-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Pumpe,
insbesondere eine Ölpumpe, für einen Fahrzeugmotor, mit
einem von der Motorkurbelwelle getriebenen Ritzel und einem
damit zusammenarbeitendem, außermittig angeordneten
Zahnkranz, wobei das Ritzel und der Zahnkranz von einem
Pumpengehäuse umgeben sind, das von einer am Motor befestigten
Endabdeckung und einem anderen, daran befestigten Teil
gebildet wird, wobei zumindest die Endabdeckung eine Öffnung
für die Kurbelwelle aufweist.
-
Die Verwendung einer Ölpumpe in Form einer Zahnradpumpe, die
konzentrisch um die Motorkurbelwelle installiert ist und von
dieser getrieben wird, ist für Fahrzeugmotoren mit
Druckschmiersystemen bekannt. Nach einer gebräuchlichen Bauart,
EP,A,376 901, ist das Zahnrad der Ölpumpe in einem separaten
Pumpengehäuse angeordnet, das für einen abdichtenden Kontakt
fest mit der Außenseite einer Endabdeckung verschraubt ist,
die an einem Ende des Motorblocks angeordnet ist und
zusammen mit den Seiten des Motorblocks einen Teil der Abdichtung
der Innenseite des Motors bildet. Diese Endabdeckung bildet
vorzugsweise eine Getriebeabdeckung, die das Getriebe der
Motorkurbelwelle und möglicherweise auch das Getriebe ihrer
Ausgleichwelle enthält, wobei beide durch einen Antrieb
getrieben werden, der am Ende der Kurbelwelle angeordnet ist.
Außerhalb der Ölpumpe ist gewöhnlich am äußersten Ende der
Kurbelwelle eine Riemenscheibe für den Antrieb verschiedener
Hi lfseinheiten wie Kühlwasserpumpe, Lichtmaschine und
Servolenkpumpe vorhanden. In derartigen Fällen verläuft das Ende
der Kurbelwelle sowohl durch die Endabdeckung als auch durch
das separate Pumpengehäuse, die zusammenwirkende, spanend
bearbeitete, ebene Anlageflächen aufweisen, die gegen
Austritt von in der Ölpumpe unter Druck gesetztem Öl
abgedichtet werden müssen. Die herkömmliche Ausführung des separaten
Pumpengehäuses mit sämtlichen im Pumpengehäuse integrierten
Zuleitungs- und Ableitungskanälen hat dem Pumpengehäuse
ungleichmäßige Formen gegeben. Die Abdichtung zwischen den
Anlageflächen ist ein Runddichtring, der in eine Nut in der
Anlagefläche des Pumpengehäuses eingelegt ist und den
ungleichmäßigen Formen der Ölpumpe folgt. Diese Konstruktion
führt zu einem relativ zeitaufwendigen Ein- und Ausbau der
Ölpumpe, da eine Anzahl Schrauben für die feste und
abdichtende Anlage des Pumpengehäuses an der Endabdeckung um den
Umfang des Pumpengehäuses erforderlich ist. Das Einsetzen
eines separaten Pumpengehäuses an der Außenseite der
Endabdeckung des Motorblacks erhöht auch die Gesamtlänge des
Motors. Die ungleichmäßige Abdichtung zieht auch das Risiko
undichter Stellen nach sich, da der Runddichtring bei seinem
Einbau aus seiner Nut herausspringen kann.
-
Nach der US-A-4 382 756 ist das Befestigen einer Kappe in
einem Pumpengehäuse durch einen mit einer Nut versehenen
Ring mit kreisförmigem Querschnitt bei einer hydraulischen
Pumpe an sich bekannt. In diesen Fällen deckt die Kappe das
Ende der Welle ab und sorgt für deren Lagerung. Um eine gute
Pumpenfunktian zu gewährleisten, sind Innenteile der Pumpe
durch eine Feder zur Kappe hin vorgespannt, die dadurch nach
außen gepreßt und am Verschlußring anliegend gehalten werden.
-
Bei einer anderen Konstruktion ist der Einbau einer
kreisförmigen Endkappe in eine Turbo-Einheit bzw. auf
Servopumpen, wabei die letztere Anwendung in der JP-A-H 59-115 485
dargestellt ist, durch einen konisch verlaufenden
Verschlußring, der die Kappe nach innen drängt, ebenfalls bekannt.
Die Absicht hierbei ist, das Einsetzen der Kappe in die
gewünschte Drehstellung im Hinblick auf die Turbo-Einheit
bzw. das Pumpengehäuse zu ermöglichen. Eine ähnliche
Endkappe ist in der US,A,3 303 783, jedoch ohne konischen
Verschlußring, dargestellt.
-
Die Automobilindustrie ist in zunehmendem Maße bemüht,
Herstellung und Montage zu vereinfachen, doch keine der bisher
bekannten Lösungen für Zahnradpumpen, die um
Kurbelwellenenden installiert sind, erreicht die gewünschte Einfachheit
im Falle einer in einen Motor eingebauten hydraulischen
Pumpe.
-
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine hydraulische Pumpe
zu erhalten, die für einen Fahrzeugmotor bestimmt ist und
einfacher und schneller als bisher eingebaut werden kann.
Eine weitere Aufgabe ist es, die Gesamtlänge des
Fahrzeugmotars mit einer um die Motorkurbelwelle angeordneten und von
dieser getriebenen hydraulischen Pumpe zu reduzieren. Eine
weitere Aufgabe ist es, die Dichtungen für diesen Typ einer
hydraulischen Pumpe zu vereinfachen und zu verbessern.
-
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale im
kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 erreicht.
-
Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht
der erste Teil aus einer Endabdeckung, die, zusammen mit den
Seiten des Motorblocks, das Innere des Motors seitlich
umschließt. Diese Endabdeckung kann vorzugsweise eine
Getriebeabdeckung sein, die zumindest ein durch die Kurbelwelle
getriebenes Getriebe aufweist. Die Verwendung der
Endabdekkung des Motorblocks für die Bildung eines Pumpengehäuses,
das von einer nur durch einen Verschlußring gehaltenen Kappe
geschlossen ist, erlaubt einen wesentlich einfacheren
Einund Ausbau als bisher. Die Tatsache, daß die axiale
Ausdehnung der Motorölpumpe dadurch reduziert werden kann,
ermöglicht es, daß die zum Motor gehörigen Teile in axialer
Richtung enger zusammengepackt werden können, wodurch die
gesamte Axiallänge des Motors reduziert wird. Dies bringt
die großen Vorteile mit sich, daß der Motor selbst bei
Fahrzeugen mit kleinem Motorraum zugänglich gemacht werden kann
und/oder Ausrüstungsgegenstände im verfügbaren Motorraum
enger zusammengepackt werden können.
-
Die Erfindung ist nachstehend durch ein in den Zeichnungen
dargestelltes Ausführungsbeispiel genauer beschrieben,
wobei:
-
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Ölpumpe entlang der Linie I-I in Fig. 2,
-
Fig. 2 zeigt eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen
Ölpumpe, wobei die Kappe entfernt ist,
-
Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in
Fig. 2,
-
Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in
Fig. 2,
-
Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 2,
-
Fig. 6 zeigt einen Schnitt VI-VI in Fig. 2,
-
Fig. 7 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in
Fig. 2, und
-
Fig. 8 zeigt ein vergrößertes Detail von Fig. 2.
-
Bei einem in Fig. 1 dargestellten Verbrennungsmotor 1 ragt
ein Ende einer im Motorblock 2 befestigten Kurbelwelle 3 aus
dem Block heraus. Ausgehend vom Motorblock 2 trägt das Ende
der Kurbelwelle nacheinander ein inneres Kettenritzel 4, ein
äußeres Kettenritzel 5, eine Klaue 6 und eine Riemenscheibe
7, die alle nichtdrehbar am Ende der Kurbelwelle durch eine
Paßfeder 8 befestigt sind. Das Kettenritzel 4 treibt die
beiden (nicht dargestellten) Nockenwellen des Motors über
eine Kette 9, und das Kettenritzel 5 treibt die beiden
(nicht dargestellten) Ausgleichwellen des Motors in
entsprechender Weise. Diese beiden Kettentriebe laufen im Inneren
des Motors, werden vom Ölschmiersystem des Motors geschmiert
und sind auf normale Weise von einer Endabdeckung 11
umgeben, die am Ende des Motorblocks 2 befestigt ist. Die
Endabdeckung 11 nimmt eine Ölpumpe 12 auf, die durch die
Kurbelwelle 3 und die Klaue 6 getrieben wird und über eine
Saugleitung 13 mit einem Ölsumpf am Boden des Motors verbunden
ist.
-
Wie in Fig. 1 dargestellt, weist die Endabdeckung 11 einen
umlaufenden Kragen 14 auf, der vom Motorblock 2 abgewandt
ist und innen eine Kappe 15 trägt. Ein in einer Nut 16 im
Kragen 14 befestigter Verschlußring 17 hält die Kappe 15 im
Kragen 14 in Stellung. Die Kappe 15 dichtet zum Teil durch
eine Dichtung 18 in Form eines Runddichtringes, der sich in
einer umlaufenden Nut in der Kappe befindet, gegen die
Innenseite des Kragens 14 auf der Endabdeckung 11 und zum
Teil durch eine Dichtung 19 in Form eines Wellendichtringes
gegen einen Hals 20 der Riemenscheibe 7 ab. Sollte an diesem
Ende der Kurbelwelle keine Riemenscheibe vorhanden sein,
kann die Kappe 15 das Ende der Kurbelwelle abdecken.
-
In Fig. 2 sind die Riemenscheibe 7 und die Kappe 15 entfernt
worden, um das Innere der Ölpumpe 12 genauer zu zeigen. Wie
dargestellt, kämmt die Klaue 6 mit einem Ritzel 21, das
wiederum mit einem außermittig angeordneten, innenverzahnten
Zahnkranz 22 kämmt. Das Ritzel 21 und der Zahnkranz 22
weisen zwischen sich in herkömmlicher Weise einen
halbmondförmigen Abstandhalter 23 auf, der hier mit der Endabdeckung
11 einstückig ist und sich im gleichen Hohlraum wie das
Ritzel 21 und der Zahnkranz 22 befindet.
-
Die Saugseite der Pumpe 12 ist mit dem Ölsumpf des Motors
durch einen Einlaß 24, einen Saugkanal 25 und die
Saugleitung 13 verbunden. Vom Pumpenauslaß 26 wird Öl an der
Druckseite der Pumpe zu den Schmierstellen des Motors über ein in
der Getriebeabdeckung 11 angeordnetes Druckminderventil 27
geleitet. Vom Druckminderventil 27 zurückkehrendes Öl kann
die Saugseite der Pumpe durch eine Rücklauföffnung 28
erreichen.
-
Um die auf die Dichtung 19 zwischen der Kappe 15 und der
Riemenscheibe 7 ausgeübte Belastung zu vermindern, befindet
sich in der Kappe 15 (siehe Fig. 3) ein Abzugskanal 29 zum
Abführen von Lecköl. Der Abzugskanal 29 ist mit dem
Kurbelgehäuse und dem Ölsumpf des Motors durch einen Kanal 30 in
der Endabdeckung 11 verbunden.
-
An der Innenseite der Kappe 15 befindet sich eine Nut 31,
die am Ritzel 21 entlang über einen Teil des Umfangs
desselben (siehe Fig. 1 und 2) auf der Saugseite der Pumpe
verläuft. Diese Nut steht mit der Druckseite der Pumpe in
Verbindung und hat die Funktion, mit unter Druck gesetztem Öl
zu verhindern, daß Luft von der Kurbelwelle 3 radial
eingezogen wird. Dadurch wird die Dichtigkeit der Pumpe
verbessert.
-
Wie in Fig. 4 gezeigt, läuft unter Druck gesetztes Öl vom
Auslaß 26 durch einen Kanal 32 und das Druckminderventil 27
zu einem Verteilerkanal 33, der sich im Motorblock 2
befindet und von dem aus es in bekannter Weise im Motor verteilt
werden kann. Der Kanal 32 der horizontal verläuft, steht
über einen vertikalen Kanal 34 und einen hier nicht genauer
dargestellten Druckregler mit einem Rücklaufkanal 34 in
Verbindung, durch den Öl zurück zur Rücklauföffnung 28 der
Pumpe 12 fließen kann. Für die Befestigung am Motorblock 2
weist die Endabdeckung 11 eine Anzahl von Schraublöchern 36
auf, von denen einige in Fig. 2 und 6 dargestellt sind.
Die genauere Konstruktion der Anordnung zum Befestigen der
Kappe 15 im Kragen 14 der Endabdeckung 11 ist in Fig. 8
dargestellt. Der Verschlußring 17 ist ein bekannter Segerring
und wird in der Nut 16 durch die Tatsache gehalten, daß er
radial federnd nach außen drückt. Dadurch ist die Kappe 15
im Kragen 14 sicher gehalten, kann jedoch äußerst leicht
eingebaut und entfernt werden. Wie gezeigt, ist die Wand 37
(links in Fig. 8) der Nut 16 leicht geneigt, so daß sich die
Nut 16 radial nach innen erweitert. Der Verschlußring 17 hat
einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt, weist jedoch
in seinem radialen Außenbereich eine Abschrägung 38 auf, die
dem Neigungswinkel der Wand 37 entspricht und mit diesem
zusammenwirken soll. Das Ergebnis ist, daß der Verschlußring
17 bei einer radialen Ausdehnung (durch die gestrichelte
Linie dargestellt) versucht, sich einwärts zum Motorblock
2 hin zu bewegen, wodurch die Kappe 15 sich in die gleiche
Richtung bewegen muß und folglich die Teile der Pumpe
zusammendrückt, so daß guter axialer Kontakt ohne Spiel zwischen
ihnen entsteht. Dies bedeutet, daß die Dicke der Kappe 15,
wie auch die Anordnung der Nut 16 in der axialen Richtung,
innerhalb bestimmter Grenzen variiert werden kann, ohne das
Funktionieren der Pumpe zu gefährden, was zu großen
Vorteilen sowohl bei der Herstellung als auch beim Einbau führt.
Nach der Erfindung ist es wesentlich, daß der Verschlußring
17 und die Nut 16 so zusammenwirken, daß sich der
Verschlußring während seiner Ausdehnung in der Nut gleichzeitig zum
Motor hin bewegt. Dies kann auch mit einem
nichtabgeschrägten Verschlußring erreicht werden, die Ausführung mit dem
dargestellten abgeschrägten Verschlußring ist jedoch aus der
Sicht der Kraftübertragung vorteilhafter und erzeugt einen
besseren Kontakt zwischen dem Verschlußring und der Kappe.
Die beabsichtigten Funktionen können auch mit anderen
Verschlußring- und Nutformen als den gezeigten erreicht werden.
-
Wie in Fig. 1 deutlich gezeigt ist, kann die Riemenscheibe
7 so ausgebildet sein, daß sie den Kragen 14 zumindest
teilweise umschließt, wodurch sie näher als bisher möglich am
Motorblock 2 angeordnet werden kann. Dies trägt zu der
erwünschten Verkürzung der gesamten Motorlänge bei.
-
Die vereinfachte Konstruktion der Ölpumpe 12 ist sowohl für
die Herstellung als auch den Einbau vorteilhaft. Die
Endabdeckung
des Motors und das darin eingebaute Pumpengehäuse
können vorzugsweise als eine Einheit vormontiert werden,
wodurch sich die Montagezeit für den Motor verringert. Das
Einzige, was noch zu tun bleibt, nachdem das Ritzel 21, das
in der Endabdeckung befestigt ist und von der Endkappe
begleitet wird, mit der Klaue 6 in Eingriff gelangt ist, ist
das Festziehen der Schrauben der Endabdeckung. Prüfung und
Wartung der hydraulischen Pumpe werden ebenfalls
erleichtert, da das einzige, was nach der Riemenscheibe entfernt
werden muß, der Verschlußring und die Kappe sind. Die
Motormontage ist ebenfalls durch die Tatsache erleichtert worden,
daß sich das Druckminderventil 27 ebenfalls in der
Getriebeabdeckung 11 befindet.