DE112017007483T5 - Adjustable liquid displacement pump - Google Patents

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Abstract

Die Offenbarung bezieht sich auf eine verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) zum Pumpen von druckbeaufschlagter Flüssigkeit, umfassend einen Pumpenrotor (44) mit radial verschiebbaren Schiebern (46), die sich in einem verschiebbaren Steuerring (42) drehen, ein Drucksteuersystem zum Steuern des Austrittsdrucks der druckbeaufschlagten Flüssigkeit. Das Steuersystem umfasst eine Drucksteuerkammer (54) zum Schieben des Steuerrings (42) in eine Richtung für eine große Fördermenge und ein Drucksteuerventil (78), das den Druck in der Drucksteuerkammer (54) steuert. Das Drucksteuerventil (78) umfasst einen Steuerstößel (86), der zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position beweglich ist, einen Eingangsdruckstößel (90), der mit einem Ist-Druck (PA) in einer Eingangsdruckkammer (88) beaufschlagt wird, wobei der Eingangsdruckstößel (90) mit dem Steuerstößel (86) mechanisch verbunden ist, und eine Steuerventilfeder (92), die den Steuerstößel (86) gegen den Druck in der Eingangsdruckkammer (88) in die zweite Position vorbelastet. Das Steuersystem umfasst ferner eine getrennte Dämpfungseinheit (100), die einen Kolben (108) umfasst, der sich in einer getrennten Dämpfungskammer (112) bewegt und der die Dämpfungskammer (112) in zwei Kammerteile (112a, 112b), die durch einen Dämpfungskanal (118; 120) fluidisch miteinander verbunden sind, unterteilt, wobei der Kolben (108) mit dem Steuerstößel (86) starr verbunden ist.

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The disclosure relates to an adjustable fluid displacement pump (10) for pumping pressurized fluid, comprising a pump rotor (44) with radially displaceable slides (46) rotating in a displaceable control ring (42), a pressure control system for controlling the outlet pressure the pressurized liquid. The control system includes a pressure control chamber (54) for pushing the control ring (42) in one direction for a large flow and a pressure control valve (78) which controls the pressure in the pressure control chamber (54). The pressure control valve (78) comprises a control tappet (86) which is movable between a first position and a second position, an inlet pressure tappet (90) which is acted upon by an actual pressure (PA) in an inlet pressure chamber (88), the Inlet pressure tappet (90) is mechanically connected to the control tappet (86), and a control valve spring (92) which biases the control tappet (86) against the pressure in the input pressure chamber (88) to the second position. The control system further comprises a separate damping unit (100) which comprises a piston (108) which moves in a separate damping chamber (112) and which divides the damping chamber (112) into two chamber parts (112a, 112b) which are passed through a damping channel ( 118; 120) are fluidly connected to one another, with the piston (108) being rigidly connected to the control tappet (86).
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Description

Verstellbare Flüssigkeits-VerdrängerpumpeAdjustable liquid displacement pump

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe zum Pumpen von druckbeaufschlagter Flüssigkeit.The present invention relates to an adjustable liquid displacement pump for pumping pressurized liquid.

Eine verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe wird durch den Motor mechanisch angetrieben und umfasst einen Pumpenrotor mit radial verschiebbaren Schiebern, die sich in einem verschiebbaren Steuerring drehen, wodurch der Steuerring durch eine Drucksteuerkammer in eine Richtung für eine große Fördermenge gedrückt wird. Die Pumpe ist mit einem Drucksteuersystem zum Steuern des Austrittsdrucks der druckbeaufschlagten Flüssigkeit an dem Pumpenauslassanschluss versehen. Die Pumpe ist mit einem Drucksteuerventil versehen, das den Druck in der Drucksteuerkammer steuert. Das Drucksteuerventil umfasst einen Stößel, der durch eine Steuerventilfeder vorbelastet ist.An adjustable fluid displacement pump is mechanically driven by the motor and includes a pump rotor with radially slidable vanes that rotate in a slidable control ring, thereby pushing the control ring in one direction for a large flow rate through a pressure control chamber. The pump is provided with a pressure control system for controlling the outlet pressure of the pressurized liquid at the pump outlet connection. The pump is equipped with a pressure control valve that controls the pressure in the pressure control chamber. The pressure control valve includes a plunger that is preloaded by a control valve spring.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff „radial verschiebbare Schieber“ auch radial verschiebbare Pendelschieber, wobei die Ausrichtung der Schieber nicht als genau radial verstanden werden muss, sondern eine konstante oder variable Komponente in einer Radialrichtung haben kann.According to the present invention, the term “radially displaceable slide valve” also includes radially displaceable pendulum slide valve, wherein the orientation of the slide valve does not have to be understood as exactly radial, but can have a constant or variable component in a radial direction.

Die WO 2014/187503 A1 beschreibt eine verstellbare Schmiermittelpumpe, die einen Pumpenrotor mit radial verschiebbaren Schiebern umfasst, wobei sich der Pumpenrotor in einem verschiebbaren Steuerring dreht. Der Steuerring ist zwischen einer Position für eine große Fördermenge und einer Position für eine kleine Fördermenge verschiebbar. The WO 2014/187503 A1 describes an adjustable lubricant pump which comprises a pump rotor with radially displaceable slides, the pump rotor rotating in a displaceable control ring. The control ring is slidable between a large delivery position and a small delivery position.

Die Pumpe umfasst ein Drucksteuersystem, das eine Drucksteuerkammer zum Schieben des Steuerrings zu einer Position für eine große Fördermenge umfasst. Ferner umfasst das Steuersystem ein Drucksteuerventil, das den Druck in der Drucksteuerkammer steuert. Ein Steuerkolben ist in dem Steuerventil verschiebbar dazu vorgesehen, einen Austrittsanschluss der Drucksteuerkammer zu öffnen und zu schließen und dadurch den Druck in der Drucksteuerkammer zu steuern. Der Steuerkolben ist an einem axialen Ende durch eine Feder vorbelastet.The pump includes a pressure control system that includes a pressure control chamber for pushing the control ring to a large delivery position. The control system further includes a pressure control valve that controls the pressure in the pressure control chamber. A control piston is slidably provided in the control valve to open and close an outlet port of the pressure control chamber and thereby control the pressure in the pressure control chamber. The control piston is preloaded at one axial end by a spring.

Vorteilhafterweise wird der Schmiermitteldruck am Motorschmiermittelauslass als die durch den Drucksteuerkreis zu steuernde Steuervariable verwendet. Dieses Konzept gewährleistet einen ausreichenden Schmiermitteldruck im Motor. Da der Ist-Schmiermitteldruck am Motorschmiermittelauslass abgegriffen wird, wird der Regelkreis anfälliger für Druckschwankungen.The lubricant pressure at the engine lubricant outlet is advantageously used as the control variable to be controlled by the pressure control circuit. This concept ensures sufficient lubricant pressure in the engine. Since the actual lubricant pressure is tapped at the engine lubricant outlet, the control loop is more susceptible to pressure fluctuations.

Die Fluid-Verdrängerpumpe gemäß dem Stand der Technik weist Schwankungen des Schmiermittelauslassdrucks im Bereich von 5 bis 50 Hz auf. Die Schwankungen des Auslassdrucks befinden sich um einen mittleren Druckwert herum, der sich bei einer hohen Drehzahl unter dem eingestellten Druckwert befindet. Infolgedessen ist der mittlere Druckwert bei einer hohen Drehzahl niedriger als erwartet.The fluid displacement pump according to the prior art has fluctuations in the lubricant outlet pressure in the range from 5 to 50 Hz. The fluctuations in the outlet pressure are around an average pressure value that is below the set pressure value at high speed. As a result, the average pressure value at a high speed is lower than expected.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer verstellbaren Flüssigkeits-Verdrängerpumpe mit einer verbesserten Druckstabilität.The object of the present invention is to provide an adjustable liquid displacement pump with improved pressure stability.

Diese Aufgabe wird durch eine verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by an adjustable liquid displacement pump with the features of claim 1.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe mit einer getrennten Dämpfungseinheit versehen. Demgemäß ist die Dämpfungseinheit nicht in dem Drucksteuerventil integriert, sondern ist als eine getrennte Einheit des Drucksteuersystems vorgesehen. Die Dämpfungseinheit umfasst einen Kolben, der sich in einer getrennten Dämpfungskammer bewegt und der die Dämpfungskammer in zwei Kammerteile unterteilt, die durch einen Dämpfungskanal fluidisch verbunden sind. Eine Druckdifferenz zwischen beiden Kammerteilen wird über den Dämpfungskanal ausgeglichen. Das zeitliche Verhalten des Ausgleichs der Druckdifferenz zwischen den Kammerteilen hängt von der Geometrie und der Ausführung des Dämpfungskanals und von dem Dämpfungsfluid ab. Infolgedessen kann das zeitliche Verhalten durch die Geometrie und die Ausführung des Dämpfungskanals und die Beschaffenheit und Viskosität des Dämpfungsfluids beeinflusst werden. Hochfrequenzbewegungen des Kolbens in der Dämpfungskammer werden daher gedämpft. Der Kolben der Dämpfungseinheit ist mit dem Steuerstößel starr verbunden, so dass auch die Bewegung des Steuerstößels gedämpft wird. Hochfrequenzschwingungen des Steuerstößels, die zu einem schwankenden Auslassdruck führen, werden daher gedämpft und reduziert. Infolgedessen weist die verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe bei einer hohen Drehzahl der Pumpe eine höhere Druckstabilität auf.According to the present invention, the adjustable liquid displacement pump is provided with a separate damping unit. Accordingly, the damping unit is not integrated in the pressure control valve, but is provided as a separate unit of the pressure control system. The damping unit comprises a piston which moves in a separate damping chamber and which divides the damping chamber into two chamber parts which are fluidly connected by a damping channel. A pressure difference between the two chamber parts is compensated for via the damping channel. The temporal behavior of the compensation of the pressure difference between the chamber parts depends on the geometry and the design of the damping channel and on the damping fluid. As a result, the temporal behavior can be influenced by the geometry and the design of the damping channel and the nature and viscosity of the damping fluid. High-frequency movements of the piston in the damping chamber are therefore damped. The piston of the damping unit is rigidly connected to the control tappet, so that the movement of the control tappet is also damped. High-frequency vibrations of the control tappet, which lead to a fluctuating outlet pressure, are therefore damped and reduced. As a result, the adjustable liquid displacement pump has a higher pressure stability at a high speed of the pump.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Flüssigkeitspumpe eine Schmiermittelpumpe.According to a preferred embodiment of the present invention, the liquid pump is a lubricant pump.

Die Steuerventilfeder ist vorzugsweise in dem Drucksteuerventil vorgesehen. Bei dieser Anordnung kann die Dämpfungseinheit einem bestehenden Drucksteuerventil leicht hinzugefügt werden.The control valve spring is preferably provided in the pressure control valve. With this arrangement, the damping unit can be easily added to an existing pressure control valve.

Bei einer alternativen Ausführungsform ist das Steuerventil in der Dämpfungskammer vorgesehen. Die Steuerventilfeder ist dadurch in einem Kammerteil vorgesehen, vorzugsweise in dem Kammerteil, der sich an einem freien axialen Ende der Dämpfungskammer befindet. Infolgedessen ist ein leichter Zugang zu der Steuerventilfeder von dem freien axialen Ende möglich. Daher kann die Steuerventilfeder leicht ausgetauscht werden, um zum Beispiel die Federkonstante anzupassen. In an alternative embodiment, the control valve is provided in the damping chamber. The control valve spring is thereby provided in a chamber part, preferably in the chamber part which is located at a free axial end of the damping chamber. As a result, easy access to the control valve spring from the free axial end is possible. Therefore, the control valve spring can be easily replaced, for example to adjust the spring constant.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Dämpfungsfluid in der Dämpfungskammer die Pumpflüssigkeit. Demgemäß ist kein getrenntes Dämpfungsfluid erforderlich.In a preferred embodiment of the present invention, a damping fluid in the damping chamber is the pump liquid. Accordingly, no separate damping fluid is required.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein Dämpfungsfluid in der Dämpfungskammer Öl. Im Gegensatz zu Gas ist Öl nicht kompressibel, so dass durch Verwendung von Öl als ein Dämpfungsfluid keine weitere Federwirkung bereitgestellt wird.According to a further preferred embodiment, a damping fluid in the damping chamber is oil. In contrast to gas, oil is not compressible, so that no additional spring action is provided by using oil as a damping fluid.

Ferner besitzt Öl einen hohen Siedepunkt, so dass Öl einen großen Arbeitsbereich aufweist.Furthermore, oil has a high boiling point, so that oil has a large working range.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist ein Dämpfungsfluid in der Dämpfungskammer Luft. Die Viskosität von Luft erhöht sich mit zunehmender Temperatur leicht, so dass die Dämpfungswirkung im Gegensatz zu Flüssigkeiten mit zunehmender Temperatur nicht abnimmt.According to an alternative embodiment, a damping fluid in the damping chamber is air. The viscosity of air increases slightly with increasing temperature, so that the damping effect does not decrease with increasing temperature, in contrast to liquids.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist ein Dämpfungsfluid in der Dämpfungskammer Fett. Fett ist ein Fluid mit einer hohen Viskosität, so dass eine hohe Dämpfungswirkung erreicht werden kann.In another alternative embodiment, a damping fluid in the damping chamber is fat. Fat is a fluid with a high viscosity, so that a high damping effect can be achieved.

Vorzugsweise sind der Kolben und der Steuerstößel durch eine starre Stange mechanisch miteinander verbunden. Eine Stange ist ein einfaches Strukturelement zum starren Verbinden des Steuerstößels und des Kolbens.The piston and the control plunger are preferably mechanically connected to one another by a rigid rod. A rod is a simple structural element for rigidly connecting the control tappet and the piston.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Dämpfungskanal als eine Axialbohrung im Kolben vorgesehen. Der Kolben kann leicht mit einer Bohrung versehen werden, so dass die Herstellung einfach ist. Ferner kann die Bohrung an verschiedene Viskositäten des Dämpfungsfluids angepasst werden, indem eine angepasste Geometrie der Bohrung vorgesehen wird.According to a preferred embodiment of the invention, a damping channel is provided as an axial bore in the piston. The piston can be easily drilled so that manufacture is easy. Furthermore, the bore can be adapted to different viscosities of the damping fluid by providing an adapted geometry of the bore.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Dämpfungskanal als ein radialer Zwischenraum zwischen dem Kolben und einer Dämpfungskammerwand vorgesehen. Der radiale Zwischenraum kann durch Auswahl eines Außenradius für den Kolben, der wesentlich kleiner als ein Innenradius der Dämpfungskammer ist, so dass zwischen der Dämpfungskammerwand und dem Kolben ein Spalt definiert wird, vorgesehen werden. Eine an der Außenumfangsfläche des Kolbens vorgesehene Dichtung ist nicht erforderlich. Ferner kommt es nicht zu Reibung.In a further preferred embodiment of the present invention, the damping channel is provided as a radial space between the piston and a damping chamber wall. The radial space can be provided by selecting an outer radius for the piston that is substantially smaller than an inner radius of the damping chamber, so that a gap is defined between the damping chamber wall and the piston. A seal provided on the outer peripheral surface of the piston is not necessary. Furthermore, there is no friction.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterscheiden sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kolbens und des Gehäuses der Dämpfungskammer voneinander, so dass der radiale Zwischenraum mit variierender Temperatur variiert. Da die Viskosität des Dämpfungsfluids, wie zum Beispiel von Öl, mit zunehmender Temperatur abnimmt, ist es möglich, den radialen Zwischenraum zu verkleinern, um den radialen Zwischenraum an die Viskosität des Dämpfungsöls anzupassen. Infolgedessen wird eine im Wesentlichen stabile Dämpfungswirkung über einen großen Temperaturbereich realisiert.In a preferred embodiment of the present invention, the coefficient of thermal expansion of the piston and the housing of the damping chamber differ from one another, so that the radial space varies with varying temperature. Since the viscosity of the damping fluid, such as oil, decreases with increasing temperature, it is possible to reduce the radial gap in order to adapt the radial gap to the viscosity of the damping oil. As a result, an essentially stable damping effect is realized over a wide temperature range.

Vorzugsweise ist der Austrittsanschluss direkt mit einem Flüssigkeitstank verbunden.The outlet connection is preferably connected directly to a liquid tank.

Der Steuerring ist vorzugsweise durch eine Feder in die Richtung für eine große Fördermenge vorgespannt. Die Feder ist ein Antagonist für eine Vorsteuerkammer und wirkt mit der Steuerkammer zusammen.The control ring is preferably biased by a spring in the direction of large flow. The spring is an antagonist for a pilot chamber and interacts with the control chamber.

Vorzugsweise ist der Ist-Druck der Schmiermittelauslassdruck des Motors am Motorschmiermittelauslass. Der Steuerdruck ist nicht der Pumpenauslassdruck, sondern der Schmiermittelauslassdruck des Motors. Dadurch wird vermieden, dass der Schmiermitteldruck im Motor unter einen bestimmten Wert fällt. Durch Verwendung des Schmiermitteldrucks am Motorschmiermittelauslass als den Ist-Druck wird eine bestimmte Totzeit im Steuerkreis erzeugt. Infolgedessen wird der Regelkreis anfälliger für Schmiermitteldruckschwankungen. Bei der vorliegenden Erfindung werden diese Schwankungen des Schmiermitteldrucks im Motor reduziert.The actual pressure is preferably the lubricant outlet pressure of the engine at the engine lubricant outlet. The pilot pressure is not the pump outlet pressure, but the engine's lubricant outlet pressure. This prevents the lubricant pressure in the engine from falling below a certain value. By using the lubricant pressure at the engine lubricant outlet as the actual pressure, a certain dead time is generated in the control circuit. As a result, the control loop becomes more susceptible to lubricant pressure fluctuations. In the present invention, these fluctuations in the lubricant pressure in the engine are reduced.

Weitere Vorteile gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Kombination mit den Zeichnungen hervor; darin zeigen:

  • 1 eine erste Ausführungsform der Fluidverstellpumpe in einem offenen Zustand des Drucksteuerventils,
  • 2 die Ausführungsform nach 1 in einem geschlossenen Zustand des Drucksteuerventils,
  • 3 eine zweite Ausführungsform der Fluidverstellpumpe in einem offenen Zustand des Drucksteuerventils und
  • 4 eine vergrößerte Ansicht der Dämpfungseinheit gemäß einer dritten Ausführungsform der Fluidverstellpumpe.
Further advantages will appear from the following detailed description of the embodiments of the present invention in combination with the drawings; show in it:
  • 1 1 a first embodiment of the fluid adjustment pump in an open state of the pressure control valve,
  • 2 the embodiment according to 1 in a closed state of the pressure control valve,
  • 3 a second embodiment of the fluid variable displacement pump in an open state of the pressure control valve and
  • 4 an enlarged view of the damping unit according to a third embodiment of the fluid pump.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer verstellbaren Fluidpumpe 10. Die verstellbare Fluidpumpe 10 ist eine Schmiermittel-Verdrängerpumpe 10 zum Versorgen eines Verbrennungsmotors 12 mit druckbeaufschlagtem Schmiermittel. Die Pumpe 10 umfasst eine Pumpeinheit 14, die durch den Motor 12 mechanisch angetrieben wird. Die Pumpeinheit 14 umfasst ein Gehäuse 40 mit einem Hohlraum 41, in dem sich ein einen Pumpenrotor 44 umgebender Steuerring 42 translatorisch verschiebt. Der Pumpenrotor 44 ist mit zahlreichen radial verschiebbaren Schiebern 46 versehen, wobei sich die Schieber 46 in dem Steuerring 42 drehen. Der Steuerring 42 ist radial verschiebbar, so dass die Exzentrizität des Steuerrings 42 bezüglich einer Drehachse 47 des Pumpenrotors 44 dahingehend eingestellt werden kann, den Steuerring 42 zwischen einer Position für eine kleine Fördermenge bei einer Position mit geringer Exzentrizität und einer Position für eine große Fördermenge bei einer Position mit starker Exzentrizität zu verschieben. 1 shows a schematic representation of an adjustable fluid pump 10 , The adjustable fluid pump 10 is a lubricant positive displacement pump 10 for supplying an internal combustion engine 12 with pressurized lubricant. The pump 10 includes a pump unit 14 by the engine 12 is mechanically driven. The pump unit 14 includes a housing 40 with a cavity 41 in which there is a pump rotor 44 surrounding control ring 42 shifts translationally. The pump rotor 44 is with numerous radially movable sliders 46 provided, the slider 46 in the control ring 42 rotate. The control ring 42 is radially displaceable, so that the eccentricity of the control ring 42 with respect to an axis of rotation 47 of the pump rotor 44 can be adjusted, the control ring 42 to move between a small delivery position in a low eccentricity position and a large delivery position in a high eccentricity position.

Das Gehäuse 40 ist durch zwei Seitenwände 48 geschlossen, von denen eine in den Zeichnungen nicht gezeigt ist. Die Seitenwände 48, die Schieber 46, der Pumpenrotor 44 und der Steuerring 42 definieren fünf rotierende Pumpenkammern 50.The housing 40 is through two side walls 48 closed, one of which is not shown in the drawings. The sidewalls 48 who have favourited Sliders 46 , the pump rotor 44 and the control ring 42 define five rotating pump chambers 50 ,

Der Steuerring 42 ist mit einem ersten Steuerringstößel 52 versehen, der in einer Drucksteuerkammer 54 untergebracht ist, und mit einem zweiten Steuerringstößel 55 versehen, der in einer Vorsteuerkammer 56 untergebracht ist. Die Vorsteuerkammer 56 ist gegenüber der Drucksteuerkammer 54 vorgesehen. Der Steuerring 42 und die Stößel 52, 55 sind ein einziges integrales Teil.The control ring 42 is with a first control ring tappet 52 provided in a pressure control chamber 54 is housed, and with a second control ring tappet 55 provided in a pre-tax chamber 56 is housed. The pre-tax chamber 56 is opposite the pressure control chamber 54 intended. The control ring 42 and the pestle 52 . 55 are one integral part.

Eine vorgespannte Steuerkammerfeder 57 in der Drucksteuerkammer 54 übt eine Druckkraft auf den ersten Steuerringstößel 52 aus. Die Drucksteuerkammer 54 wird durch das Gehäuse 40 definiert. Des Weiteren umfasst das Gehäuse 40 einen Einlassanschluss 58 zum Ansaugen des Schmiermittels aus einem Schmiermitteltank 60 und einen Auslassanschluss 62 zum Versorgen des Motors 12 mit Schmiermittel mit einem Austrittsdruck. Eine Motorzuführungsleitung 64 erstreckt sich von dem Auslassanschluss 62 zu dem Motor 12, um dem Motor 12 druckbeaufschlagtes Schmiermittel zuzuführen.A preloaded control chamber spring 57 in the pressure control chamber 54 exerts a compressive force on the first control ring tappet 52 out. The pressure control chamber 54 is through the housing 40 Are defined. The housing also includes 40 an inlet port 58 for sucking in the lubricant from a lubricant tank 60 and an outlet port 62 to supply the motor 12 with lubricant with an outlet pressure. An engine feed line 64 extends from the outlet port 62 to the engine 12 to the engine 12 supply pressurized lubricant.

Ein Ist-Druck PA an einem Motorschmiermittelauslass 65 wird über eine Leitung 66, 67, 68 und durch ein Druckdrosselventil 70, in dem es zu einem kalibrierten Druckabfall kommt, wenn das Schmiermittel hindurchfließt, zu der Drucksteuerkammer 54 übertragen. Der Ist-Druck PA wird auch über eine Vorsteuerkammerleitung 71 zu der Vorsteuerkammer 56 übertragen.An actual pressure PA at an engine lubricant outlet 65 is over a line 66 . 67 . 68 and through a pressure throttle valve 70 where there is a calibrated pressure drop as the lubricant flows through to the pressure control chamber 54 transfer. The actual pressure PA is also via a pilot chamber line 71 to the pre-tax chamber 56 transfer.

Der Ist-Druck PA wird auch über eine Leitung 66, 72 zu einem Eingangsdruckanschluss 76 eines Drucksteuerventils 78 übertragen. Das Drucksteuerventil 78 hält den Ist-Druck PA am Motorschmiermittelauslass 65 unabhängig von der Drehzahl des Motors 12 auf einem konstanten Nenndruckwert, indem es die radiale Position des Steuerrings 42 reguliert. Die radiale Position des Steuerrings 42 wird durch Steuern des Drucks in der Drucksteuerkammer 54 gesteuert.The actual pressure PA will also have a line 66 . 72 to an inlet pressure connection 76 a pressure control valve 78 transfer. The pressure control valve 78 maintains the actual pressure PA at the engine lubricant outlet 65 regardless of the speed of the engine 12 at a constant nominal pressure value by changing the radial position of the control ring 42 regulated. The radial position of the control ring 42 is done by controlling the pressure in the pressure control chamber 54 controlled.

Der Druck in der Drucksteuerkammer 54 wird durch Steuern einer Schmiermittelabgabe eines Auslassanschlusses 79 der Drucksteuerkammer 54 über eine Leitung 81 zu einem in einer Zylinderwand 84 eines Drucksteuerventilgehäuses 85 vorgesehenen Steueranschluss 83 reguliert.The pressure in the pressure control chamber 54 is accomplished by controlling lubricant delivery of an outlet port 79 the pressure control chamber 54 over a line 81 to one in a cylinder wall 84 a pressure control valve body 85 provided control connection 83 regulated.

In Abhängigkeit von der axialen Position eines Steuerstößels 86 im Drucksteuerventilgehäuse 85 wird ein Austrittsanschluss 87 geöffnet oder geschlossen. Die Position des Steuerstößels 86 hängt von einem Druck in einer Eingangsdruckkammer 88, wobei ein Eingangsdruckstößel 90 dadurch mit dem Druck beaufschlagt wird, und von einer durch eine Steuerventilfeder 92 an den Steuerstößel 86 angelegten Vorbelastung ab. Depending on the axial position of a control tappet 86 in the pressure control valve housing 85 becomes an outlet connection 87 opened or closed. The position of the ram 86 depends on a pressure in an inlet pressure chamber 88 , with an input plunger 90 thereby being pressurized, and by a control valve spring 92 on the control tappet 86 applied preload.

Die Steuerventilfeder 92 wirkt gegen den Druck in der Eingangsdruckkammer 88. Der Eingangsdruckstößel 90 ist mechanisch direkt mit dem Steuerstößel 86 verbunden, so dass ein hoher Druck in der Eingangsdruckkammer 88 den Steuerstößel 86 bezüglich des Austrittsanschlusses 87 in eine geöffnete Position zwingt. 1 zeigt eine Position des Steuerstößels 86, in der der Austrittsanschluss 87 geöffnet ist, so dass das Schmiermittel über eine Austrittsleitung 93 zu dem Schmiermitteltank 60 abgegeben wird.The control valve spring 92 acts against the pressure in the inlet pressure chamber 88 , The inlet pressure ram 90 is mechanically direct with the control tappet 86 connected so that a high pressure in the input pressure chamber 88 the control tappet 86 regarding the outlet connection 87 forces into an open position. 1 shows a position of the control tappet 86 in which the outlet connection 87 is open so that the lubricant via an outlet line 93 to the lubricant tank 60 is delivered.

Zum Dämpfen geringer Druckschwankungen der Verstellbare Schmiermittel-Verdrängerpumpe 10 wird der Austrittsdruck des druckbeaufschlagten Schmiermittels durch eine Dämpfungseinheit 100, die an einem axialen Ende des Steuerventils 78 angeordnet ist, weiter gesteuert. Das Steuerventil 78 ist durch eine statische Trennwand 104 fluidisch von der Dämpfungseinheit 100 getrennt. Die Dämpfungseinheit 100 umfasst einen Kolben 108, der über eine Stange 110 mit dem Steuerstößel 86 starr verbunden ist und der sich in einer durch ein Gehäuse 113 der Dämpfungseinheit 100 gebildeten getrennten Dämpfungskammer 112 bewegt. Der Dämpfungskolben 108 unterteilt die mit Schmiermittelflüssigkeit als ein Dämpfungsfluid gefüllte Dämpfungskammer 112 in zwei Kammerteile 112a, 112b. Beide Kammerteile 112a, 112b sind durch einen als eine Bohrung in dem Kolben 108 vorgesehenen Dämpfungskanal 118 fluidisch miteinander verbunden. Wenn sich der Druck in der Eingangsdruckkammer 88 ändert, wird der Dämpfungskolben 108 in die Richtung eines der beiden Kammerteile 112a, 112b gezwungen, so dass das Dämpfungsfluid von einem Kammerteil 112a zu dem anderen Kammerteil 112b strömt. Während das Dämpfungsfluid langsam durch den Dämpfungskanal 118 von einem Kammerteil 112a zu dem anderen Kammerteil 112b strömt, wird die Bewegung des Kolbens 108 und damit des Steuerstößels 86 gedämpft. Demgemäß haben geringe Hochfrequenzdruckschwankungen keine starke Auswirkung auf die Bewegung des Steuerstößels 86. Infolgedessen wird selbst bei einer hohen Drehzahl des Pumpenrotors 44 ein gleichmäßigerer Auslassdruck der Pumpe realisiert.For damping small pressure fluctuations of the adjustable lubricant displacement pump 10 is the outlet pressure of the pressurized lubricant through a damping unit 100 that are on one axial end of the control valve 78 is arranged, further controlled. The control valve 78 is through a static partition 104 fluidic from the damping unit 100 Cut. The damping unit 100 includes a piston 108 that over a pole 110 with the control tappet 86 is rigidly connected and in one by a housing 113 the damping unit 100 formed separate damping chamber 112 emotional. The damping piston 108 divided the with lubricant fluid as a damping chamber filled with damping fluid 112 in two chamber parts 112a . 112b , Both parts of the chamber 112a . 112b are through one as a bore in the piston 108 provided damping channel 118 fluidly connected. If the pressure in the inlet pressure chamber 88 changes, the damping piston 108 in the direction of one of the two chamber parts 112a . 112b forced so that the damping fluid from one chamber part 112a to the other part of the chamber 112b flows. During the damping fluid slowly through the damping channel 118 from a chamber part 112a to the other part of the chamber 112b flows, the movement of the piston 108 and thus the control tappet 86 attenuated. Accordingly, small fluctuations in high-frequency pressure do not have a strong effect on the movement of the control tappet 86 , As a result, even at a high speed of the pump rotor 44 a more uniform outlet pressure of the pump is realized.

2 zeigt die verstellbare Schmiermittel-Verdrängerpumpe 10 nach 1 in einem geschlossenen Zustand des Drucksteuerventils 78. In diesem Zustand hat die Steuerventilfeder 92 den Steuerstößel 86 in die Richtung der Eingangsdruckkammer 88 bewegt. Dadurch schließt der Steuerstößel 86 den Austrittsanschluss 87, so dass kein Schmiermittel aus der Steuerkammer 54 zu dem Schmiermitteltank 60 abgegeben wird. 2 shows the adjustable lubricant positive displacement pump 10 to 1 in a closed state of the pressure control valve 78 , In this state the control valve spring has 92 the control tappet 86 in the direction of the inlet pressure chamber 88 emotional. This closes the control tappet 86 the outlet connection 87 so no lubricant from the control chamber 54 to the lubricant tank 60 is delivered.

3 zeigt eine zweite Ausführungsform der verstellbaren Schmiermittel-Verdrängerpumpe 10 in einem geöffneten Zustand des Drucksteuerventils 78. Die Steuerventilfeder 92 ist in dem distalen Kammerteil 112b der Dämpfungseinheit 100 vorgesehen, so dass die Steuerventilfeder 92 den Dämpfungskolben 108 in einer Richtung zu der Eingangsdruckkammer 88 vorbelastet. 3 shows a second embodiment of the adjustable lubricant positive displacement pump 10 in an open state of the pressure control valve 78 , The control valve spring 92 is in the distal part of the chamber 112b the damping unit 100 provided so that the control valve spring 92 the damping piston 108 in a direction towards the inlet pressure chamber 88 preloaded.

4 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Dämpfungseinheit 100 gemäß einer dritten Ausführungsform der verstellbaren Schmiermittel-Verdrängerpumpe 10. Der Dämpfungskanal 120 ist als ein radialer Zwischenraum zwischen dem Kolben 108 und einer Kammerwand 124 der Dämpfungskammer 112 vorgesehen. 4 shows an enlarged view of the damping unit 100 according to a third embodiment of the adjustable lubricant displacement pump 10 , The damping channel 120 is as a radial space between the pistons 108 and a chamber wall 124 the damping chamber 112 intended.

Es sollte auf der Hand liegen, dass die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. Insbesondere sind verschiedene strukturelle Änderungen und Modifikationen möglich, die in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung fallen. Zum Beispiel kann auch der Ist-Druck direkt an den Auslassanschluss der Pumpe gemessen werden.It should be obvious that the invention is not limited to the described embodiment. In particular, various structural changes and modifications are possible that fall within the scope of the present invention. For example, the actual pressure can also be measured directly at the pump outlet connection.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Verstellbare Schmiermittel-VerdrängerpumpeAdjustable lubricant positive displacement pump
1212
Verbrennungsmotorinternal combustion engine
1414
Pumpeinheitpump unit
4040
Gehäusecasing
4141
Hohlraumcavity
4242
Steuerringcontrol ring
4444
Pumpenrotorpump rotor
4646
Schieberpusher
4747
Drehachseaxis of rotation
4848
SeitenwandSide wall
5050
Pumpenkammernpump chambers
5252
erster Steuerringstößelfirst control ring tappet
5454
DrucksteuerkammerPressure control chamber
5555
zweiter Steuerringstößelsecond control ring tappet
5656
Vorsteuerkammerpilot chamber
5757
SteuerkammerfederControl chamber spring
5858
Einlassanschlussinlet port
6060
Schmiermitteltanklubricant tank
6262
Auslassanschlussoutlet
6464
MotorzuführungsleitungMotor supply line
6565
MotorschmiermittelauslassMotorschmiermittelauslass
6666
Leitungmanagement
6767
Leitungmanagement
6868
Leitungmanagement
7070
DruckdrosselventilPressure throttle valve
7171
VorsteuerkammerleitungPilot chamber line
7272
Leitungmanagement
7676
EinlassdruckanschlussInlet pressure port
7878
DrucksteuerventilPressure control valve
7979
Auslassanschlussoutlet
8181
Leitungmanagement
8383
Steueranschlusscontrol connection
8484
Zylinderwandcylinder wall
8585
DrucksteuerventilgehäusePressure control valve housing
8686
Steuerstößelcontrol tappet
8787
Austrittsanschlussoutlet connection
8888
EingangsdruckkammerInlet pressure chamber
9090
EingangsdruckstößelInlet pressure plunger
92 92
SteuerventilfederControl valve spring
100100
Dämpfungseinheitdamping unit
104104
Trennwandpartition wall
108108
Kolbenpiston
110110
Stangepole
112112
Dämpfungskammerdamping chamber
112a112a
Kammerteilchamber member
112b112b
Kammerteilchamber member
113113
Gehäusecasing
118118
Dämpfungskanaldamping channel
120120
Dämpfungskanaldamping channel
124124
Kammerwandchamber wall
PAPA
Ist-DruckActual pressure

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2014/187503 A1 [0004]WO 2014/187503 A1 [0004]

Claims (15)

Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10), die durch einen Verbrennungsmotor (12) zum Pumpen von druckbeaufschlagter Flüssigkeit mechanisch angetrieben wird, umfassend: - einen Pumpenrotor (44) mit radial verschiebbaren Schiebern (46), die sich in einem verschiebbaren Steuerring (42) drehen, der bezüglich der Drehachse (47) zwischen einer Position für eine große Fördermenge und einer Position für eine kleine Fördermenge radial verschiebbar oder schwenkbar ist, und - ein Drucksteuersystem zum Steuern des Austrittsdrucks der druckbeaufschlagten Flüssigkeit, wobei das Steuersystem Folgendes umfasst: - eine Drucksteuerkammer (54) zum Schieben des Steuerrings (42) in eine Richtung für eine große Fördermenge, und - ein Drucksteuerventil (78), das den Druck in der Drucksteuerkammer (54) steuert, wobei das Drucksteuerventil (78) Folgendes umfasst: - einen Steuerstößel (86), der zwischen einer ersten Position, in der ein Steueranschluss (83) in einer Zylinderwand (84) des Drucksteuerventils (78) mit einem Austrittsanschluss (87) in der Zylinderwand (84) verbunden ist, und einer zweiten Position, in der der Austrittsanschluss (87) geschlossen ist, beweglich ist, wobei der Steueranschluss (83) mit einem Auslassanschluss (79) der Drucksteuerkammer (54) verbunden ist, - einen Eingangsdruckstößel (90), der mit einem Ist-Druck (PA) in einer Eingangsdruckkammer (88) beaufschlagt wird, wobei der Eingangsdruckstößel (90) mit dem Steuerstößel (86) mechanisch verbunden ist, und - eine Steuerventilfeder (92), die den Steuerstößel (86) gegen den Druck in der Eingangsdruckkammer (88) in die zweite Position vorbelastet; und - eine getrennte Dämpfungseinheit (100), die einen Kolben (108) umfasst, der sich in einer getrennten Dämpfungskammer (112) bewegt und der die Dämpfungskammer (112) in zwei Kammerteile (112a, 112b), die durch einen Dämpfungskanal (118; 120) fluidisch miteinander verbunden sind, unterteilt, wobei der Kolben (108) mit dem Steuerstößel (86) starr verbunden ist.An adjustable fluid displacement pump (10) mechanically driven by an internal combustion engine (12) for pumping pressurized fluid, comprising: - A pump rotor (44) with radially displaceable slides (46) which rotate in a displaceable control ring (42) which is radially displaceable or pivotable with respect to the axis of rotation (47) between a position for a large delivery quantity and a position for a small delivery quantity is and a pressure control system for controlling the outlet pressure of the pressurized liquid, the control system comprising: - A pressure control chamber (54) for pushing the control ring (42) in one direction for a large flow rate, and a pressure control valve (78) that controls the pressure in the pressure control chamber (54), the pressure control valve (78) comprising: - A control tappet (86), which is connected between a first position, in which a control connection (83) in a cylinder wall (84) of the pressure control valve (78) is connected to an outlet connection (87) in the cylinder wall (84), and a second position , in which the outlet connection (87) is closed, is movable, the control connection (83) being connected to an outlet connection (79) of the pressure control chamber (54), - An inlet pressure tappet (90) which is acted upon by an actual pressure (PA) in an inlet pressure chamber (88), the inlet pressure tappet (90) being mechanically connected to the control tappet (86), and - a control valve spring (92) biasing the control plunger (86) against the pressure in the input pressure chamber (88) to the second position; and - A separate damping unit (100), which comprises a piston (108) which moves in a separate damping chamber (112) and which divides the damping chamber (112) into two chamber parts (112a, 112b) which pass through a damping channel (118; 120 ) are fluidly connected to one another, divided, the piston (108) being rigidly connected to the control tappet (86). Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitspumpe (10) eine Schmiermittelpumpe ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to Claim 1 , characterized in that the liquid pump (10) is a lubricant pump. Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventilfeder (92) in dem Drucksteuerventil (78) vorgesehen ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the control valve spring (92) is provided in the pressure control valve (78). Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerventilfeder (92) in der Dämpfungskammer (112) vorgesehen ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the control valve spring (92) is provided in the damping chamber (112). Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungsfluid in der Dämpfungskammer (112) die Pumpflüssigkeit ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a damping fluid in the damping chamber (112) is the pump liquid. Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungsfluid in der Dämpfungskammer (112) Öl ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a damping fluid in the damping chamber (112) is oil. Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungsfluid in der Dämpfungskammer (112) Luft ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a damping fluid in the damping chamber (112) is air. Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dämpfungsfluid in der Dämpfungskammer (112) Fett ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a damping fluid in the damping chamber (112) is fat. Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (108) und der Steuerstößel (86) durch eine Stange (110) mechanisch miteinander verbunden sind.Adjustable liquid displacement pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (108) and the control plunger (86) are mechanically connected to one another by a rod (110). Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskanal (118) als eine Bohrung in dem Kolben (108) vorgesehen ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the damping channel (118) is provided as a bore in the piston (108). Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungskanal (120) als ein radialer Zwischenraum zwischen dem Kolben (108) und einer Dämpfungskammerwand (124) vorgesehen ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the damping channel (120) is provided as a radial space between the piston (108) and a damping chamber wall (124). Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des Kolbens (108) und eines Gehäuses (113) der Dämpfungskammer (112) voneinander unterscheiden, so dass der radiale Zwischenraum (120) mit variierender Temperatur variiert.Adjustable liquid displacement pump (10) according to Claim 11 , characterized in that the coefficient of thermal expansion of the piston (108) and a housing (113) of the damping chamber (112) differ from one another, so that the radial space (120) varies with varying temperature. Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittsanschluss (87) direkt mit einem Flüssigkeitstank (60) verbunden ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet connection (87) is connected directly to a liquid tank (60). Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerring (42) durch eine Feder (57) in die Richtung für eine große Fördermenge vorgespannt ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control ring (42) is biased in the direction of a large delivery rate by a spring (57). Verstellbare Flüssigkeits-Verdrängerpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ist-Druck (PA) der Schmiermittelauslassdruck des Motors (12) ist.Adjustable liquid displacement pump (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the actual pressure (PA) is the lubricant outlet pressure of the motor (12).
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