DE3837599C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zahnradpumpe mit einem mehrteiligen Pumpengehäuse, in dem in unterschiedlichen Gehäuseteilen zwei Zahnradpaare nebeneinander angeordnet sind gemäß den weiteren im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Eine Zahnradpumpe der gattungsgemäßen Bauart ist aus der DE 37 51 190 bekannt. Sie umfaßt für jedes Zahnradpaar besondere Lagergehäuse, die insgesamt in einen Gehäusemantel eingesetzt sind, der an beiden Stirnseiten durch Gehäusedeckel verschlossen ist. In einem Gehäusedeckel ist dabei der Steuerschieber angeordnet.

Die Verwendung von besonderen Lagergehäusen für die Zahnräder führt zu einer Teilevielfalt und zu einer Pumpenkonstruktion deren Herstellung und Montage besonders aufwendig ist.

Des weiteren ist der Steuerschieber so ausgelegt, daß der Mengendurchsatz der Pumpe bei einem bestimmten Druck schlagartig verringert wird. Eine derartige Mengensteuerung ist daher für eine bedarfsmäßige Steuerung der Ölmenge, wie dies im Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine erforderlich ist, nicht geeignet.

Des weiteren ist aus der US 45 02 854 ein Steuerschieber für eine Mehrfach-Zahnradpumpe bekannt, von dem aus nacheinander beide Pumpen abgesteuert werden. Dabei ist der Steuerschieber jedoch nicht so ausgebildet, daß die von der jeweils abgesteuerten Pumpe geförderte Flüssigkeit zur Verringerung der Förderleistung zur Saugseite der anderen Pumpe gesteuert wird.

Schließlich ist aus der DE-PS 9 20 107 eine Zahnradpumpe mit zwei im Pumpengehäuse gelagerten Zahnrradpaaren bekannt. Die Zahnradpaare besitzen einen gemeinsamen Saugraum und getrennte Druckräume sowie von diesen getrennt abführende Druckausgänge. Von Nachteil ist, daß bei dieser Zahnradpumpe keine Möglichkeit besteht, die Fördermenge zu ändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zahnradpumpe zu schaffen, mit welcher eine feinfühlige Anpassung der Fördermenge an die Drehzahl einer Brennkraftmaschine möglich ist und deren Aufbau, insbesondere der des Steuerschiebers einfach ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Zahnradpumpe einschließlich des Steuerschiebers wird eine feinfühlige Steuerung der Fördermenge erreicht, weshalb die erfindungsgemäße Zahnradpumpe in vorteilhafter Weise zur Förderung von Schmieröl im Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine geeignet ist. Das Pumpengehäuse besteht nur aus wenigen Einzelteilen und in Verbindung mit dem einteilig ausgeführten Steuerschieber wird hierdurch einerseits die Herstellung der Zahnradpumpe und andererseits ihre Montage vereinfacht.

Schließlich wird durch die Ausbildung des Steuerschiebers gemäß den gekennzeichneten Merkmalen noch erreicht, daß die abgesteuerte Fördermenge ganz oder teilweise aus dem Förderkreis abgeführt oder unmittelbar in den Saugraum der Pumpe zurückgefördert wird. Da diese Absteuerung der Fördermenge weitgehend drucklos erfolgt, wird hierdurch gleichzeitig Antriebsleistung eingespart.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Zahnradpumpe ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. 1 die Zahnradpumpe in einer Ansicht auf die Antriebsseite bei abgenommenem Gehäusedeckel und

Fig. 2 die Zahnradpumpe aus Fig. 1 im Schnitt ge­ mäß den Linien II-II.

Die erfindungsgemäße Zahnradpumpe 1 besitzt ein dreigeteil­ tes Pumpengehäuse, das sich aus einem scheibenförmigen Gehäusemittelteil 2 und den an beiden Breitseiten des Ge­ häusemittelteiles 2 angeflanschten Gehäusedeckeln 3 und 4 zusammensetzt. Die vorzugsweise zur Förderung von Schmier­ öl in den Schmierölkreislauf einer Brennkraftmaschine be­ stimmte Zahnradpumpe 1 besitzt zur Förderung des Schmier­ öles zwei im Pumpengehäuse parallel angeordnete Zahnrad­ paare 5 und 6, von denen in Fig. 2 nur die getriebenen Zahnräder 7 und 8 dargestellt sind und von denen das Zahn­ radpaar 5 im Gehäusemittelteil 2 und das Zahnradpaar 6 innerhalb des Gehäusedeckels 4 angeordnet ist. In Fig. 1 ist neben dem getriebenen Zahnrad 8 das mit diesem im äuße­ ren Kämmeingriff stehende antreibende Zahnrad 9 dargestellt. Vorgesehen ist, daß jeweils die antreibenden Zahnräder als auch die getriebenen Zahnräder auf gemeinsamen Wellen 10 bzw. 11 gelagert sind. Für beide Zahnradpaare ist inner­ halb des Pumpengehäuses ein gemeinsamer Saugraum 12 vor­ gesehen, von dem ein Ansaugstutzen 13 zu einer nicht dar­ gestellten, im Schmierölvorrat eingetauchten Ansaugglocke abgeführt ist. Das von den Zahnradpaaren 5 und 6 aus dem gemeinsamen Saugraum 12 entnommene Schmieröl wird in Druck­ räume 14 und 15 gefördert, die durch eine Gehäusewand 16 voneinander getrennt sind. Die von beiden Zahnradpaaren 5 und 6 geförderten Schmierölteilmengen 12 werden einem ge­ meinsamen Druckausgang 17 zugeführt. Die Gesamtfördermenge der Zahnradpumpe setzt sich somit aus den einzelnen Teilför­ dermengen der beiden Zahnradpaare 5 und 6 zusammen. Der Druckausgang 17 ist dabei innerhalb der im Gehäusemittelteil 2 angegossenen Befestigungskonsole 18 verlegt. Während die vom Zahnradpaar 5 geförderte Schmierölteilmenge als Primärstrom den Schmierölkreislauf ständig mit Schmieröl versorgt, wird zur Änderung der Schmierölmenge die von dem Zahnradpaar 6 geförderte Teilmenge über einen Steuerschieber 19 gesteuert in den Schmierölkreislauf eingespeist. Der Steuerschieber 19 ist in einer innerhalb des Gehäusedeckels 3 angeordneten Steuerbohrung 20 verschiebbar eingesetzt. An die Steuerbohrung 20 ist das Zahnradpaar 6 über einen vom Druckraum 15 abführenden Druckkanal 21 angeschlossen. An die Steuerbohrung 20 ist ferner der Druckraum 14 durch die Verbindungsöffnung 22, der Saugraum 12 durch die Verbindungsöffnung 23 und zur Begrenzung der Fördermenge eine Absteuerbohrung 24 angeschlossen. Zur Steuerung der vom Zahnradpaar 6 geförderten Schmierölmenge besitzt der Steuerschieber 19 einen ersten Steuerkolben 25, einen zweiten Steuerkolben 26 und einen dritten Steuerkolben 27. Der erste Steuerkolben 25 und der dritte Steuerkolben 27 befinden sich an beiden längsseitigen Enden des Steuerschiebers 19 und dienen gleichzeitig zu dessen Führung in der Steuerbohrung 20. Vom zweiten Steuerkolben 26 wird die Verbindung zwischen Druckkanal 21 und Druckraum 14 bzw. die Verbindung zwischen Druckraum 15 und Absteuerbohrung 24 gesteuert. Der dritte Steuerkolben 27 hat die Aufgabe, die Verbindung zwischen dem Druckraum 14 und dem Saugraum 12 zu steuern. Zwischen dem zweiten Steuerkolben 26 und dem dritten Steuerkolben 27 weist der Steuerschieber 19 eine Querbohrung 28 auf, von der eine Längsbohrung 29 abgeführt ist, die in eine vom ersten Steuerkolben 25 und dem Gehäusedeckel 3 begrenzten Steuerraum 30 mündet. Die Stellbewegungen des Steuerschiebers 19 werden durch eine Feder 31 beeinflußt, die am dritten Steuerkolben 27 und an einer in die Steuerbohrung 20 eingeschraubten Federstütze 32 gehalten ist. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, den Steuerschieber über ein Elektromagnetventil in Abhängigkeit von bestimmten vorgegebenen Betriebsparametern der Brennkraftmaschine zu steuern. An Stelle der Bohrungen 28, 29 kann der Steuerraum 30 auch durch eine Bohrung 33 in einer Gehäusewand direkt mit dem Druckraum 14 verbunden werden.

In Fig. 2 ist der Steuerschieber 19 in seiner Ausgangslage bei abgestellter Brennkraftmaschine dargestellt. Der zweite Steuerkolben 26 befindet sich in einer Stellung, in der die Verbindung zwischen Druckkanal 21 und Absteueröffnung 24 ver­ schlossen, dagegen die Verbindung zwischen Druckkanal 21 und Druckraum 14 geöffnet ist. Der Steuerschieber 27 nimmt eine Lage ein, in der die Verbindung zwischen Druckraum 14 und Saugraum 12 getrennt ist. In der Start- und Leerlaufphase des Motors wird somit die von beiden Zahnradpaaren 5 und 6 geförderte Schmierölmenge in den Schmierölkreislauf eingespeist. Mit zunehmender Drehzahl steigt der Druck im Druckraum 14 an. Über die Bohrungen 28 und 29 gelangt Drucköl in den Steuerraum 30. Hierdurch wird der Steuerschieber entgegen der Wirkung der Feder 31 verschoben, wobei sich der Durchlaßquerschnitt des Druckkanales 21 verkleinert, so daß ein Teil der Schmierölmenge vom Druckkanal 21 über ein Rückschlagventil 34 in den Druckraum 14 zugesteuert wird. Die Verbindung zwischen Druckraum 14 und Saugraum 12 bleibt weiterhin getrennt. Mit zunehmender Drehzahl bewegt sich der Steuerschieber in eine Stellung, in der vom zweiten Steuerkolben 26 die Verbindung zwischen Druckkanal 21 und Druckraum 14 gesperrt, jedoch zwischen Druckkanal 21 und Abströmöffnung 24 geöffnet ist. Das von dem Zahnradpaar 6 geförderte Schmieröl wird dann ausschließlich über die Absteueröffnung unmittelbar in den Schmierölvorrat oder den Saugraum zurückgeführt. Bei weiter steigendem Druck wird ein Teil der vom Zahnradpaar 5 geförderten Menge über die Verbindungsöffnung 23 in den Saugraum 12 abgesteuert. Mit Erreichen des Höchstdrucks nimmt der Steuerschieber die durch strichpunktierte Linien angedeutete Endlage ein. In dieser Endlage sind die beiden Druckräume 14 und 15 untereinander als auch mit dem Saugraum 12 und der Absteueröffnung 24 verbunden. Hierdurch wird eine Begrenzung der von beiden Zahnradpaaren 5 und 6 geförderten maximalen Schmierölmenge erreicht, in dem eine Teilmenge durch die Absteueröffnung 24 direkt in den Schmierölvorrat und durch die Verbindungsöffnung 23 in den Saugraum 12 abgesteuert wird.

Claims (4)

1. Zahnradpumpe mit einem mehrteiligen Pumpengehäuse, in dem in unterschiedlichen Gehäuseteilen zwei Zahnradpaare nebeneinander angeordnet sind, die mit einem gemeinsamen Saugraum und voneinander getrennten Druckräumen verbunden sind, von denen ein erster Druckraum einen gemeinsamen Druckausgang aufweist, wobei das mit diesem ersten Druckraum verbundene Zahnradpaar ständig eine Teilmenge einer Förderflüssigkeit in einen Kreislauf fördert und der Druckraum des anderen Zahnradpaares mit diesem ersten Druckraum durch einen Druckkanal verbunden ist, in dem ein vom Druck im Kreislauf beaufschlagter Steuerschieber angeordnet ist, der eine Verbindungsöffnung zwischen beiden Druckräumen sowie eine Absteuerbohrung steuert und der in einem Gehäusedeckel des Pumpengehäuses angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Zahnradpaar (5) in einem Gehäusemittelteil (2) und das andere Zahnradpaar (6) in einem dem Gehäusedeckel (3) zur Aufnahme des Steuerschiebers (19) gegenüberliegenden Gehäusedeckel (4) angeordnet ist,
daß der Steuerschieber (19) einteilig ausgebildet ist und einen einen mit dem Druckraum (14) über eine Steuerbohrung (28, 29, 33) in Verbindung stehenden Steuerraum (30) begrenzenden ersten Steuerkolben (25), sowie einen zweiten Steuerkolben (26) zur Steuerung der Verbindung zwischen Druckkanal (21) und Pumpenaußenseite (24) bzw. Druckraum (14) und einen dritten Steuerkolben (27) zur Steuerung der Verbindung (23) zwischen Druck- (14) und Saugraum (12) aufweist,
daß der zweite Steuerkolben (26) zwischen einer ersten, die Pumpenaußenseite (24) zum Druckraum (14) und zum Druckkanal (21) hin vollkommen abtrennende Endstellung und einer zweiten, den Druckraum (14), den Druckkanal (21) und die Pumpenaußenseite (24) miteinander verbindende Endstellung stufenlos verschiebbar ist,
daß der dritte Steuerkolben (27) zwischen einer die Verbindung (23) zwischen Saugraum (12) und Druckraum (14) verschließenden ersten Endstellung und einer diese Verbindung (23) maximal freigebenden zweiten Endstellung stufenlos verschiebbar ist, wobei die erste Endstellung des zweiten Steuerkolbens (26) der ersten Endstellung des dritten Steuerkolbens (27) und die zweite Endstellung des Steuerkolbens (26) der zweiten Endstellung des dritten Steuerkolbens (27) entspricht und wobei der Abstand zwischen dem zweiten Steuerkolben (26) und dem dritten Steuerkolben (27) derart vorgesehen ist, daß dann, wenn durch den dritten Steuerkolben (27) nur ein geringer Querschnitt in der Verbindung (23) zwischen Saugraum (12) und Druckraum (14) freigegeben ist, die Verbindung (22) zwischen dem Druckraum (14) und dem Druckkanal (21) bzw. der Pumpenaußenseite (24) durch den zweiten Steuerkolben (26) noch verschlossen ist.

2. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerschieber (19) im Bereich zwischen dem zweiten und dritten Steuerkolben (26, 27) mit einer Querbohrung (28) versehen ist, von der eine Längsbohrung (29) zu dem Steuerraum (30) abgeführt ist und daß die Bohrungen (28, 29) Dämpferfunktion haben.

3. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (14) mit dem Steuerraum (30) über eine Gehäusebohrung (33) verbindbar ist.

4. Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkanal (21) über ein Rückschlag-Ventil (34) mit dem Druckraum (14) in Verbindung steht.