DE19531359A1 - Ölpumpanlage - Google Patents
ÖlpumpanlageInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ölpumpanlage.
Insbesondere ist diese Erfindung auf eine Ölpumpanlage anwend
bar, die eine sich steigernde Hydraulikdruckcharakteristik
entfaltet, d. h., die einen zunehmenden Hydraulikdruck erzeugt,
wenn eine Umlaufgeschwindigkeit einer Antriebsquelle, z. B.
einer Kurbelwelle einer Kraftfahrzeug-Brennkraftmaschine,
größer wird.
In Ölpumpanlagen wird, wenn eine Drehzahl deren Rotor ansteigt,
Hydrauliköl aus einer Auslaßöffnung in einer zunehmenden Aus
stoßmenge gefördert. Als Ergebnis erzeugen Ölpumpanlagen
einen sich erhöhenden Hydraulikdruck.
Die ungeprüfte JP-GM-Veröffentlichung (KOKAI) Nr. 61-23485
offenbart bereits eine herkömmliche Ölpumpanlage, die mit
zwei Zahnradpumpen ausgestattet ist, welche darin integriert
angeordnet sind. Bei der herkömmlichen Ölpumpanlage werden
die zwei Zahnradpumpen betrieben, um mit Sicherheit Hydrau
liköl in einer vorbestimmten Ausstoßmenge in einem niedrigen
Drehzahlbereich, in dem ein Hydraulikdruck voraussichtlich
niedrig sein soll, auszufördern. Somit erzeugt die Ölpumpan
lage in gesicherter Weise einen geforderten Hydraulikdruck.
Andererseits wird in einem hohen Drehzahlbereich nur eine
der beiden Zahnradpumpen betrieben, weil eine Ausstoßmenge
in so hohem Maß erhöht wird, daß eine Hydraulikdruckzunahme
erwartet werden kann. Somit ist die Ölpumpanlage daran gehin
dert, einen Hydraulikdruck, der größer als erforderlich ist,
zu erzeugen, und dadurch wird ihre Arbeitsnutzleistung oder
ihr Wirkungsgrad verbessert.
Es ist auch eine andere Ölpumpanlage bisher bekanntgeworden,
und wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist diese Ölpumpanlage mit
einem Entlastungsventil 300 ausgestattet. Des weiteren be
sitzt die Ölpumpanlage ein Pumpengehäuse 100 mit einer Ein
laßöffnung 101 sowie einer Auslaßöffnung 102 und einen Rotor
oder Drehkörper 200, der drehbar in der Pumpenkammer 105 des
Pumpengehäuses 100 angeordnet und mit einer Mehrzahl von Zäh
nen versehen ist. Das Entlastungsventil 300 wird im Ansprechen
auf einen Hydraulikdruck im Öl, das aus der Auslaßöffnung
102 ausgestoßen wird, betätigt.
In gleichartiger Weise zur erstgenannten herkömmlichen Öl
pumpanlage wird auch bei dieser bekannten Ölpumpanlage, wenn
die Drehzahl des Rotors 200 erhöht wird, das aus der Auslaßöff
nung 102 ausgestoßene Öl in seiner Menge vermehrt. Wird die
Drehzahl des Rotors 200 erhöht, um einen Hydraulikdruck mit
einem Bezugsdruck P₁ oder darüber zu erzeugen, überwindet
der Druck des aus der Auslaßöffnung 102 ausgestoßenen Hydrau
liköls die Druckkraft des Entlastungsventils, wodurch dieses
Ventil 300 zum Öffnen gebracht wird. Folglich wird das über
schüssige Hydrauliköl zur Außenseite über eine Entlastungs
öffnung des Ventils 300 abgeführt.
Ferner erfordert die in der ungeprüften JP-GM-Veröffentli
chung (KOKAI) Nr. 61-23485 beschriebene herkömmliche Ölpump
anlage zwei Zahnradpumpen. Demzufolge ist sie vom Gesichts
punkt einer Abmessungsverminderung von Nachteil und unvorteil
haft hinsichtlich einer bordseitigen Einbaufähigkeit, wenn
sie an oder in Trägern, wie Fahrzeugkarosserien, aufgenommen
werden soll.
Darüber hinaus wird gemäß der in Fig. 10 dargestellten herkömm
lichen Ölpumpanlage, wenn ein Hydraulikdruck mit dem Bezugs
druck P₁ oder darüber erzeugt wird, das Entlastungsventil 300
durch den Druck des von der Auslaßöffnung 102 abgegebenen Hy
drauliköls zum Öffnen betätigt und das überschüssige Hydrau
liköl zur Außenseite abgeführt, wie oben gesagt wurde. Demzu
folge wird das überschüssige, zur Außenseite abgeführte Hy
drauliköl auch einem hohen Hydraulikdruck mit dem Bezugs
druck P₁ oder darüber ausgesetzt, und demzufolge arbeitet
die herkömmliche Ölpumpanlage derart, um eine überflüssige,
unnötige Arbeit zu leisten. Insofern ist die herkömmliche Öl
pumpanlage hinsichtlich ihres Wirkungsgrades ungünstig.
Die vorliegende Erfindung ist mit Blick auf die vorerwähnten
Umstände entwickelt worden. Es ist deshalb eine primäre Auf
gabe dieser Erfindung, eine Ölpumpanlage zu schaffen, die
Mittel verwendet, um ein überschüssiges Hydrauliköl zu ihrer
Einlaßöffnung, ohne einen hohen Druck auf das ausgestoßene
überschüssige Hydrauliköl aufzubringen, zurückzuführen, wenn
die Drehzahl ihres Rotors erhöht wird, um auf diese Weise
mit Sicherheit einen spezifizierten Hydraulikdruck zu erzeu
gen. Die Mittel zum Zurückführen können das überschüssige Hy
drauliköl unmittelbar zur Einlaßöffnung oder dieses Hydraulik
öl mittels eines Hydraulikölspeichers zurückleiten. Eine Öl
pumpanlage gemäß dieser Erfindung ermöglicht, die Arbeitsnutz
leistung (den Wirkungsgrad) zu verbessern, und sie trägt da
durch dazu: bei, in vorteilhafter Weise die Antriebsleistung
ihrer Ölpumpe zu vermindern. Darüber hinaus ist die Ölpump
anlage der Erfindung in vorteilhafter Weise klein zu bemes
sen und kann insofern hinsichtlich ihrer bordseitigen Einbau
fähigkeit, wenn sie an oder in Trägern, wie Fahrzeugkarosse
rien, eingebaut wird, günstig ausgestaltet werden.
Gemäß einem primären Gesichtspunkt dieser Erfindung umfaßt
eine Ölpumpanlage: eine Ölpumpe mit einem eine Pumpenkammer
abgrenzenden Pumpengehäuse, mit einem in dem Pumpengehäuse
durch eine Antriebsquelle gedrehten Rotor und mit einer bei
Drehen des Rotors Hydrauliköl in die Pumpenkammer saugenden
Einlaßöffnung; eine Auslaßöffnungsanordnung mit einer ersten
Auslaßöffnung sowie einer zweiten Auslaßöffnung zum Ausför
dern von Hydrauliköl aus der Pumpenkammer, wenn der Rotor
dreht; einen ersten Hydraulikkanal, der einen Hydrauliköl-
Förderkanal mit der ersten Auslaßöffnung der Ölpumpe verbindet
sowie von der ersten Auslaßöffnung kommendes Hydrauliköl dem
Hydrauliköl-Förderkanal, welcher das Hydrauliköl zu einem Hy
drauliköl-Empfangsaggregat weiterleitet, zuführt; einen zwei
ten Hydraulikkanal, der den Hydrauliköl-Förderkanal mit der
zweiten Auslaßöffnung; der Ölpumpe verbindet sowie von der
zweiten Auslaßöffnung kommendes Hydrauliköl dem Hydrauliköl-
Förderkanal zuführt; einen Rückführ-Hydraulikkanal, der mit
dem zweiten Hydraulikkanal verbunden sowie an die Einlaßöff
nung der Ölpumpe angeschlossen ist; und ein Regelventil, das
mit dem ersten Hydraulikkanal, mit dem zweiten Hydraulikkanal
sowie mit dem Rückführ-Hydraulikkanal verbunden ist und einen
in Übereinstimmung mit einem Hydraulikdruck des Öls im ersten
Hydraulikkanal betätigten Ventilkörper enthält sowie imstan
de ist, den Ventilkörper zwischen einer ersten und einer
zweiten Position umzustellen; wobei die erste Position eine
Verbindung zwischen dem ersten sowie dem zweiten Hydraulikka
nal herstellt, um das in diesen Kanälen fließende Öl zusammen
zubringen und das vereinigte Öl dem Hydrauliköl-Förderkanal
zuzuführen, sobald der Hydraulikdruck im ersten Hydraulikka
nal niedriger als ein vorbestimmter Wert ist; und wobei die
zweite Position eine Verbindung zwischen dem ersten sowie
dem- zweiten Hydraulikkanal verhindert, das im ersten Hydraulik
kanal fließende Hydrauliköl dem Hydrauliköl-Förderkanal zu
führt sowie das im zweiten Hydraulikkanal fließende Hydrau
liköl zum Rückführ-Hydraulikkanal leitet, sobald der Hy
draulikdruck im ersten Hydraulikkanal höher als der vorbe
stimmte Wert ist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt dieser Erfindung umfaßt
eine Ölpumpanlage: eine Ölpumpe mit einem eine Pumpenkammer
abgrenzenden Pumpengehäuse, mit einem in dem Pumpengehäuse
durch eine Antriebsquelle gedrehten Rotor und mit einer bei
Drehen des Rotors Hydrauliköl in die Pumpenkammer saugenden
Einlaßöffnung; eine Auslaßöffnungsanordnung mit einer ersten
Auslaßöffnung sowie einer zweiten Auslaßöffnung zum Ausför
dern von Hydrauliköl aus der Pumpenkammer, wenn der Rotor
dreht; einen ersten Hydraulikkanal, der einen Hydrauliköl-
Förderkanal mit der ersten Auslaßöffnung der Ölpumpe verbindet
sowie von der ersten Auslaßöffnung kommendes Hydrauliköl dem
Hydrauliköl-Förderkanal, welcher das Hydrauliköl zu einem Hy
drauliköl-Empfangsaggregat weiterleitet, zuführt; einen zwei
ten Hydraulikkanal, der den Hydrauliköl-Förderkanal mit der
zweiten Auslaßöffnung der Ölpumpe verbindet sowie von der
zweiten Auslaßöffnung kommendes Hydrauliköl dem Hydrauliköl-
Förderkanal zuführt; einen Rückführ-Hydraulikkanal, der mit
dem zweiten Hydraulikkanal verbunden sowie an die Einlaßöff
nung der Ölpumpe angeschlossen ist; eine Regeleinrichtung zur
Ausgabe eines Regelsignals in Abhängigkeit von einem Parame
ter aus dem Hydraulikdruck im ersten Hydraulikkanal, einer
Hydrauliköltemperatur, einem Öffnungsgrad einer Drosselklappe
sowie einer Drehzahl der Antriebsquelle; und ein Regelventil,
das mit dem ersten Hydraulikkanal, mit dem zweiten Hydraulik
kanal sowie mit dem Rückführ-Hydraulikkanal verbunden ist und
einen in Übereinstimmung mit dem von der Regeleinrichtung
ausgegebenen Regelsignal betätigten Ventilkörper enthält so
wie imstande ist, den Ventilkörper zwischen einer ersten und
einer zweiten Position umzustellen; wobei die erste Position
eine Verbindung zwischen dem ersten sowie dem zweiten Hydrau
likkanal herstellt, um das in diesen Kanälen fließende Öl zusam
menzubringen und das vereinigte Öl dem Hydrauliköl-Förderkanal
zuzuführen, sobald der Hydraulikdruck im ersten Hydraulikka
nal niedriger als ein vorbestimmter Wert ist; und wobei die
zweite Position eine Verbindung zwischen dem ersten sowie
dem zweiten Hydraulikkanal verhindert, das im ersten Hydraulik
kanal fließende Hydrauliköl dem Hydrauliköl-Förderkanal zu
führt sowie das im zweiten Hydraulikkanal fließende Hydrau
liköl zum Rückführ-Hydraulikkanal leitet, sobald der Hydraulikdruck
im ersten Hydraulikkanal höher als der vorbestimmte Wert ist.
Wenn in der erfindungsgemäßen Ölpumpanlage ein geforderter
Hydraulikdruck mit Sicherheit im ersten Hydraulikkanal er
zeugt wird, kann der Rückführ-Hydraulikkanal ein Kanal sein,
der imstande ist, das überschüssige Hydrauliköl unmittelbar
zur Einlaßöffnung der Ölpumpe zurückzuführen, oder der im
stande ist, das überschüssige Hydrauliköl mittels der Hydrau
likölspeichereinheit zurückzuleiten. Demzufolge kann der
Rückführ-Hydraulikkanal den zweiten Hydraulikkanal mit der
Einlaßöffnung der Ölpumpe direkt verbinden, so daß das im
zweiten Hydraulikkanal fließende Öl zur Einlaßöffnung zu
rückgeführt wird. Alternativ kann der Rückführ-Hydraulikkanal
den zweiten Hydraulikkanal mit der Einlaßöffnung der Ölpumpe
mittels der Hydraulikölspeichereinheit, z. B. einer Ölwanne,
einem Speicher und einem Ölbehälter, verbinden, so daß das
im zweiten Hydraulikkanal fließende Öl über die Hydrauliköl
speichereinheit zur Einlaßöffnung zurückgeführt wird.
Der hier gebrauchte Ausdruck "Hydrauliköl-Empfangsaggregat"
bedeutet eine Vorrichtung, der das Hydrauliköl vom Hydraulik
öl-Förderkanal zugeführt wird. Beispielsweise kann das Hy
drauliköl-Empfangsaggregat eine zu schmierende Vorrichtung,
wie ein Lager, eine ölgekühlte Vorrichtung, wie ein Zylin
der oder ein Kolben einer Brennkraftmaschine oder ein hy
draulisch betätigter Stellantrieb sein.
In der erfindungsgemäßen Ölpumpanlage steigt die Umlaufge
schwindigkeit des Rotors an, wenn die Umlaufgeschwindigkeit
der Antriebsquelle zunimmt, und die Menge an aus der ersten
Auslaßöffnung ausgestoßenem Hydrauliköl wird größer. Somit
steigt der Hydraulikdruck im ersten Hydraulikkanal an.
Wenn die Drehzahlen der Antriebsquelle und des Rotors niedrig
sind sowie der Hydraulikdruck im ersten Hydraulikkanal nie
driger als ein vorbestimmter Wert Pm ist, wird der Ventilkör
per des Regelventils in die erste Position gebracht, wodurch
das im ersten Hydraulikkanal fließende Öl mit dem im zwei
ten Hydraulikkanal fließenden Öl zusammengebracht wird. Das
auf diese Weise gereinigte Hydrauliköl wird dem Hydrauliköl-
Förderkanal zugeführt. Als Ergebnis kann, selbst wenn die
Drehzahl des Rotors niedrig ist, das geforderte Hydrauliköl
mit Sicherheit dem Hydrauliköl-Empfangsaggregat zugeführt
werden.
Wenn andererseits die Drehzahl des Rotors größer wird, um
die Menge an aus der ersten Auslaßöffnung ausgefördertem Hy
drauliköl zu vergrößern, und wenn der Hydraulikdruck im er
sten Hydraulikkanal höher als der vorbestimmte Wert Pm ist,
so wird der Ventilkörper des Regelventils in die zweite Po
sition verstellt, wodurch die oben beschriebene Vereinigung
der Hydraulikölströme nicht zustandekommen kann. Als Ergeb
nis wird das im ersten Hydraulikkanal fließende Öl dem Hy
drauliköl-Förderkanal zugeführt, jedoch wird das im zweiten
Hydraulikkanal fließende Öl zum Rückführ-Hydraulikkanal zu
rückgeleitet.
Anders ausgedrückt heißt das, daß es, sobald die Drehzahlen
der Antriebsquelle und des Rotors ansteigen, um die Menge an
aus der ersten Auslaßöffnung ausgestoßenem Öl zu vergrößern,
und sobald der Hydraulikdruck im ersten Hydraulikkanal höher
als der vorbestimmte Wert Pm ist, so daß der erste Hydraulik
kanal allein mit Sicherheit den geforderten Hydraulikdruck
erzeugen kann, unnötig ist, den Hydraulikdruck durch Vereini
gen der Hydraulikölströme, wie oben erwähnt wurde, zu erhö
hen. Folglich wird das überschüssige Hydrauliköl mittels
des Rückführ-Hydraulikkanals zur Einlaßöffnung zurückgeführt.
Es ist zu bemerken, daß das überschüssige Hydrauliköl aus der
zweiten Auslaßöffnung zum zweiten Hydraulikkanal gefördert
wird und daß es unmittelbar zur Einlaßöffnung oder mittels
der Ölspeichereinheit zur Einlaßöffnung zurückgeleitet wer
den kann.
Auf diese Weise wird eine Förderung des überschüssigen Hydrau
liköls zum Hydrauliköl-Förderkanal unterbunden und das Öl
vom zweiten Hydraulikkanal zum Rückführ-Hydraulikkanal zu
rückgeführt. Demzufolge wird das überschüssige Hydrauliköl
einem hohen Hydraulikdruck nicht unterworfen. Folglich kann,
wenn der geforderte Hydraulikdruck sicher durch den ersten
Hydraulikkanal allein erzeugt wird, die erfindungsgemäße Öl
pumpanlage überflüssige, unnötige Arbeit vermindern oder
kann sie ein Ansteigen dieser hindern. Insgesamt kann die An
triebsleistung zum Betreiben der erfindungsgemäßen Ölpumpan
lage herabgesetzt werden.
Wenn der geforderte Hydraulikdruck mit Sicherheit allein durch
den ersten Hydraulikkanal erzeugt wird, kann ferner die über
flüssige Arbeit aufgehoben werden, so daß die erfindungsgemäße
Ölpumpanlage hinsichtlich der Arbeitsnutzleistung verbessert
wird und daß sie sich gegenüber der herkömmlichen Ölpumpanla
ge, die in der genannten JP-GM-Veröffentlichung Nr. 21-23485
offenbart ist, unterscheidet. Beispielsweise kann die erfin
dungsgemäße Ölpumpanlage von der Anordnung mit zwei integriert
vorgesehenen ölpumpen der herkömmlichen Ölpumpanlage befreit
werden. Deshalb kann die vorliegende Erfindung in vorteilhaf
ter Weise zu einer Abmessungsverminderung von herkömmlichen
Ölpumpanlagen wie auch zur Verminderung deren Masse oder Ge
wicht beitragen, und schließlich kann sie in vorteilhafter
Weise deren bordseitige Einbaufähigkeit zum Anbringen an
oder in Trägern, wie Fahrzeugaufbauten, verbessern.
Eine vollkommenere Würdigung dieser Erfindung und von vie
len ihrer Vorteile wird ohne weiteres erlangt, wenn diese
unter Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung
bei Betrachtung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnun
gen noch besser verständlich wird.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung einer ersten bevorzugten Ausfüh
rungsform einer erfindungsgemäßen Ölpumpanlage, wobei deren Rotor
mit niedriger Drehzahl gedreht wird;
Fig. 2 zeigt die erste bevorzugte Ausführungsform, wobei deren
Rotor mit hoher Drehzahl gedreht wird;
Fig. 3 zeigt eine Anordnung der ersten bevorzugten Ausführungs
form der Ölpumpanlage, wobei der Rotor mit einer mittleren
Drehzahl gedreht wird;
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht eines Pumpengehäuses in einer
realen Ausgestaltung bei der ersten bevorzugten Ausführungsform;
Fig. 5 ist ein Querschnitt nach der Linie "5"-"5" in der
Fig. 4;
Fig. 6 zeigt eine Auslaßmengen-Kennlinie, die durch die erste
bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ölpumpan
lage erzielt wird;
Fig. 7 zeigt eine Anordnung eines Regelventils in einer
Variante der ersten Ausführungsform;
Fig. 8 zeigt eine Anordnung einer weiteren Variante der er
sten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ölpumpanlage;
Fig. 9 zeigt eine Auslaßdruck-Kennlinie, die bei der wei
teren Variante erzielt wird;
Fig. 10 zeigt grob schematisch eine Anordnung einer her
kömmlichen Ölpumpanlage.
Die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen dienen le
diglich Zwecken einer Erläuterung der Erfindung und sollen
den Rahmen der Erfindung in keiner Weise einschränken, der
durch die beigefügten Patentansprüche abgesteckt wird.
Eine erfindungsgemäße Ölpumpanlage wird nachstehend unter
Bezugnahme auf eine erste bevorzugte Ausführungsform erläu
tert, welche zur Aufnahme in einem Fahrzeug ausgestaltet und
durch eine Brennkraftmaschine betrieben wird, um einen Hy
draulikdruck zu erzeugen.
Wie in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, ist eine Ölpumpe 1
der Ölpumpanlage mit einem Pumpengehäuse 1a versehen, das
aus Metall, z. B. einer Al- oder Fe-Legierung, gefertigt ist.
Im Pumpengehäuse 1a ist eine Pumpenkammer 10 ausgestaltet,
in welcher ein Innenzahnrad oder -kranz 12, das/der mit
einer Mehrzahl von Innenzähnen 11 versehen ist, ausgebildet
ist, um ein getriebenes Rad zu bilden. Ferner ist in der
Pumpenkammer 10 ein aus Metall gefertigter Rotor oder Dreh
körper 2 drehbar angeordnet, welcher mit einer Kurbelwelle
einer Brennkraftmaschine, die eine Antriebsquelle darstellt,
verbunden ist und mit der Kurbelwelle gedreht wird. Im all
gemeinen ist der Rotor 2 dazu ausgelegt, mit einer Geschwin
digkeit von 600-7000 U/min zu drehen.
Am Außenumfang des Rotors 2 ist ein Außenzahnrad oder -kranz
22 ausgestaltet, der mit einer Mehrzahl von Außenzähnen 21
versehen ist und ein treibendes Rad bildet. Es ist festzu
halten, daß die Innenzähne 11 sowie die Außenzähne 21
durch eine Trochoidenkurve bestimmt sind.
Der Rotor 2 wird in der Richtung des in Fig. 1 angegebenen
Pfeils A1 gedreht. Bei Drehen des Rotors 2 kommen die Außen
zähne 21 von diesem mit den Innenzähnen 11 einer nach dem
anderen in Eingriff, und deshalb wird das Innenzahnrad 12
in derselben Richtung gedreht. Zwischen den Außenzähnen 21
und den Innenzähnen 11 werden Räume 22a-22k gebildet, wie
in Fig. 1 gezeigt ist, wobei der Raum 22a das größte Volumen
und der Raum 22f das kleinste Volumen der Räume 22a-22k
besitzt.
Die mit Bezug zum Raum 22a stromab angeordneten Räume
22b-22f erzeugen einen Auslaßdruck, weil ihr Volumen bei Drehen
des Rotors 2 vermindert wird, und sie dienen dem Ausstoßen
von Hydrauliköl. Die mit Bezug zum Raum 22a stromauf angeord
neten Räume 22f-22k erzeugen einen Einlaß- oder Ansaugdruck,
weil ihr Volumen bei Drehen des Rotors 2 vergrößert wird, und
sie dienen dem Ansaugen des Hydrauliköls.
Im Pumpengehäuse 1a der Ölpumpe 1 ist eine Auslaßöffnungsan
ordnung 33 ausgebildet, die mit einer Hauptauslaßöffnung 31,
welche als erste Auslaßöffnung arbeitet, und mit einer Hilfs-
oder Unterauslaßöffnung 32, die als eine zweite Auslaßöff
nung arbeitet, versehen ist. Die Auslaßöffnungsanordnung 33
ist dazu eingerichtet, das Hydrauliköl aus der Pumpenkammer
10 bei Drehen des Rotors 2 auszufördern. Die Hauptauslaßöff
nung 31 ist mit Endflächen 31a sowie 31c versehen, während
die Hilfsauslaßöffnung 32 mit Endflächen 32a und 32c ausge
stattet ist. Ferner ist im Pumpengehäuse 1a auch eine Einlaß
öffnung 36 ausgestaltet, die dazu eingerichtet ist, bei
Drehen des Rotors 2 das Hydrauliköl in die Pumpenkammer 10
zu saugen. Die Einlaßöffnung 36 ist mit Endflächen 36a und
36c versehen.
Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Hauptaus
laßöffnung 31 mit Bezug zur Hilfsauslaßöffnung 32 in der
durch den Pfeil A1 angegebenen Drehrichtung des Rotors 2
stromab angeordnet. Der Öffnungsquerschnitt der Hauptauslaß
öffnung 31 ist größer als der Öffnungsquerschnitt der Hilfs
auslaßöffnung 32 bemessen. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist,
sind die Berührungspunkte El und E2 zwischen den Innenzähnen
11 und den Außenzähnen 21 zwischen der Hauptauslaßöffnung 31
sowie der Hilfsauslaßöffnung 32 angeordnet. Demzufolge kommen
die Hauptauslaßöffnung 31 und die Hilfsauslaßöffnung 32 längs
der Umfangsrichtung der Pumpenkammer 10 nicht miteinander in
Verbindung, und diese Auslaßöffnung 31 sowie 32 sind dazu
eingerichtet, das Hydrauliköl unabhängig voneinander auszu
fördern.
Ein Hydrauliköl-Förderkanal 5 ist ein zur Lieferung eines
Hydraulikdrucks des Öls zu einem Hydrauliköl-Empfangsaggregat
eingerichteter Kanal. Allgemein kann das Hydrauliköl-Empfangs
aggregat eine zu schmierende Vorrichtung, wie ein eine Zufuhr
von Hydrauliköl benötigendes Lager, ein Ventilmechanismus
einer Brennkraftmaschine oder ein Betätigungsmechanismus-,
z. B. ein Zylinder und ein Kolben, einer Brennkraftmaschine,
sein.
Ein erster Hydraulikkanal 61 verbindet die Hauptauslaßöff
nung 31 mit dem Hydrauliköl-Förderkanal 5. Somit wirkt die
ser, um aus der Hauptauslaßöffnung 31 gefördertes Hydraulik
öl dem Hydrauliköl-Förderkanal 5 zuzuführen.
Ein zweiter Hydraulikkanal 62 verbindet den Hydrauliköl-För
derkanal 5 mit der Hilfsauslaßöffnung 32. Somit dient dieser
dazu, das aus der Hilfsauslaßöffnung 32 geförderte Öl dem
Hydrauliköl-Förderkanal 5 zuzuführen.
Ein Rückführ-Hydraulikkanal 66 ist mit dem zweiten Hydraulik
kanal 62, der an die Einlaßöffnung 36 angeschlossen ist, ver
bunden. Ferner ist dieser Kanal 66 mit einem Kanal 66m aus
gestattet, der dazu dient, das Hydrauliköl zur Einlaßöffnung
36 zurückzuführen, und des weiteren ist ein Kanal 66n vorhan
den, der dazu dient, das Hydrauliköl von einer Ölwanne 69 an
zusaugen.
Ein Regelventil 7 ist mit einer Ventilkammer 70, einem ersten
Ventilanschluß 71, einem zweiten Ventilanschluß 72, einem
Rückführanschluß 73 und einem Zusammenflußanschluß 74 ausge
stattet. Der erste Ventilanschluß 71 steht mit dem ersten Hy
draulikkanal 61 über einen Zwischen-Hydraulikkanal 61r in
Verbindung. Der zweite Ventilanschluß 72 ist mit dem zweiten
Hydraulikkanal 62 verbunden. Der Rückführanschluß 73 ist mit
dem Rückführ-Hydraulikkanal 66 verbunden. Der Zusammenflußan
schluß 74 hat mit einer Zusammenflußzone 5T Verbindung. Ein
Regelkolben, d. h. ein Ventilkörper 77, ist in die Ventilkammer
70 des Regelventils 7 eingepaßt und wird durch eine Feder 79
in die Richtung des Pfeils B1 in der Fig. 1 belastet.
Gemäß der Fig. 1, die schematisch die erfindungsgemäße Öl
pumpanlage zeigt, ist das Regelventil 7 über den langen ersten
Hydraulikkanal 61, den langen Zwischen-Hydraulikkanal 61r
und den langen zweiten Hydraulikkanal 62 mit den Auslaßöff
nungen 31 und 32 verbunden. Jedoch wird gemäß den Fig. 4
und 5, die eine reale, an Bord eines Fahrzeugs befindliche
Konstruktion zeigen, das Regelventil 7 nahe den Auslaßöff
nungen angeordnet. Somit sind die Längen der Hydraulikkanäle
kurz zu gestalten, wodurch eine Vergrößerung des bordsei
tigen Raumes der Ölpumpanlage sowie deren Gewichtszunahme
verhindert werden und der Druckverlust in den Hydraulikkanä
len vermindert wird.
Wie aus der Fig. 1 zu entnehmen ist, wirkt in der derart
aufgebauten Ölpumpanlage der Druck des aus der Hauptauslaß
öffnung 31 zum ersten Hydraulikkanal 61 geförderten Öls auf
den Regelkolben 77 über den Zwischen-Hydraulikkanal 61r und
den ersten Ventilanschluß 71 des Regelventils 7. Somit wird
eine Kolbenbetätigungskraft F1 erzeugt, um den Regelkolben
77 zu betätigen. Ist diese Kolbenbetätigungskraft F1 kleiner
als die Druckkraft F3 der Feder 79 (ist F1 < F3), wird der
Regelkolben 77 durch die Feder 79 in der Pfeilrichtung B1 in
Fig. 1 bewegt und dadurch in eine erste Position gebracht.
Hierbei schließt im einzelnen ein erster Kolbenabschnitt
77x des Regelkolbens 77 den ersten Ventilanschluß 77, und ein
zweiter Kolbenabschnitt 77y dieses Kolbens schließt den Rück
führanschluß 73. Gleichzeitig verbindet der in der ersten
Position befindliche Regelkolben 77 den zweiten Ventilanschluß
72 mit dem Zusammenflußanschluß 74.
Überwindet dagegen die Kolbenbetätigungskraft F1 die Druck
kraft F3 der Feder 79, ist F1 < F3, so wird der Regelkolben
77 in der Richtung des Pfeils B2 in Fig. 1 bewegt, bis F1
im Gleichgewicht mit F3 ist, womit der Regelkolben 77 in
eine zweite Position verstellt wird, wie in Fig. 2 gezeigt ist,
Die Fig. 3 zeigt den Ventilkolben 77 des Regelventils 7 in einer Zwischenposition bei seinem Weg von der ersten zur zweiten Position. Wie gezeigt ist, kann der Kolben 77 in eine Zwischenposition gebracht werden, in der sein erster Kolben abschnitt 77x den Zusammenflußanschluß 74 mit ΔS1 sowie zu gleich sein zweiter Kolbenabschnitt 77y den Rückführanschluß mit ΔS2 öffnet. Wie aus der Fig 3 ersichtlich wird, stehen, wenn sich der Kolben 77 in der Zwischenposition befindet, sowohl der zweite Ventilanschluß 72 als auch der Zusammen flußanschluß 74 mit dem Rückführanschluß 73 in Verbindung.
Die Fig. 3 zeigt den Ventilkolben 77 des Regelventils 7 in einer Zwischenposition bei seinem Weg von der ersten zur zweiten Position. Wie gezeigt ist, kann der Kolben 77 in eine Zwischenposition gebracht werden, in der sein erster Kolben abschnitt 77x den Zusammenflußanschluß 74 mit ΔS1 sowie zu gleich sein zweiter Kolbenabschnitt 77y den Rückführanschluß mit ΔS2 öffnet. Wie aus der Fig 3 ersichtlich wird, stehen, wenn sich der Kolben 77 in der Zwischenposition befindet, sowohl der zweite Ventilanschluß 72 als auch der Zusammen flußanschluß 74 mit dem Rückführanschluß 73 in Verbindung.
Die Funktionsweise der ersten bevorzugten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ölpumpanlage wird nachstehend be
schrieben.
Wenn die Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, d. h.
der Antriebsquelle, zunimmt, steigt die Drehzahl des Rotors
2 an. Demzufolge ergibt sich die Charakteristik: die Menge an
aus der Hauptauslaßöffnung 31 gefördertem Hydrauliköl wird
größer, und der Hydraulikdruck im ersten Hydraulikkanal 61
steigt an; gleicherweise wird die Menge an aus der Hilfsaus
laßöffnung 32 gefördertem Hydrauliköl größer, und nimmt der
Hydraulikdruck im zweiten Hydraulikkanal 62 zu.
Ist die Drehzahl der Brennkraftmaschine geringer als eine
vorbestimmte Drehzahl, die nach Wunsch festgesetzt werden
kann, z. B. mit 3000 U/min, und ist die Drehzahl des Rotors
2 niedrig, so wird die Menge an aus der Hauptauslaßöffnung
31 gefördertem Hydrauliköl geringer. Als Ergebnis ist der
Hydraulikdruck im ersten Hydraulikkanal 61 niedriger als der
vorbestimmte Wert Pm, der beispielsweise etwa 5 bar betragen
kann. Unter diesen Umständen wird die Beziehung zwischen der
Kolbenbetätigungskraft F1 und der Druckkraft F3 der Feder 79
zu F1 < F3. Folglich wird der Regelkolben 77 durch die Fe
der 79 in der Pfeilrichtung B1 in Fig. 1 belastet und
schließt den ersten Ventilanschluß 71, womit der Regelkol
ben 77 des Regelventils 7 in die erste Position verstellt
ist. In diesem Fall wird, wie der Fig. 1 zu entnehmen ist,
der Rückführanschluß 73 geschlossen und gleichzeitig der
zweite Ventilanschluß 72 mit dem Zusammenflußanschluß 74 ver
bunden. Folglich fließt das vom zweiten Hydraulikkanal 62
kommende Öl über den zweiten Ventilanschluß 72 und den Zu
sammenflußanschluß 74 in die Zusammenflußzone 5T. Als Ergeb
nis wird das vom ersten Hydraulikkanal 61 kommende Öl mit
dem vom zweiten Hydraulikkanal 62 kommenden Öl in der Zusam
menflußzone 5T vereinigt. Folglich wird der geforderte Hy
draulikdruck mit Sicherheit im Hydrauliköl-Förderkanal 5 er
zeugt. Selbst wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine nie
drig ist, kann somit der Hydraulikdruck in ausreichender Wei
se, wie er gefordert wird, mittels des Zusammenfließens er
langt werden.
Wird andererseits die Drehzahl der Brennkraftmaschine er
höht, z. B. über 3000 U/min hinaus, wird die Drehzahl des Ro
tors dementsprechend vergrößert. Unter diesen Umständen wird
die Menge von aus der Hauptauslaßöffnung 31 gefördertem Hy
drauliköl vergrößert, und dadurch wird der Hydraulikdruck im
ersten Hydraulikkanal 61 über den vorbestimmten Wert Pm hinaus
erhöht. Schließlich wird die Kolbenbetätigungskraft F1 vergrö
ßert, um die Druckkraft F3 der Feder 79 zu überwinden, d. h.
es wird F1 < F3, und folglich wird, wie der Fig. 2 zu entneh
men ist, der Regelkolben 77 in der Pfeilrichtung B2 in Fig. 2
bewegt, wobei die Feder 79 elastisch zusammengedrückt wird.
Damit wird der Regelkolben 77 des Regelventils 7 in die zwei
te Position verstellt. Im einzelnen schließt der erste Kolben
abschnitt 77x des Regelkolbens 77 den Zusammenflußanschluß 74,
um das Zusammenfließen der Ölströme zu unterbinden, d. h. um
zu verhindern, daß das vom ersten Hydraulikkanal 61 kommende
Hydrauliköl mit dem vom zweiten Hydraulikkanal 62 kommenden
Öl vereinigt wird.
Wie ferner der Fig. 2 zu entnehmen ist, wird der Regelkolben
77 in der zweiten Position so angeordnet, um den zweiten Ven
tilanschluß 72 mit dem Rückführanschluß 73 zu verbinden. Als
Ergebnis wird das vom zweiten Hydraulikkanal 62 kommende Öl
mittels des zweiten Ventilanschlusses 72 und des Rückführan
schlusses 73 in der Richtung des Pfeils Y1 in der Fig. 2 zum
Rückführ-Hydraulikkanal 66 zurückgeführt. Das auf diese Wei
se zum Rückführ-Hydraulikkanal 66 geführte Öl wird dem Kanal
66m zugeleitet und unmittelbar in die Einlaßöffnung 36 ge
saugt.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird bei der ersten bevorzug
ten Ausführungsform, wenn, die Drehzahlen der Brennkraftma
schine und des Rotors 2 erhöht werden, so daß der Hydraulik
druck, der aus der Menge an aus der Hauptauslaßöffnung 31 ge
fördertem Hydrauliköl resultiert, größer als der vorbestimm
te Wert Pm ist, ein geforderter Hydraulikdruck dann mit Si
cherheit im Hydrauliköl-Förderkanal 5 allein durch das vom
ersten Hydraulikkanal 61 kommende Öl erzeugt. Somit ist es
nicht nötig, das vom ersten Hydraulikkanal 61 kommende Öl mit
dem vom zweiten Hydraulikkanal 62 kommenden Hydrauliköl zu
vereinigen. Folglich wird das aus der Hilfs-Auslaßöffnung 32
zum zweiten Hydraulikkanal 62 geförderte überschüssige Hy
drauliköl mittels des zweiten Ventilanschlusses 72, des Rück
führanschlusses 73 und des Rückführ-Hydraulikkanals 66 zur
Einlaßöffnung 36 zurückgeführt.
Die Fig. 6 ist ein Diagramm, das schematisch die Beziehungen
zwischen den Drehzahlen der Brennkraftmaschine und den Auslaß
mengen bei der ersten bevorzugten Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Ölpumpanlage zeigt. Die gestrichelte Linie A
gibt die Kennlinie der gesamten Auslaßmengen an, die von
beiden Auslaßöffnungen, d. h. der Hauptauslaßöffnung 31 und
der Hilfs-Auslaßöffnung 32, ausgestoßen werden. Bei der
ersten Ausführungsform sind beide Auslaßöffnungen 31 und 32
so ausgelegt, die gleiche Auslaßmenge auszustoßen und die
gleiche Auslaßmengen-Kennlinie zu zeigen.
Wie durch die ausgezogene Linie in Fig. 6 dargestellt ist,
zeigt die erste bevorzugte Ausführungsform der Ölpumpanlage,
sobald die Drehzahl der Brennkraftmaschine niedriger als
die vorbestimmte Drehzahl N1 ist, die Auslaßmengen-Kennli
nie, die durch die gestrichelte Linie A angegeben ist. Somit
wird die gesamte Auslaßmenge ausgestoßen, wobei die von bei
den Auslaßöffnungen 31 und 32 ausgestoßenen Auslaßmengen ver
einigt werden.
Ferner wird, nachdem die Drehzahl der Brennkraftmaschine die
vorbestimmte Drehzahl N1 überschreitet oder über den Punkt Y
in Fig. 6 hinausgeht, der Kolben 77 des Regelventils in die
oben erwähnte Zwischenposition verstellt. Folglich werden,
wie in Fig. 3 gezeigt ist, der zweite Ventilanschluß 72 und
der Zusammenflußanschluß 74 mit dem Rückführanschluß 73 ver
bunden. Als Ergebnis wird die Auslaßmenge in bezug auf die
Zunahme in der Drehzahl in geringerem Ausmaß erhöht.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine zum Punkt Z in der
Fig. 6 erhöht wird, dann schließt der Kolben 77 des Regelven
tils 7 den Zusammenflußanschluß 74, um dadurch diesen Anschluß
74 und den Rückführanschluß 73 zu trennen, wie in Fig. 3 ge
zeigt ist. Demzufolge wird die Auslaßmenge zu dem durch die
strich-punktierte Linie B in der Fig. 6 angegebenen Punkt er
höht, und danach ist die Auslaßmengen-Kennlinie diejenige,
die durch die Linie B angegeben ist. Es ist zu bemerken, daß
der Unterschied zwischen der strich-punktierten Linie B und
der ausgezogenen Linie aus einer Ölleckage od. dgl. resultiert.
Auch ist darauf hinzuweisen, daß der Ort des Punkts Z verän
dert werden kann, indem der Verlagerungsweg, über den der Kol
ben 77 zum Schließen des Zusammenflußanschlusses 74 bewegt
wird, variiert wird.
Wenn bei der soweit beschriebenen bevorzugten Ausführungsform
der geforderte Hydraulikdruck lediglich durch das vom ersten
Hydraulikkanal 61 kommenden Öl erzeugt wird, wird das vom
zweiten Hydraulikkanal 62 kommende überschüssige Öl direkt
zum Rückführ-Hydraulikkanal 66 geleitet, ohne in den Hydrau
liköl-Förderkanal 7 geführt zu werden. Als Ergebnis wird auf
das überschüssige Hydrauliköl kein hoher Hydraulikdruck auf
gebracht. Beispielsweise kann der am überschüssigen Hydraulik
öl aufgebrachte Hydraulikdruck auf einen Wert so niedrig wie
etwa 0,3-0,5 bar herabgedrückt werden. Deshalb kann, nach
dem der geforderte Hydraulikdruck in sicherer Weise erzeugt
ist, eine zusätzliche Arbeit vermindert oder vermieden
werden, und dadurch kann die Antriebsleistung zum Betrieb der
Ölpumpanlage 1 herabgesetzt werden. Das Vermindern oder Ver
meiden einer zusätzlichen Arbeit wird in der Verminderung der
Belastung an der Ölpumpe 1 resultieren, und folglich wird in
vorteilhafter Weise deren Abmessungsverminderung wie auch die
Reduzierung deren Gewichts ermöglicht. Insgesamt kann in Über
einstimmung mit der ersten bevorzugten Ausführungsform die Öl
pumpe 1 in vorteilhafter Weise hinsichtlich ihrer bordseiti
gen Einbaufähigkeit, wenn sie bei Trägern, wie Fahrzeugauf
bauten, eingebaut wird, verbessert werden.
Die Fig. 7 zeigt eine Variante der ersten bevorzugten Ausfüh
rungsform, die insbesondere eine Abwandlung in der Konstruk
tion des Regelventils 7 ist. Bei dieser Konstruktion ist ein
Verschlußstopfen 80 zwischen einer Feder 79 und einem der ein
ander entgegengesetzten Enden der Ventilkammer 70 angeordnet.
Der Verschlußstopfen 80 ist mit einem Vorsprung 80h versehen,
der in den axial mittigen Raum der Schraubenfeder 79 ragt.
Wie in Fig. 7 gezeigt ist, ist mit a ein Verlagerungsweg be
zeichnet, über welchen der Kolben 77 bewegt wird, um den
zweiten Ventilanschluß 72 mit dem ersten Kolbenabschnitt 77x
zu verschließen, während mit b der Verlagerungsweg bezeichnet
ist, über den der Kolben 77 bewegt wird, um den zweiten
Kolbenabschnitt 77y in Berührung mit dem Vorsprung 80h des
Verschlußstopfens 80 zu bringen. Es ist zu bemerken, daß der
Vorsprung 80h so bemessen ist, damit a größer als b ist
(d. h. a < b).
In der derart konstruierten Variante des Regelventils 7 wird,
selbst wenn sich der Kolben 77 des Regelventils 7 in der zwei
ten Position befindet, in der der erste Kolbenabschnitt 77x
den Zusammenflußanschluß 74 verschließt, der zweite Ventilan
schluß 72 geöffnet. Demzufolge werden der zweite Ventilan
schluß 72 und der Rückführanschluß 73 miteinander in Verbin
dung gehalten. Als Ergebnis ist es möglich, wenn die Tempera
tur des Hydrauliköls niedrig und der Hydrauliköldruck über
mäßig ist, das Brechen des Pumpengehäuses 1a und des Rotors
2, was aus dem übermäßigen Hydraulikdruck resultiert, zu
vermeiden.
Bei der in Fig. 7 gezeigten Variante wird der Verlagerungs
weg des Regelkolbens 77 durch den Vorsprung 80h des Ver
schlußstopfens 80 geregelt. Es ist jedoch auf die Möglichkeit
hinzuweisen, denselben Vorteil ohne das Vorsehen des Ver
schlußstopfens 80 zu erzielen. Beispielsweise kann in dem
Regelventil 7 der ersten bevorzugten Ausführungsform die Wen
delteilung der Schraubenfeder 79 derart justiert werden,
daß die einander benachbarten, die Feder 79 bildenden Windun
gen in enge Berührung miteinander gebracht werden, bevor der
erste Kolbenabschnitt 77x den zweiten Ventilanschluß 72 ver
schließt.
Bei der vorbeschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsform
wird die Auslaßöffnungsanordnung 33 von einer Hauptauslaß
öffnung 31 und einer Hilfsauslaßöffnung 32 gebildet. Jedoch
ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausgestaltung
beschränkt. Beispielsweise ist bei der Auslaßöffnungsanord
nung die Zahl für die Hilfsauslaßöffnung 32 nicht auf Eins
begrenzt, d. h. eine Auslaßöffnungsanordnung kann von einer
einzelnen Hauptauslaßöffnung 31, einer ersten Hilfsauslaßöff
nung sowie einer zweiten Hilfsauslaßöffnung gebildet werden.
Bei einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemä
ßen Ölpumpanlage, wobei die Auslaßöffnungsanordnung wie oben
konstruiert ist, betätigt der Hydraulikdruck des aus der
Hauptauslaßöffnung 31, geförderten Hydrauliköls ebenfalls
dem Regelkolben 77 des Regelventils 7. Jedoch können bei
dieser abgewandelten Ausführungsform zwei der Hydrauliköl
ströme (z. B. das von der Hauptauslaßöffnung 31 und das von
der ersten Hilfsauslaßöffnung kommende Hydrauliköl) mitein
ander vereinigt werden, oder es können drei Hydraulikölströ
me (z. B. das von der Hauptauslaßöffnung 31, das von der
ersten Hilfsauslaßöffnung und das von der zweiten Hilfsauslaß
öffnung kommende Hydrauliköl) miteinander zusammengeführt
werden.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Abwandlung der erfin
dungsgemäßen Ölpumpanlage. Bei dieser Abwandlung wird ein
Regelventil 107 durch eine bekannte elektromagnetische Pro
portional-Regeleinrichtung 90 betätigt. Die Proportional-
Regeleinrichtung 90 wird durch Ausgangssignale betätigt, die
von einer elektrischen Regelvorrichtung 91 in Abhängigkeit
von einem Hydraulikdruck im ersten Hydraulikkanal 61, einer
Hydrauliköltemperatur, einem Öffnungsgrad einer Drosselklappe
und einer Drehzahl der Brennkraftmaschine ausgegeben werden.
Mit Ausnahme der elektromagnetischen Proportional-Regelein
richtung 90, der elektrischen Regelvorrichtung 91 und des
Regelventils 107 ist diese Abwandlung grundsätzlich in der
selben Weise wie die erste bevorzugte Ausführungsform, die
in Fig. 1 gezeigt ist, konstruiert. Deshalb sind Bauteile
mit gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen bezeich
net und werden nicht weiter beschrieben.
Bei dieser Abwandlung, ermittelt die elektrische Regelvorrich
tung 91 den Hydraulikdruck im ersten Hydraulikkanal 61, die
Hydrauliköltemperatur, den Öffnungsgrad einer Drosselklappe
und die Drehzahl der Brennkraftmaschine direkt oder indirekt
und gibt die Ventilbetätigungssignale im Ansprechen auf die
so ermittelten Signale aus. Das Regelventil 107 wird in Über
einstimmung mit den Ventilbetätigungssignalen so betrieben,
daß die erfindungsgemäße Ölpumpanlage die Auslaßdruck-Kenn
linie, die in Fig. 9 dargestellt ist, zeigt.
Die Auslaßdruck-Kennlinie der Fig. 9 ist im wesentlichen zu
derjenigen, die in Fig. 6 dargestellt ist, identisch. Bei
dieser Abwandlung kann in Abhängigkeit von den Belastungen
der Brennkraftmaschine ein optimaler Auslaßdruck (oder eine
optimale Auslaßmenge) durch eine elektromagnetische Rege
lung bewerkstelligt werden. Somit vermeidet diese Abwandlung
die Erzeugung von nutzloser, vergeudeter Arbeit.
Es sollte klar sein, daß dem Fachmann auf dem einschlägigen
Gebiet bei Kenntnis der vermittelten Lehre dieser Erfin
dung zahlreiche Abwandlungen und Abänderungen nahegelegt
sind, die jedoch in den Rahmen dieser Erfindung fallen.
Insbesondere ist die erfindungsgemäße Ölpumpanlage nicht auf
die erste bevorzugte Ausführungsform und die Abwandlung von
dieser begrenzt, die vorstehend beschrieben und
in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Beispiels
weise soll der vorbestimmte Hydraulikdruckwert Pm schwerlich
auf den vorgenannten Wert begrenzt werden. Die erfindungsge
mäße Ölpumpanlage kann auf solche Anlagen angewendet werden,
die für eine ganze Reihe von industriellen Anlagen außer
einem Fahrzeug geeignet sind. Ferner muß die Ölpumpe nicht
notwendigerweise eine solche vom Trochoidentyp sein. Des wei
teren kann die Ölpumpe 1 durch andere Antriebsquellen als
der direkt gekoppelten Kurbelwelle, z. B. durch Riemenschei
ben und einen Zahnriemen, angetrieben werden.
Eine erfindungsgemäße Ölpumpanlage umfaßt somit eine Ölpumpe,
einen ersten Hydraulikkanal, einen zweiten Hydraulikkanal,
einen Rückführ-Hydraulikkanal und ein Regelventil. Wenn eine
Drehzahl eines Rotors der Ölpumpe niedrig ist und wenn ein
Druck eines aus einer ersten Auslaßöffnung der Ölpumpe zum
ersten Hydraulikkanal geförderten Öls niedriger als ein vor
bestimmter Wert ist, wird ein Ventilkörper des Regelventils
in deine erste Position verstellt, in welcher das im ersten
Hydraulikkanal fließende Öl mit dem aus einer zweiten Aus
laßöffnung der Ölpumpe zum zweiten Hydraulikkanal geförderten
Öl vereinigt und das somit zusammengeführte Hydrauliköl einem
Hydrauliköl-Empfangsaggregat über einen Hydrauliköl-Förderkanal
zugeführt wird. Ist die Drehzahl des Rotors hoch und der Hy
draulikdruck des aus der ersten Auslaßöffnung zum ersten Hy
draulikkanal geförderten Öls höher als der vorbestimmte
Wert, wird der Ventilkörper in eine zweite Position ver
stellt, in der eine Vereinigung der Hydraulikölströme unter
bunden und lediglich das aus der ersten Auslaßöffnung zum
ersten Hydraulikkanal geförderte Öl dem vorgenannten Hydrau
liköl-Empfangsaggregat zugeführt wird. Die Ölpumpanlage ist
in vorteilhafter Weise klein zu bemessen und von leichtem Ge
wicht, und sie ist hinsichtlich ihres Wirkungsgrades sowie
ihrer Einbaufähigkeit, z. B. an Bord eines Fahrzeugs, ver
bessert.
Claims (13)
1. Ölpumpanlage, die umfaßt:
- - eine Ölpumpe (1) mit einem eine Pumpenkammer (10) ab grenzenden Pumpengehäuse (1a), mit einem in dem Pumpenge häuse durch eine Antriebsquelle gedrehten Rotor (2) und mit einer bei Drehen des Rotors Hydrauliköl in die Pum penkammer saugenden Einlaßöffnung (36),
- - eine Auslaßöffnungsanordnung (33) mit einer ersten Aus laßöffnung (31) sowie einer zweiten Auslaßöffnung (32) zum Ausfördern von Hydrauliköl aus der Pumpenkammer (10), wenn der Rotor (2) dreht,
- - einen ersten Hydraulikkanal (61), der einen, Hydrauliköl- Förderkanal (5) mit der ersten Auslaßöffnung (31) der Öl pumpe (1) verbindet sowie von der ersten Auslaßöffnung kommendes Hydrauliköl dem Hydrauliköl-Förderkanal, wel cher das Hydrauliköl zu einem Hydrauliköl-Empfangsaggregat weiterleitet, zuführt,
- - einen zweiten Hydraulikkanal (62), der den Hydrauliköl- Förderkanal (5) mit der zweiten Auslaßöffnung (32) der Ölpumpe (1) verbindet sowie von der zweiten Auslaßöffnung kommendes Hydrauliköl dem Hydrauliköl-Förderkanal zuführt,
- - einen Rückführ-Hydraulikkanal (66)< der mit dem zwei ten Hydraulikkanal (62) verbunden sowie an die Einlaß öffnung (36) der Ölpumpe (1) angeschlossen ist, und
- - ein Regelventil (7), das mit dem ersten Hydraulikkanal (61), mit dem zweiten Hydraulikkanal (62) sowie mit dem Rückführ-Hydraulikkanal (66) verbunden ist und einen in Übereinstimmung mit einem Hydraulikdruck des Öls im er sten Hydraulikkanal (61) betätigten Ventilkörper (77) enthält sowie imstande ist, den Ventilkörper zwischen einer ersten und einer zweiten Position umzustellen,
- - wobei die erste Position eine Verbindung zwischen dem ersten sowie dem zweiten Hydraulikkanal (61, 62) herstellt, um das in diesen Kanälen fließende Öl zusammenzubringen und das vereinigte Öl dem Hydrauliköl-Förderkanal (5) zu zuführen, sobald der Hydraulikdruck im ersten Hydraulik kanal (61) niedriger als ein vorbestimmter Wert (Pm) ist, und
- - wobei die zweite Position eine Verbindung zwischen dem ersten sowie dem zweiten Hydraulikkanal (61, 62) verhin dert, das im ersten Hydraulikkanal (61) fließende Hydrau liköl dem Hydrauliköl-Förderkanal (5) zuführt sowie das im zweiten Hydraulikkanal (62) fließende Hydrauliköl zum Rückführ-Hydraulikkanal (66) leitet, sobald der Hydraulik druck im ersten Hydraulikkanal (61) höher als der vorbe stimmte Wert (Pm) ist.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rotor (2) der Ölpumpe (1) in einem niedrigen Drehzahlbe
reich, wenn der Ventilkörper (77) des Regelventils (7)
in der ersten Position angeordnet ist, und in einem
hohen Drehzahlbereich, wenn der Ventilkörper des Regel
ventils in der zweiten Position angeordnet ist, gedreht
wird.
3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Hydraulikkanal (61) mit dem zweiten Hydraulikkanal
(62) über das Regelventil (7) in Verbindung steht.
4. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rückführ-Hydraulikkanal (66) mit dem zweiten Hydraulik
kanal (62) über das Regelventil (7) in Verbindung steht.
5. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rückführ-Hydraulikkanal (66) mit der Einlaßöffnung (36)
der Ölpumpe (1) unmittelbar verbunden ist.
6. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rückführ-Hydraulikkanal (66) mit der Einlaßöffnung (36)
der Ölpumpe (1) über eine Hydraulikölspeichereinheit ver
bunden ist.
7. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Auslaßöffnung (31) der Ölpumpe (1) in einer Dreh
richtung des Rotors (2) der Ölpumpe mit Bezug zur zwei
ten Auslaßöffnung (32) stromab angeordnet ist.
8. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
erste Auslaßöffnung (31) der Ölpumpe (1) einen Öffnungs
querschnitt hat, der gegenüber demjenigen der zweiten Aus
laßöffnung (32) größer ist.
9. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der erste Hydraulikkanal (61) einen Von diesem abgezweigten sowie mit dem Regelventil (7) verbundenen Zwischen-Hydraulikkanal (61r) enthält und
- - daß das Regelventil (7) einen ersten, mit dem ersten Hydraulikkanal (61) über den Zwischen-Hydraulikkanal (61r) verbundenen Ventilanschluß (71), einen zweiten, mit dem zweiten Hydraulikkanal (62) verbundenen Ventilanschluß (72), einen mit dem Rückführ-Hydraulikkanal (66) verbundenen Rückführanschluß (73) und einen mit dem ersten Hydrau likkanal (61) verbundenen Zusammenflußanschluß (74) der stromab mit Bezug zum Zwischen-Hydraulikkanal (61r) ange ordnet sowie auch mit dem zweiten Ventilanschluß (72) ver bunden ist, besitzt.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das
Regelventil (7) einen Ventilkörper (77) mit einem ersten
Kolbenabschnitt (77x) und mit einem zweiten Kolbenab
schnitt (77y) sowie Druckmittel (79), um den Ventilkörper
(77) zum Schließen des ersten Ventilanschlusses (71) durch
den ersten Kolbenabschnitt (77x) zu belasten, besitzt, wobei
- - der erste Kolbenabschnitt (77x) den ersten Ventilan schluß (71) verschließt, jedoch den zweiten Ventilan schluß (72) mit dem Zusammenflußanschluß (74) verbindet, wenn der Ventilkörper (77) in der ersten Position angeord net ist, und den Zusammenflußanschluß (74) verschließt, wenn der Ventilkörper in der zweiten Position angeordnet ist,
- - der zweite Kolbenabschnitt (77y) den Rückführanschluß (73) verschließt, wenn der Ventilkörper (77) in der ersten Position angeordnet ist,
- - der Ventilkörper (77) den zweiten Ventilanschluß (72) und den Rückführanschluß (73) verbindet, wenn der Ventil körper in der zweiten Position angeordnet ist.
11. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
- - daß das Pumpengehäuse (1a) der Ölpumpe eine Mehrzahl von durch eine Trochoidenkurve bestimmten Innenzähnen (11) besitzt und
- - daß der Rotor (2) der Pumpe (1) eine Mehrzahl von Außen zähnen (21) besitzt, die mit den Innenzähnen (11) des Pum pengehäuses (1a) kämmen sowie durch eine Trochoidenkurve bestimmt sind, und mittels einer Brennkraftmaschinen-Kurbel welle gedreht wird.
12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Berührungspunkt (E1, E2) zwischen den Innenzähnen (11)
des Pumpengehäuses (1a) und den Außenzähnen (21) des Ro
tors (2) an einer Stelle zwischen der ersten Auslaßöffnung
(31) und der zweiten Auslaßöffnung (32) angeordnet ist,
so daß die Verbindung der ersten Auslaßöffnung mit der
zweiten Auslaßöffnung in einer Drehrichtung des Rotors
(2) der Ölpumpe (1) verhindert wird.
13. Ölpumpanlage, die umfaßt
- - eine Ölpumpe (1) mit einem eine Pumpenkammer (10) ab grenzenden Pumpengehäuse (1a), mit einem in dem Pumpenge häuse durch eine Antriebsquelle gedrehten Rotor (2) und mit einer bei Drehen des Rotors Hydrauliköl in die Pum penkammer saugenden Einlaßöffnung (36),
- - eine Auslaßöffnungsanordnung (33) mit einer ersten Aus laßöffnung (31) sowie einer zweiten Auslaßöffnung (32) zum Ausfördern von Hydrauliköl aus der Pumpenkammer (10), wenn der Rotor (2) dreht,
- - einen ersten Hydraulikkanal (61), der einen Hydraulik öl-Förderkanal (5) mit der ersten Auslaßöffnung (31) der Ölpumpe (1) verbindet sowie von der ersten Auslaßöffnung kommendes Hydrauliköl dem Hydrauliköl-Förderkanal, wel cher das Hydrauliköl zu einem Hydrauliköl-Empfangsaggre gat weiterleitet, zuführt,
- - einen zweiten Hydraulikkanal (62), der den Hydrauliköl- Förderkanal (5) mit der zweiten Auslaßöffnung (32) der Ölpumpe (1) verbindet sowie von der zweiten Auslaßöffnung kommendes Hydrauliköl dem Hydrauliköl-Förderkanal zuführt,
- - einen Rückführ-Hydraulikkanal (66), der mit dem zweiten Hydraulikkanal (62) verbunden sowie an die Einlaßöffnung (36) der Ölpumpe angeschlossen ist,
- - eine Regeleinrichtung (90, 91) zur Ausgabe eines Re gelsignals in Abhängigkeit von einem Parameter aus dem Hydraulikdruck im ersten Hydraulikkanal (61), einer Hy drauliköltemperatur, einem Öffnungsgrad einer Drossel klappe sowie einer Drehzahl der Antriebswelle und
- - ein Regelventil (7), das mit dem ersten Hydraulikkanal (61), mit dem zweiten Hydraulikkanal (62) sowie mit dem Rückführ-Hydraulikkanal (66) verbunden ist und einen in Übereinstimmung mit dem von der Regeleinrichtung (90, 91) ausgegebenen Regelsignal betätigten Ventilkörper (77) enthält sowie imstande ist, den Ventilkörper zwischen einer ersten und einer zweiten Position umzustellen,
- - wobei die erste Position eine Verbindung zwischen dem ersten sowie dem zweiten Hydraulikkanal (61, 62) her stellt, um das in diesen Kanälen fließende Öl zusammenzu bringen und das vereinigte Öl dem Hydrauliköl-Förderkanal (5) zuzuführen, sobald der Hydraulikdruck im ersten Hy draulikkanal (61) niedriger als ein vorbestimmter Wert ist, und
- - wobei die zweite Position eine Verbindung zwischen dem ersten sowie dem zweiten Hydraulikkanal (61, 62) verhin dert, das im ersten Hydraulikkanal (61) fließende Hydrau liköl dem Hydrauliköl-Förderkanal (5) zuführt sowie das im zweiten Hydraulikkanal (62) fließende Hydrauliköl zum Rückführ-Hydraulikkanal (66) leitet, sobald der Hydraulik druck im ersten Hydraulikkanal (61) höher als der vorbe stimmte Wert (Pm) ist.
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