DE102008014919B4

DE102008014919B4 - Druckbetätigter Mechanismus und denselben beinhaltende Wasserpumpe

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Publication number: DE102008014919B4
Application number: DE102008014919A
Authority: DE
Inventors: Shuichi Hanai; Kyosuke Togawa; Kazunari Adachi; Nobuhisa Nakajima; Takashi Sakumoto
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp; Aisin Corp
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2008-03-19
Publication date: 2013-09-12
Anticipated expiration: 2028-03-20
Also published as: DE102008014919B8; JP2008232027A; JP4297946B2; DE102008014919A1; US20080232975A1; US8029246B2

Abstract

Druckbetätigter Mechanismus, beinhaltend: eine Druckkammer (31b); einen Betriebsbereich (30), der gemäß einer Druckveränderung in der Druckkammer (31b) einen angetriebenen Bereich antreibt oder einen gesteuerten Bereich steuert; einen Druckweg (72), der eine Verbindungsleitung (58, 59) beinhaltet, deren eines Ende mit der Druckkammer (31b) verbunden ist, deren anderes Ende abzweigt und jeweils mit einem ersten Druckbereich und einem zweiten Druckbereich verbunden ist, in dem der Druck geringer ist als der Druck in dem ersten Druckbereich, und von dem zumindest ein Teil an der und von der Druckkammer (31b) montierbar und demontierbar ist; einen Schaltbereich (55), der auf dem Druckweg (72) angeordnet ist, zum Ändern eines Verbindungszustands zwischen der Druckkammer (31b) und den Druckbereichen, um eine Druckveränderung in der Druckkammer (31b) zu bewirken; und einen Demontageerfassungsbereich (60), der mit dem Druckweg (72) verbunden ist, zum Erfassen einer Demontage der Verbindungsleitung (58, 59) von der Druckkammer (31b), basierend auf einer Veränderung eines Strömungszustands in der Verbindungsleitung (58, 59), dadurch gekennzeichnet, dass: ein Leitungsquerschnitt von einem Abschnitt des Druckwegs (72) zwischen einem demontierbaren Bereich der Verbindungsleitung (58, 59) und einem Verbindungsbereich des Demontageerfassungsbereichs (60) eine vorbestimmte Größe aufweist, so dass eine Erfassung einer Demontage durch den Demontageerfassungsbereich (60) möglich ist; und einen auf dem Druckweg (72) angeordneten Druckübertragungsreduktionsbereich (71) zum Verhindern, dass sich ein Druck in der Druckkammer (31b) rasch verändert, wenn der Schaltbereich (55) geschaltet wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen druckbetätigten Mechanismus zum Antreiben eines angetriebenen Bereichs oder Steuern eines gesteuerten Bereichs gemäß einer Druckveränderung in einer Druckkammer und eine Wasserpumpe, die den druckbetätigten Mechanismus beinhaltet.
2. Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
In einem Verbrennungsmotor wird eine Wasserpumpe verwendet, Kühlwasser durch den Wassermantel zu zirkulieren. Bei der in der japanischen Gebrauchsmusterschrift Nr. 5-58832 ( JP 5-58 832 U ) beschriebenen Wasserpumpe wird die Zirkulation von Kühlwasser beispielsweise durch eine Drehung eines Flügelrads, das an einer Drehwelle befestigt ist, bewirkt. In der Wasserpumpe wird die durch den Verbrennungsmotor erzeugte Antriebskraft über eine Riemenscheibe, die sich synchron mit dem Verbrennungsmotor dreht, über eine Fluidkupplung auf die Drehwelle übertragen, wodurch sich das Flügelrad dreht. Die Wasserpumpe ist so konfiguriert, dass der Grad, zu dem die Drehwelle und die Fluidkupplung miteinander in Eingriff stehen, mit Anstieg der Temperatur des Kühlwassers im Wassermantel zunimmt. In der Wasserpumpe ist somit die Drehzahl des Flügelrads umso höher, je höher die Temperatur des Kühlwassers im Wassermantel ist.
In den letzten Jahren hat man Wasserpumpen untersucht, bei denen die auf den Rotor der Pumpe übertragene Antriebskraft verändert werden kann, z. B. die in 5 und 6 gezeigten. Wie in 5 gezeigt ist, beinhaltet die Wasserpumpe 100: ein Zirkulationssystem 20 zum Zirkulieren des Kühlwassers; und ein Antriebssystem 30 zum Antreiben eines Drehzylinders 21 des Zirkulationssystems 20. Eine Trennwand 40 zum Verhindern, dass Kühlwasser aus dem Zirkulationssystem 20 in das Antriebssystem 30 gelangt, ist zwischen dem Zirkulationssystem 20 und dem Antriebssystem 30 angeordnet.
Ein Strömungsweg 23, der von Kühlwasser durchströmt wird, ist in einem Zylinderblock 22 des Verbrennungssystems ausgebildet. Eine Trägerwelle 25, von der ein Ende an der Trennwand 40 befestigt ist, ist im Strömungsweg 23 angeordnet. An beiden Enden der Trägerwelle 25 sind Lager 24a bzw. 24b angeordnet. Die Trägerwelle 25 wird durch den mit Schaufeln 26 versehenen Drehzylinder 21 eingefügt, wodurch der Drehzylinder 21 in Bezug auf die Trägerwelle 25 drehbar gelagert wird. Ein Endbereich des Drehzylinders 21 auf der Seite der Trennwand 40 ist mit einem einen Eisenkern beinhaltenden Induktorring 27 versehen.
Das Antriebssystem 30 beinhaltet ein Gehäuse 31 und eine Riemenscheibe 32, die am Gehäuse 31 befestigt ist, wobei die Riemenscheibe 32 mit einer Kurbelwelle (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors durch einen Riemen 33 verbunden ist, so dass die Riemenscheibe 32 durch die Kurbelwelle angetrieben wird. In dem Gehäuse 31 ist ein Schieber 34 angeordnet, von dem zumindest ein Teil mit dem Gehäuse 31 verzahnt in Einriff steht, wobei der Schieber 34 in der Lage ist, sich in einer axialen Richtung des Drehzylinders 21 im Gehäuse 31 hin- und herzubewegen. Ein Magnet 35, der z. B. aus Neodym gefertigt ist, wird auf der Seite des Zirkulationssystems 20 auf einen Endbereich des Schiebers 34 gepasst, so dass der Magnet 35 den an den Drehzylinder 21 gepassten Induktorring 27 umgibt ist. Der Induktorring 27 und der Magnet 35 funktionieren jeweils als magnetischer Bereich.
Der Schieber 34 wird durch eine im Gehäuse 31 angeordnete Feder 36 stets auf die Seite des Zirkulationssystems 20 gedrängt. Das von der Kurbelwelle an das Gehäuse 31 über den Riemen 33 und die Riemenscheibe 32 übertragene Drehmoment wird mittels der magnetischen Wechselwirkung, die sich zwischen dem Induktorring 27 und dem Magneten 35 ereignet, an den Drehzylinder 21 übertragen, wodurch der Drehzylinder 21 gedreht wird. Wenn die am Drehzylinder 21 befestigten Schaufeln 26 sich aufgrund dieser Drehung drehen, wird das Kühlwasser im Strömungsweg 23 dem Wassermantel (nicht gezeigt) des Verbrennungsmotors unter Druck stehend zugeführt.
Das Innere des Gehäuses 31 ist durch den Schieber 34 in eine atmosphärische Kammer 31a und eine Druckkammer 31b unterteilt. Ein Abdichtungselement 37 zur Abdichtung zwischen dem Schieber 34 und der Innenoberfläche des Gehäuses 31 ist auf der Außenoberfläche des Schiebers 34 angeordnet, und das Abdichtungselement 37 hält die Druckkammer 31b luftdicht versiegelt. Variiert der Druck in der Druckkammer 31b, bewegt sich der Schieber 34 im Gehäuse 31 hin- und her, wodurch der Betrag des Drehmoments, das über den Magneten 35 und den Induktorring 27 an den Drehzylinder 21 übertragen wird, geändert wird. In der Wasserpumpe 100 handelt es sich somit bei dem Drehzylinder 21 um einen drehenden Körper, der als der angetriebene Bereich dient, der durch die Hin- und Herbewegung des Schiebers 34 angetrieben wird; das Gehäuse 31 und der Schieber 34 bilden den Betriebsbereich, der den Drehzylinder 21 gemäß der Druckveränderung in der Druckkammer 31b antreibt; und bei dem Antriebssystem 30 handelt es sich um den druckbetätigten Mechanismus.
In dem Antriebssystem 30 ist ein Druckrohr 41 in die Druckkammer 31b des Gehäuses 31 eingefügt. Das Druckrohr 41 wird durch ein Lager 42 gelagert, das in dem Gehäuse 31 vorgesehen ist und an einem anderen Element (nicht gezeigt) befestigt ist, und das Gehäuse 31 ist in Bezug auf das Druckrohr 41 drehbar. Eine Dichtung 43 zum Verhindern, dass Luft aus der Druckkammer 31b herausströmt, ist zwischen dem Druckrohr 41 und der Innenoberfläche des Gehäuses 31 angeordnet. Eine Druckeinführleitung 52 ist mit dem Druckrohr 41 verbunden, und ein Vakuumschaltventil (das nachstehend als „VSV” bezeichnet wird) 55, das als Schaltbereich dient, ist auf der Druckeinführleitung 52 angeordnet. Die Druckeinführleitung 52 zweigt über das VSV 55 an dem Ende gegenüber dem Ende ab, wo die Druckeinführleitung 52 mit dem Druckrohr 41 verbunden ist. Eine Abzweigung der Druckeinführleitung 52 ist mit einer Einlasslufttleitung 57 auf der stromabwärtigen Seite eines Drosselventils 62 verbunden, und die andere Abzweigung der Druckeinführleitung 52 ist mit einem im Motorraum befindlichen atmosphärischen Lufteinführbereich 54 verbunden, in den atmosphärische Luft eingeführt wird. In der Lufteinführleitung 57 handelt es sich bei dem Bereich stromabwärts des Drosselventils 62 um einen Unterdruckbereich, in dem der Druck unter dem Atmosphärendruck liegt, wenn sich der Verbrennungsmotor in Betrieb befindet. Insbesondere bilden das Druckrohr 41 und die Druckeinführleitung 52 einen Druckweg 70, und der atmosphärische Lufteinführbereich 54 und die Einlassluftleitung 57 ergeben einen ersten Druckbereich bzw. einen zweiten Druckbereich. Die Antriebssteuerung des VSV 55 wird durch eine elektronische Steuerung 90 ausgeführt, wodurch die Ventilelementposition des VSV 55 geändert wird, wodurch bewirkt wird, dass die Druckkammer 31b selektiv mit der Saugluftleitung 57 oder dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt.
Insbesondere wenn das Signal zum Steuern des VSV 55, das von der elektronischen Steuerung 90 zugeführt wird, „AUS” ist, steht die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung, und die atmosphärische Luft wird in die Druckkammer 31b eingeführt, wodurch die Druckdifferenz zwischen der atmosphärischen Kammer 31a und der Druckkammer 31b aufgehoben wird. Wie in 5 gezeigt ist, wird somit der Schieber 34 durch die Spannkraft der Feder 36 vorgespannt und zum Zirkulationssystem 20 hin verschoben. Wenn dies geschieht, nähern sich der auf dem Schieber 34 angeordnete Magnet 35 und der auf dem Drehzylinder 21 angeordnete Induktorring 27 einander, so dass sie einander zugewandt sind, und daher verstärkt sich der durch den Magnet 35 und den Induktorring 27 hindurch fließende Magnetfluss, und das vom Schieber 34 an den Drehzylinder 21 übertragene Drehmoment wird verhältnismäßig groß. Die Menge des Kühlwassers, das zum Wassermantel gefördert oder ihm zugeführt wird, nimmt aufgrund der Drehung der Schaufeln 26 des Drehzylinders 21 ebenfalls zu.
Wenn hingegen das Signal zum Steuern des VSV 55, das von der elektronischen Steuerung 90 zugeführt wird, „EIN” ist, steht die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung, und der Unterdruck der Einlassluft wird in die Druckkammer 31b eingeführt, so dass die Druckdifferenz zwischen der Druckkammer 31b und der atmosphärischen Kammer 31a bewirkt, dass der Schieber 34 trotz der durch die Feder 36 ausgeübten Vorspannkraft zum Druckrohr 41 hin verschoben wird, wie in 6 gezeigt ist. Somit entfernen sich der auf dem Schieber 34 angeordnete Magnet 35 und der auf dem Drehzylinder 21 angeordnete Induktorring 27 voneinander in der axialen Richtung des Drehzylinders 21, wodurch bewirkt wird, dass der durch den Magnet 35 und den Induktorring 27 fließende Magnetfluss gegenüber dem in 5 gezeigten Zustand abnimmt. Dementsprechend nimmt die Strömungsrate des zum Wassermantel beförderten oder ihm zugeführten Kühlwassers ab.
Auf diese Weise wird in der Wasserpumpe 100 die Strömungsrate des zum Wassermantel beförderten oder ihm zugeführten Kühlwassers durch Verändern der Ventilelementposition des VSV 55 entsprechend gesteuert.
Demgegenüber gibt es eine Wasserpumpe 100, bei der zur Erleichterung des Wartungsaufwands die Druckeinführleitung 52 demontierbar ist. Wie insbesondere in 5 und 6 gezeigt ist, ist es denkbar, dass die Druckeinführleitung 52 folgende Merkmale beinhaltet: eine erste Verbindungsleitung 58, die an das Druckrohr 41 und das VSV 55 montierbar und von diesen demontierbar ist, und eine zweite Verbindungsleitung 59, die an das VSV 55 und die Einlassluftleitung 57 montierbar und von diesen demontierbar ist. Wenn in diesem Fall ein Mechaniker die Verbindungsleitungen 58 und 59 demontiert und während der Wartungs- oder Inspektionsdauer keine weiteren Maßnahmen an ihnen vornimmt, kann es beispielweise dahingehend zu Problemen kommen, dass es unmöglich wird, durch Schalten des VSV 55 eine entsprechende Druckveränderung in der Druckkammer 31b zu bewirken.
Insbesondere wenn die erste Verbindungsleitung 58 von dem Druckrohr 41 oder dem VSV 55 demontiert wird, und die zweite Verbindungsleitung 59 vom VSV 55 oder der Einlassluftleitung 57 demontiert wird, wird die atmosphärische Luft stets in die Druckkammer 31b eingeführt und die Druckkammer 31b auf atmosphärischem Druck gehalten, so dass die Wasserpumpe 100 stets in dem in 5 gezeigten Zustand gehalten wird. Somit besteht keine Möglichkeit, die Kühlwassermenge, die mittels der Wasserpumpe 100 zum Wassermantel befördert oder im zugeführt wird, einzustellen.
Es ist eine Wasserpumpe 100 vorhanden, in der, wenn die erste und die zweite Verbindungsleitung 58 und 59 demontiert werden, ein Erfassungsabschnitt vorhanden ist, der den Demontiervorgang unter Verwendung der Tatsache erfasst, dass die Strömungsbedingungen in der Druckeinführleitung 52 sich zum Zeitpunkt der Demontage der Leitungen ändern.
Die Erfassung der Demontage durch den Erfassungsabschnitt wird z. B. wie folgt ausgeführt. In einem Verbrennungsmotor wird die Luftmenge, die in den Verbrennungsraum eingeführt wird, beispielsweise durch einen Luftströmungsmesser 60, der in der Einlassluftleitung 57 angeordnet ist, erfasst, und die Menge des Kraftstoffs, der in den (die) Verbrennungsraum (-räume) eingespritzt wird, wird anhand der Luftmenge, die durch den Luftströmungsmesser 60 erfasst wird, hergeleitet, um das Gewichtsverhältnis zwischen Luft und Kraftstoff in dem Verbrennungsraum auf das gewünschte Kraftstoff-Luft-Verhältnis einzustellen. Wenn jedoch die zweite Verbindungsleitung 59 vom VSV 55 demontiert wird, wird beispielsweise Luft durch die zweite Verbindungsleitung 59 in die Einlassluftleitung 57 eingeführt, und daher wird die Luftmenge, die in den Verbrennungsraum eingeführt wird, größer als die Luftmenge, die durch den Luftströmungsmesser 60 erfasst wird. Aus diesem Grund nimmt das Ist-Kraftstoff-Luftverhältnis zu (wird magerer) als das Soll-Kraftstoff-Luftverhältnis, selbst wenn der Betrag der Kraftstoffeinspritzung basierend auf dem Betrag der durch den Luftströmungsmesser 60 erfassten Luft gesteuert wird, so dass das Kraftstoff-Luftverhältnis in dem Verbrennungsraum zum Soll-Kraftstoff-Luftverhältnis wird. Somit besteht die Möglichkeit, die Demontage der Verbindungsleitungen 58 und 59 der Druckeinführleitung 52 unter solchen Umständen erfassen zu können. Wenn außerdem die zweite Verbindungsleitung 59 von der Einlassluftleitung 57 demontiert wird oder wenn die erste Verbindungsleitung 58 vom VSV 55 oder dem Druckrohr 41 demontiert wird, kann die Demontage der Verbindungsleitung 58 oder 59 auf ähnliche Weise erfasst werden. Insbesondere wenn die Verbindungsleitung 58 oder 59 der Druckeinführleitung 52 demontiert wird, kann diese Anomalität bzw. die Demontage der Leitungen basierend auf einer Veränderung der Strömungsbedingungen in der Druckeinführleitung 52 erfasst werden, wie z. B. in dem Fall, wenn Luft von der Demontagestelle in die Einlassluftleitung 57 eingeführt wird.
Wenn bestimmt wird, dass die Verbindungsleitung 58 oder 59 der Druckeinführleitung 52 demontiert worden ist, ist die Luftmenge, die in die Einlassluftleitung 57 eingeführt, wenn die Verbindungsleitung 58 oder 59 demontiert worden ist, nicht so groß, wenn der Querschnitt der Leitung der Druckeinführleitung 52 gering ist. Somit ist es in Bezug auf die Erfassung der Demontage der Leitungen umso besser, je größer der Leitungsquerschnitt der Druckeinführleitung 52 ist. Wenn jedoch der Leitungsquerschnitt der Druckeinführleitung 52 groß ist, ist die Geschwindigkeit, mit der sich der Schieber 34 hin- und herbewegt, wenn sich der Druck in der Druckkammer 31b zum Zeitpunkt des Schaltens VSV 55 rasch ändert, hoch, was zu einer Minderung der Dauerhaftigkeit der Bauteile, aus denen das Antriebssystem 30 besteht, einer Verschlechterung der Steuerbarkeit des Verbrennungsmotors aufgrund einer rapiden Veränderung der Drehzahl der Schaufeln 26 und einer Verstärkung des Strömungsgeräusches im Strömungsweg 23 führen.
Die durch eine rasche Druckveränderung in der Druckkammer bewirkte Pulsation stellt ein Problem dar, das in einem anderen druckbetätigten Mechanismus als der Wasserpumpe auftreten kann, wobei in dem Mechanismus entsprechend einer Druckveränderung in der Druckkammer ein angetriebener Bereich angetrieben oder ein gesteuerter Bereich gesteuert wird. Insbesondere wenn in einem druckbetätigten Mechanismus der Druckweg die Verbindungsleitung umfasst, die an die Druckkammer montierbar und von ihr demontierbar ist, und der Querschnitt der Leitung des Druckwegs eine Abmessung aufweist, die es ermöglicht, die Demontage der Leitungen zu erfassen, wird der Antrieb des angetriebenen Bereichs oder die Steuerung des gesteuerten Bereichs aufgrund einer rapiden Druckveränderung in der Druckkammer abrupt ausgeführt, was zu einer Pulsation führen kann.
Die DE 10 2004 054 637 A1 lehrt weiter eine über eine Riemenscheibe angetriebene, regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotoren, bei welcher im Pumpengehäuse ein Magnetgehäuse mit einer Magnetspule und ein mit einem Magnetanker versehener, durch eine Druckfeder belasteter Ventilschieber angeordnet ist, dessen Außenzylinder mit seinem Innendurchmesser den Außendurchmesser des Flügelrades geringfügig überragt und der entlang der äußeren Breite des Flügelrades so verschoben werden kann, dass in einer Endlagenstellung des Ventilschiebers der Zufluss vom Flügelrad in die Pumpenspirale freigegeben und in der anderen Endlagenstellung des Ventilschiebers der Zufluss vom Flügelrad in die Pumpenspirale versperrt ist.
Die DE 698 28 868 T2 schließlich lehrt eine Thermostat-Vorrichtung, die durch ein Ventilelement mit einem Ventilschaft gesteuert wird, und insbesondere eine Umgehungskonstruktion im Bodenbereich der Thermostatvorrichtung, die einen in der Unterlauf-Seite des in einem Fluid-Zirkulationskanal angeordneten Ventilelementes vorhandenen Umgehungskanal aufweist, der dem Fluid gemäß einer Öffnungs- bzw. Geschlossen-Stellung des Ventilelements eine Umgehung zur Unterlauf-Seite des Zirkulationskanals ermöglicht, und ein Umschaltventil, dass den Umgehungskanal öffnen und schließen kann.
Eine weitere gattungsgemäße Thermostatanordnung ist Gegenstand der DE 691 449 A .
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Ausgehend vom Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung einen druckbetätigten Mechanismus zu schaffen, bei dem der Querschnitt der Leitung eines Druckwegs, der eine Druckkammer und Druckbereiche verbindet, in denen voneinander unterschiedliche Drücke vorherrschen, eine Abmessung aufweist, so dass es möglich ist, eine Demontage der Leitungen zu erfassen, und der in der Lage ist, eine Pulsation während des Betriebs eines Betriebsbereichs zu reduzieren, wenn der druckbetätigte Mechanismus mit dem Betriebsbereich versehen ist, der gemäß einer Veränderung des Drucks in der Druckkammer einen angetriebenen Bereich antreibt oder einen gesteuerten Bereich steuert, und eine Wasserpumpe, die den druckbetätigten Mechanismus beinhaltet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen druckbetätigten Mechanismus. Der druckbetätigte Mechanismus beinhaltet: eine Druckkammer, einen Betriebsbereich, der einen angetriebenen Bereich oder einen gesteuerten Bereich entsprechend einer Veränderung des Drucks in der Druckkammer antreibt bzw. steuert; einen Druckweg, der eine Verbindungsleitung beinhaltet, wovon ein Ende mit der Druckkammer verbunden ist, das andere Ende abzweigt und jeweils mit einem ersten Druckbereich und einem zweiten Druckbereich verbunden ist, in dem ein Druck geringer ist als der Druck in dem ersten Druckbereich, und wovon zumindest ein Teil an die Druckkammer montierbar bzw. von dieser demontierbar ist; einen Schaltbereich, der auf dem Druckweg angeordnet ist, zum Ändern eines Verbindungszustands zwischen der Druckkammer und den Druckbereichen, um in der Druckkammer eine Druckveränderung zu bewirken; und einen Demontageerfassungsbereich, der mit dem Druckweg verbunden ist, zum Erfassen einer Demontage der Verbindungsleitung von der Druckkammer basierend auf einer Veränderung einer Strömungsbedingung in der Verbindungsleitung. Der Leitungsquerschnitt eines Abschnitts des Druckwegs zwischen einem demontierbaren Bereich der Verbindungsleitung und einem Verbindungsbereich des Demontageerfassungsbereichs weist eine vorbestimmte Abmessung auf, so dass eine Erfassung einer Demontage durch den Demontageerfassungsbereich möglich ist, und der Druckweg weist einen Druckübertragungsreduktions-Bereich auf, um zu verhindern, dass sich der Druck in der Druckkammer beim Schalten des Schaltbereichs rasch verändert.
Bei dieser Konfiguration weist der Leitungsquerschnitt des Abschnitts des Druckwegs zwischen dem demontierbaren Bereich der Verbindungsleitung und dem Verbindungsbereich des Demontageerfassungsbereichs die vorbestimmten Abmessungen auf, und es besteht daher die Möglichkeit, eine Demontage durch den Demontageerfassungsbereich zu erfassen, wenn die Verbindungsleitung demontiert wird. Weil der Druckweg mit dem Druckübertragungsreduktionsbereich versehen ist, kommt es, selbst wenn der Leitungsquerschnitt diese Abschnitts die vorbestimmten Abmessungen aufweist, nicht zu einer raschen Veränderung des Drucks in der Druckkammer, wenn der Verbindungszustand zwischen der Druckkammer und den Druckbereichen beim Schalten des Schaltbereichs geändert wird. Somit kann verhindert werden, das es zu einer Pulsation kommt, wenn der Betriebsbereich entsprechend der Druckveränderung in der Druckkammer den angetriebenen Bereich oder den gesteuerten Bereich antreibt bzw. steuert. Selbst wenn der Druckübertragungsreduktionsbereich auf der Seite des Demontageerfassungsbereichs des demontierbaren Bereichs der Verbindungsleitung angeordnet ist, kann, wenn eine Konfiguration übernommen wird, bei der der Druckübertragungsreduktionsbereich den Grad ändern kann, bis zu dem eine Druckübertragung reduziert wird, oder wenn der Grad der Druckübertragungsreduktion bedingungsabhängig variiert, bestimmt werden, dass die Verbindungsleitung demontiert ist, wenn der Grad der Druckübertragungsreduktion gering wird.
Der Schaltbereich kann so konfiguriert sein, dass er wahlweise zwischen einem Zustand, in dem der Schaltbereich bewirkt, dass die Druckkammer mit einem ersten Druckbereich in Verbindung gelangt, und einem Zustand, in dem der Schaltbereich bewirkt, dass die Druckkammer mit der zweiten Druckkammer in Verbindung gelangt, geschaltet werden kann, und der Druckübertragungsreduktionsbereich kann einen Drosselbereich, dessen Leitungsquerschnitt geringer als die vorbestimmten Abmessungen ist, auf dem Druckweg beinhalten. Der Druckübertragungsreduktionsbereich kann auf der Seite der Druckkammer des demontierbaren Bereichs der Verbindungsleitung auf dem Druckweg positioniert sein.
Nachdem in der vorstehenden Konfiguration der Verbindungszustand durch den Schaltbereich geändert worden ist, steht die Druckkammer mit dem ersten oder zweiten Druckbereich durch den Druckwegabschnitt in Verbindung, dessen Leitungsquerschnitt die vorbestimmten Abmessungen aufweist. Die Druckkammer ist jedoch mit dem Druckwegabschnitt, dessen Leitungsquerschnitt die vorbestimmten Abmessungen aufweist, über den Drosselbereich verbunden, so dass der Druck im ersten oder zweiten Druckbereich beim Schalten des Schaltbereichs nicht rasch an die Druckkammer übertragen wird. Somit wird der Druck im ersten oder zweiten Druckbereich durch den Drosselbereich langsam an die Druckkammer übertragen, so dass ein Verhindern einer raschen Druckveränderung in der Druckkammer ermöglicht wird. Der Drosselbereich kann eine Öffnung sein, wo die Leitung teilweise verengt ist, oder kann eine schmales leitungsähnliches Element sein, dessen Leitungsquerschnitt Abmessungen aufweist, die kleiner als die vorbestimmten Abmessungen sind.
Der Druckweg kann ein an der Druckkammer befestigtes Druckrohr beinhalten, und die Verbindungsleitung, die an das und von dem Druckrohr montierbar bzw. demontierbar ist, und der Drosselbereich können in dem Druckrohr angeordnet sein.
Bei dieser Konfiguration ist der Drosselbereich in dem an der Druckkammer befestigten Druckrohr angeordnet, und selbst wenn eine Mehrzahl von Verbindungsleitungen vorhanden wäre, bestünde die Möglichkeit, die Demontage einer beliebigen der Verbindungsleitungen zuverlässig zu erkennen.
Der Drosselbereich kann mit dem Druckrohr einstückig ausgebildet sein.
Der Schaltbereich kann so konfiguriert sein, dass er schrittweise zwischen einem Zustand, in dem der Schaltbereich bewirkt, dass die Druckkammer mit dem ersten Druckbereich in Verbindung gelangt, und einem Zustand, in dem der Schaltbereich bewirkt, dass die Druckkammer mit der zweiten Druckkammer in Verbindung gelangt, geschaltet werden kann, und der Druckübertragungsreduktionsbereich kann dabei den Schaltbereich beinhalten. Insbesondere kann der Schaltbereich so konfiguriert sein, dass er in der Lage ist, einen Zustand beizubehalten, in dem der Schaltbereich bewirkt, dass die Druckkammer mit sowohl dem ersten Druckbereich als auch dem zweiten Druckbereich in Verbindung gelangt, und der Druckübertragungsreduktionsbereich kann dabei den Schaltbereich beinhalten.
In der vorstehenden Konfiguration versteht man unter „wird der Schaltbereich schrittweise geschaltet”, dass der Schaltbereich so konfiguriert ist, dass er zur Beibehaltung eines mittleren Zustands in der Lage ist, in dem der Schaltbereich bewirkt, dass die Druckkammer mit sowohl dem ersten Druckbereich als auch dem zweiten Druckbereich in Verbindung gelangt, wenn mittels des Schaltbereichs ein Übergang zwischen einem Zustand erfolgt, in dem die Druckkammer mit dem ersten Druckbereich in Verbindung gelangt, und einem Zustand, in dem die Druckkammer mit dem zweiten Druckbereich in Verbindung gelangt. Bei dieser Konfiguration besteht die Möglichkeit, zu verhindern, dass der Druck in der Druckkammer rasch in den Druck im zweiten Druckbereich verändert wird, indem der mittlere Zustand für eine vorbestimmte Zeitspanne beibehalten wird, wenn z. B. ein Übergang mittels des Schaltbereichs von dem Zustand erfolgt, in dem die Druckkammer mit dem ersten Druckbereich in Verbindung steht, in den Zustand, in dem die Druckkammer beispielsweise mit dem zweiten Druckbereich in Verbindung steht. Ein ähnlicher vorteilhafter Effekt wird zudem erreicht, wenn mittels des Schaltbereichs ein Übergang von einem Zustand, in dem die Druckkammer mit dem zweiten Druckbereich in Verbindung steht, in einen Zustand erfolgt, in dem die Druckkammer mit dem ersten Druckbereich in Verbindung steht.
Der Schaltbereich kann so konfiguriert sein, dass er stufenlos zwischen einem Zustand, in dem der Schaltbereich bewirkt, dass die Druckkammer mit dem ersten Druckbereich in Verbindung steht, und einem Zustand, in dem der Schaltbereich bewirkt, dass die Druckkammer mit der zweiten Druckkammer in Verbindung steht, geschaltet werden kann, und der Druckübertragungsreduktionsbereich kann dabei den Schaltbereich beinhalten.
Bei dem ersten Druckbereich kann es sich um einen atmosphärischen Druckbereich handeln, und der zweite Druckbereich kann ein Unterdruckbereich in einem Verbrennungsmotor sein, wobei es in dem Bereich zu einem Unterdruck kommt, wenn Verbrennungsmotor in Betrieb ist.
Bei dieser Konfiguration variiert der Druck in der Kammer folgendermaßen. Das heißt, wenn ein Übergang von einem Zustand, in dem die Druckkammer mit dem atmosphärischen Druckbereich in Verbindung steht, in einen Zustand erfolgt, in dem die Druckkammer mit dem Unterdruckbereich in Verbindung steht, wenn der Verbindungszustand des Druckrohrs durch den Schaltbereich geändert wird, nimmt der Druck in der Druckkammer ab; und wenn ein Übergang von einem Zustand, in dem die Druckkammer mit dem Unterdruckbereich in Verbindung steht, in einen Zustand vorgenommen wird, in dem die Druckkammer mit dem atmosphärischen Druckbereich in Verbindung steht, nimmt der Druck in der Druckkammer zunimmt.
Der Betriebsbereich kann ein Gehäuse und einen in dem Gehäuse angeordneten Schieber beinhalten, die Druckkammer kann durch das Gehäuse und den Schieber in dem Gehäuse definiert sein, und der angetriebene Abschnitt kann entsprechend der Hin- und Herbewegung des Schiebers, die durch die Druckveränderung in der Druckkammer bewirkt wird, angetrieben werden.
Wenn bei der vorstehenden Konfiguration ein Übergang von einem Zustand, in dem die Druckkammer mit einem ersten Druckbereich in Verbindung steht, in einen Zustand erfolgt, in dem die Druckkammer mit dem zweiten Druckbereich in Verbindung steht, nimmt der Druck in der Druckkammer ab, und der Schieber wird daher auf die Seite geschoben, wo die Druckkammer angeordnet ist. Erfolgt hingegen ein Übergang von einem Zustand, in dem die Druckkammer mit dem zweiten Druckbereich in Verbindung steht, in einen Zustand, in dem die Druckkammer mit dem ersten Druckbereich in Verbindung steht, nimmt der Druck in der Druckkammer zu, und der Schieber bewegt sich daher zur der entgegen gesetzten Seite, wo die Druckkammer angeordnet ist, d. h. in die Richtung entgegengesetzt zur Richtung der Druckkammer. Der angetriebene Bereich wird entsprechend der Hin- und Herbewegung des Schiebers angetrieben. Durch Anordnung des Druckübertragungsreduktionsbereichs besteht die Möglichkeit, zu verhindern, dass die Gleitgeschwindigkeit zu hoch wird, wenn sich der Schieber hin- und herbewegt, und es ist daher möglich, ein Auftreten einer Pulsation zu verhindern, beispielsweise aufgrund eines raschen Antriebs des angetriebenen Bereichs.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Wasserpumpe. Die Wasserpumpe beinhaltet den vorstehend beschriebenen druckbetätigten Mechanismus. In der Wasserpumpe beinhaltet der angetriebene Bereich einen mit einem Schaufelrad zum Zirkulieren des Kühlwassers durch den Verbrennungsmotor und den Kühler versehenen Rotor, wobei der Schieber so konfiguriert ist, dass er durch eine durch den Verbrennungsmotor erzeugte Antriebskraft gedreht werden kann, und der Schieber und der Rotor sind jeweils mit einem magnetischen Bereich versehen, in dem der Betrag der Überlappung in der axialen Richtung aufgrund der Hin- und Herbewgung des Schiebers variiert.
Wenn sich der Schieber bei dieser Konfiguration aufgrund der Veränderung des Drucks in der Druckkammer hin- und herbewegt, variiert der Magnetflussbetrag, der zwischen dem Magnetbereich des Schiebers und dem Magnetbereich des Rotor vorliegt, wodurch bewirkt wird, dass die Drehzahl des Flügelrads variiert, und daher besteht die Möglichkeit, die Zirkulsationsmenge des Kühlwassers einzustellen. Weil darüber hinaus der Druckübertragungsreduktionsbereich bereitgestellt ist, und der Schieber somit nicht rasch gleiten kann, wenn er sich hin- und herbewegt, nimmt der Betrag des Magnetflusses, der zwischen dem Magnetbereich des Schiebers und dem Magnetbereich des Rotors vorliegt, nicht rasch zu, und folglich kommt es nicht zu einer raschen Veränderung der Drehzahl des Flügelrads. Somit wird die Dauerfestigkeit des Schiebers und der mit ihnen verbundenen Komponenten verbessert, und es besteht die Möglichkeit, eine Verschlechterung der Steuerbarkeit des Verbrennungsmotors zu und eine Verstärkung des Strömungsgeräusches im Kühlmittelweg zu unterdrücken, die beide in der raschen Veränderung der Drehzahl des Flügelrads begründet sind.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHUNG
Die vorstehenden und weiteren Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachstehenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert, in der identische Bezugszeichen zur Darstellung identischer Elemente verwendet werden. Es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm, das eine Wasserpumpe darstellt, in der ein druckbetätigter Mechanismus gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
2A bis 2C Zeitdiagramme, die eine Steuerung der Drehzahl der Schaufelräder auf einem Drehzylinder der Wasserpumpe darstellen, wobei 2a ein Signal zum Steuern eines Vakuumschaltventils darstellt, 2B einen Druck in einer Druckkammer darstellt, und 2C eine Drehzahl des Drehzylinders der Wasserpumpe darstellt;
3 ein schematisches Diagramm, das eine Wasserpumpe darstellt, in der ein druckbetätigter Mechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
4A bis 4C schematische Diagramme, die Zustände eines Druckweges und von Ventilelementpositionen eines Vakuumschaltventils in einer Wasserpumpe darstellen, in der ein druckbetätigter Mechanismus gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird, wobei 4A einen Zustand darstellt, in dem bewirkt wird, dass eine Druckkammer mit einem atmosphärischen Lufteinführbereich in Verbindung gelangt, 4B einen Zustand zeigt, in dem bewirkt wird, dass die Druckkammer mit sowohl dem atmosphärischen Lufteinführbereich als auch einer Einlassluftleitung in Verbindung gelangt, und 4C einen Zustand zeigt, in dem bewirkt wird, dass der Druckraum mit der Einlassluftleitung in Verbindung gelangt;
5 ein schematisches Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem die Strömungsrate des Kühlwassers in einer Wasserpumpe verhältnismäßig erhöht wird, in der ein druckbetätigter Mechanismus des Stands der Technik verwendet wird; und
6 ein schematisches Diagramm, das einen Zustand darstellt, in dem die Strömungsrate des Kühlwassers in der Wasserpumpe, in der der druckbetätigte Mechanismus des Stands der Technik verwendet wird, verhältnismäßig verringert wird.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Erste Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf 1 und 2 erfolgt eine Beschreibung einer ersten Ausführungsform, in der ein druckbetätigter Mechanismus gemäß einer Erfindung auf eine Wasserpumpe 10 zum Zirkulieren des Kühlwassers eines Verbrennungsmotors angewendet wird. 1 zeigt die Wasserpumpe 10 und ihre Steuerung. In 1 ist das Element, das über die gleiche Funktion wie die des entsprechenden in 5 gezeigten Elements verfügt, das vorstehend beschrieben wurde, mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und auf eine Beschreibung desselben wird daher verzichtet.
Wie in 1 gezeigt ist, ist in der Wasserpumpe 10 gemäß der Ausführungsform eine Druckkammer 31b, die durch ein Gehäuse 31 und einen Schieber 34 in dem Gehäuse 31 definiert ist, mit einem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 und einer Einlassluftleitung 57 über einen Druckweg 72 verbunden.
Genauer gesagt, ist im Druckweg 72 eine mit der Einlassluftleitung 57 verbundene, zweite Verbindungsleitung 59 mit der Einlassluftleitung 57 durch ein zylindrisches Anschlussrohr 57a verbunden, das mit der Einlassluftleitung 57 verbunden ist, um sich durchgehend an die Innenumfangsoberfläche der Einlassluftleitung 57 anzuschließen. Zudem bildet das Anschlussrohr 57a auch einen Teil des Druckwegs 72. Eine Demontage einer ersten Verbindungsleitung 58 von einem Druckrohr 61 bedeutet eine Demontage von der ersten und der zweiten Verbindungsleitung 58 und 59 und des Anschlussrohrs 57a von der Druckkammer 31b. Die Demontage von zumindest entweder der ersten oder der zweiten Verbindungsleitung 58 oder 59 von einem VSV 55 kann eine Demontage der zweiten Verbindungsleitung 59 und des Anschlussrohrs 57a von der Druckkammer 31b bedeuten. Eine Demontage der zweiten Verbindungsleitung 59 vom Anschlussrohr 57a kann eine Demontage des Anschlussrohrs 57a von der Druckkammer 31b bedeuten. Dementsprechend ist die Verbindungsleitung so konfiguriert, dass die erste und die zweite Verbindungsleitung 58 und 59 und das Anschlussrohr 57a an die und von der Druckkammer 31b montierbar und demontierbar sind.
Das VSV 55, das auf dem Druckweg 72 angeordnet ist, ist so konfiguriert, dass es zwischen einem Zustand, in dem das VSV 55 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt, und einem Zustand, in dem das VSV 55 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt, selektiv schalten kann.
Wenn zumindest entweder die erste oder die zweite Verbindungsleitung 58 oder 59 des Druckwegs 72 demontiert wird, d. h., wenn die Verbindungsleitung, die als der Druckweg 72 dient, von der Druckkammer 31b demontiert wird, kommt es zu einer Differenz zwischen dem Erfassungsergebnis eines Luftströmungsmessers 60 und dem Erfassungsergebnis eines Kraftstoff-Luftverhältnissensors (nicht gezeigt), und es besteht somit die Möglichkeit, die Demontage zu erfassen. Ein Demontageerfassungsbereich zum Erfassen einer Demontage der Verbindungsleitung von der Druckkammer 31b besteht aus der die Einlassluftleitung 57, der Luftströmungsmesseinrichtung 60, dem Kraftstoff-Luftverhältnissensor (nicht gezeigt) und einer vorstehend beschriebenen elektronischen Steuerung 90. Der Verbindungsbereich zwischen dem Demontageerfassungsbereich und dem Druckweg 72 ist an der Position angeordnet, in der das Anschlussrohr 57a sich an die Einlassluftleitung 57 anschließt. Die erste und die zweite Verbindungsleitung 58 und 59 und das Anschlussrohr 57 sind so ausgebildet, dass ihr Leitungsquerschnitt vorbestimmte Abmessungen aufweist, so dass der Demontageerfassungsbereich eine Demontage erfassen kann. Diese Leitungen 57a, 58 und 59 sind so ausgebildet, dass sie einen Leitungsquerschnitt aufweisen, der größer oder gleich einer bestimmten Abmessung ist, so dass, wenn zumindest eine der Verbindungsleitungen 58 und 59 demontiert wird, eine ab der Demontagestelle ausreichende Luftmenge in die Einlassluftleitung 57 eingeführt wird und eine Differenz zwischen dem Erfassungsergebnis der Luftströmungsmesseinrichtung 60 und dem Erfassungsergebnis des Kraftstoff-Luftverhältnissensors mit Sicherheit in Erscheinung tritt. Die vorbestimmten Abmessungen hierin beziehen sich nicht auf konstante Abmessungen, d. h. der Leitungsquerschnitt kann teilweise solange variieren, wie der Leitungsquerschnitt größer oder gleich dem minimalen Leitungsquerschnitt ist, der die Erfassung einer Demontage ermöglicht. Die Öffnung des Ventils, wenn das VSV 55 geschaltet worden ist, weist ebenfalls vorbestimmte Abmessungen auf. Wenn somit die Verbindungsleitung des Druckwegs 72 von der Druckkammer 31b abgetrennt wird, wird die Demontage erfasst.
Im Druckweg 72 wird das Druckrohr 61 durch ein Lager 42 getragen, das, wie in dem Fall des Druckrohrs 41 des vorstehend beschriebenen Stands der Technik, im Gehäuse 31 angeordnet ist. Bei normalen Wartungsarbeiten wird das Druckrohr 61 nicht vom Gehäuse 31 abmontiert. Das Druckrohr 61 ist an der Druckkammer 31b befestigt, und die erste und die zweite Verbindungsleitung 58 und 59 und das Anschlussrohr 57a sind an das und von dem Druckrohr 61 montierbar bzw. demontierbar. Das Druckrohr 61 ist so ausgebildet, dass es einen Leitungsquerschnitt mit den vorstehend beschriebenen, vorbestimmten Abmessungen aufweist. Das Druckrohr 61 ist hingegen mit einer Öffnung 71 mit einem Leitungsquerschnitt versehen, der kleiner als der Leitungsquerschnitt mit den vorbestimmten Abmessungen ist. Die Öffnung 71 kann als Druckübertragungsreduktionsbereich oder ein Drosselbereich der Erfindung angesehen werden. Der Querschnitt einer Öffnung 71a der Öffnung 71 weist Abmessungen auf, die kleiner als die vorstehend beschriebenen vorbestimmten Abmessungen sind.
Anschließend erfolgt eine Beschreibung einer Veränderung der Ventilelementposition des VSV 55 der vorliegenden Ausführungsform und eine Variation der Drehzahl eines Drehzylinders 21 der Pumpe 10 zum Zeitpunkt des Schaltvorgangs unter Bezugnahme auf 2A bis 2C. Wie in 2A bis 2C gezeigt ist, wird die Ventilelementposition des VSV 55 geändert, wenn das Signal zum Steuern des VSV 55, das von der elektronischen Steuerung 90 bereitgestellt wird, bei t1 von „AUS” auf „EIN” geschaltet wird, und es erfolgt ein Übergang von dem Zustand, in dem das VSV 55 bewirkt, dass die Druckkammer mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt, in einen Zustand, in dem das VSV 55 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassleitung 57 in Verbindung gelangt. Der Druck der Einlassluftleitung 57 wird somit an die Druckkammer 31b übertragen, um zu bewirken, dass der Druck in der Druckkammer 31b vom atmosphärischen Druck auf den Unterdruck der Einlassluft in der Einlassluftleitung 57 abfällt. Wie vorstehend beschrieben, ist in der vorliegenden Ausführungsform im Druckweg 72 das Druckrohr 61 mit der Öffnung 71 versehen. Wenn somit das Signal zum Steuern des VSV 55 von „AUS” auf „EIN” geschaltet wird, wird der Unterdruck der Einlassluft in der Einlassluftleitung 57 auf die Druckkammer 31b durch die Öffnung 71 übertragen, wo der Leitungsquerschnitt des Druckwegs 72 teilweise reduziert ist, so dass der Unterdruck der Einlassluft nicht rasch übertragen wird. Wenn unter Bezugnahme auf 2B im Fall des Stands der Technik das Signal zum Steuern des VSV 55 von „AUS” auf „EIN” geschaltet wird, ändert sich der Druck in der Druckkammer 31b rasch vom atmosphärischen Druck auf den Unterdruck der Einlassluft, wie durch die Doppelstrichlinie A gezeigt ist. Wie durch die durchgehende Linie P gezeigt ist, ändert sich in der vorliegenden Ausführungsform der Druck im Druckraum 31b langsamer als in dem Fall, der durch die Doppelstrichlinie A gezeigt ist. Obwohl die Änderung des Drucks in der Druckkammer 31b bewirkt, dass der Schieber 34 trotz der durch die Feder 36 ausgeübten Spannkraft zum Druckrohr 61 hin verschoben wird, ist die Geschwindigkeit der Verschiebung niedriger als die entsprechende Geschwindigkeit im Fall des einschlägigen Stands der Technik, so dass, wie durch die durchgehende Linie R in 2C gezeigt ist, die Drehzahl des Drehzylinders 21 sich langsamer verändert als in dem Fall des Stands der Technik, der durch die Doppelstrichlinie C gezeigt ist, wenn die Drehzahl des Drehzylinders 21 von einer hohen zu einer niedrigen Drehzahl variiert.
Wenn hingegen, wie in 2A gezeigt ist, das Signal zum Steuern des VSV 55, das von der elektronischen Steuerung 90 bereitgestellt wird, beispielsweise bei t2 von „EIN” auf „AUS” geschaltet wird, wird die Ventilelementposition des VSV 55 geändert, und es erfolgt ein Übergang von dem Zustand, in dem das VSV 55 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung steht, in den Zustand, in dem das VSV 55 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt wird. Somit wird der atmosphärische Druck an die Druckkammer 31b übertragen, um zu bewirken, dass der Druck in der Druckkammer 31b vom Unterdruck der Einlassluft in der Einlassluftleitung 57 auf den atmosphärischen Druck zunimmt. Wie vorstehend beschrieben, ist auf dem Druckweg in der vorliegenden Ausführungsform das Druckrohr 61 mit der Öffnung 71 versehen. Wenn somit das Signal zum Steuern des VSV 55 von „EIN” auf „AUS” geschaltet wird, wird der atmosphärische Druck von der Druckkammer 31b durch die Öffnung 71, bei der der Leitungsquerschnitt des Druckwegs 72 teilweise reduziert ist, übertragen, so dass der atmosphärische Druck nicht rasch übertragen wird. Im Hinblick auf 2B kommt es im Fall des Stands der Technik, wenn das Signal zum Steuern des VSV 55 von „EIN” auf „AUS” geschaltet wird, zu einer raschen Veränderung des Drucks in der Druckkammer 31b vom Unterdruck der Einlassluft auf den atmosphärischen Druck, wie durch die Doppelstrichlinie B gezeigt ist. Wie durch die durchgehende Linie P gezeigt ist, ändert sich jedoch der Druck in der Druckkammer 31b in der vorliegenden Ausführungsform langsam. Obwohl somit die Veränderung des Drucks in der Druckkammer 31b bewirkt, dass der Schieber 34 aufgrund der durch die Feder 36 ausgeübten Spannkraft zum Zirkulationssystem 20 hinverschoben wird, ist die Geschwindigkeit dieser Verschiebung geringer als die entsprechende Geschwindigkeit im Fall des Stands der Technik, so dass, wie durch die durchgehende Linie R in 2C gezeigt ist, die Drehzahl des Drehzylinders 21 sich langsamer ändert als im Fall des Stands der Technik, der durch die Doppelstrichlinie D gezeigt ist, wenn die Drehzahl des Drehzylinders 21 von der hohen auf die niedrige Drehzahl variiert.
Wie vorstehend ausführlich beschrieben ist, werden durch die Wasserpumpe 10, in der der druckbetätigte Mechanismus der vorliegenden Ausführungsform verwendet wird, folgende Vorteile erreicht. (1) In der Wasserpumpe 10 der vorliegenden Ausführungsform sind im Druckweg 72 die erste und die zweite Verbindungsleitung 58 und 59 und das Anschlussrohr 57a so ausgebildet, dass deren Querschnitt vorbestimmte Abmessungen aufweist, so dass der Demontageerfassungsbereich eine Demontage erfassen kann. Das Druckrohr 61 des Druckwegs 72 ist mit der Öffnung 71 versehen, um eine rasche Veränderung des Drucks in der Druckkammer 31b zu verhindern, wenn das VSV 55 geschaltet wird.
Wenn sich somit ein Zustand ereignet, in dem die erste und die zweite Verbindungsleitung 58 und 59 und das Anschlussrohr 57a von der Druckkammer 31b demontiert werden, wird die Demontage erfasst. Wenn das VSV 55 geschaltet wird, wird der Druck, der durch entweder den atmosphärischen Lufteinführungsbereich 54 oder die Einlassluftleitung 57 ausgeübt wird, die mit der Druckkammer 31b durch diesen Schaltvorgang in Verbindung gelangen soll, an die Druckkammer 31b übertragen. Dieser Druck wird durch die Öffnung 71 übertragen, deren Querschnitt kleiner ist als die vorbestimmten Abmessungen ist, selbst wenn die erste und die zweite Verbindungsleitung 58 und 59 und das Anschlussrohr 57a so ausgebildet sind, dass sie den Leitungsquerschnitt mit den vorbestimmten Abmessungen aufweisen. Somit erfolgt eine langsame Veränderung des Drucks in der Druckkammer 31b, und die Geschwindigkeit, mit der der Schieber 34 gleitet, ist daher langsamer als im Fall des Stands der Technik, so dass die Geschwindigkeit des Drehzylinders 21, die variiert, während der Schieber 34 hin- und herbewegt wird, sich ebenfalls langsam verändert. Die Dauerfestigkeit des Schiebers 34 und der ihm zugeordneten Bauteile wird verbessert, und eine Verschlechterung der Steuerbarkeit des Verbrennungsmotors und eine Verstärkung der Strömungsgeräusche des Kühlwassers im Strömungsweg 23, die beide in der raschen Veränderung der Drehzahl des Flügelrads 26 begründet sind, kann unterdrückt werden.

(2) Im Fall der Wasserpumpe 10 der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Druckweg 72 die Druckleitung 61, die an der Druckkammer 31b befestigt ist, mit der Öffnung 71 versehen. Der Abschnitt des Druckwegs 72, der auf der Seite des Demontageerfassungsbereichs des Druckrohrs 61 angeordnet ist, kann so ausgebildet sein, dass sein Leitungsquerschnitt die vorbestimmten Abmessungen aufweist. Insbesondere wenn das Druckrohr 61 mit der Öffnung 71 versehen ist, ist es möglich, den Leitungsquerschnitt der gesamten Verbindungsleitung, die aus der ersten und der zweiten Verbindungsleitung 58 und 59 und dem Anschlussrohr 57a besteht, bei den vorstehend beschriebenen, vorbestimmten Abmessungen anzusetzen. Wenn somit zumindest entweder die erste oder die zweite Verbindungsleitung 58 und 59 und das Anschlussrohr 57a von der Druckkammer 31b demontiert werden, kann die Demontage zuverlässig erfasst werden
(3) In der Wasserpumpe 10 der vorliegenden Ausführungsform ist anstelle eines schmalen rohrähnlichen Elements die Öffnung 71 als Drosselbereich vorgesehen, so dass die Wahrscheinlichkeit einer Verstopfung des Druckwegs 72 reduziert werden kann.

Zweite Ausführungsform
Anschließend erfolgt eine Beschreibung einer Wasserpumpe 11 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 3.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass, anstatt die Öffnung 71, die als Drosselbereich dienen soll, im Druckrohr 61 des Druckwegs 72 bereitzustellen, der Querschnitt der Leitung des Druckrohrs 76 des Druckwegs 75 kleiner als die vorbestimmten Abmessungen angesetzt wird.
Wie in 3 gezeigt ist, sind ein Rohrhauptbereich 73, der auf der Seite der Druckkammer 31b angeordnet ist, und ein Rohranschlussbereich 74, der so ausgebildet ist, dass sein Durchmesser größer als der des Rohrhauptbereichs 73 ist, und mit der ersten Verbindungsleitung 58 verbunden ist, einstückig ausgebildet, um das Druckrohr 76 der vorliegenden Erfindung zu erhalten. Der Rohrhauptbereich 73 des Druckrohrs 76 wird durch das im Gehäuse 31 angeordnete Lager 42 getragen und der Anschlussrohrbereich 74 desselben liegt ab dem Gehäuse 31 frei.
Im Druckrohr 76 der vorliegenden Ausführungsfrom weist der Querschnitt der Leitung des Rohranschlussbereichs 74 eine Größe auf, die im Wesentlichen gleich den Abmessungen des Querschnitts der Leitung des ersten Verbindungsleitung 58 ist, d. h. den vorbestimmten Abmessungen entsprechen. Der Leitungsquerschnitt des Rohrhauptbereichs 73 ist jedoch kleiner als die vorbestimmten Abmessungen. Der Rohrhauptbereich 73 kann als Druckübertragungsreduktionsbereich oder Drosselbereich der Erfindung betrachtet werden. Weil die Druckleitung 76 so ausgebildet ist, dass der Durchmesser des Bereichs des Druckrohrs 76, wobei dieser Bereich durch das Gehäuse 31 gelagert wird, kleiner ist als der des Druckrohrs 61 der ersten Ausführungsform, ist die Form des Gehäuses 31 derart beschaffen, dass der Bereich des Gehäuses 31, wobei dieser Bereich das Druckrohr 76 lagert, einen Durchmesser aufweist, der kleiner als der Durchmesser des entsprechenden Bereichs des Gehäuses 31 der ersten Ausführungsform ist. Die anderen Bestandteile, die im Speziellen hierin keine Erwähnung finden, sind jedoch mit den entsprechenden Elementen der ersten Ausführungsform identisch.
Auch wenn der Rohrhauptbereich 73 als Drosselbereich dient, erhält man die Vorteile (1) und (2), die in Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurden.
Dritte Ausführungsform
Anschließend erfolgt eine Beschreibung einer Wasserpumpe gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf 4. 4 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konstruktion um einen Druckweg 77 und dessen Steuerung des Antriebssystems der Wasserpumpe der vorliegenden Ausführungsform darstellt.
Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten und der zweiten Ausführungsform dahingehend, dass, anstatt den Drosselbereich zu verwenden, der auf dem Druckweg als Druckübertragungsreduktionsbereich angeordnet ist, der Druckübertragungsreduktionsbereich in Form eines VSV 80 realisiert wird, das als der Schaltbereich dient.
Insbesondere in der ersten und zweiten Ausführungsform ist das VSV 55 so konfiguriert, dass es in der Lage ist, zwischen einem Zustand, in dem das VSV 55 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführungsbereich 54 in Verbindung gelangt, und einem Zustand zu schalten, in dem das VSV 55 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt. Das VSV 80 der vorliegenden Ausführungsform ist jedoch so konfiguriert, dass es in der Lage ist, selektiv zwischen einem Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt, und einem Zustand zu schalten, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt. Wie in 4 gezeigt ist, beinhaltet insbesondere das VSV 80 ein Ventilelement 81 und eine Welle 83, die das Ventilelement 81 drehbar lagert. Das VSV 80 ist so konfiguriert, dass entweder ein Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer, wie in 4A gezeigt, mit dem atmosphärischen Druckeinführbereich 54 in Verbindung gelangt, oder ein Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt, selektiv beibehalten wird, indem das Ventilelement 81 um die Welle 83 gelagert ist. Darüber hinaus ist das VSV 80 so konfiguriert, dass das Ventilelement 81 sich um die Welle 83 dreht und einen mittleren Zustand beibehält, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit sowohl dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 als auch der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt. In 4A bis 4C weisen die als Doppelstrichlinien gekennzeichneten Pfeile auf den Status der Druckübertragung aus dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 und der Einlassluftleitung 57 in die Druckkammer 31b in ihrem jeweiligen Zustand hin.
Erfolgt ein Übergang von einem Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt, in einen Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt, wird der mittlere Zustand, der in 4B gezeigt ist, für eine vorbestimmte Zeitdauer beibehalten. Somit kann verhindert werden, dass der Druck in der Einlassluftleitung 57 rasch an die Druckkammer 31b übertragen wird, und es ist daher zu verhindern möglich, dass der Druck in der Druckkammer 31b sich vom atmosphärischen Luftdruck rasch in den Unterdruck in der Einlassluftleitung 57 ändert. Erfolgt ein Übergang von einem Zustand, wie in 4C gezeigt ist, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung in Verbindung gelangt, in einen Zustand, wie in 4A gezeigt ist, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt, wird der mittlere Zustand, wie in 4B gezeigt ist, für eine vorbestimmte Zeitspanne beibehalten. Somit kann verhindert werden, dass der Druck in dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 rasch von der Druckkammer 31b übertragen wird, und es kann somit verhindert werden, dass der Druck in der Druckkammer 31b sich von dem Unterdruck der Einlassluft in der Einlassluftleitung 57 in den atmosphärischen Druck ändert.
Es genügt, den mittleren Zustand, in dem die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 und der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt, derart zu gestalten, dass die Druckkammer 31b mit sowohl dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 als auch dem Einlassluftbereich 57 in Verbindung gelangt. Das heißt, dass es nicht notwendig ist, dass der Grad, zu dem die Druckkammer 31b zum atmosphärischen Lufteinführbereich 54 offen steht, und der Grad, zu dem die Druckkammer 31b zur Einlassluftleitung 57 offen steht, die in 4B gezeigt sind, im Wesentlichen miteinander übereinstimmen. Insbesondere wenn z. B. der Zustand der Leitung zur Druckkammer 31b von dem Zustand, wie er in 4A gezeigt ist, in den Zustand, der in 4C gezeigt ist, mittels des VSV 80 geändert wird, können mehrere mittlere Zustände eingenommen werden. Alternativ kann eine Konfiguration übernommen werden, bei der der Grad, zudem die Druckkammer 31b zum atmosphärischen Lufteinführbereich 54 und zur Einlassluftleitung 57 offen steht, stufenlos geändert und jederzeit durch das VSV 80 beibehalten werden kann, und wenn von dem Zustand, der in 4A gezeigt ist, ein Übergang in den Zustand, der in 4C gezeigt ist, bewirkt wird, dreht sich das Ventilelement 81 im Wesentlichen stufenlos und langsam um die Welle 83, um die Ventilelementposition zu ändern.
Auch in der vorliegenden Ausführungsform ist der Querschnitt der Leitung der ersten und zweiten Verbindungsleitung 58 und 59 und des Anschlussrohrs 57a auf eine vorbestimmte Größe angesetzt, und wenn zumindest eines dieser Rohre von der Druckkammer 31b demontiert wird, kann diese Demontage erfasst werden. Wenn der demontierbare Bereich des ersten Verbindungsrohrs 58 beispielsweise demontiert wird, wird die Demontage des Druckwegs 77 erfasst, wenn der Zustand, der in 4C gezeigt ist, herbeigeführt würde, in dem das VSV 80 bewirken würde, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelänge, d. h., wenn der Grad, zu dem das VSV 80 die Druckübertragung reduziert, gering wäre. Alle weiteren Bestandteile und Vorgänge, die im Speziellen hierin unerwähnt bleiben, sind mit denen der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsform identisch.
Wie vorstehend beschrieben, wird der nachstehende Vorteil (4) durch die vorliegende Ausführungsform erreicht. (4) In der Wasserpumpe 10 der vorliegenden Ausführungsform ist das VSV 80, das als der Druckübertragungsreduktionsbereich dient, so konfiguriert, dass es in der Lage ist, schrittweise zwischen einem Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt, und einem Zustand zu schalten, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt. Indem der mittlere Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit sowohl dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 als auch der Einlassluftleitung 57 für eine vorbestimmte Zeitspanne in Verbindung gelangt, beibehalten wird, kann verhindert werden, dass sich der Druck in der Druckkammer 31 rasch in den Unterdruck in der Einlassluftleitung 57 ändert, wenn ein Übergang von einem Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt, in einen Zustand erfolgt, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt. Indem der mittlere Zustand für die vorbestimmte Zeitspanne in ähnlicher Weise beibehalten wird, kann zudem verhindert werden, dass sich der Druck in der Druckkammer 31 rasch in den atmosphärischen Druck ändert, auch wenn ein Übergang von einem Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt, in einen Zustand bewirkt wird, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt. Wenn das VSV 80 schaltet, kommt es auch in der vorliegenden Ausführungsform zu einer langsamen Veränderung des Drucks in der Druckkammer 31b, und die Geschwindigkeit, mit der der Schieber 34 gleitet ist, ist somit langsamer als die in dem Fall des einschlägigen Stands der Technik, so dass sich die Geschwindigkeit des Drehzylinders 21, die sich verändert, während sich der Schieber 34 hin- und herbewegt, ebenfalls langsam ändert. Dementsprechend wird die Dauerhaftigkeit des Schiebers 34 und die der ihm zugeordneten Bauteile verbessert, und eine Verschlechterung der Steuerbarkeit des Verbrennungsmotors und eine Verstärkung des Strömungsgeräusches des Kühlwassers im Strömungswegs 23, die beide in der raschen Veränderung der Drehzahl des Flügelrads 26 begründet sind, können unterdrückt werden.
Andere Ausführungsformen
Es besteht die Möglichkeit, die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beispielsweise wie folgt zu modifizieren. Obwohl der Drosselbereich, der als der Druckübertragungsreduktionsbereich dient, im Druckrohr 61 oder 76, das in der ersten und zweiten Ausführungsform an der Druckkammer 31b befestigt ist, angeordnet ist, kann auf dem Druckweg in der Verbindungsleitung, die an die und von der Druckkammer 31b montierbar bzw. demontierbar ist, ein Drosselbereich angeordnet sein, anstatt den Drosselbereich im Druckrohr 61 oder 76 vorzusehen.
Insbesondere kann ein Drosselbereich, von dem der Querschnitt der Leitung kleiner als die vorbestimmte Größe ist, beispielsweise in der ersten Verbindungsleitung 58 angeordnet sein. Obwohl es in diesem Fall schwierig ist, die Demontage des ersten Verbindungsrohrs 58 vom Druckrohr 61 oder 76 zu erfassen, besteht die Möglichkeit, die Demontage des ersten Verbindungsrohrs 58 vom VSV 55 und die Demontage des zweiten Verbindungsrohrs 59 vom VSV 55 oder des Anschlussrohrs 57a zu erfassen, da Luft, deren Menge so hoch ist, dass die Erfassung der Demontage ermöglicht wird, von der Demontagestelle in die Einlassluftleitung 57 strömt. Diese Wirkung hält daher immer noch an, wenn das erste Verbindungsrohr 58, z. B. zum Zeitpunkt der Ausführung normaler Wartungsarbeiten, nicht vom Druckrohr 61 oder 76 demontiert wird. Wenn darüber hinaus ein Drosselbereich, von dem der Leitungsquerschnitt geringer als die vorbestimmte Größe ist, beispielsweise im zweiten Verbindungsrohr 59 angeordnet wird, besteht die Möglichkeit, die Demontage des zweiten Verbindungsrohrs 59 vom Anschlussrohr 57a zu erfassen, da Luft, deren Menge so hoch ist, dass die Erfassung der Demontage ermöglicht wird, vom Anschlussrohr 57a in die Einlassluftleitung 57 strömt. Auch in diesem Fall kann verhindert werden, dass sich der Druck in der Druckkammer 31b rasch verändert.
Obwohl der Demontageerfassungsbereich aus der Einlassluftleitung 57, dem Luftströmungsmesser 60, dem Kraftstoff-Luftverhältnis-Sensor und der elektronischen Steuerung 90 besteht, unterliegt die Konfiguration des Demontageerfassungsbereichs und die Stelle, an der der Demontageerfassungsbereich und der Druckweg verbunden sind, keiner speziellen Beschränkung. Auch wenn ein Demontageerfassungsbereich, der eine Demontage einer Verbindungsleitung basierend auf der Veränderung der Strömungsbedingungen erfasst, in der Mitte des zweiten Verbindungsrohrs 59 auf eine andere Art und Weise als in den vorstehenden Konfigurationen angeordnet ist, besteht die Möglichkeit der Erfassung der Demontage des ersten Verbindungsrohrs 58 von der Druckkammer 31b und der Demontage des ersten Verbindungsrohrs 58 vom VSV 55 oder 80, weil die Strömungsbedingungen im zweiten Verbindungsrohr 59 sich aufgrund der Demontage ändert.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können passend kombiniert werden. Insbesondere können beispielsweise die erste und die zweite Ausführungsform miteinander kombiniert werden. Das heißt, dass der druckbetätigte Mechanismus so ausgelegt werden kann, dass, wie in 4A bis 4C gezeigt ist, unter Verwendung des VSV 80 ein schrittweiser Übergang zwischen einem Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit dem atmosphärischen Lufteinführbereich 54 in Verbindung gelangt, und einem Zustand, in dem das VSV 80 bewirkt, dass die Druckkammer 31b mit der Einlassluftleitung 57 in Verbindung gelangt, möglich ist, und gleichzeitig die Öffnung 71 im Druckrohr 61 des Druckwegs 72 angeordnet werden kann, wie in 1 gezeigt ist. Alternativ können die zweite und die dritte Ausführungsform miteinander kombiniert werden.
Obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform die Einlassluftleitung 57 als der Unterdruckbereich verwendet wird, kann anstelle der Einlassluftleitung 57 eine Unterdruckkammer einer Vakuumpumpe oder eines Bremskraftverstärkers, in dem ein Unterdruck auftritt, wenn der Verbrennungsmotor in Betrieb ist, als der Unterdruckbereich verwendet werden. Darüber hinaus sind die Drücke in den beiden Bereichen, die mit der Druckkammer 31b in Verbindung gelangen, nicht auf den atmosphärischen Druck und den Unterdruck beschränkt. Es ist ausreichend, wenn die Drücke voneinander unterschiedlich sind.
Die spezifische Konfiguration der Wasserpumpe 10 ist im Speziellen nicht auf die in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gezeigten Formen beschränkt. Obwohl der Schieber 34 mit dem Magneten 35 versehen ist, und der Drehzylinder 21 mit dem Induktorring 27 versehen ist, kann der Drehzylinder 21 mit dem Magneten 35 versehen sein, und der Schieber kann mit dem Induktorring 27 versehen sein. Kurzum reicht es aus, wenn die Wasserpumpe 10 so konzipiert ist, dass sich zwischen dem Schieber 34 und dem Drehzylinder 21 eine magnetische Wechselwirkung ereignet. Anstatt sich die magnetische Wechselwirkung zum Übertragen eines Drehmoments an den Drehzylinder 21 zunutze zu machen, kann alternativ eine Konfiguration übernommen werden, bei der beispielsweise ein Drehmoment an den Drehzylinder 21 mit Hilfe der Reibungskupplungen übertragen wird, so dass der Grad der Eingriffnahme zwischen Schieber und Drehzylinder variabel ist.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bewegt sich der Schieber 34 aufgrund der Veränderung des Drucks in der Druckkammer 31b hin- und her, wodurch ermöglicht wird, die Drehzahl des Drehzylinders 21 zu ändern. Im Besonderen treibt der Schieber 34 den Drehzylinder an, der als der angetriebene Bereich dient. Der Betriebsbereich kann jedoch gemäß der Druckveränderung in der Druckkammer 31b, anstatt beispielsweise den angetriebenen Bereich anzutreiben, einen gesteuerten Bereich steuern. Insbesondere kann der Betriebsbereich derart beschaffen sein, dass ein Sensor zum Erfassen einer Veränderung des Drucks in der Druckkammer angeordnet ist, und dass, wenn eine Druckveränderung in der Druckkammer aufgrund eines Schaltens des Schaltbereichs erfasst wird, ein Signal, das die Druckveränderung anzeigt, dem gesteuerten Bereich zugeführt.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen überträgt der Schieber 34 die Antriebskraft des Verbrennungsmotors an den Drehzylinder 21. Es kann jedoch auch eine Form übernommen werden, in der der angetriebene Bereich an der Spitze des Schiebers angebracht wird und der angetriebene Bereich angetrieben wird, indem lediglich bewirkt wird, dass der angetriebene Bereich sich mit Hilfe des Schiebers hin- und herbewegt.

Claims

Druckbetätigter Mechanismus, beinhaltend: eine Druckkammer (31b); einen Betriebsbereich (30), der gemäß einer Druckveränderung in der Druckkammer (31b) einen angetriebenen Bereich antreibt oder einen gesteuerten Bereich steuert; einen Druckweg (72), der eine Verbindungsleitung (58, 59) beinhaltet, deren eines Ende mit der Druckkammer (31b) verbunden ist, deren anderes Ende abzweigt und jeweils mit einem ersten Druckbereich und einem zweiten Druckbereich verbunden ist, in dem der Druck geringer ist als der Druck in dem ersten Druckbereich, und von dem zumindest ein Teil an der und von der Druckkammer (31b) montierbar und demontierbar ist; einen Schaltbereich (55), der auf dem Druckweg (72) angeordnet ist, zum Ändern eines Verbindungszustands zwischen der Druckkammer (31b) und den Druckbereichen, um eine Druckveränderung in der Druckkammer (31b) zu bewirken; und einen Demontageerfassungsbereich (60), der mit dem Druckweg (72) verbunden ist, zum Erfassen einer Demontage der Verbindungsleitung (58, 59) von der Druckkammer (31b), basierend auf einer Veränderung eines Strömungszustands in der Verbindungsleitung (58, 59), dadurch gekennzeichnet, dass: ein Leitungsquerschnitt von einem Abschnitt des Druckwegs (72) zwischen einem demontierbaren Bereich der Verbindungsleitung (58, 59) und einem Verbindungsbereich des Demontageerfassungsbereichs (60) eine vorbestimmte Größe aufweist, so dass eine Erfassung einer Demontage durch den Demontageerfassungsbereich (60) möglich ist; und einen auf dem Druckweg (72) angeordneten Druckübertragungsreduktionsbereich (71) zum Verhindern, dass sich ein Druck in der Druckkammer (31b) rasch verändert, wenn der Schaltbereich (55) geschaltet wird.
Druckbetätigter Mechanismus nach Anspruch 1, wobei: der Schaltbereich (55) konfiguriert ist, um selektiv zwischen einem Zustand geschaltet zu werden, in dem der Schaltbereich (55) bewirkt, dass die Druckkammer (31b) mit dem ersten Druckbereich in Verbindung gelangt, und einem Zustand, in dem der Schaltbereich (55) bewirkt, dass die Druckkammer (31b) mit der zweiten Druckkammer (31b) in Verbindung gelangt; und der Druckübertragungsreduktionsbereich (71) einen Drosselbereich, von dem ein Leitungsquerschnitt geringer als die vorbestimmte Abmessung ist, auf dem Druckweg (72) beinhaltet.
Druckbetätigter Mechanismus nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Druckübertragungsreduktionsbereich (71) auf der Druckkammerseite des demontierbaren Bereichs der Verbindungsleitung (58, 59) auf dem Druckweg (72) positioniert ist.
Druckbetätigter Mechanismus nach Anspruch 2 oder 3, wobei: der Druckweg (72) ein Druckrohr (61) beinhaltet, das an der Druckkammer (31b) befestigt ist, und die Verbindungsleitung (58, 59) an die und von dem Druckrohr (61) montierbar und demontierbar ist; und der Drosselbereich im Druckrohr (61) angeordnet ist.
Druckbetätigter Mechanismus nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Drosselbereich einstückig mit dem Druckrohr (61) ausgebildet ist.
Druckbetätigter Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei: der Schaltbereich (55) so konfiguriert ist, dass er schrittweise zwischen einem Zustand, in dem der Schaltbereich (55) bewirkt, dass die Druckkammer (31b) mit dem ersten Druckbereich in Verbindung gelangt, und einem Zustand geschaltet werden kann, in dem der Schaltbereich (55) bewirkt, dass die Druckkammer (31b) mit der zweiten Druckkammer (31b) in Verbindung gelangt; und der Druckübertragungsreduktionsbereich (71) den Schaltbereich (55) beinhaltet.
Druckbetätigter Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei: der Schaltbereich (55) so konfiguriert ist, dass er in der Lage ist, einen Zustand beizubehalten, in dem der Schaltbereich (55) bewirkt, dass die Druckkammer (31b) mit sowohl dem ersten als auch dem zweiten Druckbereich in Verbindung gelangt; und der Druckübertragungsreduktionsbereich (71) den Schaltbereich (55) beinhaltet.
Druckbetätigter Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei: der Schaltbereich (55) so konfiguriert ist, dass er stufenlos zwischen einem Zustand, in dem der Schaltbereich (55) bewirkt, dass die Druckkammer (31b) mit dem ersten Druckbereich in Verbindung gelangt, und einem Zustand geschaltet werden kann, in dem der Schaltbereich (55) bewirkt, dass die Druckkammer (31b) mit der zweiten Druckkammer (31b) in Verbindung gelangt; und der Druckübertragungsreduktionsbereich (71) den Schaltbereich (55) beinhaltet.
Druckbetätigter Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei: der erste Druckbereich ein atmosphärischer Druckbereich ist; und der zweite Druckbereich ein Unterdruckbereich in einem Verbrennungsmotor ist, wobei in diesem Bereich ein Unterdruck entsteht, wenn der Verbrennungsmotor sich im Betrieb befindet.
Druckbetätigter Mechanismus nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei: der Betriebsbereich (30) ein Gehäuse und einen Schieber beinhaltet, der in dem Gehäuse angeordnet ist; die Druckkammer (31b) durch das Gehäuse und den Schieber in dem Gehäuse definiert ist; und der angetriebene Bereich gemäß einer Hin- und Herbewegung des Schiebers, die durch die Druckveränderung in der Druckkammer (31b) bewirkt wird, angetrieben wird.
Wasserpumpe (10), die den druckbetätigten Mechanismus nach Anspruch 10 aufweist, wobei: der angetriebene Bereich einen Rotor (21) beinhaltet, der mit einer Schaufel (26) zum Zirkulieren von Kühlwasser durch den Verbrennungsmotor und den Kühler versehen ist; der Schieber so konfiguriert ist, dass er durch eine durch den Verbrennungsmotor erzeugte Antriebskraft gedreht werden kann; und der Schieber und der Rotor (21) jeweils mit einem magnetischen Bereich (27, 35) versehen sind, wobei ein Überlappungsbetrag in einer axialen Richtung aufgrund einer Hin- und Herbewegung des Schiebers variiert.