DE3212334C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Ölpumpe für Zweitakt-Verbrennungsmotoren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche, kompakt aufgebaute Ölpumpe ist aus der DE-OS 30 25 002 bekannt. Bei dieser Ölpumpe ist für den in dem Verteiler axialbeweglich gelagerten Kolben zum Fördern der gewünschten Ölmenge ein feststehendes, im Querschnitt dreieckiges Bauteil am Gehäuseboden für den Verteilerkörper angeordnet, das eine geneigte Steuerfläche aufweist, durch welche der Kolben bei Rotation des Verteilerkörpers axial hin- und herbewegt wird. Der an seinem Umfang verzahnte Verteilerkörper wird durch eine Schnecke angetrieben, die wiederum mit einer Drehzahl angetrieben wird, die der Drehzahl des zu versorgenden Zweitaktmotors proportional ist. Dadurch wird der Zweitaktmotor in Abhängigkeit von seiner Drehzahl mit einer entsprechend größeren Ölmenge versorgt, wenn seine Drehzahl und damit diejenige der Ölpumpe höher ist. Diese bekannte Ölpumpe ist am besten für Zweitaktmotoren kleinerer Leistung geeignet, wie sie hauptsächlich für Kleinkrafträder eingesetzt werden, da das Gemisch aus Öl und Benzin auch bei Maximalleistung dieser Motoren ausreicht. Bei Zweitaktmotoren höherer Leistung, wie sie zum Beispiel bei Motorrädern eingesetzt werden, muß eine bessere Abstimmung des genannten Gemisches vorliegen, wenn diese Motoren bei maximaler Leistung betrieben werden.

In der US-Patentschrift 41 21 559 ist eine Ölpumpe für Zweitaktmotoren beschrieben, die sowohl motordrehzahlabhängig als auch mittels der aus den Motorzylindern austretende Abgase, das heißt durch deren Druck, gesteuert wird. Diese bekannte Ölpumpe hat eine voluminöse, baulich und kostenmäßig aufwendige Baugröße. Erstens ist der den einzigen und zentral gelegenen Förderkolben aufweisende Verteilerkörper mit einem zusätzlichen, radial relativ großen Zahnrad versehen, das von einer Schnecke angetrieben wird, die wiederum motordrehzahlabhängig angetrieben wird, und zweitens ist eine beidseitig federbelastete Membran vorgesehen, die mit einem Keilbauteil verbunden ist, dessen geneigte Fläche eine Steuerfläche bildet, an der ein axialer Fortsatz des Förderkolbens ständig anliegt. Zur Ausbildung einer geneigten Steuerkurve für den normalen Hub des Förderkolbens ist in diesem ein die Steuerkurve aufweisendes Ringteil zugeordnet, auf dem ein radialer Stift des Förderkolbens gleitet, wobei der axiale Fortsatz des Förderkolbens das Ringteil zentral durchdringt. Somit wird der endgültige Hub des Förderkolbens durch dieses Ringteil und durch das Keilbauteil bestimmt. Das Keilbauteil vergrößert dabei den Förderkolbenhub, wenn sich der Motorabgasdruck zum Beispiel aufgrund vorangegangener Drosselklappenventilöffnung erhöht hat, so daß eine größere Ölmenge gefördert wird.

Aus der US-Patentschrift 19 24 738 ist eine hydraulische Kraftübertragungseinheit mit einer Regeleinrichtung der Axialkolbenbauart mit Schrägscheibe beschrieben, wobei die Schrägscheibe einstellbar ist, um die Leistung der Regeleinrichtung einzustellen. Durch die im Verhältnis zum Durchmesser des die Förderkolben enthaltenden Verteilerkörpers wesentlich größere Schrägscheibe und durch den seitlich neben dem Verteilerkörper angeordneten Verstellnocken ergibt sich eine platzraubende Konstruktion für die Hubsteuerung des Förderkolben. Da die Kraftübertragungseinrichtung nicht für den Betrieb eines Verbrennungsmotors bestimmt ist, wird sie nicht durch dessen Parameter gesteuert, sondern die Einstellung des erwähnten Verstellnockens erfolgt durch einen Handhebel.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung einer Ölpumpe der einleitend angeführten Art dahingehend, daß sie bei kompakter Bauweise eine Anpassung der Ölförderleistung auch an die Vergaserleistung des Motors oder eine andere, die Motorleistung steuernde Einrichtung erlaubt.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem Patentanspruch 1 angeführt.

Die erfindungsgemäße Konstruktion für die Steuerung der Ölmenge, mit welcher der Zweitaktmotor zusätzlich auch bei sich öffnender Drosselklappe zu versorgen ist, ist besonders kompakt und einfach aufgebaut, so daß der Platzbedarf hierfür minimal ist und das Pumpengehäuse nur geringfügig größer zu sein braucht. Die Einfachheit dieser Konstruktion bedingt des weiteren eine sichere Funktion sowie niedrige Herstellungs- und Wartungskosten für die Konstruktionsteile und damit für die Ölpumpe. Ein wesentliches Merkmal für die genannten Vorteile ist darin zu sehen, daß auch die andere Seite des den Hub der Förderkolben bestimmenden Bauteiles als Steuerfläche mit herangezogen ist.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in den anliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf die vom Deckel befreite, erfindungsgemäße Pumpe,

Fig. 2 einen lotrechten Hauptschnitt durch die Pumpe nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 ein Diagramm der von der erfindungsgemäßen Pumpe bei einer Drehung geförderten Ölmenge nach Maßgabe der Winkellagen des Nockens.

Nach den Figuren umfaßt die Ölpumpe ein Gehäuse (1), in dem ein lotrechter Zylindersitz für einen Verteilerkörper (2) und ein waagerechter Zylindersitz für eine Schnecke 3 herausgearbeitet sind, deren Achsen sich kreuzen.

Der Verteilerkörper 2 hat äußerlich die Form eines einfachen zylindrischen Zahnrades, das bei 4 mit den eigenen Zähnen in die Schnecke 3 eingreift und drei zylindrische Bohrungen 5 mit gleichem Abstand zueinander aufweist. Die Achse jeder Bohrung bzw. Zylinders 5 verläuft zu derjenigen des Verteilerkörpers parallel, jedoch in kurzem Abstand zu dieser. Jeder Zylinder 5 nimmt einen Kolben 6 auf, der normal durch eine Feder 7 in Richtung des Bodens des Gehäuses 1 gedrückt wird, die in einer Erweiterung 5 des Verteilerkörpers 2 gelagert ist. Die Kolben 6 werden letztlich gegen ein Bauteil 8 gedrückt, das einstellbar zwischen dem Boden des Gehäuses 1 und dem Verteilerkörper 2 angebracht ist.

Der Verteilerkörper 2 ist endseits ohne Zapfen und in seinem Gehäusesitz drehbar gelagert. Die Lagerung des Verteilerkörpers 2, der keine definierte Drehachse hat, erfolgt somit lediglich durch die Anlage der eigenen Zähne 2′ an der Gehäuseumfangswand, und zwar mit geeigneter Toleranz der Zähne zu der genannten Umfangswand.

Die Schnecke 3 ist in einem eigenen Sitz gelagert und ragt daraus mit einem prismatischen Teil 9 hervor, an dem ein mechanischer Antrieb angreift, wodurch dessen Rotation auf die Schnecke 3 und damit auf den Verteilerkörper 2 übertragen wird.

Das einstellbare Bauteil 8 besteht aus einem flachen, viereckigen Einsatzstück von rechteckiger Form, hat also Blockform und ist an seinem einen Ende an einem Zapfen 10 angelenkt, der sich durch den Bodenbereich des Gehäuses 1 erstreckt, und stützt sich an seinem anderen Ende mit seiner den Kolben 6 entgegengesetzten Seite auf einem Nocken 11 ab. Der Nocken 11 ist an einer Spindel 12 ausgebildet, die um ihre Achse verdrehbar ist und von einem Kulissenhebel 13 angetrieben wird. Der Hebel 13 wird seinerseits von einer Schraubenfeder 14 (Fig. 3) zurückgezogen und an seinem Ende 15 durch ein Kabel 16 (Fig. 2) betätigt. Das Kabel 16 ist mit dem Antrieb des Gasventils des Vergasers oder mit einem gleichartigen Antriebsmechanismus für die Leistung des (nicht dargestellten) Motors verbunden.

Die Spindel 12 besitzt einen Haltering 17 (Fig. 3), der in einer Rille der Spindel eingefügt ist und das Durchsickern des Öls aus der Pumpe verhindert. In eine zweite Rille der Spindel 12 greift ein Zapfen 18, ein, der das Herausfallen der Spindel 12 aus dem Gehäuse 1 verhindert.

Das blockförmige, schwenkbare Bauteil 8, gegen dessen erste Steuerfläche die Kolben 6 durch die Wirkung der Federn 7 gedrückt werden, wird stets fest mit der weiteren Steuerfläche, die der ersten Steuerfläche gegenüberliegt, gegen den Nocken 11 gedrückt, um die Kolben 6 zu steuern.

Die Pumpe ist durch einen Deckel 19 vervollständigt, der das Gehäuse 1 verschließt und gegen dessen ebene Innenwand der Verteilerkörper 2 mit seiner ebenfalls ebenen Stirnfläche unter dem Druck der Federn 7 anliegt. Der Deckel 19 wird von einer Speiseleitung 20 für das zu pumpende Öl, von einem Ablaßrohr 21 für das gepumpte Öl und von einem von der Leitung 20 abgezweigter Kanal 22 durchsetzt, der am Umfang des Sitzes für den Verteilerkörper 2 endet.

Im Betrieb setzt die Schnecke 3 den Verteilerkörper 2 im Innern des eigenen Sitzes in Rotation, der infolge des Kanals 22 vom gleichen zu pumpenden Öl überströmt wird (das auch den Sitz der Schnecke 3 anfüllt, so daß alle Organe des Getriebes in einem Ölbad gehalten werden), wodurch das Arbeiten der Pumpe bewirkt wird. Mit dem Verteilerkörper 2 rotieren auch die Zylinder 5 mit den Kolben 6, wobei die Kolben 6 von den Federn 7 nach unten gedrückt werden, wenn der entsprechende Zylinder 5 mit der Speiseleitung 20 in Verbindung steht, um das Ansaugen von Öl im oberen Teil des Zylinders 5 durchzuführen. Von hier aus wird dann das Öl zur Ablaßleitung 21 gedrückt, während, wenn der besagte Zylinder 5 mit dieser Leitung 21 in Verbindung steht, das Bauteil 8 den entsprechenden Kolben 6 nach oben drückt.

Auf der Innenseite des Deckels 19 münden die Leitungen 20 und 21 in Öffnungen 23 und 24 ein, die so ausgebildet sind, daß sie der Ansaugperiode oder dem Zulauf der Ölmenge durch die Kolben entsprechen. Ein automatisches Ventil mit einer Kugel 25 und einer Feder 26, die in der Ablaufleitung 21 eingesetzt sind, verhindert, daß das Öl zurückläuft, auch wenn der Motor längere Zeit stillsteht.

Jeder Stellung des Antriebes des Gasventils des Vergasers oder einer ähnlichen Vorrichtung entspricht im Betrieb des Motors und der beschriebenen Ölpumpe eine Stellung des Kabels 16 und infolgedessen des Hebels 13, der Spindel 12, des Nockens 11 und der ersten ebenen Steuerfläche des schwenkbaren Bauteiles 8. Jeder Winkelstellung dieser Steuerfläche entspricht andererseits ein von den Kolben 6 verschiedener Nutzhub und damit bei gleicher Motordrehzahl eine dem Motor zugeführte verschiedene Menge an Schmieröl.

Bei größter Öffnung des Gashebels muß die geförderte Ölmenge der Schmierung des Motors bei höchster Belastung entsprechen. Es müssen somit alle Organe der Pumpe und insbesondere der Nocken 11 sowie die Durchmesser und die Zahl der Zylinder 5 so angepaßt sein, daß die abgegebene Ölmenge genau derjenigen entspricht, die für die Schmierung des Motors bei höchster Belastung erforderlich ist. Bei maximaler Öffnung des Gashebels befindet sich das Bauteil 8 stets in seiner größten Schräglage; somit führt jeder pumpende Kolben 6 seinen maximalen Pumpenhub vom unteren Totpunkt bis zur obersten Totpunktstellung aus.

Wenn die größte Neigung des Nockens α Grade beträgt und der Durchmesser des von den Achsen der Kolben 6 durchlaufenen Umfangs gleich C ist, kann man leicht erkennen, daß der Pumpenhub H jedes Kolbens sich mit

H=C · sin α

ergibt. Wenn die Kolben der Zahl N vorhanden sind und der Radius ihres Kreisquerschnittes gleich R ist, beträgt die bei jeder Umdrehung des umlaufenden Verteilerkörpers 2 gepumpte theoretische Ölmenge Q

Q=π · R² · HN

Wenn der Gashebel fortschreitend geschlossen wird, senkt sich der Nocken 11 bei der Drehung der Spindel 12 ab, wodurch der Arbeitshub der Kolben 6 in den Zylindern 5 verringert wird, wodurch wiederum eine Verminderung der gepumpten Ölmenge Q bewirkt wird.

In der Fig. 4 ist eine mögliche Veränderungskurve der Ölmenge Q nach Maßgabe des Drehwinkels α der Spindel 12 oder mit größerer Annäherung nach Maßgabe des Öffnungsgrades des Gasventils dargestellt. Da das Gesetz für die Öffnung des Gasventils von aerodynamischer Art ist, während dasjenige der Ölpumpe volumetrischer Art ist, ist die Kurve nach Fig. 4 nicht gradlinig, sondern nach oben gekrümmt.

Bei der Planung wird die Form des Nockens 11 entsprechend der Geometrie der Verbindungen zwischen dem Gasventil und der Spindel 12 und unter Berücksichtigung der besonderen Erfordernisse jedes Motors bestimmt. Gegebenenfalls wird auch die Kurve in der Fig. 4 korrigiert, indem die erste und zweite Steuerfläche des Bauteiles 8 verändert oder gekrümmt wird, stets im Bestreben, die für jede Stellung des Gasventils des Motors geeignetesten Ölmengen vorzusehen.

Die hier beschriebenen drei Zylinder 5 mit den Kolben 6 können offensichtlich auch in anderer Anzahl vorhanden sein.

Claims (3)

1. Ölpumpe für Zweitakt-Verbrennungsmotoren, die einen mittels einer Schnecke rotierend antreibbaren, zylindrischen, in einer Gehäusebohrung gelagerten Verteilerkörper aufweist, dessen seine Lagerfläche in der Gehäusebohrung bildende Umfangsfläche eine Schneckenradverzahnung aufweist, in die die Schnecke eingreift, und der mit wenigstens einer parallel zu seiner Drehachse beabstandet angeordneten Zylinderbohrung versehen ist, in der sich ein auf der einen Endseite des Verteilerkörpers vorgesehener Kolben mittels eines Bauteils mit geneigter Steuerfläche bei Überwindung einer Federkraft axial hin- und herbewegt, wobei die Füllung und Entleerung der Zylinderbohrung auf der anderen Endseite des Verteilerkörpers erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (8) blockförmig ausgebildet ist und eine weitere Steuerfläche aufweist, die seiner ersten Steuerfläche gegenüberliegt, daß das Bauteil (8) an seinem einen Ende (10) angelenkt und an seinem anderen, dem genannten einen Ende gegenüberliegenden Ende auf der weiteren Steuerfläche durch einen an einer Spindel (12) angeordneten Nocken (11) betätigbar ist und daß die Drehverstellung der Spindel (12) durch mit der Drosselklappe des Motorvergasers oder mit einer anderen, die Motorleistung steuernden Einrichtung verbundene Einstellmittel (13, 15, 16) einstellbar ist.

2. Ölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflächen des blockförmigen Bauteiles (8) eben ausgebildet sind.

3. Ölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflächen des blockförmigen Bauteiles (8) gekrümmt ausgebildet sind.