DE102013019299B4 - Electromotive coolant pump with arranged in the pump housing and actuated by the coolant Stellaktor - Google Patents
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Abstract
Elektromotorische Kühlmittelpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2) und mit einem in einer Pumpenkammer (23) angetrieben Pumpenrad (24) sowie mit zwei saugseitigen Zulaufkanälen (KK, GK) und einem druckseitigen Ablaufkanal (AK) für das Kühlmittel (KM), – wobei in einem Gehäuseabschnitt (5) des Pumpengehäuses (2) zwischen der Saugseite und der Druckseite ein Stellaktor (17) zum Öffnen und Schließen der Zulaufkanäle (KK, GK) angeordnet ist, der eine in dem Gehäuseabschnitt (5) kühlmitteldicht angeordnete Membran (16) und einen Stellkolben (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass der Stellaktor (17) in Folge der Kühlmittelförderung hydraulisch betätigt und zum Öffnen und Schließen der Zulaufkanäle (KK, GK) mit einem Stellelement (14) gekoppelt ist, – dass der Stellkolben (18) mit dem Stellelement (14) verbunden oder über ein Stellgetriebe (34, 35) gekoppelt ist, – dass der Gehäuseabschnitt (5) eine mit der Pumpenkammer (23) über eine erste Drucköffnung (42) verbundene Aktorkammer (25) zur hydraulischen Betätigung des Stellaktors (17) aufweist, – dass der Gehäuseabschnitt (5) einen zentralen Zuströmkanal (ZK) aufweist, der saugseitig über das Stellelement (14) in die Zulaufkanäle (KK, GK) und druckseitig in die Pumpenkammer (23) zum Pumpenrad (24) hin mündet, und – dass die Pumpenkammer (23) mit dem Zuströmkanal (ZK) über eine zweite Drucköffnung (43) verbunden ist, die mittels eines elektrisch ansteuerbaren Stellventils (30) aktivierbar ist.Electromotive coolant pump (1) with a pump housing (2) and with a in a pump chamber (23) driven impeller (24) and with two suction-side inlet channels (KK, GK) and a pressure-side outlet channel (AK) for the coolant (KM), - wherein in a housing section (5) of the pump housing (2) between the suction side and the pressure side a Stellaktor (17) for opening and closing of the inlet channels (KK, GK) is arranged, which in the housing portion (5) arranged coolant-tight membrane (16 ) and an actuating piston (18), characterized in that - the Stellaktor (17) hydraulically actuated as a result of the coolant delivery and for opening and closing of the inlet channels (KK, GK) is coupled to an actuating element (14), - that the actuating piston (18) connected to the adjusting element (14) or via a control gear (34, 35) is coupled, - that the housing portion (5) with the pump chamber (23) via a first pressure opening (42 ) connected actuator chamber (25) for the hydraulic actuation of the Stellaktors (17), - that the housing portion (5) has a central inflow channel (ZK), the suction side via the actuating element (14) in the inlet channels (KK, GK) and the pressure side in the pump chamber (23) opens toward the impeller (24), and - that the pump chamber (23) is connected to the inflow channel (ZK) via a second pressure opening (43) which can be activated by means of an electrically controllable control valve (30).
Description
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Kühlmittelpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine derartige Kühlmittelpumpe ist aus der
Zur Förderung des Kühlmittels im Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine wird üblicherweise eine Kühlmittel- oder Wasserumwälzpumpe eingesetzt, deren Steuerung über ein Wegeventil erfolgen kann, wenn zusätzlich zu einem über einen Kühler führenden Kühlerkreis auch ein Bypass- oder Vorlaufkreis vorgesehen ist, der unter Umgehung des Kühlers direkt über entsprechende Kanäle der Brennkraftmaschine bzw. dessen zu kühlendem Zylinderkopf oder Motorblock führt. Der Antrieb der Kühlmittelpumpe erfolgt üblicherweise elektrisch mittels eines Elektromotors, der eine Motor- oder Pumpenachse mit einem Pumpenrad antreibt, das in einer Pumpenkammer des Pumpengehäuses, beispielsweise in Form eines Spiralkanals, angeordnet ist.To promote the coolant in the cooling circuit of an internal combustion engine usually a coolant or water circulation pump is used, which can be controlled by a directional control valve, if in addition to a radiator leading radiator circuit and a bypass or flow circuit is provided, bypassing the radiator directly over corresponding channels of the internal combustion engine or its cooling cylinder head or engine block leads. The drive of the coolant pump is usually carried out electrically by means of an electric motor which drives a motor or pump axis with a pump wheel, which is arranged in a pump chamber of the pump housing, for example in the form of a spiral channel.
Bei aus der
Aus der
Aus der
Aus der
Gemäß der
Aus der
Bei einer aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Kühlmittelpumpe anzugeben, die konstruktiv und fertigungstechnisch besonders einfach ist, wobei Undichtigkeiten der Wasserpumpe zuverlässig vermieden werden sollen. Ferner soll die Steuerung bzw. Ansteuerung der Wasserpumpe besonders einfach und zuverlässig sein.The invention has for its object to provide a suitable coolant pump, which is structurally and manufacturing technology particularly simple, with leaks in the water pump should be reliably avoided. Furthermore, the Control or control of the water pump to be particularly simple and reliable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments and further developments are the subject of the dependent claims.
Hierzu weist die Kühlmittelpumpe ein Pumpengehäuse mit einem in einer Pumpenkammer angeordneten und mittels eines Elektromotors angetriebenen Pumpenrad sowie zwei mit saugseitigen Zulaufkanälen und einem druckseitigen Ablaufkanal für das Kühlmittel auf. Das Pumpengehäuse setzt sich geeigneterweise zumindest im Wesentlichen aus dem Motorgehäuse, ggf. mit separatem Elektronikgehäuse für den Motorantrieb, und einem vorzugsweise als separates Gehäuseteil (Gehäusezwischenteil) ausgeführten Gehäuseabschnitt sowie einem Pumpendeckel zusammen. Die Gehäuseteile können beispielsweise miteinander verschraubt und somit lösbar verbunden sein.For this purpose, the coolant pump has a pump housing with a pump chamber arranged in a pump chamber and driven by an electric motor and two with suction-side inlet channels and a pressure-side outlet channel for the coolant. The pump housing is suitably composed at least substantially of the motor housing, possibly with a separate electronics housing for the motor drive, and a preferably designed as a separate housing part (intermediate housing part) housing portion and a pump cover. The housing parts, for example, screwed together and thus be releasably connected.
Die Zulaufkanäle münden zweckmäßigerweise gemeinsam in einen zentralen Zuströmkanal ein, der innerhalb des Pumpengehäuses im Bereich des Gehäuseabschnitts vorgesehen und dort bevorzugt von einem zylindrischen Gehäusemantel gebildet ist. Vorzugsweise deckelseitig münden in einen ersten der Zulaufkanäle ein Vorlaufstutzen zum Anschluss an einen nachfolgend auch als kleiner Kühlkreis bezeichneten kühlerfreien Vorlaufkreis und in den zweiten Zulaufkanal ein Zulaufstutzen zum Anschluss an einen nachfolgend auch als großer Kühlkreis bezeichneten Kühlerkreis des Kühlmittelkreislaufs des Kraftfahrzeugmotors ein.The inlet channels expediently lead together into a central inflow channel, which is provided within the pump housing in the region of the housing section and is preferably formed there by a cylindrical housing jacket. Preferably, on the lid side, a feed pipe for connection to a cooler-free flow circuit, also referred to below as a small cooling circuit, opens into a first inlet channel for connection to a cooler circuit of the coolant circuit of the motor vehicle engine, also referred to below as a large cooling circuit.
Innerhalb des Gehäuseabschnitts des Pumpengehäuses ist zwischen der Saugseite und der Druckseite ein in Folge der Kühlmittelförderung hydraulisch betätigter Stellaktor angeordnet, der mit einem Stellelement zum Öffnen und Schließen der Zulaufkanäle gekoppelt ist. Die Betätigung des Stellaktors, d. h. die Energieübertragung auf den Stellaktor und über diesen auf das Stellelement zum gesteuerten Öffnen bzw. Schließen der Zulaufkanäle erfolgt durch das Strömungsverhalten des Kühlmittels selbst. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels zum Stellaktor hin, um diesen zu betätigen, wird durch die Druckdifferenz zwischen Druck- und Saugseite bestimmt. Somit sind für die Schaltfunktion der Kühlmittelpumpe, zumindest hinsichtlich einer wesentlichen Grundfunktion des Umschaltens von einem anfänglich offenen Zulaufkanal auf den anderen Zulaufkanal, insbesondere vom kleinen auf den großen Kühlkreis, keine zusätzliche Energiequelle und kein Thermostat oder dergleichen erforderlich.Within the housing portion of the pump housing, a hydraulically actuated actuating actuator is arranged between the suction side and the pressure side as a result of the coolant delivery, which is coupled to an actuating element for opening and closing the inlet channels. Actuation of the actuator, d. H. the energy transfer to the Stellaktor and on this on the actuator for controlled opening or closing of the inlet channels is effected by the flow behavior of the coolant itself. The flow direction of the coolant to Stellaktor out to operate this is determined by the pressure difference between the pressure and suction side , Thus, no additional energy source and no thermostat or the like are required for the switching function of the coolant pump, at least in terms of a fundamental function of switching from an initially open inlet channel to the other inlet channel, in particular from the small to the large cooling circuit.
Der Stellaktor ist membran- und/oder kolbenartig ausgeführt und geeigneterweise axial verstellbar in dem Gehäuseabschnitt des Pumpengehäuses angeordnet.The Stellaktor is designed in a membrane and / or piston-like and suitably arranged axially adjustable in the housing portion of the pump housing.
Dies ermöglicht bei gleichzeitiger Integration der Aktorfunktionalität zur Pumpensteuerung in das Pumpengehäuse eine weitestgehende Symmetrie und einen besonders kompakten konstruktiven Aufbau der Kühlmittelpumpe.This allows for the simultaneous integration of the actuator functionality for pump control in the pump housing most extensive symmetry and a particularly compact structural design of the coolant pump.
Der Stellaktor ist vorzugsweise mittels eines Rückstellelementes, geeigneterweise in Form einer Schraubenfeder, in einer Ausgangsstellung (Ruheposition) vorgeschaltet. In dieser ist ein erster der Zulaufkanäle, nämlich geeigneterweise der Vorlauf für den kleinen Kühlkreis geöffnet und der zweite Zulaufkanal, also der große Kühlkreis geschlossen. Bei Inbetriebsetzung der Kühlmittelpumpe wird in Folge der hydraulischen Betätigung des Stellaktors das Stellelement den ersten Zulaufkanal (kleiner Vorlaufkreis) gegen die Kraft des nachfolgend auch als Rückstellfeder (vorzugsweise Druckfeder) bezeichneten Rückstellelementes verschließen und den zweiten Zulaufkanal (großer Kühlerkreis) öffnen.The Stellaktor is preferably by means of a return element, suitably in the form of a coil spring, in an initial position (rest position) upstream. In this is a first of the inlet channels, namely suitably opened the flow for the small cooling circuit and the second inlet channel, so the large cooling circuit closed. When commissioning the coolant pump is due to the hydraulic actuation of Stellaktor the actuator close the first inlet channel (small flow circuit) against the force of hereinafter referred to as return spring (preferably compression spring) return element and open the second inlet channel (large radiator circuit).
Der Stellaktor ist durch eine in dem Gehäuseabschnitt angeordnete Membran und einen mit dieser vorzugsweise fest verbundenen Stellkolben (Arbeits- oder Hubkolben) gebildet, der – bezogen auf die Pumpen- bzw. Motorachse – zusammen mit der Membran axial beweglich oberhalb des Pumpenrades angeordnet und gegen das Pumpengehäuse abgedichtet ist. Hierzu eignet sich eine manschettenartige, elastische Silikonrollmembran, die einerseits die Dichtwirkung sicherstellt und andererseits ausreichend flexibel oder elastisch ist, um dem Hub des Stellkolbens folgen zu können. Die Membran erstreckt sich innerhalb des Gehäuseabschnitts über den Gehäusequerschnitt, um die Saugseite von der Druckseite zu trennen.The Stellaktor is formed by a arranged in the housing section membrane and a preferably fixedly connected to this actuator piston (working or reciprocating), which - relative to the pump or motor axis - arranged axially movable together with the diaphragm above the impeller and against the Pump housing is sealed. For this purpose, a sleeve-like, elastic silicone roller diaphragm, on the one hand ensures the sealing effect and on the other hand is sufficiently flexible or elastic to follow the stroke of the actuating piston can. The membrane extends within the housing section over the housing cross-section to separate the suction side from the pressure side.
Der Gehäuseabschnitt stellt eine verschließbare Aktorkammer (Arbeitsraum) bereit, die mit der Pumpenkammer über eine erste Drucköffnung verbunden ist. Diese erste Drucköffnung ist zweckmäßigerweise mittels eines ersten elektrisch ansteuerbaren Stellventils in Form eines Magnetventils verschließbar. Mit anderen Worten steht diese Aktorkammer bzw. dieser Arbeitsraum zur hydraulischen Betätigung des Stellaktors über die Drucköffnung mit der Pumpenkammer und somit mit der Druckseite der Kühlmittelpumpe in Verbindung, so dass in der Aktorkammer praktisch der gleiche Kühlmitteldruck herrscht wie in der druckseitigen Pumpenkammer.The housing section provides a closable actuator chamber (working space) which is connected to the pump chamber via a first pressure port. This first pressure opening is expediently closed by means of a first electrically controllable control valve in the form of a solenoid valve. In other words, this actuator chamber or this working space for the hydraulic actuation of the Stellaktors via the pressure port with the pump chamber and thus with the pressure side of the coolant pump in connection so that practically the same coolant pressure prevails in the actuator chamber as in the pressure-side pump chamber.
Das Stell- bzw. Magnetventil ist daher vorzugsweise stromlos offen. Hierdurch ist gewährleistet, dass bei Inbetriebnahme der Kühlmittelpumpe der Stellaktuator stets in Richtung eines sicheren Öffnens des großen Kühlkreises betätigt wird, während das Stellventil energetisch inaktiv ist. Wird hingegen dieses Ventil angesteuert (bestromt), so verschließt es die Drucköffnung mit der Folge, dass die hydraulisch bedingte Druckbeaufschlagung des Stellaktors unterbrochen und aufgrund der Rückstellkraft der Rückstellfeder der dem kleinen Kühlkreis entsprechende Zulaufkanal geöffnet bleibt. Eine Rückführung des Stellaktuators in die Ausgangs- oder Ruheposition mit geöffnetem (kleinem) Vorlaufkreis und geschlossenem (großem) Kühlerkreis kann auch durch Abschaltung der Kühlmittelpumpe erfolgen. Die Steuerung des hydraulischen Drucks auf den Stellaktor kann beispielsweise auch durch entsprechende Steuerung der Motor- bzw. Pumpendrehzahl erfolgen, so dass ein Stellventil nicht zwingend erforderlich ist.The control or solenoid valve is therefore preferably open normally. This ensures that when commissioning the coolant pump of the actuating actuator is always actuated in the direction of safe opening of the large cooling circuit, while the control valve is energetically inactive. Becomes however, this valve actuated (energized), it closes the pressure opening with the result that the hydraulically induced pressurization of the Stellaktors interrupted and remains open due to the restoring force of the return spring of the small cooling circuit corresponding inlet channel. A return of the Stellaktuators in the home or rest position with open (small) flow loop and closed (large) radiator circuit can also be done by switching off the coolant pump. The control of the hydraulic pressure on the Stellaktor can be done, for example, by appropriate control of the motor or pump speed, so that a control valve is not mandatory.
Der in vorteilhafter Ausgestaltung von einem zylindrischen Gehäusemantel des Gehäuseabschnitts gebildete zentrale Zuströmkanal mündet saugseitig über das Stellelement in die Zulaufkanäle und druckseitig in die Pumpenkammer zum Pumpenrad hin. Der Stellaktor, der den Zuströmkanal daher zweckmäßigerweise ringförmig umgibt, erstreckt sich bezogen auf die Pumpen- oder Motorachse im Gehäuseabschnitt und damit im Pumpengehäuse radial. In der Ausführung mit Membran und Stellkolben sind diese somit ebenfalls ringförmig, wobei die sich radial ersteckende Membran (Ringmembran) die Aktorkammer einerseits gegen die Außenwandung und andererseits gegen den Zuströmkanal bzw. den entsprechenden zylindrischen Gehäusemantel des Gehäuses abdichtet.The formed in an advantageous embodiment of a cylindrical housing shell of the housing portion central inflow opens on the suction side via the actuator in the inlet channels and the pressure side in the pump chamber to the impeller out. The Stellaktor, which therefore expediently surround the inflow channel annularly, extends radially relative to the pump or motor axis in the housing portion and thus in the pump housing. In the embodiment with membrane and actuator piston, these are therefore also annular, wherein the radially ersteckende membrane (ring diaphragm) seals the actuator chamber on the one hand against the outer wall and on the other hand against the inflow channel or the corresponding cylindrical housing shell of the housing.
In der entsprechenden Ausführungsform ist die Ringmembran daher außenumfangsseitig zweckmäßigerweise zwischen eine flanschartige Verbindung des den Gehäuseabschnitt bildenden Gehäusezwischenteils und des Pumpendeckels geführt und dort dichtend eingespannt. Im zentralen, inneren Bereich ist die Ringmembran geeigneterweise nach Art einer Labyrinthdichtung gefaltet, um eine zu verlässige Dichtwirkung gegen den zentralen, axial verlaufenden Zuströmkanal zu erzielen, der bevorzugt vom Gehäusezwischenteil gebildet wird. In dieser bevorzugten Ausführung trägt die Ringmembran den ringförmigen Stellkolben (Ringkolben bzw. Ringaktor).In the corresponding embodiment, the annular diaphragm is therefore expediently guided on the outer peripheral side between a flange-like connection of the housing intermediate part and the pump cover forming the housing section and clamped there in a sealing manner. In the central, inner region of the annular membrane is suitably folded in the manner of a labyrinth seal in order to achieve a reliable sealing action against the central, axially extending inflow channel, which is preferably formed by the intermediate housing part. In this preferred embodiment, the ring diaphragm carries the annular actuating piston (ring piston or ring actuator).
Die Pumpenkammer der Kühlmittelpumpe mit steuerbarem Stellventil ist mit dem Zuströmkanal über eine zweite Drucköffnung verbunden, die mittels eines zweiten elektrisch ansteuerbaren, vorzugsweise stromlos geschlossenen, Stell- bzw. Magnetventils aktivierbar ist. Dieses Ventil ist daher ebenfalls quasi stets inaktiv und dabei analog zum ersten Ventil grundsätzlich energielos. Wird dieses zweite Ventil mittels eines entsprechenden elektrischen Signals angesteuert und somit bestromt, so wird die zuvor verschlossene Drucköffnung geöffnet mit der Folge, dass ein zumindest gewisser, durch entsprechende Ventilbestromung steuerbarer Druckausgleich zwischen Druck- und Saugseite der Kühlmittelpumpe stattfindet.The pump chamber of the coolant pump with controllable control valve is connected to the inflow channel via a second pressure opening, which can be activated by means of a second electrically controllable, preferably normally closed, control or solenoid valve. Therefore, this valve is also virtually always inactive and, in principle, without energy, analogous to the first valve. If this second valve is activated and thus energized by means of a corresponding electrical signal, the previously closed pressure opening is opened with the result that an at least certain pressure equalization between the pressure and suction sides of the coolant pump, which is controllable by appropriate valve energization, takes place.
Hierdurch und insbesondere in Verbindung mit einer entsprechenden Ansteuerung, d. h. gesteuerten Bestromung des ersten Stellventils wird der Stellweg des Stellaktors und damit die Stellung des Stellelements beeinflusst. Dies ermöglicht das Anfahren praktisch beliebiger Zwischenstellungen des Stellelements mit unterschiedlichen Offen- bzw. Schließpositionen der beiden Zulaufkanäle, was im bestimmungsgemäßen Betrieb in besonders einfacher, energiearmer und zuverlässiger Weise ein praktisch beliebiges Mischen von vergleichsweise kühlem und heißem Kühlmedium aus den beiden Kühlkreisen (Vorlauf- und Kühlerkreis bzw. kleiner und großer Kühlkreis) ermöglicht.As a result, and in particular in conjunction with a corresponding control, d. H. controlled energization of the first control valve, the travel of the Stellaktors and thus the position of the control element is influenced. This allows the approach virtually any intermediate positions of the control element with different open or closed positions of the two supply channels, which in normal operation in a particularly simple, low-energy and reliable manner a virtually arbitrary mixing of relatively cool and hot cooling medium from the two cooling circuits (flow and Cooler circuit or small and large cooling circuit) allows.
Das Stellelement kann mit dem Stellaktor starr, d. h. fest verbunden oder an diesen über ein Stellgetriebe gekoppelt sein. Bei der Kopplungsvariante ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass zwischen den Zulaufkanälen, d. h. zwischen dem Zulaufstutzen und dem Vorlaufstutzen eine verschwenkbare Stellklappe nach Art eines Helmvisiers angeordnet ist, die bzw. das mit dem gehäuseinternen Stellaktor, insbesondere dessen Stellkolben über ein Umlenkgetriebe, beispielsweise in Form einer Zahnstange und eines mit diesem kämmenden Zahnrades gekoppelt ist. In dieser Ausführung ist der Stellaktor dazu eingerichtet, in Folge einer steuerbaren Druckänderung aufgrund der hydraulischen Betätigung die Stellklappe zwischen einer Offenstellung des einen Zulaufkanals und einer Schließstellung des anderen Zulaufkanals zu verschwenken, wobei zwischen den jeweiligen Endstellungen praktisch beliebige Zwischenstellungen der Stellklappe möglich sind.The actuator can be rigid with the Stellaktor, d. H. be firmly connected or coupled to these via a control gear. In the coupling variant is expediently provided that between the inlet channels, d. H. a pivotable flap is arranged in the manner of a helmet visor between the inlet nozzle and the flow nozzle, which is coupled to the housing-internal Stellaktor, in particular its actuating piston via a deflection gear, for example in the form of a rack and a meshing with this gear. In this embodiment, the Stellaktor is adapted to pivot as a result of a controllable pressure change due to the hydraulic actuation of the valve between an open position of an inlet channel and a closed position of the other inlet channel, between the respective end positions virtually any intermediate positions of the valve are possible.
Bei der bevorzugten, starren Variante ist als Stellelement ein Ringschieber in Form einer zylindrischen Hülse vorgesehen, der bzw. die beispielsweise über stegartige Formteile vorzugsweise mit dem Stellkolben verbunden ist. Der Ringschieber ist hierbei zweckmäßigerweise axial oberhalb des mit dem den zentralen Zuströmkanal bildenden zylindrischen Gehäusemantel des Gehäusezwischenteils und mit diesem fluchtend angeordnet. Mit anderen Worten bildet der Ringschieber quasi einen axialen Fort- oder Ansatz des zentralen zylindrischen Gehäusemantels, weist also zumindest annähernd die gleiche Querschnittsfläche wie der zylindrische Gehäusemantel bzw. wie der hierdurch gebildete Zuströmkanal auf.In the preferred, rigid variant, an annular slide in the form of a cylindrical sleeve is provided as an adjusting element, which is preferably connected to the adjusting piston, for example via web-like moldings. The annular slide is expediently arranged axially above the cylindrical housing jacket of the intermediate housing part forming the central inflow channel and in alignment therewith. In other words, the annular slide quasi forms an axial extension or approach of the central cylindrical housing shell, thus has at least approximately the same cross-sectional area as the cylindrical housing shell or as the inflow channel formed thereby.
Vorteilhafterweise an den Ringschieber und/oder an den Gehäusemantel angeformte, nach außen abgekröpfte Krangenkonturen erhöhen in der entsprechenden Stellung des Stellaktors die Anlagesicherheit zwischen dem Ringschieber und dem mit diesem fluchtenden Gehäusemantel sowie erforderlichenfalls auch die Dichtigkeit des Zuströmkanals in der entsprechenden Anlagestellung des Ringschiebers am Gehäusemantel.Advantageously, integrally formed on the annular slide and / or on the housing shell, bent outward Krangenkonturen increase in the corresponding position of the Stellaktors the system reliability between the annular slide and aligned with this housing shell and if necessary, the tightness of the inflow channel in the corresponding contact position of the annular slide on the housing shell.
In der aufgrund der hydraulischen Betätigung des Stellaktors bedingten Stellung, in welcher der Ringschieber entgegen der Rückstellkraft der Feder vom Gehäusemantel axial abgehoben ist, wird – ggf. in Abhängigkeit von der Bestromung der Stellventile und/oder der Pumpendrehzahl – ein einstellbarer Zwischenspalt zum Gehäusemantel erzeugt. Dadurch ist eine Verbindung des entsprechenden Zulaufkanals zum zentralen Zuströmkanal hergestellt, während der Ringschieber gleichzeitig den anderen Zulaufkanal, d. h. dessen Verbindung zum zentralen Zuströmkanal vollständig oder teilweise verschließt.In the condition due to the hydraulic actuation of the Stellaktors position in which the annular slide is axially lifted against the restoring force of the spring from the housing shell, an adjustable intermediate gap to the housing shell is - optionally produced in dependence on the energization of the control valves and / or the pump speed. As a result, a connection of the corresponding inlet channel is made to the central inflow, while the annular slide at the same time the other inlet channel, d. H. its connection to the central inflow channel completely or partially closes.
Die in dieser Ausgangsstellung in den Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs eingebundene Kühlmittelpumpe hält somit in Ruhestellung einen kleinen Kühlkreis unter Umgehung des Kühlers geöffnet. Wird die Kühlmittelpumpe in Betrieb gesetzt, so erfolgt aufgrund des betriebsbedingten Druckaufbaus in der Aktorkammer eine Axialverschiebung des Stellaktors und in Folge dessen Kopplung mit dem Stellelement dessen Betätigung, so dass der als Vorlauf wirksame Zulaufkanal geschlossen und der andere Zulaufkanal geöffnet wird. Hierdurch wird vom kleinen Kühlkreis auf den großen Kühlkreis umgeschaltet und das Kühlmittel durch den Kühler geführt.The integrated in this initial position in the cooling circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle coolant pump thus keeps in the rest position a small cooling circuit bypassing the radiator open. If the coolant pump is put into operation, as a result of the operational pressure build-up in the actuator chamber an axial displacement of Stellaktors and consequently its coupling with the actuator whose operation, so that the effective as a feed flow inlet channel closed and the other inlet channel is opened. This will switch from the small cooling circuit to the large cooling circuit and the coolant passed through the radiator.
Eine Ansteuerung des ersten Stell- oder Magnetventils ermöglicht die Beibehaltung der Ausgangsstellung der Kühlmittelpumpe mit geöffnetem kleinen Kühlkreis, indem ein ausreichender Druckaufbau in der Aktorkammer verhindert wird und die Kühlmittelpumpe den großen Kühlkreis nicht öffnen kann. Das zu diesem Stellventil geeigneterweise invers zu steuernde (zweite) Stellventil (Rückstellventil) erfüllt zusätzlich zu einer komfortablen Mischerfunktion vorzugsweise eine Notfunktion für den Fall, dass das erste Stellventil aufgrund einer Fehlfunktion nicht abfällt.A control of the first actuating or solenoid valve allows the maintenance of the starting position of the coolant pump with an opened small cooling circuit by a sufficient pressure build-up in the actuator chamber is prevented and the coolant pump can not open the large cooling circuit. The (second) control valve (return valve) suitably inversely controlled for this control valve, in addition to a comfortable mixer function, preferably fulfills an emergency function in the event that the first control valve does not drop due to a malfunction.
Die Stellventile sind bevorzugt ebenfalls im bzw. am Gehäusezwischenteil angeordnet. Deren Ansteuerung erfolgt geeigneterweise über gehäuseaußenseitige Anschlusskontakte. Mit dem vorzugsweise inklusive der elektrischen oder elektromagnetischen Stellventile in das Pumpengehäuse integrierten Stellaktor ist eine besonders wirksame, einfach und raumsparend aufgebaute sowie stets zuverlässig dichte und zuverlässig sowie langlebig arbeitende Kühlmittelpumpe mit der Funktionalität eines steuerbaren Kühlmittelstellers ohne Thermostat, komplexe Wegeventilanordnungen, zusätzliche Pumpen, Pumpenanbauten oder Ansteuerungsmittel, beispielsweise in Form einer pneumatischen Ansteuerung, bereitgestellt.The control valves are preferably also arranged in or on the housing intermediate part. Their control is suitably via external housing connection contacts. With the preferably including the electrical or electromagnetic control valves in the pump housing integrated Stellaktor is a particularly effective, simple and compact design and always reliable dense and reliable and durable working coolant pump with the functionality of a controllable coolant actuator without thermostat, complex directional valve assemblies, additional pumps, pump attachments or Control means, for example in the form of a pneumatic control provided.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show:
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Die
Bei der Ausführungsform gemäß den
Am kugelkopfförmigen Gehäusedom
Die Membran
Wie in Verbindung mit
Das innerhalb des Pumpengehäuses
In Umfangsrichtung des Pumpengehäuses
Wie in
Eine Schraubenfeder
Das als Stellklappe ausgeführte Stellelement
Bei der Ausführungsform gemäß den
Diese bevorzugte Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen nach den
Demgegenüber zeigt
Die Kopplung des Stellaktors
In den
Wie in
Das als ansteuerbares Stellventil wirksame (erste) Stellventil
Das zweite Stellventil
In
Die elektrische Kühlmittelpumpe
Der Stellaktor
Um die Stellung des Stellelements
Die Kühlmittelpumpe
Zudem kann der Stellkolben
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- KühlmittelpumpeCoolant pump
- 22
- Pumpengehäusepump housing
- 33
- Pumpendeckelpump cover
- 44
- Flanschverbindungflange
- 55
- GehäusezwischenteilIntermediate housing part
- 66
- Flanschverbindungflange
- 77
- Motorgehäusemotor housing
- 88th
- Elektronikgehäuseelectronics housing
- 99
- Montagelaschemounting tab
- 1010
- Zulaufstutzeninlet connection
- 1111
- VorlaufstutzenFlow nozzles
- 1212
- Ablauf-/DruckstutzenDrain / discharge nozzle
- 1313
- Gehäusedomhousing dome
- 13a13a
- DurchflussöffnungFlow opening
- 13b13b
- DurchflussöffnungFlow opening
- 13c13c
- Gehäuseschafthousing shaft
- 1414
- Stellelementactuator
- 1515
- Druckraumpressure chamber
- 1616
- Membranmembrane
- 1717
- StellaktorStellaktor
- 1818
- Stellkolbenactuating piston
- 1919
- Innerer DichtungsbereichInner sealing area
- 2020
- Äußerer DichtungsbereichOuter sealing area
- 2121
- Pumpen-/MotorachsePump / motor shaft
- 2222
- Gehäusemantelhousing jacket
- 2323
- Pumpenkammerpump chamber
- 2424
- Pumpenradimpeller
- 2525
- Aktorkammeractuator chamber
- 2626
- Gehäusewandhousing wall
- 27, 2827, 28
- Gehäuseschafthousing shaft
- 2929
- erstes Stellventilfirst control valve
- 3030
- zweites Stellventilsecond control valve
- 3131
- Gehäuseabschnitthousing section
- 3232
- Rückstellelement/-federRestoring element / pen
- 3333
- Ringnutring groove
- 3434
- Ritzelpinion
- 3535
- Zahnstangerack
- 3636
- Stellhülse/RingschieberAdjusting sleeve / sleeve valve
- 3737
- hülsenseitiger Kragensleeve-side collar
- 3838
- mantelseitiger Kragencoat-side collar
- 3939
- Membranmembrane
- 4040
- Spaltgap
- 4141
- Verbindungsstegconnecting web
- 4242
- erste Drucköffnungfirst pressure opening
- 4343
- zweite Drucköffnungsecond pressure opening
- 44,4544.45
- Ventilkugelvalve ball
- 4646
- KühlmittelkreislaufCoolant circuit
- 4747
- Kühlercooler
- 4848
- Kühler-/großer KreisRadiator / large circle
- 4949
- Vorlauf-/kleiner KreisFlow / small circle
- 5050
- Zylinderblockcylinder block
- AA
- Axialrichtungaxially
- RR
- Radialrichtungradial direction
- AKAK
- Ablaufkanaldrain channel
- GKGK
- (zweiter) Zulaufkanal(second) inlet channel
- KKKK
- (erster) Zulaufkanal(first) inlet channel
- KMKM
- Kühlmittelcoolant
- KSKS
- KühlmittelstellerCoolant plate
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- Zuströmkanalinflow
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