DE10223466A1 - Pumpe - Google Patents

Abstract

Pumpe, insbesondere für Schmieröl von Verbrennungsmotoren oder für Getriebeöl, mit verstellbarem Hubvolumen und mit mindestens einem Stellmittel, insbesondere eine Flügelzellenpumpe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere für Schmieröl von Verbrennungsmotoren oder für die Versorgung von Getrieben mit Getriebeöl. Derartige Pumpen werden im Stand der Technik in großer Zahl als Konstantpumpen ohne veränderliches Hubvolumen eingesetzt. Diese Konstantpumpen werden von ihrem Fördervolumen so ausgelegt, daß sie den kritischsten Zustand sicher abdecken. Dies ist der sogenannte "Heißlauf". Hierbei muß das Öl mit einer Temperatur von 130°C noch in ausreichender Menge zum Motor oder Getriebe gefördert werden können. Diese Anforderung führt dazu, daß die Pumpe für den normalen Einsatz überdimensioniert ist und der überschüssige Volumenstrom über ein Druckbegrenzungsventil in den Ölsumpf zurückgegeben wird.

Diese ungenutzte Energie zu vermeiden, ist schon seit längerer Zeit Ziel der Entwickler von Ölpumpen. In der Vergangenheit haben sich diverse Erfindungen darauf konzentriert, eine druckgeregelte Verstellung zu realisieren. In den Druckschriften sind Ausführungen bekannt, bei denen der Aussenring einer einhübigen Flügelzellenpumpe verdreht werden kann. Durch einen druckbeaufschlagten Kolben wird dann das Hubvolumen bei Überschreiten des eingestellten Druckniveaus reduziert. Diese Pumpen haben jedoch den Nachteil, daß die Volumenreduzierung erst bei Erreichen des maximalen Drucks ausgeführt wird. Dieser maximale Druck, z. B. 5 bar, wird bereits bei relativ niedrigen Verbrennungsmotordrehzahlen von 1500 bis 2000 Umdrehungen pro Minute erreicht. Dies entspricht jedoch nicht der Bedarfskurve eines Verbrennungsmotors.

Im Stand der Technik werden also derartige Pumpen meist durch einen hydraulisch betätigten Kolben verstellt, was zu einer aufwendigen hydraulischen Vorsteuerung mit Leitungen und Regeleinrichtungen führt.

Ein weiterer Nachteil bei druckgeregelten Pumpen ist, dass die Pumpen immer Druckpulsationen verursachen. Die Druckpulsationen werden auf den Regelkolben weitergegeben und verursachen Schwingungen des Hubringes. Dadurch kommt es zu Verschleiß an den Berührungsstellen zwischen Regelkolben und Hubring.

Die Erfindung besteht nun darin, das Fördervolumen der Pumpe in Abhängigkeit der Öltemperatur zu verändern. Erfindungsgemäß ist zunächst einmal erkannt worden, daß der Ölbedarf des Motors bei einer konstanten Temperatur durch eine konstante Pumpe sehr gut erfüllt ist. Eine erfinderische Idee ist also, für jede Temperatur ein entsprechendes Pumpenfördervolumen zu erzeugen. Diese temperaturveränderliche Verstellung hat die positive Eigenschaft, daß sie quasistationär verläuft und während eines Motorbetriebes nur einmal durchlaufen wird. Somit muß hier kein hochdynamisches System entwickelt werden.

Bei den in dieser Erfindung dargestellten Ausführungen handelt es sich um Pumpen, bei denen das Fördervolumen verstellt werden kann. Diese Verstellung wird durch ein oder mehrere Stellmittel bewirkt, die eine Kraft beziehungsweise einen Weg oder einen Vorfüll-Ölstrom in Abhängigkeit der Temperatur erzeugen.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine einfachere, besser und kostengünstigere Pumpe darzustellen.

Erfindungsgemäß wird also die Aufgabe durch eine Pumpe gelöst, insbesondere für Schmieröl von Verbrennungsmotoren oder für Getriebeöl, mit verstellbarem Fördervo­ lumen und mit mindestens einem Stellmittel, wie z. B. durch eine Flügelzellenpumpe, wobei das Fördervolumen temperaturabhängig verstellbar ist. Bevorzugt wird eine Pumpe, bei der als Eingangsgröße für das oder die Stellmittel die Öltemperatur oder die Ölviskosität oder eine diese Eingangsgröße repräsentierende Größe wirksam wird.

Bevorzugt wird auch eine Pumpe, bei welcher das mindestens eine Stellmittel eine Kraft bzw. einen Weg in Abhängigkeit von der Öltemperatur erzeugt.

Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß das Stellmittel durch eine Vorrichtung, bestehend aus einer Vorfüllpumpe und einem Laminarwiderstand im Ansaugbereich der Pumpe, dargestellt ist.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Pumpe wird das Stellmittel durch die Drehzahl eines Elektromotors dargestellt, welcher die Pumpe antreibt.

Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei der das oder die Stellmittel mit temperatur­ sensitivem Fluid arbeiten, welches in einer Kammer integriert ist, so daß sich dieses Fluid bei Erwärmung ausdehnt oder in die Gasphase wechselt und dadurch eine Volu­ menvergrößerung erfährt, wodurch gegen eine geeignete Stellfeder eine Kraft und damit eine Verstellung erzeugt wird.

Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß das oder die Stellmittel durch ein flexibles Material, ähnlich einem Schlauch, dargestellt sind, wobei in diesem Material ein temperatursensitives Fluid eingefüllt ist, so daß sich dieser Schlauch bei Temperaturausdehnung zu einer Verstellung des Fördervolumens eignet.

Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher das oder die Stellmittel mit einem temperatursensitiven festen Dehnstoff, wie zum Beispiel einem Kunststoffelement, ausgestattet sind, welches das entsprechende Temperaturverhalten besitzt und, in dem Pumpengehäuse eingesetzt, für eine temperaturabhängige Volumenverstellung sorgt.

Eine weitere erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß das oder die Stellmittel durch den Einsatz eines Elementes aus einer Formgedächtnislegierung reali­ siert sind, wobei das eingesetzte Element, zum Beispiel eine Feder, sich durch eine Temperaturveränderung verstellt und damit die Pumpenverstellung herbeiführt.

Auch wird eine Pumpe bevorzugt, bei der das oder die Stellmittel hydraulisch realisiert sind, indem durch ein Bimetallelement bei Temperaturveränderung ein Vorsteuerventil betätigt wird und dadurch ein Steuerölstrom für eine hydraulische Verstelleinrichtung zur Verstellung des Fördervolumens geregelt wird oder der Förderstrom einer von mehreren Drucknieren beeinfluß wird.

Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei der die Volumenverstellung durch eine trans­ latorische Ringverschiebung mittels des oder der Stellmittel erfolgt.

Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß durch das oder die Stellmittel eine von mindestens zwei Druckkammern auf drucklosen Umlauf geschaltet werden.

Eine weitere erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß die Volumen­ verstellung durch eine Verdrehung des Hubrings bewerkstelligt wird, welche durch das oder die Stellmittel erfolgt.

Bevorzugt wird auch eine Pumpe, bei der ein dünnwandiger flexibler Hubring derartig ausgebildet ist, daß das oder die Stellmittel auf den Bereich des minimalen Hubes wir­ ken und durch Ausfahren des oder der Stellmittel der maximale Hub realisiert wird, wobei gleichzeitig der Grundkreis des Hubrings der Pumpe verkleinert wird.

Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei der der Hubring ein offener Hubring ist, wel­ cher bei Zusammenfahren des oder der Stellmittel im Bereich des Grundkreises zu­ sammenschiebbar ist.

Erfindungsgemäß ist auch eine Pumpe, bei der zur Hubverstellung ein flexibler Ring aus dickwandigem Material, wie zum Beispiel Kunststoff oder einem anderen temperatur­ sensitiven Material besteht, der derartig gestaltet ist, daß bei Temperaturveränderung das Hubvolumen reduziert wird.

Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher die Volumenverstellung durch eine geöffnete Ringkontur realisiert ist, bei welcher sich die Segmente des Hubbereiches gegen den Rotormittelpunkt zusammenfahren lassen.

Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch eine Pumpe, wie z. B. eine Flügelzellenpumpe, insbesondere für Schmieröl für Verbrennungsmotoren oder für Getriebeöl, mit temperaturabhängig verstellbarem Fördervolumen, wobei die Pumpe mit einem Stellmittel mit einem temperatursensitiven Dehnstoffelement, wie z. B. einem Kunststoffelement oder einem mit Wachs gefüllten Dehnstoffelement ausgestattet ist und, in das Pumpengehäuse eingesetzt, eine von der Öltemperatur abhängige Volumenverstellung ermöglicht. Bevorzugt wird eine Pumpe, bei welcher nur ein Teil des Verstellweges des Dehnstoffelementes einen Verstellweg eines Hubringes hervorruft. Besonders bevorzugt wird eine Pumpe, bei der das Dehnstoffelement derartig gelagert ist, daß im annähernd linearen Bereich der Weg-Temperatur-Kurve des Dehnstoffelementes der Verstellweg des Steilmittels eine Verschiebung oder Verdrehung des Hubringes hervorruft.

Auch wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher die nichtlinearen Bereiche der Weg- Temperatur-Kurve des Dehnstoffelementes durch entsprechende Einrichtungen des Steilmittels so kompensiert werden, daß die nichtlinearen Bereiche nicht die Position des Hubringes beeinflussen. Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß das Stellmittel im Anfangsbereich der Weg-Temperatur-Kurve des Dehnstoffelementes keine Verstellung auf den Hubring bewirkt.

Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß das Stellmittel nicht starr mit dem Hubring verbunden ist. Bevorzugt wird auch eine Pumpe, bei welcher das Dehnstoffelement auf einer Seite mit Federn, insbesondere Tellerfedern, im Gehäuse vorgespannt ist, wobei die Federn in voll ausgeschwenkter Hubring-Endlage die Restverstellung des Dehnstoffelementes aufnehmen. Auch wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher der Hubring über Federelemente, wie z. B. eine Druckfeder, in seine minimal ausgeschwenkte Endlage zurückgestellt wird.

Bevorzugt wird weiterhin eine Pumpe, bei welcher das Dehnstoffelement auf einfache Weise im Gehäuse eingelegt und durch den Gehäusedeckel gehalten wird. Auch wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher das Dehnstoffelement im Saugölbereich liegt und damit die Öltemperatur gut annehmen kann.

Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß das Gehäuse abgesetzte Anschläge für den Hubring aufweist, so daß sich dieser in seinen Endpositionen nicht verklemmen kann. Auch wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher der Hubring mittels eines Stiftes schwenkbar gelagert ist und der Stift so angeordnet ist, daß das Druckfeld durch den Lagerpunkt geht, oder daß der Ring im Zentrum des Druckbereiches gelagert ist.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Pumpe, wie z. B. eine Flügelzellenpumpe, insbesondere für Schmieröl von Verbrennungsmotoren oder für Getriebeöl, mit tempe­ raturabhängig verstellbarem Fördervolumen, bei welcher ein Stellmittel mit einem tem­ peratursensitiven Dehnstoffelement ausgestattet ist und bei welcher durch das Stellmit­ tel eine von mindestens zwei Druckkammern bei niedriger Temperatur auf drucklosen Umlauf geschaltet wird. Bevorzugt wird eine Pumpe, bei welcher durch das Dehnstoff­ element beziehungsweise Stellmittel bei hoher Temperatur eine Verbindung von einer Druckkammer zum Tank (druckloser Umlauf) geschlossen wird, so dass diese Druck­ kammer, gegebenenfalls über ein Rückschlagventil, in den Druckbereich fördert.

Weiterhin wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher das Dehnstoffelement beziehungs­ weise Stellmittel bei niedriger Temperatur durch eine Federeinrichtung zurückgescho­ ben wird und dadurch der drucklose Umlauf der einen Druckkammer hergestellt wird.

Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass das Dehnstoffelement beziehungsweise Stellmittel ein Sitzventil betätigt oder das Stellmittel als Sitzventil aus­ gebildet ist.

Ebenso wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher das Dehnstoffelement ein mit Wachs gefülltes Element ist, wobei das Wachs bei Erwärmung von dem festen in den flüssigen Zustand wechselt und dadurch einen Kolben aus dem Dehnstoffelement herausdrückt.

Auch wird eine Pumpe bevorzugt, welche ein Ventil enthält, welches die Temperatur des Öles als Stellgröße benutzt. Eine erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass das Ventil einen geringen Strömungswiderstand hat, so dass das Öl in dem drucklosen Umlauf verlustarm gefördert wird.

Eine weitere erfindungsgemäße Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass die Pumpe eine Pumpe mit zwei parallel arbeitenden Rotorsätzen, wie zum Beispiel zwei G-Rotoren auf einer Welle, oder eine Registerpumpe mit zwei voneinander getrennten Drucknieren oder eine doppelhubige Flügelzellenpumpe ist. Auch wird eine Pumpe bevorzugt, bei welcher die Pumpe eine doppelhubige Flügelzellenpumpe ist, wobei das Öl von der zweiten Druckniere direkt von der ersten Saugniere angesaugt wird, wenn das Öl der zweiten Druckniere in drucklosen Umlauf geschaltet ist, so dass der Strömungsweg im drucklosen Umlauf kurz und die Strömungsverluste gering sind.

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren in verschiedenen Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt ein Stellmittel mit temperatursensitivem Fluid.

Fig. 2 zeigt ein Stellmittel mit einem schlauchförmigen Ausdehnungskörper.

Fig. 2.1 zeigt ein derartiges Stellmittel mit Pumpe.

Fig. 3 zeigt ein Stellmittel mit temperatursensitivem festem Dehnstoffelement.

Fig. 4 zeigt ein Stellelement mit einer Feder aus Formgedächtnislegierung.

Fig. 5 zeigt ein durch ein Bimetallelement betätigbares Ventil.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Flügelzellenpumpe mit translatorischer Ringverschiebung.

Fig. 6.1 zeigt eine konstruktive Darstellung einer Flügelzellenpumpe.

Fig. 7 zeigt eine Flügelzellenpumpe mit drucklosem Umlauf einer Kammer.

Fig. 7.1 zeigt eine weitere Flügelzellenpumpe mit drucklosem Umlauf einer Kammer.

Fig. 7.2 zeigt eine Flügelzellenpumpe mit zwei Drucknieren.

Fig. 7.3 zeigt eine Zahnradpumpe mit zwei Druckkammern.

Fig. 7.4 zeigt ein temperaturbetätigbares Ventil

Fig. 7.5 zeigt ein weiteres temperaturbetätigbares Ventil.

Fig. 7.6 zeigt ein weiteres temperaturbetätigbares Ventil.

Fig. 8 zeigt schematisch eine Flügelzellenpumpe mit rotatorisch verstellbarem Hubring.

Fig. 9 zeigt schematisch eine Flügelzellenpumpe mit einem flexiblem Ring.

Fig. 9.1 zeigt eine konstruktive Darstellung einer Flügelzellenpumpe mit einem flexiblen Ring.

Fig. 10 zeigt schematisch eine Flügelzellenpumpe mit einem verstellbaren, an einer Stelle geöffneten Ring und zwei Darstellungen der Ringöffnung.

Fig. 11 zeigt eine Flügelzellenpumpe mit einem dickwandigen Ring.

Fig. 12 zeigt eine Flügelzellenpumpe mit Formgedächtniselementen im Ring.

Fig. 13 zeigt eine temperaturgeregelte Saugregelpumpe.

Fig. 14 zeigt eine temperaturgeregelte E-Motor-Pumpe.

Fig. 15 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Pumpe.

Fig. 16 zeigt das Druck- und Saugfeld und die Stiftlagerung.

Fig. 17 zeigt die Weg-Temperatur-Kurve eines Dehnstoffelements.

Fig. 18 zeigt den Schaltplan einer zweiflutigen Pumpe.

Fig. 19 zeigt ein erfindungsgemäßes Ventil mit Dehnstoffelement.

Fig. 20 zeigt eine erfindungsgemäße Pumpe.

Fig. 21 zeigt detailliert ein erfindungsgemäßes Ventil mit Dehnstoffelement.

Fig. 22 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ventil.

Fig. 23 zeigt die Regelkennlinie einer zweiflutigen Pumpe.

In Fig. 1 ist ein Stellmittel zur temperaturabhängigen Verstellung einer Pumpe dargestellt. In einem Gehäuse 1 ist ein Volumen 2 durch eine Membran 3 abgetrennt, wobei das Volumen 2 mit einem temperatursensitiven Fluid, wie Gas oder Öl, gefüllt ist.

An der Membran 3 ist ein Stellkolben 4 befestigt, der durch eine Druckfeder 5 gegen die Membran 3 und damit gegen das mit dem Fluid gefüllte Volumen 2 mit einer Kraft beaufschlagt wird. Somit wird eine Rückstellkraft auf das temperatursensitive Fluidvolumen erzeugt. Bei Temperaturerhöhung wird sich das Volumen 2 des temperatursensitiven Fluids derart ausdehnen, daß die Membran 3 gegen die Federkraft der Feder 5 den Stellkolben 4 bewegt und damit eine Verstellkraft und einen Verstellweg X erzeugt, der zur Volumenverstellung einer Pumpe benutzt werden kann.

Fig. 2 zeigt ein Stellmittel, dessen Wandung aus einem flexiblem Material 6, ähnlich einem Schlauch, besteht. In diesem Schlauchvolumen ist ebenfalls ein temperatursensitives Fluid eingefüllt. Somit kann dieser Schlauch bei Temperaturausdehnen zu einer Verstellung des Fördervolumens eingesetzt werden.

Fig. 2.1 zeigt das Stellmittel aus Fig. 2 in Verbindung mit einer Flügelzellenpumpe zur Ringverstellung. Das Stellmittel 50 mit der Wandung 6 aus flexiblem Material, welches man auch als hydraulischen Muskel bezeichnen kann, wird zum Beispiel durch Erhöhung des Druckes ausgedehnt und schiebt damit den Hubring 27 der Flügelzellenpumpe nach rechts gegen eine Rückstellfeder 28. Dadurch wird das Hubvolumen der Flügelzellenpumpe verändert, gegebenenfalls sogar auf eine Null- Förderung herabgesetzt, so daß sich auch derartig eine Druckbegrenzungsfunktion ergeben kann. Die Ausdehnung des hydraulischen Muskels wird durch die entsprechende Temperaturänderung des Schmieröls veranlaßt. Im einzelnen sieht diese Funktion folgendermaßen aus:
Im entspannten Zustand stellt der hydraulische Muskel ein schlauchartiges Gebilde 50 dar, welches durch zwei Einspannflansche 51 abgeschlossen wird. Der obere Einspannflansch 51 ist mit einer Zuleitung 52 versehen, durch die temperaturabhängig ein entsprechendes Druckmittel eingeleitet werden kann. Bei Anstieg des Druckes dehnt sich die flexible Wandung 6 dieses schlauchartigen Gebildes aus auf eine Dimension, wie sie gestrichelt durch die Umfangslinien 53 dargestellt wird, wobei der hydraulische Muskel also in seiner Länge verkürzt und in seiner seitlichen Ausdehnung verbreitert wird. Der hydraulische Muskel ist über den Kraftangriffspunkt 29 mit dem Hubring 27 der Flügelzellenpumpe verbunden. Die Flügelzellenpumpe, hier schematisch dargestellt, mit einem Rotor 23 und mit im Rotor verschiebbaren Flügel 24, besitzt einen verschiebbaren Hubring, der aus der Position 27 zum Beispiel gegen die Rückstellfeder 28 in die Position 27' verschoben werden kann, wodurch sich das Hubvolumen der Flügelzellenpumpe dementsprechend ändert.

In Fig. 3 ist ein Stellelement dargestellt, bei welchem in einem Gehäuse 7 ein temperatursensitives Element 8 in Form eines festen Dehnstoffes, wie zum Beispiel Kunststoff, angeordnet ist. Der Dehnstoffkörper 8 wird in dem Gehäuse 7 durch eine Scheibe 9 abgedeckt, an der ein Stellkolben 10 befestigt ist. Dieser Stellkolben 10 wird wiederum durch eine Druckfeder 11 gegen die Scheibe 9 und gegen den Dehnstoffkörper 8 gedrückt. Bei einer Temperaturerhöhung erfolgt eine Ausdehnung des Dehnstoffkörpers 8 derart, daß über die Verschiebung der Scheibe 9 der Stellkolben 10 gegen die Druckfeder 11 nach außen aus dem Gehäuse 7 heraus bewegt wird und damit zur Volumenverstellung einer Pumpe dienen kann.

Eine weitere Ausführung eines Stellmittels wird in Fig. 4 durch den Einsatz einer Formgedächtnislegierung erzeugt. Hierbei wird das eingesetzte temperatursensitive Element 12, zum Beispiel in Form eines Formgedächtnisdrahtes, durch eine Temperaturveränderung verstellt. Das Formgedächtniselement 12 ist zwischen zwei Flanschen 13 und 14 eingespannt. Die Flansche 13 und 14 werden durch eine Druckfeder 15, die auf einer Hülse 16 geführt ist, auseinandergedrückt. Innerhalb der Hülse 16 dient noch ein Führungsbolzen 17 zur Längsführung dieses Stellmittels zwischen Hülse 16 und Bolzen 17. Wenn sich durch eine Temperaturänderung die Länge des Formgedächtnisdrahtes 12 verändert, so wird das Stellmittel gegen die Federkraft verkürzt oder verlängert und erzeugt damit einen zur Pumpenverstellung nutzbaren Hub und eine entsprechende Kraft.

Eine weitere Verstellmöglichkeit bietet sich durch ein in Fig. 5 dargestelltes Ventilelement, welches temperaturabhängig betätigt werden kann. Das schematisch dargestellte Ventilelement 18, welches einen Steuerölstrom zur Verstellung einer hydraulisch betätigten Verstellpumpe oder den Förderstrom einer einzelnen Druckniere beeinflussen kann, ist über einen Bolzen 19 und eine Rückstellfeder 20 mit einem Bimetallelement 21 verbunden, welches an Gehäuseteilen 22 eingespannt ist. Durch eine Veränderung der Temperatur biegt sich das Bimetallelement 21 entsprechend durch und verschiebt damit den Kolben des Ventils 18 dergestalt, daß ein Steuerölstrom zur Hubverstellung einer Pumpe oder der Förderstrom einer Druckniere temperaturabhängig beeinflußt wird.

Fig. 6 zeigt schematisch eine kontinuierlich verstellbare Flügelzellenpumpe mit temperaturabhängiger Wegverstellung. Schematisch dargestellt ist ein Rotor 23, der in Schlitzen radial verschiebbare Flügel 24 enthält, die an einer Ringkontur 27 entlanggleiten. Der Aufbau und die Funktion derartiger Flügelzellenpumpen ist bekannt und soll hier nicht näher erläutert werden. Durch die sich vergrößernden und verkleinernden Zellen zwischen Flügel, Ring und Rotor entstehen Saug- und Druckräume, welche über Hochdrucknieren 25 und Niederdrucknieren 26 mit dem Pumpenein- und -auslaß verbunden sind. Der Hubring ist durch eine translatorisch verschiebbare Einrichtung dergestalt verstellbar, daß gegen die Kraft einer Feder 28 ein am Angriffspunkt 29 angreifendes, temperaturabhängiges Stellglied den Hubring entsprechend verstellt, was besonders bei einhübigen Flügelzellenpumpen einfach zu realisieren ist.

In Fig. 6.1 ist eine konstruktive Ausführung einer verstellbaren einhübigen Flügelzellenpumpe dargestellt. In einem Rotor 60, der durch eine verzahnte Welle 64 angetrieben wird, sind radial verschiebbare Flügel 61 angeordnet, welche mit ihren Flügelköpfen an dem Hubring 63 der Flügelzellenpumpe entlang gleiten. Der Hubring 63 kann um einen Anlenkbolzen 67 verschwenkt werden und durch ein Verstellelement 65 in seine maximale Auslenkung gebracht werden. Eine Druckfeder 67 wirkt diesem Verstellelement 65 entgegen und bringt den Hubring bei niedriger Temperatur in seine Ausgangslage. Im Pumpengehäuse 66 ist also eine temperaturabhängig betätigte Stelleinheit 65 angebracht, die gegen die Federkraft bei steigender Temperatur das Hubvolumen in eine größere Position bis hin zum Maximalhub verschwenkt. Bei Reduzierung der Temperatur wird die Verstelleinheit 65 entsprechend ihren Hub reduzieren und der Feder 67 die Möglichkeit geben, das Hubvolumen zu verringern.

In Fig. 7 ist schematisch eine Flügelzellenpumpe dargestellt, bei der das Hubvolumen nicht stufenlos verändert wird, sondern bei der durch eine entsprechende Schaltfunktion das Hubvolumen der Pumpe verändert wird. Die schematisch dargestellte Pumpe besitzt wiederum einen Rotor 23, radial verschiebliche Flügel 24, welche an einer Hubkontur 27 entlanggleiten, und jeweils zwei sogenannte Hochdrucknieren 25 und zwei Saugnieren 26. Die Flügelzellenpumpe saugt aus einem Tank 70 über die Saugnieren 26 entsprechendes Druckmittel an und fördert es über die Hochdrucknieren 25 zu dem entsprechenden Verbraucher. Durch ein temperaturabhängig geschaltetes Ventil 71 kann nun bei Bedarf eine der Hochdrucknieren 25 mit einer Niederdruckniere 26 kurzgeschlossen werden, so daß sich hier eine Null-Förderung für den Verbraucher ergibt, während die andere Hochdruckniere noch zu dem Verbraucher über die Leitung 72 fördert. Diese Position des Schaltventils ist in Fig. 7 dargestellt. Bei Umschalten des Schaltventils 71 in die nicht dargestellte Position wird die zweite Hochdruckniere 25 auch mit der Verbraucherleitung 72 verbunden und die Verbindung zur Saugniere 26 damit abgetrennt.

Im Prinzip ist eine gleichwirkende Anordnung in Fig. 7.1 dargestellt, nur ist zusätzlich zu dem temperaturabhängig geschalteten Drei-Zwei-Wegeventil 71 noch ein zusätzliches Rückschlagventil 73 vorgesehen, welches leckagefrei die Hochdruckleitung 72 verschließt, wenn die zweite Druckniere 25 zum Tank hin kurzgeschlossen ist, wie dargestellt.

In Fig. 7.2 ist ein Konzept einer sogenannten Registerpumpe dargestellt. Hier ist die Flügelzellenpumpe nicht zweihübig ausgeführt, sondern einhübig mit einer Saugniere 25 und zwei Drucknieren 26 und 26', die nacheinander von den Flügelzellen durchlaufen werden. Dabei ist zum Beispiel die erste durchlaufene Druckniere 26 durch ein Zwei- Zwei-Wegeventil 74 mit der Saugniere 25 kurzschließbar. Die zweite Druckniere 26' ist immer mit dem System über die Leitung 72 verbunden und von der ersten Druckniere 26 durch ein Rückschlagventil 73 abgetrennt. Das Volumen der Pumpe wird wiederum temperaturabhängig durch das Ventil 74 geschaltet. Es ist bekannt, daß ein Motor nach der Aufheizphase überwiegend mit einer mittleren Öltemperatur von ca. 90°C betrieben wird. Für diesen Betriebszustand muß die Pumpe nur die Hälfte der Fördermenge liefern, die bei maximaler Öltemperatur benötigt wird. Die Idee ist es also, eine mehrstufige Pumpe darzustellen, bei der die einzelnen Pumpenstufen je nach Temperatur zu- bzw. abgeschaltet werden. Im einfachsten Fall ist dieses eine zweiflutige Pumpe, wie in Fig. 7.1 dargestellt. Bei der Registerpumpe in Fig. 7.2 sind diverse Abwandlungen vorstellbar. Die beiden Drucknieren der Registerpumpe, 26 und 26', haben zum Beispiel unterschiedliche Einzelvolumen. Somit ist es möglich, die Schaltfolge 1. Kammer oder die Schaltfolge 2. Kammer oder die Schaltfolge 1. und 2. Kammer zu realisieren und damit zum Beispiel die Volumenströme "ein Drittel", "zwei Drittel" und "maximaler Volumenstrom" zu erzielen.

Es können aber auch andere Pumpentypen eingesetzt werden, wie zum Beispiel in Fig. 7.3 dargestellt. Eine geschaltete mehrflutige Zahnradpumpe besitzt drei Zahnräder 80, welche über zwei Saugleitungen 82 aus dem Tank oder Ölsumpf 70 das Schmieröl ansaugen und über die Druckleitungen 84 zu dem Verbraucher fördern. Dabei kann die eine Druckleitung 84 über ein Ventil 74, welches temperaturabhängig geschaltet wird, wiederum mit der Saugleitung 82 verbunden oder von dieser abgesperrt werden, so daß sich, wie bei der Flügelzellenpumpe aus Fig. 7.1 beschrieben, ein zweistufiger Förderstrom ergibt. Derartige Zahnradpumpen sind aus dem Stand der Technik bekannt; so kann zum Beispiel das mittlere Zahnrad als Antrieb dienen und die beiden anderen Zahnräder formschlüssig antreiben.

In der Fig. 7.3 ist eine Zahnradpumpe als Schmierölpumpe dargestellt. Hier ist von Vorteil, daß diese Pumpen flach bauen und damit als Sumpfpumpen interessant sein können, was einen Unterschied zu den Registerflügelzellenpumpen darstellt. Diese haben wiederum den Vorteil, daß sich keine Kanäle kreuzen müssen, da es nur eine Ansaugniere gibt.

Bei dem Ventil handelt es sich um eine Ausführung eines Schieberventils, welches in der Lage ist, jeweils zwei Leitungen zu verbinden oder zu trennen. Die Ansteuerung des Ventils erfolgt über ein temperatursensitives Material. Hier gelten die gleichen Ansätze wie zu den Stellmitteln bei der stufenlos regelbaren Flügelzelle. Ein zusätzlicher Aspekt könnte die Integration eines Druckbegrenzungsventils in dieses Schieberventil sein.

In Fig. 7.4 ist zum Beispiel ein direkt gesteuertes Zwei-Zwei-Wegeventil mit Rückschlagventil dargestellt. Das in den bisherigen Figuren schematisch dargestellte Wegeventil 74 besitzt ein Gehäuse 90, in dem eine Ausnehmung 91 eingearbeitet ist, in der ein Ventilkolben 92 gegen eine Rückstellfeder 93 verschiebbar angeordnet ist. Der Ventilkolben 92 ist auf der der Rückstellfeder 93 entgegengesetzt angeordneten Seite mit einem Dehnstoffkörper beaufschlagt, der durch eine Halterung 95 in der Ausnehmung ebenfalls angeordnet ist. Ein Druckkanal 84 ist in der Kolbenposition mit einem Tankkanal 82 verbunden. Sobald der Dehnstoffkörper 94 durch Temperaturbeaufschlagung sich ausdehnt, schiebt er den Ventilkolben 92 gegen die Kraft der Feder 93 vor, so daß die Tankkanalöffnung 82 verschlossen werden kann.

Dadurch kann das Drucköl einer zweiten Pumpenstufe vom Kanal 84 über das Rückschlagventil 73, das hier als einfache Kugel 96 in einem Kugelsitz 97 dargestellt ist, zum System über die Leitung 72 gelangen.

In Fig. 7.5 ist ein vorgesteuertes Zwei-Zwei-Wegeventil mit Rückschlagventil dargestellt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und sollen hier nicht noch einmal erläutert werden. Es wird nur auf die Unterschiede hinsichtlich der Vorsteuerung eingegangen. Vom Systemdruckbereich 72 zweigt eine Vorsteuerleitung 100 ab, in der eine Drossel oder ein Widerstand 101 angebracht ist. Die Vorsteuerleitung führt dann weiter in einen Vorsteuerdruckbereich 102, in dem der Ventilkolben 92 mit dem Vorsteuerdruck beaufschlagt werden kann. Die Ventilbohrung 91 ist auch hier durch einen Deckel 103 verschlossen. Eine Vorsteuerleitung 104 führt dann zu dem temperaturabhängig betätigbaren Vorsteuerventil 105, das hier im Detail nicht näher erläutert werden soll, da es wie alle bisher beschriebenen temperaturabhängigen Stellmittel arbeitet. Das temperaturabhängig arbeitende Vorsteuerventil 105 hat in der Darstellung noch einen Durchgang zu einer weiteren Vorsteuerleitung 107 geöffnet, die in den Tankbereich 82 mündet. Dadurch wird der Vorsteuerdruckbereich 102 des Hauptkolbens 92 in dieser Darstellung drucklos gehalten, so daß das Ventil 92 durch die Kraft der Feder 91 im geöffneten Zustand verbleibt. Der Systemdruck aus dem System 72 baut sich an der Drossel 101 ab. Wird das Pilotventilelement 105 durch Temperaturerhöhungen geschlossen, so wird die Pilotleitung 107 von der Pilotleitung 104 abgetrennt, und über die Pilotleitung 100 und die Drossel 101 kann sich der Druck im Steuerölbereich 102 aufbauen und den Hauptkolben 92 schließen. Die weiteren Funktionen sind wie bei dem Ventil in der Fig. 7.4.

In der Fig. 7.6 ist ein Drei-Zwei-Wegeventil dargestellt, welches durch ein temperaturabhängig wirkendes Stellglied betätigt wird. Gleichartige Bauteile wie in den Fig. 7.4 und 7.5 sind wieder mit gleichen Bezugszeichen versehen. In der folgenden Beschreibung wird auf die Unterschiede eingegangen. In der Ventilbohrung 91 ist ein Ventilkolben 110 eingesetzt, der zwei Dichtstege 111 und 112 besitzt. Ferner besitzt der Ventilkolben eine Druckausgleichsleitung 113, die beide Seiten des Ventilkolbens miteinander verbindet und damit den Systemdruck aus dem Leitungsbereich 72 auf beide Seiten des Ventilkolbens führt, so daß dieser druckausgeglichen ist. Ein entsprechender Abstand zu dem Dehnstoffelement 94 ist durch eine Hülsenanordnung 114 gewährleistet, wobei diese Hülsenanordnung 114 auch als Schubstange zwischen dem Dehnstoffelement 94 und dem Ventilkolben 110 wirkt. Die Feder 93 drückt den Ventilkolben 110 und die Hülse 114 gegen das Dehnstoffelement. In der dargestellten Position ist die zweite Stufe einer zweistufigen Pumpe mit ihrer Druckleitung 84 mit der Tankleitung 82 verbunden, und damit befindet sich die zweite Stufe einer zweistufigen Pumpe im drucklosen Umlauf. Der Systemdruck 72 ist durch die beiden Stege 112 und 111 von den Leitungen 82 und 84 abgetrennt. Bei einer Volumenausdehnung des Dehnstoffelements 94, zum Beispiel durch Temperaturerhöhung, wird der Kolben 110 gegen die Kraft der Feder 93 so weit nach links verschoben, daß die Tankleitung 82 durch den Steg 112 von der Druckleitung 84 der Stufe 2 abgetrennt wird, wodurch andererseits die Druckleitung 84 mit der Systemdruckleitung 72 verbunden wird, so daß beide Stufen der Pumpe in den Systembereich fördern.

In Fig. 8 ist eine doppelhübige kontinuierlich verstellbare Flügelzellenpumpe mit temperaturabhängiger Winkelverstellung des Hubrings 27 dargestellt. Gleiche Elemente der Flügelzellenpumpe sind mit gleichen Bezugsziffern versehen und werden hier nicht noch einmal separat erläutert. Der wesentliche Unterschied zu Fig. 6 besteht darin, daß der Angriffspunkt 29 eines temperaturabhängigen Stellgliedes zu einer Winkelverschiebung 100 führt, wodurch der Hubring 27 in die Position 27' verdreht wird. Für eine Rückstellkraft gegen die temperaturabhängige Verstellung dient hier wiederum eine Feder 28.

Ein anderes Ausführungsbeispiel für eine verstellbare Flügelzellenpumpe erfolgt durch den Einsatz eines flexiblen Hubringes in Fig. 9. Hierbei ist ein dünnwandiger geschlossener Hubring 30 dargestellt, der durch Elemente 32, die auf den Bereich des minimalen Hubes des Ringes 30 wirken, derartig verstellt wird, daß durch Ausfahren der Stellmittel der maximale Hub vergrößert wird und die Ringkontur etwa die Position 31 einnimmt. Somit wird durch Ausfahren der Stellmittel der maximale Hub realisiert, gleichzeitig wird der Grundkreis beziehungsweise der Nullhub der Hubkontur der Pumpe verkleinert. Durch eine geeignete Abstimmung von Stellmittel und dünnwandigem Hubring kann sich eine genaue Anpassung des Hubvolumens erzeugen lassen.

Dieses Prinzip des flexiblen Hubrings ist in Fig. 9.1 konstruktiv dargestellt. Ein dünnwandiger Hubring 120 ist zwischen zwei Dehnelementen 121 eingespannt. Der Hubring 120 befindet sich hier im maximalen Hub. Durch temperaturbedingte Ausdehnung der Elemente 121 wird der Hubring zusammengedrückt auf die dargestellte Kontur 120. Der Minimalhub ist gestrichelt dargestellt als Position 123. Der gesamte Flügelzellenpumpenmechanismus wird in ein Gehäuse eingebaut, auf das hier aber nicht näher eingegangen werden soll.

Als Abwandlung hierzu wird in Fig. 10.1 eine Flügelzellenpumpe mit einem einseitig geöffneten Hubring 33 gezeigt. Hierbei wirken die Stellmittel wieder auf den Bereich des minimalen Hubes. Beim Zusammenfahren der Stellmittel über die Elemente 32 wird der ein- oder beidseitig offene, ineinanderschiebbare Ring 33 im Bereich des Grundkreises 34 auseinandergeschoben.

In Fig. 10.2 ist eine Möglichkeit der Hubringöffnung dargestellt, in dem der Hubring 33 durch eine pfeilförmige Öffnung 130 in seiner Längsausdehnung verstellt werden kann, so daß die Flügel immer eine entsprechende Führung auf dem Hubring haben. Eine weitere Möglichkeit der Hubringöffnung ist in Fig. 10.3 dargestellt, in welcher fingerförmige Vorsprünge 131 in entsprechende Nuten 132 der beiden Hubringseiten 33 eingreifen und auch dadurch eine dauernde Führung der Flügel bei verschiedenen Längenpositionen des Hubrings ermöglichen.

Ebenso ist es denkbar, den flexiblen Ring aus dickwandigerem Material zu gestalten, wie in Fig. 11 dargestellt. Angedacht ist hierbei ein Kunststoff beziehungsweise ein temperatursensitiver Werkstoff. Dieser Ring 140 wird nun so gestaltet, daß bei Temperaturveränderung das Hubvolumen verändert wird. Der Ring 140 ist dabei im Kleinkreis bei den Punkten 141 eingespannt. Bei Temperaturausdehnung wird das Volumen dieses Ringes entsprechend der gestrichelten Darstellung 142 vergrößert. Als Materialien werden Werkstoffe ausgewählt, die einen hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben, zum Beispiel Polyamid (PA6.6) oder andere Kunststoffe mit hoher Wärmeausdehnung und relativ guter Druckfestigkeit sowie Metalle mit vergleichbaren Eigenschaften.

In Fig. 12 ist alternativ ein Flügelzellenring dargestellt, bei dem Segmente aus einer Formgedächtnislegierung eingebracht sind, zum Beispiel durch Schweißen, Löten oder Kleben. Die Segmente 150 sind im Bereich des Kleinkreises eingebracht. Wenn nun diese Elemente bei Erreichen ihrer Schalttemperatur ihre Form ändern, wird also die Kontur vergrößert und damit auch das Volumen der Pumpe vergrößert.

In Fig. 13 ist eine andere Alternative einer temperaturgeregelten Pumpe durch die Verwendung einer Saugregelung dargestellt. Eine sauggeregelte Hauptpumpe 160, auf deren Funktion später noch näher eingegangen wird, versorgt über eine Leitung 161 den Verbraucher 162, der hier symbolhaft dargestellt ist und die Schmierstellen des Verbrennungsmotors darstellt. Nachdem die Schmierstellen des Verbrennungsmotor 162 mit Öl versorgt worden sind, fließt das Öl in den Ölsumpf 163 zurück, aus dem es dann, in der linken Bildhälfte dargestellt, über eine Ansaugleitung 164 einer Füllpumpe 165 zugeführt wird. Die Füllpumpe 165 und die sauggeregelte Hauptpumpe 160 sind über eine gemeinsame Welle 166 mit dem Verbrennungsmotor verbunden und werden so angetrieben. Die Füllpumpe 165 fördert über eine Leitung 167 das zur Füllung der Hauptpumpe dienende Öl über einen Laminarwiderstand 168 in die Ansaugleitung der Hauptpumpe 169. Die Erfindung besteht nun darin, den Volumenstrom der sauggeregelten Pumpe in Abhängigkeit der Öltemperatur und der Drehzahl zu verändern. Die konstruktive Umsetzung wird im folgenden erläutert.

Als Drossel zur Saugregelung wird ein Laminarwiderstand 168 verwendet. Hierdurch ist die Ölmenge direkt abhängig von der Viskosität und damit dann auch von der Temperatur. Bei heutigen sauggeregelten Pumpen wird die Saugregelung durch eine Blende realisiert. Diese Blende ist viskositätsunabhängig, was bei den üblichen Anwendungen benötigt wird, aber in der vorliegenden Anwendung nicht zum Ziel führt.

Um die Forderung der Drehzahlabhängigkeit zu erfüllen, wird vorgeschlagen, den Ansaugdruck vor der Pumpe 160 drehzahlabhängig zu verändern. Dies kann zum Beispiel durch eine Kreiselpumpe 165 oder eine ähnliche Strömungsmaschine realisiert werden. Die benötigte Druckdifferenz ist nicht sehr hoch. Diese Druckdifferenz dient zur Veränderung der Druckdifferenz über dem Laminarspalt 168. Ohne diese Vorpumpe bildet sich der bekannte Saugdruck vor der Pumpe. Dieser Druck liegt im Bereich von 0,2 bar Unterdruck. Vor dem Spalt liegt der Tankdruck und damit der Umgebungsdruck an. Durch die optimale Auslegung der Kreiselpumpe 165 wird der Druck vor dem Spalt 168 drehzahlabhängig etwas über den Umgebungsdruck angehoben. Bereits ein Druckanstieg von 0,2 bar führt also zu einer Verdopplung der Druckdifferenz über den Laminarspalt 168, was einer Verdopplung des Volumenstroms entspricht. Durch den Einsatz einer Kreiselpumpe läßt sich somit die Funktion kostengünstig realisieren. Andere einfache Pumpenprinzipien sind aber ebenso denkbar.

In Fig. 14 ist eine temperaturabhängig geregelte Pumpe mit einem elektromotorischen Antrieb und einer sensorgeführten Drehzahlregelung dargestellt. Ein Elektromotor 200 treibt die Schmierölpumpe 201 an, die aus dem Ölsumpf 202 über die Leitung 203 den Schmierstellen des Verbrennungsmotors 204 das Schmieröl zuführt, von wo es wieder in den Ölsumpf 202 zurückgeführt wird. Ein Temperatursensor 205 oder ein Sensor, der vergleichbare Kenngrößen ermittelt, gibt ein entsprechendes Signal an eine Steuereinheit 206, die wiederum die Drehzahl des Elektromotors 200 in Abhängigkeit von der Öltemperatur regelt. Hier kann zum Beispiel über einen Sensor 205 die Öltemperatur im Ölsumpf erfasst werden. Über die Beziehung zwischen Öltemperatur und Viskosität wird in der Steuereinheit 206 die notwendige Drehzahl für den Elektromotor 200 ermittelt. Die genannte Steuereinheit 206 regelt dann die Drehzahl des Elektromotors 200 für die Ölpumpe 201 entsprechend. Somit kann die Bedarfskennlinie des Verbrennungsmotors optimal nachgefahren werden.

Fig. 15 zeigt eine Flügelzellenpumpe 301, die abhängig von der Öltemperatur stufenlos das Hubvolumen ändert. Die Hubvolumenverstellung wird mit einem verschiebbaren oder verdrehbaren Hubring 303 erreicht. Bei niedrigen Temperaturen läuft die Pumpe mit minimalem Hub, bei hohen Temperaturen wird durch Verschieben oder Verdrehen des Hubrings 303, das Fördervolumen vergrößert.

Ein Dehnstoffelement 305 greift an einem Hebel 307 des Ringes an und gibt so den Verstellweg vor.

Die Weg-Temperatur-Kurve 400 des Dehnstoffelements 305 (Fig. 17) hat einen mittleren linearen Teil 402. Am Anfang 404 und Ende 406 des Ausfahrens des Dehnstoffelements 405 ist die Kurve 400 nichtlinear. Zur Hubvolumenverstellung soll der Linearteil 402 benutzt werden. Die nichtlinearen Bereiche 404 und 406 sollen kompensiert werden.

Dazu ist das Dehnstoffelement 305 im Pumpengehäuse 309 so zu lagern, dass im linearen Bereich 402 der Verstellweg des Stellmittels 311 eine Verschiebung oder Verdrehung des Hubringes 303 hervorruft. Die Endlagen des Hubringes 303 werden mit Anschlägen 313 und 315 im Pumpengehäuse 309 eingestellt. Damit ist der maximale Verstellweg des Hubringes 303 festgelegt. Der Verstellweg, den das Dehnstoffelement 305 nach Erreichen der Hubring-Endlagen macht, muss aufgefangen werden, damit das Dehnstoffelement 305 nicht das Gehäuse 309 zerstört.

Das Gehäuse 309 kann als Gußgehäuse aufgeführt werden. Die Aufnahme für das Dehnstoffelement 305 soll ohne verlorene Kerne im Guß herstellbar sein. Die Lagerung soll keine großen Toleranzen für die Hubvolumenverstellung verursachen.

Der Hubring 303 kann mit einem Stift 317 schwenkbar gelagert werden. Der Stift 317 ist senkrecht zu der gedachten Verbindungslinie zwischen minimalem und maximalem Hub angeordnet; so kann der Hub verändert werden, indem der Nullhub vergrößert und der Förderhub verkleinert wird. Die Steuerkanten, über die der Hubring 303 geschwenkt wird, bleiben konstant. Die Druck- und Saugnieren 319 und 321 werden um den geringen Anteil kleiner gestaltet, den die Hubringbewegung vorgibt.

Die Anordnung des Stiftes 317 hat den Vorteil, daß das Druckfeld 350 der Pumpe 301 (Fig. 16) senkrecht durch den Lagerpunkt 352 geht. Alternativ kann der Hubring 303 im Druckbereich 350 gelagert werden.

Die Anordnung der Bauteile im Gehäuse 309 ist in Fig. 15 dargestellt. Das Stellmittel 311 ist so angeordnet, daß sich ein großer Hebelarm ergibt, der die Kräfte zur Verstellung des Hubrings 303 ins Größere übersetzt. Optimal sollte das Stellmittel 311 senkrecht zum Hebelarm 307 wirken.

Die Anschläge 313 und 315 im Gehäuse 309 und 323 und 325 im Hubring sind abgesetzt. Der Hubring 303 kann nicht im Gehäuse 309 verklemmen. Die Anschlagflächen können nachgearbeitet werden. Die Form der Flächen ist frei wählbar, für die Fräsbearbeitung am Hubring 303 und am Gehäuse 309 bietet sich eine gerade Fläche an. Die Anschläge 313, 315, 323 und 325 werden senkrecht zum Hebelarm des Stellmittels 311 angeordnet. Das hat den Vorteil, daß die Kraft aus dem Druckfeld 350 der Pumpe 301 nicht auf die Anschlagfläche wirkt.

Das Dehnstoffelement 305 wird in das Gehäuse 309 eingelegt und mit einem Pumpendeckel (nicht dargestellt) gehalten. Die Aussparung 327 im Gehäuse 309 kann mit Schiebern bei der Herstellung als Druckgussteil gefertigt werden. Aufwendige Bohrungen zur Aufnahme des Dehnstoffelements 305 entfallen. Die Montage des Dehnstoffelements 305 im Gehäuse 309 ist einfach, da die offene Seite der Aussparung 327 auch die Deckelseite und somit die Seite ist, von der ebenfalls die Rotationsgruppe montiert wird. Die Aussparung ist mit der Saugseite der Pumpe 301 verbunden. Das Dehnstoffelement 305 liegt im Saugöl und nimmt so die Temperatur des Öles gut an und kann auf Temperaturveränderungen reagieren.

Die vordere Schulter 329 des Dehnstoffelementes 305 liegt am Anschlag im Gehäuse 309 und wird mit Federn 331 verspannt. Die Anschlagflächen müssen nur an einer Stirnseite bearbeitet werden.

Die Mantelflächen können ebenso mit großen Toleranzen versehen sein. Damit ist eine definierte Lage des Dehnstoffelementes 305 zum Hebel 307 des Hubringes 303 gegeben. Die Toleranzen der zweiten Stirnseite werden mit der Vorspannung der Feder 331 kompensiert. Zur Vorspannung des Dehnstoffelementes 305 im Gehäuse 309 eignen sich gut Tellerfedern 331, die einzeln oder als Federsäulen eingebaut werden. Die Tellerfedern 331 sind sehr steif, so dass sie einen relativ geringen Weg machen, wenn das Dehnstoffelement 305 den Hubring 303 verschiebt. In der Hubringendlage können die Federn 331 den Restverstellweg des Dehnstoffelementes 305 aufnehmen. Das Stellmittel 311 ist nicht starr mit dem Hubring 303 verbunden. Im Anfangsbereich der Kurve 400 übt das Stellmittel 311 durch einen "Leerhub" keine Verstellung auf den Hubring 303 aus (wie Fig. 17 zeigt). Damit wird der erste Bereich 402 der Temperatur- Weg-Kurve 400 des Dehnstoffelements 305 kompensiert. Wird der Anfangsabstand (Leerhub) des Dehnstoffelements 305 und Stellmittels 311 durch Einstellen des "Leerhubs" bis zum Hebel 307 des Hubrings vergrößert, nimmt der Verstellweg ohne Kraftübertragung auf den Hubring 303 zu, und die Hubvolumenverstellung beginnt erst bei höheren Temperaturen. Bei weiterem Ausfahren des Stellmittels 311 wird der Hubring 303 verstellt. Die definierte Lage des Dehnstoffelements 305 kann so genutzt werden, um unterschiedliche Schaltpunkte zur Hubvolumenverstellung zu verwirklichen. Eingestellt wird die Anschlagfläche 333 des Stellmittels 311 bei der Montage der Pumpe.

Die Rückstellung des Hubringes 303 wird mit einer Druckfeder 335 realisiert. Diese schiebt den Hubring 303 in die minimale Endlage und damit das Dehnstoffelement 305 zurück, sobald es sich abgekühlt hat.

Fig. 18 zeigt das Schaltbild einer zweiflutigen Pumpe 501, welche von einer Antriebs­ welle 503 angetrieben wird, wobei die zwei Flutbereiche 505 und 507 hier schematisch dargestellt sind und zum Beispiel die beiden Drucknieren einer doppelhubigen Flügel­ zellenpumpe oder die beiden Rotorsätze einer G-Rotorpumpe oder zwei voneinander getrennte Drucknieren im Druckbereich einer einhübigen Flügelzellenpumpe darstellen können. Die beiden Fluten 550 und 507 der Pumpe 501 saugen aus einem Ölbehälter 509 gemeinsam das zu fördernde Öl an. Während die erste Flut 505 über eine Verbin­ dung 511 das unter Druck gebrachte Öl in das Verbrauchersystem, hier also das Schmierölsystem eines Verbrennungsmotors, fördert, ist die zweite Flut 507 über ein Ventil 513 in der hier dargestellten Position mit dem Tank 509 verbunden und fördert damit das Öl drucklos in den Tank zurück. Wird das Ventil 513 zum Beispiel durch ein hier symbolisch dargestelltes temperaturabhängiges Stellmittel 515 umgeschaltet, so wird die zweite Flut 507 über das Ventil 513 und den Anschluss 517 ebenfalls mit dem Ölverbrauchersystem verbunden und fördert gemeinsam mit der ersten Flut in das Verbrauchersystem. Dieses Prinzip beinhaltet also, dass die erste Flut 505 der Pumpe dauernd in das Verbrauchersystem fördert, während die zweite Flut 507 bei niedrigen Temperaturen in den drucklosen Umlauf geschaltet ist. Das bedeutet wiederum, dass die zweite Flut 507 nur auf dem Saugdruckniveau fördert und somit Leistung gegenüber einer unter Druck mitfördernden Flut einspart. Bei hohen Temperaturen wird die zweite Flut 507 zur ersten Flut 505 zugeschaltet, so dass mehr Öl gefördert wird, um den ge­ forderten Öldruck und Ölvolumenstrom im Schmierölsystem des Verbrennungsmotors zu erreichen.

In Fig. 19 ist ein erfindungsgemäßes Ventil im Prinzip in geöffneter (Fig. 19a) und in geschlossener (Fig. 19b) Stellung dargestellt. Ein Stellmittel 520, welches ein Dehn­ stoffelement enthält, ist an seiner Oberseite mit einem Ventilsitz 522 ausgestattet und wird in einer entsprechenden Führung 526 geführt. Das Stellmittel hat an seiner Unter­ seite einen Kolben 524, der hier im kühlen Zustand des Dehnstoffelementes weitgehend eingefahren ist. Das Stellmittel 520 versperrt in Fig. 19a damit mit dem Ventilsitz 522 nicht eine Verbindung zwischen der zweiten Flut 528 und der Tankverbindung 530, so dass die zweite Flut 528 praktisch drucklos in den Tank fördern kann. Das unter Druck stehende Verbrauchersystem, welches durch die erste Flut versorgt wird, besitzt hier eine Verbindung 532, welche durch ein Kugelrückschlagventil 534, welches in einem Sitz 536 abdichtet, gegenüber der zweiten Flut 528 verschlossen ist, so dass das Drucköl nicht in die zweite Flut 528 und in den Tankbereich 530 gelangen kann.

Wird nun das Dehnstoffelement durch das das Dehnstoffelement umgebende Öl ent­ sprechend erwärmt, so wird das im Dehnstoffelement enthaltene Wachs flüssig und dehnt sich derart aus, dass der Kolben 524 aus dem Dehnstoffelement herausgepresst wird, wie es in Fig. 19b dargestellt ist. Dadurch wird das Stellmittel 520 mit dem Dehn­ stoffelement nach oben verlagert, so dass der Ventilsitz 522 die Verbindung zwischen dem Tank 530 und der zweiten Flut 528 absperrt. Dadurch baut sich in der zweiten Flut 528 ein entsprechender Druck auf, der in der Lage ist, das Rückschlagventil 534 aus seinem Sitz 536 abzuheben, wenn in der Flut 502 der Systemdruck erreicht ist. Damit fördert auch die zweite Flut 528 gemeinsam mit der ersten Flut in das Ölverbraucher­ system.

In Fig. 20 ist eine doppelhubige Flügelzellenpumpe und die entsprechende Ventilvor­ richtung dargestellt. Ein Vorteil der doppelhubigen Flügelzellenpumpe ist die kompakte Bauweise. Die Ölkanäle sind kurz, so dass die Druckverluste gering sind. Die Anord­ nung der Ölführungskanäle ist so gewählt, dass die konstant fördernde Flut der ersten Druckniere 550 und Saugniere 546 einen kurzen Saug- und Druckkanal hat, um so die Strömungsverluste gering zu halten. Das Öl von der zweiten Druckniere 552 wird, wenn es sich im drucklosen Umlauf befindet, direkt von der ersten Saugniere 546 angesaugt. Der Weg ist wieder kurz, so dass auch die Strömungsverluste gering sind. Die Anord­ nung des Stellmittels 558 ist so gewählt, dass es nicht im Ölstrom liegt und damit nicht die Strömungsquerschnitte verkleinert. Das Stellmittel 558 wird jedoch vom Öl umge­ ben, damit es die Temperatur des Öles annehmen kann. Das Öffnen des Ventiles 556 wird vom Druck in der zweiten Druckniere 552 unterstützt. Das Stellmittel 558 ist in einer Aussparung 562 in dem Pumpengehäuse 540 eingebracht. Der Arbeitskolben stützt sich am Gehäuse ab und schiebt den Ventilkörper 556 vor die Öffnung 572 des Druckkanals der zweiten Pumpenflut. Eine Rückstellfeder 560 bringt das Ventil 556 zurück in die Ausgangsstellung, sobald das Öl abgekühlt ist.

Die doppelhubige Flügelzellenpumpe in Fig. 20 umfasst also ein Pumpengehäuse 540, in welchem ein Rotor 542 dargestellt ist, der in radialen Schlitzen verschiebbare Flügel 544 enthält und durch eine hier nicht dargestellte Welle drehangetrieben wird. Die Flügel 544 laufen an einem Konturring 545 entlang, der eine doppelhubige Kontur hat und daher eine erste Saugniere 546 und eine erste Druckniere 550 sowie eine zweite Saug­ niere 548 und eine zweite Druckniere 552 zwischen dem Rotor und den Flügeln ausbil­ det. Derartige Flügelzellenpumpen sind bekannt und sollen hier nicht weiter erläutert werden. Wichtig ist, dass im drucklosen Umlauf die zweite Druckniere 552 auf kurzem Weg in die erste Saugniere 546 fördern kann, wie durch den Pfeil 554 dargestellt ist. Eine Ventilplatte 556, die mit einem Dehnstoffelement 558 als Stellmittel in Verbindung steht, ist dabei im kühlen Zustand des Schmieröls zurückgefahren und lässt deswegen den Ölstrom 554 ungehindert passieren. Man erkennt noch eine Rückstellfeder 560, welche das Dehnstoffelement in abgekühltem Zustand gegen einen Anschlag in der Aussparung 562 des Gehäuses 540 drückt. Die erste Druckniere 550 fördert das unter Druck stehende Öl in einen Druckkanal 564, von wo aus das unter Druck stehende Öl über den Verbraucheranschluss 566 in den Schmierölkreislauf eines Verbrennungsmo­ tors gefördert wird. Das unter Druck stehende Öl wirkt auf ein Kugelrückschlagventil 568 und hält dieses Rückschlagventil geschlossen, so dass das Niederdrucköl der zweiten Druckniere 552 im drucklosen Umlauf nicht mit dem Hochdrucköl aus dem Kanal 564 in Verbindung kommen kann. Die Schließbewegung des Kugelrückschlagventils 568 wird noch zusätzlich durch eine Feder 570 unterstützt.

Nimmt nun die Öltemperatur entsprechend zu, so wird das vom zunehmend erwärmten Öl umgebene Dehnstoffelement 558 sich ausdehnen und gegen die Kraft der Feder 560 die Ventilplatte 556 gegen eine hier nicht klar zu erkennende Öffnung 572 pressen und damit den drucklosen Umlauf, welcher durch den Pfeil 554 dargestellt ist, der zweiten Druckniere 552 absperren. Damit steigt in diesem Druckbereich der zweiten Druckniere 552 der Druck an und öffnet das Rückschlagventil 568, wenn in der zweiten Druckniere auch der Systemdruck erreicht ist und zusätzlich die Kraft der Feder 570 überwunden werden kann. Ab diesem Zeitpunkt fördert auch die zweite Druckniere 552 mit der ers­ ten Druckniere 550 gemeinsam Öl zu dem Verbraucher, das heißt zu dem Schmieröl­ kreislauf des Verbrennungsmotors, der jetzt in der Heißlaufphase mehr Öl benötigt. Das aus dem Ölkreislauf zurückkehrende Schmieröl wird über einen Saugkanal 574 wieder­ um der doppelhubigen Flügelzellenpumpe zugeführt.

In Fig. 21 ist eine konstruktive Ausführung des Stellgliedes mit Dehnstoffelement und Sitzventil in geöffnetem und geschlossenem Zustand detailliert dargestellt. Das Dehn­ stoffelement 558 ruht in Fig. 21a am Anschlag der Aussparung 562 des Gehäuses 540 und wird durch die Rückstellfeder 560 gegen diesen Anschlag gepresst. Die Feder 560 liegt mit ihrem anderen Ende an einer Anlagefläche 580 im Pumpengehäuse an. Das Dehnstoffelement 558 ist mit einem Ventilschließkörper 582 verbunden, der zusätzlich eine schüsselförmige Kunststoffdichtfläche 583 enthält. Die Anlagefläche 580 der Feder, die ansonsten ringförmig gestaltet sein kann, kann zwei Aussparungen 586 enthalten, durch die zwei Nasen 584 zum Vorspannen der Feder 560 am Schließkörper 582 ange­ bracht sind. Das hat den Vorteil, dass die Einheit aus Dehnstoffelement 558, Rückstell­ feder 560 und Schließkörper 582 vormontiert werden kann und dabei die Rückstellfeder 560 durch den Schließkörper 582 vorgespannt werden kann. Wird nun das Dehnstoff­ element 558 entsprechend erwärmt, wie in Fig. 21b dargestellt, so fährt der entspre­ chende Stellkolben 524, wie bereits in Fig. 19 dargestellt, aus, weil das verflüssigte Wachs sich innerhalb des Dehnstoffelementes 558 ausdehnt und den Kolben 524 nach außen treibt, wobei das Dehnstoffelement 558 mit dem Schließkörper 582 und der Dichtfläche 583 gegen die Öffnung 572 für den drucklosen Umlauf gepresst wird. Die Feder 560 wird dabei weiter vorgespannt und liegt jetzt an der Anlagefläche 580 auf, da die Nasen 584 zum Vorspannen der Feder am Schließkörper 582 nach vorne gefahren sind und nicht mehr mit der Feder 560 in Eingriff stehen. In dieser Ausführungsform kann also das Stellmittel mit Rückstellfeder 560 und Schließkörper 582 als vormontierte Baugruppe montiert werden. Der Schließkörper 582 kann dabei die Aufgabe überneh­ men, die Feder 560 so weit vorzuspannen, dass die Baugruppe des Stellmittels in das Gehäuse 540 der Pumpe nur eingelegt werden muss, ohne die Federkräfte aufbringen zu müssen. Der Schließkörper 582 ist dazu mit den Nasen 584 versehen. Im Gehäuse 540 sind an der Anlagefläche 580 entsprechende Aussparungen 586 in der Schulter der Federanlagefläche 580 vorgesehen. Der Schließkörper 582 kann auf das Dehnstoffele­ ment 558 aufgesteckt und verclipst oder verklebt werden. Der Schließkörper 582 be­ steht aus einem harten Trägermaterial und einer weichen Dichtfläche 583, die bei ge­ schlossenem Ventil dichtet. Die Endlage hat das Ventil, wie in Fig. 21b dargestellt, erreicht, wenn der Ventilkörper am Gehäuse anliegt und die Öffnung 572 verschließt. Für die Funktion der Pumpe ist wichtig, dass dies bei einer definierten Schalttemperatur erfolgt; das Stellmittel fährt aber mit weiter steigender Temperatur weiter aus. Um die­ sen Reststellweg zu kompensieren, kann der Ventilkörper nachgiebig ausgeführt sein, wie das durch die tellerfederartige Ausbildung der Ventildichtfläche 583 dargestellt ist. Eine zweite Möglichkeit wäre, den Reststellweg mit Federn, zum Beispiel unter dem Kolben 524 am Gehäuseanschlag, aufzunehmen. Das können zum Beispiel Tellerfe­ dern sein, da der Reststellweg relativ gering ist, das Stellmittel aber hohe Kräfte erzeugt, die abgefangen werden müssen. Zur Funktion des Dehnstoffventils ist noch hinzuzufü­ gen, dass das Dehnstoffelement 558 den Vorteil besitzt, große Stellwege auszuführen, die für einen großen Öffnungsquerschnitt des Ventils und damit für geringe Druckver­ luste genutzt werden können. Das eingesetzte Stellmittel hat einen Temperaturbereich von ca. 7°C, in dem das Stellmittel vom minimalen bis zum maximalen Stellweg aus­ fährt.

In Fig. 22 ist eine Abwandlung des Stellmittels dargestellt, bei welchem der Schließ­ körper 582 mit einer elastischen Auflage 583 als ebene Ausführung dargestellt ist. Schließkörper 582 und Auflage 583 bewegen sich wie ein Kolben in einer entsprechen­ den Öffnung 588 und sind mit dem Dehnstoffelement 558 nicht fest verbunden.

Die Erwärmung des Öles ist ein langsamer Vorgang, so dass die Zwischenstellungen des Ventiles lange Zeit andauern können. Die konstruktive Ausführung als Sitzventil hat den Vorteil, dass noch in den Zwischenstellungen des Stellmittels der Öffnungsquer­ schnitt des Ventiles groß ist. Die Drosselwirkung des Ventiles ist also gering. Der Schaltvorgang eines derartigen Ventils ist in Fig. 23 dargestellt. Der Ölvolumenstrom­ bedarf 600 des Verbrennungsmotors steigt mit zunehmender Temperatur an. Ab einer Temperatur T1 reicht der Volumenstrom, der von einer Flut der Pumpe geliefert wird, nicht mehr aus, um den Motor zu versorgen. Die zweite Flut muss dazugeschaltet wer­ den.

Eine vorteilhafte Ausführung kann ein langsam schaltendes Ventil sein. Es hat sich gezeigt, dass das Ventil nicht unbedingt bei der Temperatur T1 geschlossen sein muss. Wird die Drosselwirkung des Sitzventils auf das Schließverhalten des Stellmittels abge­ stimmt, kann die Schließtemperatur langsam von T1 auf T2 (siehe Fig. 23, gestrichelte Linie) erhöht werden. Hierzu muss das Sitzventil als Drossel einen solchen Druck auf­ bauen, dass das Rückschlagventil schon vor Erreichen der Temperatur T2 öffnet und ein Teil des Volumenstroms der zweiten Flut in das Verbrauchersystem fließt. Der ande­ re Teil fließt wie vorher über das Ventil zum Tank. Mit Erreichen der Schalttemperatur T2 ist das Sitzventil dann vollständig geschlossen, und die Verbindung zwischen der zweiten Pumpenflut und der Saugseite ist unterbrochen, so dass das Öl über das Rück­ schlagventil zur Druckseite der Pumpe fließt. Es steht somit immer genügend Öl für den Motor zur Verfügung. Die Pumpe muss für das Prinzip, dass ein Teil des Fördervolu­ mens in Umlauf geschaltet wird, eine Pumpe mit mindestens zwei Fluten sein. Möglich ist eine Pumpe mit zwei parallel arbeitenden Rotorsätzen, wie zum Beispiel zwei G- Rotoren auf einer Welle, eine Registerpumpe mit zwei voneinander getrennten Druck­ nieren oder, wie hier beschrieben, eine doppelhubige Flügelzellenpumpe.

Die Vorteile des hier vorgestellten Konzepts sollen noch einmal zusammengefasst werden. Anstatt einer variablen Verstellung des Fördervolumens kann eine Verstellung einer Ölpumpe auch gestuft ausgeführt werden. Hierbei ist die zweiflutige Schaltpumpe die einfachste Ausführung. Es handelt sich um eine doppelhubige Flügelzellenpumpe, bei der die Ausgänge getrennt werden können, so dass sich zwei Fluten ergeben. Diese elegante, bauraumsparende Lösung ist nur mit diesem Pumpentyp möglich. Unterhalb der Schalttemperatur wird eine der beiden Fluten in den Umlauf zum Saugkanal ge­ schaltet. Erst nach dem Schalten des Ventils wird auch der Volumenstrom der zweiten Flut dem Systemdruck zugeführt. Der Vorteil dieses Prinzips ist eine kompakte Pumpe, welche durch kleine Reibradien auch geringe Schleppmomente aufweist. Die Dimensio­ nierung einer derartigen Pumpe ist deutlich kleiner als bei bisher verwendeten Kon­ stantpumpen, so dass die noch verbleibende Verlustleistung sehr gering ist.

Aufgrund der Verbrennungsmotorauslegung bietet es sich an, die Pumpe so auszule­ gen, dass im normalen Fahrbetrieb, das heißt bei Öltemperaturen unter 90°C, nur eine Flut fördert.

Eine derartige Pumpe kann sogar in einem Serienölpumpengehäuse derartig integriert werden, wenn die Pumpe als Wellenhalspumpe ausgeführt wird. Die Pumpe sitzt dann am Motorblock zwischen dem Hauptlager und der Riemenscheibe für den Nebenabtrieb. Die Kurbelwelle treibt den Rotor direkt an. Die Rotorgruppe kann als doppelhubige Flügelzelle mit zehn Flügeln ausgeführt sein. Die Flügel werden dabei durch den Druck, der unter die Flügel geleitet wird, hydraulisch ausgefahren. Die Konstruktion der Pumpe ist so ausgeführt, dass die Kanalführung optimal für den dominierenden Schaltzustand (nur eine Flut fördert) ausgelegt ist.

Ein Druckbegrenzungsventil kann im Vergleich zu herkömmlichen Konstantpumpen deutlich kleiner dimensioniert werden, da der maximale Volumenstrom, der über das Druckbegrenzungsventil abfließt, ebenfalls reduziert ist. Für die Aktorik, das heißt für das Stellmittel, kann ein Element ausgesucht werden, welches komplett in die Pumpe integriert werden kann. Zur Reduzierung der Komplexität wird auf Elektronik verzichtet. Ebenso kann das Steilmittel ohne Hilfsenergie aus der Pumpe arbeiten, da zusätzliche Hilfsenergie, wie bei hydraulischen Stellkolben, wieder zu Verlusten führen würde.

In den hier vorgestellten Ausführungen ist ein Dehnstoffelement eingesetzt. Bei Über­ schreiten der Schalttemperatur wird der Kolben aus dem Element ausgefahren. Dieser Kolben stützt sich am Pumpengehäuse ab und verschiebt das Stellmittel mit der Ventil­ platte gegen die Bohrung. Wenn das Öl wieder unter die Schalttemperatur abgekühlt wird, schiebt die Feder das Stellmittel in die Ausgangslage zurück. Der Querschnitt der Bohrung und die Ventilplatte wird möglichst groß dimensioniert, um im geöffneten Zu­ stand einen geringen Strömungswiderstand zu erzeugen. Die Auslegung des Stellmittels muss so erfolgen, dass die in den Motor geförderte Ölmenge für alle Drehzahlen und Temperaturen oberhalb des Ölbedarfs liegen. Bei Temperaturen bis 35°C wird noch ein Teil des Öls über ein Druckbegrenzungsventil abgeregelt. Ab dieser Öltemperatur wird der komplette Volumenstrom in den Motor gefördert. Mit steigender Temperatur redu­ ziert sich der Druckaufbau. Bevor der Mindestdruck unterschritten werden kann, wird die zweite Stufe zugeschaltet und versorgt den Motor auch bei noch höheren Temperaturen ausreichend mit Öl.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offen­ barte Merkmalskombination zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteran­ spruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbstständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unter­ ansprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbstständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.

Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzel­ nen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims (43)

1. Pumpe, wie eine Flügelzellenpumpe, insbesondere für Schmieröl von Verbren­ nungsmotoren oder für Getriebeöl, mit verstellbarem Fördervolumen und mit min­ destens einem Stellmittel, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Stellmittel das Fördervolumen temperaturabhängig verstellbar ist.

2. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ein­ gangsgröße für das oder die Stellmittel die Öltemperatur oder die Ölviskosität oder eine diese Eingangsgröße repräsentierende Größe wirksam wird.

3. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das mindestens eine Stellmittel eine Kraft und/oder einen Weg in Abhän­ gigkeit von der Öltemperatur erzeugt.

4. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Stellmittel durch eine Vorrichtung, bestehend aus einer Vorfüllpumpe und einem Laminarwiderstand im Ansaugbereich der Pumpe, dargestellt ist.

5. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Stellmittel durch die Drehzahl eines Elektromotors dargestellt ist, welcher die Pumpe antreibt.

6. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Stellmittel mit temperatursensitivem Fluid arbeiten, welches in einer Kammer integriert ist, so daß sich dieses Fluid bei Erwärmung ausdehnt oder in die Gas­ phase wechselt und dadurch eine Volumenvergrößerung erfährt, wodurch gegen eine geeignete Stellfeder eine Kraft und damit eine Verstellung erzeugt wird.

7. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Stellmittel durch ein flexibles Material, ähnlich einem Schlauch, dargestellt sind, wobei in diesem Material ein temperatursensitives Fluid eingefüllt ist, so daß sich dieser Schlauch bei Temperaturausdehnung zu einer Verstellung des Förder­ volumens eignet.

8. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Stellmittel mit einem temperatursensitiven festen Dehnstoff, wie zum Beispiel einem Kunststoffelement, ausgestattet sind, welches das entsprechende Tempe­ raturverhalten besitzt und, in dem Pumpengehäuse eingesetzt, eine temperatur­ abhängige Volumenverstellung ermöglicht.

9. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Stellmittel durch den Einsatz eines Elementes aus einer Formgedächtnislegie­ rung realisiert sind, wobei das eingesetzte Element, zum Beispiel eine Feder, sich durch eine Temperaturveränderung verstellt und damit die Pumpenverstellung herbeiführt.

10. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Stellmittel hydraulisch realisiert sind, indem durch ein Bimetallelement bei Temperaturveränderung ein Ventil betätigt wird und dadurch ein Steuerölstrom für eine hydraulische Verstelleinrichtung zur Verstellung des Fördervolumens geregelt wird oder der Förderstrom einer von mehreren Drucknieren beeinflußt wird.

11. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördervolumenverstellung durch eine translatorische Ringverschiebung mittels des oder der Stellmittel erfolgt.

12. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch das oder die Stellmittel eine von mindestens zwei Druckkammern auf drucklosen Umlauf geschaltet wird.

13. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubverstellung durch eine Verdrehung des Hubrings bewerkstelligt wird, welche durch das oder die Stellmittel erfolgt.

14. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein dünnwandiger flexibler Hubring derartig ausgebildet ist, daß das oder die Stellmittel auf den Bereich des minimalen Hubes wirken und durch Ausfahren des oder der Stellmittel der maximale Hub realisiert wird, wobei gleichzeitig der Grundkreis des Hubrings der Pumpe verkleinert wird.

15. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubring ein offener Hubring ist, welcher bei Einfahren des oder der Stellmittel im Bereich des Grundkreises zusammenschiebbar ist.

16. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Hubverstellung ein flexibler Ring aus dickwandigem Material, wie zum Beispiel aus Kunststoff oder einem anderen temperatursensiti­ ven Material besteht, der derartig gestaltet ist, daß bei Temperaturanstieg das Fördervolumen vergrößert wird.

17. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Volumenverstellung durch eine geöffnete Ringkontur re­ alisiert ist, bei welcher sich die Segmente des Hubbereiches gegen den Rotormit­ telpunkt zusammenfahren lassen.

18. Pumpe, wie Flügelzellenpumpe, insbesondere für Schmieröl von Verbrennungs­ motoren oder für Getriebeöl, mit temperaturabhängig verstellbarem Fördervolu­ men, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stellmittel mit einem temperatursensitiven Dehnstoffelement, wie z. B. einem Kunststoffelement oder einem mit Wachs ge­ füllten Dehnstoffelement, ausgestattet ist und, in das Pumpengehäuse eingesetzt, eine von der Öltemperatur abhängige Volumenverstellung ermöglicht.

19. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil des Verstellweges des Dehnstoffelements einen Verstellweg eines Hubringes hervorruft.

20. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Dehnstoffelement derartig gelagert ist, daß im annähernd linea­ ren Bereich der Weg-Temperatur-Kurve des Dehnstoffelements der Verstellweg des Stellmittels eine Verschiebung oder Verdrehung des Hubringes hervorruft.

21. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 18 oder Anspruch 19 oder Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtlinearen Bereiche der Weg-Temperatur- Kurve des Dehnstoffelementes durch entsprechende Einrichtungen des Steilmit­ tels so kompensiert werden, daß die nichtlinearen Bereiche nicht die Position des Hubringes beeinflussen.

22. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellmittel im Anfangsbereich des Dehnstoffelementes keine Verstellung auf den Hubring bewirkt.

23. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellmittel nicht starr mit dem Hubring verbunden ist.

24. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnstoffelement auf einer Seite mit Federn, insbeson­ dere Tellerfedern, im Gehäuse vorgespannt ist, wobei die Federn im vollausge­ schwenkter Hubringendlage die Restverstellung des Dehnstoffelementes aufneh­ men.

25. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubring über Federelemente, wie z. B. eine Druckfeder, in seine minimal ausgeschwenkte Endlage zurückgestellt wird.

26. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnstoffelement auf einfache Weise im Gehäuse ein­ gelegt und durch den Gehäusedeckel gehalten wird.

27. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnstoffelement im Saugölbereich liegt und damit die Öltemperatur gut annehmen kann.

28. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse abgesetzte Anschläge für den Hubring auf­ weist (so daß sich dieser in seinen Endpositionen nicht verklemmen kann).

29. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubring mittels eines Stiftes schwenkbar gelagert ist und der Stift so angeordnet ist, daß das Druckfeld durch den Lagerpunkt geht, oder daß der Ring im Zentrum des Druckbereiches gelagert ist.

30. Pumpe, wie Flügelzellenpumpe, insbesondere für Schmieröl von Verbrennungsmotoren oder für Getriebeöl, mit temperaturabhängig verstellbarem Fördervolumen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellmittel mit einem tempera­ tursensitiven Dehnstoffelement ausgestattet ist und dass durch das Stellmittel ei­ ne von mindestens zwei Druckkammern bei niedriger Temperatur auf im wesentli­ chen drucklosen Umlauf geschaltet wird.

31. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Stellmittel bei hoher Temperatur eine Verbindung von einer Druckkammer zum Tank (druckloser Umlauf) geschlossen wird, so dass diese Druckkammer, gegebenenfalls über ein Rückschlagventil, in den Druckbereich fördert.

32. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel bei niedriger Temperatur durch eine Federeinrichtung zurückgeschoben wird und dadurch der drucklose Umlauf der einen Druckkammer hergestellt wird.

33. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung und das Stellmittel als eine Einheit aus Dehnstoffelement, Rück­ stellfeder und Schließkörper vormontiert werden kann und dabei die Rückstellfe­ der durch den Schließkörper vorgespannt werden kann.

34. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Schließkörper Nasen zum Vorspanne der Feder hat.

35. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 32 bis Anspruch 34, dadurch gekennzeich­ net, dass das Stellmittel ein Sitzventil betätigt oder das Stellmittel als Sitzventil ausgebildet ist.

36. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellmittel mit dem Sitzventil ein langsam schaltendes Ventil sein kann, so dass bei langsamem Zufahren des Sitzventils eine Drosselwirkung aufgebaut werden kann und gegebenenfalls das Rückschlagventil schon vor Erreichen der Schließ­ temperatur des Sitzventils öffnen kann, so dass sich eine Volumenstromteilung zwischen dem Sitzventil und dem Rückschlagventil ergibt.

37. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnstoffelement ein mit Wachs gefülltes Element ist, wobei das Wachs bei Erwärmung von dem festen in den flüssigen Zustand wechselt und dadurch einen Kolben aus dem Dehnstoffelement herausdrückt.

38. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Kolben Tellerfedern zur Aufnahme des Reststellweges des Dehnstoffele­ mentes angeordnet sind oder dass das Sitzventil tellerfederartig ausgebildet ist, um den Reststellweg des Dehnstoffelements zu kompensieren.

39. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe ein Ventil enthält, welches die Temperatur des Öles als Stellgröße benutzt.

40. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil einen geringen Strömungswiderstand hat, so dass das Öl in dem drucklosen Umlauf verlustarm gefördert wird.

41. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine Pumpe mit zwei parallel arbeitenden Ro­ torsätzen, wie zum Beispiel zwei G-Rotoren auf einer Welle, oder eine Register­ pumpe mit zwei voneinander getrennten Drucknieren oder eine doppelhubige Flü­ gelzellenpumpe ist.

42. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe eine doppelhubige Flügelzellenpumpe ist, wobei das Öl von der zweiten Druckniere direkt von der ersten Saugniere angesaugt wird, wenn das Öl der zweiten Druckniere in drucklosen Umlauf geschaltet ist, so dass der Strömungsweg im drucklosen Umlauf kurz und die Strömungsverluste gering sind.

43. Pumpe, wie Flügelzellenpumpe, insbesondere für Schmieröl von Verbrennungs­ motoren oder für Getriebeöl, mit temperaturabhängig verstellbarem Fördervolu­ men, gekennzeichnet durch mindestens ein in den Anmeldeunterlagen offenbar­ tes erfinderisches Merkmal.