DE10144693B4

DE10144693B4 - Zahnradpumpe zur Schmierölversorgung

Info

Publication number: DE10144693B4
Application number: DE2001144693
Authority: DE
Inventors: Dieter Voigt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2012-06-21
Anticipated expiration: 2021-09-12
Also published as: DE10144693A1

Abstract

Schmierölversorgungs-Zahnradpumpe, insbesondere Außenzahnrad-Regelölpumpe, zur Schmierölversorgung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer fördermengenverändernden Verschiebeeinheit (20) sowie einer an einem Gehäusedeckel (10) gelagerten Antriebswelle (12) mit Antriebszahnrad (14), welches mit einem Abtriebszahnrad (16) auf einer Abtriebswelle (18) kämmt, wobei an der Antriebsseite der Zahnradpumpe eine wenigstens einstufige Trockensumpfpumpe (32) angeordnet ist, wobei die Trockensumpfpumpe (32) einen Lagerdeckel (34) aufweist, wobei die Antriebswelle (12) im Gehäusedeckel (10) der Zahnradpumpe und im Lagerdeckel (34) der Trockensumpfpumpe (32) gelagert ist, wobei ein dem wenigstens einen Förderzahnrad (38, 40, 42) der Trockensumpfpumpe (32) jeweils zugeordnetes Gegenzahnrad (48, 50, 52) drehbar auf einem Lagerbolzen (54) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (54) zwischen dem Gehäusedeckel (10) der Zahnradpumpe und dem Lagerdeckel (34) der Trockensumpfpumpe (32) fixiert ist und die Trockensumpfpumpe (32) über nur einen Ölaustritt mit einem Ölvorratsbehälter verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmierölversorgungs-Zahnradpumpe, insbesondere Außenzahnrad-Regelölpumpe, zur Schmierölversorgung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer fördermengenverändernden Verschiebeeinheit sowie einer an einem Gehäusedeckel gelagerten Antriebswelle mit Antriebszahnrad, welches mit einem Abtriebszahnrad auf einer Abtriebswelle kämmt, wobei an der Antriebsseite der Zahnradpumpe eine wenigstens einstufige Trockensumpfpumpe angeordnet ist, wobei die Trockensumpfpumpe einen Lagerdeckel aufweist, wobei die Antriebswelle im Gehäusedeckel der Zahnradpumpe und im Lagerdeckel der Trockensumpfpumpe gelagert ist, wobei ein dem wenigstens einen Förderzahnrad jeweils zugeordnetes Gegenzahnrad drehbar auf einem Lagerbolzen gelagert ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 38 40 909 A1 und DE 100 43 842 A1 sind Zahnradpumpen mit Fördermengenregelung bekannt. Derartige Zahnradpumpen kommen beispielsweise als für eine Motorschmierung von Kraftfahrzeugen erforderliche Ölpumpen zum Einsatz. Dabei ist es anzustreben, den Energieverbrauch (Kraftstoffverbrauch) derartiger Zahnradpumpen (Ölpumpen) zum Betreiben derselben möglichst zu reduzieren. Deshalb kommen insbesondere für Kraftfahrzeuge fördermengengeregelte Ölpumpen zum Einsatz, die möglichst die Bedarfsölmenge eines Verbrennungsmotors liefern und entsprechend geringe Antriebsleistungen benötigen. Derartige Ölpumpen mit Mengenregelung sind vorzugsweise als Außenzahnrad-Ölpumpen mit axialer Zahnradverschiebung ausgebildet.
Aus der DE 29 612 881 U1 ist eine mehrstufige Trockensumpfpumpe für ein Schmiersystem einer Brennkraftmaschine bekannt. Bei derartigen Pumpen weisen sämtliche Stufen, also zumindest eine Druckstufe und zumindest eine Saugstufe, Zahnradpumpensätze auf, wobei die jeweils miteinander axial fluchtenden Zahnräder auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, wobei die erste der beiden vorhandenen Wellen angetrieben ist, während die zweite Welle von der ersten Welle entweder über die miteinander in Eingriff stehenden Zahnräder der Zahnradpumpensätze oder über ein zusätzliches, auf beiden Wellen angeordnetes Zahnradpaar angetrieben wird. Die Anzahl der jeweils benötigten Stufen und entsprechend die Anzahl der Zahnradpumpensätze richtet sich danach, von wie vielen Stellen im Motorgehäuse oder in der Ölwanne das Öl abgesaugt werden muss. Die Saugstufen sind mit ihrer Auslassseite mit einem Ölvorratsbehälter verbunden, während umgekehrt die Druckstufen mit ihrer Saugseite mit diesem Ölvorratsbehälter in Verbindung stehen.
Aus der DE 837 498 B ist eine Zahnradmischpumpe mit einer Zahnradteilpumpe mit konstanter Förderleistung und einer Zahnradregelpumpe bekannt, wobei die Zahnradmischpumpe gleichzeitig mit der Förderung von zwei Flüssigkeit deren intensive Durchmischung bewirkt. Die Zahnradteilpumpe mit konstanter Förderleistung und die Zahnradregelpumpe sind wahlweise parallel oder in Serie geschaltet, wobei eine Flüssigkeit der Zahnradteilpumpe mit konstanter Förderleistung und die andere Flüssigkeit der Zahnradregelpumpe zugeführt wird. In der Zahnradteilpumpe mit konstanter Förderleistung sind die fördernden Zahnlücken derart ausgebildet, dass diese einen fortlaufenden Kanal in Mäanderform ausbilden, durch den das Arbeitsgut getrieben und dementsprechend durchmischt wird.
Aus der DD 77 109 A1 ist eine Zahnraddoppelpumpe mit zwei Pumpeneinheiten für den Schmierölkreislauf von Brennkraftmaschinen mit Vorratsbehälter bekannt. Hierbei sind Druckräume der Pumpeneinheiten durch einen oder mehrere Kanäle miteinander verbunden. Durch den dadurch ermöglichten, teilweisen Druckausgleich zwischen Druckräumen der Pumpeneinheiten und dem damit verbundenen Überströmen von Schmieröl wird die Fördermenge der in den Vorratsbehälter fördernden Pumpeneinheit erhöht und dadurch ein Ansaugen von Luft aus dem Vorratsbehälter durch die andere Pumpeneinheit vermieden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmierölversorgung einer Brennkraftmaschine zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Zahnradpumpe der o. g. Art mit den in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Dazu ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Lagerbolzen zwischen dem Gehäusedeckel der Zahnradpumpe und dem Lagerdeckel der Trockensumpfpumpe fixiert ist und die Trockensumpfpumpe über nur einen Ölaustritt mit einem Ölvorratsbehälter verbunden ist.
Dies hat den Vorteil, dass eine Regelölpumpe mit ein oder mehreren antriebsseitig vorgeschalteten Trockensumpf-Radsätzen zur Verfügung steht, wodurch sich Verbrauchsvorteile durch reduzierte Antriebsleistungen der Trockensumpf-Regelölpumpe ergeben.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Antriebswelle entsprechend wenigstens ein Förderzahnrad der Trockensumpfpumpe angeordnet, wobei die Antriebswelle der Zahnradpumpe gleichzeitig die Antriebswelle der Trockensumpfpumpe ausbildet.
Zur Vermeidung von hohen Quetschöldrücken zwischen den Zahnradpaaren der Trockensumpfpumpe ist diese wenigstens zweistufig ausgebildet und zwischen je zwei Stufen der Trockensumpfpumpe eine Trennwand angeordnet, welche wenigstens eine Drucköltasche derart aufweist, dass für zur Trennwand benachbarte Zahnradpaare ein axiales Ölausströmen möglich ist. Beispielsweise ist wenigstens eine Trennwand derart angeordnet und ausgebildet, dass diese zusätzlich ein Gehäuse der Trockensumpfpumpe trennt.
Ein drosselarmer, wechselseitiger Förderaustritt in die Drucköltaschen wird dadurch erreicht, dass die Förderzahnräder entsprechend verzahnungsversetzt auf der Antriebswelle befestigt sind.
Weitere Merkmale, Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, sowie aus der nachstehenden Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Diese zeigen in
1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe in Schnittansicht und
2 eine Trennwand der Zahnradpumpe gemäß 1 in Aufsicht.
Die in 1 dargestellte bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zahnradpumpe umfasst einen Gehäusedeckel 10, der zur Lagerung einer Antriebswelle 12 dient. Die Antriebswelle 12 ist mit einem Antriebszahnrad 14 verbunden, welches mit einem Abtriebszahnrad 16 auf einer Abtriebswelle 18 kämmt. An der Abtriebswelle 18 ist eine fördermengenverändernde Verschiebeeinheit 20 vorgesehen, welche zwischen einer Druckkammer 22 und einer Kammer 24 verschiebbar angeordnet ist. In der Kammer 24 ist eine Druckfeder 25 angeordnet, welche auf die Verschiebeeinheit 20 wirkt. Die Verschiebeeinheit 20 ist gemäß Doppelpfeil 26 axial verschiebbar und umfasst die Abtriebswelle 18 sowie jeweils auf dieser koaxial angeordnet das Abtriebszahnrad 16, einen die Druckkammer 22 begrenzenden Steuerkolben 28 und einen die Kammer 24 begrenzenden Federkolben 30. Das Abtriebszahnrad 16 ist auf der Abtriebswelle 18 drehbar gelagert, während der Steuerkolben 28 und der Federkolben 30 auf selbiger aufgepresst sind. Die Verschiebeeinheit 20 ist in Abhängigkeit einer eventuell sich einstellenden Kraftdifferenz zwischen der Druckkammer 22 und der Kammer 24 in Bezug auf das nicht axial verschiebbare Antriebszahnrad 14 gemäß Doppelpfeil 26 verschiebbar. Durch die Verschiebung ergeben sich unterschiedliche Überdeckungen zwischen dem Antriebszahnrad 14 und dem Abtriebszahnrad 16, wodurch sich unterschiedliche Förderraten der Zahnradpumpe ergeben.
An einer Antriebsseite der Zahnradpumpe ist eine beispielsweise dreistufige Trockensumpfpumpe 32 mit einem Lagerdeckel 34 und einem Gehäuse 36 angeordnet. Zwischen dem antriebsseitigen Lagerdeckel 34 und dem Gehäusedeckel 10 sind drei Förderzahnräder 38, 40, 42 der Trockensumpfpumpe 32 drehfest auf der Antriebswelle 12 angeordnet, wobei eine erste Trennwand 44 zwischen den Zahnrädern 38 und 40 sowie eine zweite Trennwand 46 zwischen den Zahnrädern 40 und 42 die Dreistufigkeit herstellen, so dass an drei separaten Ölabsaugstellen einer nicht dargestellten Trockensumpfölwanne unabhängig Öl abgesaugt wird. Die zweite Trennwand 46 stellt dabei eine alternative Ausführungsform zur ersten Trennwand 44 dar.
Jeweils einem entsprechenden Förderzahnrad 38, 40, 42 zugeordnet sind Gegenzahnräder 48, 50, 52 vorgesehen, die auf einem Lagerbolzen 54 angeordnet sind. Der Lagerbolzen 54 ist zwischen dem Lagerdeckel 34 und dem Gehäusedeckel 10 fixiert.
Zur Vermeidung von hohen Quetschöldrücken zwischen den Zahnradpaaren 38/48, 40/50, 42/52 sind an den Trennwänden 44, 46 Drucköltaschen 56, 58 ausgebildet, die für die jeweils benachbarten Zahnradpaare ein axiales Förderölausströmen ermöglichen, so dass Ölquetschen vermieden wird und Vorteile insbesondere bzgl. der Akustik erzielt werden. 2 veranschaulicht die Drucköltasche 56 der ersten Trennwand 44. Die Drucköltaschen 56, 58 stellen auch eine axiale Verbindung der Druckkammern der drei Förderstufen dar, so dass die Trockensumpfpumpe 32 über nur einen Ölaustritt mit einem Ölvorratsbehälter verbunden ist.
Die erste Trennwand 44 ist als Einlegeteil im einteilig die benachbarten Zahnradpaare umschließenden Gehäusebereich 60 ausgebildet. Die zweite Trennwand 46 ist als Zwischenwand ausgebildet, welche das Gehäuse 36 in den Gehäusebereich 60 und einen weiteren Gehäusebereich 62 trennt.
Ein drosselarmer, wechselseitiger Förderölaustritt in die Drucköltaschen 56 und 58 wird dadurch erzielt, dass die Förderzahnräder 38, 40, 42 entsprechend verzahnungsversetzt auf der Antriebswelle 12 befestigt sind.
Bezugszeichenliste

10: Gehäusedeckel
12: Antriebswelle
14: Antriebszahnrad
16: Abtriebszahnrad
18: Abtriebswelle
20: fördermengenverändernde Verschiebeeinheit
22: Druckkammer
24: Kammer
25: Druckfeder
26: Doppelpfeil
28: Steuerkolben
30: Federkolben
32: Trockensumpfpumpe
34: Lagerdeckel
36: Gehäuse
38: erstes Förderzahnrad
40: zweites Förderzahnrad
42: drittes Förderzahnrad
44: erste Trennwand
46: zweite Trennwand
48: erstes Gegenzahnrad
50: zweites Gegenzahnrad
52: drittes Gegenzahnrad
54: Lagerbolzen
56: Drucköltasche
58: Drucköltasche
60: Gehäusebereich
62: Gehäusebereich

Claims

Schmierölversorgungs-Zahnradpumpe, insbesondere Außenzahnrad-Regelölpumpe, zur Schmierölversorgung einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, mit einer fördermengenverändernden Verschiebeeinheit (20) sowie einer an einem Gehäusedeckel (10) gelagerten Antriebswelle (12) mit Antriebszahnrad (14), welches mit einem Abtriebszahnrad (16) auf einer Abtriebswelle (18) kämmt, wobei an der Antriebsseite der Zahnradpumpe eine wenigstens einstufige Trockensumpfpumpe (32) angeordnet ist, wobei die Trockensumpfpumpe (32) einen Lagerdeckel (34) aufweist, wobei die Antriebswelle (12) im Gehäusedeckel (10) der Zahnradpumpe und im Lagerdeckel (34) der Trockensumpfpumpe (32) gelagert ist, wobei ein dem wenigstens einen Förderzahnrad (38, 40, 42) der Trockensumpfpumpe (32) jeweils zugeordnetes Gegenzahnrad (48, 50, 52) drehbar auf einem Lagerbolzen (54) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (54) zwischen dem Gehäusedeckel (10) der Zahnradpumpe und dem Lagerdeckel (34) der Trockensumpfpumpe (32) fixiert ist und die Trockensumpfpumpe (32) über nur einen Ölaustritt mit einem Ölvorratsbehälter verbunden ist.
Schmierölversorgungs-Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Antriebswelle (12) wenigstens ein Förderzahnrad (38, 40, 42) der Trockensumpfpumpe (32) angeordnet ist, wobei die Antriebswelle (12) der Zahnradpumpe gleichzeitig die Antriebswelle (12) der Trockensumpfpumpe (32) ausbildet.
Schmierölversorgungs-Zahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerbolzen (54) mit der Abtriebswelle (18) der Zahnradpumpe fluchtend angeordnet ist.
Schmierölversorgungs-Zahnradpumpe nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trockensumpfpumpe (32) wenigstens zweistufig ausgebildet ist und zwischen je zwei Stufen der Trockensumpfpumpe (32) eine Trennwand (44, 46) angeordnet ist, welche wenigstens eine Drucköltasche (56, 58) derart aufweist, dass für zur Trennwand (44, 46) benachbarte Zahnradpaare (38/48, 40/50, 42/52) ein axiales Ölausströmen möglich ist.
Schmierölversorgungs-Zahnradpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Trennwand (46) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass diese zusätzlich ein Gehäuse (36) der Trockensumpfpumpe (32) trennt.
Schmierölversorgungs-Zahnradpumpe nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderzahnräder (38, 40, 42) entsprechend verzahnungsversetzt auf der Antriebswelle (12) befestigt sind.