DE19533686A1 - Regelbare Flügelzellenpumpe als Schmiermittelpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine regelbare Flügelzellenpum­ pe als Schmiermittelpumpe für einen druckumlaufge­ schmierten Verbrennungsmotor.

Eine Flügelzellenpumpe als Schmiermittelpumpe dieser Art ist z. B. in der DE 33 33 647 C2 beschrieben. Diese Pumpe zeichnet sich dadurch aus, daß sie mit in einem Rotorkörper radial verschiebbaren Flügeln mit einem, in einem Gehäuse an einer Seite schwenkbar gelagerten Stellring bzw. Hubring, dessen Exzentrizität durch das Fördermedium aus dem Druckbereich mittels einer eine federnd vorgespannte Gegenhalterung aufweisenden Re­ geleinrichtung einstellbar ist, sowie mit im Gehäuse befindlichen Saug- und Drucköffnungen versehen ist. Dabei können die Flügel zur radialen Abstützung gegen den Hubring durch Führungsringe gehalten werden, die in Kammern an den beiden Stirnseiten des Rotorkörpers radial beweglich angeordnet sind. Ein Kanal verbindet die Druckseite mit den Kammern. Weiterhin liegt auf der der Gegenhalterung gegenüberliegenden Seite des Zapfens ein Regelkolben an, dessen Rückseite über eine Druckleitung mit dem Druckraum der Pumpe in Verbindung steht.

Diese Pumpe soll für einen Druckaufbau sorgen, der ei­ nen Förderstrom bewirkt, welcher dem optimalen Bedarf der Schmierstellen entspricht, wobei das Regelsystem der Pumpe einen einfachen und gegen Störungen unem­ pfindlichen Aufbau hat.

Nachteilig ist hier der aufwendige und kostenintensive Aufbau der Pumpe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine regelba­ re Flügelzellenpumpe als Schmiermittelpumpe für einen druckumlaufgeschmierten Verbrennungsmotor zu schaffen, welche die Vorteile der bekannten Pumpe beibehält, je­ doch aufgrund ihres einfacheren Aufbaues sich durch größere Robustheit und geringere Fertigungskosten aus­ zeichnet.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Demgemäß zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß durch konstruktive Änderungen gegenüber dem oben dar­ gestellten Stand der Technik der zur Regelung bisher notwendige Regelkolben entfällt. Statt dessen wird die Verstellung des Stellrings durch zwei Räume unter­ schiedlichen Drucks, die jeweils direkt außen am Stellring mit entgegengesetzter Wirkrichtung angrei­ fen, bewirkt, wobei die beiden Druckräume jeweils mit den Druck- bzw. Saugvolumina der Pumpe in Verbindung stehen. Praktisch wird der Stellring als eine Art Kol­ ben benutzt. Die Abdichtung zwischen Gehäuse und Stellring kann dabei über am Stellring und am Gehäuse angebrachte Dichtflächen erfolgen. Die Verbindung zwi­ schen den Druckräumen und Druck- bzw. Saugvolumina kann durch eine einfache Verjüngung am Stellring oder über Zu- und Abflußnieren im Gehäuse erfolgen, so daß auf diese Weise die Druckleitung zwischen den Druckvo­ lumina und der Rückseite des Regelkolbens entfällt. Aufgrund dieses einfachen Aufbaues ergibt sich eine wesentlich robustere Bauweise und eine vereinfachte Herstellung.

Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Fig. 1 und 2 in zwei unterschiedlichen Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt den Aufbau einer erfindungsgemäßen Flü­ gelzellenpumpe mit verstellbarer Exzentrizität zur Er­ zeugung eines variablen Volumenstromes im Querschnitt.

Das Fluid wird über einen Saugstutzen 1 angesaugt und in eine Saugdruckkammer 2 unmittelbar zwischen einen Stellring 3 und ein Gehäuse 4 befördert. Von dort aus gelangt das Fluid über als Zuflußnieren 5 bezeichnete Ausbuchtungen im Gehäuse 4 und/oder Verjüngungen 6 in der Breite des Stellrings 3 in Saugvolumina 7 zwischen Flügeln 8. Durch Drehung der Flügel 8, die über eine Antriebswelle 9 und einen damit verbundenen Rotor 10 angetrieben werden, gelangt das zu fördernde Fluid in den Druckbereich. Der Druckbereich entsteht durch ab­ nehmende Druckvolumina 11 zwischen den Flügeln 8, Ro­ tor 10 und Stellring 3. Das Medium gelangt darauf über Abflußnieren 12 und/oder Verjüngungen 13 im Stellring 3 in eine Förderdruckkammer 14, die zwischen Stellring 3 und Gehäuse 4 gebildet wird. Das Fluid kann nun über einen Druckstutzen 15 abfließen.

Die Förderdruckkammer 14 und die Saugdruckkammer 2 sind durch Dichtflächen 16 und 17 und den Stellring 3 voneinander getrennt. In beiden Bereichen baut sich während des Fördervorganges ein unterschiedlicher Druck auf. In erster Näherung kann davon ausgegangen werden, daß der Druck in der Saugdruckkammer 2 dem Saugdruck und der Druck in der Förderdruckkammer 14 dem am Druckstutzen 15 anstehenden Druck entspricht. Die zwischen beiden Kammern und dem Medium zwischen den Flügeln 8 bestehende Druckdifferenz, sowie die zwischen den beiden Kammern 2 und 14 ans ich bestehende Druckdifferenz wird ausgenutzt, um den drehbar an ei­ nem Bolzen 18 gelagerten Stellring 3 zu verschieben. Die Verschiebung des Stellringes 3 bewirkt eine Verän­ derung der Exzentrizität der Flügelzellenpumpe und da­ mit eine Veränderung des Förderstromes. Der Förder­ strom wird damit selbständig an die Druckdifferenz zwischen Saug- und Förderdruck angepaßt.

Eine Feder 19 in Kombination mit einer Federführung 20 bringt die für eine definierte Lage des Stellringes 3 erforderliche Gegenkraft auf. Die Feder 19 kann dabei an einem beliebigen Ort am Umfang des Stellringes 3 über einen Zapfen 21 angreifen und das gewünschte Ge­ genmoment erzeugen.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, Kombinationen von Federn, z. B. progressive Federn, zu verwenden, um ei­ nen der Motorkennlinie entsprechenden Verlauf des För­ derstromes über Förderdruck und Drehzahl zu erreichen.

Fig. 2 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes Ausfüh­ rungsbeispiel der Flügelzellenpumpe. Der Aufbau ent­ spricht im wesentlichen dem in Fig. 1 gezeigten Bei­ spiel, jedoch ist hier durch eine Verschiebung der Dichtflächen 16 und 17 relativ zum Rotor 10 und der Antriebswelle 9 dafür Sorge getragen, daß die notwen­ dige Federkraft der Feder 19 reduziert wird. Dies wird dadurch erreicht, daß sich durch die Verschiebung der Dichtflächen 16 und 17 die wirksame Fläche, auf die der Differenzdruck wirkt, vermindert und damit sich die angreifende Kraft verringert. Wie ersichtlich wird dadurch das Volumen der Saugdruckkammer 2 im Vergleich zu dem Volumen der Förderdruckkammer 14 vergrößert. Damit ist eine Reduktion der notwendigen Federleistung ohne nachteilige Folgen für die Funktionsfähigkeit der Pumpe möglich. Weiterhin ist es nicht mehr zwingend notwendig, Zu- und Abflußnieren zu verwenden, da das zu fördernde Fluid auch über die Verjüngungen 6, 13 im Stellring 3 zugeführt werden kann.

Claims (6)

1. Regelbare Flügelzellenpumpe als Schmiermittelpumpe für einen druckumlaufgeschmierten Verbrennungsmotor mit einem Gehäuse mit einem Druckstutzen und einem Saugstutzen, mit einem in dem Gehäuse angeordneten, durch eine Antriebswelle angetriebenen, Rotor mit einer Vielzahl von radial verschiebbaren oder schwenkbaren Flügeln, mit einem, um einen Bolzen, schwenkbar gelagerten Stellring, der die Exzentri­ zität des Rotors einstellt und in dem der Rotor ge­ lagert ist, wobei radial am Stellring ein Zapfen vorgesehen ist, der den Stellring bezüglich einer Drehung um den Bolzen gegen das Gehäuse mittels ei­ ner Feder abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite eine Saugdruckkammer (2) durch das Gehäuse (4) und die Außenseite des Stellrings (3) und auf der anderen Seite eine Förderdruckkammer (14) durch den Stellring (3) und das Gehäuse (4) gebildet ist, so daß die Kammern (2, 14) durch den Stellring (3) voneinander getrennt sind, wobei zwi­ schen Stellring (3) und Gehäuse (4) Dichtflächen (16, 17) vorgesehen sind, die die Saugdruckkammer (2) und die Förderdruckkammer (14) gegeneinander abdichten, und wobei die Saugdruckkammer (2) mit den Saugvolumina (7) und die Förderdruckkammer (14) mit den Druckvolumina (11) der Pumpe verbunden ist, und daß weiterhin der Druck in der Saugdruckkammer (2) und der Förderdruckkammer (14) jeweils an ge­ genüberliegenden Außenseiten des Stellrings (3) an­ greifen, wobei eine Differenzdruckänderung zu einer Verschiebung des Stellringes (3) um den Bolzen (18) führt.

2. Regelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (16, 17) diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

3. Regelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtflächen (16, 17) den Stellring (3) in zwei unterschiedlich lange Kreissegmente aufteilen.

4. Regelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtfläche (17) in unmittelbarer Nähe der Drehachse des Stellrings (3) angeordnet ist.

5. Regelbare Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprü­ che 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtfläche (17) in einem Abstand von der Drehachse des Stellringes (3) angeordnet ist, so daß nur ein Teil des Differenzdruckes auf die Ver­ schiebung des Stellringes (3) wirkt.

6. Regelbare Flügelzellenpumpe nach einem der Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die federnde Abstützung des Stellringes (3) durch mehrere und/oder progressive Federn (19) erfolgt.