DE102015119089B4 - Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Abstract

Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Antriebswelle (18),einem Kühlmittelpumpenlaufrad (20), welches zumindest drehfest auf der Antriebswelle (18) angeordnet ist und über welches Kühlmittel förderbar ist,einem Außengehäuse (10) in dem ein Förderkanal (12) der Kühlmittelpumpe ausgebildet ist,einem verstellbaren Regelschieber (58), über den ein Durchströmungsquerschnitt eines Ringspalts (62) zwischen einem Austritt (64) des Kühlmittelpumpenlaufrades (20) und dem umgebenden Förderkanal (12) regelbar ist,dadurch gekennzeichnet, dassder Regelschieber (58) eine innere hohlzylindrische Umfangswand (66) und eine äußere hohlzylindrische Umfangswand (60), die in den Ringspalt (62) verschiebbar ist, aufweist, die über einen Boden (68) miteinander verbunden sind und sich vom Boden (68) in Richtung des Kühlmittelpumpenlaufrades (20) erstrecken, wobei die innere hohlzylindrische Umfangswand (66) auf einer bearbeiteten Außenfläche (72) eines zylindrischen Abschnitts (74) eines Gehäuseteils (26) der Kühlmittelpumpe gelagert ist und die äußere hohlzylindrische Umfangswand (60) auf einer bearbeiteten Innenfläche (80) eines sich axial erstreckenden ringförmigen Vorsprungs (52) eines Gehäuseteils (38) der Kühlmittelpumpe geführt ist, wobei der Boden (68) einen ersten Druckraum (98) von einem zweiten Druckraum (100) trennt, so dass der Regelschieber (58) in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen den beiden Druckräumen (98, 100) verschiebbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Antriebswelle, einem Kühlmittelpumpenlaufrad, welches zumindest drehfest auf der Antriebswelle angeordnet ist und über welches Kühlmittel förderbar ist, einem Außengehäuse in dem ein Förderkanal der Kühlmittelpumpe ausgebildet ist und einem verstellbaren Regelschieber, über den ein Durchströmungsquerschnitt eines Ringspalts zwischen einem Austritt des Kühlmittelpumpenlaufrades und dem umgebenden Förderkanal regelbar ist.
  • Derartige Kühlmittelpumpen dienen in Verbrennungsmotoren zur Mengenregelung des geförderten Kühlmittels, um ein Überhitzen des Verbrennungsmotors zu verhindern. Der Antrieb dieser Pumpen erfolgt zumeist über einen Riemen- oder Kettentrieb, so dass das Kühlmittelpumpenrad mit der Drehzahl der Kurbelwelle oder einem festen Verhältnis zur Drehzahl der Kurbelwelle angetrieben wird.
  • In modernen Verbrennungsmotoren ist die geförderte Kühlmittelmenge an den Kühlmittelbedarf des Verbrennungsmotors oder des Kraftfahrzeugs anzupassen. Zur Vermeidung erhöhter Schadstoffemissionen und Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sollte insbesondere die Kaltlaufphase des Motors verkürzt werden. Dies erfolgt unter anderem dadurch, dass der Kühlmittelstrom während dieser Phase gedrosselt oder vollkommen abgeschaltet wird.
  • Zur Regelung der Kühlmittelmenge sind verschiedene Pumpenausführungen bekannt geworden. Neben elektrisch angetriebenen Pumpen sind Pumpen bekannt, die über Kupplungen, insbesondere hydrodynamische Kupplungen an ihren Antrieb angekoppelt oder von diesem getrennt werden können. Eine besonders kostengünstige und einfach aufgebaute Möglichkeit zur Regelung des geförderten Kühlmittelstroms ist jedoch die Verwendung eines axial verschiebbaren Regelschiebers, der über das Kühlmittelpumpenlaufrad geschoben wird, so dass zur Reduzierung des Kühlmittelstroms der Durchströmungsquerschnitt des Ringspaltes, über den das Pumpenlaufrad das Kühlmittel in den umliegenden Förderkanal pumpt, verringert oder vollständig geschlossen werden kann.
  • Die Regelung dieser Schieber erfolgt ebenfalls in unterschiedlicher Weise. Neben einer rein elektrischen Verstellung hat sich vor allem eine hydraulische Verstellung der Schieber bewährt. Hierzu befindet sich an der zum Pumpenlaufrad abgewandten Seite des Schiebers ein Druckraum, der über ein Magnetventil mit einer unter Druck stehenden hydraulischen Flüssigkeit gefüllt wird, um eine Druckdifferenz über den Schieber zu erzeugen, die zu einer Verschiebung des Regelschiebers führt. Eine Rückstellung des Schiebers erfolgt durch Öffnen des Kolbenraums zu einem Auslass, was zumeist über ein Magnetventil erfolgt sowie unter Einwirkung einer Feder, die die Kraft zur Rückstellung des Schiebers zur Verfügung stellt. Der hydraulische Druck kann beispielsweise durch eine auf der Antriebswelle angeordnete Sekundärpumpe erzeugt werden, so dass das Kühlmittel auch zur Verstellung des Regelschiebers genutzt wird.
  • Problematisch bei diesen Kühlmittelpumpen mit Regelschieber ist die exakte möglichst reibungsarme Führung dieser Schieber. Insbesondere bei Kühlmittelpumpen die in eine entsprechende Öffnung beispielsweise des Zylinderkurbelgehäuses eingesetzt werden, ist es schwierig, eine exakte Führung des Schiebers über die umliegenden Gehäusewände des Zylinderkurbelgehäuses sicher zu stellen, da es hierzu notwendig wäre, sowohl die Befestigung der Kühlmittelpumpe am Zylinderkurbelgehäuse, als auch die Lage des Schiebers zum Zylinderkurbelgehäuse mit sehr engen Toleranzen herzustellen. Des Weiteren ist eine Bearbeitung der Aufnahmeöffnung des Kurbelgehäuses sehr aufwendig.
  • Um dieses Problem zu lösen, wird in der DE 10 2004 054 637 B4 eine regelbare Kühlmittelpumpe mit einem elektrisch betätigten Regelschieber offenbart, an dessen Außenumfang eine Nut mit einem darin angeordneten Kolbenring ausgebildet ist, der auf einer inneren Gleitfläche eines Außengehäuses des Elektromagneten läuft, so dass der Schieber über diese Fläche gelagert wird. Im radial inneren Bereich besteht lediglich eine Linienführung über Stege an einer Außenseite eines hohlzylindrischen Teils des Schieberelementes, welches sich in Richtung des Elektromagneten erstreckt und als Anker dient. Für eine hydraulisch geregelte Pumpe ist ein derartiger Schieber jedoch ungeeignet, da er im radial inneren Bereich nicht dicht ist. Die Lagerfläche ist jedoch in der ausgefahrenen Stellung des Schiebers sehr kurz, so dass ein Verkanten oder Blockieren, insbesondere durch eindringende Schmutzpartikel, nicht auszuschließen ist, zumal die innere Führung über die Stege in einem axial entfernten Bereich erfolgt.
  • Des Weiteren ist aus der DE 10 2011 079 898 A1 eine Pumpe bekannt, bei der über einen verstellbaren Schieber die Förderrate der Pumpe verändert werden kann. Dieser Schieber wird entweder hydraulisch oder über einen Scherenmechanismus betätigt. Die Kraft zur Rückstellung des Schiebers wird über ein Federelement, welches auf den Schieber wirkt, bereitgestellt.
  • Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine zu schaffen, bei der eine exakte Führung des Regelschiebers in allen Stellungen gewährleistet wird. Hierdurch sollen zusätzlich Leckagen minimiert werden, so dass der Regelschieber auch für rein hydraulisch betätigte Regelschieber an Kühlmittelpumpen eingesetzt werden kann. Die auftretenden Reibungskräfte sollen zur Reduzierung notwendiger Stellkräfte minimiert werden und eine Dichtheit erzielt werden. Die zur Verfügung stehenden Kraftangriffsflächen für die hydraulische Betätigung sollen zur Reduzierung der notwendigen Drücke möglichst groß ausgeführt werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Kühlmittelpumpe mit den Merkmalen des Hauptanspruchs 1 gelöst.
  • Dadurch, dass der Regelschieber eine innere hohlzylindrische Umfangswand und eine äußere hohlzylindrische Umfangswand, die in den Ringspalt verschiebbar ist, aufweist, die über einen Boden miteinander verbunden sind und sich vom Boden in Richtung des Kühlmittelpumpenlaufrades erstrecken, wobei die innere hohlzylindrische Umfangswand auf einer bearbeiteten Außenfläche eines zylindrischen Abschnitts eines Gehäuseteils der Kühlmittelpumpe gelagert ist und die äußere hohlzylindrische Umfangswand auf einer bearbeiteten Innenfläche eines sich axial erstreckenden ringförmigen Vorsprungs eines Gehäuseteils der Kühlmittelpumpe geführt ist, und wobei der Boden einen ersten Druckraum von einem zweiten Druckraum trennt, so dass der Regelschieber in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen den beiden Druckräumen verschiebbar ist, wird eine exakte innere Führung sichergestellt, welche in jeder Position des Regelschiebers über einen ausreichend langen Führungsabschnitt gewährleistet wird. Die Reibungswerte sind aufgrund der bearbeiteten Innenflächen gering. Zusätzlich zu der inneren Lagerung wird auch eine äußere Führung im äußeren Bereich des Regelschiebers hergestellt, durch die der Verschleiß beispielswiese durch eindringende Schmutzpartikel reduziert wird. Des Weiteren ist eine die Leckage minimierende Trennung zwischen den Druckräumen an der Vorderseite und an der Rückseite des Schiebers erreichbar.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die äußere hohlzylindrische Umfangswand des Regelschiebers einen ersten axialen Abschnitt auf, der innerhalb des ringförmigen Vorsprungs gleitet und einen Absatz aufweist, von dem aus sich die äußere hohlzylindrische Umfangswand mit vergrößertem Außenumfang in Richtung des Kühlmittelpumpenlaufrades erstreckt. Durch diese Ausführung wird eine äußere Führung und daraus folgende gute Abdichtung in allen Stellungen des Regelschiebers aufrecht erhalten, ohne die Flächen, auf die der Druck der Flüssigkeit zur Verstellung wirkt verkleinern zu müssen.
  • In einer hierzu wiederum weiterführenden Ausführungsform ist zwischen dem Abschnitt der äußeren Umfangswand, dessen Durchmesser größer ist, und dem umgebenden Gehäuse eine Spielpassung ausgebildet ist, so dass einerseits eine direkte Berührung zur unbearbeiteten Innenfläche vermieden wird, was zu deutlich höheren erforderlichen Stellkräften durch Reibung führen würde und andererseits die vorhandenen Spalte zwischen dem Gehäuse und dem Regelschieber minimiert werden.
  • Dabei entspricht der Außendurchmesser dieses Abschnitts mit vergrößertem Durchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des sich axial erstreckenden ringförmigen Vorsprungs des Gehäuseteils. Das Außengehäuse, in das die Kühlmittelpumpe gesteckt wird, kann entsprechend eine Aufnahmeöffnung mit konstantem Durchmesser aufweisen und dennoch die Spalte zur Reduzierung der Leckage reduziert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Absatz in der vollständig zurückgezogenen Position des Regelschiebers axial gegen ein Ende des ringförmigen Vorsprungs des Gehäuseteils an. So kann ein Hängenbleiben des Regelschiebers durch Adhäsionskräfte zwischen der rückwärtigen Wand und dem Boden des Schiebers vermieden werden und dennoch die zurückgezogene Position des Schiebers eindeutig definiert werden.
  • Um die Reibungskräfte zusätzlich zu verringern und eine noch bessere Dichtigkeit über die Lagerfläche des Regelschiebers zu erhalten, ist an der radialen Innenseite der radial inneren Umfangswand eine Radialnut ausgebildet, in der ein Dichtring angeordnet ist, welcher vorteilhafterweise aus Polytetrafluorethylen hergestellt ist und entsprechend eine hohe Gleitfähigkeit und hohe Korrosionsbeständigkeit gegen bekannte Kühlmittel wie Glykol aufweist.
  • Vorzugsweise ist an der radialen Außenseite des Abschnitts der radial äußeren Umfangswand mit kleinerem Durchmesser eine Radialnut ausgebildet, in der ein Dichtring angeordnet ist. Dieser ist ebenfalls vorzugsweise aus PTFE hergestellt, so dass auch im äußeren Führungsbereich die Dichtigkeit erhöht und die Reibung verringert wird. Ein Leckagestrom zwischen der Vorderseite des Schiebers und seiner Rückseite ist entsprechend minimiert, wodurch ein auftretender schleichender Druckausgleich zwischen den Räumen vor und hinter dem Schieber reduziert wird. Die aufzuwendenden Stellkräfte sind entsprechend gering.
  • Entsprechend trennt der Boden einen ersten Druckraum von einem zweiten Druckraum. Dabei sind die beiden Druckräume durch die beiden Dichtringe gegenüber dem jeweils anderen Druckraum abgedichtet, so dass der Regelschieber in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen den beiden Druckräumen verschiebbar ist, ohne dass ein Druckausgleich entsteht. Durch die geringe Reibung aufgrund der guten Führung und Lagerung können verschiedene Stellungen des Regelschiebers mit geringen aufzubringenden Druckdifferenzen angefahren werden. Gleichzeitig wird ein Druckausgleich zwischen den Druckräumen durch die hohe Dichtigkeit über den Regelschieber reduziert.
  • Es wird somit eine Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine geschaffen, bei der der Regelschieber sehr exakt geführt wird, wodurch auftretende Reibungskräfte reduziert werden, so dass lediglich geringe Stellkräfte erforderlich sind, um den Kühlmittelstrom zu regeln. Zusätzlich werden große Kraftangriffsflächen zur hydraulischen Verstellung des Regelschiebers zur Verfügung gestellt. Dabei werden die Druckräume sehr gut sowohl im inneren Bereich als auch im äußeren Bereich des Schiebers gegeneinander abgedichtet, so dass lediglich ein minimierter Leckagestrom entstehen kann.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe für einen Verbrennungsmotor ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
    • 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe in geschnittener Darstellung.
  • Die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe besteht aus einem Außengehäuse 10, in dem ein spiralförmiger Förderkanal 12 ausgebildet ist, in dem über einen ebenfalls im Außengehäuse 10 ausgebildeten axialen Pumpeneinlass 14 ein Kühlmittel angesaugt wird, welches über den Förderkanal 12 zu einem im Außengehäuse 10 ausgebildeten tangentialen Pumpenauslass 16 und in einen Kühlkreislauf der Verbrennungskraftmaschine gefördert wird. Dieses Außengehäuse 10 kann beispielsweise einstückig mit dem Kurbelgehäuse oder dem Zylinderkopf einer Verbrennungskraftmaschine ausgebildet sein und weist daher üblicherweise eine nicht bearbeitete, sondern lediglich gegossene Innenfläche auf.
  • Zur Förderung des Kühlmittels ist radial innerhalb des Förderkanals 12 auf einer Antriebswelle 18 ein Kühlmittelpumpenlaufrad 20 befestigt, welches als Radialpumpenrad ausgebildet ist. An der zum Pumpeneinlass 14 entgegengesetzten axialen Seite des Kühlmittelpumpenlaufrades 20 ist ein Regelpumpenlaufrad 22 ausgebildet, welches entsprechend mit dem Kühlmittelpumpenlaufrad 20 gedreht wird. Dieses Regelpumpenlaufrad 22 weist Schaufeln 23 auf, die axial gegenüberliegend zu einem als Seitenkanal ausgebildeten Strömungskanal 24 angeordnet sind, der in einem ersten inneren Gehäuseteil 26 ausgebildet ist. In diesem ersten Gehäuseteil 26 sind ein nicht dargestellter Einlass und ein ebenfalls nicht dargestellter Auslass ausgebildet, so dass das Regelpumpenlaufrad 22 mit dem Strömungskanal 24 eine Regelpumpe 28 bildet, über welche der Druck des Kühlmittels vom Einlass der Regelpumpe 28 zum Auslass erhöht wird.
  • Der Antrieb des Kühlmittelpumpenlaufrades 20 und des Regelpumpenlaufrades 22 erfolgt über einen Riemen des Verbrennungsmotors, der mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors gedreht wird und in ein Riemenrad 30 greift, welches am zum Kühlmittelpumpenlaufrad 20 entgegengesetzten axialen Ende der Antriebswelle 18 befestigt ist. Das Riemenrad 30 ist über ein zweireihiges Kugellager 32 gelagert, dessen Außenring 34 am Riemenrad 30 und dessen Innenring 36 auf einem zweiten feststehenden Gehäuseteil 38 aufgepresst ist. Das zweite Gehäuseteil 38 weist eine innere axiale Durchgangsöffnung 40 auf, durch die die Antriebswelle 18 unter Zwischenlage einer Wellendichtung 42 ragt und in die ein innerer ringförmiger Vorsprung 44 des ersten Gehäuseteils 26 ragt, über den das erste Gehäuseteil 26 zum zweiten Gehäuseteil 38 zentriert ist. Das erste Gehäuseteil 26 wird über Schrauben 46, welche das erste Gehäuseteil 26 axial durchdringen am zweiten Gehäuseteil 38 befestigt. Das zweite Gehäuseteil 38 ist unter Zwischenlage einer Dichtung 48 am Außengehäuse 10 befestigt. Hierzu weist das Außengehäuse 10 an seinem zum Pumpeneinlass 14 entgegengesetzten axialen Ende eine Aufnahmeöffnung 50 konstanten Durchmessers auf, in die ein ringförmiger Vorsprung 52 des zweiten Gehäuseteils 38 ragt, an dessen begrenzender flanschförmiger Wand 54, die axial gegen das Außengehäuse 10 anliegt, eine Nut 56 ausgebildet ist, in der die Dichtung 48 angeordnet ist.
  • Zur Regelung der geförderten Kühlmittelmenge ist innerhalb der Aufnahmeöffnung 50 ein axial verschiebbarer Regelschieber 58 angeordnet, dessen radial äußere hohlzylindrische Umfangswand 60 derart über das Kühlmittelpumpenlaufrad 20 geschoben werden kann, dass ein freier Querschnitt eines Ringspalts 62 zwischen einem Austritt 64 des Kühlmittelpumpenlaufrades 20 und dem Förderkanal 12 geregelt wird.
  • Der Regelschieber 58 weist neben der radial äußeren hohlzylindrischen Umfangswand 60 eine axial kürzere innere hohlzylindrische Umfangswand 66 auf, die über einen zwischen den Umfangswänden 60, 66 geschlossenen Boden 68 mit der äußeren Umfangswand 60 verbunden ist. Die beiden Umfangswände 60, 66 erstrecken sich vom Boden 68 in Richtung des Pumpenlaufrades 20. Die Lagerung des Regelschiebers 58 erfolgt erfindungsgemäß über eine radiale Innenseite 70 der hohlzylindrischen inneren Umfangswand 66, welche auf einer bearbeiteten Außenfläche 72 eines zylindrischen Abschnitts 74 des ersten Gehäuseteils 26 axial gleitend geführt ist. Dabei wird die Außenfläche 72 auf einen Mittenrauwert von etwa 0,3µm bearbeitet, wodurch eine sehr reibungsarme Lagerung erzielt wird. Diese innere Lagerung sichert eine sehr exakte Führung des Regelschiebers 58, durch die ein Kippen oder Verkanten des Regelschiebers 58 auch bei anliegenden Drücken zuverlässig vermieden wird.
  • Die radial äußere Umfangswand 60 weist einen sich vom Boden 68 axial erstreckenden ersten Abschnitt 76 auf, der mit seiner radialen Außenseite 78 an einer mechanisch bearbeiteten Innenfläche 80 des ringförmigen Vorsprungs 52 gleitet und einen kleineren Außendurchmesser aufweist als ein sich an den ersten Abschnitt 76 anschließender zweiter Abschnitt 82 der äußeren Umfangswand 60, dessen Außendurchmesser etwa dem Außendurchmesser des ringförmigen Vorsprungs 52 entspricht und der in den Ringspalt 62 verschiebbar ist. Durch die maschinelle Bearbeitung der Innenfläche 80 wird hier eine reibungsarme zusätzliche Führung des Regelschiebers 58 erzielt. Entsprechend weist die Umfangswand 60 einen Absatz 84 auf, von dem aus sich die Umfangswand 60 mit dem vergrößerten Durchmesser weiter axial in Richtung des Ringspaltes 62 erstreckt und mit dem die Umfangswand 60 in der vollständig zurückgezogenen Position gegen ein Ende 86 des ringförmigen Vorsprungs 52 anliegt, so dass dieses Ende 86 als rückwärtiger Anschlag für den Regelschieber 58 dient. Der zweite Abschnitt 82 der Umfangswand 60 liegt unmittelbar gegenüber zu einer Innenwand 88 der Aufnahmeöffnung 50 des Außengehäuses 10, wobei eine Spielpassung zwischen der Innenwand 88 und der radialen Außenseite 78 des zweiten Abschnitts 82 der Umfangswand 60 gewählt wird, wodurch die Spalte in diesem Bereich minimiert werden.
  • Am ersten axialen Abschnitt 76 der Umfangswand 60, der den kleineren Durchmesser aufweist, ist an der Außenseite 78 eine Radialnut 90 ausgebildet, in der ein Dichtring 92 angeordnet ist, der vorzugsweise aus PTFE hergestellt ist. Der Dichtring 92 ist derart angeordnet, dass er in jeder Position des Regelschiebers 58 an der bearbeiteten Innenfläche 80 des ringförmigen Vorsprungs 52 des zweiten Gehäuseteils 38 anliegt, so dass durch diesen Dichtring 92 neben der reibungsarmen und exakten Führung auch eine gute und lang haltbare Abdichtung erzielt wird, durch die Leckagen zwischen dem Vorsprung 52 und der äußeren Umfangswand 60 minimiert werden.
  • In entsprechender Weise ist auch an der radialen Innenseite 70 der radial inneren Umfangswand 66 ist eine Radialnut 94 ausgebildet, in der ebenfalls ein Dichtring 96 angeordnet ist, der vorzugsweise aus PTFE hergestellt ist, was gegen das Kühlmittel unempfindlich ist und gute Gleiteigenschaften aufweist. Somit besteht auch an der Innenseite 70 des Regelschiebers 58 eine hohe Dichtigkeit, so dass zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Regelschiebers 58 Leckagen auch bei anliegenden Druckdifferenzen beinahe vollständig vermieden werden.
  • Dies ist wichtig, da an der vom Kühlmittelpumpenlaufrad 20 abgewandten Seite des Regelschiebers 58 ein erster Druckraum 98 ausgebildet ist, der axial durch das zweite Gehäuseteil 38 und den Boden 68 des Regelschiebers 58 und radial nach außen durch den ringförmigen Vorsprung 52 des zweiten Gehäuseteils 38 und nach radial innen durch den als Lagerfläche dienenden zylindrischen Abschnitt 74 des ersten Gehäuseteils 26 begrenzt wird und an der zum Kühlmittelpumpenlaufrad 20 gewandten Seite des Bodens 68 ein zweiter Druckraum 100 ausgebildet ist, der axial durch den Boden 68 und das erste Gehäuseteil 26, nach radial außen durch die Umfangswand 60 des Regelschiebers 58 und nach radial innen erneut durch den Abschnitt 74 des ersten Gehäuseteils 26 begrenzt wird. Je nach am Boden 68 des Regelschiebers 58 in den beiden Druckräumen 98, 100 anliegender Druckdifferenz wird die äußere Umfangswand 60 des Regelschiebers 58 entsprechend in den Ringspalt 62 hinein- oder aus dem Ringspalt 62 herausgeschoben, so dass zur Vermeidung eines Druckausgleichs zwischen den beiden Druckräumen 98, 100 eine hohe Dichtigkeit der Druckräume 98, 100 zueinander erforderlich ist, welche einerseits durch die exakte Lagerung und Führung des Regelschiebers 58 und andererseits durch die Dichtringe 92, 96 erreicht wird.
  • Die zur Verstellung des Regelschiebers 58 notwendige Druckdifferenz wird durch die Regelpumpe 28 erzeugt und mittels eines Ventils 102, welches als Magnetventil ausgebildet ist, dem jeweiligen Druckraum 98, 100 zugeführt. Hierzu sind in den beiden Gehäuseteilen 26, 38 entsprechend angeordnete und in den Figuren nicht sichtbare Kanäle ausgebildet, über die unter Druck stehendes Kühlmittel dem jeweiligen Druckraum 98, 100 zugeführt werden kann beziehungsweise aus diesem abgelassen werden kann, so dass als Folge dieser Druckdifferenz der Regelschieber 58 zur Minimierung der geförderten Kühlmittelmenge in den Ringspalt 62 geschoben oder zur Maximierung der in den Kühlkreislauf geförderten Kühlmittelmenge aus diesem herausgeschoben wird.
  • Die beschriebene Kühlmittelpumpe weist eine sehr exakte und reibungsarme innere Lagerung und zusätzliche äußere Führung auf, so dass trotz geringer Spalte lediglich kleine Stellkräfte erforderlich sind, was durch die guten Gleiteigenschaften der den Umfangswänden gegenüberliegenden Gleitflächen noch verstärkt wird. Durch die verwendeten, lang haltbaren und gut gleitenden Dichtringe werden die Druckräume zusätzlich gegeneinander abgedichtet, so dass eine Verstellung des Regelschiebers mit geringen Stellkräften möglich ist und dabei ein Druckausgleich zwischen den Druckräumen verzögert ist. Zusätzlich werden große Kraftangriffsflächen am Boden des Regelschiebers zu dessen hydraulischer Verstellung zur Verfügung gestellt. Eine Führung über unbearbeitete Flächen im Bereich der Aufnahmeöffnung des Außengehäuses wird vermieden.
  • Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des Hauptanspruchs nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Insbesondere sind andere Gehäuseteilungen oder eine andere Art der Aktuierung des Regelschiebers denkbar. So können beispielsweise die beiden Gleitflächen des Gehäuses an einem Gehäuseteil ausgebildet werden, was eine noch genauere Führung durch genauere herstellbare Toleranzen ermöglicht. Neben einer rein hydraulischen Verstellung sind auch elektrische Verstellungen oder eine Vorspannung mittels Druckfedern denkbar. Auch können gegebenenfalls andere Dichtringe mit guten Gleit- und Dichteigenschaften verwendet werden, die unempfindlich gegen Korrosion bei verwendeten Kältemitteln wie Glykol sind.

Claims (8)

  1. Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Antriebswelle (18), einem Kühlmittelpumpenlaufrad (20), welches zumindest drehfest auf der Antriebswelle (18) angeordnet ist und über welches Kühlmittel förderbar ist, einem Außengehäuse (10) in dem ein Förderkanal (12) der Kühlmittelpumpe ausgebildet ist, einem verstellbaren Regelschieber (58), über den ein Durchströmungsquerschnitt eines Ringspalts (62) zwischen einem Austritt (64) des Kühlmittelpumpenlaufrades (20) und dem umgebenden Förderkanal (12) regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelschieber (58) eine innere hohlzylindrische Umfangswand (66) und eine äußere hohlzylindrische Umfangswand (60), die in den Ringspalt (62) verschiebbar ist, aufweist, die über einen Boden (68) miteinander verbunden sind und sich vom Boden (68) in Richtung des Kühlmittelpumpenlaufrades (20) erstrecken, wobei die innere hohlzylindrische Umfangswand (66) auf einer bearbeiteten Außenfläche (72) eines zylindrischen Abschnitts (74) eines Gehäuseteils (26) der Kühlmittelpumpe gelagert ist und die äußere hohlzylindrische Umfangswand (60) auf einer bearbeiteten Innenfläche (80) eines sich axial erstreckenden ringförmigen Vorsprungs (52) eines Gehäuseteils (38) der Kühlmittelpumpe geführt ist, wobei der Boden (68) einen ersten Druckraum (98) von einem zweiten Druckraum (100) trennt, so dass der Regelschieber (58) in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen den beiden Druckräumen (98, 100) verschiebbar ist.
  2. Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere hohlzylindrische Umfangswand (60) einen ersten axialen Abschnitt (76) aufweist, der innerhalb des ringförmigen Vorsprungs (52) gleitet und einen Absatz (84) aufweist, von dem aus sich die äußere hohlzylindrische Umfangswand (60) in einem zweiten Abschnitt (82) mit vergrößertem Außenumfang in Richtung des Kühlmittelpumpenlaufrades (20) erstreckt.
  3. Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Abschnitt (82) der äußeren Umfangswand (60), dessen Durchmesser größer ist und dem umgebenden Außengehäuse (10) eine Spielpassung ausgebildet ist.
  4. Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser des Abschnitts (82) der äußeren Umfangswand (60) mit vergrößertem Durchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser des sich axial erstreckenden ringförmigen Vorsprungs (52) des Gehäuseteils (38) entspricht.
  5. Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (84) in der vollständig zurückgezogenen Position des Regelschiebers (58) axial gegen ein Ende (86) des ringförmigen Vorsprungs (52) des Gehäuseteils (38) anliegt.
  6. Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer radialen Innenseite (70) der radial inneren Umfangswand (66) eine Radialnut (94) ausgebildet ist, in der ein Dichtring (96) angeordnet ist.
  7. Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer radialen Außenseite (78) des Abschnitts (76) der radial äußeren Umfangswand (60) mit kleinerem Durchmesser eine Radialnut (90) ausgebildet ist, in der ein Dichtring (92) angeordnet ist.
  8. Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Druckräume (98, 100) durch die beiden Dichtringe (92, 96) gegenüber dem jeweils anderen Druckraum (98, 100) abgedichtet sind.
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