WO2009024109A2 - Regelölpumpe mit verstellwegabhängiger öldruckreglung - Google Patents

Regelölpumpe mit verstellwegabhängiger öldruckreglung Download PDF

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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
    • F04C14/18—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber
    • F04C14/185—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, machines, pumps or pumping installations characterised by varying the volume of the working chamber by varying the useful pumping length of the cooperating members in the axial direction
    • 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
    • F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
    • F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
    • F04C2/12—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type
    • F04C2/14—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons
    • F04C2/18—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of other than internal-axis type with toothed rotary pistons with similar tooth forms

Definitions

  • the invention relates to a pressure control for oil pumps with adjustable flow rates and delivery pressures, so-called control oil pumps, in particular control oil pumps for lubricating oil supply of internal combustion engines.
  • control oil pumps in particular control oil pumps for lubricating oil supply of internal combustion engines.
  • control oil pumps are dependent on the regulated oil pressure, usually the adjustment takes place against the force of a spring, which provides the adjustment to maximum delivery position at pump standstill. With increasing adjustment, the force of the spring increases, so that in simple control oil pumps with direct delivery-pressure-dependent adjustment with decreasing flow increases the delivery pressure.
  • Such simple control oil pumps are due to variable friction effects on the adjustment for a precise oil pressure control according to the oil pressure demand of an example to be supplied with lubricating oil internal combustion engine unsuitable.
  • a device For the precise oil pressure control of a control oil pump, a device is required that detects the oil pressure to be controlled and triggers an adjustment corresponding to the oil pressure in the case of pressure deviations from the default oil pressure.
  • an external gear oil pump is known, which changes its specific delivery through an axially variable overlapping of the meshing of its two conveyor gears.
  • a conveyor gear is arranged on a so-called displacement unit whose axial adjustment on the one hand by the oil pressure and other on the other hand depends on a spring as well as on an acting in the chamber of the spring control pressure.
  • the control pressure is generated by an acted upon by oil pressure control piston with associated control spring, wherein further influenced on the control piston additional force affects the adjustment of the control oil pump in terms of flow or delivery pressure.
  • the change in the additional force acting on the control piston takes place hydraulically and / or electrically.
  • the German patent application DE 102004007323 A1 describes a further external gear oil pump whose oil pressure is hydraulically controlled substantially dependent on the operating speed.
  • a speed-dependent variable centrifugal force is used, which generates a so-called centrifugal pressure in radially arranged oil holes of a conveyor gear.
  • the centrifugal pressure acts on a differential pressure piston, which transmits its piston force via a spring as an additional force to a regulating the oil pressure control piston.
  • the control piston can be arranged both in the pump housing as well as within the displacement unit.
  • German patent application DE 102007001066 A1 describes an external gear oil pump with a so-called back pressure control.
  • the speed-dependent variable back pressure arises during rotation of a conveyor gear in an adjacent oil pocket and is similar to the centrifugal pressure of DE 102004007323 A1 used for the scheme.
  • the invention has for its object to provide for control oil pumps a scheme that is simple and inexpensive executable, has a high reliability and a variable-speed oil pressure control performs in particular for to be supplied with lubricating oil combustion engines.
  • control oil pumps according to claim 1 in a simple manner by an effective for the adjustment control piston is acted upon by the additional force of a control spring, which varies depending on the adjustment of the adjustment their additional force and thereby affects the regulated oil pressure. Since an example to be supplied with lubricating oil combustion engine, regardless of its speed has a nearly constant flow resistance, the specific flow rate of a control oil pump with increasing speed by a corresponding adjustment to lower, which according to the invention leads to an increasing oil pressure with increasing speed.
  • Under a pressure control is understood to mean a control or a control in the regulatory sense.
  • FIG. 1 shows an external gear control oil pump with a first displacement-dependent oil pressure control in a sectional view
  • Figure 2 shows an external gear crizötpumpe with a second displacement-dependent oil pressure control at maximum flow rate
  • FIG 3 shows the external gear oil pump of Figure 2 with alternative control spring.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment of an external gear oil pump according to the invention at a specific delivery rate of approximately 65%.
  • a pump housing 1 with a housing cover 2 has a drive shaft 3 with a first conveyor gear 4.
  • the conveyor gear 4 is connected to a second conveyor gear 5 in axially reduced tooth engagement.
  • the conveyor gear 5 is part of a multi-part displacement unit 6, which is guided in the pump housing 1 axially movable.
  • the control oil pump can adjust their flow rate in a known manner, depending on the axial overlap of the meshing of the two conveyor gears 4 and 5 and adjust their specific flow rate to the needs.
  • the displacement unit 6 has to support conveyor gear 5 to a pin 7, on the right side of the conveyor gear 5, a piston 8 and opposite left side a piston 9 are fixed.
  • the control oil pump is connected to an oil line system which has a suction line 10 and a pressure line 11 whose connections are not visible on the pump housing 1 in FIG.
  • the pressure line 11 under delivery pressure has an overpressure valve 12 and a filter 13, the old natively also a filter cooler module can be.
  • the purified conveying oil flows via a pressure line 14, for example, to an internal combustion engine to be supplied with lubricating oil.
  • the pressure prevailing in the pressure line 14 oil pressure must always correspond to at least the oil pressure demand of the engine and is regulated by the regulation of the control oil pump accordingly.
  • the oil pressure via a signal line 15, if necessary, additionally equipped with a throttle 16, returned to the control oil pump.
  • a further arranged in the signal line 15 2/3-way valve, designed as a solenoid valve 17, allows for temporary oil pressure increase a pressure relief of the signal line 15th
  • the positioning of the displacement unit 6 which is axially required for the regulation of the external gear control oil pump is effected by forces acting on both sides of it on both sides. While in one of the piston 8 associated chamber 18 is constantly fed via the signal line 15 oil pressure, acting from a piston 9 associated chamber 19, a control pressure as well as a spring 20 on the displacement unit 6. A arranged in the pin 7 control piston 21, the the chamber 18 is constantly acted upon end face with oil pressure generated in cooperation with an associated control spring 22 in a known manner in its groove 23, the control pressure which is fed via a fixed pin 7 in the tube 24 into the chamber 19.
  • the control piston 21 is depending on its axial position thereto with its groove 23 via a bore 25 and a connection 26 with the chamber 18 and via a bore 27 and a connection 28 with the low pump suction of an oil pocket 29 of the piston 8 in variable pressure connection.
  • the flow resistance of the oil pump belonging to the control oil circuit generates a corresponding oil pressure in the pressure line 14.
  • the over the signal line 15 and the chamber 18 retroactive oil pressure generated upon reaching the target pressure on the control piston 21, a balance of power with its control spring 22 and a stable position of the displacement unit 6.
  • the displacing control piston 21 corrects the control pressure in the chamber 19, so that the displacement unit 6 is adjusted and the then changed flow rate regulates the oil pressure back to the target oil pressure.
  • the predetermined by the control spring 22 target oil pressure of the control oil pump is constant, for example, 4 bar according to the oil pressure demand of an internal combustion engine at high operating speeds.
  • the control spring 22 on the control piston 21 is located opposite to the control spring 22 on the control piston 21 according to the invention still a control spring 30 at. It is supported on the housing cover 2 and exerts on the control piston 21, depending on the axial displacement of the displacement unit 6, a variable additional force for regulating the oil pressure on the control piston 21.
  • the force of the control spring 30 acts on the same side as the oil pressure of the chamber 18 to the control piston 21 and is at maximum flow and then right-side adjustment of the displacement unit 6 with their investment on the housing cover 2 largest. With increasing reduction of the delivery, the force of the control spring 30 decreases depending on the adjustment of the displacement unit 6 to the left accordingly. Due to the opposite force effects of the control spring 22 and the control spring 30, the control spring 30 causes a lowering of the total spring force on the control piston 21. An increasing adjustment of the displacement unit 6 in terms of a flow rate reduction relaxes the control spring 30 so that the force acting on the control piston 21 total spring force increases and a increasing oil pressure of the control oil pump regulates, for example, between 2 bar at maximum flow and 4 bar with minimum flow.
  • An electrical control of the solenoid valve 16 allows for temporarily increased oil pressure demand in the pressure line 14, for example at a Combustion engine to effect a more effective piston cooling, a pressure relief in the chamber 13 by connecting the signal line 15 to the environment while blocking the pressure line 14.
  • the resulting pressure drop in the chamber 18 leads through the spring 20 to an adjustment of the displacement unit 6 to the right, so that sets a maximum flow with resulting increased oil pressure in the pressure line 14.
  • the opening pressure relief valve 12 leads from the pressure line 11 from a portion of the flow rate and thus limits the delivery pressure in the pressure line 11 and the oil pressure in the pressure line 14 at elevated pressure level, the Regelölpum- PE then as fixed displacement pump with conventional bypass control by the Pressure relief valve 12 works.
  • FIG. 2 shows an external gear oil pump at maximum delivery rate with an alternative arrangement of the control spring to FIG.
  • a pressure tube 44 with an abutment ring 45 for the control spring 43 introduces the control pressure generated by the control piston 40 into the chamber 19 and is axially movably mounted both in the sleeve 41 as well as in a correspondingly formed pin 46.
  • the axial bore of the control piston 40 is closed on the right side by a fixed in the bolt 46 devisnzapfen 47, but the corresponding openings via the admission of the control piston 40 with oil pressure from the signal line 15.
  • FIG. 3 shows, as a simplification compared to the control oil pump in FIG. 2, a displacement unit 50 which has only one control spring 51. It exerts the two functions of the previous control spring 42 and the control spring 43 of Figure 2.
  • the pressure tube 44 is supported in all adjustment positions of the displacement unit 50 on a piston 53 mounted in a correspondingly adapted pump housing 53, wherein at specific maximum flow through right-side abutment of the displacement unit 50 on the housing cover 2, the correspondingly minimally biased control spring 51 of the control piston 40 a minimum oil pressure of For example, 2.0 bar regulates.
  • the displacement unit 50 which increases with increasing speed to the left, increasingly biases the control spring 51 as a function of the stroke via the pressure tube 44, thereby resulting in the oil pressure rising in accordance with the invention.
  • the control spring 51 shown with progressive characteristic which would also be possible in Figure 2 for the control spring 43, 50 can be achieved with increasing displacement of the displacement unit 50 after an initially small increase in oil pressure, a progressive increase in oil pressure.
  • the piston 53 axially movably mounted in the pump housing 52 and biased by a spring 54 makes it possible to limit the regulated oil pressure.
  • the piston 53 moves synchronously with the further adjustment of the displacement unit 50 to the left, so that then the bias of the control spring 51 remains almost constant and corresponding to the oil pressure in a further Verstellhub the displacement unit 50 does not increase anymore.
  • the chamber 18 of the piston 8 can be in pressure communication via a throttle 55 with an oil pocket 56 under delivery pressure of the control oil pump, whereby the pressure in the chamber 18 and 15 depends on the size of the throttle 55 and also on the throttle 16 of the signal line 15 so that the oil pressure control can be influenced by the control piston 40 depending on the temperature.
  • the invention speed-dependent oil pressure control operates at higher oil viscosity in cold operation and then, for example, correspondingly reduced oil throughput of an engine to be supplied with lubricating oil at a slightly elevated oil pressure level, since the displacement unit 6, 48, 50 assumes correspondingly increased adjustment at specifically smaller flow rates in cold operation.
  • This increase in oil pressure caused by the system during cold operation ensures a reliable oil supply after a cold start and, in the subsequent hot operation, allows minimum oil pressure in the sense of maximum fuel consumption due to correspondingly reduced drive power of the control oil pump.

Abstract

Für Außenzahnrad-Regelölpumpen zur Schmierölversorgung von Verbrennungsmotoren ist eine variable Regelung der Fördermenge bzw. des Öldruckes durch eine axiale Verstellung ihrer Verschiebeeinheit vorgesehen. Ein in der Verschiebeeinheit (6) angeordneter Regelkolben (21) mit einer zugehörigen Regelfeder (22) ist erfindungsgemäß von einer zusätzlichen Steuerfeder (30) abhängig vom Verstellweg der Verschiebeeinheit (6) derart mit einer Zusatzkraft beaufschlagt, dass sich bei reduzierter spezifischer Fördermenge ein erhöhter Öldruck einstellt. Da sich die spezifische Fördermenge einer Motor-Regelölpumpe mit zunehmender Drehzahl reduziert, bewirkt die erfindungsgemäße Öldruckregelung einen mit steigender Drehzahl erhöhten Öldruck etwa entsprechend dem Öldruckbedarf eines Verbrennungsmotors.

Description

Regelölpumpe mit verstellwegabhängiger Öldruckreglυng
Die Erfindung betrifft eine Druckregelung für Ölpumpen mit verstellbaren Fördermengen und Förderdrücken, so genannte Regelölpumpen, insbesondere Regelölpumpen für die Schmierölversorgung von Verbrennungsmotoren. Durch eine Regelung der Fördermenge und insbesondere auch des dadurch regelbaren Förderdruckes entsprechend dem Öldruckbedarf von Verbrennungsmotoren werden durch reduzierte Pumpenantriebsleistungen Vorteile im Kraftstoffverbrauch und entsprechend auch in der Cθ2-Abgasemission erzielt.
Die Verstellung von Regelölpumpen erfolgt abhängig vom zu regelnden Öldruck, wobei üblicherweise die Verstellung gegen die Kraft einer Feder erfolgt, die bei Pumpenstillstand die Verstellung auf maximale Förderstellung stellt. Mit zunehmendem Verstellweg nimmt die Kraft der Feder zu, so dass bei einfachen Regelölpumpen mit direkt förder-druckabhängiger Verstellung mit sinkender Fördermenge der Förderdruck ansteigt. Derart einfache Regelölpumpen sind aufgrund veränderlicher Reibungseffekte an der Verstelleinrichtung für eine präzise Öldruckregelung entsprechend dem öldruckbedarf eines beispielsweise mit Schmieröl zu versorgenden Verbrennungsmotors ungeeignet.
Für die präzise Öldruckregelung einer Regelölpumpe ist eine Einrichtung erforderlich, die den zu regelnden Öldruck erfasst und bei Druckabweichungen vom Vorgabeöldruck eine entsprechend den Öldruck korrigierende Verstellung auslöst. Aus der deutschen Patentschrift DE 10237801 B4 ist hierzu eine Außen- zahnrad-Regelölpumpe bekannt, die ihre spezifische Fördermenge durch eine axial veränderliche Überdeckung des Zahneingriffes ihrer beiden Förderzahnräder ändert. Hierzu ist ein Förderzahnrad auf einer so genannten Verschiebeeinheit angeordnet, deren axiale Verstellung einerseits vom Öldruck und ande- rerseits von einer Feder wie auch von einem in der Kammer der Feder wirkenden Regeldruck abhängt. Der Regeldruck wird von einem mit Öldruck beaufschlagten Regelkolben mit zugehöriger Regelfeder erzeugt, wobei weiterhin eine auf den Regelkolben veränderlich einwirkende Zusatzkraft die Verstellung der Regelölpumpe hinsichtlich Fördermenge bzw. Förderdruck beeinflusst. Die Veränderung der auf den Regelkolben wirkenden Zusatzkraft erfolgt hydraulisch und/oder elektrisch.
Die deutsche Patentanmeldung DE 102004007323 A1 beschreibt eine weitere Außenzahnrad-Regelölpumpe, deren Öldruck im Wesentlichen abhängig von der Betriebsdrehzahl hydraulisch geregelt ist. Hierzu wird eine drehzahlabhängig veränderliche Fliehkraft genutzt, die in radial angeordneten Ölbohrungen eines Förderzahnrades einen so genannten Fliehdruck erzeugt. Der Fliehdruck wirkt auf einen Differenzdruckkolben, der seine Kolbenkraft über eine Feder als Zusatzkraft auf einen die Öldruckregelung vornehmenden Regelkolben überträgt. Der Regelkolben kann sowohl im Pumpengehäuse wie auch innerhalb der Verschiebeeinheit angeordnet sein.
Die deutsche Patentanmeldung DE 102007001066 A1 beschreibt eine Außen- zahnrad-Regelölpumpe mit einer so genannten Staudruck-Regelung. Der drehzahlabhängig veränderliche Staudruck entsteht bei Rotation eines Förderzahnrades in einer ihm benachbarten Öltasche und wird ähnlich wie der Fliehdruck der DE 102004007323 A1 für die Regelung genutzt.
Die Regelungen der bekannten Regelölpumpen stellen einen gewissen Zusatzaufwand dar und sind insbesondere bei elektrischer Ansteuerung mit entsprechenden Mehrkosten verbunden.
Bei den Regelölpumpen der DE 102004007323 A1 und der DE 102007001066 A1 wird für ihre Regelung teilweise ungefiltertes Förderöl direkt aus der Ölpum- pe genutzt, wodurch bei stärker verschmutztem Förderöl die Betriebssicherheit beeinträchtigt sein kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Regelölpumpen eine Regelung zu schaffen, die einfach und kostengünstig ausführbar ist, eine hohe Betriebssicherheit aufweist und eine drehzahlvariable Öldruckregelung insbesondere für mit Schmieröl zu versorgende Verbrennungsmotoren durchführt.
Diese Aufgabe wird für Regelölpumpen erfindungsgemäß entsprechend Anspruch 1 in einfacher Weise dadurch gelöst, indem ein für die Verstelleinrichtung wirksamer Regelkolben von der Zusatzkraft einer Steuerfeder beaufschlagt ist, die abhängig vom Verstellweg der Verstelleinrichtung ihre Zusatzkraft verändert und dadurch den geregelten Öldruck beeinflusst. Da ein beispielsweise mit Schmieröl zu versorgender Verbrennungsmotor unabhängig von seiner Drehzahl einen nahezu konstanten Durchflusswiderstand aufweist, ist die spezifische Fördermenge einer Regelölpumpe mit zunehmender Drehzahl durch eine entsprechende Verstelleinrichtung abzusenken, was erfindungsgemäß zu einem mit zunehmender Drehzahl steigenden Öldruck führt.
Unter einer Druckregelung wird dabei eine Regelung oder eine Steuerung im regelungstechnischen Sinne verstanden.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von in Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
Figur 1 eine Außenzahnrad-Regelölpumpe mit einer ersten verstellweg- abhängigen Öldruckregelung in Schnittansicht;
Figur 2 eine Außenzahnrad-Regelötpumpe mit einer zweiten verstellweg- abhängigen Öldruckregelung bei maximaler Fördermenge;
Figur 3 die Außenzahnrad-Regelölpumpe von Figur 2 mit alternativer Regelfeder.
Die Figur 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemä- ßen Außenzahnrad-Regelölpumpe bei einer spezifischen Fördermenge von cirka 65%. Ein Pumpengehäuse 1 mit einem Gehäusedeckel 2 weist eine Antriebswelle 3 mit einem ersten Förderzahnrad 4 auf. Das Förderzahnrad 4 steht mit einem zweiten Förderzahnrad 5 in axial reduziertem Zahneingriff. Das Förderzahnrad 5 ist Bestandteil einer mehrteiligen Verschiebeeinheit 6, die im Pumpengehäuse 1 axial beweglich geführt ist. Die Regelölpumpe kann abhängig von der axialen Überdeckung des Zahneingriffes der beiden Förderzahnräder 4 und 5 ihre Fördermenge in bekannter Weise verstellen und ihre spezifische Fördermenge dem Bedarf anpassen.
Die Verschiebeeinheit 6 weist zur Lagerung von Förderzahnrad 5 einen Laufbolzen 7 auf, auf dem rechtsseitig von Förderzahnrad 5 ein Kolben 8 und gegenüberliegend linksseitig ein Kolben 9 fixiert sind.
Die Regelölpumpe ist an einem Ölleitungssystem angeschlossen, das eine An- saugleitung 10 und eine Druckleitung 11 aufweist, deren Anschlüsse am Pumpengehäuse 1 in Figur 1 nicht sichtbar sind. Die unter Förderdruck stehende Druckleitung 11 weist ein Überdruckventil 12 und einen Filter 13 auf, das alter- nativ auch ein Filter-Kühler-Modul sein kann. Vom Filter 13 fließt das gereinigte Förderöl über eine Druckleitung 14 beispielsweise zu einem mit Schmieröl zu versorgenden Verbrennungsmotor. Der in der Druckleitung 14 herrschende Öldruck muss immer mindestens dem Öldruckbedarf des Verbrennungsmotors entsprechen und ist von der Regelung der Regelölpumpe entsprechend zu regeln. Hierzu wird der Öldruck über eine Signalleitung 15, bedarfsweise zusätzlich mit einer Drossel 16 ausgestattet, zur Regelölpumpe zurückgeführt.
Ein weiterhin in der Signalleitung 15 angeordnetes 2/3-Wegeventil, ausgeführt ais Magnetventil 17, ermöglicht zur temporären Öldruckerhöhung eine Druckentlastung der Signalleitung 15.
Die für die Regelung der Außenzahnrad-Regelölpumpe axial erforderliche Positionierung der Verschiebeeinheit 6 erfolgt durch axial beidseitig auf sie einwir- kende Kräfte. Während in einer dem Kolben 8 zugehörigen Kammer 18 ständig der über die Signalleitung 15 eingespeiste Öldruck herrscht, wirken von einer dem Kolben 9 zugehörigen Kammer 19 ein Regeldruck wie auch eine Feder 20 auf die Verschiebeeinheit 6. Ein im Laufbolzen 7 angeordneter Regelkolben 21, der aus der Kammer 18 ständig stirnseitig mit Öldruck beaufschlagt ist, erzeugt im Zusammenwirken mit einer zugehörigen Regelfeder 22 in bekannter Weise in seiner Nut 23 den Regeldruck, der über ein im Laufbolzen 7 fixiertes Rohr 24 in die Kammer 19 eingespeist wird. Der Regelkolben 21 steht je nach seiner axialen Position hierzu mit seiner Nut 23 über eine Bohrung 25 und eine Verbindung 26 mit der Kammer 18 und über eine Bohrung 27 und eine Verbindung 28 mit dem niedrigen Pumpensaugdruck einer Öltasche 29 des Kolbens 8 in veränderlicher Druckverbindung. Abhängig von der vom Regeldruck in der Kammer 19 eingestellten Position der Verschiebeeinheit 6 und der resultierenden Fördermenge erzeugt der Durchflusswiderstand des zur Regelölpumpe gehörigen Ölkreislaufes einen entsprechenden Öldruck in der Druckleitung 14. Der über die Signalleitung 15 und die Kammer 18 rückwirkende Öldruck erzeugt bei Erreichen des Solldruckes am Regelkolben 21 ein Kräftegleichgewicht mit dessen Regelfeder 22 und eine stabile Position der Verschiebeeinheit 6. Ist der am Regelkolben 21 anliegende Öldruck jedoch abweichend vom Sollöldruck zu hoch oder zu niedrig, so korrigiert der sich verschiebende Regelkolben 21 den Regeldruck in der Kammer 19, so dass sich die Verschiebeeinheit 6 verstellt und die dann veränderte Fördermenge den Öldruck wieder auf den Sollöldruck einregelt.
Der von der Regelfeder 22 vorgegebene Sollöldruck der Regelölpumpe ist konstant, beispielsweise 4 bar entsprechend dem Öldruckbedarf eines Verbrennungsmotors bei hohen Betriebsdrehzahlen. Um den Öldruck der Regelölpum- pe zu verändern und bei niedrigen Betriebsdrehzahlen auf geringere Öldruckwerte einzustellen, liegt gegenüberliegend zur Regelfeder 22 am Regelkolben 21 erfindungsgemäß noch eine Steuerfeder 30 an. Sie stützt sich am Gehäusedeckel 2 ab und übt auf den Regelkolben 21 abhängig von der axialen Verstellung der Verschiebeeinheit 6 eine veränderliche Zusatzkraft zur Öldruckrege- lung auf den Regelkolben 21 aus.
Die Kraft der Steuerfeder 30 wirkt auf der gleichen Seite wie der Öldruck der Kammer 18 auf den Regelkolben 21 und ist bei maximaler Fördermenge und dann rechtsseitiger Verstellposition der Verschiebeeinheit 6 mit ihrer Anlage am Gehäusedeckel 2 am größten. Mit zunehmender Reduzierung der Fördermenge nimmt die Kraft der Steuerfeder 30 abhängig vom Verstellweg der Verschiebeeinheit 6 nach links entsprechend ab. Durch die entgegengesetzten Kraftwirkungen der Regelfeder 22 und der Steuerfeder 30 bewirkt die Steuerfeder 30 eine Absenkung der Gesamtfederkraft am Regelkolben 21. Eine zunehmende Verstellung der Verschiebeeinheit 6 im Sinne einer Fördermengenabsenkung entspannt die Steuerfeder 30, so dass die am Regelkolben 21 wirkende Gesamtfederkraft zunimmt und sich ein steigender Öldruck der Regelölpumpe einregelt, beispielsweise zwischen 2 bar bei maximaler Fördermenge und 4 bar bei minimaler Fördermenge.
Eine elektrische Ansteuerung des Magnetventils 16 ermöglicht bei zeitweise erhöhtem Öldruckbedarf in der Druckleitung 14, beispielsweise um bei einem Verbrennungsmotor eine wirksamere Kolbenkühlung zu bewirken, eine Druckentlastung in der Kammer 13 durch eine Verbindung der Signalleitung 15 zur Umgebung bei gleichzeitiger Absperrung zur Druckleitung 14. Der resultierende Druckabfall in der Kammer 18 führt durch die Feder 20 zu einer Verstellung der Verschiebeeinheit 6 nach rechts, so dass sich eine maximale Fördermenge bei resultierend erhöhtem Öldruck in der Druckleitung 14 einstellt. Das öffnende Überdruckventil 12 führt aus der Druckleitung 11 einen Teil der Fördermenge ab und begrenzt damit den Förderdruck in der Druckleitung 11 bzw. den Öldruck in der Druckleitung 14 bei erhöhtem Druckniveau, wobei die Regelölpum- pe dann als Konstantpumpe mit herkömmlicher Bypass-Regelung durch das Überdruckventil 12 arbeitet.
In Figur 2 ist eine Außenzahnrad-Regelölpumpe bei maximaler Fördermenge mit einer zu der Figur 1 alternativen Anordnung der Steuerfeder dargestellt. In dieser Ausführungsform der Erfindung weist ein Regelkolben 40 mit einer zugehörigen Hülse 41 linksseitig sowohl eine Regelfeder 42 wie auch eine sich an der Hülse 41 abstützende Steuerfeder 43 auf. Ein Druckrohr 44 mit einem Anlagering 45 für die Steuerfeder 43 leitet den vom Regelkolben 40 erzeugten Regeldruck in die Kammer 19 ein und ist sowohl in der Hülse 41 wie auch in einem entsprechend ausgebildeten Laufbolzen 46 axial beweglich gelagert. Gegenüberliegend zum Druckrohr 44 ist die Axialbohrung des Regelkolbens 40 rechtsseitig von einem im Laufbolzen 46 fixierten Stufenzapfen 47 verschlossen, der jedoch über entsprechende Öffnungen die Beaufschlagung des Regelkolbens 40 mit Öldruck aus der Signalleitung 15 gewährleistet.
Das in der Kammer 19 endende Druckrohr 44 kommt erst ab einem gewissen Verstellhub der Verschiebeeinheit 48 am Pumpengehäuse 1 zur Anlage, so dass bei maximaler Fördermenge die auch noch nicht am Anlagering 45 anliegende, ungespannte Steuerfeder 43 keine Zusatzkraft auf den Regelkolben 40 überträgt. In der gezeigten Stellung der Verschiebeeinheit 48 mit maximaler Fördermenge bestimmt dann ausschließlich die Regelfeder 42 den vom Regelkolben 40 geregelten Öldruck in der Druckleitung 14 bzw. der Signalleitung 15, beispielsweise ausreichende 2 bar für die Schmierölversorgung im unteren Drehzahlbereich eines Verbrennungsmotors. Mit steigender Drehzahl bleibt der Öldruck bei einer sich nach links verstellenden Verschiebeeinheit 48 mit resultierender Fördermengenreduzierung zunächst bei 2 bar konstant. Erst nach An- läge des Druckrohres 44 am Pumpengehäuse 1 und der folgenden Vorspannung der Steuerfeder 43 durch den Anlagering 45 bewirkt eine weitere Drehzahlsteigerung mit dann zunehmendem Verstellhub der Verschiebeeinheit 48 eine steigende Vorspannung der Steuerfeder 43, wodurch erfindungsgemäß der geregelte Öldruck in der Druckleitung 14 ausgehend von 2,0 bar dann bei- spielsweise bis auf 4,0 bar bei spezifisch geringster Fördermenge ansteigt.
Die Figur 3 zeigt als Vereinfachung gegenüber der Regelölpumpe in Figur 2 eine Verschiebeeinheit 50, die nur noch eine Regelfeder 51 aufweist. Sie übt die beiden Funktionen der bisherigen Regelfeder 42 und der Steuerfeder 43 von Figur 2 aus. Das Druckrohr 44 stützt sich in allen Verstellpositionen der Verschiebeeinheit 50 an einem im entsprechend angepassten Pumpengehäuse 52 gelagerten Kolben 53 ab, wobei bei spezifisch maximaler Fördermenge durch rechtsseitige Anlage der Verschiebeeinheit 50 am Gehäusedeckel 2 die entsprechend minimal vorgespannte Regelfeder 51 des Regelkolbens 40 einen minimalen Öldruck von beispielsweise 2,0 bar einregelt. Hiervon ausgehend spannt die mit zunehmender Drehzahl sich nach links verstellende Verschiebeeinheit 50 über das Druckrohr 44 die Regelfeder 51 hubabhängig zunehmend vor, so dass dadurch der erfindungsgemäß ansteigende Öldruck resultiert. Durch die Verwendung der gezeigten Regelfeder 51 mit progressiver Kennlinie, was auch in Figur 2 für die Steuerfeder 43 möglich wäre, kann mit zunehmendem Verstellweg der Verschiebeeinheit 50 nach einem anfänglich geringen Öldruckanstieg eine progressive Steigerung des Öldruckes erzielt werden. Alternativ zu einer Abstützung des Druckrohres 44 direkt am Pumpengehäuse entsprechend Figur 2 ermöglicht der im Pumpengehäuse 52 axial be- weglich gelagerte, von einer Feder 54 vorgespannte Kolben 53 eine Begrenzung des geregelten Öldruckes. Bei Überschreiten der Vorspannkraft der Feder 54 durch das sich am Kolben 53 abstützende Druckrohr 44, ab einem gewissen Verstellhub der Verschiebeeinheit 50 und entsprechend gestiegener Kraft der Regelfeder 51 , bewegt sich der Kolben 53 synchron mit dem weiteren Verstellweg der Verschiebeeinheit 50 nach links, so dass dann die Vorspannung der Regelfeder 51 nahezu konstant bleibt und entsprechend der Öldruck auch bei einem weiteren Verstellhub der Verschiebeeinheit 50 nicht mehr ansteigt. Die Kammer 18 des Kolbens 8 kann bei Bedarf über eine Drossel 55 mit einer unter Förderdruck der Regelölpumpe stehenden Öltasche 56 in Druckverbindung stehen, wodurch abhängig von der Größe der Drossel 55 und auch von der Drossel 16 der Signalleitung 15 der Druck in der Kammer 18 und damit die Öl- druckregelung durch den Regelkolben 40 temperaturabhängig beeinflusst werden kann.
Die erfindungsgemäß drehzahlabhängige Öldruckregelung arbeitet bei im Kaltbetrieb erhöhter Ölviskosität und bei dann beispielsweise entsprechend redu- ziertem Öldurchsatz eines mit Schmieröl zu versorgenden Verbrennungsmotors bei etwas erhöhtem Öldruckniveau, da die Verschiebeeinheit 6, 48, 50 entsprechend erhöhte Verstellwerte bei im Kaltbetrieb spezifisch geringeren Fördermengen einnimmt. Diese bei Kaltbetrieb systembedingte Anhebung des Öldruckes sorgt für eine betriebssichere Ölversorgung nach einem Kaltstart und er- möglicht bei nachfolgendem Warmbetrieb minimale Öldrücke im Sinne maximaler Verbrauchsvorteile durch entsprechend reduzierte Antriebsleistungen der Regelölpumpe.

Claims

Patentansprüche
1. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen, insbesondere für Regelölpumpen zur Schmierölversorgung von Verbrennungsmotoren, mit einer Verstelleinrichtung, die für die Verstellung der Fördermenge einerseits aus einer Kammer (18) mit Öldruck und gegenüberliegend andererseits aus einer Kammer (19) mit einem Regeldruck sowie von der Kraft einer Feder (20) beaufschlagt ist; mit einem Regelkolben (21, 40), der einerseits mit Öldruck gegen eine ge- genüberliegend andererseits angeordnete Regelfeder (22, 42) beaufschlagt ist und der aus dem Druck des Förderöls den Regeldruck erzeugt; und mit einer Signalleitung (15) zur Beaufschlagung der Verstelleinrichtung mit Öldruck; mit einem in einer Druckleitung (11) angeordneten Filter (13) oder einem Filter-Kühler-Modul; dadurch gekennzeichnet, dass der Regelkolben (21 , 40) von einer Steuerfeder (30, 43, 51) abhängig vom Verstellweg der Verstelleinrichtung mit einer veränderlichen Zusatzkraft beaufschlagt ist.
2. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach Anspruch 1 , dadurch ge- kennzeichnet, dass die verstellbare Ölpumpe als Außenzahnrad-
Regelölpumpe ausgebildet ist und als Verstelleinrichtung eine Verschiebeeinheit (6, 48, 50) mit einem Laufbolzen (7, 46) aufweist.
3. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Regelkolben (21 , 40) im Laufbolzen (7, 46) angeordnet ist und der Regeldruck von einem Druckrohr (24, 44) in die Kammer (19) der Verschiebeeinheit (6, 48, 50) eingespeist wird.
4. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfeder
(30, 43) des Regelkolbens (21 , 40) als Druckfeder ausgebildet ist und sich durch sie bei Verstellung der Verschiebeeinheit (6, 48, 50) hin zu geringeren Fördermengen ein steigender Öldruck einstellt.
5. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfeder (30) auf der mit Öldruck beaufschlagten Seite des Regelkolbens (21) angeordnet ist und sich am Gehäusedeckel (2) abstützt.
6. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfeder (43) auf der Seite des Druckrohres (44) des Regelkolbens (40) angeordnet ist und sich über das Druckrohr (44) in der Kammer (19) am Pumpengehäuse (1 ) abstützt.
7. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfeder
(30, 43) in einem Teilbereich des Verstellweges der Verschiebeeinheit (6, 48) kraftlos entspannt ist.
8. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelfeder
(42) und die Steuerfeder (43) funktionell zusammengefasst von einer einzigen Regelfeder (50) ersetzt sind.
9. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach mehreren der vorhergehen- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerfeder (30, 43) bzw. die Regelfeder (50) eine progressive Kennlinie aufweist.
10. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Druck- röhr (44) an einem von einer Feder (54) vorgespannten Kolben (53) abstützt.
11. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer (18) der Verschiebeeinheit (6)
12. über eine Drossel (54) mit einer unter Förderdruck stehenden Öltasche (55) in Druckverbindung steht.
13. Druckregelung für verstellbare Ölpumpen nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Signallei- tung (15) eine Drossel (16) und ein Magnetventil (17) zur Druckentlastung der Kammer (18) aufweist und dass ein Überdruckventil (12) den Förderdruck in der Druckleitung (11) begrenzt.
14. Ölpumpe mit einer Druckregelung nach einem der vorstehenden Ansprüche.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102678543A (zh) * 2011-03-12 2012-09-19 大众汽车有限公司 齿轮泵和调整输送量的移动单元

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009019419B4 (de) * 2009-04-29 2016-01-14 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Umlaufverdrängermaschine mit vereinfachter Lagerachse oder -welle
DE102009019418B4 (de) * 2009-04-29 2013-05-16 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Umlaufverdrängerpumpe mit verbesserter Lagerschmierung
DE102009025535B4 (de) * 2009-06-19 2021-04-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Schmiermittelpumpe
DE102009060189B4 (de) * 2009-12-23 2017-07-13 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH Regelvorrichtung für die Verstellung des Fördervolumens einer Pumpe
DE102010051141B3 (de) * 2010-11-11 2011-12-29 Dieter Voigt Regelkolbenanordnung
DE102011100385A1 (de) * 2011-05-04 2012-11-08 Volkswagen Aktiengesellschaft Modul umfassend einen Fluidkühler und einen Fluidfilter, Leitungsvorrichtung eines Fluidkreislaufs einer Brennkraftmaschine und Verfahren zum Betrieb einer Leitungsvorrichtung
DE102012019906B3 (de) * 2012-10-11 2014-02-20 Audi Ag Zahnradregelölpumpe sowie Verfahren zum Betreiben einer Zahnradregelölpumpe
DE102013001750A1 (de) 2013-01-31 2014-07-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung eines Öldrucks für einen Verbrennungsmotor sowie entsprechend ausgestaltete Ölpumpe
DE102015002035A1 (de) 2015-02-17 2016-08-18 Dieter Voigt Mehrstufige Ölpumpe

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2141722A1 (de) * 1971-08-20 1973-03-01 Bosch Gmbh Robert Druckregler fuer eine verstellbare pumpe
DE2505780A1 (de) * 1975-02-12 1976-08-19 Bosch Gmbh Robert Regeleinrichtung fuer eine pumpe
DE3404534A1 (de) * 1984-02-09 1985-09-05 Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr Hydraulische antriebsanordnung
EP0719947A2 (de) * 1994-12-29 1996-07-03 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Load-sensing Schaltung
DE19949169A1 (de) * 1999-10-12 2001-04-26 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Verstellvorrichtung
DE10357619A1 (de) * 2003-12-10 2005-07-07 Voigt, Dieter, Dipl.-Ing. Einrichtung zur drehzahlabhängigen Druckregelung von Ölpumpen
DE102004007323A1 (de) * 2004-02-14 2005-08-04 Voigt, Dieter, Dipl.-Ing. Druckregelung für Ölpumpen

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1730405A1 (de) * 2003-12-10 2006-12-13 Dieter Dipl.-Ing. Voigt Drehzahlabh ngige druckregelung von lpumpen
DE102004012726A1 (de) * 2004-03-16 2005-10-06 Voigt, Dieter, Dipl.-Ing. Durckanhebung für Regelölpumpen
DE102007001066A1 (de) 2007-01-03 2007-08-02 Voigt, Dieter, Dipl.-Ing. Staudruck-Regelung für Hydraulikpumpen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2141722A1 (de) * 1971-08-20 1973-03-01 Bosch Gmbh Robert Druckregler fuer eine verstellbare pumpe
DE2505780A1 (de) * 1975-02-12 1976-08-19 Bosch Gmbh Robert Regeleinrichtung fuer eine pumpe
DE3404534A1 (de) * 1984-02-09 1985-09-05 Mannesmann Rexroth GmbH, 8770 Lohr Hydraulische antriebsanordnung
EP0719947A2 (de) * 1994-12-29 1996-07-03 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Load-sensing Schaltung
DE19949169A1 (de) * 1999-10-12 2001-04-26 Brueninghaus Hydromatik Gmbh Verstellvorrichtung
DE10357619A1 (de) * 2003-12-10 2005-07-07 Voigt, Dieter, Dipl.-Ing. Einrichtung zur drehzahlabhängigen Druckregelung von Ölpumpen
DE102004007323A1 (de) * 2004-02-14 2005-08-04 Voigt, Dieter, Dipl.-Ing. Druckregelung für Ölpumpen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102678543A (zh) * 2011-03-12 2012-09-19 大众汽车有限公司 齿轮泵和调整输送量的移动单元

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Publication number Publication date
DE102007039589A1 (de) 2009-02-26
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