DE4319098A1 - Ölpumpe für einen Verbrennungsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Ölpumpen für Verbrennungs­ motoren.

Eine bekannte Ölpumpe enthält eine Vielzahl von Pumpkol­ ben, deren jeder Öl zu einer anderen Stelle des Motors pumpt. Die Kolben sind sämtlich an einer gemeinsamen Platte oder einem gemeinsamen Element befestigt, so daß sie sich mit diesem bewegen. Ein Solenoid-Tauchkolben ist mit der Platte verbunden, um die Platte zu bewegen.

Die Erfindung stellt eine Schmiermittelpumpe zur Versor­ gung eines Verbrennungsmotors mit Schmiermittel bereit.

Die Pumpe umfaßt ein Gehäuse, das eine Pumpenkammer, einen mit der Pumpenkammer kommunizierenden und zur Kom­ munikation mit einer Schmiermittelquelle vorgesehenen Einlaß, einen mit der Pumpenkammer kommunizierenden und zur Kommunikation mit dem Verbrennungsmotor vorgesehenen Auslaß und zumindest teilweise eine Fluidkammer festlegt, eine Fluid unter Druck bereitstellende Fluidquelle, eine Einrichtung, die wahlweise und alternativ eine Kommunika­ tion der Fluidkammer mit der Fluidquelle zuläßt und ver­ hindert, und eine Pumpeinrichtung, die als Reaktion auf die Kommunikation der Fluidkammer mit der Fluidquelle Schmiermittel in die Pumpenkammer saugt, und Schmier­ mittel aus der Pumpenkammer heraustreibt, wenn die Fluid­ kammer nicht mit der Fluidquelle kommuniziert.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Schmier­ mittelpumpe, umfassend ein Gehäuse, das eine erste Boh­ rung mit einer ersten Achse und eine zweite Bohrung mit einer in Abstand von und parallel zu der ersten Achse verlaufenden zweiten Achse festlegt, ein Pumpelement, das von dem Gehäuse gehalten ist, derart, daß es eine wech­ selseitige Bewegung relativ zu dem Gehäuse in Richtung der Achsen ausführen kann, einen ersten Kolben, der ver­ schiebbar in der ersten Bohrung aufgenommen ist, der mit dem Gehäuse zur Festlegung eines ersten Pumphohlraums mit änderbarem Volumen zusammenwirkt und der zur gemeinsamen Bewegung mit dem Element mit letzterem in Verbindung steht, und einen zweiten Kolben, der verschiebbar in der zweiten Bohrung aufgenommen ist, der mit dem Gehäuse zur Festlegung eines zweiten Pumphohlraums mit änderbarem Volumen zusammenwirkt und der zur gemeinsamen Hin- und Herbewegung mit dem Element und zur begrenzten Bewegung relativ zu dem Element und quer zu der zweiten Achse mit dem Element in Verbindung steht.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Schmier­ mittelpumpeinrichtung oder -baugruppe, umfassend ein Ge­ häuse, das eine Pumpenkammer begrenzt, die einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, ein eisenhaltiges Element, das von dem Gehäuse derart gehalten ist, daß es relativ dazu zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist, wobei sich das Element als Reaktion darauf, daß Schmiermittel in die Pumpenkammer strömt, zu der ersten Stellung bewegt, und wobei sich das Element zu der zwei­ ten Stellung bewegt, wenn kein Schmiermittel in die Pum­ penkammer strömt, einen von dem Gehäuse gehaltenen Magne­ ten, einen Hall-Effekt-Schalter, der von dem Gehäuse ge­ halten ist, derart, daß dann, wenn das Element in der zweiten Stellung ist, Magnetfluß von dem Magneten sich zu dem Hall-Effektschalter erstreckt, so daß der Hall- Effekt-Schalter in einem ersten Zustand ist, und daß das Element, wenn es in der ersten Stellung ist, den Magnet­ fluß von dem Magneten kurzschließt, so daß sich der Ma­ gnetfluß nicht zu dem Hall-Effekt-Schalter erstreckt und der Hall-Effekt-Schalter in einem zweiten Zustand ist, eine Pumpeinrichtung zum Einsaugen von Fluid in die Pum­ penkammer und zum Heraustreiben von Fluid aus der Pumpen­ kammer und eine die Pumpeinrichtung zum Ansaugen veran­ lassende Einrichtung, die die Pumpeinrichtung dazu veran­ laßt, in Betrieb zu gehen, wenn der Hall-Effekt-Schalter länger als eine vorbestimmte Zeitperiode in seinem ersten Zustand ist.

Ein Hauptgesichtspunkt der Erfindung liegt in der Bereit­ stellung einer Ölpumpe, bei der die Bewegung der Pumpkol­ ben durch Druckluft veranlaßt wird. Ein Solenoid bzw. Elektromagnet wird lediglich zum Öffnen des Druckluftein­ lasses herangezogen. Dies erfordert erheblich weniger elektrische Energie als es bei herkömmlichen Konstruktio­ nen der Fall ist.

Ein weiterer Hauptgesichtspunkt der Erfindung ist die "lose" Verbindung der Kolben zu dem Pumpelement oder der Platte. Hierdurch sind Variationen oder Abweichungen hin­ sichtlich der Abstände zwischen den Kolbenbohrungen zu­ lässig. Auch der Fluidkolben ist separat von dem Pumpele­ ment ausgebildet. Dies hat zur Folge, daß die Gehäuse­ teile nicht exakt ausgerichtet sein müssen.

Ein weiterer Hauptgesichtspunkt der Erfindung betrifft die oben beschriebene Einrichtung, wobei die Pumpe zum Ansaugen veranlaßt wird, wenn der Hall-Effekt-Schalter eingeschaltet ist, d. h. wenn Magnetfluß von dem Magneten sich zu dem Hall-Effekt-Schalter erstreckt. Diese Anord­ nung ist präziser als herkömmliche Anordnungen.

Andere Gesichtspunkte, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden für den Fachmann aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeich­ nungen ersichtlich.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Außenbordmotors, bei dem die Erfindung verwirklicht ist,

Fig. 2 eine schematische Ansicht des Verbrennungsmotors, des Luftkompressors und der Ölpumpe des Außenbord­ motors,

Fig. 3 in einer Seitenansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 die Ölpumpe an dem Ende eines Pumphubs,

Fig. 4 in einer Ansicht entsprechend der Fig. 3 die Öl­ pumpe am Ende eines Rückhubs,

Fig. 5 eine Ansicht längs der Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 eine Ansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 5,

Fig. 7 eine Draufsicht auf einen der Kolben und

Fig. 8 eine Teilseitenansicht auf den Kolben gemäß Fig. 7.

Bevor ein Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben wird, ist darauf hinzuweisen, daß die Erfin­ dung nicht auf die Details der Konstruktion und die An­ ordnung von Komponenten beschränkt ist, wie es im folgen­ den beschrieben oder in den Zeichnungen illustriert ist. Die Erfindung kann in anderen Ausführungsformen verwirk­ licht und in unterschiedlichen Weisen ausgeführt werden. Ferner wird darauf hingewiesen, daß die hier verwendete Terminologie dem Zweck der Erläuterung und der Beschrei­ bung dient und nicht beschränkend ausgelegt werden soll. So betrifft die Bezeichnung Bohrung nicht nur durch Boh­ ren hergestellte Ausnehmungen oder Löcher, sondern bohr­ lochartige Ausnehmungen schlechthin.

In Fig. 1 ist ein die Erfindung umfassender Außenbordmo­ tor 10 dargestellt. Der Außenbordmotor 10 umfaßt einen Propeller 14 und einen mit dem Propeller 14 über einen konventionellen Antriebsstrang 22 in Antriebsverbindung stehenden Verbrennungsmotor 18. Bei dem gezeigten Motor 18 handelt es sich um einen Sechszylinder-Zweitaktmotor, der - wie in Fig. 2 gezeigt - sechs Kurbelgehäusekammern 26 enthält. Der Motor 18 weist ferner drei Ölpassagen 30 auf, von denen jede mit einem betreffenden Paar von Kur­ belgehäusekammern 26 in Verbindung steht. Eine derartige Anordnung ist in der am 11. Februar 1991 eingereichten US-Anmeldung mit der Serial No. 654 088 offenbart, auf die Bezug genommen wird. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, umfaßt der Motor 18 ferner eine elektronische Steuerein­ heit 34, die, abgesehen von nachstehenden Erläuterungen, von konventioneller Bauart ist.

Der Außenbordmotor 10 umfaßt darüber hinaus einen Druck­ lufterzeuger oder Luftkompressor 38, der von dem Motor 18 angetrieben wird. Wie Fig. 3 zeigt, weist der Luftkom­ pressor 38 einen Auslaß 42 auf, der Druckluft mit einem im wesentlichen konstanten Druck von 80 psi, entsprechend
551,6×10³ N/m², bereitstellt.

Der Außenbordmotor 10 umfaßt ferner eine Schmiermittel­ pumpe oder Ölpumpe 50 für die Ölzuführung zu dem Motor 18. Die Pumpe 50 umfaßt ein Gehäuse 54 (Fig. 3), das bei der gezeigten Konstruktion eine erste oder mittlere Achse 58 hat und einen oberen Gehäuseteil 62 sowie einen unter­ en Gehäuseteil 66 aufweist. Der obere Gehäuseteil 62 legt einen zentralen Durchgang oder eine erste oder zentrale Bohrung 70 fest, die auf der mittleren Achse 58 zentriert ist. Der obere Gehäuseteil 62 legt ferner eine zweite Bohrung 74, eine dritte Bohrung 76 und eine vierte Boh­ rung 78 fest (vgl. Fig. 2), welche eine jeweilige zweite Achse 84, dritte Achse 86 und vierte Achse 88 haben. Die Bohrungen 74, 76 und 78 haben einen geringfügig größeren Durchmesser als die Bohrung 70. Jede der Achsen 84, 86 und 88 verläuft in einem Abstand von der Achse 58 paral­ lel zu der Achse 58. Bei der gezeigten Konstruktion lie­ gen die Achsen 84, 86 und 88 in gleichen Abständen von­ einander auf einem Kreis, der bezüglich der Achse 58 zentriert ist. Der obere Gehäuseteil 62 legt ferner Aus­ lässe 90, 94, 96 und 98 fest, die mit den Bohrungen 70, 74, 76 bzw. 78 in Verbindung stehen. Jeder der Auslässe 90, 94, 96 und 98 beinhaltet ein Absperrventil oder Rück­ schlagventil 100, welches einen Ölfluß aus der Bohrung heraus erlaubt und welches verhindert, daß Öl in die Boh­ rung hineinfließt (vgl. Fig. 3). Wie aus Fig. 2 zu erse­ hen ist, steht der Auslaß 90 mit dem Luftkompressor 38 in Verbindung, um Öl an diesen abzugeben, und jeder der Aus­ lässe 94, 96 und 98 steht mit einer betreffenden Passage 30 in Verbindung, um Öl in die jeweilige Passage 30 ein­ zuleiten.

Der untere Gehäuseteil 66 wirkt mit dem oberen Gehäuse­ teil 62 zur Festlegung einer Pumpenkammer 104 zusammen, welche die Durchlässe oder Bohrungen 70, 74, 76 und 78 und ein gemeinsames Ölreservoir 108 enthält. Der untere Gehäuseteil 66 legt ferner einen Öleinlaß 112 und einen Einlaßkanal oder eine Einlaßpassage 116 fest, die den Einlaß 112 mit der Pumpenkammer 104 verbindet. Der Einlaß 112 steht mit einer geeigneten Schmiermittelquelle oder Ölquelle 118 in Verbindung (vgl. Fig. 3). In der Passage 116 ist nahe dem Einlaß 112 ein Ventilsitz 120 vorgese­ hen. Der untere Gehäuseteil 66 legt ferner einen Kanal oder eine Bohrung 124 fest, die sich von der Pumpenkammer 104 nach unten erstreckt und in bezug auf die Achse 58 zentriert ist. Wenngleich die Bohrung 70 in dem oberen Gehäuseteil und die Bohrung 124 in dem unteren Gehäuse­ teil allgemein koaxial angeordnet sind, läßt die Kon­ struktion der Pumpe 50 gewisse Abweichungen hinsichtlich der Ausrichtungen ihrer Achsen zu. Dies wird im weiteren noch erklärt. Eine Entlüftungsöffnung 128 und ein Luft­ einlaß 132 stehen mit der Bohrung 124 in Verbindung. Der Einlaß 132 ist mit dem Auslaß 42 des Luftkompressors 38 verbunden.

Die Pumpe 50 umfaßt ferner einen Fluidkolben 136 (vgl. Fig. 3), der von dem unteren Gehäuseteil 66 gleitbeweg­ lich in der Bohrung 124 gehalten ist. Der Fluidkolben 136 wirkt mit dem unteren Gehäuseteil 66 zusammen, um eine Fluidkammer 140 zu begrenzen, die mit dem Einlaß 132 in Verbindung steht. Die Fluidkammer 140 hat ein variables Volumen, welches bei Aufwärtsbewegung des Fluidkolbens 136 größer wird, und welches bei der Abwärtsbewegung des Fluidkolbens 136 kleiner wird. In Abstand voneinander an dem Fluidkolben 136 angeordnete O-Ringe 144 liegen in ab­ dichtender Weise an dem unteren Gehäuseteil 66 an. Der obere O-Ring 144 ist im gesamten Bewegungsbereich des Fluidkolbens 136 oberhalb der Entlüftungsöffnung 128 po­ sitioniert, und der untere O-Ring 144 ist in dem gesamten Bewegungsbereich des Fluidkolbens 136 unterhalb der Ent­ lüftungsöffnung 128 positioniert. Der Grund hierfür wird im weiteren noch erklärt.

Die Pumpe 50 umfaßt ferner eine Einrichtung zur wahlwei­ sen und alternativen Öffnung und Schließung des Einlasses 132 und somit zur wahlweisen und alternativen Zulassung und Verhinderung der Kommunikation der Fluidkammer 140 mit dem Auslaß 42 des Luftkompressors 38. Eine derartige Einrichtung umfaßt einen Solenoid 148 oder einen Elektro­ magneten 148, der von dem Gehäuse gehalten ist. Der Elek­ tromagnet 148 umfaßt ein Gehäuse 152, welches eine Spule 156 hält (vgl. Fig. 4). Das Gehäuse 152 legt eine Entlüf­ tungspassage 160 fest, die ein inneres Ende 164 (Fig. 3) hat. Der Elektromagnet 148 weist ferner einen Kolben oder Tauchkern 168 auf, der zwischen einer rechten Position oder Schließstellung oder einer linken Position oder Öff­ nungsstellung bewegbar ist. In der Schließstellung schließt der Tauchkern 168 den Einlaß 132 und hat dabei einen Abstand zu dem inneren Ende 164 der Entlüftungspas­ sage 160, so daß Luft aus der Fluidkammer 140 durch den Ringraum zwischen dem Tauchkern 168 und der Spule 156 und durch die Passage 160 entweichen kann. In der Öffnungs­ stellung schließt der Tauchkern 168 die Passage 160, wo­ bei er einen Abstand zu dem Einlaß 132 hat, so daß Luft durch den Einlaß 132 in die Fluidkammer 140 eintreten kann und nicht durch die Passage 160 entweichen kann. Der Tauchkern 168 ist zu seiner Schließstellung hin vorge­ spannt, und die Aktivierung des Elektromagneten 148 hat zur Folge, daß sich der Tauchkern 168 in die Öffnungs­ stellung bewegt.

Die Pumpe 50 umfaßt ferner eine Pumpeinrichtung zur För­ derung von Öl in die Pumpenkammer 104, wenn die Fluidkam­ mer 140 mit dem Luftkompressor 38 kommuniziert, und zum Herausdrücken von Öl aus der Pumpenkammer 104, wenn die Fluidkammer 140 nicht mit dem Luftkompressor 38 kommuni­ ziert. Diese Pumpeinrichtung umfaßt vorzugsweise Mittel zum Einziehen von Öl in die Pumpenkammer 104 als Reaktion auf die Aufwärtsbewegung des Fluidkolbens 136 und zum Herausdrücken von Öl aus der Pumpenkammer 104 als Reak­ tion auf die Abwärtsbewegung des Fluidkolbens 136. Genau­ er gesagt weist die Pumpeinrichtung ein Pumpelement oder eine Platte 170 auf (Fig. 3), die beweglich in der Pum­ penkammer 104 und insbesondere in dem Ölreservoir 108 angeordnet ist. Das Pumpelement 170 ist separat von dem Fluidkolben 136 ausgebildet, und die Unterseite des Pum­ penelementes 170 greift an dem oberen Ende des Fluidkol­ bens 136 an. Eine Feder 174 erstreckt sich zwischen dem oberen Gehäuseteil 62 und dem Pumpenelement 170 und spannt das Pumpenelement 170 nach unten hin und in Kon­ takt mit dem Fluidkolben 136. Die Feder 174 spannt auf diese Weise den Fluidkolben 136 nach unten hin vor. Da das Pumpelement 170 separat von dem Fluidkolben 136 aus­ gebildet ist, bedarf es nicht unbedingt einer exakten Ausrichtung des oberen Gehäuseteils und des unteren Ge­ häuseteils zueinander.

Die Pumpeneinrichtung weist ferner einen ersten Kolben 180, einen zweiten Kolben 184, einen dritten Kolben 186 und einen vierten Kolben 188 auf (Fig. 2 und 3), die gleitbeweglich in den Bohrungen 70, 74, 76 bzw. 78 aufge­ nommen sind. Jeder Kolben 180, 184, 186 oder 188 wirkt mit dem oberen Gehäuseteil 62 zur Festlegung eines jewei­ ligen Pumphohlraums 190 mit variablem Volumen (Fig. 4) zusammen, der oberhalb des Kolbens positioniert ist und mit dem zugeordneten Auslaß 80, 84, 86 oder 88 in Verbin­ dung steht. Der Kolben 180 ist fest mit dem Pumpenelement 170 verbunden, so daß er sich gemeinsam mit dem Pumpele­ ment 170 bewegen kann. Jeder der Kolben 184, 186 und 188 ist mit dem Pumpelement 170 derart verbunden, daß er eine gemeinsame wechselseitige Bewegung damit, eine begrenzte Bewegung relativ zu dem Pumpelement 170 und quer zu der Kolbenachse ausführen kann. Genauer gesagt ist jeder der Kolben 184, 186 und 188 derart mit dem Pumpelement 170 verbunden, daß er eine begrenzte Relativbewegung dazu so­ wohl radial als auch winkelmäßig in bezug auf die Achse 58 ausführen kann. Die Kolben 184, 186 und 188 sind im wesentlichen identisch ausgebildet (mit der Ausnahme, daß der Kolben 180 einen geringfügig kleineren Durchmesser als die anderen Kolben hat) , und nur der Kolben 184 wird nachstehend detailliert beschrieben.

Der Kolben 184 hat (vgl. Fig. 3, 4, 5, 7 und 8) einen unteren Teil 200 mit einem vergrößerten Durchmesser, einen mittleren Teil 204 mit einem vergrößerten Durchmes­ ser und einen oberen Teil 208 mit einem vergrößerten Durchmesser. Der Kolben 184 hat ferner einen unteren Teil 212 mit einem verkleinerten Durchmesser, wobei der Teil 212 den unteren Teil 200 mit einem vergrößerten Durchmes­ ser und den mittleren Teil 204 mit einem vergrößerten Durchmesser verbindet. Der Kolben 184 hat darüber hinaus einen oberen Teil 216 mit einem verkleinerten Durchmes­ ser, wobei dieser Teil 216 den mittleren Teil 204 mit vergrößertem Durchmesser und den oberen Teil 208 mit ver­ größertem Durchmesser verbindet. Jeder der Teile 200, 204, 208 und 212 ist allgemein zylindrisch. Der obere Teil 216 mit verkleinertem Durchmesser hat andererseits einen kreuzförmigen Querschnitt. Der mittlere Teil 204 mit vergrößertem Durchmesser hat einen geringfügig klei­ neren Durchmesser als die zugeordnete Bohrung, so daß Öl zwischen dem mittleren Teil 204 mit vergrößertem Durch­ messer und dem oberen Gehäuseteil 62 fließen kann. Der obere Teil 208 mit vergrößertem Durchmesser weist eine sich radial nach innen erstreckende Aussparung oder Kerbe 220 auf (vgl. Fig. 7 und 8). Der Grund für das Vorsehen der Ausnehmung 220 wird im weiteren noch erklärt.

In dem Pumpelement 170 ist für jeden der äußeren Kolben 184, 186 und 188 eine sich radial nach innen erstreckende Aussparung oder Kerbe 224 vorgesehen (vgl. Fig. 5 und 6). Die Aussparungen 224 sind im wesentlichen identisch, und nur die dem Kolben 184 zugeordnete Aussparung 224 wird detailliert beschrieben.

Die Ausnehmung 224 hat einen oberen Abschnitt 228 und einen unteren Abschnitt 232. Der obere Abschnitt 228 ist enger als der untere Abschnitt 232. Auf diese Weise ist eine Stufe oder Schulter 236 (Fig. 5) zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt der Aussparung 224 gebildet. Der obere Abschnitt 228 der Ausnehmung 224 konvergiert radial nach innen hin zu einem Nacken oder Engpaß 240 (vgl. Fig. 6), über den hinaus der obere Abschnitt der Aussparung 224 allgemein kreisförmig wird und eine Weite hat, die geringfügig größer als die Weite an dem Engpaß ist.

Der durchmesserreduzierte untere Teil 212 des Kolbens 184 ist in dem oberen Abschnitt 228 der Aussparung 224 aufge­ nommen, und der untere durchmesservergrößerte Teil 200 des Kolbens 184 ist in dem unteren Abschnitt 232 der Aus­ nehmung 224 aufgenommen. Der untere Teil 200 mit ver­ größertem Durchmesser des Kolbens 184 greift an die Schulter 236 an, um eine Aufwärtsbewegung des Kolbens 184 relativ zu dem Pumpelement 170 zu verhindern, und der mittlere Teil 204 mit vergrößertem Durchmesser des Kol­ bens 184 greift an die obere Fläche des Pumpelements 170 an, um eine Abwärtsbewegung des Kolbens 184 relativ zu dem Pumpelement 170 zu verhindern. Der Durchmesser des unteren Teils mit verkleinertem Durchmesser des Kolbens 184 ist geringfügig größer als die Weite des oberen Aus­ sparungsabschnittes 228 an dessen Engpaß, und der Kolben 184 oder das Pumpelement 170 oder sowohl der Kolben 184 und das Pumpelement 170 sind elastisch, so daß der Kolben 184 in die Aussparung 224 einschnappt. Der Durchmeser des unteren durchmesserverminderten Teils des Kolbens 184 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser des kreisförmigen Bereichs des oberen Aussparungsabschnitts 228, und der Durchmesser des unteren Teils 200 mit vergrößertem Durch­ messer des Kolbens 184 ist geringfügig kleiner als die Weite des unteren Aussparungsabschnittes, so daß eine Re­ lativbewegung zwischen dem Kolben 184 und dem Pumpelement 170 stattfinden kann.

Ein O-Ring 250 (vgl. Fig. 7 und 8) ist an jedem der Kolben 180, 184, 186 und 188 zwischen dem mittleren Teil mit vergrößertem Durchmesser und dem oberen Teil mit vergrößertem Durchmesser in der Weise angeordnet, daß er den oberen Teil 216 mit verkleinertem Durchmesser umgibt. Die O-Ringe 250 sind im wesentlichen identisch, nur der O-Ring 250, der dem Kolben 180 zugeordnet ist, wird de­ tailliert beschrieben.

Die Dicke des O-Ringes 250 ist wesentlich kleiner als die Höhe des oberen Teils 216 mit verkleinertem Durchmesser, so daß der O-Ring 250 relativ zu dem Kolben 180 zwischen einer (in den Fig. 4 und 8 gezeigten) oberen Position, in der der O-Ring 250 an dem oberen Teil 208 mit vergrößer­ tem Durchmesser angreift, und einer (in Fig. 3 gezeigten) unteren Position beweglich ist, in der der O-Ring 250 an dem mittleren Teil 204 mit vergrößertem Durchmesser an­ greift. Die Kombination des kreisringförmigen O-Rings 250 und des kreuzförmigen oberen Teils 216 mit verkleinertem Durchmesser führt zu Abständen oder Zwischenräumen zwi­ schen der Innenseite des O-Rings 250 und dem oberen Teil 216 mit verkleinertem Durchmesser.

Während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 118 sitzt der O- Ring 250 - wie in Fig. 3 gezeigt - an dem mittleren Teil 204 mit vergrößertem Durchmesser an und wirkt als Dich­ tung zwischen dem mittleren Teil 204 mit vergrößertem Durchmesser und dem oberen Gehäuseteil 62. Dies hat zur Folge, daß Öl während der Aufwärtsbewegung des Kolbens 180 nicht an dem O-Ring 250 vorbeiströmen kann. Öl in dem Pumphohlraum 190 oberhalb des Kolbens 180 muß daher wäh­ rend der Aufwärtsbewegung des Kolbens 180 über den Auslaß 90 abfließen. Ein solcher Ölfluß ist in Fig. 3 durch Pfeile gekennzeichnet.

Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 180 sitzt der O- Ring 250 - wie in Fig. 8 gezeigt - an dem oberen Teil 208 mit vergrößertem Durchmesser, und Öl kann an der Innen­ seite des O-Rings 250 und durch die Aussparung 220 in dem oberen Teil 208 mit vergrößertem Durchmesser fließen. Ein derartiger Ölfluß ist in den Fig. 7 und 8 durch Pfeile angedeutet. Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 180 kann daher Öl um den mittleren Teil 204 mit vergrößertem Durchmesser nach oben hin in den O-Ring 250 - und nach außen durch die Aussparung 220 zu dem Pumphohlraum 190 oberhalb des Kolbens 180 fließen. Das vorstehend Be­ schriebene gilt in entsprechender Weise für die Kolben 184, 186 und 188.

Die Pumpe 50 umfaßt ferner ein eisernes Ventilelement 260 (vgl. Fig. 3), das gleitbeweglich in der Einlaßpassage 116 aufgenommen ist, damit es sich zwischen einer ersten oder linken Stellung (vgl. Fig. 3), in der das Element 260 außer Eingriff mit dem Ventilsitz 120 ist, und einer zweiten oder rechten Stellung (vgl. Fig. 4), in der das Element 260 mit dem Ventilsitz 120 im Eingriff steht, beweglich ist. Der Einlaß 112 ist somit offen, wenn das Element 260 in seiner linken Position ist, wohingegen der Einlaß 112 geschlossen ist, wenn das Element 260 in seiner rechten Stellung ist. Eine Feder 264 spannt das Element 260 zu dem Ventilsitz 120 hin vor. Als Reaktion auf einen Ölfluß in die Pumpenkammer 104 bewegt sich das Element 260 in Richtung auf seine linke Stellung von dem Ventilsitz 120 weg. Bei Abwesenheit eines Ölflusses in die Pumpenkammer 104 bewegt sich das Element 260 in seine rechte Stellung, um in Eingriff mit dem Ventilsitz 120 zu kommen.

Die Pumpe 50 umfaßt ferner einen Magneten 270 (vgl. Fig. 3), der von dem unteren Gehäuseteil 66 auf einer Seite der Einlaßpassage 116 gehalten ist, und einen Hall- Effekt-Schalter 280, der von dem unteren Gehäuseteil 66 auf der entgegengesetzten Seite der Einlaßpassage 116 gehalten ist. Wenn das Ventilelement 260 in seiner rech­ ten Stellung ist, d. h. wenn kein Öl in die Pumpenkammer 104 fließt, erstreckt sich der Fluß von dem Magneten 270 zu dem Hall-Effekt-Schalter 280, so daß der Schalter 280 eingeschaltet - oder in einem ersten Zustand ist. Wenn das Ventilelement 260 in seiner linken Position ist, d. h. wenn Öl durch die Passage 116 strömt, dann schließt das Element 260 den Fluß von dem Magneten 270 kurz, so daß der Fluß sich nicht zu dem Schalter 280 erstreckt, wo­ durch der Schalter 280 ausgeschaltet - oder in einem zweiten Zustand ist. Es sollte beachtet werden, daß eine Luftströmung durch die Passage 116 das Element 260 nicht weit genug von dem Ventilsitz 120 wegbewegen kann, um den Schalter 280 auszuschalten. Mit anderen Worten ausge­ drückt bedeutet dies, daß sich das Element 260 nicht in Folge einer Luftströmung durch die Passage 116 in seine erste oder linke Position bewegen wird.

Während des Normalbetriebs des Motors 18 aktiviert die elektronische Steuereinheit 34 periodisch den Elektro­ magneten 148, um den Lufteinlaß 132 zu öffnen. Der erhöh­ te Druck in der Fluidkammer 140 bewirkt, daß sich der Fluidkolben 136, das Pumpelement 170 und die Kolben 180, 184, 186 und 188 nach oben hin bewegen. Die Aufwärtsbewe­ gung der Kolben 180, 184, 186 und 188 hat zur Folge, daß Öl durch die Auslässe 90, 94, 96 und 98 gedrückt wird. Die Aufwärtsbewegung des Pumpelementes 170 hat zur Folge, daß Öl durch die Einlaßpassage 116 in die Pumpenkammer 104 gesaugt wird. Ein solcher Ölfluß durch die Passage 116 bewegt das Element 260 in seine linke Stellung. Dies hat zur Folge, daß der Schalter 280 ausgeschaltet wird, und die elektronische Steuereinheit 34 erhält dadurch die Information, daß Öl in die Pumpenkammer 104 fließt. Wenn die elektronische Steuereinheit 34 das Solenoid oder den Elektromagneten 148 wieder inaktiv schaltet, schließt der Tauchkern 168 den Lufteinlaß 132, und Luft in der Fluid­ kammer 140 entweicht durch den Elektromagneten 148 in der oben beschriebenen Weise. Durch den verminderten Druck in der Fluidkammer 140 kann die Feder 174 die Kolben 180, 184, 186 und 188, das Pumpelement 170 und den Fluidkolben 136 nach unten hin zu ihren untersten Stellungen hin be­ wegen. Die Abwärtsbewegung des Pumpelementes 170 hat zur Folge, daß Öl an dem Pumpelement 170 (von unterhalb des Pumpelements 170 nach oberhalb des Pumpelements 170) vor­ bei und dann nach oben in die O-Ringe 250 zu den Pump­ hohlräumen 190 oberhalb der Kolben 180, 184, 186 und 188 gedrückt wird. Auf diese Weise werden die Pumphohlräume 190 mit Öl gefüllt. Die Pumpe 50 ist dann zu einem weite­ ren Pumphub bereit.

Sollte schließlich Öl an dem oberen O-Ring 144 vorbei oder Luft an dem unteren O-Ring 144 vorbei entweichen, so wird dieses Leckfluid (Öl oder Luft) durch die Entlüf­ tungsöffnung 128 ausströmen, anstatt an dem anderen O-Ring 144 vorbeizuströmen und sich mit dem anderen Fluid zu mischen.

Während des Startens des Motors 18 kann die Pumpe 50 an­ fänglich Luft durch den Einlaß 112 ansaugen. Dies könnte eine unzulängliche Schmierung zur Folge haben. Zur wirk­ samen Vermeidung einer derartigen unzureichenden Schmie­ rung sind Mittel zum Anfüllen der Pumpe 50 vorgesehen. Falls die elektronische Steuereinheit 34 feststellt, daß der Schalter 280 länger als eine vorbestimmte Zeitperiode eingeschaltet gewesen ist (d. h., daß das Element 260 in seiner rechten Stellung gewesen ist, in der angezeigt wird, daß kein Öl durch die Passage 116 strömt), dann aktiviert und deaktiviert die elektronische Steuereinheit 34 schnell den Elektromagneten 148, bis der Schalter 280 ausgeschaltet ist (d. h. bis sich das Element 260 in seine linke Position bewegt, wodurch angezeigt wird, daß Öl durch die Passage 116 strömt). Die elektronische Steuer­ einheit 34 kehrt dann wieder zu dem Normalbetrieb der Pumpe 50 zurück.

Verschiedene Merkmale der Erfindung sind in den Patentan­ sprüchen dargelegt.

Claims (20)

1. Schmiermittelpumpe zur Abgabe eines Schmiermittels an einen Verbrennungsmotor (18), gekennzeichnet durch

• - ein Gehäuse (54), das eine Pumpenkammer (104), einen mit der Pumpenkammer (104) kommunizierenden und zur Kommunikation mit einer Schmiermittelquelle (118) eingerichteten Einlaß (112), einen mit der Pumpen­ kammer (104) kommunizierenden und zur Kommunikation mit dem Verbrennungsmotor (18) eingerichteten Auslaß (90, 94, 96, 98) und zumindest teilweise eine Fluid­ kammer (140) festlegt,
• - eine Fluid unter Druck bereitstellende Fluidquelle (38),
• - eine Einrichtung, die wahlweise und alternativ eine Kommunikation der Fluidkammer (140) mit der Fluid­ quelle (38) zuläßt und verhindert,
• - und eine Pumpeinrichtung, die als Reaktion auf die Kommunikation der Fluidkammer (140) mit der Fluid­ quelle (38) Schmiermittel in die Pumpenkammer (104) saugt, und welche Schmiermittel aus der Pumpenkammer (104) heraustreibt, wenn die Fluidkammer (140) nicht mit der Fluidquelle (38) kommuniziert.

2. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fluidquelle (38) eine Druckluftquelle ist.

3. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fluidkammer (140) einen mit der Fluidquelle (38) kommunizierenden Einlaß (132) hat und die wahlweise und alternativ eine Kommunikation der zwischen der Fluidkammer (140) und der Fluidquelle (38) zulassende Einrichtung eine Einrichtung (148, 168) zur wahlweisen und alternativen Öffnung und Schließung des Einlasses (132) umfaßt.

4. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Einrichtung zur wahlweisen und al­ ternativen Öffnung und Schließung des Einlasses (132) einen von dem Gehäuse (54) gehaltenen Elektromagneten (148) umfaßt, der einen Tauchkern (168) aufweist, wel­ cher relativ zu einer Stellung, in der der Tauchkern (168) den Einlaß (132) schließt, bewegbar ist.

5. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tauchkern (168) zu der Schließstellung hin vorgespannt ist und daß die Betätigung des Elektromagneten (148) zur Folge hat, daß sich der Tauchkern (168) von der Schließstellung wegbewegt.

6. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen verschiebbar von dem Gehäuse (54) gehalte­ nen Fluidkolben (136), der mit dem Gehäuse (54) zur Festlegung der Fluidkammer (140) zusammenwirkt, wobei die Fluidkammer (140) ein variables Volumen hat, das sich als Reaktion auf die Bewegung des Fluidkolbens (136) in eine Richtung vergrößert und das sich als Reaktion auf die Bewegung des Fluidkolbens (136) in die entgegengesetzte Richtung verkleinert, und wobei die Pumpeinrichtung eine Einrichtung (170) umfaßt, welche Schmiermittel auf die Bewegung des Fluidkolbens (136) in die eine Richtung hin in die Pumpenkammer (104) saugt und welche Schmiermittel auf die Bewegung des Fluidkolbens (136) in die entgegengesetzte Rich­ tung hin aus der Pumpenkammer (104) heraustreibt.

7. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Pumpeinrichtung ein beweglich in der Pumpenkammer (104) aufgenommenes Pumpelement (170) - und eine Einrichtung zur Bewegung des Pumpelementes (170) in die eine Richtung als Reaktion auf die Bewe­ gung des Fluidkolbens (136) in die eine Richtung auf­ weist.

8. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Fluidkolben (136) gesondert von dem Pumpelement (170) ausgebildet ist.

9. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (174), welche den Fluidkolben (136) in die genannte entgegengesetzte Richtung vor­ spannt.

10. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (54) ferner eine erste Boh­ rung (70) mit einer ersten Achse (58) und eine zweite Bohrung (74) mit einer zweiten Achse (84) festlegt, die parallel zu der ersten Achse (58) verläuft und einen Abstand davon aufweist, wobei die Bohrungen (70, 74) teilweise die Pumpenkammer (104) definieren, und daß die Pumpeinrichtung ein Pumpelement (170), welches relativ zu dem Gehäuse (54) in Richtung der Achsen (58, 84) hin- und herbewegbar von dem Gehäuse (54) gehalten ist, einen in der ersten Bohrung (70) verschiebbar aufgenommenen ersten Kolben (180), der mit dem Gehäuse (54) zur Festlegung eines ersten Pumphohlraums (190) mit änderbarem Volumen zusammen­ wirkt und an dem Element (170) für eine gemeinsame Bewegung damit angeschlossen ist, und einen in der zweiten Bohrung (74) verschiebbar aufgenommenen zwei­ ten Kolben (184) umfaßt, der mit dem Gehäuse (54) zur Festlegung eines zweiten Pumphohlraums (190) mit änder­ barem Volumen zusammenwirkt und an dem Element (170) für eine gemeinsame Bewegung damit und für eine begrenz­ te Bewegung relativ zu dem Element (170) und quer zu der zweiten Achse (84) angeschlossen ist.

11. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein eisenhaltiges Element (260), welches von dem Gehäu­ se (54) gehalten ist, derart, daß es sich relativ dazu zwischen einer ersten und zweiten Stellung bewegen kann, daß es sich als Reaktion darauf, daß Schmiermittel in die Pumpenkammer (104) strömt, zu der ersten Stellung bewegt und daß es sich zu der zweiten Stellung bewegt, wenn kein Schmiermittel in die Pumpenkammer (104) strömt, einen von dem Gehäuse (54) gehaltenen Magneten (270), einen Hall-Effekt-Schalter (280), der von dem Gehäuse (54) derart gehalten ist, daß dann, wenn sich das Ele­ ment (260) in der zweiten Stellung befindet, Magnetfluß von dem Magneten (270) sich zu dem Hall-Effekt-Schalter (280) erstreckt, so daß der Hall-Effekt-Schalter (280) in einem ersten Zustand ist, und daß das Element (260) den Magnetfluß von dem Magneten (270) kurzschließt, wenn es in der ersten Stellung ist, so daß sich der Magnetfluß nicht zu dem Hall-Effekt-Schalter (280) er­ streckt und letzterer in einem zweiten Zustand ist, und eine Einrichtung, die die Pumpeinrichtung dazu veran­ laßt, in Betrieb zu gehen, wenn der Hall-Effekt-Schal­ ter (280) länger als eine vorbestimmte Zeitperiode in seinem ersten Zustand ist.

12. Schmiermittelpumpe, gekennzeichnet durch

• - ein Gehäuse (54), das eine erste Bohrung (70) mit einer ersten Achse (58) und eine zweite Bohrung (74) mit einer in Abstand von und parallel zu der ersten Achse (58) verlaufenden zweiten Achse (84) festlegt,
• - ein Pumpelement (170), das von dem Gehäuse (54) derart gehalten ist, daß es eine wechselseitige Bewegung relativ zu dem Gehäuse (54) in Richtung der Achsen (58, 84) ausführen kann,
• - einen ersten Kolben (180), der verschiebbar in der ersten Bohrung (70) aufgenommen ist, der mit dem Gehäuse (54) zur Festlegung eines ersten Pumphohl­ raums (190) mit änderbarem Volumen zusammenwirkt und der zur gemeinsamen Bewegung mit dem Element (170) mit letzterem in Verbindung steht, und
• - einen zweiten Kolben (184), der verschiebbar in der zweiten Bohrung (74) aufgenommen ist, der mit dem Gehäuse (54) zur Festlegung eines zweiten Pumphohl­ raums (190) mit änderbarem Volumen zusammenwirkt und der zur gemeinsamen wechselseitigen Bewegung mit dem Element (170) und zur begrenzten Bewegung relativ zu dem Element (170) und quer zu der zwei­ ten Achse (84) mit dem Element (170) in Verbindung steht.

13. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Pumpelement (170) auf der ersten Achse (58) zentriert ist und daß der zweite Kolben (184) derart an dem Pumpelement (170) angeschlossen ist, daß er eine begrenzte Bewegung relativ dazu so­ wohl radial als auch winkelmäßig relativ zu der ersten Achse (58) ausführen kann.

14. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (54) ferner eine dritte Bohrung (76) mit einer in Abstand von und parallel zu der ersten Achse (58) und der zweiten Achse (84) ver­ laufenden dritten Achse (86) begrenzt, und daß die Pumpe ferner einen in der dritten Bohrung (76) ver­ schiebbar aufgenommenen dritten Kolben (186) umfaßt, der mit dem Gehäuse (54) zur Festlegung eines dritten Pumphohlraums (190) mit änderbarem Volumen zusammen­ wirkt und an dem Element (170) angeschlossen ist, derart, daß er eine gemeinsame Bewegung mit dem Ele­ ment (170) und eine begrenzte Bewegung relativ zu dem Element (170) und quer zu der dritten Achse (86) aus­ führen kann.

15. Schmiermittelpumpe nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gehäuse (54) ferner eine Pumpenkam­ mer (104) begrenzt, welche die Pumphohlräume (190) aufweist, und daß die Pumpe ferner umfaßt:
ein eisenhaltiges Element (260), das von dem Gehäuse (54) gehalten ist, derart, daß es relativ dazu zwi­ schen einer ersten und einer zweiten Stellung beweg­ bar ist und daß sich das Element (260) als Reaktion darauf, daß Schmiermittel in die Pumpenkammer (104) strömt, zu der ersten Stellung bewegt, und sich zu der zweiten Stellung bewegt, wenn kein Schmiermittel in die Pumpenkammer (104) strömt, einen von dem Ge­ häuse (54) gehaltenen Magneten (270) , einen Hall- Effekt-Schalter (280), der von dem Gehäuse (54) ge­ halten ist, derart, daß sich Magnetfluß von dem Ma­ gneten (270) zu dem Hall-Effekt-Schalter (280) er­ streckt und der Hall-Effekt-Schalter (280) in einem ersten Zustand ist, wenn das Element (260) in der zweiten Stellung ist, und daß das Element (260) den Magnetfluß von dem Magneten (270) kurzschließt, wenn das Element (260) in der ersten Stellung ist, so daß sich der Magnetfluß nicht zu dem Hall-Effekt-Schalter (280) erstreckt und der Hall-Effekt-Schalter (280) in einem zweiten Zustand ist, und eine Einrichtung, die die Pumpeinrichtung (170) dazu veranlaßt, in Betrieb zu gehen, wenn der Hall-Effekt-Schalter (280) länger als eine vorbestimmte Zeitperiode in seinem ersten Zustand ist.

16. Schmiermittelpumpeinrichtung, gekennzeichnet durch

• - ein Gehäuse (54) , das eine Pumpenkammer (104) fest­ legt, welche einen Einlaß (112) sowie einen Auslaß (90, 94, 96, 98) aufweist,
• - ein eisenhaltiges Element (260) , das von dem Gehäu­ se (54) derart gehalten ist, daß es relativ dazu zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist, und daß sich das Element (260) als Reaktion darauf, daß Schmiermittel in die Pumpen­ kammer (104) strömt, zu der ersten Stellung bewegt, und sich das Element (260) zu der zweiten Stellung bewegt, wenn kein Schmiermittel in die Pumpenkammer (104) strömt,
• - einen von dem Gehäuse (54) gehaltenen Magneten (270),
• - einen Hall-Effekt-Schalter (280), der von dem Ge­ häuse (54) gehalten ist, derart, daß dann, wenn das Element (260) in der zweiten Stellung ist, Magnet­ fluß von dem Magneten (270) den Hall-Effekt-Schal­ ter (280) erreicht, so daß der Hall-Effekt-Schalter (280) in einem ersten Zustand ist, und daß das Ele­ ment (260), wenn es in der ersten Stellung ist, den Magnetfluß von dem Magneten (270) kurzschließt, so daß sich der Magnetfluß nicht zu dem Hall-Effekt- Schalter (280) erstreckt und der Hall-Effekt-Schalter (280) in einem zweiten Zustand ist,
• - eine Pumpeinrichtung zum Einsaugen von Fluid in die Pumpenkammer (104) und zum Herausdrücken von Fluid aus der Pumpenkammer (104) und
• - eine die Pumpeinrichtung zum Ansaugen veranlassende Einrichtung, die die Pumpeinrichtung (170) dazu veranlaßt, in Betrieb zu gehen, wenn der Hall- Effekt-Schalter (280) länger als eine vorbestimmte Zeitperiode in seinem ersten Zustand ist.

17. Schmiermittelpumpeinrichtung nach Anspruch 16, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (54) ferner eine Einlaßpassage (116) begrenzt, die eine Verbin­ dung zwischen dem Einlaß (112) und der Pumpenkammer (104) herstellt, und daß das Element (260) in der Einlaßpassage (116) positioniert ist.

18. Schmiermittelpumpeinrichtung nach Anspruch 17, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Passage (116) nahe dem Einlaß (112) ein Ventilsitz (120) vorgesehen ist, daß das Element (260) in Eingriff und außer Eingriff mit dem Ventilsitz (120) bewegbar ist, um den Einlaß (112) zu schließen bzw. zu öffnen, und daß sich das Element (260) als Reaktion auf einen Schmiermittel­ fluß in den Einlaß (112) hinein außer Eingriff von dem Ventilsitz (120) bewegt.

19. Schmiermittelpumpeinrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine das Element (260) zur Ein­ griffnahme mit dem Ventilsitz (120) vorspannende Ein­ richtung (264).

20. Schmiermittelpumpeinrichtung nach Anspruch 17, da­ durch gekennzeichnet, daß der Hall-Effekt-Schalter (280) und der Magnet (270) an entgegengesetzten Sei­ ten der Passage (116) angeordnet sind.