DE102016212180A1

DE102016212180A1 - Pump, fluid system and internal combustion engine

Info

Publication number: DE102016212180A1
Application number: DE102016212180.4A
Authority: DE
Inventors: Jessica Wolf; Michael Lüer; Erik Engelen-Krause; Felix Ehrhardt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2016-07-05
Filing date: 2016-07-05
Publication date: 2018-01-11

Abstract

Eine Pumpe (12) zur Förderung eines Fluids umfasst ein Gehäuse (14), einen Stator (16) und einen Rotor (18), wobei der Stator (16) und der Rotor (18) einen Förderraum (30) begrenzen und wobei der Rotor (18) den Förderraum in einen Niederdruckabschnitt und einen Hochdruckabschnitt unterteilt und zur Einstellung des Fördervolumens verlagerbar bezüglich des Förderraums (30) angeordnet ist, wozu der Rotor (18) oder der Stator (16) mit dem Gehäuse (14) einen Druckraum (38) veränderlicher Größe begrenzt. Erfindungsgemäß ist der Druckraum (38) fluidleitend mit dem Hochdruckabschnitt des Förderraums (30) verbunden oder verbindbar. Bei der erfindungsgemäßen Pumpe (12) ist folglich vorgesehen, den Druck des von der Pumpe (12) geförderten Fluids, der für eine Selbstregelung der Förderleistung genutzt wird, möglichst unmittelbar im Hochdruckabschnitt des Förderraums (30) abzugreifen. Dadurch kann eine Problematik vermieden werden, die sich aus einem Abgreifen des Drucks in einem erheblichen Abstand zu einem Auslass der Pumpe (12) ergeben kann.A pump (12) for conveying a fluid comprises a housing (14), a stator (16) and a rotor (18), wherein the stator (16) and the rotor (18) define a delivery space (30) and wherein the rotor (18) the delivery chamber is divided into a low pressure section and a high pressure section and arranged to adjust the delivery volume displaceable with respect to the delivery chamber (30), including the rotor (18) or the stator (16) with the housing (14) has a pressure chamber (38) limited to variable size. According to the invention, the pressure chamber (38) is fluid-conductively connected or connectable to the high-pressure section of the delivery chamber (30). In the case of the pump (12) according to the invention, it is therefore provided to tap off the pressure of the fluid delivered by the pump (12), which is used for a self-regulation of the delivery, as directly as possible in the high-pressure section of the delivery chamber (30). Thereby, a problem can be avoided, which can result from a tapping of the pressure at a considerable distance to an outlet of the pump (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Schmiermittelpumpe. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fluidsystem mit einer solchen Pumpe sowie eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Fluidsystem. The invention relates to a pump, in particular a lubricant pump. The invention further relates to a fluid system with such a pump and to an internal combustion engine having such a fluid system.

Für die Versorgung von Verbrennungsmotoren mit Schmiermittel werden zumeist Verdrängerpumpen eingesetzt. Derartige Schmiermittelpumpen werden in der Regel zudem in Abhängigkeit von der Drehzahl des mit Schmiermittel zu versorgenden Verbrennungsmotors angetrieben, üblicherweise direkt oder über ein mechanisches Getriebe von den Verbrennungsmotoren selbst. Die Förderdrehzahl einer solchen Schmiermittelpumpe steigt dementsprechend mit der Betriebsdrehzahl des dazugehörigen Verbrennungsmotors. Da eine Verdrängerpumpe grundsätzlich ein konstantes spezifisches Fördervolumen aufweist, d.h. unabhängig von der Förderdrehzahl pro Umdrehung im Wesentlichen die gleiche Schmiermittelmenge fördert, steigt deren Förderleistung proportional mit der Förderdrehzahl und somit mit der Betriebsdrehzahl des diese antreibenden Verbrennungsmotors an. Der Schmiermittelbedarf eines Verbrennungsmotors steigt jedoch nur bis zu einer gewissen Grenzbetriebsdrehzahl in etwa proportional zur Betriebsdrehzahl; oberhalb dieser Grenzbetriebsdrehzahl ist der Anstieg des Schmiermittelbedarfs dagegen deutlich geringer als der Anstieg der Betriebsdrehzahl. Demnach fördern solche Schmiermittelpumpen nach dem Überschreiten der Grenzbetriebsdrehzahl regelmäßig über Bedarf. Überschüssiges Schmiermittel kann dann über einen mittels eines Druckbegrenzungsventils gesteuerten Bypass wieder in die Ölwanne zurückbefördert werden, was jedoch mit einem unnötigen Energieverbrauch einhergeht. Um ein Fördern von Schmiermittel über Bedarf zu vermeiden wurden verstellbare Schmiermittelpumpen entwickelt, die weiterhin direkt oder indirekt von dem mit Schmiermittel zu versorgenden Verbrennungsmotor angetrieben werden, die aber eine zusätzliche Beeinflussung der Fördermenge (zusätzlich zu der von der Betriebsdrehzahl des Verbrennungsmotors abhängigen Förderdrehzahl) ermöglichen. For the supply of internal combustion engines with lubricant usually positive displacement pumps are used. Such lubricant pumps are usually also driven in response to the speed of the lubricant to be supplied with the engine, usually directly or via a mechanical transmission of the internal combustion engines themselves. The delivery speed of such a lubricant pump increases accordingly with the operating speed of the associated internal combustion engine. Since a positive displacement pump basically has a constant specific delivery volume, i. regardless of the delivery speed per revolution promotes substantially the same amount of lubricant, their capacity increases proportionally with the delivery speed and thus with the operating speed of the driving this internal combustion engine. However, the lubricant requirement of an internal combustion engine increases only up to a certain limit operating speed approximately proportional to the operating speed; By contrast, above this limit operating speed, the increase in the lubricant requirement is significantly lower than the increase in the operating speed. Accordingly, such lubricant pumps after exceeding the limit operating speed regularly promote demand. Excess lubricant can then be returned to the sump via a bypass controlled by a pressure relief valve, but with unnecessary energy consumption. In order to avoid a supply of lubricant on demand adjustable lubricant pumps have been developed, which are further driven directly or indirectly by the supplied with lubricant internal combustion engine, but allow additional influencing of the flow rate (in addition to depending on the operating speed of the engine delivery speed).

Eine verstellbare Schmiermittelpumpe in Form einer Flügelzellenpumpe beziehungsweise Drehschieberpumpe ist beispielsweise aus der DE 10 2005 034 712 A1 bekannt. Bei dieser ist in für Flügelzellenpumpen üblicher Weise ein mehrere Flügel aufweisender Rotor exzentrisch innerhalb eines Stators gelagert, wobei zwischen diesen ein sichelförmiger Förderraum ausgebildet ist, der mittels der Flügel des Rotors in mehrere Druckkammern unterteilt wird, wobei sich die Größen dieser Druckkammern innerhalb einer Umdrehung des Rotors zunächst vergrößern, wodurch ein Unterdruck erzeugt wird, der zu einem Ansaugen von Schmiermittel über einen entsprechend positionierten Pumpeneinlass führt, und anschließend wieder verkleinern, wodurch ein Überdruck erzeugt wird, der zu dem gewünschten Fördern des Schmiermittels zu der zu schmierenden Komponente führt. Der Stator selbst ist verlagerbar innerhalb eines Gehäuses der Pumpe gelagert, wodurch die Möglichkeit geschaffen wird, die Größe der Druckkammern zu verändern, wenn diese mit dem Pumpeneinlass und dem Pumpenauslass fluidleitend verbunden sind. Dadurch kann die Förderleistung der Schmiermittelpumpe beeinflusst werden. An adjustable lubricant pump in the form of a vane pump or rotary vane pump is for example from the DE 10 2005 034 712 A1 known. In this, in a conventional manner for vane pumps, a multi-wing rotor rotor mounted eccentrically within a stator, between which a sickle-shaped delivery chamber is formed, which is divided by the wings of the rotor into a plurality of pressure chambers, wherein the sizes of these pressure chambers within a revolution of Rotors initially increase, whereby a negative pressure is generated, which leads to a suction of lubricant through a correspondingly positioned pump inlet, and then reduce again, whereby an overpressure is generated, which leads to the desired delivery of the lubricant to the component to be lubricated. The stator itself is displaceably mounted within a housing of the pump, whereby the possibility is provided to change the size of the pressure chambers when they are fluidly connected to the pump inlet and the pump outlet. As a result, the delivery rate of the lubricant pump can be influenced.

Die Schmiermittelpumpe gemäß der DE 10 2005 034 712 A1 ist zum einen selbstregelnd ausgeführt, wozu der Druck des von dieser geförderten Schmiermittels genutzt wird, um die Position des verlagerbaren Stators einzustellen. Eine über dem Bedarf liegende Förderleistung der Schmiermittelpumpe führt demnach zu einem entsprechenden Anstieg des Drucks im Schmiermittel auf der Hochdruckseite der Schmiermittelpumpe, was sich in einer entsprechenden Verlagerung des Stators hin zu einer verringerten Förderleistung auswirkt. Bei der Schmiermittelpumpe gemäß der DE 10 2005 034 712 A1 ist die Selbstregelung der Förderleistung durch eine aktive Steuerung überlagerbar, indem ein aktiv ansteuerbarer Aktor vorgesehen ist, mittels dessen der Stator ebenfalls verlagerbar ist. The lubricant pump according to the DE 10 2005 034 712 A1 On the one hand, it is designed to be self-regulating, for which purpose the pressure of the lubricant conveyed by it is utilized in order to adjust the position of the displaceable stator. A lying above the demand delivery of the lubricant pump thus leads to a corresponding increase in the pressure in the lubricant on the high pressure side of the lubricant pump, resulting in a corresponding displacement of the stator towards a reduced flow rate. In the lubricant pump according to the DE 10 2005 034 712 A1 is the self-regulation of the flow rate by an active control superimposed by an actively controllable actuator is provided, by means of which the stator is also displaced.

Eine verstellbare Schmiermittelpumpe in Form einer Zahnradpumpe ist beispielsweise aus der DE 10 2007 033 146 B4 bekannt. Bei dieser ist einer der miteinander kämmenden zahnradförmigen Rotoren längsaxial verschiebbar gelagert, wodurch die Länge des Verzahnungseingriffs und damit die Größe des wirksamen Förderraums einstellbar ist. Auch bei dieser Schmiermittelpumpe ist zum einen eine Selbstregelung in Abhängigkeit von dem Druck des geförderten Schmiermittels vorgesehen, wobei diese Selbstregelung aktiv mittels eines ansteuerbaren Aktors überlagerbar ist. Die Schmiermittelpumpe gemäß der DE 10 2007 033 146 B4 dient der Förderung von Schmiermittel in einem Kreislauf, durch den Komponenten einer Brennkraftmaschine, die zum Antrieb eines Kraftfahrzeugs dient, mit dem Schmiermittel versorgt werden können. Dabei ist vorgesehen, den Druck des Schmiermittels, über den die Selbstregelung der Pumpe erfolgt, in der Brennkraftmaschine und konkret stromab einer Kühl- und Reinigungsvorrichtung für das Schmiermittel abzugreifen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die abgegriffene Teilmenge des Schmiermittels, die für die Selbstregelung einem entsprechenden Steuerungsventil zugeführt wird, ausreichend kühl und sauber ist, so dass eine Beeinträchtigung der Funktion des Steuerungsventils vermieden werden kann. An adjustable lubricant pump in the form of a gear pump is for example from the DE 10 2007 033 146 B4 known. In this one of the intermeshing gear-shaped rotors is mounted longitudinally displaceable axially, whereby the length of the toothing engagement and thus the size of the effective delivery chamber is adjustable. Also in this lubricant pump, on the one hand, a self-regulation in dependence on the pressure of the delivered lubricant is provided, said self-regulation is actively superimposed by means of a controllable actuator. The lubricant pump according to the DE 10 2007 033 146 B4 serves the promotion of lubricant in a circuit through which components of an internal combustion engine, which serves to drive a motor vehicle, can be supplied with the lubricant. It is provided that the pressure of the lubricant, via which the self-regulation of the pump takes place, in the internal combustion engine and specifically tap downstream of a cooling and cleaning device for the lubricant. This can ensure that the tapped subset of the lubricant, which is supplied to a corresponding control valve for self-regulation, is sufficiently cool and clean, so that an impairment of the function of the control valve can be avoided.

Bei einer solchen Integration einer Schmiermittelpumpe in den Schmiermittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine kann sich das Problem einstellen, dass die Selbstregelung der einstellbaren Schmiermittelpumpe anhand des abgegriffenen Drucks des Schmiermittels erst verzögert wirksam wird. Beispielsweise weist ein konventionelles Schmiermittel für eine Brennkraftmaschine bei niedrigen Umgebungstemperaturen eine hohe Viskosität auf. Dies kann dazu führen, dass eine Schmiermittelpumpe nach einem Kaltstart bei entsprechend niedrigen Umgebungstemperaturen kurzfristig oder unmittelbar mit einer hohen oder maximalen Förderleistung betrieben wird, weil der die Schmiermittelpumpe antreibenden Verbrennungsmotor bereits mit einer entsprechend hohen Betriebsdrehzahl betrieben wird und der so erzeugte, vergleichsweise hohe hydraulische Druck, der von der Schmiermittelpumpe erzeugt wird, auch infolge der hohen Viskosität des Schmiermittels noch nicht an dem Steuerungsventil angekommen ist, wodurch dementsprechend auch keine Verringerung der Förderleistung im Rahmen der Selbstregelung erfolgen kann. Dies kann zu unzulässig hohen mechanischen Belastungen der Schmiermittelpumpe sowie der in die unmittelbar an den Auslass der Schmiermittelpumpe anschließenden Abschnitte des Schmiermittelkreislaufs integrierten Komponenten führen. Auch erzeugt die Pumpe dann einen unnötigen hohen Antriebswiderstand für den diese antreibenden Verbrennungsmotor. In such an integration of a lubricant pump in the lubricant circuit for an internal combustion engine, the problem may arise that the self-regulation of the adjustable lubricant pump based on the tapped pressure of the lubricant is only delayed effect. For example, a conventional lubricant for an internal combustion engine has a high viscosity at low ambient temperatures. This can cause a lubricant pump is operated after a cold start at correspondingly low ambient temperatures short or immediate with a high or maximum capacity, because the lubricant pump driving internal combustion engine is already operated at a correspondingly high operating speed and the thus generated, relatively high hydraulic pressure , which is generated by the lubricant pump, not yet arrived at the control valve due to the high viscosity of the lubricant, which accordingly can not be done reducing the flow rate in the context of self-regulation. This can lead to unacceptably high mechanical loads on the lubricant pump as well as components integrated in the sections of the lubricant circuit immediately following the outlet of the lubricant pump. Also, the pump then generates an unnecessarily high driving resistance for this driving internal combustion engine.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich der angesprochenen Problematik verbessertes Fluidsystem, insbesondere Schmiermittelsystem einer Brennkraftmaschine, anzugeben. The invention was based on the object, with respect to the problem addressed improved fluid system, in particular lubricant system of an internal combustion engine, specify.

Diese Aufgabe wird mittels eines Fluidsystems gemäß dem Patentanspruch 4 gelöst. Eine Pumpe für ein solches Fluidsystem und eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Fluidsystem sind Gegenstände der Patentansprüche 1 und 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Pumpe, des erfindungsgemäßen Fluidsystems und der erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine sind Gegenstände der weiteren Patentansprüche und/oder ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Erfindung. This object is achieved by means of a fluid system according to claim 4. A pump for such a fluid system and an internal combustion engine with such a fluid system are subject matter of claims 1 and 9. Advantageous embodiments of the pump according to the invention, the fluid system according to the invention and the internal combustion engine according to the invention are objects of the further claims and / or emerge from the following description of the invention ,

Eine erfindungsgemäße Pumpe zur Förderung eines Fluids, die zumindest ein Gehäuse, einen Stator und einen Rotor umfasst, wobei der Stator und der Rotor einen Förderraum begrenzen, und wobei der Rotor den Förderraum in einen Niederdruckabschnitt und einen Hochdruckabschnitt unterteilt und zur Einstellung des Fördervolumens verlagerbar bezüglich des Förderraums angeordnet ist (d.h. durch eine Relativverlagerung von Stator und Rotor wird die Größe und/oder Form des Förderraums verändert), wozu der Rotor oder der Stator (direkt oder indirekt, d.h. unter Zwischenschaltung mindestens eines weiteren Elements) mit dem Gehäuse einen Druckraum veränderlicher Größe begrenzt, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum direkt oder indirekt (d.h. unter Zwischenschaltung eines eine Strömung des Fluids beeinflussenden Funktionselements) fluidleitend mit dem Hochdruckabschnitt des Förderraums verbunden oder verbindbar ist. Hierzu umfasst die Pumpe eine entsprechende Fluidverbindung, die vorzugsweise als Fluidkanal in das Gehäuse integriert ist oder als Fluidleitung mit dem Gehäuse verbunden ist. A pump according to the invention for conveying a fluid comprising at least a housing, a stator and a rotor, wherein the stator and the rotor define a delivery space, and wherein the rotor divides the delivery space into a low pressure section and a high pressure section and displaceable with respect to adjusting the delivery volume the delivery space is arranged (ie by a relative displacement of the stator and rotor, the size and / or shape of the delivery chamber is changed), for which the rotor or the stator (directly or indirectly, ie with the interposition of at least one further element) with the housing a pressure chamber variable Limited size, is characterized in that the pressure chamber is connected directly or indirectly (ie, with the interposition of a functional element influencing a flow of the fluid) fluid-conductively connected to the high pressure section of the pumping chamber or connectable. For this purpose, the pump comprises a corresponding fluid connection, which is preferably integrated as a fluid channel in the housing or is connected as a fluid line to the housing.

Bei der erfindungsgemäßen Pumpe ist folglich vorgesehen, den Druck des von der Pumpe geförderten Fluids, der für eine Selbstregelung der Förderleistung genutzt wird, möglichst unmittelbar im oder in der Nähe des Hochdruckabschnitts des Förderraums abzugreifen. Dadurch kann die beschriebene Problematik vermieden werden, die sich aus einem Abgreifen des Drucks in einem erheblichen Abstand zu einem Auslass der Pumpe ergeben kann, wobei insbesondere auch noch ein oder mehrere Funktionselemente, die einen erheblichen Strömungswiderstand für das Fluid darstellen, in die Fluidverbindung zwischen dem Auslass der Pumpe und der Stelle, an dem der Druck abgegriffen wird, integriert sein können, wodurch diese Problematik weiter verstärkt wird. In the pump according to the invention is therefore provided to tap the pressure of the pumped by the pump fluid, which is used for a self-regulation of the flow rate, as directly as possible in or near the high pressure section of the pumping chamber. Thereby, the described problem can be avoided, which can result from a tapping of the pressure at a considerable distance to an outlet of the pump, wherein in particular also one or more functional elements, which represent a significant flow resistance for the fluid, in the fluid connection between the Outlet of the pump and the point at which the pressure is tapped, can be integrated, whereby this problem is further intensified.

Ein erfindungsgemäßes Fluidsystem umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Pumpe und zumindest einen Fluidkreislauf, in dem ein Fluid mittels der Pumpe förderbar ist. A fluid system according to the invention comprises at least one pump according to the invention and at least one fluid circuit in which a fluid can be conveyed by means of the pump.

Eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine umfasst zumindest ein erfindungsgemäßes Fluidsystem und einen in den Fluidkreislauf des Fluidsystems integrierten Verbrennungsmotor. An internal combustion engine according to the invention comprises at least one fluid system according to the invention and an internal combustion engine integrated in the fluid circuit of the fluid system.

Bei dem Fluidsystem kann es sich insbesondere um ein Schmiermittelsystem handeln, so das für eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine vorzugsweise eine Fluidverbindung zwischen dem Niederdruckabschnitt des Förderraums der Pumpe und einem Schmiermittelreservoir vorgesehen sein kann. Alternativ kann es sich bei dem Fluidsystem um beispielsweise ein Kühlsystem der Brennkraftmaschine handeln, wobei das zu fördernde Fluid dann insbesondere eine Kühlflüssigkeit sein kann. The fluid system may in particular be a lubricant system, so that for an internal combustion engine according to the invention preferably a fluid connection between the low pressure section of the pump delivery chamber and a lubricant reservoir may be provided. Alternatively, the fluid system may be, for example, a cooling system of the internal combustion engine, wherein the fluid to be delivered may then in particular be a cooling fluid.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluidsystems kann vorgesehen sein, dass eine Steuerung und insbesondere Regelung der Förderleistung der Pumpe nicht nur über die erfindungsgemäß vorgesehene Fluidverbindung zwischen dem Hochdruckabschnitt des Förderraums und dem eine Leistungsregelung bewirkenden Druckraum der Pumpe erfolgt oder folgen kann, sondern zumindest auch und vorzugsweise primär mittels einer weiteren Steuerungs- oder Regelungseinrichtung. Hierzu kann in einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluidsystems ein Steuerventil vorgesehen sein, durch das der Druck des Fluids in einem Druckraum der Pumpe, den der Rotor oder der Stator (direkt oder indirekt) mit dem Gehäuse begrenzt und der eine veränderliche Größe aufweist, steuerbar ist. Bei diesem Druckraum kann es sich um denselben oder einen anderen Druckraum handeln als derjenige, der erfindungsgemäß als Teil der Pumpe fluidleitend mit dem Hochdruckabschnitt des Förderraums verbunden oder verbindbar ist. In a preferred embodiment of the fluid system according to the invention it can be provided that a control and in particular control of the delivery rate of the pump not only via the inventively provided fluid connection between the high pressure section of the pumping chamber and the power control effecting pressure chamber of the pump takes place or can follow, but at least also and preferably primary by means of a further control or regulating device. For this purpose, in a preferred embodiment of the fluid system according to the invention, a control valve can be provided, through which the pressure of the fluid in a pressure chamber of the pump, the rotor or the stator (directly or indirectly) limited to the housing and which has a variable size, is controllable , This pressure chamber can be the same or a different pressure chamber than the one which according to the invention is connected in a fluid-conducting manner to the high-pressure section of the pumping chamber as part of the pump or can be connected.

Vorzugsweise kann eine Selbstregelung der Förderleistung der Pumpe mittels des Steuerventils vorgesehen sein, wozu der Druck des Fluids in dem entsprechenden Druckraum mittels des Steuerventils in Abhängigkeit von dem Druck, den die Pumpe erzeugt, geregelt wird. Hierzu kann das Steuerventil einen in einem Ventilgehäuse verlagerbaren Ventilköper aufweisen, wobei der Ventilköper (direkt oder indirekt) mit dem Ventilgehäuse einen Steuerdruckraum veränderlicher Größe begrenzt, der direkt oder vorzugsweise indirekt (d.h. unter Zwischenschaltung eines eine Strömung des Fluids im relevanten Maße beeinflussenden Funktionselements) fluidleitend mit dem Hochdruckabschnitt des Förderraums der Pumpe verbunden ist. Bei einer konstruktiv einfachen und somit vorteilhaften Ausgestaltung eines solchen Steuerventils kann dann noch vorgesehen sein, dass der Ventilköper (direkt oder indirekt) derart an einem Federelement abgestützt ist, dass eine Vergrößerung des Steuerdruckraums zu einer zunehmenden Vorspannung des Federelements führt. Preferably, a self-regulation of the delivery rate of the pump may be provided by means of the control valve, for which purpose the pressure of the fluid in the corresponding pressure chamber is regulated by means of the control valve in dependence on the pressure which the pump generates. For this purpose, the control valve may have a valve body which can be displaced in a valve housing, the valve body defining (directly or indirectly) with the valve housing a control pressure chamber of variable size, which conducts fluid conductively directly or preferably indirectly (ie with the interposition of a functional element influencing a flow of the fluid to a relevant extent) is connected to the high pressure portion of the pump delivery chamber. In a structurally simple and thus advantageous embodiment of such a control valve can then be provided that the valve body (directly or indirectly) is supported on a spring element such that an increase of the control pressure chamber leads to an increasing bias of the spring element.

Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass eine Fluidverbindung, über die der entsprechende Druckraum, gesteuert mittels des Steuerventils, mit dem geförderten Fluid beaufschlagbar ist, stromab einer Fluidverbindung, über die der entsprechende Druckraum erfindungsgemäß mit dem Hochdruckabschnitt verbunden oder verbindbar ist, aus dem Fluidkreislauf abgeht. Weiterhin bevorzugt kann in einen Abschnitt des Fluidkreislaufs, der zwischen den Abgängen dieser beiden Fluidverbindungen angeordnet ist, zumindest eine die Strömung des Fluids oder das Fluid selbst beeinflussende Funktionskomponente, wie insbesondere eine Kühl- und/oder Reinigungsvorrichtung für das Fluid integriert sein. Durch eine Abzweigung eines Teilstroms des geförderten Fluids, mittels dessen eine Steuerung oder Regelung der Förderleistung der Pumpe unter Verwendung des Steuerventils erfolgen kann, stromab einer solchen Kühl- und/oder Reinigungsvorrichtung kann eine Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit des Steuerventils durch eine zu hohe Fluidtemperatur und/oder durch eine Verunreinigung des Fluids vermieden werden. Preferably, it may be provided that a fluid connection via which the corresponding pressure chamber, controlled by the control valve, can be acted upon by the delivered fluid, leaves the fluid circuit downstream of a fluid connection via which the corresponding pressure chamber is connected or connectable to the high-pressure section according to the invention. Furthermore, at least one functional component influencing the flow of the fluid or the fluid itself, such as in particular a cooling and / or cleaning device for the fluid, can be integrated into a section of the fluid circuit which is arranged between the outlets of these two fluid connections. By a branch of a partial flow of the pumped fluid, by means of which a control or regulation of the delivery rate of the pump can be done using the control valve, downstream of such a cooling and / or cleaning device may affect the functioning of the control valve by a high fluid temperature and / or be avoided by contamination of the fluid.

Bei einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine, die ein solches Fluidsystem aufweist, kann der Druck des Fluids, mit dem der Steuerdruckraum des Steuerventils beaufschlagt wird, insbesondere in einem Fluidkanal des Verbrennungsmotors abgegriffen werden, weil in einem Betrieb des Verbrennungsmotors primär die erforderliche Versorgung des Verbrennungsmotors mit dem Fluid für die Steuerung oder Regelung der Förderleistung der Pumpe herangezogen werden kann. In an internal combustion engine according to the invention, which has such a fluid system, the pressure of the fluid which is applied to the control pressure chamber of the control valve, in particular in a fluid passage of the internal combustion engine can be tapped, because in an operation of the internal combustion engine primarily the required supply of the internal combustion engine with the fluid can be used for the control or regulation of the flow rate of the pump.

Alternativ oder zusätzlich zu einer Selbstregelung der Förderleistung der Pumpe mittels des Steuerventils kann auch vorgesehen sein, das Steuerventil aktiv zu betätigen oder zu beeinflussen, wodurch insbesondere eine (noch) genauere Anpassung der Förderleistung an einen veränderlichen Bedarf des zu fördernden Fluids erfolgen kann. Hierzu kann in einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fluidsystems ein Aktor vorgesehen sein, durch den die Größe des Steuerdruckraums des Steuerventils veränderbar ist. Alternatively or in addition to a self-regulation of the delivery rate of the pump by means of the control valve can also be provided to actively actuate or influence the control valve, which in particular a (more) more accurate adjustment of the delivery to a variable demand of the fluid to be delivered can take place. For this purpose, in a preferred embodiment of the fluid system according to the invention, an actuator can be provided, by means of which the size of the control pressure chamber of the control valve can be changed.

Eine erfindungsgemäße Pumpe kann weiterhin bevorzugt ein Druckbegrenzungsventil umfassen, wobei ein Einlass des Druckbegrenzungsventils mit dem Hochdruckabschnitt des Förderraums vorzugsweise direkt fluidleitend verbunden ist. A pump according to the invention may furthermore preferably comprise a pressure-limiting valve, wherein an inlet of the pressure-limiting valve is preferably connected directly to the high-pressure section of the delivery chamber in a fluid-conducting manner.

Mittels eines solchen Druckbegrenzungsventils kann zum einen eine Begrenzung des Drucks auf der Hochdruckseite der Pumpe realisiert werden, wenn trotz der erfindungsgemäßen Regelung der Förderleistung in bestimmten Betriebszuständen der entsprechende Druck des Fluids einen vorgesehenen Grenzwert überschreitet. Hierzu kann dann vorgesehen sein, dass ein Auslass des Druckbegrenzungsventils mit dem Niederdruckabschnitt des Förderraums der Pumpe direkt oder indirekt fluidleitend verbunden ist. Vorzugsweise kann dabei eine Ableitung eines Teils des Fluids über das dann geöffnete Druckbegrenzungsventil in ein Fluidreservoir und insbesondere ein Schmiermittelreservoir, das mit dem Niederdruckabschnitt des Förderraums der Pumpe fluidleitend verbunden ist, vorgesehen sein. By means of such a pressure limiting valve, on the one hand, a limitation of the pressure on the high-pressure side of the pump can be realized if, despite the regulation according to the invention of the delivery rate, the corresponding pressure of the fluid exceeds a prescribed limit value in certain operating states. For this purpose, it can then be provided that an outlet of the pressure-limiting valve is connected directly or indirectly in a fluid-conducting manner to the low-pressure section of the delivery chamber of the pump. Preferably, a discharge of a portion of the fluid via the then opened pressure relief valve in a fluid reservoir and in particular a lubricant reservoir, which is fluidly connected to the low pressure section of the pumping chamber of the pump, may be provided.

Ein solches Druckbegrenzungsventil kann ergänzend oder alternativ auch dazu dienen, eine Steuerung oder Regelung der Förderleistung nur sekundär durch die erfindungsgemäße fluidleitende Verbindung eines/des Druckraums mit dem Hochdruckabschnitt des Förderraums erfolgen zu lassen, indem das Druckbegrenzungsventil beim Erreichen eines Grenzwerts für den Druck des Fluids im Hochdruckabschnitt (im relevanten Maße) öffnet und dadurch die fluidleitende Verbindung zu dem entsprechenden Druckraum freigibt, wodurch dann eine entsprechende Selbstregelung der Förderleistung realisiert werden kann. Hierzu kann demnach vorgesehen sein, dass der entsprechende Druckraum über das Druckbegrenzungsventil fluidleitend mit dem Hochdruckabschnitt des Förderraums verbindbar ist beziehungsweise verbunden ist (wenn das Druckbegrenzungsventil geöffnet ist). Eine solche Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Pumpe ist insbesondere dann sinnvoll, wenn diese in einem entsprechenden erfindungsgemäßen Fluidsystem primär durch ein Steuerventil hinsichtlich der spezifischen Förderleistung gesteuert oder geregelt werden soll. Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der entsprechende Druckraum ausschließlich, d.h. ohne Zwischenschaltung einer weiteren Funktionskomponente, über das Druckbegrenzungsventil mit dem Hochdruckabschnitt des Förderraums verbindbar beziehungsweise verbunden ist. Such a pressure limiting valve can additionally or alternatively also serve to allow a control or regulation of the delivery rate to be carried out only secondarily through the fluid-conducting connection of the pressure chamber with the high-pressure section of the delivery chamber by the pressure limiting valve reaching a limit value for the pressure of the fluid in the High pressure section (to the relevant extent) opens and thereby releases the fluid-conducting connection to the corresponding pressure chamber, whereby then a corresponding self-regulation of the flow rate can be realized. For this purpose, it can therefore be provided that the corresponding pressure chamber via the Pressure limiting valve fluidly connected to the high-pressure portion of the pumping chamber is connected or is connected (when the pressure relief valve is open). Such an embodiment of a pump according to the invention is particularly useful if it is to be controlled or regulated in a corresponding fluid system according to the invention primarily by a control valve with regard to the specific delivery rate. Particularly preferably, it can be provided that the corresponding pressure chamber can be connected or connected exclusively to the high-pressure section of the delivery chamber via the pressure-limiting valve, ie, without the interposition of a further functional component.

Zur Ausbildung einer erfindungsgemäßen Pumpe, die in konstruktiv einfacher und damit vorteilhafter Weise eine Steuerung oder Regelung der spezifischen Förderleistung in Abhängigkeit von einem Druck des Fluids, das in dem Druckraum vorliegt, ermöglicht, kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass der Rotor oder der Stator derart an einem Federelement abgestützt ist, dass eine Vergrößerung des Druckraums zu einer zunehmenden Vorspannung des Federelements führt. Der Druck des Fluids in dem Druckraum arbeitet somit gegen ein Federelement, so dass durch eine relative Erhöhung des Drucks eine Verlagerung des Rotors oder des Stators bezüglich des Förderraums in Richtung einer Vergrößerung oder Verkleinerung der Förderleistung realisiert werden kann, während eine relative Verringerung des Drucks infolge der dann temporär überwiegenden Rückstellkraft des Federelements zu einer solchen Verlagerung des Rotors oder Stators führt, durch die die Förderleistung entsprechend anders verändert wird. To form a pump according to the invention, which in a structurally simple and thus advantageous manner a control or regulation of the specific delivery rate in response to a pressure of the fluid present in the pressure chamber allows, may preferably be provided that the rotor or the stator so on a spring element is supported, that an increase of the pressure chamber leads to an increasing bias of the spring element. The pressure of the fluid in the pressure space thus operates against a spring element, so that by a relative increase in the pressure, a displacement of the rotor or the stator with respect to the pumping chamber in the direction of increasing or decreasing the capacity can be realized, while a relative reduction of the pressure due then temporarily predominantly restoring force of the spring element leads to such a displacement of the rotor or stator, by which the delivery rate is changed accordingly differently.

Eine erfindungsgemäße Pumpe kann insbesondere in Form einer Flügelzellenpumpe, wie sie grundsätzlich in der DE 10 2005 034 712 A1 offenbart ist, oder in Form einer Zahnradpumpe, wie sie grundsätzlich in der DE 10 2007 033 146 B4 offenbart ist, ausgebildet sein. A pump according to the invention can in particular in the form of a vane pump, as basically in the DE 10 2005 034 712 A1 disclosed, or in the form of a gear pump, as basically in the DE 10 2007 033 146 B4 disclosed, be formed.

Die unbestimmten Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und in der die Patentansprüche allgemein erläuternden Beschreibung, sind als solche und nicht als Zahlwörter zu verstehen. Entsprechend damit konkretisierte Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und mehrfach vorhanden sein können. The indefinite articles ("a", "an", "an" and "an"), in particular in the patent claims and in the description generally describing the claims, are to be understood as such and not as numerical words. Corresponding to this concretized components are thus to be understood that they are present at least once and may be present more than once.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt: The present invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawings. In the drawings shows:

1: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennkraftmaschine und 1 : a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention and

2: eine Detailansicht einer erfindungsgemäßen Pumpe. 2 : a detailed view of a pump according to the invention.

Die 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Brennkraftmaschine. Diese umfasst einen Verbrennungsmotor 10 sowie ein erfindungsgemäßes Fluidsystem mit einem Fluidkreislauf. Bei dem Fluidkreislauf handelt es sich um einen Schmiermittelkreislauf, der unter anderem der Versorgung des Verbrennungsmotors 10 mit Schmiermittel dient. The 1 shows a schematic representation of an internal combustion engine according to the invention. This includes an internal combustion engine 10 and a fluid system according to the invention with a fluid circuit. The fluid circuit is a lubricant circuit which, among other things, supplies the internal combustion engine 10 with lubricant.

In den Fluidkreislauf (beziehungsweise Schmiermittelkreislauf) des Fluidsystems (beziehungsweise Schmiermittelsystems) ist weiterhin eine erfindungsgemäße (Schmiermittel-)Pumpe 12 integriert, durch die das Schmiermittel in dem Fluidkreislauf gefördert wird. Dazu saugt die Pumpe 12 Schmiermittel aus einem Schmiermittelreservoir 58 an und drückt dieses unter erhöhtem hydraulischem Druck in den stromab der Pumpe 12 angeordneten Abschnitt des Fluidkreislaufs. In the fluid circuit (or lubricant circuit) of the fluid system (or lubricant system) is also an inventive (lubricant) pump 12 integrated, by which the lubricant is conveyed in the fluid circuit. For this sucks the pump 12 Lubricant from a lubricant reservoir 58 and pushes this under increased hydraulic pressure in the downstream of the pump 12 arranged portion of the fluid circuit.

Die Pumpe 12 kann gemäß der 2 als hinsichtlich der spezifischen Förderleistung veränderbare Flügelzellenpumpe ausgebildet sein. Dazu umfasst diese ein Gehäuse 14, innerhalb dessen ein in einem Abschnitt ringförmig ausgebildeter Stator 16 schwenkbar gelagert ist, wobei der Stator 16 ein zylindrisches Innenvolumen begrenzt, innerhalb dessen ein Rotor 18 angeordnet ist. The pump 12 can according to the 2 be designed as variable with respect to the specific capacity variable vane pump. This includes a housing 14 , within which a stator formed annularly in a section 16 is pivotally mounted, wherein the stator 16 a cylindrical inner volume limited within which a rotor 18 is arranged.

Bei der Brennkraftmaschine gemäß der 1 wird der Rotor 18 der Pumpe 12 direkt oder unter Zwischenschaltung eines Getriebes von dem Verbrennungsmotor 10 selbst angetrieben. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit eines andersartigen Antriebs des Rotors 18, beispielsweise mittels eines separaten Antriebsmotors, der insbesondere elektrisch ausgebildet sein kann. In the internal combustion engine according to the 1 becomes the rotor 18 the pump 12 directly or with the interposition of a transmission of the internal combustion engine 10 self-propelled. However, there is also the possibility of a different drive of the rotor 18 , For example, by means of a separate drive motor, which may be formed in particular electrically.

Der Rotor 18 umfasst neben einer Antriebswelle 20 einen im Wesentlichen zylindrischen Grundkörper 22, der drehfest mit der Antriebswelle 20 verbunden ist. In definierter Teilung über dem Umfang des Grundkörpers 22 verteilt sind eine Mehrzahl (hier beispielsweise sieben) von sich radial und parallel zur Rotationsachse 26 des Rotors 18 erstreckenden, schlitzförmigen Aufnahmeöffnungen angeordnet, in denen jeweils ein Flügel 24 des Rotors 18 in radialer Richtung bezüglich der Rotationsachse 26 verschiebbar angeordnet sind. Ein innerhalb des Grundkörpers 22 angeordnetes, ringförmiges Federelement 28, bestehend aus einem relativ hochelastischen Werkstoff, beaufschlagt die Flügel 24 des Rotors 18 in radialer Richtung nach außen, wodurch diese mit ihren bezüglich des Federelements 28 distalen Stirnseiten gegen die das zylindrische Innenvolumen begrenzende Innenwandung des Stators 16 beaufschlagt sind. The rotor 18 includes in addition to a drive shaft 20 a substantially cylindrical body 22 , which rotates with the drive shaft 20 connected is. In a defined division over the circumference of the body 22 a plurality (here seven, for example) are distributed radially and parallel to the axis of rotation 26 of the rotor 18 extending, slot-shaped receiving openings arranged in each of which a wing 24 of the rotor 18 in the radial direction with respect to the axis of rotation 26 are arranged displaceably. One within the main body 22 arranged, annular spring element 28 , consisting of a relatively highly elastic material, acts on the wings 24 of the rotor 18 in the radial outward direction, whereby these with their respect to the spring element 28 distal End faces against the cylindrical inner volume limiting inner wall of the stator 16 are charged.

In allen möglichen (Schwenk-)Stellungen des Stators 16 innerhalb des Gehäuses 14 (gegebenenfalls mit Ausnahme einer Nullstellung, in der die Förderleistung der Pumpe trotz rotierenden Antriebs des Rotors 16 Null beträgt) ist die Rotationsachse 26 des Rotors 18 dezentral bezüglich der Längsachse des zylindrischen Innenvolumens angeordnet. Dadurch ist zwischen der das zylindrische Innenvolumen begrenzenden Innenwandung des Stators 16 und der Mantelfläche des Grundkörpers 22 des Rotors 18 ein in Querschnitt sichelförmiger Förderraum 30 begrenzt, der mittels der Flügel 24 des Rotors 18 in Druckkammern mit zyklisch veränderlicher Größe unterteilt wird. In all possible (swivel) positions of the stator 16 inside the case 14 (except with the exception of a zero position in which the capacity of the pump despite rotating drive of the rotor 16 Zero) is the axis of rotation 26 of the rotor 18 arranged decentrally with respect to the longitudinal axis of the cylindrical inner volume. As a result, between the cylindrical inner volume limiting inner wall of the stator 16 and the lateral surface of the body 22 of the rotor 18 a cross-section sickle-shaped delivery chamber 30 limited, by means of the wings 24 of the rotor 18 is divided into pressure chambers of cyclic variable size.

In der 2 ist eine Betriebsstellung der Pumpe 12 dargestellt, in der die Exzentrizität des Rotors 18 bezüglich des zylindrischen Innenvolumens des Stators 16 maximal ist, so dass die Mantelfläche des Grundkörpers 22 des Rotors 18 an einem Umfangsabschnitt die Innenwandung des Stators 16 nahezu kontaktiert. In der 2 ist dies ungefähr in demjenigen Umfangsabschnitt der Fall, in dem der unterste Flügel 24 des Rotors 18 positioniert ist. Dieser Umfangsabschnitt sowie der zu diesem Umfangsabschnitt um 180 Grad versetzt angeordnete Umfangsabschnitt stellen diejenigen Bereiche dar, in denen der Förderraum 30 grundsätzlich mittels der Flügel 24 des Rotors 18 in einen Unterdruckabschnitt und einen Überdruckabschnitt unterteilt ist. In the 2 is an operating position of the pump 12 shown in the eccentricity of the rotor 18 with respect to the cylindrical internal volume of the stator 16 is maximum, so that the lateral surface of the main body 22 of the rotor 18 at a peripheral portion of the inner wall of the stator 16 almost contacted. In the 2 this is the case approximately in that peripheral portion in which the lowermost wing 24 of the rotor 18 is positioned. This peripheral portion and the peripheral portion offset by 180 degrees to this peripheral portion represent those areas in which the delivery chamber 30 basically by means of the wings 24 of the rotor 18 is divided into a negative pressure section and an overpressure section.

Bei einem Rotationsantrieb des Rotors 18 im Uhrzeigersinn gemäß der 2 stellt der bezüglich dieser Umfangsabschnitte links dargestellte Abschnitt des Förderraums 30 den Niederdruckabschnitt dar, in dem sich die radiale Breite des Förderraums 30 in Drehrichtung des Rotors 18 kontinuierlich vergrößert, wodurch in den Druckkammern, die durch die sich in dem Unterdruckabschnitt befindlichen Flügel 24 begrenzt sind, ein Unterdruck erzeugt wird, der zu einem Ansaugen von Schmiermittel über einen nicht sichtbaren Fluideinlass, der in dem Unterdruckabschnitt des Förderraums 30 angeordnet ist, erfolgt. Dagegen verkleinert sich die radiale Breite des in der 2 rechts dargestellten Überdruckabschnitts, wodurch der hydraulische Druck des Schmiermittels, das in den dortigen Druckkammern vorhanden ist, erhöht wird. Dies führt zu einem Verdrängen dieses Schmiermittels über einen in der 2 nicht sichtbaren Fluidauslass, der in dem Überdruckabschnitt des Förderraums 30 angeordnet ist. In a rotary drive of the rotor 18 in a clockwise direction according to the 2 represents the section of the delivery chamber shown on the left with respect to these peripheral sections 30 the low pressure section, in which the radial width of the delivery chamber 30 in the direction of rotation of the rotor 18 continuously increased, whereby in the pressure chambers, by the located in the vacuum section wings 24 are limited, a negative pressure is generated, which leads to a suction of lubricant via a non-visible fluid inlet, which in the negative pressure portion of the delivery chamber 30 is arranged takes place. In contrast, the radial width of the reduced in the 2 right above pressure section, whereby the hydraulic pressure of the lubricant, which is present in the local pressure chambers, is increased. This leads to a displacement of this lubricant over one in the 2 non-visible fluid outlet in the overpressure section of the delivery chamber 30 is arranged.

Infolge der maximal möglichen Exzentrizität des Rotors 18 bezüglich des Stators 16 gemäß der 2 ist in dem entsprechenden Betriebszustand der Pumpe 12 auch die jeweilige Größenänderung in dem Unterdruckabschnitt und dem Überdruckabschnitt des Förderraums 30 größtmöglich, was in entsprechender Weise zu einer maximalen spezifischen Förderleistung der Pumpe 12 führt. In diese Stellung wird der Stator 16, der mittels eines Schwenkgelenks 32 in dem Gehäuse 14 gelagert ist, mittels eines vorgespannten Federelements 34 beaufschlagt. Due to the maximum possible eccentricity of the rotor 18 with respect to the stator 16 according to the 2 is in the appropriate operating state of the pump 12 also the respective size change in the negative pressure section and the overpressure section of the delivery chamber 30 as far as possible, which corresponds to a maximum specific delivery rate of the pump 12 leads. In this position, the stator 16 that by means of a swivel joint 32 in the case 14 is stored, by means of a prestressed spring element 34 applied.

Für eine Veränderung beziehungsweise Verkleinerung der spezifischen Förderleistung muss der Stator 16 unter zunehmender Vorspannung des Federelements 34 aus der in der 2 dargestellten Stellung verschwenkt werden. Dies erfolgt hydraulisch, indem zumindest einem von zwei Druckräumen 36, 38 Schmiermittel mit einem hydraulischen Druck zugeführt wird, der unter Berücksichtigung der Fläche, über der der hydraulische Druck wirksam ist, zu einer der Rückstellkraft des Federelements 34 entgegenwirkenden Kraft führt, die temporär größer als diese Rückstellkraft ist. Ein Verschwenken des Stators 16 erfolgt dann so weit, bis wieder ein Kräftegleichgewicht zwischen der hydraulisch erzeugten Kraft und der mit zunehmender Vorspannung des Federelements 34 ansteigenden Rückstellkraft erreicht ist. For a change or reduction of the specific delivery capacity of the stator 16 under increasing bias of the spring element 34 from the in the 2 pivoted position shown. This is done hydraulically, by at least one of two pressure chambers 36 . 38 Lubricant is supplied with a hydraulic pressure, taking into account the area over which the hydraulic pressure is effective, to one of the restoring force of the spring element 34 counteracting force that is temporarily greater than this restoring force. A pivoting of the stator 16 takes place so far, until again a balance of power between the hydraulically generated force and with increasing bias of the spring element 34 rising restoring force is reached.

Eine Steuerung oder Regelung der spezifischen Förderleistung der Pumpe 12 soll primär mittels eines veränderlichen hydraulischen Drucks in einem ersten Druckraum 36 erfolgen. Dieser hydraulische Druck wird hierzu mittels einer entsprechenden Fluidverbindung in einem Abschnitt des Fluidkreislaufs abgegriffen, der stromauf oder innerhalb des Verbrennungsmotors 10, beispielsweise in einem Fluidkanal, der in einen Zylinderkopf oder ein Zylindergehäuse des Verbrennungsmotors 10 integriert ist, und stromab eines Schmiermittelfilters 40 angeordnet ist. Dabei wird eine Zufuhr von Schmiermittel in den ersten Druckraum 36 mittels eines Steuerventils 42 gesteuert, das in die entsprechende Fluidverbindung integriert ist. Das Steuerventil 42 weist einen in einem Ventilgehäuse 44 verschiebbaren Ventilköper auf, der mit dem Ventilgehäuse 44 einen Steuerdruckraum 46 veränderlicher Größe begrenzt, wobei dieser Steuerdruckraum 46 über einen entsprechenden Abschnitt der Fluidverbindung mit dem entsprechenden Abschnitt des Fluidkreislaufs und damit indirekt mit dem Hochdruckabschnitt der Pumpe 12 verbunden ist. Der hydraulische Druck des Schmiermittels in dem Steuerdruckraum 46 des Steuerventils 42 erzeugt eine Kraft auf den Ventilkörper, die einer Rückstellkraft eines vorgespannten Federelements 48 des Steuerventils 42 entgegenwirkt. Übersteigt diese hydraulisch erzeugte Kraft infolge einer Förderung von Schmiermittel durch die Pumpe 12 über dem Bedarf des Verbrennungsmotors 10 die Rückstellkraft des Federelements 48 so weit, dass das Steuerventil 42 umgeschaltet wird, wird der erste Druckraum 36 mit dem entsprechenden Abschnitt des Fluidkreislaufs verbunden. Der so erzeugte relativ hohe hydraulische Druck in dem ersten Druckraum 36 führt dann zu einem Verschwenken des Stators 16 innerhalb des Gehäuses 14 der Pumpe 12 und folglich zu einer Verringerung der spezifischen Förderleistung der Pumpe 12 in Abhängigkeit von dem konkreten hydraulischen Druck in dem entsprechenden Abschnitt des Fluidkreislaufs. Mittels des Steuerventils 42 wird A control or regulation of the specific delivery rate of the pump 12 should primarily by means of a variable hydraulic pressure in a first pressure chamber 36 respectively. For this purpose, this hydraulic pressure is tapped by means of a corresponding fluid connection in a section of the fluid circuit which is upstream or inside the internal combustion engine 10 , For example, in a fluid passage in a cylinder head or a cylinder housing of the internal combustion engine 10 integrated, and downstream of a lubricant filter 40 is arranged. In this case, a supply of lubricant in the first pressure chamber 36 by means of a control valve 42 controlled, which is integrated in the corresponding fluid connection. The control valve 42 has one in a valve housing 44 slidable valve body on the valve housing 44 a control pressure chamber 46 limited by variable size, this control pressure chamber 46 via a corresponding portion of the fluid connection with the corresponding portion of the fluid circuit and thus indirectly with the high pressure portion of the pump 12 connected is. The hydraulic pressure of the lubricant in the control pressure chamber 46 of the control valve 42 generates a force on the valve body, the restoring force of a prestressed spring element 48 of the control valve 42 counteracts. Exceeds this hydraulically generated force due to the pumping of lubricant 12 above the needs of the internal combustion engine 10 the restoring force of the spring element 48 so far that the control valve 42 is switched, the first pressure chamber 36 connected to the corresponding section of the fluid circuit. The thus generated relatively high hydraulic pressure in the first pressure chamber 36 then leads to a pivoting of the stator 16 inside the case 14 the pump 12 and consequently to a reduction of the specific delivery rate of the pump 12 depending on the actual hydraulic pressure in the corresponding section of the fluid circuit. By means of the control valve 42 becomes

folglich eine Selbstregelung der spezifischen Förderleistung der Pumpe 12 in Abhängigkeit von dem hydraulischen Druck des von der Pumpe 12 geförderten Schmiermittels realisiert. Consequently, a self-regulation of the specific capacity of the pump 12 depending on the hydraulic pressure of the pump 12 promoted lubricant implemented.

Um eine möglichst exakte Anpassung der absoluten Förderleistung der Pumpe 12 an den Schmiermittelbedarf des Verbrennungsmotors 10 (und gegebenenfalls anderer zu schmierender Komponenten, die in den Fluidkreislauf integriert sind) zu erreichen, kann das Steuerventil 42 ergänzend auch mittels eines aktiv ansteuerbaren Aktors 50 umgeschaltet werden. Dabei kann ein Ansteuern des Aktors 50 insbesondere in Abhängigkeit von verschiedenen (gemessenen oder auf andere Weise ermittelten) Betriebsparametern der Brennkraftmaschine mittels einer nicht dargestellten Steuervorrichtung (insbesondere einer Motorsteuerung der Brennkraftmaschine) erfolgen. In order to adapt the absolute delivery rate of the pump as exactly as possible 12 to the lubricant requirement of the internal combustion engine 10 (And possibly other components to be lubricated, which are integrated into the fluid circuit) to reach, the control valve 42 additionally also by means of an actively controllable actuator 50 be switched. In this case, a driving of the actuator 50 in particular as a function of different (measured or determined in another way) operating parameters of the internal combustion engine by means of a control device, not shown, (in particular a motor control of the internal combustion engine) take place.

Insbesondere nach einem Kaltstart der Brennkraftmaschine bei relativ niedrigen Umgebungstemperaturen und folglich bei einer relativ hohen Viskosität des Schmiermittels kann es dazu kommen, dass die Pumpe 12 infolge eines kurzfristig oder unmittelbar nach dem Kaltstart vorliegenden Antriebs des Verbrennungsmotors 10 mit relativ hohen Betriebsdrehzahlen und in Kombination mit der durch das Federelement 34 eingestellten Stellung des Stators 16, die zu einer maximalen spezifischen Förderleistung führt, eine relativ hohe absolute Förderleistung aufweist, die infolge der relativ schlechten Fließfähigkeit des Schmiermittels zu einem hohen hydraulischen Druck in dem Hochdruckabschnitt der Pumpe 12 und in dem sich direkt daran anschließenden Abschnitt des Fluidkreislaufs (insbesondere in dem sich bis zu dem Schmiermittelfilter 40 erstreckenden Abschnitt) einstellt, während der hydraulische Druck in demjenigen Abschnitt des Fluidkreislaufs, in dem die das Steuerventil 42 integrierende Fluidverbindung abgeht, deutlich darunter liegt. Dies führt zu einer vergleichsweise hohen mechanischen Belastung der Pumpe 12 und der Fluidleitungen in dem sich an die Pumpe 12 unmittelbar anschließenden Abschnitt des Fluidkreislaufs sowie zu einem unnötig hohen Antriebswiderstand für den Verbrennungsmotor 10, der durch die Pumpe 12 erzeugt wird. Da der hydraulische Druck in dem Abschnitt des Fluidkreislaufs, in dem die das Steuerventil 42 integrierende Fluidleitung abgeht, dann deutlich niedriger als in dem Hochdruckabschnitt der Pumpe 12 ist, kann über den hydraulischen Druck in dem ersten Druckraum 36 keine geeignete Regelung der spezifischen Förderleistung der Pumpe 12 erreicht werden. In particular, after a cold start of the internal combustion engine at relatively low ambient temperatures and consequently at a relatively high viscosity of the lubricant, it may happen that the pump 12 as a result of a short-term or immediately after the cold start present drive the internal combustion engine 10 with relatively high operating speeds and in combination with the by the spring element 34 adjusted position of the stator 16 , which leads to a maximum specific delivery, has a relatively high absolute delivery rate, due to the relatively poor flowability of the lubricant to a high hydraulic pressure in the high pressure section of the pump 12 and in the directly adjoining section of the fluid circuit (in particular in which up to the lubricant filter 40 extending portion), while the hydraulic pressure in that portion of the fluid circuit in which the control valve 42 integrating fluid connection goes off, well below. This leads to a comparatively high mechanical load of the pump 12 and the fluid lines in which are attached to the pump 12 immediately adjacent section of the fluid circuit and to an unnecessarily high drive resistance for the internal combustion engine 10 that by the pump 12 is produced. Since the hydraulic pressure in the portion of the fluid circuit in which the the control valve 42 integrating fluid line, then significantly lower than in the high pressure section of the pump 12 is, can about the hydraulic pressure in the first pressure chamber 36 no suitable regulation of the specific delivery rate of the pump 12 be achieved.

Um diesen Nachteil zu vermeiden ist ein Druckbegrenzungsventil 52 in direkter und möglichst kurzer Verbindung mit dem Hochdruckabschnitt des Förderraums 30 vorgesehen. Bei der Pumpe 12 gemäß der 2 ist das Druckbegrenzungsventil 52 in das Gehäuse 14 der Pumpe 12 selbst integriert. Das Druckbegrenzungsventil 52, das vorzugsweise in Form eines einfachen Rückschlagventils ausgebildet ist, öffnet beim Überschreiten eines Grenzwerts des hydraulischen Drucks im Hochdruckabschnitt des Förderraums 30 und leitet dadurch einen Teil des von der Pumpe 12 geförderten Schmiermittels in den zweiten Druckraum 38, den der Stator 16 gemeinsam mit dem Gehäuse 14 begrenzt. Dies führt zu einem Verschwenken des Stators 16 unter zunehmender Vorspannung des Federelements 34 der Pumpe 12 hin zu einer geringeren spezifischen Förderleistung. Da der zweite Druckraum 38 mit Schmiermittel, dessen hydraulischer Druck im Wesentlichen dem hydraulischen Druck des in dem Hochdruckabschnitt des Förderraums 30 vorhandenen Schmiermittels entspricht, beaufschlagt wird, wird die nach einem Kaltstart erst verzögert einsetzende Wirkung der Regelung der spezifischen Förderleistung der Pumpe 32 mittels des hydraulischen Drucks in dem ersten Druckraum 36 kompensiert und folglich eine mechanische Überlastung der Pumpe 12 und der sich unmittelbar an den Hochdruckabschnitt des Förderraums 30 anschließenden Komponenten des Fluidkreislaufs sowie ein unnötig hoher Antriebswiderstand, den die Pumpe 12 in Rückwirkung auf den Verbrennungsmotor 10 auswirkt, vermieden. To avoid this disadvantage is a pressure relief valve 52 in direct and as short as possible a connection with the high-pressure section of the delivery chamber 30 intended. At the pump 12 according to the 2 is the pressure relief valve 52 in the case 14 the pump 12 self-integrated. The pressure relief valve 52 , which is preferably designed in the form of a simple check valve, opens when exceeding a limit value of the hydraulic pressure in the high pressure section of the pumping chamber 30 and thereby directs a portion of the pump 12 conveyed lubricant in the second pressure chamber 38 The stator 16 together with the housing 14 limited. This leads to a pivoting of the stator 16 under increasing bias of the spring element 34 the pump 12 towards a lower specific delivery rate. Because the second pressure chamber 38 with lubricant, the hydraulic pressure of which substantially corresponds to the hydraulic pressure in the high-pressure section of the delivery chamber 30 corresponds to existing lubricant, the delayed after a cold start effect of regulating the specific capacity of the pump 32 by means of the hydraulic pressure in the first pressure chamber 36 compensates and consequently a mechanical overload of the pump 12 and the directly to the high pressure section of the delivery chamber 30 subsequent components of the fluid circuit and an unnecessarily high drive resistance, the pump 12 in retroaction to the internal combustion engine 10 affects, avoided.

Der Schmiermittelfilter 40 der Brennkraftmaschine gemäß der 2 ist mittels eines über ein Rückschlagventil 54 gesteuerten Bypasses 56 umgehbar ausgeführt, um insbesondere bei einer Verstopfung des Schmiermittelfilters 40 eine ununterbrochene und ausreichende Versorgung des Verbrennungsmotors 10 mit dem Schmiermittel zu gewährleisten. The lubricant filter 40 the internal combustion engine according to the 2 is by means of a check valve 54 controlled by-pass 56 designed to bypass, in particular at a clogging of the lubricant filter 40 an uninterrupted and sufficient supply of the internal combustion engine 10 to ensure with the lubricant.

Weiterhin ist in der 2 gezeigt, dass auch die Möglichkeit besteht, sowohl das Steuerventil 42 als auch das Druckbegrenzungsventil 52 mit demselben Druckraum 36, 38 der Pumpe 12 zu verbinden. Furthermore, in the 2 shown that there is also the possibility of both the control valve 42 as well as the pressure relief valve 52 with the same pressure chamber 36 . 38 the pump 12 connect to.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Verbrennungsmotor internal combustion engine
12 12: (Schmiermittel-)Pumpe (Lubricant) Pump
14 14: Gehäuse casing
16 16: Stator stator
18 18: Rotor rotor
20 20: Antriebswelle drive shaft
22 22: Grundkörper body
24 24: Flügel wing
26 26: Rotationsachse axis of rotation
28 28: Federelement des Rotors Spring element of the rotor
30 30: Förderraum delivery chamber
32 32: Schwenkgelenk pivot
34 34: Federelements der Pumpe Spring element of the pump
36 36: erster Druckraum first pressure chamber
38 38: zweiter Druckraum second pressure chamber
40 40: Schmiermittelfilter lubricant filter
42 42: Steuerventil control valve
44 44: Ventilgehäuse valve housing
46 46: Steuerdruckraum Control pressure chamber
48 48: Federelements des Steuerventils Spring element of the control valve
50 50: Aktor actuator
52 52: Druckbegrenzungsventil Pressure relief valve
54 54: Rückschlagventil check valve
56 56: Bypass bypass
58 58: Schmiermittelreservoir lubricant reservoir

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102005034712 A1 [0003, 0004, 0004, 0023]
DE 102007033146 B4 [0005, 0005, 0023]

Claims

Pump ( 12 ) for conveying a fluid with a housing ( 14 ), a stator ( 16 ) and a rotor ( 18 ), wherein the stator ( 16 ) and the rotor ( 18 ) a delivery room ( 30 ) and where the rotor ( 18 ) subdivides the delivery chamber into a low-pressure section and a high-pressure section and displaceable with respect to the delivery chamber (FIG. 30 ), to which the rotor ( 18 ) or the stator ( 16 ) with the housing ( 14 ) a pressure chamber ( 38 ) of variable size, characterized in that the pressure space ( 38 ) fluid-conducting with the high-pressure section of the delivery chamber ( 30 ) is connected or connectable.

Pump ( 12 ) according to claim 1, characterized by a pressure relief valve ( 52 ), wherein an inlet of the pressure relief valve ( 52 ) with the high-pressure section of the delivery chamber ( 30 ) is fluid-conductively connected.

Pump ( 12 ) according to claim 2, characterized in that the pressure space ( 38 ) via the pressure relief valve ( 52 ) fluid-conducting with the high-pressure section of the delivery chamber ( 30 ) is connectable.

Fluid system with a pump ( 12 ) according to one of the preceding claims and with a fluid circuit in which a fluid is pumped by means of the pump ( 12 ) is eligible.

Fluid system according to claim 4, characterized by a control valve ( 42 ), by which the pressure in a pressure chamber ( 36 ) of the pump ( 12 ), the rotor ( 18 ) or the stator ( 16 ) with the housing ( 14 ) and which has a variable size, is controllable.

Fluid system according to claim 5, characterized in that the control valve ( 42 ) one in a valve housing ( 44 ) has displaceable valve body, wherein the valve body with the valve housing ( 44 ) a control pressure space ( 46 ) of variable size, the fluid-conducting with the high-pressure section of the delivery chamber ( 30 ) is connected or connectable.

Fluid system according to claim 6, characterized in that the valve body on such a spring element ( 48 ) is supported, that an increase of the control pressure space ( 46 ) to an increasing bias of the spring element ( 48 ) leads.

Fluid system according to one of Claims 4 to 7, characterized by an actuator ( 50 ), by which the size of the control pressure space ( 46 ) is changeable.

Internal combustion engine with a fluid system according to one of Claims 4 to 8 and with an internal combustion engine integrated into the fluid circuit ( 10 ).

Internal combustion engine according to claim 9, characterized by a fluid connection between the low pressure section of the delivery chamber ( 30 ) and a lubricant reservoir ( 58 ).