DE102006044810A1 - Fluid pump i.e. external gear pump, has secondary pump wheel rotatably supported on adjustment piston relative to adjustment piston in axially immovable manner, where adjustment piston is pre-stressed in direction of rotation around axle - Google Patents

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Abstract

The fluid pump has a conveying chamber (14) connecting an inlet with an outlet of a housing (12). A rotatably driven, axially fixed primary pump wheel is provided with the extent teeth, which is engaged with the peripheral teeth of a secondary pump wheel for conveying the fluid from the inlet to the outlet. The secondary pump wheel is rotatably supported on an adjustment piston (26) relative to the adjustment piston in an axially immovable manner. The adjustment piston is pre-stressed in a direction of rotation around an axle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Flüssigkeitspumpe mit regelbarem Fördervolumen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a liquid pump with adjustable delivery volume, according to the generic term of claim 1.

Eine gattungsgemäße Flüssigkeitspumpe ist aus der DE 102 22 131 B4 bekannt. Ein Problem solcher Flüssigkeitspumpen liegt darin, dass auf den Verstellkolben beispielsweise infolge von Druckpulsationen Wechselkräfte wirken, die sowohl zu einem Verschleiß der Lagerung des Sekundärpumpenrades auf dem Verstellkolben als auch zu einem Verschleiß der in gegenseitiger Anlage befindlichen Anlagefläche des Verstellkolbens und der Gegenfläche des Gehäuses führen. Beides beeinträchtigt die Lebensdauer der Pumpe. Außerdem können die Wechselbeanspruchungen zu unerwünschter Geräuschentwicklung führen.A generic liquid pump is from the DE 102 22 131 B4 known. A problem of such liquid pumps is that act on the adjusting piston, for example as a result of pressure pulsations alternating forces that lead to both wear of the bearing of the Sekundärpumpenrades on the adjusting piston and wear of the abutting contact surface of the adjusting piston and the counter surface of the housing. Both affect the life of the pump. In addition, the alternating stresses can lead to undesirable noise.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Flüssigkeitspumpe derart weiterzuentwickeln, dass bei verminderter Geräuschentwicklung deren Lebensdauer verbessert ist.Of the Invention is based on the object, a generic liquid pump to develop such that with reduced noise whose life is improved.

Diese Aufgabe wird mit einer Flüssigkeitspumpe gemäß dem Anspruch 1 gelöst.These Task is with a liquid pump according to the claim 1 solved.

Durch die erfindungsgemäße Vorspannung des Verstellkolbens in Richtung einer Drehung um seine Achse werden rotatorische Wechselbeanspruchungen des Verstellkolbens vermindert, insbesondere überkompensiert, so dass die Anlagefläche des Verstellkolbens sich ständig in wohl definierter Anlage an der Gegenfläche des Gehäuses befindet.By the bias of the invention Be adjusting piston in the direction of rotation about its axis reduced rotational stresses on the adjusting piston, especially overcompensated, so that the contact surface the adjusting piston constantly located in well-defined system on the opposite surface of the housing.

Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpe gerichtet, die gemäß dem Anspruch 5 vorteilhafter Weise als Ölpumpe einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist.The under claims are on advantageous developments of the liquid pump according to the invention directed according to the claim 5 advantageously as an oil pump an internal combustion engine is formed.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläutert.The Invention will be described below with reference to schematic drawings, for example and explained in more detail.

In den Figuren stellen dar:In the figures represent:

1 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Flüssigkeitspumpe in auseinander gezogener Darstellung, 1 a perspective view of the liquid pump according to the invention in exploded view,

2 eine Stirnansicht des Primärpumpenrades und des Verstellkolbens und 2 an end view of the Primärpumpenrades and the adjusting piston and

3 eine perspektivische Ansicht des Primärpumpenrades und des Sekundärpumpenrades. 3 a perspective view of the Primärpumpenrades and the Sekundärpumpenrades.

Gemäß den Figuren weist eine Flüssigkeitspumpe 2 miteinander dicht verschraubbare Gehäuseteile 10, 12 auf, die zwischen sich eine Förderkammer 14 bilden, die im Querschnitt die Kontur zweier sich überlappender Kreise aufweist und die einen am Gehäuse ausgebildeten Einlass 16 (2) mit einem Auslass 18 verbindet. In dem gemäß den Figuren linken oberen Bereich der Förderkammer ist ein Primärpumpenrad 20 angeordnet, das mit einer Außenverzahnung versehen ist, dessen Zähne beispielsweise gerade oder schräg verzahnt sind etwa achsparallel verlaufen. Der Außenkontur 22 des Primärpumpenrades entspricht der Innenkontur des zugehörigen Teils der Förderkammer 14. Das Primärpumpenrad 20 ist drehfest mit einer Welle 24 verbunden, die in dem Gehäuse 10, 12 gelagert ist und von außerhalb des Gehäuses drehantreibbar ist.According to the figures, a liquid pump 2 tightly screwed together housing parts 10 . 12 on, between them a delivery chamber 14 form, which has the contour of two overlapping circles in cross-section and the one formed on the housing inlet 16 ( 2 ) with an outlet 18 combines. In the left upper portion of the delivery chamber according to the figures is a primary pump 20 arranged, which is provided with an external toothing, the teeth, for example, straight or obliquely toothed are approximately parallel to the axis. The outer contour 22 the Primärpumpenrades corresponds to the inner contour of the associated part of the delivery chamber 14 , The primary pump wheel 20 is non-rotatable with a shaft 24 connected in the housing 10 . 12 is mounted and is rotatably drivable from outside the housing.

Weiter ist in dem Gehäuse 10, 12 ein Verstellkolben 26 axial verschiebbar aufgenommen, der endseitig je einen Kolbenflansch 28, 30 aufweist, wobei die Kolbenflansche 28, 30 mittels eines Schaftes 32 starr miteinander verbunden sind. Der Verstellkolben 26 ist insgesamt ein gebautes Teil, so dass auf seinem Schaft 32 ein Sekundärpumpenrad 34 drehbar lagerbar ist, dessen Außenkontur dem gemäß den Figuren rechten unteren Bereich der Förderkammer 14 entspricht und das mit einer Außenverzahnung versehen ist, die mit der Außenverzahnung des Primärpumpenrades 20 kämmt bzw. in Eingriff ist. In dem Gehäuseteil 10 und Gehäuseteil 12 sind Bohrungen derart ausgebildet, dass darin die Kolbenflansche 28 bzw. 30 weitgehend passgenau axial beweglich sind.Next is in the case 10 . 12 an adjusting piston 26 axially slidably received, the end each have a piston flange 28 . 30 having, wherein the piston flanges 28 . 30 by means of a shank 32 are rigidly connected. The adjusting piston 26 is a built part, so that on his shaft 32 a secondary pump wheel 34 is rotatably storable, the outer contour of the lower right in accordance with the figures of the delivery chamber 14 corresponds and which is provided with an external toothing, with the external toothing of the Primärpumpenrades 20 meshes or is engaged. In the housing part 10 and housing part 12 are bores formed such that therein the piston flanges 28 respectively. 30 are largely accurate axial movement.

Die Stirnseite des Kolbenflansches 28 stützt sich an einer Schraubenfeder 36 ab, die in einer entsprechenden Gehäusebohrung aufgenommen ist und sich am Boden eines die Bohrung verschließenden Deckels abstützt. Damit der Verstellkolben 26 gegen die Kraft der Feder 36 in den Gehäuseteil 10 hineinbewegbar ist, ist der Kolbenflansch 30 an seiner Umfangsfläche mit einer Ausnehmung 38 versehen, deren Kontur der Außenkontur 22 des Primärpumpenrades 20 entspricht. Die zur Aufnahme des Kolbenflansches 30 vorgesehene Bohrung im Gehäuseteil 12 ist nicht kreisrund. Ihr Querschnitt entspricht vielmehr dem Querschnitt des Kolbenflansches 30, so dass der Verstellkolben 26 in dem Gehäuse 10, 12 axial verschiebbar und gleichzeitig unverdrehbar aufgenommen ist.The end face of the piston flange 28 rests on a coil spring 36 from, which is accommodated in a corresponding housing bore and is supported on the bottom of a hole occluding the cover. So that the adjusting piston 26 against the force of the spring 36 in the housing part 10 is hineinbewegbar, is the piston flange 30 on its peripheral surface with a recess 38 provided whose contour of the outer contour 22 of the primary pump wheel 20 equivalent. The for receiving the piston flange 30 provided hole in the housing part 12 is not circular. Its cross section corresponds rather to the cross section of the piston flange 30 , so that the adjusting piston 26 in the case 10 . 12 axially displaceable and simultaneously recorded non-rotatably.

Zur Verstellung des Verstellkolbens 26 kann die dem Kolbenflansch 30 entsprechende Bohrung im Gehäuseteil 12 beispielsweise mit Hydraulikdruckmittel beaufschlagt werden, so dass der Verstellkolben gegen die Kraft der Feder 36 in den Gehäusteil 10 hineinbewegbar ist. Dabei vermindert sich die axiale Länge, längs der die Außengewinde der Pumpenräder in Eingriff sind und somit das Fördervolumen der Pumpe.For adjustment of the adjusting piston 26 can be the piston flange 30 corresponding hole in the housing part 12 For example, be acted upon by hydraulic pressure medium, so that the adjusting against the force of the spring 36 in the housing part 10 is hineinbewegbar. This reduces the axial length along which the external threads of the pump wheels are engaged and thus the delivery volume of the pump.

Die bisher beschriebene Anordnung ist in ihrem Aufbau an sich bekannt und wird daher nicht im Einzelnen erläutert.The previously described arrangement is known per se in its construction and is therefore not explained in detail.

Auf den Verstellkolben wirken im Betrieb der Pumpe die in 1 durch dicke Pfeile dargestellten Kräfte, nämlich die Vorspannkraft der Feder 36 und infolge der Reibung des Sekundärpumpenrades auf dem Schaft 32 eine Kraft in Umfangsrichtung, die das Bestreben hat, den Verstellkolben um seine Achse zu drehen. Außerdem wirkt auf den Verstellkolben noch eine Kraft von der Achse des Primärpumpenrades 20 her, die durch den Druck der zwischen den Zähnen geförderten Flüssigkeit bedingt ist. Diese Kräfte fluktuieren und führen dazu, dass Verschleiß an der Außenumfangsfläche der Kolbenflanschen 30 und/oder der Gegenfläche des Gehäuses auftritt bzw., wenn keine vollflächige Anlage erzielt wird, Verschleiß zwischen dem Kolbenflansch 30 und am Gehäuse ausgebildeten Anschlägen auftritt, die den Verstellkolben drehfest halten. Es versteht sich, dass sowohl die Passung des Verstellkolbens in den Bohrungen des Gehäuses als auch die radial und axiale Führung des Sekundärpumpenrades an dem Verstellkolben nicht vollständig spielfrei sind.On the adjusting piston act in the operation of the pump in 1 by forces shown by thick arrows, namely the biasing force of the spring 36 and due to the friction of the secondary pump wheel on the shaft 32 a force in the circumferential direction, which has the tendency to rotate the adjusting piston about its axis. In addition, acting on the adjusting piston still a force from the axis of the Primärpumpenrades 20 which is due to the pressure of the liquid conveyed between the teeth. These forces fluctuate and cause wear on the outer peripheral surface of the piston flanges 30 and / or the counter surface of the housing occurs or, if no full surface contact is achieved, wear between the piston flange 30 and stops formed on the housing, which hold the adjusting rotatably. It is understood that both the fit of the adjusting piston in the bores of the housing and the radial and axial guidance of the secondary pump wheel on the adjusting piston are not completely free of play.

Um ständig eine spielfreie Anlage des Verstellkolben an einer seiner Verdrehbarkeit hindernden Gegenfläche zu gewährleisten, ist die Schraubenfeder 36 an ihren beiden Stirnseiten mit abgebogenen Stegen 40 (nur einer der Stege 40 ist sichtbar) versehen, die in entsprechenden Schlitzen in der Stirnseite des Kolbenflansches 28 und dem Boden der nicht dargestellten Bohrung im Gehäuseteil 10 aufgenommen sind, so dass die Schraubenfeder 36 drehfest gehalten ist. Durch die Vorspannung bzw. Verformung, die die Schraubenfeder 36 beim Zusammenbau der Pumpe erfährt, werden die beiden stirnseitigen Stege 40 relativ zueinander verdreht, wodurch der am Gehäuseteil 12 drehfest geführte Verstellkolben in Drehrichtung vorgespannt wird. Infolge dieser Vorspannung ist der Verstellkolben 26 auch bei fluktuierenden Kräften in wohl definierter Anlage am Gehäuseteil 12, so dass ein Verschleiß von Anlageflächen und Gegenflächen vermindert ist und keine etwaige Spiele ausnutzenden Bewegungsamplituden vorkommen, die zu unerwünschter Geräuschentwicklung führen können.In order to constantly ensure a play-free installation of the adjusting piston on one of its rotatability hindering mating surface, the coil spring 36 at its two front sides with bent webs 40 (only one of the bridges 40 is visible) provided in corresponding slots in the face of the piston flange 28 and the bottom of the bore, not shown, in the housing part 10 are recorded, so that the coil spring 36 is held against rotation. By the bias or deformation, which is the coil spring 36 learns during assembly of the pump, the two end webs are 40 twisted relative to each other, causing the on the housing part 12 rotatably guided adjusting piston is biased in the direction of rotation. As a result of this bias is the adjusting piston 26 even with fluctuating forces in a well-defined system on the housing part 12 , so that wear of contact surfaces and mating surfaces is reduced and no possible game exploiting movement amplitudes occur, which can lead to unwanted noise.

Die beispielhaft geschilderte Erfindung kann vielfältig abgeändert werden:
Anstelle der Stege 42 kann die Schraubenfeder auch axial gerichtete Enden aufweisen, die in entsprechende Löcher der Gegenflächen eingreifen. Weiter kann zusätzlich zur der Schraubenfeder eine Torsionsfeder vorgesehen sein, die den Verstellkolben in Drehrichtung vorspannt. Die Richtung der Drehung, in die vorgespannt wird, stimmt vorteilhafterweise mit der Drehrichtung des Sekundärpumpenrades 34 überein, von dem in 2 nur die die Anlagefläche 40 überragenden Zähne sichtbar sind.The exemplified invention can be varied in many ways:
Instead of the bridges 42 The coil spring can also have axially directed ends which engage in corresponding holes of the mating surfaces. Further, in addition to the coil spring, a torsion spring may be provided which biases the adjusting piston in the direction of rotation. The direction of rotation in which is biased, advantageously agrees with the direction of rotation of the Sekundärpumpenrades 34 agree of which in 2 only the contact surface 40 protruding teeth are visible.

Zur Axialverstellung des Verstellkolbens 26 können in beiden Gehäuseteilen mit Hydraulikmittel beaufschlagte Zylinderräume vorgesehen sein. Die Verstellung kann auch mechanisch, beispielsweise mittels eines Elektromotors, erfolgen.For axial adjustment of the adjusting piston 26 can be provided in both housing parts with hydraulic fluid acted cylinder spaces. The adjustment can also be done mechanically, for example by means of an electric motor.

Die drehfeste Führung des Verstellkolbens am Gehäuse kann über jedwelche andere geeigneten Mittel erfolgen.The non-rotatable guide the adjusting piston on the housing can over any other suitable means.

Besonders vorteilhaft eignet sich die Erfindung zur Verwendung in Ölpumpen von Brennkraftmaschinen.Especially Advantageously, the invention is suitable for use in oil pumps of internal combustion engines.

1010
Gehäuseteilhousing part
1212
Gehäuseteilhousing part
1414
Förderkammerdelivery chamber
1616
Einlassinlet
1818
Auslassoutlet
2020
PrimärpumpenradPrimärpumpenrad
2222
Außenkonturouter contour
2424
Wellewave
2626
Verstellkolbenadjusting piston
2828
Kolbenflanschpiston flange
3030
Kolbenflanschpiston flange
3232
Schaftshaft
3434
SekundärpumpenradSekundärpumpenrad
3636
Federfeather
3838
Ausnehmungrecess
4040
Stegweb

Claims (6)

Flüssigkeitspumpe mit regelbarem Fördervolumen, enthaltend ein Gehäuse (10, 12) mit ein Einlass und einem Auslass und einer den Einlass mit dem Auslass verbindenden Förderkammer (14), und ein drehangetriebenes, axial festes Primärpumpenrad (20) mit einer Umfangsverzahnung, die mit der Umfangsverzahnung eines Sekundärpumpenrades (34) zur Förderung von Flüssigkeit vom Einlass zum Auslass in Eingriff ist, wobei das Sekundärpumpenrad auf einem Verstellkolben (26) relativ zum Verstellkolben im Wesentlichen axial unverrückbar drehbar gelagert ist, welcher Verstellkolben an dem Gehäuse drehfest und axial verschiebbar angebracht und die in Anlage axial derart bewegbar ist, dass sich eine axiale Eingriffslänge der Umfangsverzahnungen ändert, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellkolben (26) in Richtung einer Drehung um seine Achse vorgespannt ist.Liquid pump with adjustable delivery volume, containing a housing ( 10 . 12 ) with an inlet and an outlet and a feed chamber connecting the inlet with the outlet ( 14 ), and a rotationally driven, axially fixed Primärpumpenrad ( 20 ) with a peripheral toothing, which with the peripheral toothing of a Sekundärpumpenrades ( 34 ) for conveying liquid from the inlet to the outlet is engaged, wherein the Sekundärpumpenrad on an adjusting piston ( 26 ) is rotatably mounted relative to the adjusting piston substantially axially immovable, which adjusting piston rotatably mounted on the housing and mounted axially displaceable and in the plant is axially movable so that an axial engagement length of the peripheral teeth changes, characterized in that the adjusting piston ( 26 ) is biased in the direction of rotation about its axis. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellkolben (26) für eine Drehung in Drehrichtung des Sekundärpumpenrades (34) vorgespannt ist.Liquid pump according to claim 1, characterized in that the adjusting piston ( 26 ) for one Rotation in the direction of rotation of the secondary pump wheel ( 34 ) is biased. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellkolben (26) gegen die Kraft einer sich zwischen einer Stirnseite eines der Kolbenflansche (28, 30) und dem Gehäuse (10, 12) abstützenden, vorgespannten Feder (36) axial verstellbar ist, wobei die Feder derart gebaut und an der Stirnfläche und dem Gehäuse gehalten ist, dass sie infolge ihrer Vorspannung den Verstellkolben in Richtung einer Drehung um seine Achse vorspannt.Liquid pump according to claim 1 or 2, characterized in that the adjusting piston ( 26 ) against the force of a between an end face of one of the piston flanges ( 28 . 30 ) and the housing ( 10 . 12 ) supporting, preloaded spring ( 36 ) is axially adjustable, wherein the spring is constructed and held on the end face and the housing, that it biases the adjusting piston in the direction of rotation about its axis as a result of their bias. Flüssigkeitspumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (36) eine Schraubenfeder ist, die sich am Boden einer Gehäusebohrung und der Stirnfläche des Kolbenflansches (28) abstützt und an ihren Abstützstellen drehfest gehalten ist.Liquid pump according to claim 3, characterized in that the spring ( 36 ) is a helical spring, which at the bottom of a housing bore and the end face of the piston flange ( 28 ) and is held against rotation at their support points. Flüssigkeitspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe als Außenzahnradpumpe ausgebildet ist.liquid pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the pump as external gear pump is trained. Flüssigkeitspumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeitspumpe eine Ölpumpe einer Brennkraftmaschine ist.liquid pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that the liquid pump is an oil pump of a Internal combustion engine is.
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