DE3819030A1 - Oelpumpenanordnung fuer den druckschmieroelkreislauf einer mit unterschiedlichen drehzahlen arbeitenden maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ölpumpenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Betrachtet man den bevorzugten Einsatzfall der Erfindung, nämlich als Ölpumpe zur Versorgung des Schmierölkreislaufs einer ein Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraft­ maschine, so arbeitet die Brennkraftmaschine und damit auch die von ihr angetriebene Ölpumpe in einem relativ großen Drehzahlbereich. Damit bereits bei sehr niedrigen Drehzahlen der Brennkraftmaschine (Leerlaufbetrieb) eine ausreichende Schmierölver­ sorgung derselben, das heißt ein ausreichender Öldruck, sichergestellt ist, muß die Öl­ pumpe für einen hohen Fördergrad ausgelegt sein. Dies bedeutet jedoch eine Überdi­ mensionierung für Betriebsweisen mit höheren Drehzahlen, und übliche Konstruktionen sehen ein Bypaßventil vor, das unter Vermeidung von Druckerhöhungen im Schmiersy­ stem überschüssiges Öl in die Ölwanne oder dergleichen zurückgelangen läßt. Dies wie­ derum bedeutet einen sinnlosen Aufwand an Förderleistung, der zu Lasten des Wirkungs­ grads der Brennkraftmaschine geht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ölpumpenanordnung gemäß dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß mit relativ einfachen und bewährten Mitteln eine Anpassung der von der Pumpe jeweils geförderten Schmierölmenge an den Bedarf, das heißt an die zur Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Schmieröldrucks im Ölsystem erforderliche Ölmenge, erfolgt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkma­ len des Hauptanspruchs, vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beschreiben die Un­ teransprüche.

Bei der Erfindung erfolgt also in vorteilhafter Weise ohne Eingriff in die eigentliche Ölpumpe durch Vorsehen einer variablen, vom jeweiligen Druck im Schmierölsystem eingestellten Übersetzung in der Antriebsverbindung zwischen Brennkraftmaschine und Ölpumpe eine Einstellung des Liefergrads der Ölpumpe in der Weise, daß der Druck im Schmierölsystem konstant gehalten wird. Es ist demgemäß möglich, im besonders kri­ tischen Heißleerlauf-Betrieb der Brennkraftmaschine den Druck durch Einstellung einer Übersetzung auf einem vorgegebenen Wert zu halten, die eine bezüglich der Drehzahl der Brennkraftmaschine relativ hohe Pumpendrehzahl sicherstellt; umgekehrt erfolgt bei Betriebsweisen der Brennkraftmaschine mit hoher Drehzahl in der Antriebsverbindung eine Untersetzung der Drehzahl, so daß auch jetzt die Pumpe nur mit einer Drehzahl betrieben wird, die die Einhaltung des vorgegebenen Druckwerts des Schmieröls im Schmiersystem der Maschine sicherstellt. Damit erübrigen sich - ideale Anpassung vor­ ausgesetzt - zusätzliche Maßnahmen nach Art von Bypaßventilen, die, wie beschrieben, sich nachteilig hinsichtlich des Wirkungsgrads der Brennkraftmaschine auswirken.

Bezüglich der Unteransprüche sei darauf hingewiesen, daß die DE-OS 30 07 640, F 01 P 5/12, einen regelbaren Antrieb für eine Wasserpumpe einer Brennkraftmaschine zeigt, der zwischen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine und der Antriebswelle der Wasserpumpe ebenfalls einen Riementrieb aufweist mit einer axial verstellbaren Rie­ menscheibenwange, deren Verstellung in Abhängigkeit vom Zustand eines die jeweilige Kühlwassertemperatur erfassenden Dehnstoffelements steht. Hier erfolgt also mittels einer in ihrer Übersetzung kontinuierlich veränderbaren Antriebsverbindung eine Rege­ lung der Kühlwassertemperatur durch Beeinflussung der Drehzahl der Kühlwasserpumpe, während es sich bei der Erfindung um ein anderes technisches Gebiet, nämlich die Schmierölversorgung der Maschine, handelt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu­ tert.

Zwischen der Antriebswelle 1 der Ölpumpe 2, bevorzugt einer Außenzahnradpumpe, ei­ nerseits und der Kurbelwelle 3 der im übrigen nicht dargestellten Brennkraftmaschine erkennt man als Antriebsverbindung mit kontinuierlich variabler Übersetzung den Rie­ mentrieb 4, dessen wesentliche Bestandteile die beiden im einzelnen noch zu beschrei­ benden Riemenscheiben 5 und 6 auf den genannten Wellen 1 und 3 sowie der die beiden Riemenscheiben umschließende Riemen 7 sind. Betrachtet man zunächst die Riemen­ scheibe 6, so enthält sie die auf der Kurbelwelle 3 axial und in Umfangsrichtung fest­ gelegte Riemenscheibenwange 6′ sowie die nur in Umfangsrichtung, nicht aber in axia­ ler Richtung auf der Welle 3 festgelegte Riemenscheibenwange 6′′. Diese wird durch Druckfedern 8 in Richtung nach links, das heißt im Sinne einer Annäherung an die feste Riemenscheibenwange 6 und damit im Sinne eines Herausdrängens des Riemens 7, vorgespannt.

Auch die Riemenscheibe 5 weist eine sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung auf der Ölpumpenwelle 1 festgelegte Wange 5′ sowie eine nur in Umfangsrich­ tung, dagegen in axialer Richtung verschiebbar auf der Welle 1 gelagerte Riemenschei­ benwange 5′′ auf. Diese steht mechanisch in Verbindung mit dem auf der Welle 1 in dem Zylinder 9 verschiebbar gelagerten Ringkolben 10, dessen in der Figur rechte Stirnfläche die Öldruckkammer 11 begrenzt, die über den Kanal 12 in der Ölpumpenwelle 1 mit dem Druckraum der Ölpumpe in Verbindung steht. Das Öl in der Kammer 11 übt demgemäß vom jeweiligen Öldruck im Schmiersystem abhängige, durch Pfeile in der Kammer 11 an­ gedeutete, in Richtung auf die feste Riemenscheibenwange 5′ verlaufende Kräfte auf die verschiebbare Riemenscheibenwange 5′′ aus, so daß diese sich bei einem höheren Öldruck in Richtung auf die feste Riemenscheibenwange 5′ unter gleichzeitigem Heraus­ drängen des Riemens 7 im Sinne des Pfeils 13 bewegt, wobei gleichzeitig im Sinne des Pfeils 14 der Riemen 7 im Bereich der anderen Riemenscheibe 6 unter Verlagerung der beweglichen Riemenscheibenwange 6′′ im Sinne des Pfeils 15 entgegen der Wirkung der Federn 8 einen kleineren Radius beschreibt. Dadurch wird bei konstanter Drehzahl der Kurbelwelle 3 die Übersetzung des Riementriebs 4 im Sinne einer Verringerung der Öl­ pumpendrehzahl und damit im Sinne einer Verringerung des von dieser erzeugten Öl­ drucks geändert. Die umgekehrte Wirkung hat eine Verringerung des Öldrucks und da­ mit der auf den Ringkolben 10 wirkenden Druckkräfte in der Kammer 11: Die Druck­ federn 8 erzeugen eine Zugkraft im Riemen 7, die seinen Umschlingungsradius im Be­ reich des Keilriemens 6 zu vergrößern suchen. Wenn dies die Riemenscheibe 5 auf der Ölpumpenwelle 1 zuläßt, was durch Verschiebung der Riemenscheibenwange 5′′ infolge Verringerung des Drucks in der Kammer 11 in der Figur nach rechts möglich wird, ver­ größert sich also der Umschlingungsradius des Riemens im Bereich der Riemenscheibe 6 unter gleichzeitiger Verringerung des Umschlingungsradius im Bereich der Riemenschei­ be 5, und bei konstanter Drehzahl der Kurbelwelle 3 wird die Drehzahl der Ölpumpen­ antriebswelle 1 vergrößert, das heißt, der Öldruck erhöht.

Mit der Erfindung ist also unter Einsatz bewährter Mittel eine Ölpumpenanordnung ge­ mäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs geschaffen, die ohne Eingriff in die eigent­ liche Ölpumpe eine Anpassung der von dieser geförderten Ölmenge an die jeweilige Betriebsweise der Brennkraftmaschine unter Konstanthaltung des Schmieröldrucks gewährleistet.

Claims (4)

1. Ölpumpenanordnung für den Druckschmierölkreislauf einer mit unterschiedlichen Drehzahlen arbeitenden Maschine, insbesondere einer ein Kraftfahrzeug antreibenden Brennkraftmaschine, mit einer Antriebsverbindung zwischen Ölpumpe und Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsverbindung (4) Mittel (5′′, 6′′) zur kontinu­ ierlichen Übersetzungsänderung bei Abweichungen des Istwertes des Schmieröldrucks von seinem Sollwert zugeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsverbindung einen Riementrieb (4) mit zwei mit ihren Durchmessern die Übersetzung bestimmen­ den Keilriemenscheiben (5, 6) enthält, von denen eine Riemenscheibenwange (5′′) zumindest einer der Riemenscheiben (5) bei Abweichungen des Istwerts des Schmier­ öldrucks von seinem Sollwert axial verschiebbar gelagert ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Riemenscheiben­ wange (5′′) in axialer Richtung von dem Istwert des Schmieröldrucks kraftbeauf­ schlagt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer die eine Rie­ menscheibe (5) tragenden Welle (1) ein mit der einen Riemenscheibenwange (5′′) ver­ bundener Ringkolben (10) in einer Kammer (11) gleitend angeordnet und einseitig vom Istwert des Schmieröldrucks beaufschlagt ist, der durch einen Kanal (12) in der Welle (1) übertragen wird.