyor wheels, the with each other in a conveying engagement are to a rotary drive of at least one of the conveyor wheels Working fluid under pressure increase from a low pressure side of the pump to a high pressure side of the Pump to promote. In preferred uses, the pump is used to supply one Internal combustion engine with lubricating oil, i.e. it forms in this use the lubricating oil pump of the engine. As specific Delivery volume is the at a speed of one of the conveyor wheels related flow the pump [delivery volume / speed] Understood.

Bei Verdrängerpumpen, beispielsweise Zahnradpumpen, ist das spezifische Fördervolumen konstant und das Fördervolumen daher proportional der Drehzahl der Förderräder, solange der Füllgrad der von den Förderrädern gebildeten Förderzellen 100 % ist.at positive displacement pumps, For example, gear pumps, the specific delivery volume is constant and the delivery volume Therefore, proportional to the speed of the conveyor wheels, as long as the degree of filling of the formed by the conveyor wheels Delivery cells 100 % is.

In vielen Anwendungsfällen ist diese Proportionalität störend. Bei einer Presse beispielsweise ist für den Eilgang eine hohe Liefermenge an Drucköl notwendig, in der Endphase des Arbeitshubs der Presse wird jedoch nur noch hoher Druck gefordert, während der Bedarf an Öl-Fördervolumen auf Null zurückgeht. Da die Antriebsdrehzahl der Pumpe in der Regel konstant bleibt, entsteht ein unter hohem Druck stehender Ölstromüberschuss, der Energieverlust behaftet in einen Öltank zurückströmt.In many applications is this proportionality disturbing. In a press, for example, is a high delivery rate for the rapid traverse necessary for pressurized oil however, in the final stages of the workhub of the press only becomes high pressure demanded while the need for oil delivery volume goes back to zero. As the drive speed of the pump usually remains constant, creates a high pressure surplus oil, the energy loss Afflicted in an oil tank flowing back.

Störend ist ein Ölstromüberschuss beispielsweise auch bei Motorschmierpumpen und Ölversorgungspumpen von automatischen Getrieben von Kraftfahrzeugen. Diese Aggregate benötigen zwar bei niedriger Motordrehzahl und damit niedriger Pumpendrehzahl, insbesondere im Leerlauf, ein Mindestfördervolumen und bei hoher Drehzahl einen Mindestöldruck, der Fluidbedarf bei höherer Drehzahl liegt aber weit unterhalb der Proportionalitätslinie.Is disturbing an excess of oil flow For example, also in engine lubrication pumps and oil supply pumps of automatic Driven by motor vehicles. Although these units require at low engine speed and thus lower pump speed, in particular idle, a minimum volume and at high speed a minimum oil pressure, the fluid requirement at higher Speed is far below the proportionality line.

Das spezifische Fördervolumen von Pumpen sollte dem Bedarf des Verbrauchers, beispielsweise ein Verbrennungsmotor, ein Automatikgetriebe oder eine Presse, angepasst sein, d.h. es sollte verstellbar sein. Die Verstellung des spezifischen Fördervolumens erfolgt bei bekannten Verdrängerpumpen durch eine Verstellung des Fördereingriffs der Förderräder. Hierfür sind eine ganze Reihe von Verstellmechanismen bekannt.The specific delivery volume of pumps should meet the needs of the consumer, for example one Combustion engine, an automatic transmission or a press adapted be, i. it should be adjustable. The adjustment of the specific delivery volume takes place in known positive displacement by an adjustment of the conveying intervention the conveyor wheels. For this are one whole set of adjusting mechanisms known.

In der DE 198 47 132 C2 wird eine Außenzahnradpumpe beschrieben, deren spezifisches Fördervolumen abgeregelt ist, so dass es ab einer vorgegebenen Grenzdrehzahl mit weiter steigender Antriebsdrehzahl der Pumpe nur noch unterproportional zur Drehzahl steigt oder sogar konstant bleibt. Die Pumpe weist zwei außenverzahnte Stirnräder auf, die in einer Förderkammer der Pumpe aufgenommen sind und miteinander kämmen. Der Fördereingriff wird durch den Zahneingriff der beiden Stirnräder gebildet. Um das spezifische Fördervolumen der Pumpe zu begrenzen, ist eines der beiden Stirnräder auf einem Kolben drehgelagert. Der Kolben ist in einem Gehäuse der Pumpe geradverschiebbar aufgenommen und wird zum Zwecke seiner Verschiebung auf einer Kolbenseite mit dem von der Pumpe geförderten Fluid von der Hochdruckseite der Pumpe beaufschlagt. Dem Fluiddruck wirkt auf der gegenüberliegenden Kolbenseite ein Federelement entgegen. Aus dem Kräftegleichgewicht von Fluiddruck und Federkraft ergibt sich die Verschiebeposition des Kolbens und damit auch die axiale Position des auf dem Kolben gelagerten Stirnrads relativ zu den anderen, nicht verschiebbaren Stirnrad. Es wird daher durch die Verschiebebewegung des Kolbens die axiale Eingriffslänge der beiden Stirnräder und dadurch das spezifische Fördervolumen der Pumpe verändert. Der Kolben wird mit dem Fluid der Hochdruckseite so beaufschlagt, dass mit zunehmendem Fluiddruck die Eingriffslänge der beiden Stirnräder gegen die rückstellende Federkraft des Federelements verringert wird.In the DE 198 47 132 C2 an external gear pump is described, the specific delivery volume is regulated, so that it increases from a predetermined limit speed with further increasing input speed of the pump only disproportionate to the speed or even remains constant. The pump has two externally toothed spur gears, which are accommodated in a delivery chamber of the pump and mesh with each other. The conveying engagement is formed by the tooth engagement of the two spur gears. To limit the specific delivery volume of the pump, one of the two spur gears is rotatably mounted on a piston. The piston is slidably received in a housing of the pump and is applied for the purpose of its displacement on a piston side with the pumped by the pump fluid from the high pressure side of the pump. The fluid pressure counteracts a spring element on the opposite side of the piston. From the equilibrium of forces of fluid pressure and spring force results in the displacement position of the piston and thus also the axial position of the spur gear mounted on the piston relative to the other, non-displaceable spur gear. It is therefore changed by the sliding movement of the piston, the axial engagement length of the two spur gears and thereby the specific delivery volume of the pump. The piston is acted upon by the fluid of the high pressure side so that with increasing fluid pressure, the engagement length of the two spur gears against the restoring spring force of the spring element is reduced.

In Bezug auf die Verstellung des spezifischen Fördervolumens vergleichbare Außenzahnradpumpen sind aus der DE 41 21 074 A1 und der DE 35 28 651 A1 bekannt.With regard to the adjustment of the specific delivery volume comparable external gear pumps are from the DE 41 21 074 A1 and the DE 35 28 651 A1 known.

Aus der EP 1 182 351 A1 ist auch eine Innenzahnradpumpe bekannt, deren spezifisches Fördervolumen verstellbar ist. Die Pumpe weist ein außenverzahntes Innenrad und ein innenverzahntes Hohlrad auf, die um exzentrische Drehachsen in einer Förderkammer des Pumpengehäuses drehbar aufgenommen sind und für die Fluidförderung drehangetrieben werden. Die beiden Förderräder bilden in Drehrichtung von einer Stelle tiefsten Zahneingriffs bis zu einer Stelle geringsten Zahneingriffs expandierende Förderzellen und von der Stelle geringsten Zahneingriffs bis zu der Stelle tiefsten Zahneingriffs komprimierende Förderzellen. Im Bereich der expandierenden Förderzellen mündet ein Einlass in die Förderkammer und im Bereich der komprimierenden Förderzellen mündet in die Kammer ein Auslass. Die expandierenden Fluidzellen saugen Fluid von dem Einlass an, und die komprimierenden Förderzellen verdrängen das Fluid durch den Auslass. Um das spezifische Fördervolumen der Pumpe verstellen zu können, ist das Hohlrad in einem Exzenterring drehbar gelagert. Der Exzenterring ist in dem Gehäuse um eine zu der Drehachse des Hohlrads exzentrische Drehachse ebenfalls drehbar gelagert. Durch eine Verstellung der Drehwinkelposition des Exzenterrings relativ zu dem Einlass und dem Auslass wird die Verstellung des spezifischen Fördervolumens vorgenommen. Um die Drehwinkelposition des Exzenterrings zu verstellen, wirkt ein Kolben über eine Zahnstange auf den Exzenterring, so dass axiale Kolbenbewegungen in Verstelldrehbewegungen des Exzenterrings übertragen werden. Der Kolben wird, wie bereits der Kolben bei den bekannten Außenzahnradpumpen, auf einer Seite mit dem Fluiddruck der Hochdruckseite beaufschlagt und dem Fluiddruck entgegenwirkend mit der Federkraft eines rückstellenden Federelements.From the EP 1 182 351 A1 An internal gear pump is also known whose specific delivery volume is adjustable. The pump has an externally toothed internal gear and an internally toothed ring gear, which are rotatably received about eccentric axes of rotation in a delivery chamber of the pump housing and are rotationally driven for fluid delivery. The two conveyor wheels form in the direction of rotation of a point deepest meshing to a point of lowest meshing expanding delivery cells and from the point of lowest meshing to the point of deepest meshing compressed delivery cells. In the area of the expanding delivery cells, an inlet opens into the delivery chamber and in the region of the compressing delivery cells an outlet opens into the chamber. The expanding fluid cells draw fluid from the inlet and the compressing delivery cells displace the fluid through the outlet. In order to adjust the specific delivery volume of the pump, the ring gear is rotatably mounted in an eccentric ring. The eccentric ring is eccentric in the housing about an axis of rotation of the ring gear pivot axis also rotatably mounted. By adjusting the rotational angular position of the eccentric ring relative to the inlet and the outlet, the adjustment of the specific delivery volume is made. In order to adjust the rotational angular position of the eccentric ring, a piston acts via a rack on the eccentric ring, so that axial piston movements are transmitted in Verstelldrehbewegungen of the eccentric ring. The piston is, as already the piston in the known external gear pumps, acted upon on one side with the fluid pressure of the high pressure side and the fluid pressure counteracting the spring force of a restoring spring element.

Die bekannten Verstellmechanismen erfordern große Rückstellkräfte während des gesamten Pumpenbetriebs. Falls das Rückstellelement, das dem auf den Kolben wirkenden Fluiddruck entgegenwirkt, ein Federelement ist, muss der Federraum, der das Federelement aufnimmt, wegen der erforderlichen Federkräfte sehr lang sein. Gegebenenfalls muss das Federelement als Mehrfachfeder, beispielsweise Doppelfeder, ausgebildet sein.The known adjusting mechanisms require large restoring forces during the entire pump operation. If the reset element, which counteracts the fluid pressure acting on the piston, a spring element is, the spring chamber, which receives the spring element, because of the required spring forces be very long. If necessary, the spring element as a multiple spring, for example, double spring, be formed.

Aus der DE 100 43 842 A1 ist eine Zahnradpumpe bekannt, deren spezifisches Fördervolumen verstellbar ist. Die Pumpe umfasst eine fördermengenverändernde Verschiebeeinheit, die zwischen einer ersten Druckkammer und einer zweiten Druckkammer verschiebbar ist, wobei in der zweiten Druckkammer eine auf die Verschiebeeinheit wirkende Druckfeder angeordnet ist. Die Druckkammern sind über eine Verbindungsleitung, in der eine Drossel angeordnet ist, in hydraulischer Wirkverbindung. Die zweite Druckkammer ist über die Drossel in allen Betriebszuständen der Pumpe mit deren Hochdruckseite verbunden.From the DE 100 43 842 A1 is a gear pump known whose specific delivery volume is adjustable. The pump comprises a displacement-changing displacement unit which is displaceable between a first pressure chamber and a second pressure chamber, wherein in the second pressure chamber acting on the displacement unit compression spring is arranged. The pressure chambers are in hydraulic operative connection via a connecting line in which a throttle is arranged. The second pressure chamber is connected via the throttle in all operating states of the pump with the high pressure side.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Verdrängerpumpe zu schaffen, die eine raumsparende, preiswerte und im Dauerbetrieb standfeste Verstelleinrichtung für eine Verstellung des spezifischen Fördervolumens der Pumpe aufweist.It An object of the invention is to provide a positive displacement pump which a space-saving, inexpensive and stable in continuous operation adjustment for one Adjustment of the specific funding volume the pump has.

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe, deren spezifisches Fördervolumen verstellbar ist und die ein Gehäuse mit einer Förderkammer, wenigstens zwei in der Förderkammer aufgenommene Förderräder und eine Verstelleinrichtung für die Verstellung ihres spezifischen Fördervolumens umfasst. In die Förderkammer münden wenigstens ein Einlass und wenigstens ein Auslass für ein von der Pumpe zu förderndes Fluid. Der Einlass ist mit einer Niederdruckseite der Pumpe und der Auslass ist mit einer Hochdruckseite der Pumpe verbunden. Als Niederdruckseite wird das gesamte Fluidführungssystem von einem Fluidreservoir bis hin zu dem Einlass in die Förderkammer, d.h. das gesamte Fluidführungssystem stromaufwärts von dem Einlass einschließlich der in dem Gehäuse gebildeten Fluidzuführkanäle verstanden. Als Hochdruckseite wird das gesamte Fluidführungssystem unmittelbar stromabwärts von dem Auslass aus der Förderkammer bis wenigstens zu einem nächsten Aggregat verstanden, das von der Pumpe mit dem Fluid versorgt wird. Muss eine Mehrzahl von Aggregaten versorgt werden, so bildet derjenige Teil des Fluidführungssystems die Hochdruckseite, der sich von dem Abfluss stromabwärts bis wenigstens einschließlich dem letzten der zu versorgenden Aggregate erstreckt.The The invention relates to a positive displacement pump whose specific delivery volume is adjustable and a housing with a delivery chamber, at least two in the delivery chamber recorded conveyor wheels and an adjusting device for includes the adjustment of their specific funding volume. In the delivery chamber flow at least one inlet and at least one outlet for one of pump to be pumped Fluid. The inlet is with a low pressure side of the pump and the outlet is connected to a high pressure side of the pump. When Low pressure side becomes the entire fluid guidance system of a fluid reservoir to the inlet in the delivery chamber, i.e. the entire fluid management system upstream from the inlet including the in the case understood fluid supply channels formed. As a high pressure side, the entire fluid guide system immediately downstream of the Outlet from the delivery chamber until at least one next Aggregate understood, which is supplied by the pump with the fluid. If a plurality of aggregates must be supplied, the one forms Part of the fluid management system the high-pressure side, extending from the downstream drain until at least including the last of the aggregates to be supplied.

Die wenigstens zwei, vorzugsweise genau zwei, Förderräder sind drehantreibbar und stehen miteinander in einem Fördereingriff, um das Fluid unter Druckerhöhung von dem Einlass zu dem Auslass zu fördern. Um das spezifische Fördervolumen der Pumpe verstellen zu können, sind die Förderräder relativ zueinander oder relativ zu dem Zufluss oder relativ zu dem Abfluss oder relativ zu dem Zufluss und dem Abfluss verstellbar.The at least two, preferably exactly two, conveyor wheels are rotary drivable and are in a promotional intervention with each other, to the fluid under pressure increase from the inlet to the outlet. To the specific delivery volume to be able to adjust the pump the conveyor wheels are relative to each other or relative to the inflow or relative to the outflow or adjustable relative to the inflow and outflow.

Die Verstelleinrichtung umfasst einen Kolben, der für die Verstellung der Förderräder mit wenigstens einem der Förderräder gekoppelt ist. Die Kopplung kann insbesondere bei Ausbildung der Verdrärngerpumpe als Außenzahnradpumpe darin bestehen, dass eines der Förderräder, wie bei den bekannten Außenzahnradpumpen, auf dem Kolben drehgelagert und zusammen mit dem Kolben und relativ zu dem anderen Förderrad axial verschiebbar ist. Die Kopplung kann jedoch auch erst von einem Verstellgetriebe gebildet werden, das eine Verstellbewegung des Kolbens in eine Verstellbewegung der Förderräder umwandelt. Ein Beispiel für solch eine Kopplung ist für eine Innenzahnradpumpe beispielsweise aus der genannten EP 1 182 351 A1 bekannt.The adjusting device comprises a piston which is coupled for the adjustment of the conveyor wheels with at least one of the conveyor wheels. The coupling may consist in particular in training of Verdrärngerpumpe as external gear pump in that one of the conveyor wheels, as in the known Außenenzahnradpumpen, rotatably mounted on the piston and axially displaceable together with the piston and relative to the other feed wheel. However, the coupling can also be formed only by an adjusting gear, which converts an adjusting movement of the piston into an adjusting movement of the conveying wheels. An example of such a coupling is for an internal gear pump, for example, from the cited EP 1 182 351 A1 known.

Zu der Verstelleinrichtung gehören ferner ein erster Druckraum und ein zweiter Druckraum je für eine Beaufschlagung des Kolbens mit dem Fluiddruck der Hochdruckseite. Der Kolben ragt mit einer ersten Kolbenfläche in den ersten Druckraum und mit einer zweiten Kolbenfläche in den zweiten Druckraum. Der in dem ersten Druckraum auf den Kolben wirkende Fluiddruck wirkt dem in der zweiten Druckkammer auf den Kolben wirkenden Fluiddruck entgegen. Die beiden Druckräume sind je über eine Fluidverbindung mit der Hochdruckseite verbunden.To belong to the adjustment Furthermore, a first pressure chamber and a second pressure chamber depending on an admission of the piston with the fluid pressure of the high pressure side. The piston sticks out with a first piston surface in the first pressure chamber and with a second piston surface in the second pressure chamber. The acting in the first pressure chamber on the piston Fluid pressure acts on the piston acting in the second pressure chamber Fluid pressure against. The two pressure chambers are each over one Fluid connection connected to the high pressure side.

Die Verstelleinrichtung umfasst ferner ein Federelement, vorzugsweise eine mechanische Feder, das dem in dem ersten Druckraum auf den Kolben wirkenden Fluiddruck entgegenwirkt. Ein Federraum, in dem das Federelement angeordnet ist, wird vorzugsweise von dem zweiten Druckraum gebildet. Grundsätzlich wäre es jedoch auch denkbar, dass das Federelement außerhalb des zweiten Druckraums angeordnet ist und dem Fluiddruck in dem ersten Druckraum entgegenwirkt.The adjusting device further comprises a spring element, preferably a mechanical spring, which counteracts the fluid pressure acting on the piston in the first pressure chamber. A spring chamber, in which the spring element is arranged, is preferably formed by the second pressure chamber. In principle, however, it would also be conceivable for the spring element to be outside the second pressure is arranged space and counteracts the fluid pressure in the first pressure chamber.

In einer Ausgangsstellung des Kolbens sind die Fluiddrücke in den beiden Druckräumen vorzugsweise gleich, so dass das Federelement in der Ruhestellung nicht mit Fluiddruck belastet ist. Die Fluiddrücke können grundsätzlich jedoch auch in der Ausgangsstellung unterschiedlich gewählt sein. So kann der Fluiddruck in der zweiten Druckkammer kleiner sein als der Fluiddruck in der ersten Druckkammer, um das Federelement in der Ausgangsstellung des Kolbens unter einer Vorspannung zu halten. In der Ausgangsstellung des Kolbens ist die Stellung der Förderräder vorzugsweise so, dass die Pumpe ihr größtes spezifisches Fördervolumen aufweist. Durch die Verstellbewegung des Kolbens gegen die Federkraft des Federelements wird das spezifische Fördervolumen in dieser bevorzugten Ausführung somit verkleinert. Es ist aber durchaus auch ein anderer Verlauf des spezifischen Fördervolumens über der Drehzahl denkbar, in dem das spezifische Fördervolumen von einem der Ausgangsstellung des Kolbens entsprechenden Ausgangswert mit zunehmender Drehzahl beispielsweise zunächst steigt und bei Überschreiten einer dem maximalen spezifischen Fördervolumen entsprechenden Antriebsdrehzahl abfällt.In a starting position of the piston are the fluid pressures in the both pressure chambers preferably equal, so that the spring element in the rest position not loaded with fluid pressure. However, in principle, the fluid pressures can also be different in the starting position chosen be. Thus, the fluid pressure in the second pressure chamber may be smaller as the fluid pressure in the first pressure chamber to the spring element in the initial position of the piston to keep under a bias. In the initial position of the piston, the position of the conveyor wheels is preferably so that the pump is their biggest specific delivery having. By the adjusting movement of the piston against the spring force the spring element will be the specific delivery volume in this preferred execution thus reduced. But it is also a different course the specific delivery volume over the speed conceivable in which the specific delivery volume of one of the starting position of the piston corresponding output value with increasing speed for example, first rises and when crossing one corresponding to the maximum specific delivery volume Drive speed drops.

Die Verstelleinrichtung weist des Weiteren einen Regler auf, der den Fluiddruck von wenigstens einem der beiden Druckräume in Abhängigkeit von einer für die Fluidförderung maßgeblichen Regelgröße der Hochdruckseite regelt, so dass sich eine in Bezug auf das spezifische Fördervolumen vorteilhafte Fördercharakteristik der Pumpe einstellt. Die Regelgröße wird an der Hochdruckseite abgenommen und kann beispielsweise die Temperatur des Fluids oder eines zu versorgenden Aggregats, die Viskosität des Fluids oder die Drehzahl eines Hubkolbenmotors sein, den die Pumpe mit Schmieröl versorgt. Vorzugsweise ist jedoch der Fluiddruck die Regelgröße und wird im folgenden zur Unterscheidung von anderen Fluiddrücken als Fluidregeldruck bezeichnet, um auf die Verwendung als Regelgröße hinzuweisen. Der Fluidregeldruck kann insbesondere unmittelbar einem als Fluidikregler ausgebildeten Regler aufgegeben werden, um den Regler zu beeinflussen.The Adjustment device further comprises a regulator, the Fluid pressure of at least one of the two pressure chambers in dependence from one for the fluid delivery authoritative Controlled variable of the high pressure side regulates, so that in terms of the specific volume of support advantageous conveying characteristic of the pump. The controlled variable is taken on the high pressure side and can, for example, the temperature of the fluid or of an aggregate to be supplied, the viscosity of the fluid or the speed of a reciprocating motor, which the pump with oil provided. Preferably, however, the fluid pressure is the control variable and will in the following to distinguish from other fluid pressures than Fluid control pressure referred to indicate the use as a controlled variable. Of the Fluid control pressure can in particular directly as a fluidic trained controller to influence the controller.

Vorzugsweise wird durch den Regler der Druck des zweiten Druckraums verändert, beispielsweise mit steigendem Fluidregeldruck kontinuierlich oder bevorzugter in einer oder mehreren Stufen verkleinert. Grundsätzlich wäre es jedoch auch möglich, mit steigendem Fluidregeldruck den Druck des ersten Druckraums stattdessen zu vergrößern. Denkbar wäre es auch, die Drücke in beiden Druckräumen abgestimmt zu regeln, um die gewünschte Fördercharakteristik zu erhalten.Preferably is changed by the controller, the pressure of the second pressure chamber, for example with increasing fluid control pressure continuously or more preferably in one or more steps reduced. In principle, however, it would also be possible with increasing fluid control pressure, the pressure of the first pressure chamber instead to enlarge. It would also be conceivable the pressures in both pressure chambers Voted to settle to the desired conveying characteristics to obtain.

Der Regler ist vorzugsweise ein Mehrzustandsregler, der mehrere diskrete Schaltzustände bzw. Schaltstellungen einnehmen kann. Welche der Schaltstellungen der Regler einnimmt, wird von der Regelgröße bestimmt. Werden als Regelgröße der Fluidregeldruck und als Regler ein Fluidikregler; insbesondere ein Regelventil, verwendet, so wird die Schaltstellung bevorzugt durch die Differenz aus der Kraft, die der Fluidregeldruck ausübt, und einer dem Fluidregeldruck entgegenwirkenden Rückstellkraft bestimmt. In einer einfachen, besonders bevorzugten Ausführung ist der Regler ein Zweizustandsregler, der den zweiten Druckraum in einer ersten von zwei Schaltstellungen mit der Hochdruckseite der Pumpe und in der zweiten Schaltstellung mit der Niederdruckseite der Pumpe verbindet. Vorzugsweise bildet ein Regelventil den Regler, besonders bevorzugt ein Mehrwegeventil mit wenigstens zwei Schaltstellungen.Of the Controller is preferably a multi-state controller, the more discrete Switching states or Switch positions can take. Which of the switch positions of Regulator takes, is determined by the controlled variable. Be used as a controlled variable of the fluid control pressure and as a controller, a fluidic controller; in particular a control valve, used, the switching position is preferred by the difference from the force exerted by the fluid control pressure and the fluid control pressure counteracting restoring force determined. In a simple, particularly preferred embodiment, the controller is a two-state controller that the second pressure chamber in a first of two switching positions with the high-pressure side of the pump and in the second switching position connects to the low pressure side of the pump. Preferably forms Control valve the controller, particularly preferably a multi-way valve with at least two switch positions.

Die Verdrängerpumpe ist vorzugsweise als Zahnradpumpe ausgeführt, wobei sowohl Außenzahnradpumpen als auch Innenzahnradpumpen bevorzugte Ausführungsbeispiele sind. Bildet eine Außenzahnradpumpe die Verdrängerpumpe, so werden das erste und das zweite Förderrad je von einem außenverzahnten Stirnrad gebildet. Die Förderkammer wird im Wesentlichen von den Mantelflächen des Gehäuses, die die in Zahneingriff befindlichen Stirnräder umgeben, und Dichtflächen gebildet, die den Stirnflächen der Stirnräder axial zugewandt gegenüberliegen. Eines der beiden Stirnräder ist auf dem Kolben drehgelagert und zusammen mit dem Kolben in dem Gehäuse relativ zu dem anderen Stirnrad axial geradverschiebbar. Der Kolben bildet die dem derart bewegbar gelagerten Stirnrad axial zugewandten Dichtflächen der Förderkammer. Der erste Druckraum und der zweite Druckraum befinden sich in der dieser Ausführung in der axialen Verlängerung zu beiden Seiten des verschiebbaren Stirnrads. Bevorzugte Details einer Außenzahnradpumpe werden in der DE 198 47 132 C2 beschrieben.The displacement pump is preferably designed as a gear pump, both external gear pumps and internal gear pumps are preferred embodiments. If an external gear pump forms the positive-displacement pump, then the first and the second delivery wheel are each formed by an externally toothed spur gear. The delivery chamber is essentially formed by the lateral surfaces of the housing, which surround the meshed spur gears, and sealing surfaces which face axially opposite the end faces of the spur gears. One of the two spur gears is rotatably mounted on the piston and axially geradverschiebbar together with the piston in the housing relative to the other spur gear. The piston forms the so movably mounted spur axially facing sealing surfaces of the delivery chamber. The first pressure chamber and the second pressure chamber are in this embodiment in the axial extension to both sides of the displaceable spur gear. Preferred details of an external gear pump are in the DE 198 47 132 C2 described.

Bildet eine Innenzahnradpumpe die Verdrängerpumpe, so bildet ein Zahnradlaufsatz aus einem außenverzahnten Innenrad und einem innenverzahnten Hohlrad, die miteinander in einem kämmenden Zahneingriff sind, das erste und das zweite Förderrad. In Bezug auf eine bevorzugte Ausführung wird auf Anspruch 9 verwiesen.forms an internal gear pump the positive displacement pump, so forms a gear set of an externally toothed inner wheel and an internally toothed ring gear, which mesh with each other in one Gear mesh are the first and the second impeller. In terms of one preferred embodiment is refer to claim 9.

Ferner wird in Bezug auf weitere besonders bevorzugte Merkmale der Erfindung auch auf die Unteransprüche hingewiesen.Further will be related to further particularly preferred features of the invention also to the dependent claims pointed.

Anhand von Figuren werden nachfolgend bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:Based Figures will become hereinafter preferred embodiments of the invention described. Show it:

1 eine Außenzahnradpumpe in einem Längsschnitt, 1 an external gear pump in a longitudinal section,

2 die Außenzahnradpumpe in einem Querschnitt, 2 the external gear pump in a cross section,

3 eine Innenzahnradpumpe in einer Ausgangsstellung in einem Querschnitt, 3 an internal gear pump in a starting position in a cross section,

4 die Innenzahnradpumpe in einer Endstellung, 4 the internal gear pump in an end position,

5 die Innenzahnradpumpe in einem Längsschnitt und 5 the internal gear pump in a longitudinal section and

6 die Innenzahnradpumpe in einem weiteren Querschnitt. 6 the internal gear pump in a further cross section.

1 in einem Längsschnitt und 2 in dem Querschnitt A-A zeigen eine Außenzahnradpumpe, die in Bezug auf ihr spezifisches Fördervolumen so geregelt wird, dass in einem unteren Drehzahlbereich das Fördervolumen der Pumpe und zusammen damit der Fluiddruck der Hochdruckseite mit der Drehzahl stärker ansteigen als in einem oberen Bereich. Im Ausführungsbeispiel ist die Regelung zweistufig mit einem konstanten spezifischen Fördervolumen in dem unteren Drehzahlbereich bis zu der Grenzdrehzahl. Bei Erreichen der Grenzdrehzahl wird die Pumpe abgeregelt, d.h. es wird das spezifische Fördervolumen so verringert, dass der Fluiddruck bei einer weiteren Drehzahlerhöhung konstant bleibt. 1 in a longitudinal section and 2 in the cross section AA show an external gear pump, which is regulated with respect to their specific delivery volume so that in a lower speed range, the delivery volume of the pump and together with it the fluid pressure of the high pressure side with the speed increase more than in an upper region. In the exemplary embodiment, the control is two-stage with a constant specific delivery volume in the lower speed range up to the limit speed. When the limit speed is reached, the pump is stopped, ie the specific delivery volume is reduced so that the fluid pressure remains constant for a further increase in speed.

Ein Gehäuse 3 der Pumpe bildet eine Förderkammer 4, in der ein erstes Förderrad 1 um seine Drehachse D₁ und ein zweites Förderrad 2 um seine Drehachse D₂ drehbar aufgenommen sind. Die Förderräder 1 und 2 sind außenverzahnte Stirnräder. Die beiden Außenverzahnungen sind mit 1a und 2a bezeichnet. Die Förderräder 1 und 2 sind mit ihren Verzahnungen 1a und 2a in einem kämmenden Zahneingriff. In den Eingriffsbereich der Förderräder 1 und 2 mündet zu einer Seite ein Einlass 5 und zu einer gegenüberliegenden Seite ein Auslass 6, wie am besten in 2 zu erkennen ist. Bei einem Drehantrieb der Förderräder 1 und 2 wird durch den Zahneingriff Fluid von dem Einlass 5 angesaugt und durch den Auslass 6 unter Druckerhöhung verdrängt. In 2 ist dieser Fördervorgang durch Richtungspfeile für das Fluid und die Drehrichtung der Förderräder 1 und 2 angedeutet. Die gesamte Fluidführung in und außerhalb der Pumpe bis zu der Druckerhöhung wird im Sinne der Erfindung als Niederdruckseite verstanden.A housing 3 The pump forms a delivery chamber 4 in which a first conveyor wheel 1 about its axis of rotation D ₁ and a second impeller 2 are rotatably received about its axis of rotation D ₂ . The conveyor wheels 1 and 2 are externally toothed spur gears. The two external gears are with 1a and 2a designated. The conveyor wheels 1 and 2 are with their gearing 1a and 2a in a meshing tooth engagement. In the engagement area of the conveyor wheels 1 and 2 flows to one side of an inlet 5 and to an opposite side an outlet 6 how best in 2 can be seen. In a rotary drive of the conveyor wheels 1 and 2 becomes fluid from the inlet by the tooth engagement 5 sucked in and out through the outlet 6 displaced under pressure increase. In 2 is this conveying operation by directional arrows for the fluid and the direction of rotation of the conveyor wheels 1 and 2 indicated. The entire fluid guide in and outside the pump up to the pressure increase is understood in the context of the invention as a low pressure side.

Der Drehantrieb der Förderräder 1 und 2 erfolgt über eine Antriebswelle, die von dem Gehäuse 3 drehgelagert ist. Das Förderrad 1 ist auf der Antriebswelle verdreh- und verschiebegesichert befestigt. Das angetriebene Förderrad 1 kann relativ zu dem Gehäuse 3 lediglich Drehbewegungen um seine Drehachse D₁ ausführen.The rotary drive of the conveyor wheels 1 and 2 via a drive shaft, that of the housing 3 is rotatably mounted. The conveyor wheel 1 is mounted on the drive shaft torsion and verschiebegesichert. The driven conveyor wheel 1 can relative to the housing 3 only perform rotational movements about its axis of rotation D ₁ .

Das zweite Förderrad 2 ist zwischen zwei Kolbenkörpern 7 und 8 auf einem Verbindungsabschnitt, der die beiden Kolbenkörper 7 und 8 miteinander verbindet, um seine Drehachse D₂ drehbar gelagert und relativ zu den Kolbenkörpern 7 und 8 nicht verschiebbar. Die beiden Kolbenkörper 7 und 8 bilden einen doppelt wirksamen Kolben, der in einer Bohrung des Gehäuses 3 entlang der Drehachse D₂ des Förderrads 2 hin und her geradverschiebbar ist. Durch eine Verschiebebewegung, die der Kolben 7/8 gemeinsam mit dem zweiten Förderrad 2 relativ zu dem ersten Förderrad 1 ausführt, wird die axiale Länge des Zahneingriffs der beiden Förderräder 1 und 2 und infolgedessen das spezifische Fördervolumen der Pumpe verändert.The second conveyor wheel 2 is between two piston bodies 7 and 8th on a connecting section, which is the two piston body 7 and 8th connects to each other, about its axis of rotation D ₂ rotatably mounted and relative to the piston bodies 7 and 8th not movable. The two piston bodies 7 and 8th form a double-acting piston in a bore of the housing 3 along the axis of rotation D _{2 of} the conveyor wheel 2 back and forth is straight. By a sliding movement, the piston 7.8 together with the second conveyor wheel 2 relative to the first conveyor wheel 1 performs, the axial length of the meshing of the two conveyor wheels 1 and 2 and as a result, the specific delivery volume of the pump changed.

Das Gehäuse 3 bildet zu einer Seite des Kolbens 7/8 einen ersten Druckraum 9 und auf der anderen Seite des Kolbens 7/8 einen zweiten Druckraum 10, der dem ersten Druckraum 9 entlang der Drehachse D₂ gegenüberliegt. Der Kolben 7/8 dichtet mit seinem Kolbenkörper 7 den ersten Druckraum 9 und mit seinem Kolbenkörper 8 den zweiten Druckraum 10 ab. Die in dem ersten Druckraum 9 mit einem Druck P₉ beaufschlagbare Kolbenfläche des Kolbenkörpers 7 ist genauso groß wie die in dem zweiten Druckraum 10 mit einem Druck P₁₀ beaufschlagbare Kolbenfläche des Kolbenkörpers 8, so dass an beiden, einander gegenüberliegenden Kolbenseiten die gleiche Kraft auf den Kolben 7/8 wirkt, wenn in den beiden Druckräumen 9 und 10 der gleiche Druck wirkt.The housing 3 forms to one side of the piston 7.8 a first pressure room 9 and on the other side of the piston 7.8 a second pressure chamber 10 , the first pressure chamber 9 along the axis of rotation D _{2 is} opposite. The piston 7.8 seals with his piston body 7 the first pressure room 9 and with his piston body 8th the second pressure chamber 10 from. The in the first pressure chamber 9 with a pressure P ₉ acted upon piston surface of the piston body 7 is the same size as the one in the second pressure chamber 10 with a pressure P ₁₀ acted upon piston surface of the piston body 8th , so that on both opposite sides of the piston the same force on the piston 7.8 works when in the two pressure chambers 9 and 10 the same pressure works.

In dem zweiten Druckraum 10 ist eine mechanische Druckfeder als Federelement 13 aufgenommen. Das Federelement 13 ist axial an einem Boden des Druckraums 10 und axial gegenüberliegend an dem Kolbenkörper 8 abgestützt. Wenn das Federelement 13 axial unter Druckspannung steht, wirkt es dem in dem ersten Druckraum 9 auf den Kolben 7/8 wirkenden Fluiddruck P₉ entgegen. Der zweite Druckraum 10 bildet gleichzeitig auch den Federraum, d.h. den Einbauraum, für das Federelement 13.In the second pressure chamber 10 is a mechanical compression spring as a spring element 13 added. The spring element 13 is axially at a bottom of the pressure chamber 10 and axially opposite to the piston body 8th supported. When the spring element 13 axially under compressive stress, it acts in the first pressure chamber 9 on the piston 7.8 acting fluid pressure P ₉ against. The second pressure chamber 10 at the same time also forms the spring space, ie the installation space, for the spring element 13 ,

Um die Druckräume 9 und 10 unter Druck setzen zu können, wird der erste Druckraum 9 von einer ersten Fluidverbindung 11 mit der Hochdruckseite verbunden. Um auch den zweiten Druckraum 10 mit der Hochdruckseite verbinden zu können, ist eine zweite Fluidverbindung 12 vorgesehen. Die zweite Fluidverbindung 12 ist über ein Regelventil 15 mit der Hochdruckseite verbunden. Das Regelventil 15 ist ein Wegeventil mit zwei Schaltstellungen. Das Regelventil 15 verbindet in einer in 1 dargestellten ersten Schaltstellung die zweite Fluidverbindung 12 mit der ersten Fluidverbindung 11 und schafft so den Anschluss des zweiten Druckraums 10 an die Hochdruckseite. In einer zweiten Schaltstellung sperrt es die erste Fluidverbindung 11, so dass der erste Druckraum 9 weiterhin mit der Hochdruckseite verbunden bleibt, und verbindet den zweiten Druckraum 10 mit der Niederdruckseite. Im Ausführungsbeispiel ist der zweite Druckraum 10 in der zweiten Schaltstellung des Regelventils 15 mit einem Fluidreservoir 20 verbunden. In bevorzugten Verwendungen der Pumpe, beispielsweise als Schmierölpumpe für einen Verbrennungsmotor, handelt es sich bei dem Fluidreservoir 20 um einen Fluidsumpf.To the pressure chambers 9 and 10 being able to put pressure on becomes the first pressure chamber 9 from a first fluid connection 11 connected to the high pressure side. To the second pressure chamber 10 to connect to the high pressure side is a second fluid connection 12 intended. The second fluid connection 12 is via a control valve 15 connected to the high pressure side. The control valve 15 is a directional control valve with two switch positions. The control valve 15 joins in a 1 shown first switching position the second fluid connection 12 With the first fluid connection 11 and thus creates the connection of the second pressure chamber 10 to the high pressure side. In a second switching position, it blocks the first fluid connection 11 , so the first pressure chamber 9 remains connected to the high pressure side, and connects the second pressure chamber 10 with the low pressure side. In the embodiment, the second pressure chamber 10 in the second switching position of the control valve 15 with a fluid reservoir 20 connected. In preferred uses of the pump, for example as a lubricating oil pump for an internal combustion engine, it is the fluid reservoir 20 around a fluid sump.

Die Fluidverbindungen 11 und 12 sind in unmittelbarer Nähe der Pumpe angeordnet, vorzugsweise sind sie in das Gehäuse 3 der Pumpe integriert. Vorzugsweise ist auch das Regelventil 15 in das Gehäuse 3 integriert oder doch zumindest außen an dem Gehäuse 3 montiert. Der erste Druckraum 9 und in der ersten Schaltstellung des Regelventils 15 auch der zweite Druckraum 10 beziehen ihr Druckfluid somit bevorzugt von innerhalb des Gehäuses 3. Grundsätzlich wäre es jedoch auch denkbar, dass sie ihr Druckfluid von einer geeigneten Stelle der Hochdruckseite stromabwärts von dem Gehäuse 3 beziehen.The fluid connections 11 and 12 are arranged in the immediate vicinity of the pump, preferably they are in the housing 3 the pump integrated. Preferably, the control valve is also 15 in the case 3 integrated or at least outside of the housing 3 assembled. The first pressure room 9 and in the first switching position of the control valve 15 also the second pressure chamber 10 Thus, they preferably receive their pressurized fluid from within the housing 3 , In principle, however, it would also be conceivable for them to supply their pressurized fluid from a suitable point on the high-pressure side downstream of the housing 3 Respectively.

Das Regelventil 15 wird in Abhängigkeit von einem Fluidregeldruck P_R geschaltet. Es wird von einem Rückstellelement 16, das im Ausführungsbeispiel als mechanisches Federelement ausgeführt ist, in der ersten Schaltstellung gehalten, die einer Ausgangsstellung des Regelventils 15 und des Kolbens 7/8 entspricht. Das Rückstellelement 16 wirkt dem Fluidregeldruck P_R entgegen. Sobald der Fluidregeldruck P_R einen Grenzdruck erreicht hat, springt das Regelventil 15 gegen die rückstellende Kraft des Rückstellelements 16 aus der ersten Schaltstellung in seine zweite Schaltstellung.The control valve 15 is switched in response to a fluid control pressure P _R. It is powered by a reset element 16 , Which is designed in the embodiment as a mechanical spring element, held in the first switching position, which is a starting position of the control valve 15 and the piston 7.8 equivalent. The reset element 16 counteracts the fluid control pressure P _R. As soon as the fluid control pressure P _R has reached a limiting pressure, the control valve jumps 15 against the restoring force of the return element 16 from the first switching position to its second switching position.

Der Fluidregeldruck P_R wird von der Hochdruckseite der Pumpe abgenommen. Grundsätzlich kann er zwar unmittelbar in der Förderkammer 4 an deren Hochdruckseite, an deren Auslass 6, von innerhalb des Gehäuses 3 hinter der Förderkammer 4 oder in unmittelbarer Nähe stromabwärts von dem Gehäuse 3 abgenommen werden, bevorzugt wird jedoch der Fluidregeldruck P_R an einer Stelle der Hochdruckseite abgenommen, an der der Fluiddruck dem Fluiddruck eines von der Pumpe mit dem Fluid zu versorgenden Verbrauchers möglichst genau entspricht. Handelt es sich bei dem Verbraucher beispielsweise um den Hubkolbenmotor eines Kraftfahrzeugs, so ist der Fluidregeldruck P_R vorzugsweise der Druck der sogenannten Hauptgalerie. Dementsprechend ist das Regelventil 15 über eine Fluidverbindung mit der betreffenden Stelle der Hochdruckseite verbunden. Eine geeignete Stelle für die Abnahme des Fluidregeldrucks P_R befindet sich insbesondere zwischen dem Verbraucher und einem letzten Filter vor dem Verbraucher.The fluid control pressure P _R is removed from the high pressure side of the pump. Basically, he can indeed directly in the delivery chamber 4 at the high pressure side, at the outlet 6 , from inside the case 3 behind the delivery chamber 4 or in the immediate vicinity downstream of the housing 3 However, the fluid control pressure P _R is preferably removed at a point on the high-pressure side at which the fluid pressure corresponds as closely as possible to the fluid pressure of a consumer to be supplied with the fluid by the pump. If the consumer is, for example, the reciprocating engine of a motor vehicle, the fluid control pressure P _{R is} preferably the pressure of the so-called main gallery. Accordingly, the control valve 15 connected via a fluid connection with the relevant point of the high pressure side. A suitable location for the decrease of the fluid control pressure P _R is located in particular between the consumer and a last filter in front of the consumer.

Die Wirkungsweise der Pumpenregelung wird nachfolgend für eine bevorzugte Verwendung der Pumpe als Schmierölpumpe für einen Hubkolbenmotor beschrieben, wobei unterstellt wird, dass die Pumpe von der Kurbelwelle des Motors unmittelbar oder über ein Getriebe und somit in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors angetrieben wird.The The operation of the pump control is below for a preferred Use of the pump as a lubricating oil pump for one Reciprocating described, it being assumed that the pump from the crankshaft of the engine directly or via a transmission and thus in dependence of the speed of the motor is driven.

Die Einstellung des Regelventils 15 ist derart, dass es in einem unteren Drehzahlbereich des Motors, der sich bei beispielsweise einem Personenkraftwagen bis 1500 oder auch 2000 Umdrehungen pro Minute erstrecken kann, seine erste Schaltstellung einnimmt, in der es beide Druckräume 9 und 10 mit der Hochdruckseite verbindet und in beiden Druckräumen der gleiche Druck P₉ = P₁₀ der Hochdruckseite herrscht. Der Druck P₁₀ im zweiten Druckraum 10 ist in dem unteren Motordrehzahlbereich daher genauso hoch wie der Druck P₉ im ersten Druckraum 9. Im unteren Drehzahlbereich, insbesondere im Motorleerlauf, wird ein möglichst großes spezifisches Fördervolumen gewünscht, um die Schmierölversorgung des Motors auch bei geringen Drehzahlen sicherstellen zu können. In der ersten Schaltstellung des Regelventils 15 ist die axiale Eingriffslänge der beiden Förderräder 1 und 2 daher, wie in 1 dargestellt, maximal. Die maximale Eingriffslänge entspricht im Ausführungsbeispiel der Länge der beiden gleich langen Förderräder 1 und 2. Sie wird bei Nullförderung, insbesondere im Stillstand der Förderräder 1 und 2, und, wie gesagt, im unteren Drehzahlbereich des Motors und damit auch im unteren Drehzahlbereich der Förderräder 1 und 2 bis zu einer von dem Regelventil 15 vorgegebenen Grenzdrehzahl beibehalten.The setting of the control valve 15 is such that it occupies its first switching position in a lower speed range of the engine, which may extend, for example, a passenger car to 1500 or 2000 revolutions per minute, in which there are both pressure chambers 9 and 10 connects to the high pressure side and prevails in both pressure chambers, the same pressure P ₉ = P _{10 of} the high pressure side. The pressure P ₁₀ in the second pressure chamber 10 is therefore in the lower engine speed range as high as the pressure P ₉ in the first pressure chamber 9 , In the lower speed range, especially in engine idling, the largest possible specific volume is desired to ensure the supply of lubricating oil to the engine, even at low speeds can. In the first switching position of the control valve 15 is the axial engagement length of the two conveyor wheels 1 and 2 therefore, as in 1 shown, maximum. The maximum engagement length corresponds in the embodiment of the length of the two equal length conveyor wheels 1 and 2 , It will zero promotion, especially at standstill of the conveyor wheels 1 and 2 , and, as I said, in the lower speed range of the engine and thus also in the lower speed range of the conveyor wheels 1 and 2 to one of the control valve 15 maintained predetermined limit speed.

Das erste Förderrad 1 wird um seine Drehachse D₁ von der Kurbelwelle her drehangetrieben und treibt über den Zahneingriff das zweite Förderrad 2 um dessen Drehachse D₂ ebenfalls an. Durch den Zahneingriff wird Schmieröl von der Niederdruckseite, d.h. vom Ölsumpf 20 durch den Einlass 5 in die Förderkammer 4 angesaugt. In der Förderkammer 4 erfolgt die Fluidförderung durch einen Förderraum, der von Mantelflächen des Gehäuses 3 um die Zahnkopfkreise der Förderräder 1 und 2 herum sowie von axialen Dichtflächen dicht umschlossen wird, zu dem Auslass 6. Die axialen Dichtflächen werden für das Förderrad 1 von dem Gehäuse 3 und für das Förderrad 2 von den beiden Kolbenkörpern 7 und 8 gebildet. Auf der Hochdruckseite der Pumpe wird das Öl über einen Ölfilter zu dem Motor gefördert, hinter dem Motor in einem Kühler gekühlt und schließlich in den Sumpf 20 zurückgeführt und dabei auf den Druck der Niederdruckseite entspannt.The first conveyor wheel 1 is rotatably driven about its axis of rotation D ₁ of the crankshaft forth and drives on the meshing the second feed wheel 2 about its axis of rotation D ₂ also. The meshing action lube oil from the low pressure side, ie from the oil sump 20 through the inlet 5 in the delivery chamber 4 sucked. In the delivery chamber 4 the fluid is conveyed through a delivery chamber, which is from the outer surfaces of the housing 3 around the tooth tip circles of the conveyor wheels 1 and 2 around and sealed by axial sealing surfaces, to the outlet 6 , The axial sealing surfaces are for the feed wheel 1 from the case 3 and for the conveyor wheel 2 from the two piston bodies 7 and 8th educated. On the high pressure side of the pump, the oil is pumped to the engine via an oil filter, cooled behind the engine in a cooler, and finally into the sump 20 returned and relaxed to the pressure of the low pressure side.

Wird die Motordrehzahl und damit gleichzeitig auch die Pumpendrehzahl erhöht, so erhöht sich der Fluidregeldruck P_R entsprechend der Pumpencharakteristik. Ist die Grenzdrehzahl erreicht, ist auch der Fluidregeldruck P_R so groß, dass unter seiner Wirkung das Regelventil 15 in seine zweite Schaltstellung umschaltet. Der zweite Druckraum 10 ist in der zweiten Schaltstellung des Regelventils 15 mit der Niederdruckseite, nämlich mit dem Sumpf 20 verbunden. Im zweiten Schaltzustand des Regelventils 15 stehen somit der erste Druckraum 9 unter dem hohen Druck P₉ der Hochdruckseite und der zweite Druckraum 10 unter dem dagegen vernachlässigbaren Druck P₁₀ der Niederdruckseite. Der Kolben 7/8 und damit zusammen das von ihm drehgelagerte zweite Förderrad 2 werden unter der Wirkung des Drucks P₉ gegen die Elastizitätskraft des Federelements 13 axial verschoben. Durch die Verschiebung wird die Eingriffslänge der Förderräder 1 und 2 und damit einhergehend das spezifische Fördervolumen der Pumpe verringert. Die Verringerung des spezifischen Fördervolumens hat eine Absenkung des Fluiddrucks auf der Hochdruckseite, d.h. des Fluidregeldrucks P_R, zur Folge. Fällt der Fluidregeldruck P_R unter den Grenzwert, so fällt das Regelventil 15 wieder in seine erste Schaltstellung zurück, in der es den zweiten Druckraum 10 über die beiden Fluidverbindungen 11 und 12 mit dem ersten Druckraum 9 verbindet. Die Pumpe wird somit ab Erreichen der Grenzdrehzahl auf Einhaltung des Grenzwerts des Fluidregeldrucks P_R geregelt. Durch die Regelung wird eine Druckbegrenzung und damit auch eine Fördervolumenbegrenzung der Pumpe erhalten. Der Fluiddruck der Hochdruckseite steigt im unteren Drehzahlbereich des angetriebenen ersten Förderrads 1 bis zu der Grenzdrehzahl im Wesentlichen proportional zu der Drehzahl und knickt bei der Grenzdrehzahl in eine Horizontale ab, d.h. der Fluiddruck der Hochdruckseite bleibt in dem Drehzahlbereich über der Grenzdrehzahl konstant.Is the engine speed and thus simultane- ously tig also increases the pump speed, so increases the fluid control pressure P _R according to the pump characteristics. If the limit speed is reached, and the fluid control pressure P _{R is} so large that under its action, the control valve 15 switches to its second switching position. The second pressure chamber 10 is in the second switching position of the control valve 15 with the low pressure side, namely with the sump 20 connected. In the second switching state of the control valve 15 thus stand the first pressure chamber 9 under the high pressure P _{9 of} the high pressure side and the second pressure chamber 10 under the negligible pressure P _{10 of} the low pressure side. The piston 7.8 and together with it rotatably mounted by him second conveyor wheel 2 are under the action of the pressure P ₉ against the elasticity force of the spring element 13 moved axially. By shifting the engagement length of the conveyor wheels 1 and 2 and concomitantly reduces the specific delivery volume of the pump. The reduction of the specific delivery volume has a lowering of the fluid pressure on the high pressure side, ie the fluid control pressure P _R result. If the fluid control pressure P _R falls below the limit, the control valve drops 15 back to its first switching position, in which there is the second pressure chamber 10 over the two fluid connections 11 and 12 with the first pressure chamber 9 combines. The pump is thus regulated from reaching the limit speed for compliance with the limit value of the fluid control pressure P _R. By regulating a pressure limit and thus a delivery volume limit of the pump is obtained. The fluid pressure of the high pressure side increases in the lower speed range of the driven first impeller 1 up to the limit speed substantially proportional to the speed and buckles at the limit speed in a horizontal, ie the fluid pressure of the high pressure side remains constant in the speed range above the limit speed.

Durch Ersatz des Regelventils 15 durch ein anderes Regelventil mit mehr als zwei Schaltstellungen können auch andere Druckverläufe verwirklicht werden. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, wenn der geschilderte Druckverlauf in dem unteren Drehzahlbereich und einem sich daran anschließenden mittleren Drehzahlbereich eingestellt wird, der Fluiddruck der Hochdruckseite aber in einem sich an den mittleren Drehzahlbereich anschließenden hohen Drehzahlbereich wieder mit der Drehzahl des angetriebenen ersten Förderrads 1 ansteigt. Für die Verwirklichung solch eines Druckverlaufs könnte das Regelventil 15 des Ausführungsbeispiels durch ein Regelventil mit drei Schaltstellungen ersetzt werden und den zweiten Druckraum 10 im oberen Drehzahlbereich über ein Druckreduzierelement, beispielsweise eine Blende, mit der Hochdruckseite verbinden, um das Federelement 13 zu unterstützen.By replacement of the control valve 15 by another control valve with more than two switching positions and other pressure curves can be realized. Thus, it may be advantageous, for example, if the described pressure curve is set in the lower speed range and an adjoining middle speed range, but the fluid pressure of the high pressure side returns to the speed of the driven first drive wheel in a high speed range following the middle speed range 1 increases. For the realization of such a pressure curve could be the control valve 15 of the embodiment are replaced by a control valve with three switching positions and the second pressure chamber 10 in the upper speed range via a pressure reducing element, such as a diaphragm, connect to the high pressure side to the spring element 13 to support.

Die 3 bis 6 zeigen eine Innenzahnradpumpe mit ebenfalls einer erfindungsgemäßen Verstellung des spezifischen Fördervolumens der Pumpe.The 3 to 6 show an internal gear pump with also an inventive adjustment of the specific delivery volume of the pump.

Die 3 und 4 zeigen die Innenzahnradpumpe je in einem Querschnitt. Das erste Förderrad 1 der Innenzahnradpumpe wird von einem drehangetriebenen Innenrad mit einer Außenverzahnung 1a gebildet. Das zweite Förderrad 2 wird von einem Hohlrad mit einer Innenverzahnung 2i gebildet. Die Außenverzahnung 1a hat einen Zahn weniger als die Innenverzahnung 2i. Das erste Förderrad 1 sitzt verdrehsicher auf einer drehangetriebenen Welle. Das zweite Förderrad 2 ist in dem Gehäuse 3 der Pumpe drehbar gelagert. Die Drehachse D₁ des ersten Förderrads 1 verläuft parallel beabstandet, d.h. exzentrisch, zu der Drehachse D₂ des zweiten Förderrads 2. Die Exzentrizität ist mit „e" bezeichnet.The 3 and 4 show the internal gear pump each in a cross section. The first conveyor wheel 1 The internal gear pump is powered by a rotary-driven internal gear with external teeth 1a educated. The second conveyor wheel 2 is made by a ring gear with an internal toothing 2i educated. The external toothing 1a has one less tooth than the internal toothing 2i , The first conveyor wheel 1 sits torsionally on a rotary driven shaft. The second conveyor wheel 2 is in the case 3 rotatably mounted the pump. The axis of rotation D _{1 of} the first conveyor wheel 1 is parallel spaced, ie eccentric, to the axis of rotation D _{2 of} the second feed wheel 2 , The eccentricity is denoted by "e".

Das erste Förderrad 1 und das zweite Förderrad 2 bilden zwischen sich einen Fluidförderraum, der in gegeneinander druckdicht abgeschlossene Förderzellen 24 unterteilt ist. Die einzelnen Förderzellen 24 sind jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zähnen des ersten Förderrads 1 und des zweiten Förderrads 2 gebildet. Von einem Ort tiefsten Zahneingriffs bis zu einem Ort geringsten Zahneingriffs werden die Förderzellen 24 in Drehrichtung zunehmend größer, um anschließend von dem Ort geringsten Zahneingriffs bis zu dem Ort tiefsten Zahneingriffs wieder abzunehmen. Die größer werdenden, d.h. expandierenden Förderzellen 24 sind mit dem Einlass 5 der Förderkammer 4 und die kleiner werdenden, d.h. komprimierenden Förderzellen 24 sind mit dem Auslass 6 der Förderkammer 4 verbunden. Der Einlass 5 und der Auslass 6 wird durch seitlich an die Förderzellen 25 sich anschließende, nierenförmige Nutöffnungen in Dichtflächen des Gehäuses 3 gebildet, die den Förderrädern 1 und 2 axial zugewandt gegenüberliegen. Die den Einlass 5 bildende Öffnung überdeckt expandierende Förderzellen 24 und die den Auslass 6 bildende Öffnung überdeckt komprimierende Förderzellen 24 der beiden Förderräder 1 und 2. Im Bereich des Orts tiefsten Zahneingriffs und im Bereich des Orts geringsten Zahneingriffs bildet das Gehäuse Dichtstege zwischen dem Einlass 5 und dem Auslass 6. Bei einem Drehantreiben der Förderräder 1 und 2 wird Fluid von den expandierenden Förderzellen 24 von der Niederdruckseite angesaugt, über den Ort geringsten Zahneingriffs transportiert und auf der Hochdruckseite unter höherem Druck durch den Auslass 6 verdrängt.The first conveyor wheel 1 and the second conveyor wheel 2 form between them a fluid delivery chamber, the pressure-tight against each other closed delivery cells 24 is divided. The individual delivery cells 24 are each between two consecutive teeth of the first conveyor wheel 1 and the second conveying wheel 2 educated. From a place of deepest meshing to a point of least meshing, the delivery cells become 24 Increasingly larger in the direction of rotation, in order subsequently to decrease again from the location of least tooth engagement to the location of the deepest tooth engagement. The growing, ie expanding delivery cells 24 are with the inlet 5 the delivery chamber 4 and the decreasing, ie compressing delivery cells 24 are with the outlet 6 the delivery chamber 4 connected. The inlet 5 and the outlet 6 is through the side of the conveyor cells 25 subsequent, kidney-shaped slot openings in sealing surfaces of the housing 3 formed, which the conveyor wheels 1 and 2 facing axially opposite. The the inlet 5 forming opening covers expanding delivery cells 24 and the outlet 6 forming opening covers compressed conveying cells 24 the two conveyor wheels 1 and 2 , In the area of the deepest tooth engagement and in the area of the least tooth engagement, the housing forms sealing webs between the inlet 5 and the outlet 6 , In a Drehantreiben the conveyor wheels 1 and 2 becomes fluid from the expanding delivery cells 24 sucked from the low pressure side, transported over the place of least gear mesh and on the high pressure side under higher pressure through the outlet 6 repressed.

Um das spezifische Fördervolumen verändern zu können, ist das zweite Förderrad 2 in einem Exzenterring 21 aufgenommen, der von dem Gehäuse 3 drehbar gelagert wird und relativ zu dem Gehäuse 3 in Bezug auf seine Drehwinkelposition verstellt werden kann. Das zweite Förderrad 2 ist in dem Exzenterring 21 mittels eines Gleitdrehlagers frei drehbar gelagert. 3 zeigt den Exzenterring 21 und die Förderräder 1 und 2 in einer Ausgangsstellung, in der das spezifische Fördervolumen der Pumpe sein Maximum aufweist. Indem der Exzenterring 21 gegen die Drehrichtung der Förderräder 1 und 2 gedreht wird, wandert die Drehachse D₂ des zweiten Förderrads 2 aus der Ausgangsstellung entgegen der Drehrichtung um die Drehachse D₁ des ersten Förderrads 1. 4 zeigt den Exzenterring 21 in seiner Endstellung, in der das spezifische Fördervolumen der Pumpe sein Minimum erreicht hat. Die in 4 gezeigte Endstellung ist die Nullstellung der Pumpe, in der im Idealfall kein Fluid gefördert wird.In order to be able to change the specific delivery volume, the second delivery wheel is 2 in an eccentric ring 21 taken up by the housing 3 is rotatably supported and relative to the housing 3 can be adjusted in relation to its rotational angle position. The second conveyor wheel 2 is in the eccentric ring 21 rotate freely by means of a sliding bearing bar stored. 3 shows the eccentric ring 21 and the conveyor wheels 1 and 2 in a starting position in which the specific delivery volume of the pump has its maximum. By the eccentric ring 21 against the direction of rotation of the conveyor wheels 1 and 2 is rotated, the axis of rotation D _{2 of} the second feed wheel moves 2 from the initial position counter to the direction of rotation about the axis of rotation D _{1 of} the first conveyor wheel 1 , 4 shows the eccentric ring 21 in its final position, in which the specific delivery volume of the pump has reached its minimum. In the 4 The end position shown is the zero position of the pump, in the ideal case, no fluid is conveyed.

Die 5 und 6 zeigen einen Verstellmechanismus zur Verstellung der Drehwinkelposition des Exzenterrings 21. Der Exzenterring 21 ist topfförmig mit einem Ringkörper, der den eigentlichen Exzenterring als Topfwandung bildet, einem Topfboden und einem von dem Topfboden axial abragenden Zapfen 22. Der Zapfen 22 ist zu dem Ringkörper des Exzenterrings 21 konzentrisch. Der Zapfen 22 ist mit einer Stirnverzahnung 23 versehen. Die Verzahnung 23 ist mit der Verzahnung 26 eines Kolbens 25 in Zahneingriff. Der Kolben 25 ist in dem Gehäuse 3 der Pumpe hin und her verschiebbar gelagert und bildet mit seiner Verzahnung 26 eine Zahnstange. Der Kolben 25 dichtet an einer Kolbenseite einen ersten Druckraum 9 und an einer zweiten Kolbenseite einen zweiten Druckraum 10 ab.The 5 and 6 show an adjustment mechanism for adjusting the rotational angular position of the eccentric ring 21 , The eccentric ring 21 is cup-shaped with a ring body, which forms the actual eccentric ring as pot wall, a pot bottom and a pin of the bottom axially projecting pin 22 , The pin 22 is to the annular body of the eccentric ring 21 concentric. The pin 22 is with a spur toothing 23 Mistake. The gearing 23 is with the gearing 26 a piston 25 in meshing. The piston 25 is in the case 3 The pump slidably mounted back and forth and forms with its teeth 26 a rack. The piston 25 seals on a piston side a first pressure chamber 9 and on a second piston side, a second pressure chamber 10 from.

Was die Beaufschlagung des Kolbens 25 mit dem Druckfluid der Hochdruckseite anbetrifft, entspricht der Kolben 25 des zweiten Ausführungsbeispiels dem Kolben 7/8 des ersten Ausführungsbeispiels. Auch das Federelement 13 entspricht seiner Funktion nach demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels. Der Regelkreis zur Beaufschlagung der beiden Druckräume 9 und 10 mit dem Druckfluid der Hochdruckseite einschließlich des Regelventils für die von Fluidregeldruck abhängige Druckbeaufschlagung oder Druckentlastung des zweiten Druckraums 10 entspricht ebenfalls dem ersten Ausführungsbeispiel, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel verwiesen sei.What the impingement of the piston 25 with the pressure fluid of the high pressure side, the piston corresponds 25 of the second embodiment of the piston 7.8 of the first embodiment. Also the spring element 13 Its function corresponds to that of the first embodiment. The control circuit for loading the two pressure chambers 9 and 10 with the pressure fluid of the high pressure side including the control valve for the fluid pressure dependent pressure application or pressure relief of the second pressure chamber 10 also corresponds to the first embodiment, so that reference is made to avoid repetition to the comments on the first embodiment.

Durch die per Fluiddruck und Federelement 13 bewirkte Verschiebung des Kolbens 25 wird über den Zahneingriff der beiden Verzahnungen 26 und 23 der Exzenterring 21 um seine Drehachse D₁ verdreht. Die Drehverstellung des Exzenterrings 21 bewirkt, wie bereits geschildert, die Drehverstellung der Förderräder 1 und 2 relativ zu dem Einlass 5 und dem Auslass 6 in die Förderkammer 4 der Pumpe. Im Ergebnis wird für die Innenzahnradpumpe die gleiche Art der Verstellung des spezifischen Fördervolumens wie bei der Außenzahnradpumpe des ersten Ausführungsbeispiels erhalten.By the fluid pressure and spring element 13 caused displacement of the piston 25 is about the tooth engagement of the two gears 26 and 23 the eccentric ring 21 twisted about its axis of rotation D ₁ . The rotational adjustment of the eccentric ring 21 causes, as already described, the rotational adjustment of the conveyor wheels 1 and 2 relative to the inlet 5 and the outlet 6 in the delivery chamber 4 the pump. As a result, the same type of adjustment of the specific delivery volume as in the external gear pump of the first embodiment is obtained for the internal gear pump.

In Bezug auf weitere Details der Innenzahnradpumpe und deren Verstellung wird die EP 1 182 351 A1 der Anmelderin in Bezug genommen, so dass auf eine ausführlichere Beschreibung an dieser Stelle verzichtet werden kann.Regarding further details of the internal gear pump and its adjustment, the EP 1 182 351 A1 referring to the applicant, so that a more detailed description can be omitted here.

11: Förderradconveyor wheel
1a1a: Verzahnunggearing
22: Förderradconveyor wheel
2a, 2i2a, 2i: Verzahnunggearing
33: Gehäusecasing
44: Förderkammerdelivery chamber
55: Einlassinlet
66: Auslassoutlet
77: Kolbenkörperpiston body
88th: Kolbenkörperpiston body
99: Druckraumpressure chamber
1010: Druckraumpressure chamber
1111: Fluidverbindungfluid communication
1212: Fluidverbindungfluid communication
1313: Federelementspring element
1414
1515: Regler, Regelventilregulators, control valve
1616: RückstellelementReturn element
1717
1818
1919
2020: Fluidsumpffluid sump
2121: Exzenterringeccentric
2222: Zapfenspigot
2323: Verzahnunggearing
2424: Förderzellendelivery cells
2525: Kolbenpiston
2626: Verzahnunggearing
D₁ D ₁: Drehachseaxis of rotation
D₂ D ₂: Drehachseaxis of rotation
P₉ P ₉: Fluiddruckfluid pressure
P₁₀ P ₁₀: Fluiddruckfluid pressure
P_R P _R: FluidregeldruckFluid control pressure

Claims

Displaceable variable displacement pump comprising: a) a housing ( 3 ), which is a delivery chamber ( 4 ) into which at least one inlet (on a low-pressure side of the pump) 5 ) for fluid and at a high pressure side of the pump at least one outlet ( 6 ) for fluid, b) at least two in the delivery chamber ( 4 ), rotatably drivable conveyor wheels ( 1 . 2 ), which are in a conveying engagement with each other, in order to remove the fluid from the inlet ( 5 ) to the outlet ( 6 ), the conveyor wheels ( 1 . 2 ) are adjustable so that by an adjustment of the conveyor wheels ( 1 . 2 ) relative to each other or relative to the inlet ( 5 ) and / or the outlet ( 6 ) the specific delivery volume of the pump is adjusted, c) a piston ( 7.8 ; 25 ), for the adjustment of the conveyor wheels ( 1 . 2 ) with at least one of the conveyor wheels ( 1 . 2 ), d) a first pressure chamber ( 9 ) and a second pressure chamber ( 10 ) for loading the piston ( 7.8 ; 25 ) each with high-pressure fluid, with one on the piston ( 7.8 ; 25 ) acting fluid pressure (P ₉ ) of the first pressure chamber ( 9 ) one on the piston ( 7.8 ; 25 ) acting fluid pressure (P ₁₀ ) of the second pressure chamber ( 10 ), e) a first fluid connection ( 11 ), the first pressure chamber ( 9 ) connects to the high pressure side, and a second fluid connection ( 12 ), the second pressure chamber ( 10 ) connects to the high pressure side, f) a spring element ( 13 ) that in the first pressure chamber ( 9 ) on the piston ( 7.8 ; 25 ) counteracts acting fluid pressure (P ₉ ), g) and a controller ( 15 ), the fluid pressure (P ₁₀ ) of the second pressure chamber ( 10 ) as a function of a control variable (P _R ) of the high-pressure side which is decisive for the fluid delivery of the pump, h) the regulator ( 15 ) the second fluid connection ( 12 ) interrupts when the controlled variable (P _R ) exceeds a predetermined value.

Positive displacement pump according to claim 1, characterized in that the controlled variable (P _R ) is a fluid control pressure from the high pressure side.

Positive displacement pump according to the preceding claim, characterized in that the regulator ( 15 ) a connecting line is connected, by the under the fluid control pressure (P _R ) standing high-pressure fluid from outside the housing ( 3 ) of the pump to the regulator ( 15 ) can be fed.

Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the regulator ( 15 ) is or comprises a control valve, which is given as the controlled variable (P _R ) a fluid control pressure (P _R ) from the high pressure side of the pump, wherein the fluid control pressure (P _R ) is a restoring force of a return element ( 16 ) counteracts.

Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the regulator ( 15 ) is a control valve with at least two discrete switch positions (controller states), which are switched in response to the controlled variable (P _R ).

Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the regulator ( 15 ) in a first controller state, the second pressure chamber ( 10 ) with the high-pressure side of the pump and in a second controller state with the low-pressure side of the pump, the controller ( 15 ) assumes the second controller state at a larger value of the controlled variable (P _R ) than the first controller state.

Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the regulator ( 15 ) in a first controller state, the second pressure chamber ( 10 ) with the first pressure chamber ( 9 ) and in a second controller state of the first pressure chamber ( 9 ) and connects to the low-pressure side of the pump, the regulator ( 15 ) assumes the second controller state at a larger value of the controlled variable (P _R ) than the first controller state.

Positive displacement pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump is an external gear pump and the at least two conveying wheels ( 1 . 2 ) are externally toothed spur gears that mesh with each other in a meshing engagement to remove fluid from the inlet (10). 5 ) to the outlet ( 6 ), the piston ( 7.8 ) a pivot bearing for one of the conveyor wheels ( 1 . 2 ) and wherein by an axial displacement of the piston ( 7.8 ) an axial engagement length of the conveyor wheels ( 1 . 2 ) and thereby the specific delivery volume of the pump is adjusted.

Displacement pump according to one of claims 1-7, characterized in that the pump is an internal gear pump and the at least two conveyor wheels ( 1 . 2 ) are an externally toothed internal gear and an internally toothed ring gear, which in a meshing toothed engagement form delivery cells which remove the fluid from the inlet ( 5 ) to the outlet ( 6 ), wherein the ring gear has at least one more tooth than the inner wheel, the positive displacement pump comprising: - an eccentric ring ( 21 ) located in the housing ( 3 ) is rotatably mounted about an eccentric ring axis of rotation (D ₁ ) and one of the conveyor wheels ( 1 . 2 ) rotatably supports about its axis of rotation (D ₂ ), wherein the eccentric ring axis of rotation (D ₁ ) and the axis of rotation (D ₂ ) of the of the eccentric ring (D ₂ ) 21 ) rotatably mounted conveyor wheel ( 2 ) are eccentric to each other, - and an adjusting gear ( 23 . 26 ), which the eccentric ring ( 21 ) with the piston ( 25 ) and an adjusting movement of the piston ( 25 ) in a rotational movement of the eccentric ring ( 21 ) converts to the conveyor wheels ( 1 . 2 ) relative to the inlet ( 5 ) and the outlet ( 6 ) to adjust.