EP2673512A2 - Oil pump - Google Patents

Oil pump

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EP2673512A2
EP2673512A2 EP12703770.3A EP12703770A EP2673512A2 EP 2673512 A2 EP2673512 A2 EP 2673512A2 EP 12703770 A EP12703770 A EP 12703770A EP 2673512 A2 EP2673512 A2 EP 2673512A2
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EP
European Patent Office
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blades
oil pump
pump according
oil
impeller
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Withdrawn
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EP12703770.3A
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Peter Köppler
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Continental Automotive GmbH
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Continental Automotive GmbH
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    • F01M1/02—Pressure lubrication using lubricating pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
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    • F04D29/181—Axial flow rotors
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    • F01M2001/0238—Rotary pumps

Definitions

  • the invention is therefore based on the object to provide an oil pump in a motor vehicle, which promotes a certain volume flow with a relatively small pressure increase with a good efficiency.
  • the oil pump should also be able to effectively promote the oil regardless of its current viscosity.
  • the ends of the blades may be designed differently to improve the flow behavior.
  • the oil pump 1 has a housing 2 in which an electric motor 3 is arranged.
  • the housing 2 has a flange 4, via which the oil pump 1 is attached to the transmission, not shown.
  • the electric motor 3 drives a shaft 5, which is located in the interior of the transmission.
  • a paddle wheel 6 is fixed.
  • the impeller 6 is surrounded by a tubular Au ⁇ inforing 19, whose inner diameter is so large that there is a small gap between the inner contour and the blades 12, 13, which allows unimpeded rotation of the impeller 6.
  • the paddle wheel 6 is located in a bore 7 of a partition wall 8 of the transmission, wherein the partition wall 8 separates two chambers 9, 10 of the transmission.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
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Abstract

An oil pump in a motor vehicle, having a case and an electric motor mounted in the case. The electric motor drives a pump stage which is likewise mounted in the case. The oil pump is an axial flow centrifugal pump.

Description

Beschreibung description
Ölpumpe oil pump
Gegenstand der Erfindung ist eine Ölpumpe in einem Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse einem darin angeordneten Elektromotor, welcher eine ebenfalls in dem Gehäuse angeordnete Pumpstufe antreibt . The invention relates to an oil pump in a motor vehicle with a housing an electric motor arranged therein, which drives a likewise arranged in the housing pumping stage.
Derartige Ölpumpen sind bekannt und somit Stand der Technik. Die bekannten Ölpumpen sind Verdrängerpumpen mit entsprechend hoher Leistung und Volumenstrom. Es ist weiter bekannt Ölpumpen im Getrieben eingesetzt, um den Ölkreislauf des Getriebes anzutreiben. Bei Getrieben ist bekannt, dass die Zahnräder in den Ölsumpf eintauchen, was im Betrieb zu Panschverlusten führt. Zur Reduzierung der Panschverluste wird im Betrieb der Ölpegel im Ölsumpf abgesenkt, indem die Ölpumpe das Öl ab¬ saugt und auf ein höheres Niveau im Getriebe fördert, wobei ein Volumenstrom mit einer vergleichsweise geringen Druckerhöhung zu bewältigen ist. Problematisch hierbei ist, dass die bekannten Verdrängerpumpen aufgrund ihrer hohen Leistungsaufnahme für diese Aufgabe überdimensioniert und somit ineffek¬ tiv sind. Hinzu kommt, dass bei tiefen Temperaturen, bei de¬ nen die Viskosität des Öls stark zunimmt, der Wirkungsgrad einer Verdrängerpumpe weiter abnimmt. Such oil pumps are known and thus state of the art. The known oil pumps are positive displacement pumps with correspondingly high power and volume flow. It is also known oil pumps used in transmissions to drive the oil circuit of the transmission. In transmissions it is known that the gears dip into the oil sump, which leads to panschervusten during operation. In order to reduce the splashing losses, the oil level in the oil sump is lowered during operation by the oil pump sucks the oil from ¬ and promotes to a higher level in the transmission, a volume flow with a comparatively low pressure increase is to cope. The problem here is that the known positive displacement pumps are oversized due to their high power consumption for this task and thus ineffek ¬ tive. In addition, at low temperatures, in de ¬ NEN the viscosity of oil sharply increases, the efficiency of a positive displacement pump further decreases.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ölpumpe in einem Kraftfahrzeug zu schaffen, die einen gewissen Volumenstrom mit einer vergleichsweise geringen Druckerhöhung mit einem guten Wirkungsgrad fördert. Die Ölpumpe soll zudem in der Lage sein, das Öl unabhängig von seiner momentanen Viskosität effektiv zu fördern. The invention is therefore based on the object to provide an oil pump in a motor vehicle, which promotes a certain volume flow with a relatively small pressure increase with a good efficiency. The oil pump should also be able to effectively promote the oil regardless of its current viscosity.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass die Ölpumpe eine Krei¬ selpumpe vom Axialtyp ist. Die Verwendung einer Axialkreiselpumpe als Ölpumpe ermöglicht den Einsatz einer Pumpe mit geringerer Leistungsaufnahme, und somit einer an die Förderaufgäbe angepassten Pumpe. Bei der Auslegung des Schaufelrades der Pumpe hat sich ge¬ zeigt, dass die Kreiselpumpe bei einer ingenieurmäßigen Aus¬ legung nicht in allen Betriebssituationen ausreichend arbeitet. Insbesondere bei niedrigen Temperaturen steigen aufgrund der hohen Viskosität des Öls die Reibungsverluste stark an. Abweichend von der herkömmlichen Auslegung ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ein Pumpenrad mit einer reduzierten Anzahl von Schaufeln vorgesehen. Die Schaufeln sind so ausgebildet, dass sich zwischen zwei benachbarten Schaufeln am Umfang der Schaufelradnabe ein freier Bereich bildet, in dem das zu fördernde Fluid frei durchtreten kann. Diese Aus¬ bildung bewirkt eine geringere Förderleistung, weshalb eine derartige Schaufelradgestaltung bislang nicht ausgeführt wird. Aufgrund der reduzierten Schaufelzahl und der freien Bereiche kommt das Öl nur im geringen Maße mit den Schaufeln in Kontakt. Das hat zur Folge, dass bei niedrigen Temperatu¬ ren, bei denen das Öl eine hohe Viskosität besitzt, wesent¬ lich geringere Reibungsverluste auftreten als dies bei einem herkömmlich ausgelegten Schaufelrad der Fall wäre. Da die Öl¬ pumpe lediglich eine geringe Förderleistung bewerkstelligen muss, ist der Nachteil der geringeren Förderleistung gegenüber dem Vorteil, welcher durch die Verringerung der Reibungsverluste entsteht, vernachlässigbar. The object is achieved in that the oil pump is a Krei ¬ selpumpe of the axial type. The use of an axial centrifugal pump as an oil pump allows the use of a pump with lower power consumption, and thus a pump adapted to the Förderaufgäbe. In the design of the impeller of the pump, GE ¬ shows that the centrifugal pump does not operate sufficiently in all operating situations in an engineering From ¬ interpretation. Especially at low temperatures, the friction losses increase sharply due to the high viscosity of the oil. Notwithstanding the conventional design, an impeller with a reduced number of blades is provided according to an advantageous embodiment. The blades are designed so that a free region forms between two adjacent blades on the circumference of the blade wheel hub, in which the fluid to be delivered can pass freely. From this ¬ formation results in a lower capacity, which is why such a Schaufelradgestaltung is not yet executed. Due to the reduced number of blades and the free areas, the oil comes into contact only to a small extent with the blades. This has the result that would be at low tempera ¬ reindeer, in which the oil has a high viscosity, Wesent ¬ Lich lower friction losses than in a conventionally designed impeller the case. Since the oil pump ¬ only needs to effect a low conveying performance, the disadvantage of lower flow rate compared to the advantage which results from the reduction of friction losses is negligible.
Besonders geringe Reibungsverluste bei niedrigen Temperaturen und ausreichender Förderleistung wird mit einer Ölpumpe erreicht, bei der die freien Bereiche am Nabenumfang des Schau¬ felrades zwischen zwei Schaufeln insgesamt 25 % - 70 % des Nabenumfangs , vorzugsweise 30 % - 50 % und insbesondere 38 % - 40 %, betragen. Particularly low friction losses at low temperatures and sufficient capacity is achieved with an oil pump in which the free areas at the hub circumference of the Schau ¬ felrades between two blades total 25% - 70% of the hub circumference, preferably 30% - 50% and in particular 38% - 40 %.
Um Öl bei tiefen Temperaturen mit geringen Reibungsverlusten zu fördern, hat es sich zudem als vorteilhaft herausgestellt, dass die freien Bereiche jeweils eine gewisse Mindestlänge besitzen müssen. Aus diesem Grund sollte das Schaufelrad min¬ destens zwei Schaufeln und nicht mehr als vier Schaufeln besitzen. To promote oil at low temperatures with low friction losses, it has also proven to be advantageous that the free areas must each have a certain minimum length. For this reason, the impeller should be at least ¬ have two blades and no more than four blades.
Um dennoch eine ausreichende Förderleistung zu erzielen, ist die Länge der Schaufeln, bezogen auf die Drehrichtung, größer oder gleich ihrer radialen Breite. In einer weiteren Ausgestaltung ist die radiale Breite der Schaufeln über ihre Länge konstant. Damit lässt sich das Schaufelrad in eine Förderöffnung oder einen Förderkanal anordnen, wobei die Innenkontur der Öffnung oder des Kanals geringfügig größer als das Schaufelrad ist. Da sich auf diese Weise zwischen der Innenkontur und den Schaufeln nur ein geringer Spalt ausbildet, wird die Förderleistung weiter verbessert . Nevertheless, in order to achieve a sufficient capacity, the length of the blades, based on the direction of rotation, greater than or equal to their radial width. In a further embodiment, the radial width of the blades is constant over their length. Thus, the paddle wheel can be arranged in a delivery opening or a delivery channel, wherein the inner contour of the opening or the channel is slightly larger than the paddle wheel. Since forms only a small gap between the inner contour and the blades in this way, the delivery rate is further improved.
Die Enden der Schaufeln können zur Verbesserung des Strö- mungsverhaltens verschieden ausgebildet sein. So hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die in Drehrichtung wei¬ senden Enden der Schaufeln einen Radius aufweisen, dessen Zentrum bezogen auf die radiale Breite der Schaufel in der Schaufel angeordnet ist. The ends of the blades may be designed differently to improve the flow behavior. Thus, it has been found to be advantageous if the ends of the blades which are rotating in the direction of rotation have a radius whose center is arranged in the blade relative to the radial width of the blade.
Die entgegen der Drehrichtung weisenden Enden der Schaufeln können ebenfalls abgerundet sein. Es ist aber auch denkbar diese Enden geradlinig oder gebogen auszubilden. Bei einer geradlinigen Ausbildung kann die Kante radial oder in einem von der Radialen abweichenden Winkel angeordnet sein. Bei einer bogenförmigen Kante kann der Bogen konkav oder konvex sein . The opposite to the direction of rotation pointing ends of the blades can also be rounded. But it is also conceivable to form these ends straight or curved. In a rectilinear design, the edge may be arranged radially or at a different angle from the radial. For an arcuate edge, the arc may be concave or convex.
An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläu- tert. Es zeigen in: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungs- gemäßen Ölpumpe, In one embodiment, the invention will be explained in more detail. Show in: 1 is a perspective view of an inventive oil pump,
Fig. 2 das Schaufelrad der Ölpumpe nach Fig. 1 in einer Fig. 2, the impeller of the oil pump according to Fig. 1 in a
Draufsicht und  Top view and
Fig. 3 das Schaufelrad nach Fig. 1 in einer Seitenansicht. Fig. 3, the impeller of Fig. 1 in a side view.
Die Ölpumpe 1 besitzt ein Gehäuse 2 in dem ein Elektromotor 3 angeordnet ist. Das Gehäuse 2 weist einen Flansch 4 auf, über den die Ölpumpe 1 am nicht dargestellten Getriebe befestigt ist. Der Elektromotor 3 treibt eine Welle 5 an, die sich im Innern des Getriebes befindet. An dem Ende der Welle 5, wel¬ ches dem Elektromotor 3 abgewandt ist, ist ein Schaufelrad 6 befestigt. Das Schaufelrad 6 ist von einem rohrförmigen Au¬ ßenring 19 umgeben, dessen Innendurchmesser so groß ist, dass sich zwischen der Innenkontur und den Schaufeln 12, 13 ein geringer Spalt befindet, der eine ungehinderte Rotation des Schaufelrades 6 ermöglicht. Zur Verbesserung des Strömungs- Verhaltens kann der Außenring 19 eine Einlaufdüse 20 aufwei¬ sen. Das Schaufelrad 6 befindet sich in einer Bohrung 7 einer Trennwand 8 des Getriebes, wobei die Trennwand 8 zwei Kammern 9, 10 des Getriebes trennt. Beim Betreiben der Ölpumpe 1 wird das in der Kammer 9 befindliche Öl angesaugt und in die Kam- mer 10 gefördert. The oil pump 1 has a housing 2 in which an electric motor 3 is arranged. The housing 2 has a flange 4, via which the oil pump 1 is attached to the transmission, not shown. The electric motor 3 drives a shaft 5, which is located in the interior of the transmission. At the end of the shaft 5, wel ¬ ches facing away from the electric motor 3, a paddle wheel 6 is fixed. The impeller 6 is surrounded by a tubular Au ¬ ßenring 19, whose inner diameter is so large that there is a small gap between the inner contour and the blades 12, 13, which allows unimpeded rotation of the impeller 6. To improve the flow behavior of the outer ring 19 aufwei ¬ sen an inlet nozzle 20 sen. The paddle wheel 6 is located in a bore 7 of a partition wall 8 of the transmission, wherein the partition wall 8 separates two chambers 9, 10 of the transmission. When operating the oil pump 1, the oil in the chamber 9 is sucked in and conveyed into the chamber 10.
Figur 2 und 3 zeigen das Schaufelrad 6 mit seiner Nabe 11. Am Umfang der Nabe 11 sind zwei Schaufeln 12, 13 mit Abstand zu¬ einander derart angeordnet, dass zwischen den beiden Schau- fein jeweils freie Bereiche 14, 15 vorhanden sind, in denen sich die Schaufeln 12, 13 nicht überdecken. Durch diese freien Bereiche 14, 15 hat das Öl die Möglichkeit durch das Figures 2 and 3 show the paddle wheel 6 with its hub 11. At the periphery of the hub 11, two blades 12, 13 at a distance from ¬ each other arranged such that between the two show fine each free areas 14, 15 are present, in which the blades 12, 13 do not overlap. Through these free areas 14, 15, the oil has the opportunity through the
Schaufelrad durchzutreten, so dass der Kontakt der Schaufeln 12, 13 mit dem Öl minimiert wird, was zu einer Reduzierung der Reibungsverluste führt. Die Schaufeln 12, 13 umschlingen den Nabe 11 an ihrem Umfang in einem Winkelbereich von jeweils 110°, so dass die freien Bereiche 14, 15 einen Winkel- bereich von jeweils 70° umfassen und insgesamt 39 % des Na- benumfangs betragen. Die Schaufeln 12, 13 sind an ihrem in Drehrichtung weisenden Ende 16 abgerundet, während das gegenüberliegende Ende 17 eine geradlinige Kante 18 besitzt, wel- che entgegen der Drehrichtung geneigt ist. Die radiale Brei¬ te b der Schaufeln 12, 13 ist über die Länge der Schaufeln 12, 13 konstant. Paddle wheel to pass, so that the contact of the blades 12, 13 is minimized with the oil, resulting in a reduction of the friction losses. The blades 12, 13 wrap around the hub 11 at its circumference in an angular range of 110 °, so that the free areas 14, 15 an angular range. range of 70 ° each and total 39% of the hub circumference. The blades 12, 13 are rounded at their end pointing in the direction of rotation 16, while the opposite end 17 has a straight edge 18 which is inclined counter to the direction of rotation. The radial slurry ¬ te b of the blades 12, 13 13 is the length of the blades 12, constant.

Claims

Ölpumpe in einem Kraftfahrzeug mit einem Gehäuse einem darin angeordneten Elektromotor, welcher eine ebenfalls in dem Gehäuse angeordnete Pumpstufe antreibt, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Ölpumpe (1) eine Kreiselpumpe vom Axialtyp ist. Oil pump in a motor vehicle with a housing an electric motor arranged therein, which drives a likewise arranged in the housing pump stage, ¬ characterized in that oil pump (1) is a centrifugal pump of the axial type.
Ölpumpe nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaufeln (12, 13) des Schau¬ felrades (6) so ausgebildet, dass zwischen zwei benach¬ barten Schaufeln (12, 13) am Umfang der Schaufelradnabe (11) ein freier Bereich (14, 15) ausgebildet ist. Oil pump according to claim 1, characterized in that the blades (12, 13) of the spectacle ¬ felrades (6) formed so that between two Benach ¬ disclosed blades (12, 13) on the periphery of the impeller hub (11), a free area (14, 15) is formed.
Ölpumpe nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die freien Bereiche (14, 15) am Nabenumfang des Schaufelrades (6) zwischen zwei Schau¬ feln (12, 13) insgesamt 25 % - 70 % des Nabenumfangs be tragen . Oil pump according to claim 2, characterized in that the free areas (14, 15) at the hub circumference of the impeller (6) between two show ¬ blades (12, 13) carry a total of 25% - 70% of the hub circumference be.
Ölpumpe nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die freien Bereiche (14, 15) am Nabenumfang des Schaufelrades (6) zwischen zwei Schau¬ feln (12, 13) insgesamt 30 % - 50 %, vorzugsweise 38 % 40 %, des Nabenumfangs betragen. Oil pump according to claim 3, characterized in that the free areas (14, 15) at the hub circumference of the impeller (6) between two show ¬ blades (12, 13) total 30% - 50%, preferably 38% 40%, of the hub circumference.
Ölpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Schaufelrad (6) zwei bis vier Schaufeln (12, 13) besitzt. Oil pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the paddle wheel (6) has two to four blades (12, 13) possesses.
Ölpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Länge der Schaufeln (12, 13), bezogen auf die Drehrichtung, größer oder gleich ihrer radialen Breite b ist. Ölpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die radiale Breite b der Schaufeln (12, 13) über ihre Länge konstant ist. Oil pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the length of the blades (12, 13), based on the direction of rotation, greater than or equal to their radial width b. Oil pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radial width b of the blades (12, 13) is constant over their length.
Ölpumpe nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Schaufeln (12, 13) an ihrem in Drehrichtung weisenden Ende (16) abgerundet sind. Oil pump according to at least one of the preceding claims, characterized in that the blades (12, 13) are rounded at their pointing in the direction of rotation end (16).
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