DE2336282A1

DE2336282A1 - Pumpe fuer fluessigkeiten, insbesondere schmierstoffpumpe

Info

Publication number: DE2336282A1
Application number: DE19732336282
Authority: DE
Inventors: Alberto Jorge Morris
Original assignee: Lister & Co Ltd R A; RA Lister and Co Ltd
Current assignee: Lister & Co Ltd R A; RA Lister and Co Ltd
Priority date: 1972-08-31
Filing date: 1973-07-17
Publication date: 1974-03-14
Also published as: ZA734737B; FR2198551A5; GB1411978A; AU475241B2; AU5811873A; BR7306289D0; ES417754A1; AR202280A1; IN137786B; MY7700111A; SE391017B; JPS4964901A; US3912045A; IT993826B; JPS5334322B2

Description

DIPL.-ING. HARRO GRALFS

33 BRAUNSCHWEIG

AM BORGERPARK 8 TELEFON (0531) 74798

15. Juli 1973 L 751 - Al/Lie

R. A. Lister & Company Limited Dursley, Gloucestershire, ENGL AI D

Pumpe für Flüssigkeiten, insbesondere Schmierstoffpumpe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schmierstoffpumpe, mit der ein Schmiermittel in Umlauf gesetzt wird. Die Pumpe läßt sich insbesondere, jedoch nicht ausschließlich für den Schmierstoffumlauf bei Brennkraftmaschinen, Getrieben und dergleichen einsetzen.

Bei der Versorgung von Krennkraftmaschinen mit Schmiermittel wird der ochmiermitbelumlauf häufig mit Hilfe eines Druckölsystems vorgenommen, wobei bei solchen Systemen die Durchsatzmenge von Änderungen der Temperatur und des Drucks des Öls sowie von den Abmessungen der Kanäle abhängt, durch die das Öl hindurchtritt. Im allgemeinen ist es wünschenswert, daß der Öldurck zwischen vorbestimmten Grenzen gehalten wird; die Abmessungen und Spiele unterliegen gex^issen Veränderungen ent»

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sprechend den Herstellungstoleranzen der Bauteile und dem Ausmaß der Abnutzung.

Wegen dieser Veränderungen ändert sich der öldurchsatz, der zum Aufrechterhalten des gewünschten Druckes erforderlich ist, beträchtlich. Eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems ist die Verwendung einer Verdrängungspumpe mit überschüssiger Förderkapazität, die ein Überdruckventil erforderlich macht, welches die Kosten der Pumpe und die Komplexität erhöht.

Bei Schmiermittelsystemen werden häufig umlaufende Pumpen verwendet, die vom Motor über ein Getriebe angetrieben werden und ein Überdruckventil aufweisen. Gelegentlich wird eine Hubkolbenpumpe aus Gründen der Einfachheit und der geringen Kosten verwendet, wobei diese Pumpe von einem Exzenter der Kurbelwelle des Motors angetrieben wird. Jedoch liefert die übliche Hubkolbenpumpe nur jeweils einmal Öl bei zwei Motorumdrehungen, was zu einer ungenügenden Ölversorgung führen kann. Weiterhin sind derartige Pumpen üblicherweise durch verschraubte oder gepreßte Befestigungsteile zusammengesetzt.

Ziel der Erfindung ist eine Schmierstoff pumpe, die für den ölumlauf verwendet werden kann und wenigstens einige der Nachteile der bekannten Pumpen vermeidet.

Gemäß der Erfindung ist bei einer Pumpe für Flüssigkeiten mit einem Kolben, der in einer Bohrung hin- und herbewegbar ist, und mit einer Betätigungseinrichtung, die den Kolben in der Bohrung bewegt, die Anordnung so getroffen, daß die Betätigungseinrichtung in die Bohrur

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hineinfaßt und derart angeordnet ist, daß sie Flüssigkeit aus der Bohrung verdrängt, wenn sie sich längs der Bohrung in einer Richtung bewegt, und daß der Kolben so angeordnet ist, daß er Flüssigkeit aus der Bohrung verdrängt, wenn er sich längs der Bohrung in der entgegengesetzten Richtung bewegt, wobei die durch die Förderbewegung der Betätigungseinrichtung verdrängte Flüssigkeitsmenge einen festen Wert besitzt, während die durch die Förderbewegung des Kolbens verdrängte Flüssigkeitsmenge veränderlich ist und vom Flüssigkeitsbedarf abhängt.

Vorzugsweise wird der Kolben in der entgegengesetzten Richtung längs der Bohrung durch eine Vorspanneinrichtung bewegt, die am anderen Ende des Kolbens angeordnet

Zweckmäßigerweise weist die Pumpe an einem Ende der Bohrung einen Flüssigkeitseinlaß und am anderen Ende einen Flüssigkeitsauslaß auf sowie ein in einer Richtung wirksames Ventil, das den Durchtritt von Flüssigkeit vom Einlaß zum Auslaß am Kolben vorbei gestattet. Die Betätigungseinrichtung weist ein angetriebenes Betätigungsglied auf, welches mit dem Kolben zum Eingriff kommt.

Die Pumpe kann zum Fördern von Schmiermittel bei einer Brennkraftmaschine verwendet werden, wobei ein Gehäuse, das die Bohrung enthält, als Teil des Kurbelgehäuses des Motors ausgebildet ist, und wobei die Pumpe im zusammengebauten Zustand durch die Sumpfabdeckung gehalten wird, die lösbar am Kurbelgehäuse befestigt ist.

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Die Vorspanneinrichtung wird vorzugsweise durch eine Feder dargestellt, die eine Vorspannkraft auf den Kolben ausübt und den gewünschten Förderdruck des Schmiermittels liefert.

Die Verdrängungen des Betätigungsgliedes und des Kolbens können entsprechend den maximalen und minimalen Fördermengen der Pumpe festgelegt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, in der unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung eine Ausführungsform der Erfindung im einzelnen erläutert wird.

Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Schmierstoffpumpe.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine Scheibe, die einen Teil der Pumpe der Fig. 1 darstellt.

Die in der Zeichnung dargestellte Schmierstoffpumpe ist dazu vorgesehen, Schmieröl in Umlauf durch eine Brennkraftmaschine zu setzen, wobei in Fig. 1 ein Teil des Kurbelgehäuses bei 12 angedeutet ist, während ein Teil der ölsumpfabdeckung bei 23 zu erkennen ist.

Der Motor treibt eine Nockenwelle 10 an, auf der ein exzentrischer Nocken 9 sitzt. Das Kurbelgehäuseteil 12 ist mit konzentrisch liegenden Bohrungen 1, 2 und 3 versehen, wobei die Einzelteile der Pumpe in diesen Bohrungen angeordnet sind und in ihrer Lage zwischen dem Kurbelgehäuse und der Sumpfabdeckung 23 gehalten werden.

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In der Bohrung 1 liegt ein zylindrischer Stössel 11, der an der Nockenoberfläche 9 anliegt. Das untere Ende des Stössels 11 reicht durch die Bohrung 2 hindurch in die Bohrung 3 hinein. Wenn die Nockenwelle umläuft, wird der Stössel in hin- und hergehende Bewegung versetzt und überträgt diese Bewegung auf einen zusammengesetzten Kolben, der einen Kolbenkopf 15 aufweist, welcher mit einem Längsschlitz 14 versehen ist, und bei dem das obere Ende einen größeren Durchmesser aufweist als das untere Ende. Der Kolben ist ferner mit einem Kolbenkörper 17 versehen, welcher eine axiale Bohrung 6 aufweist, deren Durchmesser stufenweise von oberen Ende zum unteren Ende hin abnimmt. Im oberen Abschnitt der Bohrung 6, die den größeren Durchmesser aufweist, liegt das untere Ende des Kolbenkopfes 15· An der Verbindungsstelle zwischen dem mittleren und dem unteren, schmälsten Teil der Bohrung 6 ist ein Sitz für ein Kugelventil 5 ausgebildet. Der untere Abschnitt der Bohrung 6 steht mit dem Äußeren des Kölbenkörpers 17 durch eine radial liegende Bohrung 18 in Verbindung, wobei der untere Abschnitt des Kolbenkörpers 17 einen verringerten Außendurchmesser aufweist. Der Kolbenkopf 15 ist mit einer axialen Verlängerung 4- versehen, die die Bewegung des Kugelventils 5 nach oben begrenzt.

Der Kolben wird durch eine Vorspanneinrichtung nach oben gedrückt, die als Feder 7 ausgebildet ist und mit ihrem oberen Ende an einer Schulter am unteren Ende des Kolbenkörpers 17 anliegt, während das untere Ende der Feder 7 auf einer mit einer Öffnung versehenen Scheibe 20 aufliegt.

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Innerhalb der Bohrung 3 des Kurbelgehäuses ist eine zylindrische Hülse 16 angeordnet, deren Innenfläche um den Kolbenkörper 17 herumfaßt. Das untere Ende der Hülse 16 ist mit einem kreisringförmigen Sitz für die Scheibe 20 und weiterhin mit einem ringförmigen Sitz für ein Kugelventil 21 versehen, und schließlich mit einer Einlaßöffnung 8, durch die öl aus einem Ölvorrat 22 im Sumpf 23 in die Pumpe eingesaugt wird. Die unteren Enden des Kolbens 17 und der Hülse 16 legen eine Kammer 19 für das öl fest. Die Hülse 16 wird an ihrem unteren Ende durch die Sumpfabdeckung 23 in ihrer Lage gehalten.

Die Scheibe 20 ist mit einer Öffnung 24- versehen, die kreuzförmige Gestalt bBsitzt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Dadurch kann öl um das Kugelventil 21 herum vorbeitreten, wenn die Kugel an der Unterseite der Scheibe 20 anliegt.

Das Kurbelgehäuse 12 ist ferner mit einer Auslaßöffnung 13 versehen, die mit der Bohrung 3 in Verbindung steht, und durch die das Öl von der Pumpe in den Motor gelangt.

Die Richtung der Strömung des Öls in der Pumpe ist durch Pfeile angedeutet.

Die WirkungSTtfeise der Pumpe ist die folgende: Wenn der Motorsumpf im Vorratsbehälter 22 mit öl bis zur richtigen Höhe angefüllt ist, wie es in Fig. 1 mit 25 angedeutet ist, und wenn der Nocken 9 und der Stössel 11 anfänglich die in Fig. 1 dargestellten Stellungen einnehmen, steht die Pumpe am Anfang eines Förderhubes mit

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verhältnismäßig geringer Fördermenge. Wenn sich der Stössel nach unten "bewegt, kommt er in Anlage an den Kopf 15 und das öl in der Kammer 19 unterhalb des Kolbenkörpers 17 wird zusammengedrückt, wobei das Kugelventil 21 geschlossen und das Kugelventil 5 geöffnet wird. Dadurch wird öl durch den Schlitz 14 und die Auslaßöffnung 13 in. den Motor gefördert, wobei die Menge an gefördertem Öl dem Volumen entspricht, das vom Stössel 11 verdrängt wird, wenn sich dieser in die Bohrungen 2 und 3 hineinbewegt. Die öffnung 18 gestattet es, daß jegliche Luft, die sich am unteren Ende des Kolbenkörpers 17 befindet, herausgedrückt wird, da diese Luft sonst das Füllen der Pumpe behindern würde.

Wenn der Stössel 11 sich nach oben zu bewegen beginnt, beginnt ein Förderhub mit verhältnismäßig hoher Fördermenge. Das Kugelventil 21 öffnet und läßt Öl aus dem Vorrat 22 durch die Einlaßöffnung 8.eintreten. Das Kugelventil 5 schließt und bleibt während dieses Hubes geschlossen. Die Kammer 19 füllt sich mit neuem Öl und die Bewegung des Kolbenkörpers 17 nach oben durch die Wirkung der Feder 7 bewirkt einen Öldurchfluß durch den Auslaß, der der Verdrängung des Kolbens 17 abzüglich der Verdrängung' des Stössels 11 entspricht.

Der Druck, mit dem das öl während der nach oben gerichteten Bewegung des Stössels 11 ausgestoßen wird, bleibt in etwa konstant, weil dieser Druck durch die Wirkung der Feder 7 gegeben ist. Wenn, wie es im allgemeinen der Fall ist, der Motor nicht das sämtliche bei diesem Druck gelieferte öl annimmt, führt der Kolben 17 nicht seine volle Bewegung aus und verbleibt in einer Zwischenstellung, bis der Stössel 11 sich erneut nach unten gegen den Kopf 15 bewegt.

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Die Abmessungen des Stössels 11 und des Kolbenkörpers 17 sind entsprechend den Charakteristiken des Motors und der Pumpe ausgewählt. Es ist klar, daß der Druck des Öls, das während der nach oben gerichteten Bewegung des Kolbenkörpers 17 gefördert wird, durch die Kraft der Feder 7 bestimmt ist, und daß hier keine Überlastung oder kein hydraulisches Blockieren auftreten kann, da die Bewegung des Kolbenkörpers 17 automatisch entsprechend den Durchsatzanforderungen des Motors und dem Rückdruck des Öls am Auslaß 13 begrenzt wird. Bei der nach unten gerichteten Bewegung des Stössels wird nur eine verhältnismäßig geringe Menge an öl gefördert, jedoch kann hier ein hydraulisches Verblocken auftreten, wenn die geförderte Menge den Bedarf übersteigt. Daher darf die durch den Stössel verdrängte Ölmenge den Mindestölbedarf des Motors nicht übersteigen, während die Verdrängung des Kolbenkörpers 17 abzüglich der Verdrängung des Stössels 11 während des Aufwärtshubes den maximalen ölbedarf des Motors um wenigstens 30% übersteigen sollte, wenn eine etwa kontinuierliche ölförderung bei konstantem Druck erreicht werden soll

In der Praxis hat sich herausgestellt, daß das Verhältnis der Querschnittsfläche des Kolbens zur Querschnittsfläche des Stössels im Bereich von 9:1 bis 4:1 liegen sollte.

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Claims

Pat e nt a η s ρ r ü c h e

i(i.)pumpe für Flüssigkeiten mit einem Kolben, der in einer Bohrung hin- und herbewegbar ist, ^und .mit einer Betätigungseinrichtung, die den Kolben in der Bohrung bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (11) in die Bohrung (2, 3) hineinfaßt und derart angeordnet ist, daß sie Flüssigkeit aus der Bohrung verdrängt, wenn sie sich längs der Bohrung in einer Sichtung bewegt, und daß der Kolben (15, 17) so angeordnet ist, daß er Flüssigkeit aus der Bohrung . verdrängt, wenn er.sich längs der Bohrung in der entgegengesetzten Richtung bewegt, wobei die durch die Förderbewegung der Betätigungseinrichtung verdrängte Flüssigkeitsmenge einen festen Wert besitzt, während die durch die Förderbewegung des Kolbens verdrängte Flüssigkeitsmenge veränderlich ist und vom Flüssigkeitsbedarf abhängt.
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (15, 17) längs der Bohrung (2, 3) in der entgegengesetzten Hichtung durch eine Vorspanneinrichtung (7) bewegt wird.
3. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende der Bohrung (2, 3) ein Flüssigkeitseinlaß (3) und am anderen Ende der Bohrung ein Flüssigkeitsauslaß (13) vorgesehen sind, und daß die Pumpe ein in einer Richtung wirksames Ventil (5) aufweist, das Flüssigkeit am Kolben (15» 17) vorbei vom Einlaß zum Auslaß treten läßt, wobei ferner die Betätigungseinrichtung ein angetriebenes Betätigungsglied (11) aufweist, 'welches mit dem Kolben in Eingriff kommen

^kann· 409811/0819
4-. Pumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied durch einen Stössel (11) dargestellt ist, der in Längsrichtung der Bohrung (2, 3) hin- und herbewegt wird und mit einem Ende in der Bohrung liegt, während das andere Ende aus der Bohrung vorsteht und in Eingriff mit einer Antriebseinrichtung (9, 10) steht.
5· Pumpe nach Anspruch 3, soweit sich dieser auf Anspruch 2 bezieht, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspanneinrichtung (7) so angeordnet ist, daß sie den Kolben (15» 17) zum Auslaßende der Bohrung (2, 3) hindriickt.
6. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Querschnittsflächen des Kolbens (15, 17) und des Betätigungsgliedes (11) im Bereich von 9·' 1 bis 4:1 liegt.
7· Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Bohrung (2, 3) enthaltende Gehäuse einen äußeren Gehäuseteil (12) bildet, und daß im äußeren Gehäuseteil eine innere Hülse (16) liegt, die die Bohrung festlegt, längs der der Kolben 17) bewegbar ist.
8. Pumpe nach Anspruch 7i dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Gehäuseteil (12) an einem Ende offen ist, so daß die Hülse (16) in den äußeren Gehäuseteil einsetzbar ist.
9. Pumpe nach Anspruch 7 oder 8, soweit sich diese auf Anspruch 2 beziehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (16) den Flüssigkeitseinlaß (8) aufweist, und daß die Vorspanneinrichtung (7) zwischen dem Kolben (15* 17) und der Hülse angeordnet ist.

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10. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Schmiermittelförderung für eine Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das die Bohrung (2, 3) enthaltende Gehäuse ein Teil des Kurbelgehäuses (12) der Brennkraftmaschine ist, und daß die zusammengesetzte Pumpe durch die Sumpfabdeckung (23) des Motors in ihrer Lage gehalten wird, die lösbar am Kurbelgehäuse befestigt ist.
H. pumpe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung einen Stössel (11) aufweist, der durch einen Nocken (9) angetrieben wird, welcher auf einer vom Motor angetriebenen Nockenwelle (10) sitzt.
12. Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben als zusammengesetztes Teil ausgebildet ist und einen Kolbenkopf (15)» der mit der Betätigungseinrichtung (11) zum Eingriff kommt, sowie einen Kolbenkörper (17) aufweist, in dem ein in einer Richtung wirksames Ventil (5) sitzt.
13. Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenkopf (15) und der Kolbenkörper (17) je mit Kanälen (6, 14) versehen sind, durch die die Flüssigkeit am Kolben vorbeitreten kann.

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