专利名称：双泵或者多泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于产生至少两个体积流的泵，特别是一种用于内燃机的润滑油泵、变速器泵以及类似应用的泵。
在现有技术中已知许多种润滑油泵，其提供比较低的最大压力水平，该压力水平最大为7至8巴。在汽车工业的许多应用领域中，例如凸轮轴调节器领域、发动机润滑以及变速器领域中表明，需要对于这些应用目的成本低廉且最优地构造泵。
凸轮轴调节器例如由润滑油泵驱动，该润滑油泵由于其压力水平有限，在极限区域中不能保证凸轮轴调节器的功能，因为润滑油泵的压力水平太低。作为替代方案已知，使用作为高压泵的第二泵用于凸轮轴调节器的供给。较高的压力使得调节器的调节时间较快。
在变速器领域中已知，使用具有体积流量大约为12至20cm3/U的大排量泵，这种大排量泵将这些体积流量转换为大约10至70巴的压力，尽管只有很小部分具有这种高压的体积流量用于换档过程以及离合器操作。由此产生泵较大的效率损失。
在发动机润滑领域中使用成本昂贵的串联泵，串联泵由两个齿轮组以及两个泵壳半体构成，其中从某个压力和体积流量水平开始通过旁路切断一个泵半体以用于调节该泵，由此也会出现相应的效率损失。基本上由DE-A-196 46 359和DE-A-199 22 792已知啮合转子组，其由一个具有内齿部的外环和一个偏心容纳在其中的具有外齿部的齿轮构成，其中内齿部通过可旋转地支承在外环中的滚子构成，并且具有多于外齿部的齿，其中给齿轮的外齿部叠加具有小的多的模数的精密齿部，并且每个滚子在其圆周上具有相同模数的精密齿部，齿轮的齿与精密齿部啮合。
啮合转子组的功能由此实现，将驱动力矩通过传动轴作用在内转子上并使内转子旋转，其中由啮合的内转子将力传递到行星齿轮上，该力一方面获得穿过行星齿轮的中心的冲击力以及引起行星齿轮转矩的切向力，其中该作用在轴承环上的冲击力使得轴承环旋转。
上述啮合转子组适合实现高的压力。
本发明的任务在于提供一种泵，这种泵借助于一种简单的结构构造实现了产生至少两个具有不同压力的体积流，其中这种泵应当具有较小的结构尺寸并且必须简单且成本低廉地制造。
该任务按照本发明通过一种用于产生至少两个具有不同压力的体积流的泵来解决，该泵包括泵盖、泵壳、偏心地支承在泵壳中的齿轮组，其中该泵壳具有抽吸槽和压力槽，抽吸槽和压力槽通过第一密封隔片和与该密封隔片相对的第二密封隔片相互隔开，其中压力槽通过至少另一个密封隔片分成高压腔和低压腔，其中每个压力腔具有一个压力接头。通过将压力槽借助于另一密封隔片分成高压腔和低压腔可以将从抽吸槽输送到压力槽中的体积流分成两个体积流，其中在低压腔中存在例如为5巴的较低的压力，并且在高压腔中存在例如为80巴的较高的压力。5巴的较低的压力足够保证发动机润滑，80巴的较高的压力例如可以用于操作凸轮轴调节器。
在本发明的一种优选的结构方案中，齿轮组是行星齿轮组。行星齿轮组是径向自动密封的，也就是说挤流腔通过微齿部相互之间绝对密封地隔开。挤流腔通过内转子的两个精密啮合的齿以及两个与这两个齿啮合的行星齿轮构成，行星齿轮通过密封隔片轴向密封。在齿轮组旋转时，挤流腔的容积关于压力腔1呈正弦减小，由此一部分介质被挤入低压腔。剩余的部分介质在横穿另一个密封隔片后绝对密封地流入行星转子的挤流腔，并且输送到高压腔中，在那里残余的介质一直被挤到齿轮组的“上止点”。
基本上可以通过设置其它密封隔片来分隔压力槽，从而产生其它的压力腔和体积流，其中这种设置只受齿轮组的尺寸和其齿数的限制。通过按本发明的具有行星转子组的泵可以实现低压腔和高压腔之间高达120巴的压力差。
在本发明的有利的结构方案中，该齿轮组是摆线转子组或者双定心齿轮组，其中在使用这种齿轮组类型时在低压腔和高压腔之间只能实现较小的压力差，也就是最大约为20巴的压力差。
在本发明的一种优选的结构方案中，在泵盖中设置抽吸盲槽(Saugblindschlitz)和压力盲槽(Druckblindschlitz)，其与抽吸槽和压力槽相对设置并且具有与其相同的几何形状。两个盲槽避免了轴向力作用在齿轮组上。
在本发明的一种优选的结构方案中，相对于轴线以一个30°至120°的角度α3设置另一密封隔片。
在本发明的另一种优选的结构方案中，另一密封隔片延伸一个20°至80°的角度α2。角度α1和α2是大小相同的。
在本发明的一种特别优选的结构方案中，另一密封隔片可移动地设置在泵盖和泵壳中。由此可以在泵工作期间根据要求的值改变体积流量和压力。可运动的密封隔片将压力槽分成一个低压腔和一个高压腔。该密封隔片例如与相对于内转子的传动轴成直角布置的控制活塞连接，其中通过作用在控制活塞上的预紧的压力弹簧可以调节所要求的极限压力。在第一密封隔片的区域内设置了一个旁路调节装置。旁通孔将高压腔与抽吸槽连接起来。该旁通孔通过布置调节螺纹件关闭或者打开。调节螺纹件的位置打断了旁通孔并且将高压腔通过第一密封隔片与抽吸槽隔开。调节螺纹件的位置打开旁通孔并且建立了高压腔和抽吸槽之间的连接(旁路)。挤入高压腔中的介质由此可以无压力的流入抽吸槽。通过调节螺纹件的调节可以成本低廉地通过二位二通电动旁通阀构造而成，其具有快速的转换时间。由此可以非常快速地接通和关断高压腔的体积流。在旁通孔关闭时在高压腔中建立压力，该压力通过压力管道作用在控制活塞上。在高压腔中超过所调节的极限压力时，控制活塞克服压力弹簧的弹簧力移动。因为控制活塞与密封隔片连接，该密封隔片逆着行星转子组的运行方向推动。高压腔由此变大并且体积流量相应地增加。
在本发明的另一种优选的结构方案中，高压腔的大小和/或低压腔的大小是可以变化的。由此也实现了体积流量或者压力在泵工作期间可以根据所要求的大小改变。
在本发明的一种有利的结构方案中，泵盖、泵壳和/或齿轮组由烧结金属制成。由烧结金属进行制造一方面实现了简单和成本低廉地制造构件，并一方面改善了自润滑性能，因为润滑剂可以装入气孔中。
在本发明的特别优选的结构方案中，泵用于操作凸轮轴调节器、发动机润滑、变速器润滑和/或辅助换档过程和所有其它汽车领域和其它具有类似的要求的领域中的应用。例如可以将低压体积流用于发动机润滑，其中该低压体积流可以具有最大6巴的压力。第二体积流用于运行凸轮轴调节器是必要的，其中该体积流的压力可以在40巴和100巴之间。如果凸轮轴调节器以较高的压力运行，那么就会使调节器的调节时间更快。由此可以在将怠速转速降低到450至500U/min的同时实现平稳的发动机运转。相应的降低了废气总排放和油耗。另外改善了在450至500U/min转速范围内发动机的功率、扭矩和总效率。调节器的结构尺寸可以显著减小。这意味着减小旋转质量，并由此降低了重量。另外可以取消凸轮轴调节器的锁定，并且可以将发动机的怠速转速从650U/min降低到450-500U/min。由此还实现了燃料的节省、更快更有效的调节凸轮轴以及泵更小的结构尺寸。另外由于泵的较小的尺寸可以节省重量并且允许较大的制造公差，由此可以节约成本。
在本发明的另一种优选的结构方案中，两个体积流是可以调节的。
按本发明的泵的另一种应用方案例如在于自动变速器或者双离合器变速器。目前现有技术中必须将所有变速器机油用泵转换到高达20巴压力，尽管只有一小部分具有该压力的变速器机油用于换档过程。使用按本发明的泵可以将体积流和压力进行分配，使得可以调节用于变速器润滑以及用于换档过程的体积流和压力。通过使用按本发明的泵可以显著降低功率损失，并且通过降低怠速转速可以相对降低机油老化。这通过下面的例子来说明按现有技术的用于自动变速器的泵对泵的要求是，在压力为20巴时应当转换最多281/min。
P＝Q*p/600＝281/min*20/600＝0.93KW用于具有按本发明的泵的自动变速器的泵使用25％具有20巴压力的体积流量用于换档过程，并且75％具有3巴压力的体积流量用于变速器润滑。
71/min*20/600+211/min*3/600＝0.335KW由此按本发明的泵节省了大约64％的功率。
另外通过将压力提高到50巴并且将体积流量相应的减小可以缩短换档时间并且可以显著减小用于换档过程的液动活塞，由此节省了结构空间、重量和成本。
按现有技术的用于CVT变速器(无级变速器)的泵这里如同自动变速器也是现有技术。对于CVT变速器需要高压用于调节链轮(皮带轮)。使用径向活塞泵。
规格 径向活塞泵18.2cm3/U定量泵转速 60001/min压力 60巴体积流量 301/min如下进行简化的对比计算1.径向活塞泵Md＝V*p(20*pi)＝18.2*60/(20*pi)＝17.37NmP＝Md*U/min/9500＝17.37*6000/9500＝10.97KW2.按本发明的泵在60巴时1/3体积流量，在5巴时2/3体积流量。
6.06*60/(20*pi)+12.12*5/(20*pi)＝6.74Nm6.74Nm*6000/U/min/9500＝4.25KW由此功率节省了61.2％。
两个计算实例都只是液压功率，没有算入摩擦损失等。另外可以调节两个体积流量，由此还可以进一步节省功率。
在现有技术中，例如使用抽吸调节的径向活塞泵，这会导致介质强烈的乳化以及变热，并且泵的额定需求功率会大大降低CVT变速器的总效率。
在一些应用中(双离合器变速器)，在换档时只是短时需要高压腔的体积流量。非常有利的是，将高压腔(大约30-40巴)的体积流量在不需要的时间内通过旁路无压力的导引到抽吸区，并且在换档过程时重新接通。另外有利的是在换档过程中暂时提高高压腔的体积流量，这会显著缩短换档周期。这通过装入可变密封隔片11可以成本低廉的实现。这些措施显著降低了泵的额定需求功率。
根据示意性的附图来详细说明本发明。
附图示出
图1示出了具有偏心装入的行星转子组的板形结构的泵壳；图2示出了图1中的剖面A-A，沿线C-C的剖面示出了具有抽吸槽和压力槽的泵壳1(现有技术)；图3示出了图1中线B-B的剖面图；图4示出了图3中线D-D的视图(泵盖1)；图5示出了布置了抽吸盲槽和压力盲槽的泵法兰4的视图6示出了挤流腔20的结构；图7示出了设计密封隔片可移动的方案；图8示出了摆线转子组的视图；图9示出了双定心齿轮组的视图；图10示出了旁路调节装置。
图1示出了板形结构的泵壳，其中偏心支承了一个行星转子组2。啮合转子组的功能由此实现，即驱动扭矩沿箭头的方向通过传动轴21作用在内转子2.1上并使其旋转，其中由啮合的内转子2.1将力传递到行星齿轮2.2上，该力一方面给出了穿过行星齿轮中心的冲击力，另一方面给出了切向力，该切向力引起行星齿轮2.2的转矩，其中作用在轴承环2.3上的冲击力使得该轴承环转动。
图2.1示出了图2.2中按现有技术的板形结构的泵壳的关于抽吸槽和压力槽以及密封隔片的剖面C-C。泵盖1具有凹入的抽吸槽5和压力槽6。抽吸槽5和压力槽6通过密封隔片7在行星齿轮组2的啮合区域和与啮合区域相对的密封隔片8相互隔开。另外抽吸槽5和压力槽6设有一个抽吸接头22和一个压力接头14。
图2.2示出了按现有技术的板形结构的泵壳关于抽吸槽和压力槽以及密封隔片的剖面图。该泵壳包括泵环形板3，其中偏心装入了一个行星转子组2。泵环形板3与偏心支承在其中的行星转子组2通过泵盖1和泵法兰4轴向密封。在泵盖1中凹入地设置了抽吸槽5和压力槽6。另外抽吸槽5和压力槽6设有抽吸接头22和压力接头14。在泵法兰4中凹入地设置了抽吸盲槽9和压力盲槽10。其几何形状与抽吸槽5和压力槽6精确相应。
图3示出了图1中按本发明的板形结构泵壳沿线B-B的剖面图，该泵壳包括泵盖1、泵环形板3、行星转子组2和泵法兰4，其中行星转子组2由内转子2.1、行星齿轮2.2和用于行星转子的轴承环2.3构成。内转子2.1由传动轴21驱动。在泵盖1中凹入设置了抽吸槽5和压力槽6。密封隔片8将抽吸槽5与压力槽6隔开。在泵环形板3中偏心装入行星转子组2。抽吸盲槽9和压力盲槽10凹入地设置在泵法兰4中。密封隔片8.1将抽吸盲槽9与压力盲槽10隔开。另外密封隔片8和密封隔片8.1轴向密封行星转子组2的挤流腔20。
图4示出了沿图3中的线D-D的剖面图。该视图示出了具有凹入地设置的抽吸槽5和压力槽6的泵盖1。抽吸槽5设有抽吸接头22。压力槽6通过另一个密封隔片11分成低压腔13和高压腔12。与行星齿轮组2的啮合区域相对的密封隔片8将抽吸槽5与低压腔13隔开。密封隔片11将低压腔13与高压腔12隔开。高压腔12通过位于行星齿轮组2的啮合区域的密封隔片7与抽吸槽5隔开。低压腔13配有压力接头15并且高压腔12配有压力接头14。密封接片8和11的夹角α1和α2的大小必须如此构造，使得其覆盖位于啮合的内转子2.1和两个行星齿轮2.2之间的两个接触点。夹角α1和α2是大小相同的(图6细节X)。夹角α3确定了密封隔片11的位置并且由此确定了低压腔13和高压腔12的大小，由此可以实现体积流量的分配。
图5示出了泵法兰4，其中凹入地设置了抽吸盲槽9和压力盲槽10，其通过密封隔片11.1隔开。这种布置与图4中的布置相同。
图6示出了位于低压腔13和高压腔12的抽吸槽5上方的挤流腔20的视图和位置。在低压腔13和高压腔12的区域内示出挤流腔20的体积是连续减小的，由此实现了压力升高。最高压力出现在高压腔12的压力接头14上。细节X示出了内转子2.1和行星齿轮2.2之间的接触点(径向表面)，其通过微齿部的啮合径向密封挤流腔20。
图7以俯视图示出了具有凹入的抽吸槽5和压力槽6的泵盖1。压力槽6通过设置可运动的密封隔片11分成低压腔13和高压腔12。剖面A-A示出了一种可移动的密封隔片11的方案。密封隔片11与一个与传动轴21成直角布置的控制活塞25连接，其中通过预紧的作用在控制活塞25上的压力弹簧26调节所要求的极限压力。在高压腔13中超过极限压力时，控制活塞25通过压力管道24在端面加载压力并且使控制活塞克服弹簧力并且逆着行星转子组2的运行方向移动。同时与控制活塞25连接的密封隔片11逆着行星转子组的运行方向移动，由此高压腔12变大并且低压腔13缩小。这也使得高压腔12的体积流量变大并且低压腔13的体积流量变小。为了使控制活塞25密封设置了密封件。
图8示出了具有内转子16.1和外转子16.2的摆线转子组，其中摆线转子组工作原理与行星转子组17类似。抽吸槽、压力槽、盲槽和密封隔片的按本发明的构造和布置类似于图4、5和7中所示。
图9示出了具有内转子18.1和外转子18.2的双定心齿轮组，其中双定心转子组的工作原理类似于行星转子组17。抽吸槽、压力槽、盲槽和密封隔片的按本发明的构造和布置与图4、5和7中所示的类似。
图10示出了具有凹入的抽吸槽5和压力槽6的泵盖1。压力槽6通过设置可运动的密封隔片11分成低压腔13和高压腔12。密封隔片11与相对于传动轴21成直角布置的控制活塞25连接，其中通过作用在控制活塞25上的预紧的压力弹簧26来调节所要求的极限压力。在密封隔片7的区域内设置了一个旁路调节装置。旁通孔28将高压腔12与抽吸槽5连接起来。旁通孔28通过布置调节螺纹件29和29.1关闭或者打开。调节螺纹件29的位置打断了旁通孔28并通过密封隔片7将高压腔12与抽吸槽5隔开。调节螺纹件29.1的位置打开了旁通孔28并且建立了高压腔12和抽吸槽5之间的连接(旁路)。挤入高压腔12中的介质由此可以无压力的流入抽吸槽5。通过调节螺纹件29、29.1的调节可以成本低廉地通过二位二通电动旁通阀构造，其具有快速的转换时间。由此可以非常快速的接通和切断高压腔12的体积流量。在旁通孔28关闭时，在高压腔12中建立压力，其通过压力管道24作用在控制活塞25上。在高压腔12中超过调节的极限压力时，控制活塞25克服压力弹簧26的弹簧力移动。因为控制活塞25与密封隔片11连接，该密封隔片11也逆着行星转子组2的运行方向移动。高压腔12由此变大并且体积流量也相应上升。
权利要求
1.用于产生至少两个具有不同压力的体积流的泵，包括泵盖(1)、泵壳(4)、偏心支承在泵壳中的齿轮组(2)，其中泵壳(4)具有抽吸槽(5)和压力槽(6)，其通过第一密封隔片(7、7.1)和与其相对的第二密封隔片(8、8.1)相互隔开，其中压力槽(6)用另外的至少一个密封隔片(11、11.1)分成高压腔(12)和低压腔(13)，其中每个压力腔(12、13)具有压力接头(14、15)。
2.按权利要求1所述的泵，其特征在于所述齿轮组(2)是行星转子组(17)。
3.按权利要求1或者2所述的泵，其特征在于所述齿轮组(2)是摆线转子组(16)。
4.按权利要求1至3任一项所述的泵，其特征在于所述齿轮组(2)是双定心齿轮组(18)或者基于类似的齿轮几何结构。
5.按权利要求1至4任一项所述的泵，其特征在于在所述泵盖(1)中设置了抽吸盲槽(9)和压力盲槽(10)，其与抽吸槽(5)和压力槽(6)相对布置并且具有与其相同的几何形状。
6.按权利要求1至5任一项所述的泵，其特征在于所述另一密封隔片(11)相对于轴线(23)以一个30°至120°的角度α3布置。
7.按权利要求1至6任一项所述的泵，其特征在于所述第二密封隔片(8)和另一密封隔片(11)延伸一个20°至80°的角度α1、α2。
8.按权利要求1至7任一项所述的泵，其特征在于所述另一密封隔片(11、11.1)可移动地设置在泵盖(1)和/或泵壳(3)中。
9.按权利要求1至8任一项所述的泵，其特征在于所述高压腔(12)和/或低压腔(13)的大小是可变的。
10.按权利要求1至9任一项所述的泵，其特征在于所述泵盖(1)、泵壳(3)和/或齿轮组(2)由烧结金属制成。
11.按前述权利要求1至10任一项所述的泵的应用，用于凸轮轴调节器的操作、发动机润滑、变速器润滑和/或辅助换档过程。
全文摘要
用于产生至少两个具有不同压力的体积流的泵，包括泵盖(1)、泵壳(4)、偏心支承在泵壳中的齿轮组(2)，其中泵壳(4)具有抽吸槽(5)和压力槽(6)，其通过第一密封隔片(7、7.1)和与其相对的第二密封隔片(8、8.1)相互隔开，其中压力槽(6)用至少另一个密封隔片(11、11.1)分成高压腔(12)和低压腔(13)，其中每个压力腔(12、13)具有压力接头(14、15)。
文档编号F04C14/26GK1875189SQ200480032039
公开日2006年12月6日 申请日期2004年10月28日 优先权日2003年10月29日
发明者J·巴赫曼, R·施瓦策 申请人:Gkn金属烧结有限公司