DE102011018394A1

DE102011018394A1 - Displacement pump e.g. oil pump, for supplying oil to lubricate internal combustion engine of motor car, has rotor comprising recess inserted into chamber wall and retaining part of operating medium in chamber in standstill state of pump

Info

Publication number: DE102011018394A1
Application number: DE201110018394
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Uwe (FH) Bindel; Dipl.-Ing. Hoffmann Frank
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-04-21
Filing date: 2011-04-21
Publication date: 2012-10-25

Abstract

The pump has a cylindrical rotor (11) arranged within a pump housing (10). The rotor comprises a chamber wall (13) turned toward the pump housing for radial limitation of a chamber (12) to retain an operating medium. The rotor comprises a radial outwardly aligned recess (14) i.e. groove, inserted into the chamber wall. The recess retains a part of the operating medium in the chamber in a standstill state of the pump. Diameter of the recess is smaller than 12 mm, and depth of the recess is larger than 2 mm. The pump housing has an inner wall (15) turned toward the chamber wall. The pump housing is formed as a hollow cylinder.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verdrängerpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a positive displacement pump according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 10 2008 036 273 A1 ist bereits eine Verdrängerpumpe für ein Betriebsmittelsystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Pumpgehäuse und einem Rotor, der innerhalb des Pumpgehäuses angeordnet ist und der zur radialen Begrenzung wenigstens einer, zur Aufnahme eines Betriebsmittels vorgesehenen Kammer eine dem Pumpgehäuse zugewandte Kammerwandung aufweist, bekannt.From the DE 10 2008 036 273 A1 is already a positive displacement pump for an operating system of a motor vehicle, with a pump housing and a rotor which is disposed within the pump housing and for radial limitation of at least one, provided for receiving a resource chamber having a pump housing facing chamber wall known.

Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, ein Ansaugverhalten der Verdrängerpumpe, insbesondere bei einem Motorstartvorgang, zu verbessern. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The invention is in particular the object of improving a suction behavior of the positive displacement pump, in particular during an engine starting process. This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.

Die Erfindung geht aus von einer Verdrängerpumpe für ein Betriebsmittelsystem eines Kraftfahrzeugs, mit einem Pumpgehäuse und einem Rotor, der innerhalb des Pumpgehäuses angeordnet ist und der zur radialen Begrenzung wenigstens einer, zur Aufnahme eines Betriebsmittels vorgesehenen Kammer eine dem Pumpgehäuse zugewandte Kammerwandung aufweist.The invention relates to a positive displacement pump for an operating system of a motor vehicle, having a pump housing and a rotor, which is arranged within the pump housing and for radial limitation of at least one, provided for receiving a resource chamber has a pump housing facing chamber wall.

Es wird vorgeschlagen, dass der Rotor zumindest eine in die Kammerwandung eingebrachte Tasche aufweist, die dazu vorgesehen ist, bei einem Stillstand einen Teil des Betriebsmittels in der Kammer zurückzuhalten. Dadurch kann nach dem Betrieb und somit beim Abstellen eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit einer Position des Kraftfahrzeugs, insbesondere in Abhängigkeit einer Schräglage des Kraftfahrzeugs, ein Teil des Betriebsmittels in der Kammer gehalten und somit ein Abfließen in eine Betriebsmittelwanne verhindert werden, wodurch der durch die Taschen zurückgehaltene Teil des Betriebsmittels beim Betrieb sofort in der Kammer zur Verfügung steht. Der zurückgehaltene Teil des Betriebsmittels kann zur inneren Abdichtung genutzt werden, wodurch eine innere Leckage der Verdrängerpumpe reduziert werden kann. Dadurch kann ein sicheres Ansaugen des Betriebsmittels realisiert werden, wodurch ein Ansaugvorgang der Verdrängerpumpe, insbesondere bei dem Motorstartvorgang, d. h. bei einer Wiederaufnahme des Betriebs verbessert werden. Unter einem „Motorstartvorgang” soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, in dem der Verbrennungsmotor, ausgehend von einem Motorstillstand, zum Laufen gebracht wird und/oder bei dem ausgehend von einem Stillstand des Rotors der Rotor zum Laufen, d. h. zum Rotieren gebracht wird und/oder bei dem ein Betrieb der Verdrängerpumpe wieder aufgenommen wird. Unter einer „radialen Begrenzung” soll insbesondere eine Begrenzung verstanden werden, die in radialer Richtung wirkt, d. h. in eine Richtung, die senkrecht zu einer Rotationsachse des Rotors orientiert ist. Unter einer „dem Pumpgehäuse zugewandten Kammerwandung” soll insbesondere eine Kammerwandung verstanden werden, die zumindest eine Flächennormale aufweist, die senkrecht zu der Rotationsachse orientiert ist und/oder die Richtung Pumpgehäuse zeigt. Unter einer „Tasche” soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, in dem Stillstand des Rotors mit dem Betriebsmittel befällt zu werden und/oder während dem Stillstand mit dem Betriebsmittel befüllt zu bleiben. Unter einer „in die Kammerwandung eingebrachten Tasche” soll insbesondere eine Tasche verstanden werden, die einstückig mit der Kammerwandung ausgebildet ist. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell ausgelegt, ausgestattet und/oder angeordnet verstanden werden.It is proposed that the rotor has at least one pocket introduced into the chamber wall, which is intended to retain a part of the operating medium in the chamber at a standstill. As a result, after operation and thus when switching off an internal combustion engine of the motor vehicle depending on a position of the motor vehicle, in particular as a function of an inclined position of the motor vehicle, held a part of the operating means in the chamber and thus a flow into a working trough be prevented, whereby the by the Pocket retained part of the equipment during operation is immediately available in the chamber. The retained part of the equipment can be used for internal sealing, whereby internal leakage of the positive displacement pump can be reduced. As a result, a safe suction of the operating means can be realized, whereby a suction process of the positive displacement pump, in particular during the engine starting process, d. H. be improved on a resumption of operation. An "engine starting process" is to be understood as meaning, in particular, a process in which the internal combustion engine, starting from a motor standstill, is made to start running and / or when the rotor starts to run, ie when the rotor is at a standstill. H. is rotated and / or in which an operation of the positive displacement pump is resumed. By a "radial boundary" is meant in particular a limitation that acts in the radial direction, d. H. in a direction oriented perpendicular to a rotational axis of the rotor. A "chamber wall facing the pump housing" is to be understood in particular as meaning a chamber wall which has at least one surface normal which is oriented perpendicular to the axis of rotation and / or which points the pump housing direction. A "pocket" is to be understood in particular as meaning a component which is intended to be filled with the operating means when the rotor is at a standstill and / or to remain filled with the operating equipment during standstill. A "pocket introduced into the chamber wall" should in particular be understood to mean a pocket which is formed integrally with the chamber wall. By "provided" is to be understood in particular specially designed, equipped and / or arranged.

Weiter wird vorgeschlagen, dass die Tasche als eine radial nach außen gerichtete Ausnehmung in der Kammerwandung ausgebildet ist. Dadurch kann die Tasche besonders einfach und vorteilhaft hergestellt werden. Unter einer „Ausnehmung” soll insbesondere eine Materialfehlstelle verstanden werden, die in einem Querschnitt, insbesondere senkrecht zu einer Einbringrichtung vollständig von einem Material des Rotors umgeben ist. Unter einer „radial nach außen gerichteten Ausnehmung” soll insbesondere eine Ausnehmung verstanden werden, die eine radial verlaufende Tiefe aufweist und/oder die einen sich radial in den Rotor erstreckenden Ausnehmungsverlauf aufweist. Unter „radial” soll insbesondere in Bezug zu der Rotationsachse des Rotors verstanden werden.It is further proposed that the pocket is formed as a radially outwardly directed recess in the chamber wall. This allows the bag to be made particularly simple and advantageous. A "recess" is to be understood in particular as a material fault, which is completely surrounded by a material of the rotor in a cross section, in particular perpendicular to an insertion direction. A "radially outwardly directed recess" should in particular be understood to mean a recess which has a radially extending depth and / or which has a recess profile extending radially into the rotor. By "radial" should be understood in particular with respect to the axis of rotation of the rotor.

Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Tasche einen Durchmesser kleiner als 12 mm und/oder eine Tiefe größer als 2 mm aufweist. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Menge an Betriebsmittel zurückgehalten werden. Vorzugsweise weist die Tasche einen Durchmesser auf, der zwischen 2 und 12 mm, besonders vorteilhaft zwischen 4 und 10 mm und ganz besonders vorteilhaft zwischen 5 und 9 mm liegt. Vorteilhafterweise weist die Tasche eine Tiefe auf, die zwischen 2 und 8 mm, besonders vorteilhaft zwischen 3 und 6 mm und ganz besonders vorteilhaft zwischen 4 und 5 mm liegt.It is also proposed that the pocket have a diameter smaller than 12 mm and / or a depth greater than 2 mm. As a result, a particularly advantageous amount of resources can be retained. Preferably, the pocket has a diameter which is between 2 and 12 mm, more preferably between 4 and 10 mm and most preferably between 5 and 9 mm. Advantageously, the pocket has a depth which is between 2 and 8 mm, more advantageously between 3 and 6 mm and most preferably between 4 and 5 mm.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.Further advantages emerge from the following description of the drawing. In the drawings, an embodiment of the invention is shown. The drawings, the description and the claims contain numerous features in combination. The person skilled in the art will expediently also consider the features individually and combine them into meaningful further combinations.

Dabei zeigen:Showing:

1 einen Querschnitt einer Verdrängerpumpe und 1 a cross section of a positive displacement pump and

2 einen Rotor der Verdrängerpumpe. 2 a rotor of the positive displacement pump.

Die 1 bis 2 zeigen eine Verdrängerpumpe für ein Betriebsmittelsystem eines Kraftfahrzeugs. Die Verdrängerpumpe ist dazu vorgesehen, das Betriebsmittelsystem mit einem als Öl ausgebildeten Betriebsmittel zu versorgen. Sie versorgt das Betriebsmittelsystem mit dem Betriebsmittel zur Schmierung eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs. Die Verdrängerpumpe ist für den Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeugs vorgesehen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Verdrängerpumpe als eine Drehschieberpumpe oder eine Flügelzellenpumpe ausgebildet. Sie ist als eine Ölpumpe ausgebildet.The 1 to 2 show a positive displacement pump for a resource system of a motor vehicle. The positive displacement pump is intended to supply the operating fluid system with a designed as oil resources. It supplies the operating system with the equipment for lubricating an internal combustion engine of the motor vehicle. The positive displacement pump is provided for the internal combustion engine of the motor vehicle. In this embodiment, the positive displacement pump is designed as a rotary vane pump or a vane pump. It is designed as an oil pump.

Die Verdrängerpumpe umfasst ein zylindrisches Pumpgehäuse 10 und einen zylindrischen Rotor 11, der innerhalb des Pumpgehäuses 10 exzentrisch angeordnet ist und der zur radialen Begrenzung wenigstens einer, zur Aufnahme eines Betriebsmittels vorgesehenen Kammer 12 der Verdrängerpumpe eine dem Pumpgehäuse 10 zugewandte Kammerwandung 13 aufweist. Das Pumpgehäuse 10 ist als ein Hohlzylinder ausgebildet und bildet einen Stator der Verdrängerpumpe. Das Pumpgehäuse 10 weist eine Innenwandung 15 auf, die der Kammerwandung 13 zugewandt ist und die Kammer 12 radial begrenzt. Die Kammerwandung 13 und die Innenwandung 15 sind einander zugewandt. Sie tretten in einem Betrieb der Verdrängerpumpe mit dem Betriebsmittel in Kontakt.The positive displacement pump comprises a cylindrical pump housing 10 and a cylindrical rotor 11 inside the pump housing 10 is arranged eccentrically and for the radial limitation of at least one, provided for receiving a resource chamber 12 the positive displacement pump a the pump housing 10 facing chamber wall 13 having. The pump housing 10 is designed as a hollow cylinder and forms a stator of the positive displacement pump. The pump housing 10 has an inner wall 15 on, the chamber wall 13 is facing and the chamber 12 radially limited. The chamber wall 13 and the inner wall 15 are facing each other. They come into contact with the equipment in an operation of the positive displacement pump.

Zum Antrieb des Rotors 11 weist die Verdrängerpumpe eine Antriebswelle 16 auf, die in dem Betrieb um eine Rotationsachse 17 rotiert. Der Rotor 11 ist fest auf der Antriebswelle 16 angeordnet und rotiert ebenfalls um die Rotationsachse 17. Die Antriebswelle 16 ist beispielsweise mit einer Nockenwelle des Verbrennungsmotors gekoppelt. Die Verdrängerpumpe wird somit durch den Verbrennungsmotor angetrieben.To drive the rotor 11 the positive displacement pump has a drive shaft 16 on in the operation around a rotation axis 17 rotates. The rotor 11 is firmly on the drive shaft 16 arranged and also rotates about the axis of rotation 17 , The drive shaft 16 For example, it is coupled to a camshaft of the internal combustion engine. The positive displacement pump is thus driven by the internal combustion engine.

Die Verdrängerpumpe umfasst weiter zwei nicht näher dargestellte axiale Abdeckungen, die zur axialen Begrenzung der Kammer 12 jeweils an einer Stirnwandung 18, 19 des Rotors 11 dichtend anliegen. Die Stirnwandungen 18, 19 des Rotors 11 sind jeweils einer axialen Abdeckung zugewandt. Sie weisen Flächennormalen auf, die axial und damit parallel zu der Rotationsachse 17 des Rotors 11 orientiert sind. Das Pumpgehäuse 10 und der Rotor 11 definieren die Kammer 12 radial, d. h. in eine Richtung 20, die senkrecht zu der Rotationsachse 17 orientiert ist. Die axialen Abdeckungen definieren die Kammer 12 axial, d. h. in eine Richtung 21, die parallel zu der Rotationsachse 17 orientiert ist.The positive displacement pump further comprises two axial covers, not shown in detail, for the axial limitation of the chamber 12 each on an end wall 18 . 19 of the rotor 11 lie sealingly. The end walls 18 . 19 of the rotor 11 are each facing an axial cover. They have surface normals that are axial and thus parallel to the axis of rotation 17 of the rotor 11 are oriented. The pump housing 10 and the rotor 11 define the chamber 12 radially, ie in one direction 20 perpendicular to the axis of rotation 17 is oriented. The axial covers define the chamber 12 axially, ie in one direction 21 parallel to the axis of rotation 17 is oriented.

Zur Unterteilung der Kammer 12 in Kammerzellen weist der Rotor 11 fünf, entlang einem Umfang 22 des Rotors 11 gleichmäßig verteilte Schlitze 23 und fünf, jeweils in einem Schlitz 23 radial beweglich angeordnete Flügel 24 auf. Die Schlitze 23 verlaufen axial gänzlich durch den Rotor 11. Die in den Schlitzen 23 radial beweglich gelagerten Flügel 24 liegen dichtend an der Innenwandung 15 des Pumpgehäuses 10 an. Jeweils zwei benachbarte Flügel 24 unterteilen die Kammer 12 in eine Kammerzelle. Die Verdrängerpumpe ist mehrflügelig ausgebildet.To subdivide the chamber 12 in chamber cells, the rotor has 11 five, along a perimeter 22 of the rotor 11 evenly distributed slots 23 and five, each in a slot 23 radially movable arranged wings 24 on. The slots 23 axially pass completely through the rotor 11 , The one in the slots 23 radially movably mounted wings 24 lie sealing against the inner wall 15 of the pump housing 10 at. Two adjacent wings 24 divide the chamber 12 in a chamber cell. The displacement pump is designed mehrflügelig.

Um bei einem Stillstand des Rotors 11 einen Teil des Betriebsmittels in der Kammer 12 zurückzuhalten, weist der Rotor 11 fünf in der Kammerwandung 13 eingebrachte Taschen 14 auf. Die Taschen 14 stellen ein internes Betriebsmittelrückhaltevolumen bereit. Bei dem Stillstand des Rotors 11 ist jeweils eine der Taschen 14 dazu vorgesehen, in jeweils einer Kammerzelle der Kammer 12 einen Teil des Betriebsmittels zurückzuhalten. Die Taschen 14 sind gleichmäßig um den Umfang 22 verteilt in der Kammerwandung des Rotor 11 angeordnet. Sie sind jeweils einer Kammerzelle zugeordnet. Bezüglich dem Umfang 22 ist jeweils eine Tasche 14 zwischen zwei Schlitzen 23 und damit zwischen zwei Flügeln 24 angeordnet. Die Taschen 14 sind jeweils mittig zwischen zwei Schlitzen 23 und damit zwischen zwei Flügeln 24 angeordnet. Grundsätzlich kann der Rotor 11 auch mehr als eine Tasche 14 zwischen zwei Schlitzen 23 aufweisen.At a standstill of the rotor 11 a part of the equipment in the chamber 12 restrain, the rotor points 11 five in the chamber wall 13 inserted pockets 14 on. The bags 14 provide an internal resource retention volume. At the standstill of the rotor 11 is one of the pockets 14 provided in each case in a chamber cell of the chamber 12 to retain part of the equipment. The bags 14 are even around the circumference 22 distributed in the chamber wall of the rotor 11 arranged. They are each assigned to a chamber cell. Regarding the scope 22 is each a bag 14 between two slots 23 and between two wings 24 arranged. The bags 14 are each in the middle between two slots 23 and between two wings 24 arranged. Basically, the rotor 11 also more than a bag 14 between two slots 23 exhibit.

Die Taschen 14 sind analog ausgebildet, weswegen lediglich die Tasche 14 näher beschrieben wird. Die Tasche 14 ist als eine radial nach außen gerichtete Ausnehmung in der Kammerwandung 13 ausgebildet. Die Tasche 14 weist eine Einbringrichtung auf, die parallel zu der radialen Richtung 20 und senkrecht zu der axialen Richtung 21 orientiert ist. Die Tasche 14 ist strömungstechnisch mit der Kammer 12 und damit mit der ihr zugeordneten Kammerzelle verbunden. Sie weist eine Öffnung auf, durch die das Betriebsmittel in die radiale Richtung 20 hinein und heraus strömt. Dabei strömt das Betriebsmittel in eine Richtung hinein, die zur Rotationsachse 17 zeigt und in eine Richtung heraus, die weg von der Rotationsachse 17 zeigt. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Tasche 14 einen Durchmesser von 8 mm und eine Tiefe von 4,5 mm auf. Die Tasche 14 ist als eine Bohrung ausgebildet. Sie ist als eine radial in den Rotor 11 eingebrachte Bohrung ausgebildet. Grundsätzlich kann die Tasche 14 auch als eine Nut oder Ähnliches ausgebildet sein.The bags 14 are analogous, so only the bag 14 will be described in more detail. The pocket 14 is as a radially outwardly directed recess in the chamber wall 13 educated. The pocket 14 has an insertion direction parallel to the radial direction 20 and perpendicular to the axial direction 21 is oriented. The pocket 14 is fluidic with the chamber 12 and thus connected to its associated chamber cell. It has an opening through which the operating medium in the radial direction 20 in and out flows. In this case, the operating medium flows in a direction which, to the axis of rotation 17 pointing and pointing in a direction away from the axis of rotation 17 shows. In this embodiment, the bag 14 a diameter of 8 mm and a depth of 4.5 mm. The pocket 14 is formed as a bore. It is considered a radial in the rotor 11 introduced bore formed. Basically, the bag 14 also be designed as a groove or the like.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008036273 A1 [0002]

Claims

Positive displacement pump for an operating system of a motor vehicle, with a pump housing ( 10 ) and a rotor ( 11 ) inside the pump housing ( 10 ) is arranged and for the radial limitation of at least one, provided for receiving a resource chamber ( 12 ) a the pump housing ( 10 ) facing chamber wall ( 13 ), characterized in that the rotor ( 11 ) at least one into the chamber wall ( 13 ) pocket ( 14 ), which is intended, at a standstill, a portion of the equipment in the chamber ( 12 ) withhold.

Positive displacement pump according to claim 1, characterized in that the bag ( 14 ) as a radially outwardly directed recess in the chamber wall ( 13 ) is trained.

Positive displacement pump according to claim 1 or 2, characterized in that the bag ( 14 ) has a diameter smaller than 12 mm and / or a depth greater than 2 mm.