DE102011113040B3

DE102011113040B3 - "Regelbare Kühlmittelpumpe"

Info

Publication number: DE102011113040B3
Application number: DE102011113040A
Authority: DE
Inventors: Franz Pawellek
Original assignee: Geraete und Pumpenbau GmbH Dr Eugen Schmidt
Current assignee: Nidec GPM GmbH
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2012-04-26
Anticipated expiration: 2031-09-10
Also published as: US20140212267A1; CN103946506B; WO2013034126A1; BR112014005412A2; EP2783087A1; CN103946506A; EP2783087B1; US9528521B2

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine über eine Riemenscheibe angetriebene regelbare Kühlmittelpumpe zu entwickeln, die eine individuell regelbare Durchströmung von Zylinderkopf und Zylinderblock mit Kühlmittel bei geringer Antriebsleistung ermöglicht, um sowohl in der Kaltstartphase wie auch im Dauerbetrieb, eine optimale, bedarfsgerechte individuelle Kühlung von Zylinderblock und Zylinderkopf zu gewährleisten, so dass sowohl der Zylinderblock wie auch der Zylinderkopf mit optimalen Arbeitstemperaturen individuell regelbar gefahren werden kann, wobei in Sonderbauformen, ohne großen zusätzlichen Aufwand und Bauraum, zugleich eine kontinuierliche Kühlung der Abgasrückführung gewährleistet werden soll. Die erfindungsgemäße Lösung einer mit einem Ventilschieber ausgestatteten über eine Riemenscheibe angetrieben regelbaren Kühlmittelpumpe zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass am Außenrand (17) der Wandscheibe (8) zwischen dieser und dem Außenzylinder (14) des Ventilschiebers (13) eine Dichtung (18) angeordnet ist, und dass am Pumpengehäuse (1) eine oder mehrere zusätzliche Strömungsauslassöffnung/en (16) angeordnet ist/sind, deren Auslassvolumenstrom entweder nicht regelbar oder zusätzlich, neben dem aus der Strömungsaustrittsöffnung (3) austretenden regelbaren Volumenstrom, regelbar ist, und dass die Strömungsauslassöffnung (16), aus der ein nicht regelbarer Auslassvolumenstrom austritt, im Pumpengehäuse (1) mittels eines Auslasskanals (19) direkt mit einem in der Wandscheibe (8) angeordneten Auslassstutzen (20) verbunden ist, und dass die Strömungsauslassöffnung (16) aus der der regelbare Auslassvolumenstrom austritt über einen Ausströmkanal (21) mit einer im Bereich der Rückwand (12) des Ventilschiebers (13) in der Pumpenkammerrückwand (7) angeordneten Ausströmöffnung (22) verbunden ist, wobei die Ausströmöffnung (22) von einer, mit dem Ventilschieber (13) in seiner hinteren Endlage in Wirkverbindung tretenden, in der Pumpenkammerrückwand (7) angeordneten Ringdichtung (23) umschlossen wird. Die Erfindung betrifft eine über eine Riemenscheibe angetriebene regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore.

Description

Die Erfindung betrifft eine über eine Riemenscheibe angetriebene regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore.
Im Zuge der stetigen Optimierung von Verbrennungsmotoren im Hinblick auf geringste Emission und niedrigen Kraftstoffverbrauch kommt einer schnellstmöglichen Erwärmung des Motors nach dem Kaltstart große Bedeutung zu. Folgende Wirkzusammenhänge kommen dabei zum Tragen.
Mit zunehmender Öltemperatur sinkt die Viskosität des Öls und zugleich sinkt damit auch die Reibung an allen ölgeschmierten bewegten Bauteilen.
Zugleich werden nach Erreichen der sogenannten „Anspringtemperatur” auch die Katalysatoren wirksam, so dass angestrebt wird dieses Zeitfenster weiter zu verkürzen, um so ein schnelles Wirksamwerden der Katalysatoren zu gewährleisten.
Versuche im Rahmen der Motorenentwicklung haben gezeigt, dass eine sehr wirksame Maßnahme zur schnelleren Motorerwärmung das „stehende Wasser” während der Kaltstartphase ist. Daher sollte, um jeden unnötigen Wärmetransport zu vermeiden, das im Wassermantel des Zylinderblocks befindliche Kühlmittelvolumen während der Kaltstartphase nicht ausgetauscht werden.
Ebenso sollte während der Kaltstartphase auch der Zylinderkopf, um die Abgastemperatur so schnell wie möglich auf das gewünschte Niveau zu bringen, keinesfalls von Kühlmittel durchströmt werden.
Um diese möglichst schnelle Motorerwärmung herbeizuführen wurden in den vergangenen Jahren mit großem Erfolg schaltbare Kühlmittelpumpen eingeführt, die es während der Kaltstartphase ermöglichen den aus der Pumpe austretenden Kühlmittelvolumenstrom auf „Null” zu reduzieren. Eine in der Praxis bewährte Bauform dieser schaltbaren Kühlmittelpumpe wurde von der Anmelderin auch in der WO 2009/143832 A2 offenbart.
Im weiteren Verlauf der Motorenentwicklung mit Zielrichtung einer weiteren Kraftstoffverbrauchsabsenkung finden gegenwärtig verstärkt sogenannte split-cooling Systeme Anwendung.
Bei diesen neuen Systemen werden der Zylinderkopf und der Zylinderblock über eigene Anschlüsse mit individuell geregelten Kühlmittelvolumenstrom versorgt.
Hintergrund dieser Systeme ist die Tatsache, dass der Zylinderblock vorzugsweise höhere Kühlmitteltemperaturen erfahren soll als der Zylinderkopf. Die ölgeschmierten Reibstellen im Zylinderblock (d. h. die Kolbenbaugruppe und die Kurbelwellenlager) verursachen infolge der verringerten Ölviskosität bei höheren Arbeitstemperaturen auch geringere Reibverluste.
Für den Zylinderkopf hingegen steht nach der Motorerwärmung (d. h. nach der Kaltstartphase) die Forderung, mittels guter Kühlung die thermisch belasteten Ventilstege sicher zu schützen, und zudem eine gute Füllung des Verbrennungsraums herbeizuführen.
Im Stand der Technik wurden bereits in der DE 44 07 984 A1 , wie auch in der DE 44 32 292 A1 Kühlsysteme, bzw. Verteilereinrichtungen für das Kühlsystem von Verbrennungsmotoren mit split-cooling Konzepten beschrieben, welche eine individuelle Durchströmung von Zylinderkopf und Zylinderblock ermöglichen.
Der wesentliche Nachteil dieser in der DE 44 07 984 A1 , wie aber auch der in der DE 44 32 292 A1 beschriebenen Systeme ist neben dem hohen gerätetechnische Aufwand, welcher neben der Kühlmittelpumpe zwangsläufig auch separate Leitungen und Ventile im Kühlkreislauf erfordert, die dann bedarfsabhängig geöffnet oder geschlossen werden können, auch das mit diesen Systemen verbundene hohe Bauvolumen.
Eine neuere Lösung der split-cooling Systeme wurde in der MTZ 06/2011 auf der Seite 473 beschrieben. Hier werden die notwendigen Ventile zur Steuerung der Volumenströme im Pumpengehäuse zusammengefasst, es sind hierzu zwei elektrisch betriebene Drehschieberventile erforderlich.
Auch bei dieser Lösung ist der gerätetechnische Aufwand wie auch das Bauvolumen enorm. Schon allein auf Grund des hohen erforderlichen Bauraumes scheidet auch diese Lösung für viele Motoranwendungen aus. Aus der DE 10 2008 026 218 A1 und der DE 10 2004 054 637 B4 sind weitere regelbare Kühlmittellpumpen bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine über eine Riemenscheibe angetriebene regelbare Kühlmittelpumpe zu entwickeln, welche die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt, dabei einerseits durch vollständige „Null-Leckage” eine optimale Erwärmung des Motors in der Kaltstartphase gewährleistet, und gleichzeitig andererseits mit minimalem gerätetechnischem Aufwand und bei geringstem Bauraumbedarf, d. h. selbst bei sehr stark begrenzten Einbauraum für die Kühlmittelpumpe im Motorraum, eine individuell regelbare Durchströmung von Zylinderkopf und Zylinderblock mit Kühlmittel bei geringer Antriebsleistung ermöglicht, um sowohl in der Kaltstartphase wie auch im Dauerbetrieb, eine optimale, bedarfsgerechte individuelle Kühlung von Zylinderblock und Zylinderkopf zu gewährleisten, so dass sowohl der Zylinderblock wie auch der Zylinderkopf mit optimalen Arbeitstemperaturen individuell regelbar so gefahren werden können, dass im gesamten Arbeitsbereich des Motors die Reibungsverluste, der Kraftstoffverbrauch wie aber auch die Schadstoffemission, deutlich reduziert werden, wobei die zu entwickelnde Lösung in Sonderbauformen neben der separaten, individuell geregelten Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock, ohne großen zusätzlichen Aufwand und Bauraum, zugleich eine kontinuierliche Kühlung der Abgasrückführung gewährleisten soll.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine über eine Riemenscheibe angetriebene regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore nach den Merkmalen des unabhängigen Anspruches der Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Lösung in Verbindung mit den drei Darstellungen zu zwei unterschiedlichen Bauformen der erfindungsgemäßen Lösung.
Die Darstellungen zeigen dabei in:
1: die erfindungsgemäße regelbare Kühlmittelpumpe in einer Bauform zur individuell geregelten Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock und gleichzeitiger kontinuierlicher Kühlmittelversorgung der Abgasrückführung, in einem Schnitt in der Seitenansicht mit dem in der Lösung eingesetzten Ventilschieber in einer Mittenlage;
2: die erfindungsgemäße regelbare Kühlmittelpumpe aus 1 zur individuell geregelten Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock und gleichzeitiger kontinuierlicher Kühlmittelversorgung der Abgasrückführung, in einem weiteren Schnitt wiederum in der Seitenansicht und mit dem in der Lösung eingesetzten Ventilschieber nun in der hinteren Endlage;
3: die erfindungsgemäße regelbare Kühlmittelpumpe in einer weiteren Bauform zur individuell geregelten Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock, im Schnitt in der Seitenansicht, mit dem auch in der Lösung eingesetzten Ventilschieber in einer Mittenlage.
Die 1 zeigt die erfindungsgemäße, regelbare Kühlmittelpumpe in einer Bauform zur individuell geregelten Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock und gleichzeitiger kontinuierlicher Kühlmittelversorgung beispielsweise der Abgasrückführung, in der Seitenansicht in einem Schnitt, mit der Stellung des Ventilschiebers in einer Mittenlage.
In einem Pumpengehäuse 1 mit einem Strömungseintrittsbereich 2 und einer Strömungsaustrittsöffnung 3 für den Austritt eines regelbaren Fördervolumenstromes, ist in einem Pumpenlager 4 eine beispielsweise von einer Riemenscheibe angetriebenen Pumpenwelle 5 angeordnet.
Auf dem freien, strömungsseitigen Ende dieser Pumpenwelle 5 ist drehfest ein Flügelrad 6 angeordnet. Zwischen dem Flügelrad 6 und dem Pumpenlager 4 befindet sich die Pumpenkammerrückwand 7.
Zwischen dem Flügelrad 6 und der Pumpenkammerrückwand 7 ist gehäusefest eine Wandscheibe 8 angeordnet. Am Umfang der Pumpenwelle 5 ist gehäusefest im Pumpengehäuse 1 ein Arbeitszylinder 9 angeordnet in dem, ein Arbeitskolben 10 steuerdruckbetätigt verfahrbar angeordnet ist.
Am Arbeitskolben 10 ist die Rückwand 12 eines Ventilschiebers 13 mit einem Außenzylinder 14 angeordnet. Dieser mit dem Arbeitskolben 10 variabel verfahrbare Außenzylinder 14 überdeckt nun den Ausströmbereich 15 des Flügelrades 6 steuerdruckabhängig.
Zwischen der gehäusefesten Wandscheibe 8 und dem/den in Pumpenwellenlängsrichtung verfahrbaren Arbeitskolben 10 bzw. dem mit dem Arbeitskolben 10 verbundenen Ventilschieber 13 ist eine Rückstellfeder 11 angeordnet, die eine exakte, wiederholbare Positionierung des Außenzylinder 14 am Ausströmbereich 15 des Flügelrades 6 steuerdruckabhängig gewährleistet.
Erfindungswesentlich ist, dass am Außenrand 17 der Wandscheibe 8 zwischen diesem und dem Außenzylinder 14 des Ventilschiebers 13 eine Dichtung 18 angeordnet ist.
Diese Dichtung 18 verhindert eine Umströmung des Ventilschiebers 13 im Bereich des Außenrandes 17 der Wandscheibe 8 und ermöglicht so einen separaten Druckaufbau vor und hinter der Wandscheibe 8.
Am Pumpengehäuse 1 sind erfindungsgemäß zwei weitere Strömungsauslassöffnungen 16 angeordnet, wobei der aus einer der Strömungsauslassöffnungen 16 austretende Auslassvolumenstrom nicht regelbar ist, und hier der kontinuierlicher Kühlmittelversorgung der Abgasrückführung dient.
Der aus der anderen Strömungsauslassöffnungen 16 austretende Auslassvolumenstrom ist neben dem aus der Strömungsaustrittsöffnung 3 austretenden regelbaren Volumenstrom ebenfalls regelbar.
Kennzeichnend ist, dass die Strömungsauslassöffnung 16 aus der der nicht regelbare Auslassvolumenstrom austritt im Pumpengehäuse 1 mittels eines Auslasskanals 19 direkt mit einem in der Wandscheibe 8 angeordneten Auslassstutzen 20 verbunden ist.
Erfindungswesentlich ist auch, dass die andere Strömungsauslassöffnung 16, aus der neben dem regelbaren aus der Strömungsaustrittsöffnung 3 austretenden Volumenstrom ein regelbarer Auslassvolumenstrom austritt, über einen Ausströmkanal 21 mit einer im Bereich der Rückwand 12 des Ventilschiebers 13 in der Pumpenkammerrückwand 7 angeordneten Ausströmöffnung 22 verbunden ist, wobei diese Ausströmöffnung 22 von einer, mit dem Ventilschieber 13 in seiner hinteren Endlage in Wirkverbindung tretenden, in der Pumpenkammerrückwand 7 angeordneten Ringdichtung 23 umschlossen wird.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht, dass selbst bei, in der vorderen Endlage am Gehäuse, anliegendem Außenzylinder 14 des Ventilschiebers 13, d. h. bei den Ausströmbereich des Flügelrades überdeckendem Außenzylinder 14 des Ventilschiebers 13, ein ungeregelter Kühlmittelvolumenstrom, wie selbstverständlich in jeder anderen Stellung des Ventilschiebers auch, entlang der Innenwand des Außenzylinders 14 über den Auslassstutzen 20 in den Auslasskanal 19, zur Kühlung der Abgasrückführung, gewährleistet ist.
Die beiden vg. regelbaren Volumenströme der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe werden erfindungsgemäß wie folgt in eine individuelle Durchströmung von Zylinderkopf und Zylinderblock eines Verbrennungsmotoren eingebunden.
Der aus der Strömungsaustrittsöffnung 3 austretende regelbare Volumenstrom dient der separaten geregelten Kühlmittelversorgung des Zylinderkopfes, und der zudem über die in der Pumpenkammerrückwand 7 angeordnete Ausströmöffnung 22 und den Ausströmkanal 21 aus der erfindungsgemäßen regelbaren Kühlmittelpumpe austretende regelbare Auslassvolumenstrom dient der separaten, geregelten Kühlmittelversorgung des Zylinderblocks.
Bei dieser in den 1 und 2 dargestellten Bauform wird der Steuerdruck im/in den Arbeitszylinder/n 9 zur definieren Verschiebung des Ventilschiebers 13 von einer außerhalb des Pumpengehäuses 1 angeordneten Arbeitspumpe 25 erzeugt und über ein außerhalb des Pumpengehäuses 1 angeordnetes Arbeitsventil 26 geregelt.
In der Kaltstartphase wird der Ventilschiebers 13 zunächst in die vordere Endlage verfahren, so dass der Außenzylinder 14 des Ventilschiebers 13 am Gehäuse anliegt.
Diese Stellung des Ventilschiebers ist in keiner der beiden 1 und 2 dargestellt.
In dieser vorderen Endlage bewirkt der Ventilschieber, dass beide aus der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe austretende regelbare Volumenströme,

– d. h. der aus der Strömungsaustrittsöffnung 3 austretenden regelbaren Volumenstrom,
– wie auch der über die in der Pumpenkammerrückwand 7 angeordneten Ausströmöffnung 22 und den Ausströmkanal 21 austretende, regelbare Auslassvolumenstrom,

Diese vordere Endlage des Ventilschiebers gewährleistet die schnelle Motorerwärmung während der Kaltstartphase durch das „stehende Wasser”, wodurch jeder unnötige Wärmetransport vermieden wird, so dass eine schnelle Erwärmung aller Baugruppen des Motors in der Kaltstartphase gewährleistet ist.
Nachdem die Betriebstemperatur des Zylinderkopfes in der Kaltstartphase erreicht ist verfährt der Ventilschieber bei Teillast durch Federrückstellung in die hintere Endlage. Die Durchströmung und Kühlung des Zylinderkopfes ist nun freigegeben während die Durchströmung des Zylinderblocks weiterhin unterbunden ist. Auf diese Weise kann die Öltemperatur an den relevanten Reibstellen wie Kolbenbaugruppe und Kurbelwellenlagerung trotz aktiver Zylinderkopfkühlung weiter erhöht werden und somit die viskose Ölreibung weiter vermindert werden. Erst wenn die Öltemperatur den vorgegebenen Grenzwert erreicht wird der Ventilschieber in eine definierte Zwischenstellung gefahren, und damit die bedarfsgerechte Kühlung des Zylinderblocks und des Zylinderkopfes freigegeben.
Infolge der Federrückstellung des Ventilschiebers ist die Durchströmung des Zylinderblocks bei abgeschaltetem Verbrennungsmotor unterbunden, die gespeicherte Wärmeenergie kann dadurch länger gespeichert werden und steht bei erneutem Motorstart wieder zur Verfügung.
Dieser positive Effekt ist besonders dann wirksam, wenn im Kühlkreislauf eine sogenannte elektrische Nachlaufpumpe eingesetzt wird, die zur Kühlung thermisch hoch beanspruchter Bauteile wie dem Turbolader dient. Auch bei aktiver Nachlaufkühlung bleibt die gespeicherte Wärme des Motorblocks erhalten und trägt beim Neustart des Motors zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs bei.
Eine dieser möglichen definierten Zwischenstellungen des Ventilschiebers die im Rahmen der bedarfsgerechte Kühlung des Zylinderblocks und des Zylinderkopfes angefahren werden, ist beispielsweise die in der 1 dargestellte Mittenlage, wobei in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Ventilschiebers die erläuterte bedarfsgerechte Durchströmung von Zylinderkopf wie auch vom Zylinderblock gewährleistet wird.
Die 2 zeigt nun die erfindungsgemäße regelbare Kühlmittelpumpe aus 1, mit einer kontinuierlichen Kühlmittelversorgung der Abgasrückführung über den Auslasskanal 19, mit einem nun etwas anders gelegten Schnitt, in der Seitenansicht.
Die Schnittführung ist in dieser 2 so gewählt, dass nun ein im Pumpengehäuse angeordneter Wegmesssensor 24 sichtbar wird, der dazu dient, die jeweilige Position des Ventilscheibers exakt zu erfassen, um über die Regelung des Steuerdruckes der Arbeitspumpe 25 den Ventilschieber so zu regeln, dass eine bedarfsabhängige individuelle Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock gewährleistet ist.
In der 2 befindet sich nun der Ventilschieber in seiner hinteren Endlage und liegt dort, in seinem Übergangsbereich vom Außenzylinder 14 in die Rückwand 12, vom Anpressdruck der Rückstellfeder 11, an der in der Pumpenkammerrückwand 7 angeordnete Ringdichtung 23 an, und verschließt so dichtend die in der Pumpenkammerrückwand 7 angeordnete Ausströmöffnung 22.
Diese in der 2 dargestellte Position des Ventilschiebers in seiner hinteren Endlage bewirkt entsprechend des jeweils erforderlichen aktuellen Kühlmittelbedarfes bei ungekühltem Zylinderblock eine sehr gute Kühlung des Zylinderkopfes (kühler Kopf und warme Füße).
In der 3 ist nun eine andere Bauform der erfindungsgemäßen regelbaren Kühlmittelpumpe zur individuell geregelten Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock in einem Schnitt in der Seitenansicht dargestellt. Diese in der 3 dargestellte Lösung stellt eine Weiterentwicklung der bereits von der Anmelderin in der WO 2009/143832 A2 offenbarten, und seit Jahren in der Praxis bewährten Bauform einer schaltbaren Kühlmittelpumpe dar, bei der der Steuerdruck im den Arbeitszylinder 9 zur definierten Verschiebung des Ventilschiebers 13 von einer im Pumpengehäuse 1 angeordneten Arbeitspumpe 25 erzeugt, und über ein im Pumpengehäuse 1 angeordnetes Arbeitsventil 26 geregelt wird.
Die in der 3 dargestellte Lösung ermöglicht nun, wie bereits in Verbindung mit den 1 und 2 erläutert, eine bedarfsabhängig individuell geregelte separate Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock.
In dieser Darstellung befindet sich der Ventilschieber 13 analog zur 1 wiederum in einer Mittenlage.
Der in der 3 ebenfalls dargestellte Wegmesssensor 24 gewährleistet in Wirkverbindung mit der im Pumpengehäuse 1 angeordneten Arbeitspumpe 25 und dem ebenfalls im Pumpengehäuse 1 angeordneten Arbeitsventil 26, durch die exakte Erfassung der jeweiligen Arbeitsposition des Ventilscheibers 13 in Verbindung mit einer exakten Regelung des Steuerdruckes der Arbeitspumpe 25, dass die Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock bedarfsabhängig individuell geregelt werden kann.
Auch bei der in 3 dargestellten Bauform dient der aus der Strömungsaustrittsöffnung 3 austretende regelbare Volumenstrom der separaten geregelten Kühlmittelversorgung des Zylinderkopfes, und der über die in der Pumpenkammerrückwand 7 angeordneten Ausströmöffnung 22 und den Ausströmkanal 21 ebenfalls aus der erfindungsgemäßen regelbaren Kühlmittelpumpe austretende, zusätzliche regelbare Auslassvolumenstrom einer separaten geregelten Kühlmittelversorgung des Zylinderblocks.
Die Erläuterungen zur Wirkungsweise und zur Funktion der erfindungsgemäßen regelbaren Kühlmittelpumpe in Verbindung mit den 1 und 2 gelten im übertragenen Sinne auch für die in 3 dargestellte Bauform.
Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, dass der Zylinderblock gegenüber dem Zylinderkopf, im Dauerbetrieb mit einer höheren Kühlmitteltemperatur gefahren werden kann, wodurch im gesamten Arbeitsbereich des Motors sowohl die Schadstoffemission wie auch die Reibungsverluste und auch der Kraftstoffverbrauch deutlich reduziert werden. Mittels der hier vorgestellten Lösung kann die separate Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock mit minimalem gerätetechnischem Aufwand bei geringstem Bauraumbedarf, d. h. auch bei sehr stark begrenzten Einbauraum für die Kühlmittelpumpe im Motorraum, gewährleistet werden.
Gleichzeitig ist stets eine zuverlässige Betätigung des Ventilschiebers bei sehr geringer Antriebsleistung gewährleistet.
Auch bei der in der 3 dargestellten Bauform kann ohne großen zusätzlichen Bauraum und Aufwand neben der separaten, individuell geregelten Kühlmittelversorgung von Zylinderkopf und Zylinderblock, durch die Anordnung eines Auslassstutzen 20 in der Wandscheibe 8 und der Verbindung dieses Auslassstutzen 20 über einen Auslasskanal 19 mit einer Strömungsauslassöffnung 16 (analog zu den Darstellungen in den 1 und 2) durch einen nicht regelbaren Auslassvolumenstrom die kontinuierliche Kühlung der Abgasrückführung, (wie bereits in Verbindung mit den 1 und 2 erläutert) gewährleisten werden.
Bezugszeichenliste

1: Pumpengehäuse
2: Strömungseintrittsbereich
3: Strömungsaustrittsöffnung
4: Pumpenlager
5: Pumpenwelle
6: Flügelrad
7: Pumpenkammerrückwand
8: Wandscheibe
9: Arbeitszylinder
10: Arbeitskolben
11: Rückstellfeder
12: Rückwand
13: Ventilschieber
14: Außenzylinder
15: Ausströmbereich
16: Strömungsauslassöffnung
17: Außenrand
18: Dichtung
19: Auslasskanal
20: Auslassstutzen
21: Ausströmkanal
22: Ausströmöffnung
23: Ringdichtung
24: Wegmesssensor
25: Arbeitspumpe
26: Arbeitsventil

Claims

Regelbare Kühlmittelpumpe mit einem ein- oder mehrteiligen Pumpengehäuse (1), einem Strömungseintrittsbereich (2) und einer Strömungsaustrittsöffnung (3) für den Austritt des regelbaren Fördervolumenstromes, einer im/am Pumpengehäuse (1) in einem Pumpenlager (4) gelagerten, beispielsweise von einer Riemenscheibe angetriebenen Pumpenwelle (5), einem auf einem freien, strömungsseitigen Ende dieser Pumpenwelle (5) drehfest angeordneten Flügelrad (6), einer im Pumpengehäuse (1) zwischen dem Flügelrad (6) und dem Pumpenlager (4) angeordneten Pumpenkammerrückwand (7), einer gehäusefesten, zwischen dem Flügelrad (6) und der Pumpenkammerrückwand (7) angeordneten Wandscheibe (8) mit einem oder mehreren im Pumpengehäuse (1) angeordneten Arbeitszylinder/n (9) in dem/denen steuerdruckbetätigt verfahrbar, ein oder mehrere Arbeitskolben (10) angeordnet ist/sind an dem/denen die Rückwand (12) eines Ventilschiebers (13) mit einem Außenzylinder (14) angeordnet ist, welcher den Ausströmbereich (15) des Flügelrades (6) steuerdruckabhängig variabel überdeckt, wobei zwischen der gehäusefesten Wandscheibe (8) und dem/den in Pumpenwellenlängsrichtung verfahrbaren Arbeitskolben (10) bzw. dem mit dem/den Arbeitskolben (10) verbundenen Ventilschieber (13) eine Rückstellfeder (11) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, – dass am Außenrand (17) der Wandscheibe (8) zwischen diesem und dem Außenzylinder (14) des Ventilschiebers (13) eine Dichtung (18) angeordnet ist, und – dass am Pumpengehäuse (1) eine oder mehrere zusätzliche Strömungsauslassöffnung/en (16) angeordnet ist/sind, deren Auslassvolumenstrom entweder nicht regelbar oder zusätzlich, neben dem aus der Strömungsaustrittsöffnung (3) austretenden regelbaren Volumenstrom, regelbar ist, und – dass die Strömungsauslassöffnung (16), aus der ein nicht regelbarer Auslassvolumenstrom austritt, im Pumpengehäuse (1) mittels eines Auslasskanals (19) direkt mit einem in der Wandscheibe (8) angeordneten Auslassstutzen (20) verbunden ist, und – dass die Strömungsauslassöffnung (16) aus der der regelbare Auslassvolumenstrom austritt über einen Ausströmkanal (21) mit einer im Bereich der Rückwand (12) des Ventilschiebers (13) in der Pumpenkammerrückwand (7) angeordneten Ausströmöffnung (22) verbunden ist, wobei die Ausströmöffnung (22) von einer, mit dem Ventilschieber (13) in seiner hinteren Endlage in Wirkverbindung tretenden, in der Pumpenkammerrückwand (7) angeordneten Ringdichtung (23) umschlossen wird.
Regelbare Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Pumpengehäuse in Arbeitsrichtung des Ventilschiebers (13) ein Wegmesssensor (24) angeordnet ist.
Regelbare Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdruck in dem/den Arbeitszylinder/n (9) zur definierten Verschiebung des Ventilschiebers (13) von einer im Pumpengehäuse (1) angeordnete Arbeitspumpe (25) erzeugt und über ein im Pumpengehäuse (1) angeordnetes Arbeitsventil (26) geregelt wird.
Regelbare Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerdruck in dem/den Arbeitszylindern (9) zur definieren Verschiebung des Ventilschiebers (13) von einer außerhalb des Pumpengehäuse (1) angeordnete Arbeitspumpe (25) erzeugt und über ein im oder außerhalb des Pumpengehäuses (1) angeordnetes Arbeitsventil (26) geregelt wird.