WO2007093581A1 - Ölpumpen- und vakuumpumpenmodul - Google Patents

Ölpumpen- und vakuumpumpenmodul Download PDF

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Robert Klaar
Paulo Cerveira
Ralph JÖRGENS
Michael Rombach
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    • F01M2001/0207—Pressure lubrication using lubricating pumps characterised by the type of pump
    • F01M2001/0238—Rotary pumps

Definitions

  • the invention relates to an oil pump and vacuum pump module for internal combustion engines
  • Internal combustion engines such as gasoline and diesel engines, have an oil pump for scrap conveying.
  • the oil pump is driven by an output shaft of the internal combustion engine, which is usually connected to the crankshaft.
  • the oil pump is arranged within the crankshaft housing or flanged to this.
  • Vacuum pumps are provided for operating vacuum units.
  • the drive of the vacuum pump also takes place via an output shaft of the internal combustion engine, which is usually connected to the camshaft.
  • Vacuum pumps are usually arranged in the region of the cylinder head and flanged to the engine housing in this area.
  • the first ⁇ lpurnpe has a mounting flange for connection to a second oil pump.
  • Another mounting flange must be provided on the Kurbeiwellengephaseuse for mounting the first oil pump. Mounting flanges are machined surfaces, thereby increasing manufacturing costs.
  • the invention has for its object to simplify the use of oil pumps and vacuum pumps in internal combustion engines and in particular to reduce their assembly costs and manufacturing and assembly costs.
  • a module which comprises both the oil pump and the vacuum pump.
  • the module comprises a first and a second pump housing or two housing halves.
  • the oil pump is arranged in each case one pump housing and the vacuum pump in the other.
  • a first pump housing which is preferably the ⁇ ipumpengeophuse, has two opposing openings. From these openings protrudes the drive shaft, wherein one of the drive shafts with a drive element, such as a gear, and the other end is connected to a conveying element, in particular the air conveying element of the vacuum pump.
  • the drive shaft is preferably formed integrally.
  • one of the two pump housings in particular the first pump housing, has a mounting surface.
  • This preferably extends radially to the axis of the drive shaft.
  • the second pump housing which is in particular the vacuum pump housing, can be mounted on this mounting surface.
  • the mounting surface is not used for mounting the second pump housing, but also for mounting the entire module, for example on the Kurbeiweltengeophuse. This has the advantage that a single Montagefiumblee is used for two Mondays. As a result, the manufacturing cost can be reduced because only one mounting surface must be edited.
  • the module can be arranged on the motor housing. It is particularly preferable to arrange the entire module within the motor housing, in particular within the crankshaft housing. For this purpose, in the crankshaft housing a particular cylindrically shaped recess may be provided into which the second pump housing is inserted. In the plane of the opening or recess or recess a corresponding Montagefikiee is provided, against which the mounting surface of the module according to the invention.
  • the module according to the invention can thus be extremely space-saving, in particular within the crankshaft housing, are arranged.
  • the second pump housing is preferably open only in the direction of the mounting surface.
  • the corresponding connections for the pump arranged in the second pump housing, in particular the vacuum pump are therefore formed by the first pump housing. This has the advantage that the second pump housing can be made extremely simple. It is particularly preferred to provide a pot-shaped housing, which is produced in particular from a sheet metal, as the second pump housing.
  • the oil pump and the vacuum pump are combined to form a module, it is possible in a simple manner to supply the vacuum pump with lubricant.
  • the two pumps are connected to each other in a preferred embodiment via a lubricant channel. This is promoted by the oil pump lubricant to the vacuum pump. In particular, due to the small distance between the two pumps lubrication of the vacuum pump is ensured in a simple manner.
  • Fig. 2 is a schematic side view of the module
  • Fig. 3 is a schematic longitudinal section of that shown in Fig. 2
  • the oil pump and vacuum pump module has a first housing 10, which is the oil pump housing in the illustrated embodiment.
  • a second cup-shaped housing 12 is formed as a vacuum pump housing.
  • a common drive shaft 14 is rotatably connected to an oil delivery element 16 and an air conveyor element 18.
  • the oil delivery element 16 cooperates with a second delivery element 20 of the oil pump, wherein the oil pump in the exemplary embodiment illustrated is a gerotor pump which conveys oil from an oil inlet 22 in the direction of an oil outlet 24.
  • the oil pump housing 10 has two openings 26, 27 from which protrude the two ends of the drive shaft.
  • the opening 26 is closed by a housing cover 28, wherein the drive shaft 14 is slidably mounted in a bearing 30 of the lid 38 and projects through the housing cover 28 therethrough.
  • a drive element 34 is arranged in the form of a sprocket and rotatably connected to the drive shaft 14.
  • the drive element 34 is connected to an engine output shaft, for example via another gear or a chain.
  • the oil pump 11 is thus arranged completely within the housing 10 closed by the housing cover 28.
  • the vacuum pump 13 which is in particular a rotary vane pump, is arranged substantially inside the cup-shaped housing 12, which is preferably a housing made of sheet metal.
  • the vacuum pump housing 2 has no connections of the vacuum pump.
  • the port 36 (FIG. 1) for the vacuum pump is disposed in the first housing 10, ie, in the oil pump housing.
  • a delivery chamber 38 arranged in the vacuum pump housing 12 is connected to the outlet 36 via a channel 40.
  • the first housing 10 has a Montagefikiee 42, which may be stepped if necessary.
  • the second housing 12 is secured by screws 44.
  • the entire module can be mounted on the remaining mounting surface on or in a crankcase.
  • the assembly in a crankshaft housing wherein the second pump housing 12 is inserted into a recess provided in the crankshaft housing recess, so that the remaining mounting surface 42 abuts a corresponding provided within the Kurbelweliengephaseuses mounting surface.
  • the module may then be mounted, for example, by means of screws inserted through apertures 46 ( Figure 1) by threading the threaded screws located on the mounting surface provided in the crankcase housing,
  • Another essential aspect of the invention is that in the mounting surface 42, the terminals 24 and 36 are provided for the oil pump 11 and the vacuum pump 13. This has the advantage that at the same time the connections are fluidly connected when mounting the module.
  • the mounting surface 42 is preferably aligned radially to the axis 48 of the drive shaft 14.
  • the mounting surface 42 furthermore represents the parting plane between the two housing halves 10, 12 or the first housing 10 and the second housing 12.

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Abstract

Ein Ölpumpen- und Vakuumpumpenmodul für Brennkraftmaschinen weist eine Ölpumpe (11) und eine Vakuumpumpe (13) auf. Ein Ölfördermittel (16) der Ölpumpe ( 11) sowie ein Luftfördermittel (18) der Vakuumpumpe ( 13) sind auf einer gemeinsamen Antriebswelle (14) angeordnet und werden somit gemeinsam über eine einzige Welle angetrieben. Vorzugsweise weist das erfindungsgemäße Pumpenmodu! eine gemeinsame Montagefläche auf, so dass über eine Montagefläche beide Pumpen montiert werden können.

Description

Ölpumpen- und Vakuumpurnpenmodtii
Die Erfindung betrifft ein Ölpumpen- und Vakuumpumpenmodul für Brennkraftmaschinen,
Brennkraftmaschinen, wie Otto- und Dieselmotoren, weisen eine Ölpumpe zur Scbrniermir.tefförderung auf. Die Ölpumpe wird von einer Abtriebswelie der Brennkraftmaschine, die üblicherweise mit der Kurbelwelle verbunden ist, angetrieben. Die Öipumpe ist innerhalb des Kurbelwellengehäuses angeordnet oder an dieses angeflanscht.
Zum Betreiben von Vakuumaggregaten sind Vakuumpumpen vorgesehen. Der Antrieb der Vakuumpumpe erfolgt ebenfalls über eine Abtriebswelle der Brennkraftmaschine, die üblicherweise mit der Nockenwelle verbunden ist. Vakuumpumpen sind üblicherweise im Bereich des Zylinderkopfs angeordnet und in diesem Bereich an das Motorgehäuse angeflanscht.
Aus DE 101 49 388 ist es bekannt, zwei Fluidpumpen, d.h. zwei Ölpumpen, miteinander zu koppeln. Hierbei ist eine erste Ölpumpe an das Kurbelwellengehäuse angeflanscht. Die Antriebswelle der Ölpumpe ist einerseits mit der Abtriebswelle der Brennkraftmaschine verbunden und weist andererseits eine Verbindungsmöglichkeit auf. Diese Verbindungs- oder Kopplungsmöglichkeit der Antriebswelle ist an dem dem Kurbelweliengehäuse _ ? —
abgewandten Ende der Antriebswelle vorgesehen. Über diese Kupplung kann eine weitere Ölpurnpe mit der ersten Ölpumpe verbunden werden. Hierdurch soll ein moduiarer Aufbau von Ölpumpen erzielt werden, so dass, je nach Anwendungsgebiet, die gewünschte Förderleistung durch Kombination zweier Standard-Ölpumpen erzielt werden kann. Hierbei ist es erforderlich, dass die erste Ölpurnpe einen Montageflansch zur Verbindung mit einer zweiten Ölpumpe aufweist. Ein weiterer Montageflansch muss an dem Kurbeiwellengehäuse zur Montage der ersten Ölpumpe vorgesehen sein. Bei Montageflanschen handelt es sich um bearbeitete Oberflächen, so dass hierdurch die Fertigungskosten erhöht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Einsatz von Ölpumpen sowie von Vakuumpumpen bei Brennkraftmaschinen zu vereinfachen und insbesondere deren Montageaufwand und Herstellungs- sowie Montagekosten zu verringern.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1,
Erfindungsgemäß ist ein Modul geschaffen, das sowohl die Ölpumpe als auch die Vakuumpumpe umfasst. Durch die Zusammenfassung der Ölpumpe und der Vakuumpumpe zu einem gemeinsamen ggf. vormontierbaren Modul ist der Montageaufwand erheblich verringert. Auch ist es hierdurch möglich, die Gehäuseteiie, insbesondere die Gehäusehälften derart zu gestalten, dass sich diese ergänzen. Dies hat den Vorteil, dass keine zwei gesonderten Gehäuse hergestellt werden müssen. Besonders bevorzugt Ist es hierbei, dass ein rotierendes Ölfördereiement der Ölpumpe und ein rotierendes Luftförderelement der Vakuumpumpe auf einer gemeinsamen Antriebswelle, insbesondere drehfest, angeordnet sind. Beide Pumpen werden somit über eine gemeinsame Welle angetrieben. Dies hat den Vorteil, dass eine Antriebsweile entfällt und insbesondere nur die gemeinsame Antriebswelle gelagert werden muss. Vorzugsweise umfasst das Modul ein erstes und ein zweites Pumpengehäuse bzw. zwei Gehäusehälften. Hierbei ist es bevorzugt, dass in jeweils einem Pumpengehäuse die Ölpumpe und in dem anderen die Vakuumpumpe angeordnet ist. Ein erstes Pumpengehäuse, bei dem es sich vorzugsweise um das Öipumpengehäuse handelt, weist zwei einander gegenüberliegende Öffnungen auf. Aus diesen Öffnungen ragt die Antriebswelle, wobei eine der Antriebswellen mit einem AntriebseJement, wie einem Zahnrad, und das andere Ende mit einem Förderelement, insbesondere dem Luftförderelement der Vakuumpumpe verbunden ist. Hierbei ist die Antriebswelle vorzugsweise einstückig ausgebildet.
In besonders bevorzugter Ausfύhrungsform weist eines der beiden Pumpengehäuse, insbesondere das erste Pumpengehäuse, eine Montagefläche auf. Diese verläuft vorzugsweise radial zur Achse der Antriebswelle. Auf diese Montagefläche ist vorzugsweise das zweite Pumpengehäuse, bei dem es sich insbesondere um das Vakuumpumpengehäuse handelt, montierbar. Besonders bevorzugt ist es, dass die Montagefläche nicht zur Montage des zweiten Pumpengehäuses, sondern auch zur Montage des gesamten Moduls, beispielsweise an dem Kurbeiweltengehäuse, dient. Dies hat den Vorteil, dass eine einzige Montagefiäche für zwei Montagen genutzt wird. Hierdurch können die Herstellungskosten verringert werden, da nur eine Montagefläche bearbeitet werden muss.
Das Modul kann an dem Motorgehäuse angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist es, das gesamte Modul innerhalb des Motorgehäuses, insbesondere innerhalb des Kurbelwellengehäuses, anzuordnen. Hierzu kann in dem Kurbelwellengehäuse eine insbesondere zylindrisch ausgebildete Vertiefung vorgesehen sein, in die das zweite Pumpengehäuse gesteckt wird. In der Ebene der Öffnung oder Vertiefung bzw. Ausnehmung ist eine entsprechende Montagefiäche vorgesehen, an der die Montagefläche des erfindungsgemäßen Moduls anliegt. Das erfindungsgemäße Modul kann somit äußerst platzsparend, insbesondere innerhalb des Kurbelwellengehäuses, angeordnet werden. Vorzugsweise ist das zweite Pumpengehäuse ausschließlich in Richtung der Montagefläche offen^ Die entsprechenden Anschlüsse für die in dem zweiten Pumpengehäuse angeordnete Pumpe, insbesondere die Vakuumpumpe, sind somit durch das erste Pumpengehäuse ausgebildet. Dies hat den Vorteil, dass das zweite Pumpengehäuse äußerst einfach ausgebildet sein kann. Besonders bevorzugt ist es, als zweites Pumpengehäuse ein topfförmiges Gehäuse, das insbesondere aus einem Metallblech hergestellt ist, vorzusehen.
Da erfindungsgemäß die Ölpumpe und die Vakuumpumpe zu einem Modul zusammengefasst sind, ist es auf einfache Weise möglich, die Vakuumpumpe mit Schmiermittel zu versorgen. Hierzu sind die beiden Pumpen in bevorzugter Ausfuhrungsform über einen Schmiermittelkanal miteinander verbunden. Durch diesen wird von der Öipumpe Schmiermittel zu der Vakuumpumpe gefördert. Insbesondere aufgrund des geringen Abstands der beiden Pumpen ist auf einfache Weise eine Schmierung der Vakuumpumpe sichergestellt.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausfuhrungsform unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen :
Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Moduls,
Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des Moduls, und
Fig. 3 einen schematischen Längsschnitt des in Fig. 2 dargestellten
Moduls. Das erfindungsgemäße Ölpumpen- und Vakuumpumpenmodul weist ein erstes Gehäuse 10 auf, bei dem es sich im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel um das Ölpumpengehäuse handelt. Ein zweites, topfförmig ausgebildetes Gehäuse 12 ist ais Vakuumpumpengehäuse ausgebildet. Eine gemeinsame Antriebswelle 14 ist drehfest mit einem Ölförderelement 16 sowie einem Luftförderelement 18 verbunden. Das Ölförderelement 16 wirkt mit einem zweiten Förderelement 20 der Ölpumpe zusammen, wobei es sich bei der Ölpumpe im dargestellten Ausfuhrungsbeispϊei um eine Gerotorpumpe handelt, die Öl von einem Öleinlass 22 in Richtung eines Ölauslasses 24 fördert.
Das Ölpumpengehäuse 10 weist zwei Öffnungen 26, 27 auf, aus denen die beiden Enden der Antriebswelle hervorstehen. Die Öffnung 26 ist durch einen Gehäusedeckel 28 verschlossen, wobei die Antriebswelle 14 in einem Lager 30 des Deckels 38 gleitgelagert ist und durch den Gehäusedeckel 28 hindurch ragt. Auf dem aus dem Gehäusedeckel 28 herausstehenden Ende 32 der Antriebswelle 14 ist ein Antriebselement 34 in Form eines Kettenrads angeordnet und drehfest mit der Antriebswelle 14 verbunden. Das Antriebseiement 34 ist mit einer Motorabtriebswelle, beispielsweise über ein weiteres Zahnrad oder eine Kette, verbunden.
Die Ölpumpe 11 ist somit vollständig innerhalb des von dem Gehäusedeckel 28 verschlossenen Gehäuses 10 angeordnet.
Die Vakuumpumpe 13, bei der es sich insbesondere um eine Drehschieberpumpe handelt, ist im Wesentlichen innerhalb des topfförmigen Gehäuses 12, bei dem es sich vorzugsweise um ein Gehäuse aus Metallblech handelt, angeordnet. In der dargestellten Ausfuhrungsform weist das Vakuumpumpengehäuse 2 keine Anschlüsse der Vakuumpumpe auf. Der Anschluss 36 (Fig„ 1) für die Vakuumpumpe ist in dem ersten Gehäuse 10, d.h. in dem Ölpumpengehäuse angeordnet. Ein in dem Vakuumpumpengehäuse 12 angeordneter Förderraum 38 ist über einen Kanal 40 mit dem Auslass 36 verbunden. Das erste Gehäuse 10 weist eine Montagefiäche 42 auf, die ggf. abgestuft sein kann. An der Montagefläche 42 ist das zweite Gehäuse 12 über Schrauben 44 befestigt. Da die Montagefiäche 42 erfindungsgemäß über das zweite Gehäuse 12 radial hinausragt, kann das gesamte Modul über die verbleibende Montagefläche an oder in einem Kurbelwellengehäuse montiert werden. Bevorzugt ist die Montage in einern Kurbelwellengehäuse, wobei das zweite Pumpengehäuse 12 in eine in dem Kurbelwellengehäuse vorgesehene Ausnehmung gesteckt wird, so dass die verbleibende Montagefläche 42 an einer entsprechenden innerhalb des Kurbelweliengehäuses vorgesehenen Montagefläche anliegt. Das Modul kann sodann beispielsweise mittels Schrauben, die durch Öffnungen 46 (Fig. 1) gesteckt werden, montiert werden, indem die Schrauben in Gewinde, das an der in dem Kurbeϊweüengehäuse vorgesehenen Montagefläche angeordnet ist, befestigt werden,
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, dass in der Montagefläche 42 die Anschlüsse 24 und 36 für die Ölpumpe 11 bzw. die Vakuumpumpe 13 vorgesehen sind. Dies hat den Vorteil, dass bei Montage des Moduls gleichzeitig die Anschlüsse fluidisch verbunden werden.
Um die Montage des Moduls, insbesondere innerhalb des Kurbelweilengehäuses, zu vereinfachen, ist die Montagefläche 42 vorzugsweise radial zur Achse 48 der Antriebswelle 14 ausgerichtet.
Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich ist, stellt die Montagefläche 42 ferner die Trennebene zwischen den beiden Gehäusehälften 10, 12 bzw. dem ersten Gehäuse 10 und dem zweiten Gehäuse 12 dar.
Anstelle des Vorsehens eines insbesondere aus Metallblech hergestellten topfförrnigen Gehäuses 18 ist es auch möglich, ein gemeinsames Gehäuse für beide Pumpen vorzusehen- Dieses weist sodann vorzugsweise auf der in Fig . 3 linken Seite einen zweiten Deckel auf.

Claims

Patentansprüche
, Ölpumpen- und Vakuumpumpenmodul für Brennkraftmaschinen, mit
einer Ölpumpe (11) mit einem rotierenden Ölförderelement (16), und
einer Vakuumpumpe (13) mit einem rotierenden Luftförderelement (18),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
das Luftförderelement (18) der Vakuumpumpe (13) und das Ölförderelement (16) der Ölpumpe (11) mit einer gemeinsamen Antriebswelle (14) verbunden sind,
, Ölpumpen- und Vakuumpumpenmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (14) aus zwei einander gegenüberliegenden Öffnungen (26, 27) eines ersten Pumpengehäuses (10), insbesondere des Ölpumpengehäuses, ragt, wobei ein Ende (32) mit einem Antriebselement (34) und das andere Ende mit einem der Förderelemente (16, 18), insbesondere dem Luftförderelement ( 18), verbunden ist.
, Ölpumpen- und Vakuumpumpenmodul nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Pumpengehäuse (10) an dem antriebsseitigen Ende (32) mit einem Gehäusedeckel (28) verschlossen ist. _ Q _
4- Ölpumpen- und Vakuumpumpeπmodul nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (10) eine, insbesondere radial zur Antriebsachse (48) verlaufende, Montagefläche (42) aufweist.
5, Ölpumpen- und Vakuurnpumpeπmodul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuse (10) mit einem zweiten Pumpengehäuse (12), insbesondere dem Vakuumpumpengehäuse, verbunden ist, wobei das zweite Pumpengehäuse (12) insbesondere über die Montagefläche (42) mit dem ersten Pumpengehäuse (10) verbunden ist.
6, Ölpumpen- und Vakuumpumpenmodul nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagefläche (42) derart ausgebildet ist, dass sie zur Montage des Moduls an, insbesondere in einem Motorgehäuse geeignet ist.
7, Ölpumpen- und Vakuumpumpenmodul nach einem der Ansprüche 4 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagefläche (42) die Trennebene zwischen den beiden Gehäusen (10, 12) ausbildet,
8„ Öfpumpeπ- und Vakuumpumpenmodul nach einem der Ansprüche 5 bis
7, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Gehäuse (12) topfförmig ausgebildet ist und vorzugsweise aus Metallblech hergestellt ist.
9. Ölpumpen- und Vakuumpumpenmodul nach einem der Ansprüche 5 bis
8, dadurch gekennzeichnet, dass da zweite Pumpengehäuse (12) ausschließlich in Richtung der Montagefläche (42) offen ist.
10. Ölpumpen- und Vakuumpumpenmodul nach einem der Ansprüche 5 bis
9, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenanschlusse (36) für die in dem zweiten Pumpengehäuse (12) angeordnete Pumpe, insbesondere die Vakuumpumpe, am ersten Pumpengehäuse (10) vorgesehen sind.
PCT/EP2007/051362 2006-02-18 2007-02-13 Ölpumpen- und vakuumpumpenmodul Ceased WO2007093581A1 (de)

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