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Title:
CONTROLLABLE LUBRICATING OIL DELIVERY SYSTEM FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/206857
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a controllable lubricating oil delivery system (1) for an internal combustion engine (3), said delivery system having a screw spindle pump (2) for delivering lubricating oil with at least one screw spindle (22) which is rotatably accommodated in a spindle chamber (20), wherein the screw spindle pump (2) is arranged such that a suction side (21) of the spindle chamber (20) is connected to a suction path (11) from an oil sump (30) of the internal combustion engine (3), and a pressure side (23) of the spindle chamber (20) is connected to a feed path (13) to moving parts of the internal combustion engine (3). The lubricating oil delivery system (1) is characterised in particular in that: the screw spindle pump (2) is driven by the internal combustion engine (3); and a controllable throttle valve (4) is provided at the suction side (21) of the spindle chamber (20), by means of which a throughflow cross-section of the suction path (11) can be gradually limited between an open position and a closed position. Therefore, the oil pressure in an internal combustion engine (3) is adjusted initially by means of a suction throttling process in conjunction with a screw spindle pump.

Inventors:
PAWELLEK FRANZ (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/060282
Publication Date:
October 31, 2019
Filing Date:
April 23, 2019
Export Citation:
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Assignee:
NIDEC GPM GMBH (DE)
International Classes:
F04C2/02; F04C14/24
Domestic Patent References:
WO2002093013A12002-11-21
Foreign References:
DE504283C1930-08-02
US4248293A1981-02-03
DE102013102031A12014-09-04
DE102005029084A12006-12-28
DE102009056218A12011-06-01
DE102014209301A12015-11-19
DE3840909A11989-06-29
GB2432631A2007-05-30
DE2556948A11977-06-30
DE102014209301A12015-11-19
DE102009056218A12011-06-01
DE504283C1930-08-02
Attorney, Agent or Firm:
KUHNEN & WACKER PATENT- UND RECHTSANWALTSBÜRO PARTG MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

Regelbares Schmierölfördersystem (1) für eine V erbrennungsmaschine (3), aufwei- send: eine Schraubenspindelpumpe (2) zur Förderung von Schmieröl mit wenigstens ei- ner S chraubenspindel (22), die in einer Spindelkammer (20) drehbar aufgenommen ist; wobei die Schraubenspindelpumpe (2) derart angeordnet ist, dass eine Saugseite (21) der Spindelkammer (20) mit einer Ansaugstrecke (11) aus einem Ölsumpf (30) derVer- brennungsmaschine (3) verbunden ist, und eine Druckseite (23) der Spindelkammer (20) mit einer Zuführstrecke (13) zu bewegten Teilen der V erbrennungsmaschine (3) verbunden ist; dadurch gekennzeichnet, dass die S chraubenspindelpumpe (2) von der V erbrennungsmaschine (3) angetrieben wird; und zu der Saugseite (21) der Spindelkammer (20) ein regelbares Drosselventil (4) be reitgestellt ist, durch das ein Durchflussquerschnitt der Ansaugstrecke (1 1) zwischen einer geöffneten Position und einer geschlossenen Position graduell begrenzbar ist.

Regelbares S chmierölfördersystem (1) nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Drucksensor (7), der einen Förderdruck des Schmieröls in dem Schmierölfördersystem (1) erfasst; und eine Steuervorrichtung (5), die den erfassten Förderdruck des Schmieröls empfängt, und die dazu eingerichtet ist, den Förderdruck des Schmieröls durch Ansteuerung des Drosselventils (4) einzustellen.

3. Regelbares Schmierölfordersystem (1) nach Anspruch 2, wobei die die Steuervorrichtung (5) ferner eine Drehzahl der V erbrennungsmaschine (3) em- pfängt, die von einem Drehzahlsensor erfasst wird, und dazu eingerichtet ist, den Förderdruck des Schmieröls in Abhängigkeit der Drehzahl der V erbrennungsma- schine (3) zu regeln.

4. Regelbares S chmierölfördersystem (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die die Steuervorrichtung (5) ferner eine Last der V erbrennungsmaschine (3) empfängt, die von einem Drehmomentsensor erfasst wird, und dazu eingerichtet ist, den För- derdruck des Schmieröls in Abhängigkeit der Last der V erbrennungsmaschine (3) zu regeln.

5. Regelbares S chmierölfördersystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die die Steuervorrichtung (5) ferner eine Temperatur der V erbrennungsmaschine (3) empfängt, die von einem T emperatursensor erfasst wird, und dazu eingerichtet ist, den Förderdruck des Schmieröls in Abhängigkeit der Temperatur der Verbrennungsmaschine (3) zu regeln.

6. Regelbares Schmierölfordersystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zufuhrstrecke (13) einen Steuerzweig (17) zur Zuführung eines hydraulischen Steuerdrucks aufweist, und das Drosselventil (4) ein hydraulisches Stellglied zur Aufnahme des hydraulischen Steuerdrucks umfasst.

7, Regelbares Schmierölfordersystem (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, ferner aufweisend eine elektrische-hydraulische Regelvorrichtung (6), die mit der Ansaugstrecke (11) und der Zuführstrecke (13) hydraulisch verbunden ist und mit der Steuervorrich- tung (5) elektrisch verbunden ist, und wobei die elektrische-hydraulische Regelvorrichtung (6) dazu eingerichtet ist, das Drosselventil (4) in Abhängigkeit von einem Druckverhältnis zwischen der Ansaugstre- cke (11) und der Zufuhrstrecke (13) sowie einer ausgegebenen Regelungsgröße der Steuervorrichtung (5) anzusteuem.

8. Regelbares Schmierölfördersystem nach Anspruch 7, wobei die elektrisch-hydraulische Regelvorrichtung (6) in Form eines elektromagnetischen 4/3 -Proportionalventils bereitgestellt ist, das durch eine Pulsweitenmodula- tion von der Steuervorrichtung (5) angesteuert wird.

Description:
Besch i cibuni;

Regelbares S chmier ölfördersystem für Verbrennungsmaschinen

Die vorliegende Erfindung betrifft ein regelbares Schmierölfordersystem für Ver- brennungsmaschinen, insbesondere solche in Nutzfahrzeugen bzw. für V erbrennungsma- schinen in Anwendungen, die eine erhöhte Anforderung an eine Dauerbelastung sowie Ausfallsicherheit und Lebensdauer stellen.

Für großvolumige V erbrennungsmaschinen in Schiffen oder auch in LKWs ist der Einsatz von Schraubenspindelpumpen als Ölpumpen für die Schmierölversorgung be- kannt, die durch eine Ausgangswelle der V erbrennungsmaschine direkt mechanisch an- getrieben werden. Schraubenspindelpumpen sind V erdrängerpumpen, deren Fördervolumen in einem festen Verhältnis zu einer W ellenumdrehung bzw. Pumpendrehzahl steht, sie sind Konstantpumpen mit einer unveränderlichen Pumpengeometrie und sie erzielen hohe Förderdrücke. Zudem weisen sie eine hohe Leistungsdichte auf, wodurch sie hohe Förderdrücke in Bezug auf eine S chmieröl Versorgung erzielen können.

Der Aufbau von Schraubenspindelpumpen weist keine filigranen Elemente oder Gleitpassungen auf, wodurch der Pumpentyp auch in langen W artungsintervallen relativ unempfindlich gegenüber V erunreinigungen wie Ruß oder metallischem Abrieb im Schmieröl ist. Andererseits weist der Aufbau eine größere axiale Abmessung im Ver- gleich zu einer Flügelzellenpumpe oder einer Zahnradpumpe auf.

Letztere V erdrängerpumpen bieten zwar eine geringere axiale Abmessung und in bekannten Varianten einer variablen Pumpengeometrie auch die Möglichkeit zur Verän- derung des Fördervolumens im Verhältnis zur Wellenumdrehung, wodurch insbesondere in Bezug auf Anwendungen mit stark schwankenden Drehzahlen, wie insbesondere im Betrieb kleinerer V erbrennungsmaschinen in Personenkraftwagen, Vorteile erlangt werden. Allerdings erzielen Flügelzellenpumpen und Zahnradpumpen im Allgemeinen geringere Drücke, sind empfindlicher und erreichen eine geringere Lebensdauer als Schraubenspindelpumpen.

Wenn eine S chraubenspindelpumpe in der Anwendung als Ölpumpe auf eine für den Dauerbetrieb ausreichend standfeste Größe dimensioniert wird, überschreiten die er zielten Förderdrücke bei schneller Drehzahlzunahme und hohen Drehzahlen einen zulässigen Betriebsbereich des Öldrucks in der V erbrennungsmaschine. Anderenfalls kann der Förderdruck zumindest einen entsprechend der Betriebslast erforderlichen Öldruck überschreiten, wodurch eine Effizienz der Antriebsleistung bzw. des Kraftstoffverbrauchs sowie die Emissionswerte und eine Lebensdauer von Dichtungen beeinträchtigt werden.

Im Hinblick auf die Schaffung einer zuverlässigen und langlebigen Schmierölforderung für einen V erbrennungsmotor mit hoher Dauerbelastung unter Ausnutzung der Vorteile der soliden Konstruktion des Pumpentyps einer Schraubenspindelpumpe, besteht somit die Problemstellung, eine Verstellung des Fördervolumens dieses Konstantpumpentyps bereitzustellen, um eine bedarfsgerechte Regulierung des Öldrucks in der Verbrennungsmaschine unabhängig von der vorgegebenen Drehzahl zu ermöglichen.

Im Stand der Technik wurden daher bereits rein elektrische oder elektrisch unterstützte Antriebsvarianten einer Schraubenspindelpumpe vorgeschlagen, um eine Verstellung des Fördervolumens anhand der Pumpendrehzahl vorzunehmen. So beschreibt die DE 25 56 948 Al eine Schraubenpumpe mit einem eigenen, von der V erbrennungsmaschine unabhängigen Elektromotor.

Die DE 10 2014 209 301 Al beschreibt einen elektrisch/mechanischen Hybridantrieb für eine Schraubenpumpe. Durch einen Elektromotor einerseits und eine Ausgangswelle der V erbrennungsmaschine andererseits, wird über ein Summier- bzw. Überlagerungsgetriebe in Form eines Planetengetriebes eine Steuerung der Pumpendrehzahl für eine bedarfsgerechte Leistungsaufnahme der S chraubenspindelpumpe umgesetzt. Allerdings steht die Lebensdauer eines zusätzlichen elektrischen Antriebs, der einer Dauerbelastung und den äußeren Einflüssen der Anwendung ausgesetzt ist, dem Bestreben eines soliden wartungsarmen Schmierölfordersystems entgegen. Ferner erhöht die Integration des zusätzlichen elektrischen Antriebs die Komplexität und die Kosten des Systems.

Alternativ wurde im Stand der Technik eine hydraulische Verstellung des Fördervolumens einer S chraubenspindelpumpe vorgeschlagen, bei dem eine Rezirkulation eines Teils des Fördervolumens einstellbar ist, der die Schraubenspindelpumpe erneut durchläuft, wodurch der resultierende Förder ström im Schmierölfordersystem herabgesetzt wird.

So beschreibt die DE 10 2009 056 218 Al eine S chraubenspindelpumpe, an der ein Druckbegrenzungsventil mit einer Rückführung integriert ist, wodurch oberhalb eines eingestellten Förderdrucks ein hydraulischer Kurzschluss zwischen der Druckseite und der Saugseite der Pumpe hergestellt wird.

Die DE 504 283 Al offenbart eine manuell einstellbare Regeleinrichtung für eine S chraubenpumpe, die als Ölpumpe an einer V erbrennungsmaschine dient. Hierzu sind für den Förderkreislauf und die Rückführung zwischen Druckseite und Saugseite zwei druckseitige Pumpenauslässe aus der Pumpenkammer vorgesehen, wobei in der Rückführung ein einstellbares Ventil vorgesehen ist. Somit kann bei einer Teillast der Öldruck gesenkt werden, indem das effektive Fördervolumen durch einen ^zirkulierenden Anteil herabgesetzt wird. Die eingebrachte Antriebsleistung bleibt dabei jedoch gleich bzw. in einem festen Verhältnis zur vorgegebenen Drehzahl.

Es besteht eine Aufgabe der Erfindung darin, ein alternatives Schmierölfordersystem mit einer Schraubenspindelpumpe zu schaffen, das eine bedarfsgerechte Regelung des Öldrucks der antreibenden V erbrennungsmaschine ermöglicht.

Die Aufgabe wird durch ein regelbares Schmierölfordersystem für eine Verbrennungsmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Das regelbare Schmierölfördersystem zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Schraubenspindelpumpe von der Verbrennungsmaschine angetrieben wird; und zu der Saugseite der Spindelkammer ein regelbares Drosselventil bereitgestellt ist, durch das ein Durchflussquerschnitt der Ansaugstrecke zwischen einer geöffneten Position und ei- ner geschlossenen Position graduell begrenzbar ist.

Die Erfindung sieht somit erstmals eine vorgeschaltete Saugdrosselung an einer Schraubenspindelpumpe vor, um den Förderdruck, d.h. insbesondere den Öldruck in ei- ner S chmierölversorgung einer V erbrennungsmaschine zu regeln.

Im Gegensatz zu einer Durchflussbegrenzung hinter einer V erdrängerpumpe, die einen entsprechenden Strömungswiderstand auf der Druckseite bewirkt, oder einer Rezirkulation, die einen entsprechenden Anteil an Blindleistung in einer Förderleistung bewirkt, sinkt bei einer Saugdrosselung die erforderliche Antriebsleistung zusammen mit der effektiven Förderleistung. Somit wird eine aufgewendete Antriebsleistung in einem Betriebsbereich eines verminderten Förderdrucks verringert und die Effizienz des Schmierölfördersystems unter den Vorteilen eines langlebigen Pumpentyps verbessert.

Eine Saugdrosselung bewirkt im Fördermedium, insbesondere im vorliegenden Fall eines Schmieröls, eine Aufspaltung in eine flüssige Phase und eine gasförmige Phase, wie nachstehend erläutert wird. Im Gegensatz zu einer Flügelzellenpumpe oder einer Zahn- radpumpe eignet sich die Schraubenspindelpumpe durch die solide Konstruktion und der langen Dichtspaltstrecke der Spindel besonders für die Förderung zweiphasiger Medien.

Bei einer solchen Saugdrosselung wird ein Druck hinter dem Drosselventil und vor einem Pumpeneinlass zu dem Unterdrück der Saugseite der Pumpenkammer bzw. der Spindelkammer hin herabgesetzt. Dadurch wird zugleich eine Druckdifferenz, die zur Befüllung der Spindelkammer innerhalb einer drehzahlabhängigen Zeit erforderlich ist, herabgesetzt und zielgemäß nicht mehr erreicht. Infolgedessen enthält das konstant blei- bende V erdrängungs volumen in der Spindelkammer eine flüssige Phase und eine unter Unterdrück stehende, gelöste gasförmige Phase. Die gasförmige Phase wird aus gelöster Luft oder anderen gelösten Bestandteilen des Schmieröls gebildet, die unter dem zwischenzeitlichen Unterdrück aus der flüssigen Phase flüchtig heraus expandiert und nach einer Druckerhöhung in Richtung Druckseite der Spindelkammer wieder als gelöster Bestandteil in die flüssige Phase hinein kondensiert. Durch den zweiphasigen Zustand sinken das auf die flüssige Phase bemessene Fördervolumen und der Förderdruck bei gleicher Drehzahl.

Während der Saugdrosselung sinkt zusammen mit dem Förderdruck auch eine auf- zuwendende Antriebsleistung bei gleicher Drehzahl ab, trotz eines Anteils verrichteter physikalischer Arbeit zur Lösung der gasförmigen Phase unter Unterdrück. Im Anwendungsfall liegt über einen Großteil der Betriebsdauer der V erbrennungsmaschine eine Teillast in Bezug auf eine maximal bereitgestellte Antriebslast vor und somit eine entsprechende Drosselung des erforderlichen Öldrucks. Somit wird über den Großteil der Betriebsdauer eine effizientere Umsetzung der Antriebsleistung auf das Schmierölfördersystem bzw. eine Einsparung von Kraftstoff erzielt.

Vorteilhafte Weiterbildungen des regelbaren S chmierölfördersystems sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Schmierölfördersystem ferner einen Drucksensor, der einen Förderdruck des Schmieröls in dem Schmierölfördersystem erfasst; und eine Steuervorrichtung aufweisen, die den erfassten Förderdruck des Schmieröls empfängt, und die dazu eingerichtet ist, den Förderdruck des Schmieröls durch Ansteuerung des Drosselventils einzustellen.

Durch die Steuervorrichtung wird eine Regelstrecke zur Steuerung des Drosselventils bereitgestellt, und eine Regelungsfunktion für den Förderdruck des regelbaren Schmierölfördersystems bzw. dem Öldruck in der V erbrennungsmaschine ermöglicht.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Steuervorrichtung ferner eine Dreh- zahl der V erbrennungsmaschine empfangen, die von einem Drehzahlsensor erfasst wird, und dazu eingerichtet sein, den Förderdruck des Schmieröls in Abhängigkeit der Drehzahl der V erbrennungsmaschine zu regeln.

Somit wird eine Rückkoppelung zu der Drehzahl der V erbrennungsmaschine als Eingangsparameter für die Regelung des Öldrucks in der V erbrennungsmaschine herge- stellt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Steuervorrichtung ferner eine Last der V erbrennungsmaschine empfangen, die von einem Drehmomentsensor erfasst wird, und dazu eingerichtet sein, den Förderdruck des Schmieröls in Abhängigkeit der Last der V erbrennungsmaschine zu regeln.

Somit wird eine Rückkoppelung zu der Last der Verbrennungsmaschine als Ein- gangsparameter für die Regelung des Öldrucks in der V erbrennungsmaschine hergestellt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Steuervorrichtung ferner eine Tem- peratur der V erbrennungsmaschine empfangen, die von einem T emperatursensor erfasst wird, und dazu eingerichtet sein, den Förderdruck des Schmieröls in Abhängigkeit der Temperatur des Schmieröls bzw. der V erbrennungsmaschine zu regeln.

Somit wird eine Rückkoppelung zu der Öltemperatur in der V erbrennungsma- schine, die auch in einem Zusammenhang mit der Viskosität des Schmieröls steht, als Eingangsparameter für die Regelung des Öldrucks in der V erbrennungsmaschine herge- stellt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die Zuführstrecke einen Steuerzweig zur Zuführung eines hydraulischen Steuerdrucks aufweisen, und das Drosselventil kann ein hydraulisches Stellglied zur Aufnahme des hydraulischen Steuerdrucks umfassen. Durch diese Ausführung wird eine hydraulische Variante zur Betätigung des Drosselventils geschaffen, die insbesondere in den Umgebungseinflüssen des Ölsumpfes, d.h. in einer T auchbadanordnung weniger empfindlich ist und eine längere Lebensdauer zu- lässt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann das Schmierölfordersystem ferner eine elektrische/hydraulische Regelvorrichtung aufweisen, die mit der Ansaugstrecke und der Zuführstrecke hydraulisch verbunden ist und mit der Steuervorrichtung elektrisch ver- bunden ist, und die elektrische/hydraulische Regelvorrichtung kann dazu eingerichtet sein, das Drosselventil in Abhängigkeit von einem Druckverhältnis zwischen der Ansaugstrecke und der Zuführstrecke sowie einer ausgegebenen Regelungsgröße der Steuervor- richtung anzusteuem.

Alternativ zu einer elektromotorischen Betätigung des Drosselventils durch einen Stellmotor, wird somit eine langlebige hydraulische Aktorik und Regelung bzw. Teilre- gelung bereitgestellt, die auch im Fall einer elektrischen Fehlfunktion eine Fail-Safe-Ein- Stellung oder -Regelung sicherstellt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann die elektrische/hydraulische Regelvorrichtung in Form eines elektromagnetischen 4/3 -Proportionalventils bereitgestellt sein, das durch eine Pulsweitenmodulation von der Steuervorrichtung angesteuert wird.

Somit können die erläuterten Vorteile der elektrischen/hydraulischen Regelvorrich- tung durch den Einsatz eines standardisierten Bauteils realisiert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Ausführungsform mit Bezug auf die begleitende Zeichnung beschrieben. In dieser zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltdiagramm des erfindungsgemäßen regelbaren

Schmierölfordersystems, das in einer V erbrennungsmaschine angeordnet ist und eine Steuervorrichtung umfasst. Wie in dem Blockschaltdiagramm in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst das Schmierölför- dersystem 1 eine Schraubenspindelpumpe 2 und ein Drosselventil 4, die in einem Öl- sumpf 30 angeordnet sind. Der Ölsumpf 30 wird durch aufgefangenes Schmieröl gebildet, das in einer Ölwanne einer schematisch dargestellten V erbrennungsmaschine 3 (M) aufgenommen ist.

Unter dem Begriff Schraubenspindelpumpe 2 werden im Sinne dieser Offenbarung Rotationskolbenpumpen mit einer Gewindesteigung zur Verdrängung des Fördermedi- ums in der Förderrichtung verstanden. Derartige Pumpentypen weisen wenigstens eine angetriebene Schraubenspindel auf und können ferner drehbare Schraubenwellen aufweisen, die durch eine Gewindeverzahnung mitgeschleppt werden.

Die Schraubenspindelpumpe 2 der vorliegenden Ausführungsform weist eine S chraubenspindel 22 auf, die in einer Spindelkammer 20 eines Pumpengehäuses drehbar aufgenommen ist. Die Schraubenspindel 22 wird von einer Kurbelwelle der Verbren nungsmaschine 3 angetrieben und steht mit zwei drehbar gelagerten S chraubenwellen 24 mit unterschiedlicher Länge in Eingriff. Zu einer Antriebsseite der Schraubenspindel 22 befindet sich eine Druckseite 23 der Spindelkammer 20 und zu einem anderen Ende der S chraubenspindel 22 befindet sich eine Saugseite 21 der Spindelkammer 20. In einer För- derrichtung, die durch eine Schraubensteigung der drehenden Schraubenspindel 22 erzeugt wird, wird Schmieröl durch einen Unterdrück auf der Saugseite 21 in die Spindel- kammer 20 angesaugt, entlang der S chraubenspindel 22 und den Schraubenwellen durch die Spindelkammer 20 gefördert und auf der Druckseite 23 aus der Spindelkammer 20 ausgestoßen.

Die Saugseite 21 der Spindelkammer 21 ist mit einer Ansaugstrecke 11 verbunden, die Schmieröl aus dem Ölsumpf 30 zuführt. Zwischen der Saugseite 21 der Spindelkammer 21 und der Ansaugstrecke 11 ist das Drosselventil 4 angeordnet. Das Drosselventil 4 ermöglicht eine Einstellung eines Durchflussquerschnitts, durch den die Schraubenspin- delpumpe 2 Schmieröl aus dem Ölsumpf 30 ansaugt. Das Drosselventil 4 weist ein hydraulisches Stellglied auf, d.h. eine Einstellung des Durchflussquerschnitts erfolgt über einen hydraulischen Steuerdruck, der an einem hydraulischen Steueranschluss des Dros- selventil 4 anliegt, wie später erläutert wird.

Die Druckseite 23 der Spindelkammer 20 ist mit einer Zuführstrecke 13 des Schmierölfördersystems 1 verbunden. Die Zuführstrecke 13 führt zu Verzweigungen ei- ner nicht dargestellten Schmierölversorgung, wie einer Ölkulisse, der V erbrennungsma- schine 3, die dazu dient, Gleitflächen zwischen bewegten Teilen in einem Kurbetrieb, einem Ventiltrieb sowie Zylinderlaufbahnen und dergleichen mit einem dem Förderdruck entsprechenden Öldruck in der V erbrennungsmaschine 3 zu schmieren. In der Zuführstre- cke 13 ist ferner ein Ölfilter 14 und ein Ölkühler 15 angeordnet. Die Zuführstrecke 13 weist ferner einen hydraulischen Steuerzweig 17 auf, in dem ein Drucksensor 7 (P) ange- ordnet ist. Der hydraulische Steuerzweig 17 führt über eine elektrisch-hydraulische Re- gelvorrichtung 6 zu dem hydraulischen Steueranschluss des Drosselventils 4.

Die elektrisch-hydraulische Regelvorrichtung 6 umfasst ein 4/3 Proportionalventil, dessen vier hydraulische Anschlüsse mit der Ansaugstrecke 11 und dem hydraulischen Steuerzweig 17 verbunden sind. Zwischen den beiden Anschlüssen zu dem hydraulischen Steuerzweig 17 ist mittels eines Ventilkörpers ein einstellbarer hydraulischer Widerstand zur Einstellung einer Druckdifferenz zwischen den beiden Anschlüssen des hydrauli- schen Steuerzweigs 17 bereitgestellt. Die elektrisch-hydraulische Regelvorrichtung 6 weist ferner ein elektromagnetisches Stellglied mit einer Spule und einem Anker sowie eine Druckfeder auf. Auf den Ventilkörper der elektrisch-hydraulischen Regelvorrichtung 6 wirken einerseits eine Stellkraft aus einer Druckdifferenz zwischen der Ansaug strecke 11 und dem hydraulischen Steuerzweig 17 und andererseits eine Stellkraft eines Gleichgewichts zwischen der Druckfeder und dem elektromagnetischen Stellglied.

Das elektromagnetische Stellglied der elektrisch-hydraulischen Regelvorrichtung 6 ist mit einer elektronischen Steuervorrichtung 5 (ECU) verbunden, die eine elektrische Leistungszufuhr mit einer Pulsweitenmodulation zur Ansteuerung des elektromagneti schen Stellglieds ausgibt. Die Steuervorrichtung 5 ist mit dem Drucksensor 7 in dem hydraulischen Steuerzweig 17 elektrisch verbunden. Darüber hinaus ist die Steuervorrichtung 5 mit nicht dargestellten Sensoren verbunden, um eine Last, eine Drehzahl und eine Temperatur der V erbrennungsmaschine 3 zu empfangen, die von den Sensoren jeweils an der V erbrennungsmaschine 3 erfasst werden.

Die Steuervorrichtung 5 steuert das elektromagnetische Stellglied der elektrisch- hydraulischen Regelvorrichtung 6, um den hydraulischen Steuerdruck des hydraulischen Steuerzweigs 17 an dem Drosselventil 4 einzustellen und somit über den eingestellten Durchflussquerschnitt in der Ansaugstrecke 11 den resultierenden Förderdruck in der Zufuhrleitung 13 des S chmierölfördersystems 1 zu regeln, der als Öldruck zur Schmier- ölversorgung der bewegten Teile in der V erbrennungsmaschine 3 genutzt wird. Die Pulsweitemodulation zur Ansteuerung des elektromagnetischen Stellglieds der elektrisch- hydraulischen Regelvorrichtung 6 stellt die Steuervorrichtung 5 in Abhängigkeit von empfangenen Werten ein, die von den Sensoren erfasst werden.

Beispielsweise verringert die Steuervorrichtung 5 bei einer Zunahme der Last oder einer niedrigen Temperatur der V erbrennungsmaschine 3 eine Einschaltdauer der Pulsweitenmodulation zur Ansteuerung des elektromagnetischen Stellglieds in der elektrisch-hydraulischen Regelvorrichtung 6. Durch eine Verringerung der Einschaltung der Pulsweitenmodulation wird eine Stellkraft des elektromagnetischen Stellglieds entgegengesetzt zur Stellkraft der Druckfeder an dem Ventilkörper des 4/3 Proportionalventils in der elektrisch-hydraulischen Regelvorrichtung 6 verringert und eine Druckminderung des hydraulischen Steuerdrucks in dem hydraulischen Steuerzweig 17 verringert. Dadurch steigt der hydraulische Steuerdruck, wodurch in dem Drosselventil 4 ein Durchflussquerschnitt der Ansaugstrecke 1 1 zu der Saugseite 21 der Spindelkammer 20 vergrößert wird. Infolge der verringerten Saugdrosselung steigen ein Ausgangsdruck auf der Druckseite 23 der Spindelkammer 20 und ein resultierender Förderdruck in dem Schmierölfordersystem 1 an. Demzufolge wird ein Öldruck in der Verbrennungsmaschine 3 bei einer Zunahme der Last oder der Drehzahl oder einer niedrigen Öltempe- ratur erhöht und in Abhängigkeit derselben geregelt.

Bei einer Abnahme der Last oder einer Zunahme der Drehzahl, die in der V erbrennungsmaschine 3 einen übermäßigen Öldruck durch den proportionalen Anstieg des Fördervolumen bzw. Förderdrucks der V erdrängerpumpe bewirken würde, erfolgt eine umgekehrte Verstellung in der Regelstrecke. Dabei wird die Saugdrosselung erhöht, der Förderdruck im Schmierölfördersystem 1 herabgesetzt und eine erforderliche An- triebsleistung der Verbrennungsmaschine 3 für das Schmierölfördersystem 1 sinkt.

Durch die hydraulische und elektrische Ansteuerung des Drosselventils über das bereitgestellte 4/3 Proportionalventil wird ferner ein Fail-Safe Modus sichergestellt. Bei einer elektrischen Fehlfunktion, wie einem Ausfall einer Steuerungselektronik, kann ein Fall eintreten, dass keine elektrische Leistungszufuhr mit Pulsweitenmodulation zur Ansteuerung des elektromagnetischen Stellglieds in der elektrisch-hydraulischen Regelvor- richtung 6 ankommt. In diesem Fall ist ein Kräfteverhältnis zwischen der Stellkraft der Druckfeder und einer Stellkraft aus einer Druckdifferenz zwischen der Ansaugstrecke 11 und dem hydraulischen Steuerzweig 17 derart gewählt, dass im Wesentlichen kein hyd- raulischer Widerstand zur Druckminderung auf den hydraulischen Steuerdruck am Dros- selventil 4 ausgeübt wird. Somit ist sichergestellt, dass im Falle einer solchen elektrischen Fehlfunktion im Wesentlichen keine Begrenzung des Durchflussquerschnitts in der An- saugstrecke 11 vorgenommen wird, und der resultierende Fördererdruck in der Zu- führstrecke 13 trotz Ausfall einer Regelungsfunktion der Steuerungstechnik nicht unter- halb eines erforderlichen Öldrucks der V erbrennungsmaschine 3 gesenkt wird. Zugleich verhindert die hydraulische Ansteuerung des Drosselventils 4 aus einer Druckdifferenz zwischen der Ansaugstrecke 11 und der Zuführstrecke 13 sowohl während einer Regelung als auch eines elektrischen Ausfalls, dass durch einen ungedrosselten Zustand der S chraubenspindelpumpe 2 ein im Verhältnis zur Drehzahl übermäßig hoher Öldruck auftreten kann.

In einer alternativen Ausfuhrungsform des S chmierölfördersystems 1 können die elektrisch-hydraulische Regelvorrichtung 6, d.h. ein 4/3 Proportionalventil und der hydraulische Steuerzweig 17 entfallen. In diesem Fall kann das Drosselventil 4 durch ein elektrisches Stellglied eingestellt werden, das direkt von der Steuervorrichtung 5 angesteuert wird. Darüber hinaus kann das S chmierölfördersystem eine unterschiedliche Konfiguration in Bezug auf die hydraulischen Strecken, wie der S chmieröl Versorgung und die An- ordnungen von eingebundenen Vorrichtungen wie dem Ölfilter 14 und dem Ölkühler 15 aufweisen. Ferner kann das Drosselventil 4, insbesondere im Falle einer elektrisch betä- tigten Variante, außerhalb des Ölsumpfs 30 angeordnet sein, solange das Drosselventil in der Ansaugstrecke 11 liegt. Ebenso kann die Spindelschraubenpumpe 2 außerhalb des Ölsumpfes angeordnet sein, insofern sie von der V erbrennungsmaschine 3 angetrieben wird und mit der Ansaugstrecke 11 sowie der Zuführstrecke 13 verbunden ist.

Übersicht der Bezugszeichen

1 Schmierölfördersystem

2 S chraubenspindelpumpe

3 V erbrennungsmaschine

4 Drosselventil

5 Steuervorrichtung

6 elektrisch-hydraulische Regelvorrichtung

7 Drucksensor

11 Ansaugstrecke

13 Zuführstrecke

14 Ölfilter

15 Ölkühler

17 hydraulischer Steuerzweig

20 Spindelkammer

21 Saugseite der Spindelkammer

22 S chraubenspindel

23 Druckseite der Spindelkammer

24 S chraubenwellen

30 Ölsumpf