DE19533686C2 - Regelbare Flügelzellenpumpe als Schmiermittelpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine regelbare Flügelzellenpum­ pe als Schmiermittelpumpe für einen druckumlaufge­ schmierten Verbrennungsmotor nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art.

Aus der DE 30 34 411 A1 ist eine derartige Flügel­ kolbenpumpe bekannt.

Dabei ergibt sich der Nachteil, daß die Federkraft der dort beschriebenen Pumpe zu hoch ist, wodurch die Pum­ pe für den Alltagsbetrieb nicht robust genug ist und eine Beschädigung der Pumpe durch zu hohe Kräfte die Folge sein kann.

Eine weitere Flügelzellenpumpe als Schmiermittelpumpe dieser Art ist 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 ge­ lagerten Stellring bzw. Hubring, dessen Exzentrizität durch das Fördermedium aus dem Druckbereich mittels einer eine federnd vorgespannte Gegenhalterung aufwei­ senden Regeleinrichtung 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 Rotorkör­ pers radial beweglich angeordnet sind. Ein Kanal ver­ bindet 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 Ver­ bindung 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.

Die DE 43 02 610 A1 beschreibt ein Verfahren zum Re­ geln der Pumpleistung von Schmiermittelpumpen sowie eine Schmiermittelpumpe hierfür. Dabei ist eine Tem­ peratur und/oder Drehzahlerfassung als zusätzliche unabhängige Begrenzung der Förderleistung vorgesehen.

Die dort beschriebene Pumpe ist jedoch kompliziert aufgebaut und weist dadurch, wie auch durch die vorge­ sehene zusätzliche Regeleinrichtung, hohe Fertigungs­ kosten auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine regel­ bare Flügelzellenpumpe als Schmiermittelpumpe für ei­ nen druckumlaufgeschmierten Verbrennungsmotor zu schaffen, welche sich durch große Robustheit sowie niedrige Fertigungskosten auszeichnet und deren Feder­ kraft darüber hinaus reduziert ist.

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

Demgemäß zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß die Förder- und die Saugdruckkammer mit den Druck- bzw. Saugvolumina der Pumpe in Verbindung stehen und darüber hinaus die Dichtflächen den Stellring in zwei unterschiedlich lange Kreissegmente aufteilen. Auf­ grund dieses einfachen Aufbaues ergibt sich eine we­ sentlich verringerte Federkraft und dadurch eine robustere Bauweise.

Die Erfindung ist anhand der nachfolgenden Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur zeigt den Aufbau einer erfindungs­ gemäßen Flügelzellenpumpe mit verstellbarer Exzentri­ zität zur Erzeugung 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 Verjüngungen 6 in der Breite des Stellrings 3 in Saugvolumina 7 zwischen Flügeln 8. Durch Drehung der Flügel 8, die über eine Antriebs­ welle 9 und einen damit verbundenen Rotor 10 angetrie­ ben werden, gelangt das zu fördernde Fluid in den Druckbereich. Der Druckbereich entsteht durch abneh­ mende Druckvolumina 11 zwischen den Flügeln 8, Rotor 10 und Stellring 3. Das Medium gelangt darauf über Verjüngungen 13 im Stellring 3 in eine Förderdruck­ kammer 14, die zwischen Stellring 3 und Gehäuse 4 gebildet wird. Das Fluid kann nun über einen Druck­ stutzen 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 an sich bestehen­ de Druckdifferenz wird ausgenutzt, um den drehbar an einem 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.

Es ist auch möglich, Kombinationen von Federn, z. B. progressive Federn, zu verwenden, um einen der Motor­ kennlinie entsprechenden Verlauf des Förderstromes über Förderdruck und Drehzahl zu erreichen.

Durch eine Verschiebung der Dichtflächen 16 und 17 re­ lativ zum Rotor 10 und der Antriebswelle 9 wird dafür Sorge getragen, daß die notwendige Federkraft der Fe­ der 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 ver­ ringert. Wie ersichtlich wird dadurch das Volumen der Saugdruckkammer 2 im Vergleich zu dem Volumen der För­ derdruckkammer 14 vergrößert. Damit ist eine Reduktion der notwendigen Federleistung ohne nachteilige Folgen für die Funktionsfähigkeit der Pumpe möglich.

Es ist nicht notwendig, Zu- und Abflußnieren zu ver­ wenden, da das zu fördernde Fluid über die Verjüngun­ gen 6, 13 im Stellring 3 zugeführt wird.

Claims (4)

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, wobei auf einer Seite eine er­ ste Arbeitsdruckkammer bzw. Saugdruckkammer durch das Gehäuse und die Außenseite des Stellrings und auf der anderen Seite eine zweite Arbeitsdruckkam­ mer bzw. Förderdruckkammer durch den Stellring und das Gehäuse gebildet ist, so daß die Kammern durch den Stellring voneinander getrennt sind und zwi­ schen Stellring und Gehäuse Dichtflächen vorgesehen sind, die die Saugdruckkammer und die Förderdruck­ kammer gegeneinander abdichten, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugdruckkammer (2) mit den Saugvolumina (7) und die Förderdruckkammer (14) mit den Druckvolumi­ na (11) der Pumpe verbunden ist, wobei die Dicht­ flächen (16, 17) den Stellring (3) in zwei unter­ schiedlich lange Kreissegmente aufteilen.

2. Regelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtfläche (17) in unmittelbarer Nähe der Drehachse des Stellrings (3) angeordnet ist.

3. Regelbare Flügelzellenpumpe nach Anspruch 1 oder 2, 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.

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