EP0259619A1 - Lubrication oil pump - Google Patents

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EP0259619A1
EP0259619A1 EP87111451A EP87111451A EP0259619A1 EP 0259619 A1 EP0259619 A1 EP 0259619A1 EP 87111451 A EP87111451 A EP 87111451A EP 87111451 A EP87111451 A EP 87111451A EP 0259619 A1 EP0259619 A1 EP 0259619A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
lubricating oil
outlet
internal combustion
combustion engine
Prior art date
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Granted
Application number
EP87111451A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0259619B1 (en
Inventor
Siegfried Hertell
Dieter Otto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Barmag AG, Barmag Barmer Maschinenfabrik AG filed Critical Barmag AG
Priority to US07/118,660 priority Critical patent/US4850814A/en
Publication of EP0259619A1 publication Critical patent/EP0259619A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0259619B1 publication Critical patent/EP0259619B1/en
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C14/00—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations
    • F04C14/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/02—Pressure lubrication using lubricating pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M1/00—Pressure lubrication
    • F01M1/16—Controlling lubricant pressure or quantity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves

Definitions

  • the invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1.
  • Such an internal combustion engine is used in particular for use in motor vehicles.
  • Such internal combustion engines are distinguished on the one hand by the fact that they are operated with very different and constantly changing operating parameters, starting from idling up to maximum load operation at the highest speeds.
  • the lubricating oil system must therefore meet the maximum load conditions, but, on the other hand, should not consume unnecessarily much energy in the lower load ranges.
  • Such an internal combustion engine also has the requirement that it has a long service life without professional maintenance. This is opposed to the fact that the internal combustion engine is subject to wear, which leads to an increase in lubricating oil consumption and to a drop in pressure in the lubricating oil system.
  • the lubricating oil pump must therefore also be adapted to this increasing demand in the course of the service life. This leads to the fact that this delivery portion of the lubricating oil pump, which is not required, leads to corresponding energy losses.
  • the main invention creates a lubricating oil system which, on the one hand, supplies a sufficient amount of lubricating oil in all operating states, and on the other hand avoids unnecessary, lossy delivery.
  • a cell pump is used.
  • the cell pump has so many rotating and closed cells that there are always several - at least three - cells with a decreasing volume in the outlet zone.
  • a restriction is arranged in the inlet of the pump.
  • An internal gear pump is particularly suitable as such a pump.
  • the throttle of the inlet is bypassed by a bypass duct, a pressure-controlled throttle valve being located in the bypass duct, which is controlled by the outlet pressure of the lubricating oil pump and which opens the bypass when the pressure in the outlet duct drops.
  • the throttle is set in such a way that the amount of lubricating oil that is conveyed by the lubricating oil pump depends on the speed only up to a certain speed. This takes into account the fact that the lubricating oil consumption of the engine in the lower speed ranges is speed-dependent. On the other hand, it is taken into account that the dependence of the lubricating oil consumption on the speed only exists up to a certain speed. This threshold speed can be specified by dimensioning the throttle.
  • the lubricating oil system can be used by anyone, e.g. Adjust increased additional demand due to wear by determining the pressure drop and using it to open a bypass. By opening the bypass, the entire delivery capacity or an additional portion of the delivery capacity of the lubricating oil pump can be accessed.
  • the object of the invention is to design the known internal combustion engine in such a way that not only adequate lubrication is ensured, especially in the cold state, but also that the lubricating oil and the internal combustion engine are rapidly heated to their operating temperature.
  • the solution according to claim 1 provides that the quantity of lubricating oil conveyed at maximum pressure (minimum throughput) is not limited to the lowest quantity required for the sufficient lubrication, but is in quantity in a range which at least approximately corresponds to the requirements in normal operation.
  • the invention is based on the fact that when the engine is cold and the lubricating oil is cold, the lubricating oil requirement of the engine is very low. This creates a high oil pressure in the lubricating oil system, which according to the known teachings, cf. DE-A 35 06 629 (Bag. 1446) should lead to the fact that the oil production by the lubricating oil pump would be greatly reduced and adapted to the low lubricating oil requirement. According to the invention, an amount of oil which is greater than the demand is conveyed at high oil pressure.
  • the throttling in the inlet can be brought about by a throttle or an orifice.
  • a throttle or an orifice For the difference between throttle and orifice, reference is made to Backé, "Fundamentals of Oil Hydraulics", 4th ed., 1979, pages 47 ff.
  • the throttle or orifice in the inlet of the lubricating oil pump is designed and controllable in such a way that a throughput that is at least 30% of the normal oil consumption is achieved at the highest lubricating oil pressure in the pump outlet.
  • the normal oil consumption here is the oil consumption of the internal combustion engine that occurs at the operating temperature of the engine or lubricating oil.
  • This normal oil consumption of the internal combustion engine corresponds to the normal delivery of the lubricating oil pump.
  • the normal delivery is regulated by the pressure-controlled throttle valve when the oil and engine are at their operating temperature and the lubricating oil pump is driven at a speed at which it delivers regardless of the speed.
  • the minimum throughput according to this invention is of course dependent on the motor size and should be between 8 and 20 1 / min.
  • the minimum throughput also depends on the desired heating time.
  • the minimum throughput is preferably between 70 and 100% of normal oil consumption.
  • the minimum throughput depends not only on the opening cross-section and the other design of the throttle or orifice, but also on the properties, in particular the viscosity of the oil and thus also on the temperature of the oil. In this respect, one can assume that the throttling in the inlet must be designed so that the minimum throughput at Maximum pressure of the lubricating oil system and an oil temperature that is lower than the operating oil temperature (approx.
  • 90 ° C should be a multiple of the minimum consumption of the engine at the same oil temperature, at least twice, at most 20 times.
  • the minimum consumption is defined as the oil consumption of the engine, which occurs when the lubricating oil and the engine are cold (20 ° C) and the highest permitted pressure exists in the lubricating oil system, at which excess oil quantities are drained into the oil sump via the pressure relief valve.
  • a very compact embodiment of the invention which is therefore suitable for integration into the lubricating oil pump, provides that the intake oil flow is guided over two throttles which are parallel to one another and which are controlled by one and the same pressure-controlled throttle valve.
  • the overlap of the lines in the pressure-controlled throttle valve is such that at maximum pressure the one line string, which is throttled variably by the throttle valve, is closed, while the second line string, which is provided with a fixed throttle or orifice, is completely open.
  • the throttling is designed in such a way that the fixed throttle has a passage cross-section in this wiring harness, which ensures the minimum throughput at a pressure difference of 1 bar.
  • the overlap is designed so that at operating pressure the second line is closed with the fixed throttle, so that lubricating oil is only drawn in via the pressure-controlled, variable throttle point of the pressure control valve.
  • the pressure-controlled throttle valve is designed in such a way that the entire lubricating oil requirement can be covered by this second wiring harness when the second wiring harness is opened as far as possible.
  • the intake flow is conducted via an intake line with a fixed throttle and in parallel to it via the pressure-controlled throttle of the throttle valve.
  • the fixed throttle is designed in cross-section so that the minimum throughput is guaranteed at a pressure difference of 1 bar.
  • the internal combustion engine according to this invention has a lubricating oil system, the delivery of which is adapted to the lubricating oil requirement without loss via the pressure control and which, as a special requirement, also ensures an oil delivery which leads to the rapid heating of the cold engine.
  • a lubricating oil system the delivery of which is adapted to the lubricating oil requirement without loss via the pressure control and which, as a special requirement, also ensures an oil delivery which leads to the rapid heating of the cold engine.
  • there may also be other special requirements for lubricating oil for example if an additional consumer is to be connected to the lubricating oil system.
  • the pressure-controlled valve can be loaded with two different back pressures. Switching takes place through an electromagnetic valve, through the specified operating states, e.g. the lubricating oil temperature, the temperature of certain machine parts, etc. is detected.
  • the pressure-controlled valve can be loaded in particular with the tank pressure or outside pressure.
  • the pressure of the lubricating oil system and, on the other hand, a spring and the tank pressure or atmospheric pressure act on the control piston of the pressure-controlled valve.
  • the pressure-controlled valve can be connected to the pressure in the intake duct, a negative pressure. This means that the lubricating oil pressure outweighs the spring force including back pressure and opens the pressure-controlled valve until a correspondingly higher lubricating oil pressure is reached has stopped.
  • the additional consumer can now be supplied, for example, via a pressure relief valve which opens at the higher pressure now set.
  • the special feature of this invention is that the lessons to be learned from DE-A 34 44 859 (Bag. 1372) and 35 06 629 (Bag. 1446) are adapted to a lubricating oil system.
  • the outer wheel 1 is freely rotatably mounted in the housing 31.
  • the outer wheel 1 has an internal toothing 2.
  • the cylindrical housing 31 is closed on both sides by the covers 32 and 33.
  • the shaft 34 is rotatably mounted in the cover 32 and driven by the internal combustion engine.
  • the inner wheel 3 is rotatably mounted.
  • the inner wheel 3 has an external toothing 4 which is connected to the Internal teeth 2 of the outer wheel 1 is engaged.
  • the interior of the pump which lies outside the engagement area, is filled with sickle 57.
  • the sickle hugs the circles of the gears to a large extent.
  • the inlet channel 35 is located in the cover 33.
  • the pump forms - as shown in FIG. 1 - on the outlet side between the intermeshing teeth of the outer wheel 1 and the inner wheel 3, four cells which are closed in the circumferential and axial directions and which have been completely or partially filled with oil via the inlet channel 35.
  • Four outlet kidneys 48.1, 48.2, 48.3, 48.4 are introduced into the cover 32. 2 to 4, only one of these outlet kidneys can be seen. This outlet kidney is designated there by 48.
  • Each of the outlet kidneys is connected to an outlet channel 49 drilled in the cover 33.
  • the outlet channel is also directed radially outwards, as shown in FIGS. 2 to 4. Therefore, each outer channel 49 opens on the outside of the cover 33 as close as possible to the housing 31.
  • An outlet housing 50 is placed on the cover 33 in a pressure-tight manner.
  • the outlet housing 50 forms an outlet chamber which is connected to the outlet kidneys 48.1 to 48.4 via a pressure channel 49 and a bore 52.
  • the bores 52.1, 52.2 and 52.3 are each closed by a check valve.
  • the check valve is formed by an m-shaped plate which is screwed against the wall 53 of the outlet housing 50.
  • the tongues protruding from the common crossbeam 55 of the check valve 54 cover the bores 52. Therefore, these tongues act as check valves.
  • Each check valve provides the connection from the respective pressure cell formed between the teeth via the respective outlet kidney 48, pressure channel 49 and bore 52 only free when the pressure of the outlet cell is at least equal to the outlet pressure in the outlet chamber 51.
  • the last and smallest pressure cell can be connected directly to the outlet chamber via kidney 48.4 and corresponding channels 49, 52.
  • the outlet chamber 51 has an outlet which leads into the common lubricating oil channel 29.
  • This operating state is maintained at low speeds of the motor vehicle engine.
  • the lubricating oil flow is therefore proportional to the demand according to the speed.
  • the lubricating oil pump automatically adapts to an increased demand.
  • the lubricating oil pump therefore meets the increasing need for lubricating oil throughout the life of the motor vehicle engine.
  • the lubricating oil pump works economically even with a new engine with a relatively low need for lubricating oil, since this lubricating oil pump avoids that an unnecessary delivery portion must be returned to the sump with losses.
  • the inlet 35 communicates with the sump 36 via a pressure-controlled throttle valve 39.
  • the inlet 35 of the lubricating oil pump is connected to the oil sump of the engine (tank 36) by means of the parallel connection through two channels, namely bypass channel 38 and suction channel 67.
  • the constant throttle 37 is located in the intake duct 67.
  • the bypass duct 38 also has a throttle resistance, which is symbolically designated here with throttle 63.
  • the pressure-controlled throttle valve 39 has a piston 40 which is movable in a housing against the force of a spring 42.
  • the piston 40 has two piston collars 68 and 69, which are arranged at a distance from one another on a piston rod.
  • the piston collar 69 delimits the pressure-free spring chamber 27 of the spring 42.
  • On the opposite side the other piston collar 68 in the control chamber 43 is acted upon by the outlet pressure of the lubricating oil pump via the control line 44.
  • valve housing has the inlet 45, which is connected to the bypass channel, and the outlet 46, which is connected to the tank 36.
  • Inlet 45 and outlet 46 are arranged opposite one another so that they are simultaneously opened by the control edge of the end faces when the control collar 68 is displaced under the force of the spring 42 against the outlet pressure of the lubricating oil pump.
  • the axial extent of the outlet 46 is greater than the axial extent of the inlet 45. This will be discussed further.
  • the intake duct 67 is connected to the tank via the throttle valve 39 through inlet 71 and outlet 72.
  • Inlet 71 and outlet 72 are on the same normal plane. They are opened and closed by the end face or control edge 70 of the piston collar 69 facing away from the spring.
  • the function of the throttle valve 39 as a function of the outlet pressure is described below for the embodiment according to FIG. 2, in particular with reference to FIGS. 3A and 3B.
  • the piston collar 68 with its control edge 41 releases the flow of the bypass channel 38 from the inlet 45 to the outlet 46.
  • Lubricating oil can now be sucked in from the sump 36 without throttling through the throttle valve via bypass duct 38 from the pump.
  • the intake duct 67 with inlet 71 and outlet 72 is completely blocked by the control collar 69, as can be seen in FIG. 3A.
  • This position of the throttle valve ensures the greatest normal throughput or covers the greatest normal consumption of the engine.
  • Fig. 3A is the control range of the throttle valve, in which, by regulating the outlet pressure, the delivery of the pump to the changing consumption during normal operation of the engine, i.e. at the permissible operating temperature of the oil.
  • control collar 69 with its control edge 70 increasingly opens inlet 71 and outlet 72 of intake duct 67.
  • inlet 45 and outlet 46 of bypass duct 38 are completely closed ( Fig. 2). In this position, inlet 71 and outlet 72 of the intake duct 67 are completely open.
  • outlet 46 is made axially longer in the direction of the control chamber 43 than the inlet 45. Therefore, inlet 45 remains closed by the control collar 68, while outlet 46 together with the control edge 47 acts as an outlet throttle.
  • the outlet pressure of the lubricating oil pump in outlet chamber 51 is regulated to a constant maximum value via this outlet throttle. This maximum value depends on the size of the spring force.
  • Fig. 3B This state is shown in Fig. 3B.
  • the lubricating oil from the outlet chamber 51 via control line 44, control chamber 43, outlet 46 in the Oil sump 36 escapes, throttled at the throttle point between control edge 47 and outlet 46 from the maximum pressure of the outlet chamber 51 to the pressure in the oil sump 36. This throttling occurs due to energy loss, which is largely converted into heat, namely heating the oil.
  • the passage 71, 72 for the intake duct 67 is opened. Therefore, the partial flows carried in parallel add up in such a way that the sum of the oil flow in the inlet 35 at least is equal to 30% of the maximum possible amount of oil, provided the condition of the oil is the same.
  • the passages 71, 72 for the intake duct 67 are opened completely, so that the greatest possible oil flow Q37 flows there, which is approximately as large as the oil flow flowing in normal operation.
  • the lubricating oil pump also meets other requirements of special operating conditions. For example, it can happen that the lubricating oil heats up excessively or that engine parts have to be cooled by lubricating oil due to special performance requirements.
  • the pressure channel 56 branches into two systems on the outlet side of the lubricating oil pump.
  • lubricating oil is supplied to a plurality of bearing and lubrication points 73 via a plurality of lines 29. A drain leads from each lubrication point into the sump.
  • the lubricating oil line 29 is secured by the pressure-controlled throttle valve 39, which acts as a pressure relief valve.
  • the setting of the spring 42 ensures that the pressure does not exceed a harmful limit.
  • a maximum pressure of 6 bar can be set.
  • a second oil channel 74 leads via a pressure relief valve 75 to a special consumer 76, for which lubricating oil is only required in special situations.
  • consumer 76 may be a piston cooling nozzle that is only activated when piston cooling is required or when sufficient lubricating oil is available.
  • the pressure relief valve 75 is set so that it opens at a lower pressure than the control edge 47 opposite the outlet 46 in the throttle valve 39. Therefore, the special consumer 76 is only supplied with lubricating oil if there is a sufficiently high supply of lubricating oil for the lubricating oil line 29.
  • a switching valve 77 can be switched into the pressure channel 74, which is switched electromagnetically.
  • This valve is actuated via signal line 60 and amplifier 61 by a temperature sensor 62.
  • the temperature sensor can, for example - as indicated - measure the oil temperature or the temperature of a machine part, for example a piston. It is also possible to use a different measuring instrument, for example a speed counter, instead of the temperature sensor 62.
  • the message line can also be used to record other extraordinary operating conditions. In any event, the valve 77 serves the purpose of meeting an extraordinary need.
  • the specified setting of the pressure relief valve 75 and the throttle valve 39 ensures, however, that in any case the lubricating oil supply to the lubrication points 73 is initially guaranteed without leaving the control range of the throttle valve 39.
  • the inlet 35 of the pump is connected to the sump 36 via a throttle 37.
  • a bypass 38 which is connected in parallel to the throttle duct 37, there is a pressure-controlled throttle valve 39.
  • the piston 40 of the valve controls with its control edge 41 the openings 45, 46 of the bypass duct 38 to the sump 36.
  • the piston is on one side With a spring 42 loaded. On the opposite side, the piston in control chamber 43 is acted upon by the outlet pressure via control line 44.
  • the constant throttle 37 in the intake duct is now designed such that the throughput according to the invention is achieved even when the bypass duct 38 is closed by the throttle valve 39.
  • the constant choke has a sufficiently large cross section.
  • an additional pressure control of the pressure-controlled throttle valve 39 is provided.
  • This pressure control is used by the solenoid valve 59.
  • the solenoid valve 59 provides an operating state of the lubricating oil circuit, that is to say, via the signal line 60, the amplifier 61 and a measuring instrument, for example a temperature sensor 62 the temperature.
  • the solenoid valve 59 has two switching states.
  • the valve 59 connects the spring chamber 27 of the pressure control valve 39 to the intake duct 35, it being emphasized that there is a negative pressure here as a result of the throttling between the tank 36 and the intake duct 35.
  • the solenoid valve 59 connects the spring chamber 27 to the tank 36 via channel 28. This switching of the valve 59 to the tank pressure, which is higher than the suction pressure, causes the spring force and tank pressure to pass through the control line 44 to the previously the front control edge 47 in the control chamber 43 prevailing lubricating oil system pressure and shift the control piston 40 - in FIG. 4 - to the left.
  • a pressure relief valve 30 is now additionally provided in the connecting line 29 to an additional consumer to be connected. This pressure relief valve 30 is set so that it opens at the higher system pressure, so that the additional consumer can be supplied with the additionally promoted lubricating oil. This system is particularly applicable for lubricating oil cooling of engine parts.

Abstract

1. Internal combustion engine - having a lubricating oil pump and a lubricating oil channel (56), in which the lubricating oil pump is an internal gear pump having a plurality of outlet cells, with at least the outlet cells of greater volume each being sealed off from the lubricating oil channel (56) by a check valve (54) and there being located in the intake channel (35) of the lubricating oil pump a constant throttle (37) which is by-passed by a by-pass channel (38) having a pressure-controlled throttle valve (39) when the pressure in the outlet channel is below a threshold value, characterised in that the smallest opening cross-section of the constant throttle (37) is designed so that the minimum flow rate is more than 30% of the maximum flow rate controllable by the pressure-controlled valve (39) and at least two times, preferably eight to twenty times, the minimum consumption of the internal combustion engine, and in that the lubricating oil channel (56) is connected to the tank (36) by a pressure relief valve (control area (43) having opening (46) and control edge (47)) which is controlled by the outlet pressure.

Description

Die Erfindung betrifft einen Verbrennungsmotor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Verbrennungs­motor dient insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeugen.The invention relates to an internal combustion engine according to the preamble of claim 1. Such an internal combustion engine is used in particular for use in motor vehicles.

Dieser Verbrennungsmotor ist Gegenstand des Patentes (euro­päische Patentanmeldung Nr. 86902794.6-2311 (PCT-1465/EP)).This internal combustion engine is the subject of the patent (European patent application No. 86902794.6-2311 (PCT-1465 / EP)).

Derartige Verbrennungsmotoren zeichnen sich zum einen dadurch aus, daß sie mit sehr unterschiedlichen und stets wechselnden Betriebsparametern betrieben werden, angefangen vom Leerlauf bis zum Höchstlastbetrieb bei höchsten Dreh­zahlen. Das Schmierölsystem muß daher zwar den Höchstlast­bedingungen genügen, soll aber andererseits in den niedri­geren Lastbereichen nicht unnötig viel Energie verbrauchen.Such internal combustion engines are distinguished on the one hand by the fact that they are operated with very different and constantly changing operating parameters, starting from idling up to maximum load operation at the highest speeds. The lubricating oil system must therefore meet the maximum load conditions, but, on the other hand, should not consume unnecessarily much energy in the lower load ranges.

An einen derartigen Verbrennungsmotor wird ferner die Forde­rung gestellt, daß er eine lange Lebensdauer ohne fachmän­nische Wartung hat. Dem steht entgegen, daß der Verbren­nungsmotor einem Verschleiß unterworfen ist, der zur Steige­rung des Schmierölverbrauchs und zum Druckabfall im Schmier­ölsystem führt. Die Schmierölpumpe muß daher auch diesem im Laufe der Standzeit zunehmenden Bedarf angepaßt sein. Das führt dazu, daß auch dieser Förderanteil der Schmierölpumpe, der nicht benötigt wird, zu entsprechenden Energieverlusten führt.Such an internal combustion engine also has the requirement that it has a long service life without professional maintenance. This is opposed to the fact that the internal combustion engine is subject to wear, which leads to an increase in lubricating oil consumption and to a drop in pressure in the lubricating oil system. The lubricating oil pump must therefore also be adapted to this increasing demand in the course of the service life. This leads to the fact that this delivery portion of the lubricating oil pump, which is not required, leads to corresponding energy losses.

Durch die Haupterfindung wird ein Schmierölsystem geschaf­fen, das einerseits eine ausreichende Schmierölmenge in allen Betriebszuständen liefert, andererseits eine unnötige, verlustbehaftete Förderung vermeidet.The main invention creates a lubricating oil system which, on the one hand, supplies a sufficient amount of lubricating oil in all operating states, and on the other hand avoids unnecessary, lossy delivery.

Hierzu werden bei dem Verbrennungsmotor nach dem Hauptpatent zwei Maßnahmen miteinander kombiniert:
Zum einen wird eine Zellenpumpe eingesetzt. Das bedeutet: Die Zellenpumpe weist so viele umlaufende und gegeneinander verschlossene Zellen auf, daß stets mehrere - mindestens drei - Zellen mit sich verkleinerndem Volumen in der Auslaß­zone sind. Es ist eine der Anzahl von Zellen entsprechende Anzahl von Auslässen vorhanden. Einige oder alle dieser Auslässe münden in den Schmierölkanal. Diejenigen Auslässe, die einer Zelle mit großem Volumen zugeordnet sind, werden jedoch durch Rückschlagventil gesperrt. Lediglich die kleinste oder die kleinsten, dem Schmierölkanal zugeordneten Auslaßöffnungen können direkt und ohne Rückschlagventil in den Schmierölkanal münden. In dem Einlaß der Pumpe ist eine Drosselung angeordnet.For this purpose, two measures are combined with one another in the internal combustion engine according to the main patent:
On the one hand, a cell pump is used. This means that the cell pump has so many rotating and closed cells that there are always several - at least three - cells with a decreasing volume in the outlet zone. There are a number of outlets corresponding to the number of cells. Some or all of these outlets open into the lubricating oil channel. However, those outlets that are assigned to a cell with a large volume are blocked by a check valve. Only the smallest or the smallest outlet openings assigned to the lubricating oil channel can open directly into the lubricating oil channel without a check valve. A restriction is arranged in the inlet of the pump.

Als derartige Pumpe eignet sich vor allem eine Innenzahnrad­pumpe. Insofern wird auf die DE-OS 34 44 859 verwiesen.An internal gear pump is particularly suitable as such a pump. In this respect, reference is made to DE-OS 34 44 859.

Weiterhin wird bei dem Verbrennungsmotor nach dem Haupt­patent die Drossel des Zulaufs durch einen Bypasskanal umgangen, wobei in dem Bypasskanal ein druckgesteuertes Drosselventil liegt, das durch den Auslaßdruck der Schmier­ölpumpe gesteuert wird und das den Bypass aufsteuert, wenn der Druck in dem Auslaßkanal abfällt.Furthermore, in the internal combustion engine according to the main patent, the throttle of the inlet is bypassed by a bypass duct, a pressure-controlled throttle valve being located in the bypass duct, which is controlled by the outlet pressure of the lubricating oil pump and which opens the bypass when the pressure in the outlet duct drops.

Bei diesem Schmierölsystem wird die Drossel so eingestellt, daß die Schmierölmenge, die durch die Schmierölpumpe geför­dert wird, nur bis zu einer bestimmten Drehzahl von der Drehzahl abhängt. Dadurch wird der Tatsache Rechnung getra­gen, daß der Schmierölverbrauch des Motors in den unteren Drehzahlbereichen drehzahlabhängig ist. Andererseits wird berücksichtigt, daß die Abhängigkeit des Schmierölverbrauchs von der Drehzahl nur bis zu einer gewissen Drehzahl besteht. Diese Schwelldrehzahl läßt sich durch Dimensio­nierung der Drossel vorgeben.In this lubricating oil system, the throttle is set in such a way that the amount of lubricating oil that is conveyed by the lubricating oil pump depends on the speed only up to a certain speed. This takes into account the fact that the lubricating oil consumption of the engine in the lower speed ranges is speed-dependent. On the other hand, it is taken into account that the dependence of the lubricating oil consumption on the speed only exists up to a certain speed. This threshold speed can be specified by dimensioning the throttle.

Andererseits kann sich das Schmierölsystem jedem, z.B. durch Verschleiß gesteigerten Mehrbedarf anpassen, indem der Druckabfall ermittelt und zum Öffnen eines Bypass genutzt wird. Durch das Öffnen des Bypaß kann die gesamte Förder­kapazität oder ein zusätzlicher Anteil der Förderkapazität der Schmierölpumpe erschlossen werden.On the other hand, the lubricating oil system can be used by anyone, e.g. Adjust increased additional demand due to wear by determining the pressure drop and using it to open a bypass. By opening the bypass, the entire delivery capacity or an additional portion of the delivery capacity of the lubricating oil pump can be accessed.

Die Erfindung hat die Aufgabe, den bekannten Verbrennungs­motor so auszugestalten, daß insbesondere im kalten Zustand nicht nur eine ausreichende Schmierung gewährleistet ist, sondern daß auch eine schnelle Erwärmung des Schmieröls und des Verbrennungsmotors auf seine Betriebstemperatur erfolgt.The object of the invention is to design the known internal combustion engine in such a way that not only adequate lubrication is ensured, especially in the cold state, but also that the lubricating oil and the internal combustion engine are rapidly heated to their operating temperature.

Die Lösung nach Anspruch 1 sieht vor, daß die bei Maximal­druck geförderte Schmierölmenge (Minimaldurchsatz) nicht auf die niedrigste, für die ausreichende Schmierung erforder­liche Menge begrenzt ist, sondern mengenmäßig in einem Bereich liegt, der dem Bedarf im Normalbetrieb zumindest annähernd entspricht. Die Erfindung geht davon aus, daß bei kaltem Motor und kaltem Schmieröl der Schmierölbedarf des Motors sehr gering ist. Dadurch entsteht im Schmierölsystem ein hoher Öldruck, der nach den bekannten Lehren, vgl. DE-A 35 06 629 (Bag. 1446) dazu führen müßte, daß die Ölförderung durch die Schmierölpumpe sehr stark herabgesetzt und dem geringen Schmierölbedarf angepaßt würde. Nach der Erfindung wird bei hohem Öldruck eine Ölmenge gefördert, die größer ist als der Bedarf.The solution according to claim 1 provides that the quantity of lubricating oil conveyed at maximum pressure (minimum throughput) is not limited to the lowest quantity required for the sufficient lubrication, but is in quantity in a range which at least approximately corresponds to the requirements in normal operation. The invention is based on the fact that when the engine is cold and the lubricating oil is cold, the lubricating oil requirement of the engine is very low. This creates a high oil pressure in the lubricating oil system, which according to the known teachings, cf. DE-A 35 06 629 (Bag. 1446) should lead to the fact that the oil production by the lubricating oil pump would be greatly reduced and adapted to the low lubricating oil requirement. According to the invention, an amount of oil which is greater than the demand is conveyed at high oil pressure.

Die hierdurch im Kaltbetrieb bereitgestellte überschüssige Ölmenge wird nun über das Druckbegrenzungsventil des Schmierölkreislaufes wieder in den Tank zurückgeführt. Dazu muß in dem Druckbegrenzungsventil eine starke Drosselung erfolgen. Diese Drosselung hat eine entsprechende Erwärmung des Öls zur Folge.The excess oil quantity thus made available in cold operation is now returned to the tank via the pressure relief valve of the lubricating oil circuit. For this, a strong throttling must take place in the pressure relief valve. This throttling results in a corresponding heating of the oil.

Die Drosselung im Zulauf kann bewirkt werden durch eine Drossel oder eine Blende. Zum Unterschied zwischen Drossel und Blende wird auf Backé, "Grundlagen der Ölhydraulik", 4. Aufl., 1979, Seiten 47 ff, verwiesen.The throttling in the inlet can be brought about by a throttle or an orifice. For the difference between throttle and orifice, reference is made to Backé, "Fundamentals of Oil Hydraulics", 4th ed., 1979, pages 47 ff.

Im folgenden wird lediglich der Begriff "Drossel" gebraucht, wobei hierunter stets eine Drossel oder eine Blende im tech­nischen Sinne verstanden werden soll.In the following, only the term "choke" is used, which should always be understood to mean a choke or an orifice in the technical sense.

Erfindungsgemäß ist die Drossel oder Blende im Zulauf der Schmierölpumpe so ausgelegt und steuerbar, daß bei höchstem Schmieröldruck im Pumpenauslaß noch ein Durchsatz erzielt wird, der mindestens 30% des Normalölverbrauchs beträgt.According to the invention, the throttle or orifice in the inlet of the lubricating oil pump is designed and controllable in such a way that a throughput that is at least 30% of the normal oil consumption is achieved at the highest lubricating oil pressure in the pump outlet.

Als Normalölverbrauch wird hier der Ölverbrauch des Verbren­nungsmotors bezeichnet, der bei der Betriebstemperatur des Motors bzw. Schmieröls eintritt. Dieser Normalölverbrauch des Verbrennungsmotors entspricht der Normalförderung der Schmierölpumpe. Die Normalförderung wird durch das druckge­steuerte Drosselventil eingeregelt, wenn Öl und Motor ihre Betriebstemperatur haben und die Schmierölpumpe mit einer Drehzahl angetrieben wird, in der sie drehzahlunabhängig fördert.The normal oil consumption here is the oil consumption of the internal combustion engine that occurs at the operating temperature of the engine or lubricating oil. This normal oil consumption of the internal combustion engine corresponds to the normal delivery of the lubricating oil pump. The normal delivery is regulated by the pressure-controlled throttle valve when the oil and engine are at their operating temperature and the lubricating oil pump is driven at a speed at which it delivers regardless of the speed.

Der Mindestdurchsatz nach dieser Erfindung ist selbstver­ständlich von der Motorgröße abhängig und sollte zwischen 8 und 20 1/min betragen. Der Mindestdurchsatz ist aber auch abhängig von der gewünschten Erwärmungszeit. Vorzugsweise liegt der Mindestdurchsatz zwischen 70 und 100% des Normal­Ölverbrauchs. Je nach Auslegung der Drossel bzw. Blende hängt der Mindestdurchsatz nicht nur von dem Öffnungsquer­schnitt und der sonstigen Ausgestaltung der Drossel bzw. Blende ab, sondern auch von den Eigenschaften, insbesondere der Viskosität des Öls und damit auch von der Temperatur des Öls. Insofern kann man davon ausgehen, daß die Drosselung im Zulauf so ausgelegt sein muß, daß der Mindestdurchsatz bei Maximaldruck des Schmierölsystems und einer Öltemperatur, die niedriger als die Betriebs-Öltemperatur (ca. 90 °C) ist, ein Vielfaches des Mindestverbrauchs des Motors bei der­selben Öltemperatur betragen sollte, mindestens das Zwei­fache, maximal das Zwanzigfache. Als Mindestverbrauch ist hier der Ölverbrauch des Motors definiert, der entsteht, wenn das Schmieröl und der Motor kalt sind (20 °C) und in dem Schmierölsystem der höchste zugelassene Druck besteht, bei dem überschüssige Ölmengen über das Druckbegrenzungs­ventil in den Ölsumpf abgelassen werden.The minimum throughput according to this invention is of course dependent on the motor size and should be between 8 and 20 1 / min. The minimum throughput also depends on the desired heating time. The minimum throughput is preferably between 70 and 100% of normal oil consumption. Depending on the design of the throttle or orifice, the minimum throughput depends not only on the opening cross-section and the other design of the throttle or orifice, but also on the properties, in particular the viscosity of the oil and thus also on the temperature of the oil. In this respect, one can assume that the throttling in the inlet must be designed so that the minimum throughput at Maximum pressure of the lubricating oil system and an oil temperature that is lower than the operating oil temperature (approx. 90 ° C) should be a multiple of the minimum consumption of the engine at the same oil temperature, at least twice, at most 20 times. The minimum consumption is defined as the oil consumption of the engine, which occurs when the lubricating oil and the engine are cold (20 ° C) and the highest permitted pressure exists in the lubricating oil system, at which excess oil quantities are drained into the oil sump via the pressure relief valve.

Bei der Auslegung der Drossel bzw. Blende ist ferner davon auszugehen, daß an dieser Drossel bzw. Blende maximal eine Druckdifferenz von 1 bar besteht.When designing the throttle or orifice, it can also be assumed that there is a maximum pressure difference of 1 bar at this throttle or orifice.

Eine sehr kompakte Ausführung der Erfindung, die sich deswegen zur Integration in die Schmierölpumpe eignet, sieht vor, daß der Ansaug-Ölstrom über zwei Drosseln geführt wird, die parallel zueinander liegen und die durch ein und das­selbe druckgesteuerte Drosselventil gesteuert werden. Die Überdeckung der Leitungen in dem druckgesteuerten Drossel­ventil erfolgt derart, daß bei Maximaldruck der eine Leitungsstrang, der durch das Drosselventil variabel steuer­bar gedrosselt wird, verschlossen ist, während der zweite Leitungsstrang, der mit einer festen Drossel bzw. Blende versehen ist, vollständig geöffnet ist. Die Auslegung der Drosselung erfolgt so, daß in diesem Leitungsstrang die feste Drossel einen Durchlaßquerschnitt hat, der bei einer Druckdifferenz von 1 bar den Mindestdurchsatz gewährlei­stet. Andererseits ist die Überdeckung so ausgelegt, daß bei Betriebsdruck der zweite Leitungsstrang mit der festen Drossel geschlossen ist, so daß Schmieröl nur über die druckgesteuerte, variable Drosselstelle des Drucksteuer­ventils angesaugt wird. Dabei ist das druckgesteuerte Drosselventil so ausgelegt, daß bei weitester Öffnung des zweiten Leitungsstranges der gesamte Schmierölbedarf durch diesen zweiten Leitungsstrang gedeckt werden kann.A very compact embodiment of the invention, which is therefore suitable for integration into the lubricating oil pump, provides that the intake oil flow is guided over two throttles which are parallel to one another and which are controlled by one and the same pressure-controlled throttle valve. The overlap of the lines in the pressure-controlled throttle valve is such that at maximum pressure the one line string, which is throttled variably by the throttle valve, is closed, while the second line string, which is provided with a fixed throttle or orifice, is completely open. The throttling is designed in such a way that the fixed throttle has a passage cross-section in this wiring harness, which ensures the minimum throughput at a pressure difference of 1 bar. On the other hand, the overlap is designed so that at operating pressure the second line is closed with the fixed throttle, so that lubricating oil is only drawn in via the pressure-controlled, variable throttle point of the pressure control valve. The pressure-controlled throttle valve is designed in such a way that the entire lubricating oil requirement can be covered by this second wiring harness when the second wiring harness is opened as far as possible.

In einer alternativen Ausführung ist - wie schon bei dem Hauptpatent - der Ansaugstrom über eine Ansaugleitung mit fester Drossel und parallel dazu über die druckgesteuerte Drossel des Drosselventils geführt. Erfindungsgemäß wird hierbei die feste Drossel im Querschnitt so ausgelegt, daß bei einer Druckdifferenz von 1 bar der Mindestdurchsatz gewährleistet ist.In an alternative embodiment - as with the main patent - the intake flow is conducted via an intake line with a fixed throttle and in parallel to it via the pressure-controlled throttle of the throttle valve. According to the invention, the fixed throttle is designed in cross-section so that the minimum throughput is guaranteed at a pressure difference of 1 bar.

Der Verbrennungsmotor nach dieser Erfindung besitzt ein Schmierölsystem, dessen Förderung über die Druckregelung dem Schmierölbedarf verlustfrei angepaßt ist und das als Sonder­bedarf auch eine Ölförderung gewährleistet, die zur schnellen Erwärmung des kalten Motors führt. Daneben kann aber auch weiterer Sonderbedarf an Schmieröl entstehen, beispielsweise wenn ein zusätzlicher Verbraucher an das Schmierölsystem angeschlossen werden soll.The internal combustion engine according to this invention has a lubricating oil system, the delivery of which is adapted to the lubricating oil requirement without loss via the pressure control and which, as a special requirement, also ensures an oil delivery which leads to the rapid heating of the cold engine. In addition, there may also be other special requirements for lubricating oil, for example if an additional consumer is to be connected to the lubricating oil system.

Es ist hierzu vorgesehen, daß das druckgesteuerte Ventil mit zwei unterschiedlichen Gegendrücken belastbar ist. Die Umschaltung erfolgt durch ein elektromagnetisches Ventil, durch das vorgegebene Betriebszustände, wie z.B. die Schmieröltemperatur, die Temperatur bestimmter Maschinen­teile o.ä. erfaßt wird.For this purpose, it is provided that the pressure-controlled valve can be loaded with two different back pressures. Switching takes place through an electromagnetic valve, through the specified operating states, e.g. the lubricating oil temperature, the temperature of certain machine parts, etc. is detected.

Im Normalbetrieb kann das druckgesteuerte Ventil insbeson­dere mit dem Tankdruck oder Außendruck belastet sein. In diesem Falle wirkt an dem Steuerkolben des druckgesteuerten Ventils einerseits der Druck des Schmierölsystems und ande­rerseits eine Feder und der Tankdruck bzw. Atmosphären­druck. In der anderen Schaltstellung des elektromagnetischen Ventils kann das druckgesteuerte Ventil mit dem Druck im Ansaugkanal, einem Unterdruck, verbunden sein. Das bedeutet, daß der Schmieröldruck die Federkraft einschließlich Gegen­druck überwiegt und das druckgesteuerte Ventil so lange öffnet, bis sich ein entsprechend höherer Schmieröldruck eingestellt hat. Nunmehr kann der zusätzliche Verbraucher z.B. über ein Überdruckventil, das bei dem nunmehr einge­stellten, höheren Druck öffnet, versorgt werden.In normal operation, the pressure-controlled valve can be loaded in particular with the tank pressure or outside pressure. In this case, the pressure of the lubricating oil system and, on the other hand, a spring and the tank pressure or atmospheric pressure act on the control piston of the pressure-controlled valve. In the other switching position of the electromagnetic valve, the pressure-controlled valve can be connected to the pressure in the intake duct, a negative pressure. This means that the lubricating oil pressure outweighs the spring force including back pressure and opens the pressure-controlled valve until a correspondingly higher lubricating oil pressure is reached has stopped. The additional consumer can now be supplied, for example, via a pressure relief valve which opens at the higher pressure now set.

Die Besonderheit dieser Erfindung besteht darin, daß die Lehren, die aus der DE-A 34 44 859 (Bag. 1372) und 35 06 629 (Bag. 1446) zu ziehen sind, auf ein Schmierölsystem angepaßt werden.The special feature of this invention is that the lessons to be learned from DE-A 34 44 859 (Bag. 1372) and 35 06 629 (Bag. 1446) are adapted to a lubricating oil system.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.Exemplary embodiments of the invention are described below with reference to the drawing.

Es zeigen:

  • Fig. 1 den Radialschnitt einer Schmierölpumpe;
  • Fig. 2, 4 den Axialschnitt der Schmierölpumpe mit dem Steuerteil je eines Schmierölkreislaufes;
  • Fig. 3A, 3B Schaltstellungen des druckgesteuerten Drossel­ventils nach Fig. 2;
  • Fig. 5 ein Förderdiagramm der Pumpe nach Fig. 2.
Show it:
  • Figure 1 shows the radial section of a lubricating oil pump.
  • Figures 2, 4 the axial section of the lubricating oil pump with the control part of a lubricating oil circuit;
  • 3A, 3B switch positions of the pressure-controlled throttle valve according to FIG. 2;
  • 5 shows a delivery diagram of the pump according to FIG. 2.

Es sei bemerkt, daß der Axialschnitt der Schmierölpumpen nach den Figuren 2 und 4 identisch ist. Die Figuren 2 bis 4 unterscheiden sich im wesentlichen nur in der hydraulischen Schaltung des Schmierölsystems des Verbrennungsmotors. Daher gilt die Beschreibung der Schmierölpumpe gleichermaßen für die Figuren 2 und 4.It should be noted that the axial section of the lubricating oil pumps according to FIGS. 2 and 4 is identical. Figures 2 to 4 differ essentially only in the hydraulic circuit of the lubricating oil system of the internal combustion engine. Therefore, the description of the lubricating oil pump applies equally to FIGS. 2 and 4.

Zur Schmierölpumpe:To the lubricating oil pump:

In dem Gehäuse 31 ist das Außenrad 1 frei drehbar gelagert. Das Außenrad 1 besitzt eine Innenverzahnung 2. Das zylin­drische Gehäuse 31 wird beidseitig durch die Deckel 32 und 33 abgeschlossen. In dem Deckel 32 ist die Welle 34 drehbar gelagert und durch den Verbrennungsmotor angetrieben. Auf der Welle 34 ist drehfest gelagert das Innenrad 3. Das Innenrad 3 besitzt eine Außenverzahnung 4, die mit der Innenverzahnung 2 des Außenrades 1 in Eingriff ist. Zur Verbesserung des Wirkungsgrades ist der Innenraum der Pumpe, der außerhalb des Eingriffsbereiches liegt, durch Sichel 57 ausgefüllt. Die Sichel schmiegt sich den Kopfkreisen der Zahnräder weitgehend an. In dem Deckel 33 befindet sich der Einlaßkanal 35.The outer wheel 1 is freely rotatably mounted in the housing 31. The outer wheel 1 has an internal toothing 2. The cylindrical housing 31 is closed on both sides by the covers 32 and 33. The shaft 34 is rotatably mounted in the cover 32 and driven by the internal combustion engine. On the shaft 34, the inner wheel 3 is rotatably mounted. The inner wheel 3 has an external toothing 4 which is connected to the Internal teeth 2 of the outer wheel 1 is engaged. To improve efficiency, the interior of the pump, which lies outside the engagement area, is filled with sickle 57. The sickle hugs the circles of the gears to a large extent. The inlet channel 35 is located in the cover 33.

Zur Auslaßseite der Pumpe:To the outlet side of the pump:

Die Pumpe bildet - wie Fig. 1 zeigt - auf der Auslaßseite zwischen den miteinander kämmenden Zähnen des Außenrades 1 und Innenrades 3 vier in Umfangsrichtung und Axialrichtung abgeschlossene Zellen, die über Einlaßkanal 35 mit Öl ganz oder teilweise gefüllt worden sind. In den Deckel 32 sind vier Auslaßnieren 48.1, 48.2, 48.3, 48.4 eingebracht. Im Schnitt nach Fig. 2 bis 4 ist nur eine dieser Auslaßnieren zu sehen. Diese Auslaßniere ist dort mit 48 bezeichnet. Jede der Auslaßnieren steht mit einem in den Deckel 33 gebohrten Auslaßkanal 49 in Verbindung. Der Auslaßkanal ist jeweils auch radial nach außen gerichtet, wie Fig. 2 bis 4 zeigt. Daher mündet jeder Außenkanal 49 auf der Außenseite des Deckels 33 möglichst nah am Gehäuse 31. Auf den Deckel 33 ist ein Auslaßgehäuse 50 druckdicht aufgesetzt. Das Auslaß­gehäuse 50 bildet eine Auslaßkammer, die mit den Auslaß­nieren 48.1 bis 48.4 jeweils über einen Druckkanal 49 und eine Bohrung 52 in Verbindung steht. Die Bohrungen 52.1, 52.2 und 52.3 (vgl. Fig. 1) sind jeweils durch ein Rück­schlagventil verschlossen. Das Rückschlagventil wird gebil­det durch ein m-förmiges Blech, das gegen die Wand 53 des Auslaßgehäuses 50 geschraubt ist. Die von dem gemeinsamen Querbalken 55 des Rückschlagventils 54 abstehenden Zungen verdecken die Bohrungen 52. Daher wirken diese Zungen als Rückschlagventile. Jedes Rückschlagventil gibt die Verbin­dung von der jeweiligen, zwischen den Zähnen gebildeten Druckzelle über die jeweilige Auslaßniere 48, Druckkanal 49 und Bohrung 52 nur frei, wenn der Druck der Auslaßzelle dem Auslaßdruck in der Auslaßkammer 51 zumindest gleich ist. Die letzte und kleinste Druckzelle kann über Niere 48.4 und entsprechende Kanäle 49, 52 direkt mit der Auslaßkammer in Verbindung stehen.The pump forms - as shown in FIG. 1 - on the outlet side between the intermeshing teeth of the outer wheel 1 and the inner wheel 3, four cells which are closed in the circumferential and axial directions and which have been completely or partially filled with oil via the inlet channel 35. Four outlet kidneys 48.1, 48.2, 48.3, 48.4 are introduced into the cover 32. 2 to 4, only one of these outlet kidneys can be seen. This outlet kidney is designated there by 48. Each of the outlet kidneys is connected to an outlet channel 49 drilled in the cover 33. The outlet channel is also directed radially outwards, as shown in FIGS. 2 to 4. Therefore, each outer channel 49 opens on the outside of the cover 33 as close as possible to the housing 31. An outlet housing 50 is placed on the cover 33 in a pressure-tight manner. The outlet housing 50 forms an outlet chamber which is connected to the outlet kidneys 48.1 to 48.4 via a pressure channel 49 and a bore 52. The bores 52.1, 52.2 and 52.3 (see FIG. 1) are each closed by a check valve. The check valve is formed by an m-shaped plate which is screwed against the wall 53 of the outlet housing 50. The tongues protruding from the common crossbeam 55 of the check valve 54 cover the bores 52. Therefore, these tongues act as check valves. Each check valve provides the connection from the respective pressure cell formed between the teeth via the respective outlet kidney 48, pressure channel 49 and bore 52 only free when the pressure of the outlet cell is at least equal to the outlet pressure in the outlet chamber 51. The last and smallest pressure cell can be connected directly to the outlet chamber via kidney 48.4 and corresponding channels 49, 52.

Die Auslaßkammer 51 hat einen Auslaß, der in den gemeinsamen Schmierölkanal 29 führt.The outlet chamber 51 has an outlet which leads into the common lubricating oil channel 29.

Zur Funktion der Schmierölpumpe:About the function of the lubricating oil pump:

Wenn der Einlaß 35 ungedroselt ist, werden sämtliche Zahn­lücken maximal gefüllt und auf der Auslaßseite wieder ausge­drückt. Der Grad der Füllung hängt davon ab, wie weit der Zulauf 35 gedrosselt ist. Hierauf wird später noch einge­gangen. Bei niedrigen Drehzahlen erfolgt jedenfalls eine vollständige Füllung.If the inlet 35 is not throttled, all tooth gaps will be filled to the maximum and then squeezed out on the outlet side. The degree of filling depends on how far the inlet 35 is throttled. This will be discussed later. In any case, full filling takes place at low speeds.

Dieser Betriebszustand bleibt bei niedrigen Drehzahlen des Kraftfahrzeugmotors erhalten. Daher ist der Schmierölstrom dem Bedarf entsprechend der Drehzahl proportional.This operating state is maintained at low speeds of the motor vehicle engine. The lubricating oil flow is therefore proportional to the demand according to the speed.

Wenn bei steigender Drehzahl lediglich noch ein gedrosselter Ölstrom auf die Einlaßseite gelangt, werden die Zahnlücken auf der Einlaßseite lediglich noch teilgefüllt. Im übrigen herrscht in den Zahnlücken ein Vakuum. Das hat zur Folge, daß der Druck in den Zahnzellen auf der Auslaßseite zunächst niedriger als der Druck in der Auslaßkammer 51 ist. Daher bleiben die jeweiligen Zungen des Rückschlagventils 54 geschlossen. Mit fortschreitender Verkleinerung der Zellen auf der Auslaßseite steigt der Druck in den Zellen jedoch an. Es öffnet jeweils nur die Zunge des Rückschlagventils, für die der Druck der Zelle größer oder gleichem Druck in der Auslaßkammer 51 ist. Das hat zur Folge, daß die Pumpe nunmehr lediglich noch eine drehzahlunabhängige, konstante Ölmenge liefert. Es ist daher auch bei steigender Drehzahl nicht erforderlich, eine überschießende Ölmenge unter ent­sprechenden Leistungsverlusten abzuführen, wie dies bei herkömmlichen Systemen der Fall ist. Wenn andererseits der Schmierölbedarf steigt, z.B. infolge Verschleiß, so wird der Schwelldruck in der Steuerdruckkammer 43 erst bei höherer Drehzahl erreicht.If, as the speed increases, only a throttled oil flow reaches the inlet side, the tooth gaps on the inlet side are only partially filled. There is also a vacuum in the tooth gaps. As a result, the pressure in the tooth cells on the outlet side is initially lower than the pressure in the outlet chamber 51. Therefore, the respective tongues of the check valve 54 remain closed. However, as the size of the cells on the outlet side shrinks, the pressure in the cells increases. It only opens the tongue of the check valve for which the pressure of the cell is greater than or equal to the pressure in the outlet chamber 51. The result of this is that the pump now only delivers a constant, independent oil quantity. It is therefore also with increasing speed it is not necessary to discharge an excessive amount of oil with corresponding performance losses, as is the case with conventional systems. On the other hand, if the lubricating oil demand increases, for example as a result of wear, the threshold pressure in the control pressure chamber 43 is only reached at a higher speed.

Da - wie später beschrieben - die Drosselung in der Zulauf­leitung in Abhängigkeit von dem Druck in der Steuerdruck­kammer 43 gesteuert wird, paßt sich die Schmierölpumpe auto­matisch einem gesteigerten Bedarf an. Die Schmierölpumpe wird daher während der gesamten Lebensdauer des Kraftfahr­zeugmotors dem sich steigernden Schmierölbedarf gerecht. Andererseits arbeitet die Schmierölpumpe auch bei neuem Motor mit relativ geringem Schmierölbedarf wirtschaftlich, da bei dieser Schmierölpumpe vermieden wird, daß ein nicht benötigter Förderanteil verlustbehaftet wieder in den Sumpf zurückgeführt werden muß.Since - as described later - the throttling in the feed line is controlled as a function of the pressure in the control pressure chamber 43, the lubricating oil pump automatically adapts to an increased demand. The lubricating oil pump therefore meets the increasing need for lubricating oil throughout the life of the motor vehicle engine. On the other hand, the lubricating oil pump works economically even with a new engine with a relatively low need for lubricating oil, since this lubricating oil pump avoids that an unnecessary delivery portion must be returned to the sump with losses.

Zur hydraulischen Schaltung des Schmierölkreislaufes nach Fig. 2:For the hydraulic switching of the lubricating oil circuit according to FIG. 2:

Der Einlaß 35 steht mit dem Sumpf 36 über ein druckge­steuertes Drosselventil 39 in Verbindung. Hierzu ist der Einlaß 35 der Schmierölpumpe mittels der Parallelschaltung durch zwei Kanäle, und zwar Bypasskanal 38 und Ansaugkanal 67, mit dem Ölsumpf des Motors (Tank 36) verbunden. In dem Ansaugkanal 67 liegt die konstante Drossel 37. Der Bypass­kanal 38 besitzt ebenfalls einen Drosselwiderstand, der hier symbolisch mit Drossel 63 bezeichnet ist. Das druckge­steuerte Drosselventil 39 weist einen Kolben 40 auf, der in einem Gehäuse gegen die Kraft einer Feder 42 beweglich ist. Der Kolben 40 besitzt zwei Kolbenbünde 68 und 69, die mit Abstand zueinander an einer Kolbenstange angeordnet sind. Der Kolbenbund 69 begrenzt den drucklos geschalteten Feder­raum 27 der Feder 42. Auf der gegenüberliegenden Seite wird der andere Kolbenbund 68 im Steuerraum 43 mit dem Auslaß­druck der Schmierölpumpe über Steuerleitung 44 beauf­schlagt.The inlet 35 communicates with the sump 36 via a pressure-controlled throttle valve 39. For this purpose, the inlet 35 of the lubricating oil pump is connected to the oil sump of the engine (tank 36) by means of the parallel connection through two channels, namely bypass channel 38 and suction channel 67. The constant throttle 37 is located in the intake duct 67. The bypass duct 38 also has a throttle resistance, which is symbolically designated here with throttle 63. The pressure-controlled throttle valve 39 has a piston 40 which is movable in a housing against the force of a spring 42. The piston 40 has two piston collars 68 and 69, which are arranged at a distance from one another on a piston rod. The piston collar 69 delimits the pressure-free spring chamber 27 of the spring 42. On the opposite side the other piston collar 68 in the control chamber 43 is acted upon by the outlet pressure of the lubricating oil pump via the control line 44.

Die andere, von dem Steuerraum 43 abgewandte Stirnseite 41 des Kolbens bildet die Steuerkante für den Bypasskanal 38. Hierzu besitzt das Ventilgehäuse den Einlaß 45, der mit dem Bypasskanal verbunden ist, und den Auslaß 46, der mit dem Tank 36 verbunden ist. Einlaß 45 und Auslaß 46 sind so einander gegenüberliegend angeordnet, daß sie gleichzeitig durch die Steuerkante der Stirnseiten geöffnet werden, wenn der Steuerbund 68 unter der Kraft der Feder 42 gegen den Auslaßdruck der Schmierölpumpe verschoben wird. Andererseits ist die axiale Erstreckung des Auslasses 46 jedoch größer als die axiale Erstreckung des Einlasses 45. Hierauf wird noch eingegangen.The other end face 41 of the piston facing away from the control chamber 43 forms the control edge for the bypass channel 38. For this purpose, the valve housing has the inlet 45, which is connected to the bypass channel, and the outlet 46, which is connected to the tank 36. Inlet 45 and outlet 46 are arranged opposite one another so that they are simultaneously opened by the control edge of the end faces when the control collar 68 is displaced under the force of the spring 42 against the outlet pressure of the lubricating oil pump. On the other hand, however, the axial extent of the outlet 46 is greater than the axial extent of the inlet 45. This will be discussed further.

Der Ansaugkanal 67 ist über das Drosselventil 39 durch Einlaß 71 und Auslaß 72 mit dem Tank verbunden. Einlaß 71 und Auslaß 72 liegen auf derselben Normalebene. Sie werden durch die von der Feder abgewandte Stirnseite bzw. Steuer­kante 70 des Kolbenbundes 69 auf- und zugesteuert.The intake duct 67 is connected to the tank via the throttle valve 39 through inlet 71 and outlet 72. Inlet 71 and outlet 72 are on the same normal plane. They are opened and closed by the end face or control edge 70 of the piston collar 69 facing away from the spring.

Die Funktion des Drosselventils 39 in seiner Abhängigkeit vom Auslaßdruck wird nachfolgend für die Ausführung nach Fig. 2 insbesondere anhand der Figuren 3A und 3B beschrie­ben. Solange kein oder nur ein geringer Auslaßdruck in der Steuerleitung 44 und dem Steuerraum 43 herrscht, gibt der Kolbenbund 68 mit seiner Steuerkante 41 den Durchfluß des Bypasskanals 38 vom Eingang 45 zum Auslaß 46 frei. Es kann nunmehr Schmieröl aus dem Sumpf 36 ohne Drosselung durch das Drosselventil über Bypasskanal 38 von der Pumpe angesaugt werden. In dieser Stellung ist der Ansaugkanal 67 mit Einlaß 71 und Auslaß 72 durch den Steuerbund 69 vollständig ver­sperrt, wie dies in Fig. 3A erkennbar ist. Diese Stellung des Drosselventils gewährleistet den größten Normaldurchsatz bzw. deckt den größten Normalverbrauch des Motors.The function of the throttle valve 39 as a function of the outlet pressure is described below for the embodiment according to FIG. 2, in particular with reference to FIGS. 3A and 3B. As long as there is no or only a low outlet pressure in the control line 44 and the control chamber 43, the piston collar 68 with its control edge 41 releases the flow of the bypass channel 38 from the inlet 45 to the outlet 46. Lubricating oil can now be sucked in from the sump 36 without throttling through the throttle valve via bypass duct 38 from the pump. In this position, the intake duct 67 with inlet 71 and outlet 72 is completely blocked by the control collar 69, as can be seen in FIG. 3A. This position of the throttle valve ensures the greatest normal throughput or covers the greatest normal consumption of the engine.

Wenn der Druck im Steuerraum 43 ansteigt und die Federkraft überwindet, so werden durch Steuerkante 41 Einlaß 45 und Auslaß 46 mehr und mehr verschlossen. Dieser Zustand ist in Fig. 3A dargestellt. Hier liegt der Regelbereich des Drosselventils, in dem durch Regelung des Auslaßdrucks die Förderung der Pumpe dem wechselnden Verbrauch im Normalbe­trieb des Motors, d.h. bei der zulässigen Betriebstemperatur des Öls, angepaßt wird.When the pressure in the control chamber 43 increases and the spring force overcomes, inlet 45 and outlet 46 are closed more and more by the control edge 41. This state is shown in Fig. 3A. Here is the control range of the throttle valve, in which, by regulating the outlet pressure, the delivery of the pump to the changing consumption during normal operation of the engine, i.e. at the permissible operating temperature of the oil.

Wenn der Druck weiter ansteigt, so wird der Regelbereich des Ventils verlassen. Bevor Steuerkante 41 Einlaß 45 und Auslaß 46 vollständig verschließt, öffnet jedoch der Steuerbund 69 mit seiner Steuerkante 70 zunehmend Eingang 71 und Ausgang 72 des Ansaugkanals 67. Bei weiter zunehmendem Auslaßdruck in der Steuerleitung 44 werden Einlaß 45 und Auslaß 46 des Bypasskanals 38 gänzlich verschlossen (Fig. 2). In dieser Stellung sind Einlaß 71 und Auslaß 72 des Ansaugkanals 67 vollständig geöffnet.If the pressure continues to rise, the control range of the valve is left. Before control edge 41 completely closes inlet 45 and outlet 46, however, control collar 69 with its control edge 70 increasingly opens inlet 71 and outlet 72 of intake duct 67. As outlet pressure in control line 44 increases, inlet 45 and outlet 46 of bypass duct 38 are completely closed ( Fig. 2). In this position, inlet 71 and outlet 72 of the intake duct 67 are completely open.

Nunmehr fließt der Schmierölstrom über die feste Drossel 37 vom Sumpf 36 zum Einlaß 35 der Pumpe. Steigt der Auslaßdruck noch weiter an, so wirkt das Drosselventil als Druckbegren­zungsventil. Die Feder 42 wird so weit zusammengedrückt, daß die vordere Steuerkante 47 die Steuerleitung 44 über den Auslaß 46 zum Sumpf öffnet. Hierbei bleibt Ansaugkanal 67 mit Eingang 71 und Ausgang 72 jedoch vollständig geöffnet.Now the lubricating oil flow flows through the fixed throttle 37 from the sump 36 to the inlet 35 of the pump. If the outlet pressure rises further, the throttle valve acts as a pressure relief valve. The spring 42 is compressed so far that the front control edge 47 opens the control line 44 through the outlet 46 to the sump. In this case, however, intake duct 67 with inlet 71 and outlet 72 remains completely open.

Hierzu ist der Auslaß 46 axial in Richtung auf den Steuer­raum 43 länger als der Einlaß 45 ausgeführt. Daher bleibt Einlaß 45 durch den Steuerbund 68 geschlossen, während Auslaß 46 gemeinsam mit der Steuerkante 47 als Auslaßdrossel wirkt. Über diese Auslaßdrossel wird der Auslaßdruck der Schmierölpumpe in Auslaßkammer 51 auf einen konstanten Maximalwert ausgeregelt. Dieser Maximalwert ist von der Größe der Federkraft abhängig. Dieser Zustand ist in Fig. 3B dargestellt. Dabei wird das Schmieröl, das aus Auslaßkammer 51 über Steuerleitung 44, Steuerkammer 43, Auslaß 46 in den Ölsumpf 36 entweicht, an der Drosselstelle zwischen Steuer­kante 47 und Auslaß 46 von dem maximalen Druck der Auslaß­kammer 51 auf den Druck im Ölsumpf 36 herabgedrosselt. Diese Drosselung erfolgt durch Energieverlust, der zu einem großen Teil in Wärme, und zwar in eine Erwärmung des Öls umgesetzt wird.For this purpose, the outlet 46 is made axially longer in the direction of the control chamber 43 than the inlet 45. Therefore, inlet 45 remains closed by the control collar 68, while outlet 46 together with the control edge 47 acts as an outlet throttle. The outlet pressure of the lubricating oil pump in outlet chamber 51 is regulated to a constant maximum value via this outlet throttle. This maximum value depends on the size of the spring force. This state is shown in Fig. 3B. Here, the lubricating oil from the outlet chamber 51 via control line 44, control chamber 43, outlet 46 in the Oil sump 36 escapes, throttled at the throttle point between control edge 47 and outlet 46 from the maximum pressure of the outlet chamber 51 to the pressure in the oil sump 36. This throttling occurs due to energy loss, which is largely converted into heat, namely heating the oil.

Nun ist zum einen die Drossel 37 des Ansaugkanals und zum anderen die Geometrie des Drucksteuerventils insbesondere mit der Anordnung der Steuerbünde 68, 69, der Zuordnung der Steuerkanten 47, 72 und der Zuordnung der Einlaß- und Auslaßöffnungen 45 - 46 bzw. 71 - 72 so ausgelegt, daß in jedem Falle ein ausreichend großer Durchflußquerschnitt erhalten bleibt, um bei der theoretisch möglichen, größten Saughöhe von 1 bar eine Ölmenge ansaugen zu können, die mindestens gleich 30% derjenigen Ölmenge ist, die bei dem größtmöglichen Durchflußquerschnitt - gleiche Viskosität und sonstige Beschaffenheit des Öls vorausgesetzt - fließen würde.Now, on the one hand, the throttle 37 of the intake duct and, on the other hand, the geometry of the pressure control valve, in particular with the arrangement of the control collars 68, 69, the assignment of the control edges 47, 72 and the assignment of the inlet and outlet openings 45-46 and 71-72, respectively designed in such a way that a sufficiently large flow cross-section is maintained in order to be able to draw in an amount of oil at the theoretically possible maximum suction head of 1 bar, which is at least 30% of the amount of oil with the largest possible flow cross-section - same viscosity and different properties assuming the oil would flow.

Anhand von Fig. 5 sind diese Zusammenhänge dargestellt: Bei sehr niedrigem Druck öffnet die Steuerkante 41 die Durchläs­se 45, 46 des Bypasskanals. Daher wird durch das Druck­steuerventil 39 die größtmögliche Ölmenge Q angesaugt. Bei steigendem Druck wird diese Ölmenge vermindert. Hier liegt der Betriebsbereich des Drucksteuerventils und des gesamten Schmierölsystems, wenn Motor und Öl ihre Betriebstemperatur haben. Diese Betriebstemperatur liegt für das Öl bei ca. 80 bis 90 °C.These relationships are shown with reference to FIG. 5: at very low pressure, the control edge 41 opens the passages 45, 46 of the bypass channel. Therefore, the largest possible amount of oil Q is sucked in by the pressure control valve 39. With increasing pressure, this amount of oil is reduced. This is the operating range of the pressure control valve and the entire lubricating oil system when the engine and oil are at their operating temperature. This operating temperature for the oil is approx. 80 to 90 ° C.

Steigt der Druck weiter an, so fällt die Durchflußmenge an der Steuerkante 41 für den Bypasskanal 38 weiter ab. Es wird jedoch durch die Steuerkante 70 des Kolbenbundes 69 der Durchlaß 71, 72 für den Ansaugkanal 67 geöffnet. Daher addieren sich die parallel geführten Teilströme, und zwar in der Weise, daß die Summe des Ölstroms im Einlaß 35 zumindest gleich 30% der maximal möglichen Ölmenge ist, gleiche Beschaffenheit des Öls vorausgesetzt. Bei weiter ansteigen­dem Druck werden die Durchlässe 71, 72 für den Ansaugkanal 67 vollständig geöffnet, so daß dort nun ein größtmöglicher Ölstrom Q37 fließt, der annähernd so groß ist wie der im Normalbetrieb fließende Ölstrom.If the pressure continues to increase, the flow rate at the control edge 41 for the bypass channel 38 continues to decrease. However, through the control edge 70 of the piston collar 69, the passage 71, 72 for the intake duct 67 is opened. Therefore, the partial flows carried in parallel add up in such a way that the sum of the oil flow in the inlet 35 at least is equal to 30% of the maximum possible amount of oil, provided the condition of the oil is the same. When the pressure rises further, the passages 71, 72 for the intake duct 67 are opened completely, so that the greatest possible oil flow Q37 flows there, which is approximately as large as the oil flow flowing in normal operation.

Dadurch, daß eine verhältnismäßig große Mindestölmenge ange­saugt wird, werden insbesondere im Kaltbetrieb des Verbren­nungsmotors dadurch Vorteile erzielt, daß sich der Motor und das Öl sehr schnell aufheizen. Es wird nämlich die verhält­nismäßig große Ölmenge über die vordere Steuerkante 47 zum Sumpf hin abgeführt. Dabei wird der Druck in dem Öl vom Höchstdruck - z.B. 6 bar - auf 1 bar herabgedrosselt. Die hierzu erforderliche Energie wird in Wärme, insbesondere im Öl verbleibende Wärme umgesetzt.The fact that a relatively large amount of minimum oil is sucked in, advantages are achieved in particular when the internal combustion engine is cold that the engine and the oil heat up very quickly. Namely, the relatively large amount of oil is discharged to the sump via the front control edge 47. Here, the pressure in the oil from the maximum pressure - e.g. 6 bar - reduced to 1 bar. The energy required for this is converted into heat, especially heat remaining in the oil.

Darüber hinaus wird die Schmierölpumpe auch weiteren Bedarfsanforderungen besonderer Betriebszustände gerecht. So kann es z.B. vorkommen, daß sich das Schmieröl außerordent­lich erwärmt oder daß Motorteile durch Schmieröl infolge besonderer Leistungsanforderungen gekühlt werden müssen. Hierzu verzweigt sich der Druckkanal 56 auf der Auslaßseite der Schmierölpumpe in zwei Systeme. Zum einen wird Schmieröl über eine Vielzahl von Leitungen 29 einer Vielzahl von Lager- und Schmierstellen 73 zugeführt. Von jeder Schmier­stelle führt eine Ableitung in den Sumpf. Die Schmieröllei­tung 29 wird durch das druckgeregelte Drosselventil 39, das insoweit als Druckbegrenzungsventil wirkt, gesichert. Durch die Einstellung der Feder 42 wird sichergestellt, daß der Druck eine Schädlichkeitsgrenze nicht übersteigt. Es kann z.B. ein Maximaldruck von 6 bar eingestellt werden. Ein zweiter Ölkanal 74 führt über ein Druckbegrenzungsventil 75 zu einem Sonderverbraucher 76, für den Schmieröl nur in besonderen Situationen erforderlich ist. Bei diesem Sonder­ verbraucher 76 kann es sich z.B. um eine Düse für die Kolbenkühlung handeln, die lediglich in Betrieb gesetzt wird, wenn eine Kolbenkühlung erforderlich ist oder wenn ausreichend Schmiröl zur Verfügung steht. Das Druckbegren­zungsventil 75 ist so eingestellt, daß es bei einem niedri­geren Druck öffnet als Steuerkante 47 gegenüber Auslaß 46 im Drosselventil 39. Daher wird der Sonderverbraucher 76 nur mit Schmieröl beschickt, wenn ein ausreichend hohes Schmier­ölangebot für die Schmierölleitung 29 zur Verfügung steht. Zusätzlich kann in den Druckkanal 74 ein Schaltventil 77 eingeschaltet werden, das elektromagnetisch geschaltet wird. Dieses Ventil wird über Meldeleitung 60 und Verstärker 61 durch einen Temperaturfühler 62 betätigt. Durch den Temperaturfühler kann z.B. - wie angedeutet - die Öltempe­ratur oder die Temperatur eines Maschinenteils, z.B. Kolbens, erfaßt werden. Ebenso ist es möglich, statt des Temperaturfühlers 62 ein anderes Meßinstrument, z.B. Dreh­zahlzähler zu verwenden. Ebenso kann die Meldeleitung genutzt werden, um andere außerordentliche Betriebszustände zu erfassen. In jedem Falle dient das Ventil 77 dem Zweck, einen außerordentlichen Bedarf zu decken.In addition, the lubricating oil pump also meets other requirements of special operating conditions. For example, it can happen that the lubricating oil heats up excessively or that engine parts have to be cooled by lubricating oil due to special performance requirements. For this purpose, the pressure channel 56 branches into two systems on the outlet side of the lubricating oil pump. On the one hand, lubricating oil is supplied to a plurality of bearing and lubrication points 73 via a plurality of lines 29. A drain leads from each lubrication point into the sump. The lubricating oil line 29 is secured by the pressure-controlled throttle valve 39, which acts as a pressure relief valve. The setting of the spring 42 ensures that the pressure does not exceed a harmful limit. For example, a maximum pressure of 6 bar can be set. A second oil channel 74 leads via a pressure relief valve 75 to a special consumer 76, for which lubricating oil is only required in special situations. With this special For example, consumer 76 may be a piston cooling nozzle that is only activated when piston cooling is required or when sufficient lubricating oil is available. The pressure relief valve 75 is set so that it opens at a lower pressure than the control edge 47 opposite the outlet 46 in the throttle valve 39. Therefore, the special consumer 76 is only supplied with lubricating oil if there is a sufficiently high supply of lubricating oil for the lubricating oil line 29. In addition, a switching valve 77 can be switched into the pressure channel 74, which is switched electromagnetically. This valve is actuated via signal line 60 and amplifier 61 by a temperature sensor 62. The temperature sensor can, for example - as indicated - measure the oil temperature or the temperature of a machine part, for example a piston. It is also possible to use a different measuring instrument, for example a speed counter, instead of the temperature sensor 62. The message line can also be used to record other extraordinary operating conditions. In any event, the valve 77 serves the purpose of meeting an extraordinary need.

Durch die angegebene Einstellung des Druckbegrenzungsventils 75 und des Drosselventils 39 wird dabei jedoch sicherge­stellt, daß in jedem Falle zunächst die Schmierölversorgung der Schmierstellen 73 gewährleistet bleibt, ohne daß der Regelbereich des Drosselventils 39 verlassen wird.The specified setting of the pressure relief valve 75 and the throttle valve 39 ensures, however, that in any case the lubricating oil supply to the lubrication points 73 is initially guaranteed without leaving the control range of the throttle valve 39.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 steht der Einlaß 35 der Pumpe mit dem Sumpf 36 über eine Drossel 37 in Verbin­dung. In einem Bypass 38, der parallel zu dem Drosselkanal 37 geschaltet ist, befindet sich ein druckgesteuertes Drosselventil 39. Der Kolben 40 des Ventils steuert mit seiner Steuerkante 41 die Öffnungen 45, 46 des Bypasskanals 38 zum Sumpf 36. Der Kolben ist auf der einen Seite mit einer Feder 42 belastet. Auf der gegenüberliegenden Seite wird der Kolben im Steuerraum 43 mit dem Auslaßdruck über Steuerleitung 44 beaufschlagt.In the embodiment of FIG. 4, the inlet 35 of the pump is connected to the sump 36 via a throttle 37. In a bypass 38, which is connected in parallel to the throttle duct 37, there is a pressure-controlled throttle valve 39. The piston 40 of the valve controls with its control edge 41 the openings 45, 46 of the bypass duct 38 to the sump 36. The piston is on one side With a spring 42 loaded. On the opposite side, the piston in control chamber 43 is acted upon by the outlet pressure via control line 44.

Solange kein oder nur ein geringer Auslaßdruck in der Steuerleitung 44 und dem Steuerraum 43 herrscht, gibt der Kolben mit seiner Steuerkante den Durchfluß vom Eingang 45 zum Auslaß 46 frei. Es kann nunmehr Schmieröl aus dem Sumpf 36 in unbegrenzter Menge zur Pumpe sowohl über die Drossel 37 als auch Bypasskanal 38 fließen. Wenn der Druck im Steuerraum 43 ansteigt und die Federkraft überwindet, so wird am Drucksteuerventil 39 der Einlaß 45 gegenüber dem Auslaß 46 verschlossen. Nunmehr fließt lediglich noch ein gedrosselter Schmierölstrom über die Drossel 37 vom Sumpf 36 zum Einlaß 35 der Pumpe. Steigt der Auslaßdruck noch weiter an, so wirkt das Drosselventil als Druckbegrenzungsventil. Die Feder 42 wird so weit zusammengedrückt, daß die vordere Steuerkante 47 die Druckleitung 44 gegenüber dem Auslaß 46 zum Sumpf öffnet. Ergänzend wird auf die Beschreibung zu Fig. 2 und Fig. 3A, B verwiesen.As long as there is no or only a low outlet pressure in the control line 44 and the control chamber 43, the piston with its control edge releases the flow from the inlet 45 to the outlet 46. An unlimited amount of lubricating oil can now flow from the sump 36 to the pump both via the throttle 37 and the bypass channel 38. When the pressure in the control chamber 43 increases and the spring force overcomes, the inlet 45 on the pressure control valve 39 is closed with respect to the outlet 46. Now only a throttled flow of lubricating oil flows through the throttle 37 from the sump 36 to the inlet 35 of the pump. If the outlet pressure rises further, the throttle valve acts as a pressure relief valve. The spring 42 is compressed so far that the front control edge 47 opens the pressure line 44 with respect to the outlet 46 to the sump. In addition, reference is made to the description of FIGS. 2 and 3A, B.

Die konstante Drossel 37 in dem Ansaugkanal ist nun so ausgelegt, daß der erfindungsgemäße Durchsatz auch dann erzielt wird, wenn der Bypasskanal 38 durch das Drossel­ventil 39 geschlossen ist. Hierzu besitzt die konstante Drossel einen ausreichend großen Querschnitt. Bezüglich der Höhe dieses Mindestdurchsatzes wird auf die obigen Ausfüh­rungen verwiesen.The constant throttle 37 in the intake duct is now designed such that the throughput according to the invention is achieved even when the bypass duct 38 is closed by the throttle valve 39. For this purpose, the constant choke has a sufficiently large cross section. With regard to the level of this minimum throughput, reference is made to the above explanations.

Weiterhin ist bei der Ausführung nach Fig. 4 eine zusätz­liche Drucksteuerung des druckgesteuerten Drosselventils 39 vorgesehen. Dieser Drucksteuerung dient das Magnetventil 59. Durch das Magnetventil 59 wird über Meldeleitung 60, Verstärker 61 und ein Meßinstrument, z.B. Temperaturfühler 62, ein Betriebszustand des Schmierölkreislaufs, also z.B. die Temperatur, erfaßt. Das Elektro-Magnetventil 59 hat zwei Schaltzustände.4, an additional pressure control of the pressure-controlled throttle valve 39 is provided. This pressure control is used by the solenoid valve 59. The solenoid valve 59 provides an operating state of the lubricating oil circuit, that is to say, via the signal line 60, the amplifier 61 and a measuring instrument, for example a temperature sensor 62 the temperature. The solenoid valve 59 has two switching states.

Im Ruhezustand verbindet das Ventil 59 den Federraum 27 des Drucksteuerventils 39 mit dem Ansaugkanal 35, wobei hervor­zuheben ist, daß hier infolge der Drosselungen zwischen Tank 36 und Ansaugkanal 35 ein Unterdruck besteht. In der anderen elektromagnetisch bewirkten Schaltstellung verbindet das Magnetventil 59 den Federraum 27 mit dem Tank 36 über Kanal 28. Diese Umschaltung des Ventils 59 auf den Tankdruck, der höher ist als der Ansaugdruck, bewirkt, daß Federkraft und Tankdruck den bisher über Steuerleitung 44 auf die vordere Steuerkante 47 im Steuerraum 43 wirkenden Schmieröl-System­druck überwiegen und den Steuerkolben 40 - in Fig. 4 - nach links verschieben. Dadurch wird die Drosselung an Steuer­kante 41 teilweise aufgehoben, so daß im Ansaugkanal 35 ein größerer Ölstrom zur Verfügung steht und der höhere Schmier­ölbedarf des Systems gedeckt werden kann. Infolge der stärkeren Belastung auf der Federseite des Steuerkolbens 40 stellt sich im Schmieröl-System ein höherer Druck ein. Es ist nun zusätzlich ein Druckbegrenzungsventil 30 in der Anschlußleitung 29 zu einem zusätzlich zuzuschaltenden Verbraucher vorgesehen. Dieses Druckbegrenzungsventil 30 ist so eingestellt, daß es bei dem höheren Systemdruck öffnet, so daß mit dem zusätzlich geförderten Schmieröl der zusätz­liche Verbraucher versorgt werden kann. Dieses System ist insbesondere zur Schmieröl-Kühlung von Motorteilen anwend­bar.In the idle state, the valve 59 connects the spring chamber 27 of the pressure control valve 39 to the intake duct 35, it being emphasized that there is a negative pressure here as a result of the throttling between the tank 36 and the intake duct 35. In the other electromagnetically actuated switching position, the solenoid valve 59 connects the spring chamber 27 to the tank 36 via channel 28. This switching of the valve 59 to the tank pressure, which is higher than the suction pressure, causes the spring force and tank pressure to pass through the control line 44 to the previously the front control edge 47 in the control chamber 43 prevailing lubricating oil system pressure and shift the control piston 40 - in FIG. 4 - to the left. As a result, the throttling at control edge 41 is partially eliminated, so that a larger oil flow is available in the intake duct 35 and the higher lubricating oil requirement of the system can be covered. As a result of the greater load on the spring side of the control piston 40, a higher pressure is established in the lubricating oil system. A pressure relief valve 30 is now additionally provided in the connecting line 29 to an additional consumer to be connected. This pressure relief valve 30 is set so that it opens at the higher system pressure, so that the additional consumer can be supplied with the additionally promoted lubricating oil. This system is particularly applicable for lubricating oil cooling of engine parts.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNGREFERENCE SIGN LISTING

  • 1 Außenrad1 outer wheel
  • 2 Innenverzahnung2 internal teeth
  • 3 Innenrad3 inner wheel
  • 4 Außenverzahnung4 external teeth
  • 5 Kopfkreis Außenrad5 tip circle outer wheel
  • 6 Fußkreis Außenrad6 foot circle outer wheel
  • 7 Wälzkreis Außenrad7 Outer wheel pitch circle
  • 8 Wälzkreis Innenrad8 Internal gear pitch circle
  • 9 Kopfkreis Innenrad9 Head circle inner wheel
  • 10 Fußkreis Innenrad, Grundkreis10 foot circle inner wheel, base circle
  • 11 Eingriffslinie11 line of engagement
  • 12 Wälzpunkt12 pitch point
  • 13 Schnittpunkt der Kopfkreise13 intersection of the head circles
  • 14 Zahnhöhe14 tooth height
  • 15 Verzahnungsmodul, großer Teilabschnitt15 gear module, large section
  • 16 kleiner Teilabschnitt16 small section
  • 17 Mittelpunkt, Außenrad17 center point, outer wheel
  • 18 Kreis der Krümmungsmittelpunkte18 circle of centers of curvature
  • 19 Krümmungsmittelpunkt19 center of curvature
  • 20 Krümmungsradius der Eingriffslinie20 radius of curvature of the line of engagement
  • 21 Wälzkreisradius Außenrad21 Outer gear pitch radius
  • 22 Wälzkreisradius Innenrad22 pitch circle radius inner wheel
  • 23 Drehrichtung, Steg23 direction of rotation, web
  • 24 Pfeilrichtung24 arrow direction
  • 25 Mittelpunkt Innenrad25 center of inner wheel
  • 26 Radius Eingriffslinie26 radius of engagement line
  • 27 Federraum27 spring chamber
  • 28 Kanal28 channel
  • 29 Leitung, Schmierölkanal29 Pipe, lubricating oil duct
  • 30 Druckbegrenzungsventil30 pressure relief valve
  • 31 Gehäuse31 housing
  • 32 Deckel32 lids
  • 33 Deckel33 cover
  • 34 Welle34 wave
  • 35 Einlaß, Ansaugkanal, Zulauf35 inlet, intake duct, inlet
  • 36 Tank, Ölsumpf36 tank, oil sump
  • 37 Drossel37 throttle
  • 38 Bypasskanal38 bypass channel
  • 39 druckgesteuertes Drosselventil39 pressure-controlled throttle valve
  • 40 Kolben40 pistons
  • 41 Steuerkante41 control edge
  • 42 Feder42 spring
  • 43 Steuerraum43 control room
  • 44 Steuerleitung44 control line
  • 45 Einlaß45 inlet
  • 46 Auslaß46 outlet
  • 47 vordere Steuerkante47 front steering edge
  • 48 Auslaßniere48 outlet kidney
  • 49 Auslaßkanal49 outlet duct
  • 50 Auslaßgehäuse50 outlet housing
  • 51 Auslaßkammer51 outlet chamber
  • 52 Bohrung52 hole
  • 53 Wand53 wall
  • 54 Rückschlagventil54 check valve
  • 55 Querbalken55 crossbars
  • 56 Druckkanal56 pressure channel
  • 57 Sichel57 sickle
  • 58 Kurzschlußkanal58 short-circuit channel
  • 59 Ventil, Magnetventil59 valve, solenoid valve
  • 60 Meldeleitung60 reporting line
  • 61 Verstärker61 amplifiers
  • 62 Temperaturfühler62 temperature sensors
  • 63 Drossel
    63 throttle
  • 67 Ansaugkanal67 intake duct
  • 68 Kolbenbund68 piston collar
  • 69 Kolbenbund69 piston collar
  • 70 Kolbenbund70 piston collar
  • 71 Einlaß71 inlet
  • 72 Auslaß72 outlet
  • 73 Verbraucher, Lagerstelle, Schmierstelle73 Consumer, bearing point, lubrication point
  • 74 Ölkanal74 oil channel
  • 75 Druckbegrenzungsventil75 pressure relief valve
  • 76 Sonderverbraucher, Kolbenkühlung, Düsen76 special consumers, piston cooling, nozzles
  • 77 Schaltventil77 switching valve

Claims (8)

1. Verbrennungsmotor
mit einer Schmierölpumpe, durch die die Lagerstellen (73) mit Schmieröl versorgt werden,
wobei die Schmierölpumpe eine Zellenpumpe, vorzugsweise Innenzahnradpumpe mit mehreren Auslaßzellen ist, wobei zumindest die Auslaßzellen mit größerem Volumen gegenüber dem Auslaß (51) durch jeweils ein Rückschlag­ventil (54) verschlossen sind,
wobei der Einlaß (35) der Schmierölpumpe über eine steuerbare Drosselung mit dem Tank (36) verbunden ist, welche Drosselung ein druckgesteuertes Drosselventil (39) aufweist, durch das der Durchsatz der Schmieröl­menge in Abhängigkeit von dem Druck im Auslaß (51) zwischen einem Mindestdurchsatz und einem Höchstdurch­satz gesteuert wird,
nach Patent (europäische Patentanmeldung) Nr. 86902794.6-2311 (PCT-1465/EP),
dadurch gekennzeichnet, daß
der kleinste Öffnungsquerschnitt der Drosselung (Drossel oder Blende) im Einlaß (35) so ausgelegt ist, daß der Mindestdurchsatz mindestens 30% des durch das druckge­steuerte Drosselventil (39) steuerbaren Maximaldurch­satzes beträgt.1. Internal combustion engine
with a lubricating oil pump, through which the bearing points (73) are supplied with lubricating oil,
the lubricating oil pump being a cell pump, preferably an internal gear pump with a plurality of outlet cells, at least the outlet cells with a larger volume being closed off from the outlet (51) by a check valve (54),
wherein the inlet (35) of the lubricating oil pump is connected to the tank (36) via a controllable throttling, which throttling has a pressure-controlled throttle valve (39) through which the throughput of the lubricating oil quantity as a function of the pressure in the outlet (51) is between a minimum throughput and controlling a maximum throughput,
according to patent (European patent application) No. 86902794.6-2311 (PCT-1465 / EP),
characterized in that
the smallest opening cross section of the throttle (throttle or orifice) in the inlet (35) is designed so that the minimum throughput is at least 30% of the maximum throughput controllable by the pressure-controlled throttle valve (39). 2. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Einlaß (35) der Schmierölpumpe über die Parallel­schaltung eines Ansaugkanals mit konstanter Drossel oder Blende (37) und eines Bypasskanals (38) mit dem druckge­steuerten Drosselventil (39) mit dem Tank (36) verbunden ist, und daß die konstante Drossel oder Blende einen für den Mindestdurchsatz ausreichenden Öffnungsquerschnitt aufweist.2. Internal combustion engine according to claim 1,
characterized in that
the inlet (35) of the lubricating oil pump is connected to the tank (36) via the parallel connection of an intake duct with a constant throttle or orifice (37) and a bypass duct (38) with the pressure-controlled throttle valve (39), and that the constant throttle or orifice unites has sufficient opening cross-section for the minimum throughput. 3. Verbrennungsmotor nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Einlaß (35) der Schmierölpumpe durch die Parallel­schaltung von zwei Kanälen mit dem Tank (36) verbunden ist, die synchron durch das druckgesteuerte Drossel­ventil (39) derart gesteuert werden, daß bei Maximal­druck der eine Kanal (Bypasskanal) geschlossen und nur der andere Kanal (Ansaugkanal) für den Mindestdurchsatz geöffnet ist,
und daß bei Betriebsdruck der Ansaugkanal geschlossen und der Bypasskanal mit druckabhängig veränderbarem Drosselquerschnitt steuerbar ist.3. Internal combustion engine according to claim 1,
characterized in that
the inlet (35) of the lubricating oil pump is connected to the tank (36) by the parallel connection of two channels, which are controlled synchronously by the pressure-controlled throttle valve (39) in such a way that one channel (bypass channel) is closed at maximum pressure and only the other channel (Intake duct) is open for the minimum throughput,
and that the intake duct is closed at operating pressure and the bypass duct can be controlled with a throttle cross-section that can be changed as a function of pressure. 4. Verbrennungsmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Kolben (40) des druckgesteuerten Drosselventils (39) auf der einen Seite (47) von dem Druck in dem Schmieröl­kanal bzw. Auslaß (51)
und auf der anderen Seite von einer Feder (42) sowie - in Abhängigkeit von der Schaltstellung eines elektromagnetisch betätigten Ventils (59) - ­mit dem Tankdruck oder dem Druck im Einlaß (35) der Schmierölpumpe belastet ist.4. Internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized in that
the piston (40) of the pressure-controlled throttle valve (39) on one side (47) of the pressure in the lubricating oil channel or outlet (51)
and on the other side is loaded by a spring (42) and - depending on the switching position of an electromagnetically operated valve (59) - with the tank pressure or the pressure in the inlet (35) of the lubricating oil pump. 5. Verbrennungsmotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schmierölkanal bei Überschreiten eines vorgegebenen Drucks über ein Druckbegrenzungsventil (75, 30) mit einem zusätzlichen Verbraucher (76) verbunden ist.5. Internal combustion engine according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
the lubricating oil channel is connected to an additional consumer (76) via a pressure limiting valve (75, 30) when a predetermined pressure is exceeded. 6. Verbrennungsmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mindestdurchsatz mehr als 8 1/min beträgt.6. Internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized in that
the minimum throughput is more than 8 1 / min. 7. Verbrennungsmotor nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mindestdurchsatz mindestens 80% des Ölverbrauchs des Motors beträgt, der bei Normal-Betriebsbedingungen (Oltemperatur und Druck) von dem druckgesteuerten Drosselventil eingestellt wird.7. Internal combustion engine according to claim 6,
characterized in that
the minimum throughput is at least 80% of the engine's oil consumption, which is set by the pressure-controlled throttle valve under normal operating conditions (oil temperature and pressure). 8. Verbrennungsmotor nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Mindestdurchsatz der Schmierölpumpe bei höchstem Druck des Schmierölsystems mindestens das Zweifache, vorzugsweise das Acht- bis Zwanzigfache des geringsten Verbrauchs des Verbrennungsmotors beträgt.8. Internal combustion engine according to one of the preceding claims,
characterized in that
the minimum throughput of the lubricating oil pump at the highest pressure of the lubricating oil system is at least twice, preferably eight to twenty times the lowest consumption of the internal combustion engine.
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