DE102015214678A1

DE102015214678A1 - Elektromotorische Pumpe

Info

Publication number: DE102015214678A1
Application number: DE102015214678.2A
Authority: DE
Inventors: Uwe Klippert; Christoph OTTO
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2017-02-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Pumpe (4) zum Befördern eines Fluids (6), insbesondere eine elektromotorische Hilfspumpe für ein Kraftfahrzeug, mit einem niederdruckseitigen Einlass (10), und mit einem hochdruckseitigen Auslass (12), sowie mit einem elektronisch kommutierten Elektromotor (20), dessen Motorrotor (22) mit einem innerhalb eines Pumpraums (26) angeordneten Pumpenrotor (18) gekoppelt ist, wobei der Pumpraum (26) mittels eines strömungstechnisch mit dem Einlass und mit dem Auslass verbundenen Verbindungsstücks (28) überbrückt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische beziehungsweise elektromotorisch be- oder angetriebene Pumpe zum Befördern eines Fluids, insbesondere eine Ölpumpe. Unter Ölpumpe wird hierbei insbesondere eine Hilfs- oder Hauptpumpe in einem oder für ein Kraftfahrzeug verstanden.
Eine elektrische Ölpumpe und insbesondere auch eine sogenannte Hilfs- oder Zusatzpumpe dient zum Fördern von Öl für insbesondere bewegte Teile oder Komponenten, beispielsweise auch eines verbrennungsmotorisch, hybridtechnisch oder elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (Kraftfahrzeugs). Eine derartige Ölpumpe erzeugt üblicherweise aufgrund deren Fördereigenschaften einen Ölkreislauf zum Zwecke einer Druckölversorgung. Eine beispielsweise elektrisch oder elektromotorisch angetriebene Hilfs- oder Hauptpumpe dient häufig zur zumindest zeitweisen Steuerung eines Fahrzeuggetriebes, insbesondere eines Automatikgetriebes. Das geförderte Öl dient hierbei häufig auch zur Kühlung und/oder Schmierung der Komponenten oder Zusatzkomponenten des Antriebsstranges eines derartigen Fahrzeugs.
Für derartige Zwecke häufig eingesetzte Pumpentypen umfassen beispielsweise Verdrängerpumpen (Außenzahnradpumpen), Sichelzellenpumpen, Flügelzellenpumpen oder Gerotorpumpen. Für den elektromotorischen Antrieb der Pumpe werden zunehmend häufig sogenannte bürstenlose Gleichstrommotoren (BLDC-Motor) eingesetzt, bei denen die verschleißanfälligen Bürstenelemente eines starren Kommutators durch eine elektronische Kommutierung des Motorstroms ersetzt sind.
Bei einem BLDC-Motor weist der Rotor einen Permanentmagnet auf, der von einem magnetischen Wechselfeld kommutiert bestromter Statorwicklungen in Drehung versetzt wird. Für einen effizienten Betrieb ist es notwendig, dass die Statorwicklungen zum richtigen Zeitpunkt mit Strom versorgt werden. Hierzu ist eine genaue Bestimmung der relativen Position von Rotor und Stator für eine Motorsteuerung notwendig. Da es bei einem BLDC-Motor weder einen mechanischen noch einen elektrischen Kontakt zwischen Rotor und Stator gibt, ist es beispielsweise bekannt die Rotorposition mittels zusätzlicher Drehsensoren, wie beispielsweise einem Hallsensor zu bestimmen. Derartige Drehsensoren sind jedoch kostenintensiv, weshalb eine Positionsbestimmung bevorzugterweise sensorlos erfolgen sollte.
Die sensorlose Positionsbestimmung beruht auf induzierten Spannungssignalen, sogenannten Gegen-EMK-Signalen, die der rotierende Permanentmagnet in den Statorwicklungen induziert. Die induzierten Gegen-EMK-Signale sind proportional zur Rotordrehzahl, wodurch nachteiligerweise bei niedrigen Drehzahlen oder beim Stillstand der Pumpe beziehungsweise des Elektromotors nur wenige oder keine Informationen zur Positionsbestimmung für die Motorsteuerung bereitstehen.
Bei einem Einsatz als Hilfs- oder Zusatzpumpe im Bereich von Fahrzeuggetrieben tritt hierbei das Problem auf, dass die Ölpumpe im Stillstand typischerweise gegen einen hohen hydraulischen Restdruck des (inkompressiblen) Öls innerhalb des Ölkreislaufs anlaufen muss. Insbesondere in der Anlaufphase des Elektromotors stehen hierbei keine oder lediglich unzureichende Gegen-EMK-Signale zur Verfügung, wodurch die Kommutierung des Motorstroms quasi blind beziehungsweise ohne eine Rückmeldung an die Motorsteuerung erfolgt, und die Ölpumpe mitunter nicht zuverlässig gestartet werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige elektromotorische Pumpe zur Beförderung eines Fluids anzugeben, die auch entgegen einer steilen Druckrampe eines ruhenden Fluids einen zuverlässigen Anlauf sicherstellt.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine elektromotorische Pumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bezüglich eines Ventilmoduls für eine derartige Pumpe wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 11. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Hierzu umfasst die elektromotorische Pumpe einen niederdruckseitigen Einlass und einen hochdruckseitigen Auslass sowie einen elektronisch kommutierten Elektromotor. Der Elektromotor ist vorzugsweise ein sensorloser BLDC-Motor, und ist antriebstechnisch durch einen Motorrotor mit einem Pumpenrotor (Pumpenrad) zum Befördern eines Fluids gekoppelt. Der Pumpenrotor ist innerhalb eines Pumpraums angeordnet, der strömungstechnisch mit dem Einlass und dem Auslass gekoppelt ist. Der Pumpraum ist mittels eines strömungstechnisch mit dem Einlass und mit dem Auslass verbundenen Verbindungsstücks überbrückt. Hierdurch ist im Wesentlichen eine bypassartige Kurzschlussverbindung zwischen der Niederdruckseite (Einlassseite) und der Hochdruckseite (Auslassseite) der Pumpe bereitgestellt, die strömungstechnisch im Wesentlichen parallel zum Pumpraum angeordnet ist.
Durch den Kurzschluss wird ein hydraulischer Restdruck eines ruhenden Fluids innerhalb des Pumpraums vorteilhaft reduziert, sodass ein stehender Pumpenrotor beziehungsweise Elektromotor im Wesentlichen drucklos lediglich entgegen die Viskosität des Fluids anlaufen kann. Durch die Reduzierung der vorhandenen Druckrampe benötigt der Pumpenrotor lediglich ein geringes Drehmoment, um in Rotation versetzt zu werden, wodurch die Anforderungen bezüglich einer korrekt geschalteten Bestromung von Statorwicklungen des Elektromotors, insbesondere hinsichtlich einer zeitlichen Abstimmung einer Motorstromphase zu der Rotorlage, reduziert werden. Dadurch kann die Pumpe auch bei einer unbekannten Motorrotorlage zuverlässig anlaufen, bis die Rotation hinreichend schnell genug ist, ein ausreichendes Gegen-EMK-Signal für eine genauere Steuerung und Regelung der zeitlichen Abstimmung der Motorstromphasen zu induzieren.
Durch das Verbindungsstück werden somit Anlaufschwierigkeiten bei einem sensorlos ausgeführten und elektronisch kommutierten Elektromotor vorteilhaft und einfach vermieden. Insbesondere kann der Elektromotor beziehungsweise die Pumpe ‚blind‘, das heißt ohne genaue Kenntnis der Motorrotorlage, betrieben beziehungsweise gestartet werden. Das heißt, dass zu Beginn bei einem Anlaufen der Pumpe eine Phasenlage des Motorstroms beaufschlagt werden kann, bis die Drehzahl hoch genug ist, dass ein ausreichendes Gegen-EMK-Signal für eine genaue Regelung und Steuerung des Motorstroms bereitsteht. Dadurch wird ein betriebssicheres und zuverlässiges Anlaufen der Pumpe ermöglicht. Unter Anlaufen ist im nachfolgenden insbesondere ein Motordrehzahlbereich von 0 bis 500 Umdrehungen pro Minute zu Verstehen.
In einer geeigneten Ausgestaltungsform umfasst die Pumpe ein Pumpengehäuse mit einem Motorgehäuseteil. Der Pumpraum ist vorzugsweise innerhalb des Pumpengehäuses angeordnet und mit einem Saugstutzen als Einlass und mit einem Druckstutzen als Auslass strömungstechnisch gekoppelt. Der Motorgehäuseteil nimmt einen Motor- oder Spulenwicklungen tragenden Stator und den den Pumpenrotor antreibenden Motorrotor des elektronisch kommutierten Gleichstrommotors auf. Das Verbindungsstück ist im Wesentlichen als eine Kurzschlussbohrung zwischen dem Einlass und dem Auslass ausgeführt. Bei einer Rotation des Pumpenrotors ist das Fluid durch das Verbindungsstück zumindest teilweise von der Auslassseite zu der Einlassseite durchleitbar beziehungsweise zurückleitbar.
Bei der Pumpe handelt es sich vorzugsweise um eine elektromotorische Hilfs- oder Hauptpumpe für ein Kraftfahrzeug, insbesondere eine Ölpumpe zur Steuerung und Druckölversorgung von Getriebeteilen eines Fahrzeuggetriebes. Das geförderte Fluid ist hierbei zweckmäßigerweise (Schmier-)Öl und dient beispielsweise auch zur Kühlung und/oder Schmierung der Komponenten oder Zusatzkomponenten eines Antriebsstranges eines derartigen Kraftfahrzeugs. Der Begriff Öl ist hierbei insbesondere nicht einschränkend auf mineralische Öle zu verstehen, vielmehr kann auch ein vollsynthetisches oder teilsynthetisches Öl, ein Silikonöl, oder andere ölartige Flüssigkeiten wie beispielsweise eine Hydraulikflüssigkeit oder ein Kühlschmierstoff verwendet werden.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Verbindungsstück mittels eines ersten Ventils eines Ventilmoduls verschließbar. Dadurch ist es möglich, das Verbindungsstück im Betrieb der Pumpe zu verschließen, sodass nach einem Anlaufen keine hydraulische Verlustleistung auftritt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das erste Ventil ein innerhalb des Verbindungsstücks verschiebbar gelagertes Verschlussstück auf. Das Verschlussstück ist vorzugsweise entlang eines Verschiebewegs zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position transversal verschiebbar, wobei das Verbindungsstück durch ein umfangseitig angeordnetes erstes Dichtungselement des Verschlussstücks abgedichtet oder abdichtbar ist. Unter einer offenen Position ist insbesondere eine Position oder Stellung des Verschlussstücks zu verstehen, in der das Fluid zumindest teilweise durch das Verbindungsstück hindurchfließen kann, wobei mit geschlossen eine das Verbindungsstück hydraulisch abdichtende Position des Verschlussstücks bezeichnet ist.
Das Verschieben des Verschlussstücks erfolgt vorzugsweise hydraulisch, wobei das Verschlussstück in einer geeigneten Ausführung hochdruckseitig und niederdruckseitig mittels des Fluids beaufschlagt ist. Dadurch ist das erste Ventil im Wesentlichen vollständig hydraulisch durch Drücke und/oder Strömungen des Fluids betätigbar. Bevorzugterweise ist hierbei vorgesehen, dass während eines Anlaufens des Elektromotors das Verschlussstück in einer offenen Position gehalten wird. Mit zunehmender Drehzahl erhöht sich der Fluiddruck und Volumenstrom im Bereich des Verbindungsstücks derart, dass das Fluid durch einen Überdruck (beziehungsweise den erhöhten Volumenstrom) das Verschlussstück in die geschlossene Position bewegt wird. Das Verbindungsstück ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass das Verschieben des Verschlussstücks auch entgegen auftretender Reibungsverluste sicher funktioniert. Hierbei ist es vorgesehen, dass durch das Verschlussstück innerhalb des Verbindungstücks ein im Vergleich zum Einlass oder Auslass der Pumpe verkleinerter Strömungsquerschnitt erzeugt ist, sodass zum Verschlussstück hin ein Überdruck des strömenden Fluids aufgebaut wird. Dadurch wird das Verbindungsstück durch das Ventilmodul selbsttätig im Betrieb der Pumpe verschlossen, sodass sichergestellt ist, dass keine hydraulische Verlustleistung auftritt.
In einer geeigneten Ausgestaltung umfasst das Ventilmodul ein zweites Ventil, das vorzugsweise als ein Rückschlagventil ausgeführt ist. Das Rückschlagventil öffnet geeigneterweise lediglich in Richtung der Hochdruckseite und ist vorzugsweise während des Anlaufens der Pumpe in einer geschlossenen Position. Bei einem geöffneten Verschlussstück des ersten Ventils fließt das Fluid somit beim Anlaufen zunächst durch das Verbindungsstück zurück zum Einlass. Mit zunehmender Drehzahl erhöht sich der Fluiddruck und bewegt das Verschlussstück in die geschlossene Position, und das zweite Ventil öffnet.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Verschlussstück des ersten Ventils mittels mindestens einem Federelement beaufschlagt. Das Federelement stellt geeigneterweise sicher, dass bei einem Abschalten der Pumpe beziehungsweise des Elektromotors und dem damit verbundenen Wegfall des Fluidüberdrucks das Verschlussstück selbsttätig in eine geöffnete Position zurückbewegt wird. Dadurch ist das Verbindungsstück bei einem erneuten Anschalten der Pumpe wieder geöffnet, sodass ein zuverlässiges Anlaufen der Pumpe stets sichergestellt ist.
Die Federstärke beziehungsweise Rückstellkraft des Federelements ist vorzugsweise derart dimensioniert, dass das Verschlussstück erst bei einem Fluidüberdruck schließt, der einer Motordrehzahl entspricht, bei der bereits ein ausreichendes Gegen-EMK-Signal für eine Motorstromregelung erzeugt wird.
In einer bevorzugten Weiterbildungsform ist das Federelement insbesondere derart abgestimmt, dass durch das Verschlussstück ein sicheres Anlaufen der Pumpe sichergestellt ist. Hierzu ist es bevorzugterweise vorgesehen, dass das Federelement das Verschlussstück bei Motordrehzahlen größer als 500 Umdrehungen pro Minute verschließt.
In einer bevorzugten Ausführung des Ventilmoduls ist das Verschlussstück zylinderförmig mit einer zentralen Drosselbohrung mit einem niederdruckseitigen zweiten Dichtungselement ausgeführt. Das Verschlussstück weist weiterhin eine niederdruckseitig zugewandte und umfangseitig angeordnete Aufnahmekontur zur Aufnahme des Federelements auf, wobei das Federelement niederdruckseitig an einem Haltetisch abgestützt ist. Das Federelement ist vorzugsweise als eine Spiralfeder ausgeführt und liegt zumindest teilweise innerhalb der Aufnahmekontur ein, sodass es die Drosselbohrung etwa hohlzylinderartig umschließt. In einer offenen Position des Verschlussstücks fließt das Fluid somit durch die Drosselbohrung und an den Windungen des Federelements vorbei sowie zurück zum Einlass. In der geschlossenen Position wird das Verschlussstück in Richtung des Haltetisches gedrückt, wobei das zweite Dichtungselement das Verbindungsstück am Haltetisch abdichtet.
In einer geeigneten Ausführungsform ist das Verschlussstück beispielsweise als ein metallisches oder kunststoffartiges Spritzgussteil ausgeführt, auf das das erste und zweite Dichtungselement aufgespritzt sind. Die Dichtungselemente sind vorzugsweise als kreisrunde Dichtungsringe aus einem elastischen Gummimaterial ausgeführt. Das erste Dichtungselement dichtet das Verschlussstück gegen die Seitenwände des Verbindungsstücks ab, sodass in einer offenen Position das Fluid strömungstechnisch lediglich durch die Drosselbohrung fließen kann. Die etwa zylinderförmige Drosselbohrung weist zweckmäßigerweise einen kleineren Strömungsquerschnitt als der Einlass und der Auslass auf, wobei das zweite Dichtungselement vorzugsweise um den niederdruckseitigen Ausgang der Drosselbohrung herum angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Verschlussstück niederdruckseitig eine Auskragung als Hintergriffkontur auf, wobei der Verschiebeweg des Verschlussstücks einerseits durch den Haltetisch und andererseits durch die Auskragung begrenzt ist. In der offenen Position verhindert die Auskragung vorteilhafterweise, dass das Verschlussstück hochdruckseitig aus dem Verbindungsstück herausrutscht.
In einer geeigneten Weiterbildung umfasst das zweite Ventil des Ventilmoduls eine Rückschlagkugel und einen Anschlagstift. Das zweite Ventil wird somit vorzugsweise durch Einwirkung der Schwerkraft und/oder des hochdruckseitigen Fluidrückflusses verschlossen. Der Strömungspfad innerhalb des Ventilmoduls weist hierzu zweckmäßigerweise eine Drossel beziehungsweise Verjüngung auf, die von der Rückschlagkugel im Wesentlichen hermetisch abdichtbar ist. Bei einem Öffnen des zweiten Ventils wird die Rückschlagkugel hydraulisch betätigt und von der Verjüngung weg bewegt, bis sie an den etwa quer angeordneten Anschlagstift als Begrenzung anschlägt. Dadurch ist eine konstruktiv besonders einfache und kostengünstige Ausführung des zweiten Ventils bereitgestellt. Ebenso denkbar ist es aber beispielsweise auch, dass anstatt eines Anschlagstifts ein zweites Federelement zur Beaufschlagung der Rückschlagkugel vorgesehen ist.
In einer alternativen Ausführung weist das zweite Ventil einen Ventilteller auf, der mittels einer Ventilstange mit dem Verschlussstück gekoppelt ist. In dieser Ausführung ist das Verschlussstück vorzugsweise mittels eines an die Ventilstange gekoppelten Federelements federbelastet. Der Ventilteller und die Ventilstange sind nach Art eines Tellerrückschlagventils als zweites Ventil ausgeführt, wobei das Verschlussstück niederdruckseitig an die Ventilstange angebunden ist. Dadurch sind das erste und das zweite Ventil im Wesentlichen starr miteinander gekoppelt, das heißt bei einem Verschieben des Verschlusselements wird der Ventilteller durch die Ventilstange mit verschoben. Insbesondere wird bei einer Verschiebung des Verschlusselements in die geschlossene Position gleichzeitig der Ventilteller geöffnet.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Ventilmodul modular in einer elektromotorischen Pumpe, insbesondere im Bereich eines Verbindungsstücks zwischen einen Pumpeneinlass und einen Pumpenauslass, einbaubar.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein Anlaufen der Pumpe beziehungsweise des Elektromotors bei einem (hoch-)viskosen Fluid zuverlässig auch ohne genaue Kenntnis der Rotorposition erfolgen kann. Der Einsatz eines erfindungsgemäßen hydraulisch betätigbaren Ventilmoduls stellt hierbei insbesondere sicher, dass keine hydraulischen Verlustleistungen während des Pumpenbetriebs nach dem Anlaufen auftreten.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1a in schematischer Darstellung eine elektromotorische Ölpumpe als Hauptpumpe für einen ausschnittsweise dargestellten Ölkreislauf eines Kraftfahrzeugs, mit einem niederdruckseitigen Einlass, mit einem hochdruckseitigen Auslass und mit einem Verbindungsstück, das den Einlass strömungstechnisch mit dem Auslass verbindet, sowie mit einem hydraulisch betätigbaren Ventilmodul zum selbsttätigen Verschließen des Verbindungsstücks,
1b in schematischer Darstellung ein Hydraulikschaltbild der Ölpumpe mit dem Verbindungsstück und dem Ventilmodul,
2a und 2b anhand von perspektivischen Schnittdarstellungen eine erste Ausführung des Ventilmoduls in verschiedenen Ventilstellungen,
3a bis 3c anhand von perspektivischen Schnittdarstellungen eine zweite Ausführung des Ventilmoduls in verschiedenen Ventilstellungen, und
4a bis 4c anhand von perspektivischen Schnittdarstellungen eine dritte Ausführung des Ventilmoduls in verschiedenen Ventilstellungen.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1a und 1b zeigen einen Teilbereich eines Ölkreislaufs 2 eines Kraftfahrzeugs. Der Ölkreislauf 2 umfasst eine elektromotorische Pumpe 4 als Hilfs- oder Hauptpumpe zur Beförderung eines Fluids 6, insbesondere Öl, zur Druckölversorgung von Getriebeteilen eines nicht näher dargestellten Fahrzeuggetriebes.
Die im Nachfolgenden auch als Ölpumpe bezeichnete Pumpe 4 weist ein im Wesentlichen geschlossenes Pumpengehäuse 8 mit einem niederdruckseitigen Einlass 10 als Zulaufstutzen und einem hochdruckseitigen Auslass 12 als Ablauf- oder Druckstutzen auf. Zum Zwecke einer strömungstechnische Anbindung an den Ölkreislaufs 2 ist der Einlass 10 an eine Niederdruckleitung 14 und der Auslass 12 an eine Hochdruckleitung 16 angeschlossen.
Das Fluid 6 (Öl) wird im Betrieb der Ölpumpe 4 aus der Niederdruckleitung 14 über den Einlass 10 angesaugt und über den Auslass 12 in die Hochdruckleitung 16 hineingepumpt. Bei der nach dem Flügelzellen- oder Zahnradpumpenprinzip arbeitenden Ölpumpe 4 tritt das Öl 6 über den Einlass 10 ein und wird mittels eines elektromotorisch angetriebenen Pumpenrotors 18 über den Auslass 12 aus der Ölpumpe 4 heraus befördert.
Innerhalb des Pumpengehäuses 8 ist ein elektrisch oder elektronisch kommutierter Elektromotor 20 mit einem nicht näher dargestellten Stator und einem um die Motorachse rotierenden Motorrotor 22 angeordnet. Der Motorrotor 22 ist mittels einer Antriebsmechanik 24 mit dem Pumpenrotor 18 im Wesentlichen antriebstechnisch gekoppelt.
Im Betrieb wird von einer Motorsteuerung ein Motorstrom in die Statorwicklung des Stators eingeprägt. Das dadurch generierte Wechselfeld versetzt den Motorrotor 22 in Rotation, die wiederum durch die Antriebsmechanik 24 auf den Pumpenrotor 18 übertragen wird. Der Pumpenrotor 18 ist innerhalb eines Pumpraums 26 des Pumpengehäuses 8 angeordnet und befördert im Betrieb der Ölpumpe 4 das angesaugte Öl 6 vom Einlass 10 zum Auslass 12.
Zwischen dem Einlass 10 und dem Auslass 12 ist strömungstechnisch parallel zum Pumpraum 26 ein bypassartiges Verbindungsstück 28 angeordnet, durch welches Öl 6 kurzschlussartig hindurchfließen kann. Im Bereich des Verbindungsstücks 28 ist ein hydraulisch betätigbares Ventilmodul 30 angeordnet, mit dem einerseits das Verbindungsstück 28 und andererseits der Auslass 12 verschließbar ist.
Nachfolgend ist der hochdruckseitige Strömungsbereich zwischen dem Ventilmodul 30 und dem Pumpraum 28 als Druckleitung 32, der niederdruckseitige Strömungsbereich zwischen dem Einlass 10 und dem Verbindungsstück 28 als Einlassleitung 34 und der hochdruckseitige Strömungsbereich zwischen dem Verbindungsstück 28 und dem Auslass 12 als Auslassleitung 36 bezeichnet. Das Ventilmodul 30 ist im Bereich des Verbindungsstücks 28 strömungstechnisch als T-Verbindung zwischen der Einlassleitung 34, der Druckleitung 32 und der Auslassleitung 36 angeordnet.
Bei einem Anlaufen der Ölpumpe 4, bei dem der Pumpenrotor 18 aus einer stillstehenden Position zum Zwecke der Ölbeförderung auf eine gewünschte Betriebsdrehzahl beschleunigt wird, ist es notwendig, dass der Pumpenrotor 18 beziehungsweise der damit antriebstechnisch gekoppelte Elektromotor 20 sicher und zuverlässig beschleunigt. Das Öl 6 weist innerhalb des Pumpraums 26 aufgrund seiner Inkompressibilität einen hydraulischen Restdruck innerhalb des Ölkreislaufs 2 auf, gegen den die Ölpumpe 4 anläuft. Dieser Restdruck wird durch den bypassartigen Kurzschluss des Verbindungsstücks 28 zwischen der Druckleitung 32 und der Einlassleitung 34 vorteilhafterweise herabgesetzt, sodass die Ölpumpe 4 beziehungsweise der Elektromotor 20 mit einem niedrigeren Drehmoment zuverlässig anlaufen kann. Hierzu ist das Ventilmodul 30 geeignet und eingerichtet, einen Rückfluss des Öls 6 zur Einlassleitung 34 während eines Anlaufens zu ermöglichen und nach einem Anlaufen selbsttätig das Verbindungsstück 28 zu verschließen und die Auslassleitung 36 zu öffnen.
Im Nachfolgenden ist anhand der 2a und 2b eine erste Ausführungsform des Ventilmoduls 30 näher erläutert.
Das Ventilmodul 30 umfasst ein etwa hohlzylinderartiges Ventilgehäuse 38 mit einer einlassleitungsseitigen Öffnung 40 und mit einer druckleitungsseitigen Öffnung 42 sowie mit einer auslassleitungsseitigen Öffnung 44. Das Ventilgehäuse 38 ist im Bereich der Öffnungen 40, 42, 44 über nicht näher dargestellte Anschlüsse mit den jeweiligen Strömungsleitungen 32, 34, 36 schraub- oder klemmverbunden. Zum Zwecke einer hydraulischen Dichtigkeit der Anschlüsse ist am äußeren Umfang des Ventilgehäuses 38 pro Anschluss jeweils ein Dichtungsring 46 angeordnet. Die Öffnungen 40 und 44 weisen jeweils eine drosselartige Verjüngung des Strömungsquerschnittes auf, in deren Bereich ein erstes Ventil 48 und ein zweites Ventil 50 angeordnet sind.
Die Öffnung 40 ist mittels des ersten Ventils 48, und die Öffnung 44 ist mittels des zweiten Ventils 50 verschließbar. Das erste Ventil 48 umfasst ein etwa zylinderförmiges Verschlussstück 52, das innerhalb der Öffnung 40 verschiebebeweglich gelagert ist. Das Verschlussstück 52 weist einlassleitungsseitig eine Auskragung als ein erstes Dichtungselement 54 auf, mit dem die Öffnung 40 – wie in 2b deutlich wird – einlassseitig in Richtung der Öffnung 44 hin verschließbar ist. Bei einem derartigen Verschließen der Öffnung 40 liegt das erste Dichtungselement 54 innerhalb der Einlassleitung 34 von außen gegen das Ventilgehäuse 38 im Bereich der drosselartigen Verjüngung der Öffnung 40 an.
Mittels des zweiten Ventils 50 ist die Öffnung 44 und somit der Auslass 12 der Ölpumpe 4 verschließbar. Das zweite Ventil 50 ist als ein Rückschlagventil, in dieser Ausführung insbesondere als ein Tellerrückschlagventil, ausgeführt, und verhindert einen Rückfluss des Schmieröls 6 aus der Hochdruckleitung 16 zurück in den Pumpraum 26. Das nachfolgend auch als Rückschlagventil bezeichnete zweite Ventil 50 umfasst einen scheibenartigen Ventilteller 56 als Verschlussstück für die Öffnung 44 sowie eine federbelastete Ventilstange 58. In der die Auslassleitung 36 verschließenden Position liegt der Ventilteller 56 – wie in 2a ersichtlich – innerhalb der Auslassleitung 36 von außen gegen das Ventilgehäuse 38 im Bereich der drosselartigen Verjüngung der Öffnung 44 an.
Die Ventilstange 58 ist an ein Ende eines spiralförmigen Federelements 60 gekoppelt, wobei das Federelement 60 an seinem Freiende gegen einen Haltetisch 62 innerhalb des Ventilgehäuses 38 abgestützt ist. Das Verschlussstück 52 des ersten Ventils 48 ist an der dem Ventilteller 56 abgewandten Stirnseite der Ventilstange 58 angebunden.
Das Verschlussstück 52 ist innerhalb der Öffnung 40 entlang eines transversalen Verschiebewegs V zwischen einer Offenposition O (2a) und einer Schließposition S (2b) verschiebebeweglich gelagert. Durch die im Wesentlichen starre Koppelung des Verschlussstücks 52 mit dem Ventilteller 56 durch die Ventilstange 58 wird bei einem Verschieben des Verschlussstücks 52 von der Offenposition O in die Schließposition S gleichzeitig der Ventilteller 56 von einer geschlossenen in eine geöffnete Position verschoben, und umgekehrt. In den Figuren ist die Schließposition S und die Offenposition O in Bezug auf die jeweilige Position der einlassleitungsseitigen Stirnfläche des Verschlussstücks 52 eingezeichnet.
Der Verschiebeweg V ist hierbei in Richtung der Offenposition O begrenzt durch den Anschlag des Ventiltellers 56 am Ventilgehäuse 38. Das zylinderartige Verschlussstück 52 weist einen kreisrunden Querschnitt auf, dessen Durchmesser kleiner bemessen ist als der der kreisrunden Öffnung 40. Dadurch liegt das Verschlussstück 52 umfangsseitig nicht an den inneren Seitenwänden der Öffnung 40 an, wodurch ein etwa kreisringförmiger Drosselspalt 64 zwischen dem Verschlussstück 52 und der Öffnung 40 gebildet ist. Durch den Drosselspalt 64 kann somit in der Offenposition O des Verschlussstücks 52 Öl 6 von der hochdruckseitigen Druckleitung 32 zur niederdruckseitigen Einlassleitung 34 durch das Verbindungsstück 28 hindurchfließen.
Wie in 2a ersichtlich ist, wird/ist die Ventilstange 58 derart mittels des Federelements 60 belastet, dass die Offenposition O im Wesentlichen einem entspannten Federelement 60 entspricht. Bei einem Anlaufen der Ölpumpe 4 wird das Öl 6 von der Druckleitung 32 zunächst über das Verbindungsstück 28 in die Einlassleitung 34 und von dort im Wesentlichen in den Pumpraum 26 und zurück in die Druckleitung 32 zirkuliert. Durch den verkleinerten Strömungsquerschnitt des Drosselspalts 36 im Vergleich zur Druckleitung 32 baut sich beim Anlaufen mit höherer Motor- beziehungsweise Rotordrehzahl sukzessiv ein Überdruck innerhalb des Ventilgehäuses 38 aufgrund des strömenden Schmieröls 6 auf, der auf den Ventilteller 56 wirkt.
Wird die durch den Überdruck ausgeübte Kraft auf den Ventilteller 56 größer als die entgegenwirkende Kraft des Federelements 60, so wird das Federelement 60 – wie in 2b gezeigt – zusammengestaucht. Dadurch wird das Verschlussstück 52 auf die Schließposition S hinzubewegt, und der Ventilteller 56 öffnet den Strömungsweg zur Auslassleitung 36. Bei einem Abschalten der Ölpumpe 4 wird der Überdruck im Ölkreislauf 2 abgebaut, bis lediglich der statische Restdruck des stillstehenden Schmieröls 6 im Ölkreislauf 2 vorhanden ist. Dadurch entspannt sich das Federelement 60 und das Verschlussstück 52 wird zurück in die Offenposition O verschoben, sodass die Ölpumpe 4 bei einem erneuten Anschalten sicher und zuverlässig anlaufen kann.
In den 3a bis 3c ist eine erste alternative Ausführung des Ventilmoduls 30 dargestellt. Die Ausführung unterscheidet sich im Wesentlichen in der Ausgestaltung des ersten Ventils 48 und des zweiten Ventils 50.
In dieser Ausführung ist das Verschlussstück 52‘ des ersten Ventils 48 etwa zylinderförmig, und weist eine zentrale Axialbohrung als Drosselbohrung 66 auf. Das Verschlussstück 52‘ ist auf der Seite der Einlassleitung 34 mit einer Aufnahmekontur 68 versehen. Die Aufnahmekontur 68 ist eine im Querschnitt etwa U-förmige Aussparung, die kreisrund umfangseitig am Verschlussstück 52‘ angeordnet ist. In der Aufnahmekontur 68 liegt im Montagezustand zumindest teilweise das spiralartige Federelement 60‘ ein, das in dieser Ausführung an einem einlassleitungsseitigen Haltetisch 62‘ abgestützt ist.
Druckleitungsseitig weist das Verschlussstück 52‘ einen umfangseitig angeordneten etwa kreisrunden Dichtungsring als erstes Dichtelement 54‘ auf, mit dem das Verschlussstück 52‘ hydraulisch dicht gegen die Innenwandung der Öffnung 40 abgeschlossen ist. Dadurch ist das Verschlussstück 52‘ im Wesentlichen formschlüssig und abdichtend im Bereich des Verbindungsstücks 28 angeordnet, sodass eine strömungstechnische Verbindung zwischen der Druckleitung 32 und der Einlassleitung 34 lediglich via der Drosselbohrung 66 möglich ist.
Einlassleitungsseitig weist die etwa zylinderförmige Drosselbohrung 66 einen als Verjüngung des Bohrdurchmessers ausgeführten Auslass 70 auf, um den herum stirnseitig ein Dichtungsring als ein zweites Dichtungselement 72 angebracht ist. Das Dichtungselement 72 überragt die Auflagefläche des Verschlussstücks 52‘, sodass in der Schließposition S, bei dem das Federelement 60‘ in Richtung des Haltetisch 62’ zusammengedrückt ist, der Auslass 70 gegenüber dem Haltetisch 62‘ (und somit das Verbindungsstück 28) abgedichtet ist.
Das erste Ventil 48 ist in dieser Ausführungsform insbesondere ein Zwei-Komponenten-Spritzgussteil, bei dem das Verschlussstück 52‘ aus einem metallischen oder kunststoffartigen Material hergestellt und mit einem elastischen Gummimaterial zur Herstellung der Dichtungsringe für das erste Dichtungselement 54‘ und das zweite Dichtungselement 72 umspritzt ist.
In der Offenposition O des Verschlussstücks 52‘ ist das Federelement 60‘ zumindest teilweise gestaucht zwischen dem Haltetisch 62‘ und der Aufnahmekontur 68 abgestützt (3a). Zur Begrenzung des Verschiebewegs V weist das Verschlussstück 52‘ einlassleitungsseitig eine umfangseitig angeordnete etwa hakenförmige Auskragung 74 als Hintergriffkontur am Ventilgehäuse 38 auf. Die Auskragung 74 verhindert, dass das Verschlussstück 52‘ von dem Federelement 60‘ vollständig in das Ventilgehäuse 38 geschoben wird. Zusätzlich oder alternativ ist hierzu als weitere Absicherung ein quer angeordneter Anschlagstift 76 im Bereich der Drosselbohrung 66 innerhalb des Ventilgehäuses 38 angeordnet.
Das Rückschlagventil 50 ist in dieser Ausführung als eine Rückschlagarmatur mit einer schwerkraft- und/oder rückflussbelasteten Rückschlagkugel 78 sowie mit einem Anschlagstift 80 ausgestaltet. Der Anschlagstift 80 ist im Wesentlichen parallel zum Anschlagstift 76 auslassleitungsseitig von der Rückschlagkugel 78 angeordnet.
Zu Beginn eines Anlaufens der Ölpumpe 4 ist das Verschlussstück 52‘ aufgrund der Federbelastung mittels des Federelements 60‘ in der Offenposition O, und das Rückschlagventil 50 ist geschlossen. Dadurch wird das Öl 6 im Wesentlichen von der Druckleitung 32 durch die Drosselbohrung 66 in die Einlassleitung 34 und von dort in den Pumpraum 26 sowie zurück in die Druckleitung 32 gepumpt. Durch den reduzierten Strömungsquerschnitt der Drosselbohrung 66 und des Auslasses 70 im Vergleich zur Druckleitung 32 baut sich im Betrieb der Ölpumpe 4 in dieser Ausführung beim Anlaufen ebenfalls ein Überdruck durch das beförderte Öl 6 innerhalb des Ventilgehäuses 38 auf.
Wie in 3b und 3c ersichtlich ist, erhöht sich der Überdruck zunächst derart, dass das Verschlussstück 52‘ in Richtung des Haltetisches 62‘ hin verschoben wird, bis es das Verbindungsstück 28 mittels des zweiten Dichtungselements abdichtet. Anschließend erhöht sich der Überdruck innerhalb des Ventilgehäuses 38 weiter, bis die Rückschlagkugel 78 in Richtung des Anschlagstifts 80 verschoben wird. Die Federstärke des Federelements 60‘ einerseits und das Gewicht der Rückschlagkugel 78 andererseits sind hierzu insbesondere derart dimensioniert, dass im Einsatz zunächst das Verbindungsstück 28 mittels des Verschlussstücks 52‘ verschlossen wird, bevor die Rückschlagkugel 78 öffnet.
Im Nachfolgenden ist anhand der 4a bis 4c ist eine zweite alternative Ausführung des Ventilmoduls 30 dargestellt. Diese Ausführung unterscheidet sich von der vorherigen im Wesentlichen in der Ausgestaltung des ersten Ventils 48. Das Rückschlagventil 50 ist im Wesentlichen identisch zu der ersten alternativen Ausführung als Rückschlagkugel 78 mit Anschlagstift 80 ausgestaltet.
Das Verschlussstück 52‘‘ ist in dieser Ausführungsvariante etwa zylinderförmig mit der zentralen Axialbohrung 66‘ ausgeführt. Druckleitungsseitig ist ein etwa kreisrunden Dichtungsring als erstes Dichtelement 54‘‘ auf das Verschlussstück 52‘‘ umfangseitig aufgespritzt. In der Offenposition O (4a) dichtet das Dichtelement 54‘‘ das Verbindungsstück 28 gegen eine Gehäuseauskragung 82 im Bereich der Öffnung 40 des Ventilgehäuses 38 hin ab.
Einlassleitungsseitig weist das Verschlussstück 52‘‘ die Aufnahmekontur 68 zur Aufnahme eines ersten spiralartigen Federelements 84 auf. Das Federelement 84 ist gegen einen ersten Haltetisch 86 abgestützt, der wiederum an einer vorsprungsartigen Innenwand 88 des Pumpengehäuses 8 im Bereich des Verbindungsstücks 28 anliegt.
Im Bereich der druckleitungsseitigen Öffnung der Drosselbohrung 66‘ weist das Verschlussstück 52‘‘ eine Auskragung 90 als Haltekontur für eine topfartige Dichtungshülse 92 auf. Die Dichtungshülse 92 ist etwa topf- oder becherartig ausgeführt und weist einlassleitungsseitig eine zylinderartige Aussparung als einen Auslass 70‘ auf. Druckleitungsseitig ist eine zweite Aufnahmekontur 94 am Becherrand angeformt, wobei die Aufnahmekontur 94 druckleitungsseitig gegen die Auskragung 90 abgestützt ist. In der Aufnahmekontur 94 ist ein zweites spiralartiges Federelement 96 angeordnet, das an dem gegenüberliegenden Ende an einem einlassleitungsseitigen zweiten Haltetisch 98 abgestützt ist. Das Federelement 96 liegt im Montagezustand zumindest teilweise innerhalb des Federelements 84 ein. Zum Zwecke einer hermetischen Abdichtung ist im Bereich der Auskragung 90 ein kreisrunder Dichtungsring als ein drittes Dichtungselement 100 gegen die Aufnahmekontur 94 angeordnet.
Der Haltetisch 98 weist einen zum Verbindungsstück 28 hin orientierten angeformten Haltestift 102 auf. Im Montagezustand ist das etwa hohlzylinderartig verlaufende Federelement 96 auf den bolzenartigen Haltestift 102 aufgesteckt. Der Haltestift 102 dient einerseits der Führung und Halterung des Federelements 96, und andererseits als abdichtender Anschlagspunkt für die Abdichthülse 92 (4b).
Der Haltetisch 86 weist einen etwa T-förmigen Querschnitt auf, wobei der horizontale T-Schenkel eine etwa kreisringartige Scheibe 86a ist, die im Wesentlichen formschlüssig an der Innenwand 88 des Verbindungsstücks 28 anliegt. Der vertikale T-Schenkel ist als ein Hohlzylinder 86b ausgestaltet, wobei er einerseits in der Aussparung der kreisringartigen Scheibe 86a fluchtet, und andererseits im Montagezustand zumindest teilweise in der Drosselbohrung 66‘ einliegt. Das Federelement 96 ist innerhalb der Drosselbohrung 66‘ zwischen der Innenseite des Hohlzylinders 86b und der Außenseite der Dichtungshülse 92 angeordnet.
Als Abdichtung gegenüber dem Haltetisch 86 weist der Verschlusskörper 52‘‘ im Bereich der einlassleitungsseitigen Öffnung der Drosselbohrung 66‘ einen kreisrunden Dichtungsring als zweites Dichtungselement 72‘ auf. Das Dichtungselement 72‘ dichtet den Verschlusskörper 52‘‘ einerseits in der Offenposition O gegenüber dem Hohlzylinder 86b, und andererseits in der Schließposition S (4b, 4c) gegenüber der Scheibe 86a fluiddicht ab.
In der Offenposition O des Verschlussstücks 52‘‘ (4a) ist das Federelement 96 zumindest teilweise gestaucht zwischen dem Haltetisch 98 und der Aufnahmekontur 94 gehalten. Hierzu ist das Federelement 96 zumindest teilweise durch den Hohlzylinder 86b geführt, und erstreckt sich im Wesentlichen vom einlassleitungsseitgen Haltetisch 98 bis in das Verbindungsstück 28. Der Verschiebeweg V des ist in dieser Ausführungsform einerseits einlassleitungsseitig begrenzt durch den Anschlagspunkt der Dichtungshülse 92 an dem Haltestift 102 sowie vom Anschlagspunkt des Verschlussstücks 52‘‘ an dem Haltetisch 86. Andererseits ist der Verschiebeweg V druckleitungsseitig begrenzt durch die Gehäuseauskragung 82.
Durch die zumindest teilweise Stauchung wirkt eine Federrückstellkraft des Federelements 96 in Richtung der Druckleitung 32. Dadurch wird die Dichtungshülse 92 einlassleitungsseitig gegen die Auskragung 94 gedrückt, wobei die Dichtungshülse 92 gegen die Auskragung 94 mittels des Dichtungselements 100 hin fluiddicht abgedichtet wird. Die Federrückstellkraft des Federelements 96 drückt weiterhin das Verschlussstück 52‘‘ von außen gegen die Gehäuseauskragung 82, wobei das Dichtungselement 54‘‘ abdichtend wirkt.
Der Hohlzylinder 86b steckt zumindest teilweise in der Drosselbohrung 66‘ ein, wobei das Federelement 84 zwischen der Scheibe 86a und der Aufnahmekontur 68 zumindest teilweise gestaucht abgestützt ist. Das Federelement 84 ist somit im Wesentlichen vollständig innerhalb des Verbindungsstücks 28 angeordnet. Die dadurch wirkende Federrückstellkraft wirkt in die gleiche Richtung wie die des Federelements 96, sodass der Dichtungsdruck des Dichtungselements 54‘‘ gegen die Gehäuseauskragung 82 vorteilhaft verstärkt wird. Dadurch ist die Druckleitung 32 in der Offenposition O mit der Einlassleitung 34 lediglich über den Auslass 70‘ der Dichtungshülse 92 strömungstechnisch verbunden.
Zu Beginn des Anlaufens ist das Verschlussstück 52‘‘ aufgrund der Federbelastungen der Federelemente 84 und 96 in der Offenposition O gehalten, wobei das Rückschlagventil 50 die Auslassleitung 36 verschließt. Dadurch strömt das Öl 6 im Wesentlichen von der Druckleitung 32 durch den Auslass 70‘ der Dichtungshülse 92 und durch die Windungen des Federelements 96 in die Einlassleitung 34 und von dort in den Pumpraum 26 sowie zurück in die Druckleitung 32. Wie in den vorherigen Ausführungen des Ventilmoduls 30 bewirkt der reduzierte Strömungsquerschnitt des Auslasses 70‘ den Aufbau eines Überdrucks des Schmieröls 6 innerhalb des Ventilgehäuses 38.
Wie in den 4b und 4c ersichtlich ist, erhöht sich der Überdruck derart, dass das Verschlussstück 52‘‘ in die Schließposition S verschoben wird. Hierbei werden die Federelemente 84 und 96 gestaucht, bis der Auslass 70‘ der Dichtungshülse 92 am Haltestift 102 abgedichtet wird. Anschließend erhöht sich der Überdruck innerhalb des Ventilgehäuses 38 weiter, bis das Rückschlagventil 50 den Strömungspfad zur Auslassleitung 36 öffnet.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
Insbesondere können die Ventile 48 und 50 des Ventilmoduls 30 auch andersartig ausgestaltet sein. Wesentlich für die Funktion ist, dass durch ein verschiebbares Verschlussstück 52 ein verringerter Strömungsquerschnitt im Bereich des Verbindungsstücks 28 erzeugt wird. Dadurch wird im Betrieb der Ölpumpe 4 durch das strömende Öl 6 ein Überdruck innerhalb des Ventilgehäuses 38 erzeugt, der dazu genutzt wird, das Verbindungsstück 28 selbsttätig und rein hydraulisch zu verschließen. Ferner kann auch ein mechanisch betätigbares Ventilmodul verwendet werden.
Wesentlich ist weiterhin, dass die Ventile 48 und 50 des Ventilmoduls 30 derart dimensioniert sind, dass einerseits ein ‚blindes‘ Anlaufen der Pumpe 4 aus einem Stillstand des Elektromotors 20 heraus sicher ermöglicht ist, und dass andererseits bevorzugterweise keine hydraulische Verlustleistung im normalen Pumpenbetrieb auftritt. Das heißt dass beispielsweise in einem Motordrehzahlbereich von 0 bis 500 Umdrehungen pro Minute das Ventil 48 vorzugsweise geöffnet ist, und dass das Ventil 50 vorzugsweise verschlossen ist. Das Ventilmodul 30 ist insbesondere derart ausgestaltet, dass ab Motordrehzahlen von 500 Umdrehungen pro Minute das Ventil 48 selbsttätig durch den auftretenden Fluiddruck und/oder Volumenstrom verschlossen, und das Ventil 50 selbsttätig geöffnet wird. Insbesondere sind 500 Umdrehungen pro Minute hierbei ein Motordrehzahlbereich, bei dem im Pumpenbetrieb eine ausreichend hohe Gegen-EMK für die Motorsteuerung erzeugt wird.
Bezugszeichenliste

2: Ölkreislauf
4: Pumpe/Ölpumpe
6: Fluid/Öl
8: Pumpengehäuse
10: Einlass
12: Auslass
14: Niederdruckleitung
16: Hochdruckleitung
18: Pumpenrotor
20: Elektromotor
22: Motorrotor
24: Antriebsmechanik
26: Pumpraum
28: Verbindungsstück
30: Ventilmodul
32: Druckleitung
34: Einlassleitung
36: Auslassleitung
38: Ventilgehäuse
40: Öffnung
42: Öffnung
44: Öffnung
46: Dichtungsring
48: Ventil
50: Ventil/Rückschlagventil
52, 52‘, 52‘‘: Verschlussstück
54, 54‘, 54‘‘: Dichtungselement
56: Ventilteller
58: Ventilstange
60, 60‘: Federelement
62, 62‘: Haltetisch
64: Drosselspalt
66, 66‘: Drosselbohrung
68: Aufnahmekontur
70, 70‘: Auslass
72, 72‘: Dichtungselement
74: Auskragung
76: Anschlagstift
78: Rückschlagkugel
80: Anschlagstift
82: Gehäuseauskragung
84: Federelement
86: Haltetisch
86a: Scheibe
86b: Hohlzylinder
88: Innenwand
90: Auskragung
92: Dichtungshülse
94: Aufnahmekontur
96: Federelement
98: Haltetisch
100: Dichtungselement
102: Haltestift
S: Schließposition
O: Offenposition
V: Verschiebeweg

Claims

Elektromotorische Pumpe (4) zum Befördern eines Fluids (6), insbesondere eine elektromotorische Hilfspumpe für ein Kraftfahrzeug, mit einem niederdruckseitigen Einlass (10), und mit einem hochdruckseitigen Auslass (12), sowie mit einem elektronisch kommutierten Elektromotor (20), dessen Motorrotor (22) mit einem innerhalb eines Pumpraums (26) angeordneten Pumpenrotor (18) gekoppelt ist, wobei der Pumpraum (26) mittels eines strömungstechnisch mit dem Einlass und mit dem Auslass verbundenen Verbindungsstücks (28) überbrückt ist.
Elektromotorische Pumpe (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsstück (28) mittels eines ersten Ventils (48) eines Ventilmoduls (30) verschließbar ist.
Elektromotorische Pumpe (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil (48) ein innerhalb des Verbindungsstücks (28) entlang eines Verschiebeweges (V) zwischen einer offen Position (O) und einer geschlossenen Position (S) transversal verschiebbar gelagertes Verschlussstück (52, 52‘, 52‘‘) aufweist, wobei das Verschlussstück (52, 52‘, 52‘‘) umfangseitig ein das Verbindungsstück (28) abdichtendes erstes Dichtungselement (54, 54‘, 54‘‘) aufweist.
Elektromotorische Pumpe (4) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (52, 52‘, 52‘‘) hochdruckseitig und niederdruckseitig mittels des Fluids (6) beaufschlagt ist.
Elektromotorische Pumpe (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilmodul (30) ein als Rückschlagventil ausgeführtes zweites Ventil (50) umfasst.
Elektromotorische Pumpe (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (52, 52‘, 52‘‘) mittels mindestens einem Federelement (60, 60‘, 84, 96) beaufschlagt ist.
Elektromotorische Pumpe (4) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (52‘, 52‘‘) zylinderförmig ist, und eine zentrale Drosselbohrung (66, 66‘) mit einem niederdruckseitigen zweiten Dichtungselement (72, 72‘, 100) aufweist, – wobei das Federelement (60‘, 84, 96) in einer umfangsseitig angeordneten Aufnahmekontur (68, 94) des Verschlussstücks (52‘, 52‘‘) einliegt, und niederdruckseitig an einem Haltetisch (62‘, 86, 98) abgestützt ist, und – wobei das zweite Dichtungselement (72, 72‘, 100) in der geschlossenen Position (S) des Verschlussstücks (52‘, 52‘‘) das Verbindungsstück (28) am Haltetisch (62‘, 86, 98) abdichtet.
Elektromotorische Pumpe (4) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussstück (52‘) niederdruckseitig eine Auskragung (74) als Hintergriffkontur aufweist, wobei der Verschiebeweg (V) des Verschlussstücks (52‘) einerseits durch den Haltetisch (62‘) und andererseits durch die Auskragung (74) begrenzt ist.
Elektromotorische Pumpe (4) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (50) eine Rückschlagkugel (78) und einen Anschlagstift (80) umfasst.
Elektromotorische Pumpe (4) nach einem der Ansprüche 5 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Ventil (50) einen Ventilteller (56) aufweist, der mittels einer Ventilstange (58) mit dem Verschlussstück (52) gekoppelt ist.
Ventilmodul (30) für eine elektromotorische Pumpe (4) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10.