DE10296363T5

DE10296363T5 - Kombination eines Verbrennungskraftmotors mit einer direkt von der Nockenwelle getriebenen Kühlmittelpumpe

Info

Publication number: DE10296363T5
Application number: DE10296363T
Authority: DE
Inventors: Jacek S. Komorowski
Original assignee: Litens Automotive Inc
Current assignee: Litens Automotive Inc
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2004-04-22
Also published as: MXPA03007167A; WO2002064958A1; US20020108588A1; CA2437597A1; US6588381B2; CA2437597C

Abstract

Kühlmittelpumpe zur Verwendung mit einem Verbrennungskraftmotor, der eine Kurbelwelle und eine von der Kurbelwelle aus angetriebene Nockenwelle aufweist, wobei die Kühlmittelpumpe umfasst:
ein Pumpengehäuse, das an dem Motor fest montierbar ist und eine Einlassöffnung zum Aufnehmen von Kühlmittel und eine Auslassöffnung zum Abfördern von Kühlmittel umfasst;
eine Impellerwelle, die direkt an der Nockenwelle montiert ist, so dass sie konzentrisch zu ihr drehangetrieben ist, wobei sich die Impellerwelle in das Gehäuse in einem abgedichteten Eingriff und in einer nicht abgestützten Relation erstreckt;
einen Pumpenimpeller, der operativ an der Impellerwelle im Inneren des Pumpengehäuses montiert ist, wobei der Pumpenimpeller drehbar ist, um das Kühlmittel in das Pumpengehäuse durch die Einlassöffnung einzusaugen und das Kühlmittel unter höherem Druck durch die Auslassöffnung auszuschieben.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Kühlwasserpumpe zur Verwendung mit einem Verbrennungskraftmotor. Im Besonderen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Kühlwasserpumpe oder Kühlmittelpumpe, die direkt an der Nockenwelle des Verbrennungskraftmotors montiert ist.
Hintergrund der Erfindung
Konventionelle Kühlmittelpumpen, auch Wasserpumpen genannt, werden typischerweise an der Front des Motorrahmens montiert, so dass die Pumpe durch ein Riemenantriebssystem betrieben werden kann. Spezifisch umfasst die Ausgangswelle oder die Kurbelwelle des Motors eine daran fixierte treibende Scheibe auf, die einen Teil des Antriebssystemsformt. Das Antriebssystem umfasst ferner einen endlosen Riemen, der um die treibende Scheibe sowie um eine Folge getriebener Scheibeneinrichtungen geschlungen ist, von denen jede an einer jeweiligen Stelle fixiert ist. Die Wellen sind angeschlossen, um verschiedene Motor- oder Fahrzeugzubehörgeräte zu betreiben. Beispielsweise kann eine Welle die Wasserpumpe treiben, und die anderen Wellen können solche Zubehörteile wie eine Lichtmaschine, eine elektromagnetische Kupplung eines Kompressors eines Klimaanlagensystems oder eine Ölpumpe des Servolenksystems antreiben. Durch die Fülle der Zubehörkomponenten gibt es nur limitierten Bauraum an der Front des Motors.
Um diesem Gesichtspunkt Rechnung zu tragen, ist es bekannt, die Wasserpumpe an der Rückseite des Motors zu montieren und die Pumpenwelle mit dem hinteren Ende der Nockenwelle operativ zu verbinden, um die Pumpenwelle anzutreiben. Ein Beispiel dieses Typs einer Wasserpumpe wird in US-A-4,917,052 für Eguchi et al. offenbart.
Jedoch ist die Nockenwelle Torsionsvibrationen unterworfen, und zwar als Folge beispielsweise der natürlichen Betriebsfrequenz des Motors, einem zyklischen Widerstand gegen die Nockenwellendrehung, und von Vibrationen, die in der Antriebskette oder dem Antriebsriemen des Nockenwellenantriebs auftreten. Solche Torsionsvibrationen können in der Kette bzw. im Riemen und an den Nockenflächen exzessiven Verschleiß bewirken. Deshalb ist es bekannt, für die Nockenwelle Vibrationsdämpfeinrichtungen vorzusehen, so dass Torsionsvibrationen gedämpft werden. Ein Beispiel eines Nockenwellendämpfers wird in US-A-4,848,183 für Ferguson offenbart.
Es gibt deshalb einen Bedarf für eine Wasserpumpe, die durch die Nockenwelle des Verbrennungskraftmotors betrieben werden kann und die auch als ein Torsionsvibrationsdämpfer für die Nockenwelle agiert. Zusätzlich gibt es stets Bedarf in der Automobilindustrie, kosteneffektivere Komponenten bereitzustellen. Die vorliegende Erfindung richtet sich an diese Bedürfnisse in dieser Technik und auch andere Belange, die sich für Fachleute auf diesem Gebiet durch die nachfolgende Offenbarung erschließen.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, dem oben beschriebenen Bedarf gerecht zu werden.
Es ist wünschenswert, eine Kühlmittelpumpe bereitzustellen, die an dem Motor montiert werden kann und operativ mit der Nockenwelle gekuppelt ist, um die Verwendung von Lagern in der Pumpe zu eliminieren.
Es ist ferner wünschenswert, eine Kühlmittelpumpe anzugeben, die eine Dämpfereinrichtung aufweist, welche Torsionsvibrationen der Nockenwelle abdämpft.
Erfindungsgemäß werden diese Gegenstände erzielt durch Bereitstellen der Kombination, die einen Verbrennungskraftmotor mit einer Kurbelwelle und einer von der Kurbelwelle aus angetriebene Nockenwelle aufweist. Die Kombination umfasst ferner ein Kühlmittelsystem einschließlich eines Kühlmittelströmungsweges, der in Zylinderkühlrelation durch den Motor und danach durch eine Kühlzone verläuft. Das Kühlmittelsystem enthält eine Kühlmittelpumpe. Die Kühlmittelpumpe umfasst ein Pumpengehäuse innerhalb des Strömungsweges einschließlich einer Einlassöffnung, die zum Empfangen von Kühlmittel aus dem Strömungsweg konfiguriert und positioniert ist, und einer Auslassöffnung, die zum Abgeben des Kühlmittels in den Strömungsweg konfiguriert und positioniert ist.
Eine Welle ist konzentrisch an der Nockenwelle montiert, so dass sie durch die Nockenwelle drehend um eine Achse angetrieben wird, die konzentrisch ist zu einer Drehachse der Nockenwelle. Innerhalb des Pumpengehäuses ist an der Impellerwelle ein Pumpenimpeller operativ montiert. Der Pumpenimpeller saugt durch die Einlassöffnung das Kühlmittel in das Pumpengehäuse und fördert das Kühlmittel während seiner Rotation mit höherem Druck durch die Auslassöffnung. Im Inneren des Pumpengehäuses ist eine Dämpfereinrichtung angeordnet, die mit dem Impeller drehbar ist, um Torsionsvibrationen der Nockenwelle zu dämpfen.
Die oben erwähnten Gegenstände können auch erzielt werden durch Bereitstellen einer Kühlmittelpumpe zur Verwendung mit einem Verbrennungskraftmotor, der eine Ausgangswelle besitzt. Die Kühlmittelpumpe umfasst ein Pumpengehäuse mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung. Durch die Ausgangswelle des Verbrennungskraftmotors wird eine Impellerwelle operativ um eine Drehachse angetrieben. Auf der Impellerwelle ist im Pumpengehäuse ein Pumpenimpeller operativ montiert. Der Pumpenimpeller saugt durch die Einlassöffnung ein Kühlmittel in das Pumpengehäuse und fördert während seiner Rotation das Kühlmittel mit einem höheren Druck durch die Auslassöffnung. Im Inneren des Pumpengehäuses ist eine Dämpfereinrichtung angeordnet, die Torsionsvibrationen in der Impellerwelle dämpft. Es ist bevorzugt, dass diese Kühlmittelpumpe in der oben beschriebenen Kombination verkörpert wird.
Entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Pumpengehäuse fest an einem äußeren Gehäuse des Motors montiert, derart, dass es möglich ist, die Impellerwelle direkt mit einem gegenüberliegenden Ende der Nockenwelle zu kuppeln, die sich nicht abgestützter Relation in das Pumpengehäuse erstreckt, um auf diese Weise die Notwendigkeit von Lagern in der Kühlmittelpumpe zu eliminieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beiliegenden Zeichnungen dienen dem besseren Verständnis der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung. In den Zeichnungen ist:
1 eine schematische Darstellung eines Verbrennungskraftmotors eines Automobils und eines Kühlmittelsystems, wobei das Kühlmittelsystem eine Kühlmittel pumpe enthält, in welcher die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwirklicht sind;
2 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der Kühlmittelpumpe in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
3 eine Rückansicht von 2;
4 eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 4-4 in 3;
5 eine Vorderansicht einer anderen Ausführungsform der Kühlmittelpumpe;
6 eine Querschnittsansicht in der Schnittebene 6-6 von 5;
7 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der Kühlmittelpumpe;
8 eine Perspektivansicht einer anderen Ausführungsform der Kühlmittelpumpe;
9 eine Rückansicht von 8;
10 eine Querschnittsansicht an der Schnittlinie 10-10 von 9;
11 eine Perspektivansicht einer anderen Ausführungsform der Kühlmittelpumpe;
12 eine Frontansicht zu 11;
13 eine Querschnittsansicht in der Schnittebene 13-13 von 12; und
14 eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform der Kühlmittelpumpe.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
1 ist eine schematische Ansicht, die einen Verbrennungskraftmotor 10 für ein Automobil illustriert, der ventilgesteuerte Kolben und Zylinder aufweist. Wie dies konventionell ist, umfasst der Motor 10 eine von den Kolben getriebene Ausgangswelle oder Kurbelwelle 12, auf der ein treibendes Kettenrad oder eine Scheibe 14 fest an einem Ende 16 montiert ist. Eine ventilbetätigende Nockenwelle 16, welche den Ventilmechanismus des Motors 10 treibt, trägt auf einem Ende 22 ein getriebenes Kettenrad oder eine Scheibe 20. Eine Endloskette oder ein Riemen 24 ist um das treibende Kettenrad oder die treibende Scheibe 14 der Kurbelwelle 12 und das getriebene Kettenrad oder die Scheibe 20 der Nockenwelle 18 geschlungen. Das getriebene Kettenrad oder die Scheibe 20 empfängt die Antriebskraft von dem treibenden Kettenrad oder der Scheibe 14 über die Kette oder den Riemen 24, um die Antriebskraft auf die Nockenwelle 18 zu übertragen. Auf diese Weise ist die Nockenwelle 18 mit der Kurbelwelle 12 des Motors 10 so gekuppelt, dass sie von der Kurbelwelle 12 angetrieben wird und im Betrieb des Motors 10 rotiert. Es ist anzumerken, dass der Verbrennungskraftmotor 10 von jeglicher bekannter Ausbildung sein kann, und es ist ebenfalls anzumerken, dass die Nockenwelle 18 von der Kurbelwelle 12 innerhalb eines Verbundtriebs angetrieben sein kann, in welchem mehr als eine endlose Kette oder ein endloser Riemen verwendet werden, um die Antriebskraft von der Kurbelwelle 12 auf die Nockenwelle 18 zu übertragen.
Die vorliegende Erfindung befasst sich im Besonderen mit einer Kühlmittelpumpe 26, die operativ mit einem ihr gegenüberliegenden Ende 28 der Nockenwelle 18 des Motors 10 verbunden ist, um durch die Nockenwelle 18 angetrieben zu werden. Wie dies konventionell ist, formt die Kühlmittelpumpe 26, auch Wasserpumpe genannt, einen Teil eines geschlossenen Kühlmittelsystems 29 des Automobils. Das Kühlmittelsystem 29 des Automobils benötigt einen fortwährenden Strom des Kühlmittels, um exzessive Wärme aus dem Motor abzuführen. Die Kühlmittelpumpe 26 zirkuliert das Kühlmittel (vorzugsweise eine Mischung aus Glykol und Wasser, oder irgendein anderes passendes flüssiges Kühlmittel) durch einen Kühlmantel, der die Kolbenzylinder 31 des Motors 10 umfasst, und durch einen Radiator 30. 1 illustriert einen Kühlmittelströmungsweg, angedeutet mit Pfeilen (für das Kühlmittel, welcher durch den Motor 10 in Zylinderkühlrelation und danach in einer Kühlungszone führt, die durch den Radiator 30 definiert ist). Spezifisch wird das Kühlmittel durch die Kühlmittelpumpe 26 zumeist durch den Kühlmantel des Motors gepumpt, um Wärme vom Motor 10 zu absorbieren. Das den Kühlmantel verlassende Kühlmittel wird durch flexible Schläuche oder eine starre Verrohrung 33 in den Radiator 30 geleitet, wo die Wärme aufgezehrt wird durch eine Strömung durchgehender Luft. Ein operativ durch die Ausgangswelle 12 oder einen Motor angetriebenes Gebläse 32 ist positioniert und konfiguriert, um die Bewegung der Luft durch den Radiator zu intensivieren und Wärme abzuführen. Das durch den Radiator gekühlte Kühlmittel wird dann zur Kühlmittelpumpe 26 über flexible Schläuche oder eine starre Verrohrung 35 zurückgeführt und erneut durch den Kühlmantel zirkuliert, um den Zyklus zu wiederholen.
Ein weitergehendes Verständnis der Details des Betriebs und Komponenten des Kühlmittelsystems dürfte nicht notwendig sein, um die Prinzipien der vorliegenden Erfindung vollständig verstehen zu können, so dass solche Details nicht weiter erläutert werden. Vielmehr ist die vorliegende Erfindung im Detail auf die Kühlmittelpumpe 26 gerichtet, und darauf, wie diese operativ mit der Nockenwelle 18 des Motors 10 verbunden ist, und auch wie die Pumpe als ein Torsionsvibrationsdämpfer für die Nockenwelle 18 agiert.
Wie in den 2–4 illustriert wird, umfasst die Kühlmittelpumpe 26 ein Pumpengehäuse 34, das einen Innenraum 36 umgibt. Das innerhalb des Kühlmittelströmungsweges positionierte Gehäuse 34 umfasst eine allgemein zylindrische Einlassöffnung 38, die zum Aufnehmen von Kühlmittel aus dem Strömungsweg konfiguriert und positioniert ist, und eine allgemein zylindrische Auslassöffnung 40, die zum Abgeben des Kühlmittels in den Strömungsweg konfiguriert und positioniert ist. Die Einlassöffnung 38 steht mit dem Radiator 30 über flexible Schläuche oder eine starre Verrohrung 35 in Verbindung, damit das Kühlmittel aus dem Radiator 30 in das Gehäuse 34 eintritt. Die Auslassöffnung 40 steht mit dem Motor 10 über flexible Schläuche oder eine starre Verrohrung 37 in Verbindung, um das Kühlmittel aus dem Radiator 30 durch den Kühlmantel zu zirkulieren, um Motorwärme aufzuzehren. Die Einlass- und Auslassöffnungen 38, 40 weisen ringförmige Flansche 42, 44 auf, die so positioniert und konfiguriert sind, dass die zur Herstellung der Strömungsverbindung für das Kühlmittel erforderlichen flexiblen Schläuche oder die starre Verrohrung 35, 37 montiert werden können.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist das Gehäuse 34 aus Kunststoff geformt, wobei es erste und zweite Sektionen 46, 48 mit den ringförmigen Flanschen 42, 44 der Ein lass- und Auslassöffnungen 38, 40 umfasst, die mit der zweiten Sektion 48 integral geformt sind. Die ersten und zweiten Sektionen 46, 48 sind aneinander festgelegt, um den Innenraum 36 zu definieren.
Wie in 1 illustriert, ist die Kühlmittelpumpe 26 an einem hinteren Bereich 11 des Motors 10 fest montiert und mit einem dort gegenüberliegenden Ende 28 der Nockenwelle 18 des Motors 10 operativ verbunden, so dass sie von der Nockenwelle 18 drehangetrieben wird. Spezifisch ist das Gehäuse 34 an seinem Ort an einem hinteren Bereich 50 eines Zylinderkopfes 52 des Motors 10 festgelegt. Der Zylinderkopf 52 enthält die drehbar montierte Nockenwelle 18 und formt einen oberen Teil der Verbrennungskammer des Motors 10. Wie in 4 illustriert ist, weist der Zylinderkopf 52 eine Öffnung 54 zum Aufnehmen einer Pumpenwelle auf. Die erste Sektion 46 des Gehäuses 34 besitzt eine Öffnung 55, die einen ringförmigen, am Zylinderkopf angreifenden Flanschbereich 56 definiert, welcher in der Pumpenwelle-Aufnahmeöffnung aufgenommen ist, sobald die Pumpe dort montiert ist. Das Gehäuse 34 weist ferner einen zylindrischen Bereich 58 mit einer durchgehenden Bohrung 60 auf, wie dies in den 2 und 3 gezeigt ist. Ein Befestigungselement, wie ein Bolzen, ist durch die Bohrung 60 und in eine damit zusammenwirkende Gewindebohrung in dem hinteren Bereich 50 des Zylinderkopfes 52 eingesetzt, um das Gehäuse 34 an dem Zylinderkopf 52 festzulegen. Da auf das Gehäuse 34 keine signifikanten äußeren Kräfte aufgebracht werden, kann das Gehäuse 34 aus ein leichtem Kunststoff ausgebildet sein.
Unter spezifischer Bezugnahme auf 4 umgibt der Innenraum 36 des Gehäuses 34 eine Pumpenwelle 62, eine Nabe 64, einen Pumpenimpeller 66 und eine Dämpfereinrichtung 68.
Die Pumpenwelle 62 und die Nabe 64 definieren miteinander eine Impellereinrichtung 63. Die Pumpenwelle 62 ist operativ mit der Nockenwelle 18 verbunden, derart, dass sie um eine Wellenachse 70 drehangetrieben wird. Bei der illustrierten Ausführungsform konstituieren ein Befestigungselement 65 und eine Welle 67 die Pumpenwelle 62, wobei das Befestigungselement 65 direkt an der Nockenwelle 18 montiert ist.
Die Nockenwelle 18 enthält eine Gewindebohrung 72, die axial mit der Öffnung 54 ausgerichtet ist. Das Befestigungselement 65 ist derart durch die Öffnung 54 eingesetzt, dass ein Gewindeabschnitt 74 des Befestigungselementes 65 in der Gewindebohrung 72 in einem Schraubeingriff steht, um das Befestigungselement 65 und über dieses die Pumpenwelle 62 mit der Nockenwelle 18 zu kuppeln. Dadurch ist die Wellenachse 70 konzentrisch mit einer Drehachse 76 der Nockenwelle 18. Die Welle 67 weist einen allgemein zylindrischen Wandabschnitt 78 auf, der eine sich axial erstreckende Öffnung 80 zur Aufnahme des Befestigungselementes 65 definiert. Die Welle 67 umfasst einen ringförmigen Flanschbereich 62, der an der Nockenwelle 18 anliegt.
Da das Gehäuse 34 an Ort und Stelle fest an dem Zylinderkopf 52 montiert ist, kann die Pumpenwelle 62 direkt an der Nockenwelle 18 ohne Verwendung von Lagern montiert sein. Die Welle 62 erstreckt sich in nicht abgestützter Relation in das Gehäuse 34. Das lagerfreie Design resultiert in einer kompakten und ökonomischen Kühlmittelpumpe 26.
Die Nabe 64 wird fest von der Pumpenwelle 62 zur gemeinsamen Rotation um die Wellenachse 70 getragen. Spezifisch umfasst die Nabe 64 einen sich radial nach außen erstreckenden Abschnitt 84, der zu einem allgemein axial und sich einwärts erstreckenden Abschnitt 86 führt. Der sich nach außen erstreckende Abschnitt 84 enthält ein Loch 85 zum Aufnehmen des Befestigungselementes 65, derart, dass die Nabe 64 an der Pumpenwelle 62 zwischen einem Ende des Wandabschnittes 78 der Welle 67 und dem Kopf des Befestigungselementes 65 festgelegt ist. Der sich einwärts erstreckende Abschnitt 86 umfasst eine äußere Angriffsfläche 88.
Erfindungsgemäß können die Nabe 64 und die Welle 67 als eine einzige Komponente ausgebildet sein, beispielsweise durch Verschweißen der beiden Einzelteile. Es ist ferner möglich, dass die Welle 67 der einstöckigen Komponente direkt an der Nockenwelle 18 montiert wird, ohne die Notwendigkeit des Befestigungselementes 65. Dann würde diese einzelne Komponente aus der Welle 67 und der Nabe 64 die Impellereinrichtung 62 konstituieren.
Zwischen dem Flanschabschnitt 82 der Welle 67 und der Öffnung 54 des Zylinderkopfes 52 ist eine Ölabdichtung 90 positioniert, um zu verhindern, dass Schmieröl aus dem Zylinderkopf 52 in das Gehäuse 34 der Kühlmittelpumpe 26 eintritt. Solche Öldichtungen sind in diesem Stand der Technik wohl bekannt. Für den oben angegebenen Zweck kann jede Art einer Dichtung die notwendige Funktion ausführen.
Zwischen dem Wandabschnitt 78 und den sich nach außen und innen erstreckenden Abschnitten 84, 86 ist allgemein eine Kühlmitteldichtung 92 positioniert, um zu verhindern, dass Kühlmittel aus dem Gehäuse 34 durch die Öffnung 54 in den Zylinderkopf 52 eintritt. Die Kühlmitteldichtung 92 kann als federbelastete Dichtanordnung geformt sein, wie dies in US-A-5,482,432 für Paliwoda et al. offenbart ist. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die Kühlmitteldichtung 92 jeglicher Art sein kann, sofern sie die vorstehend notierte Funktion auszuführen vermag.
Im Inneren des Pumpengehäuses 34 ist der Pumpenimpeller 66 operativ an der Nabe 64 montiert. Der Pumpenimpeller 66 ist so ausgebildet und angeordnet, dass er bei Rotation das Kühlmittel durch die Einlassöffnung 38 in das Pumpengehäuse 34 einsaugt und das Kühlmittel durch die Auslassöffnung 40 unter einem höheren Druck ausschiebt. Der Impeller 66 ist operativ an der Nabe 64 montiert, damit er unter der Antriebsleistung vom Motor 10 derart rotiert, dass der Impeller 66 während des Betriebs des Motors 10 den Strom des Kühlmittels durch das Kühlsystem erzwingt. Der Impeller 66 ist allgemein zylindrisch und umfasst mehrere Flügel 94. Wie dies bei Zentrifugalpumpen konventionell ist, wird das Kühlmittel aus der Einlassöffnung 38 in das Zentrum des Impellers 66 gesaugt, welche ebenfalls koaxial zur Wellenachse 70 ist. Das Kühlmittel strömt in die rotierenden Flügel 94, die das Kühlmittel mit hoher Geschwindigkeit umlaufend bewegen und als Folge der Zentrifugalkraft gegen eine innere periphere Oberfläche 96 nach außen leiten, die durch die ersten und zweiten Sektionen 46, 48 des Gehäuses 34 definiert wird. Wenn das Kühlmittel gegen die innere periphere Oberfläche 96 anströmt, wird sein Druck erhöht, ehe das Kühlmittel durch die Auslassöffnung 40 strömt. Wie in den 2–3 gezeigt, ist die Auslassöffnung 40 tangential zu einer äußeren Peripherie des Gehäuses 34.
Es ist anzumerken, dass die innere periphere Oberfläche 96 eine obere Wand einer Volute 97 formt, oder einen spiralförmigen Abschnitt des Gehäuses 34. Wie in 4 gezeigt, ist die Volute 97 im Querschnitt allgemein viereckig Die Volute 97 könnte jedoch auch einen gerundeten Querschnitt haben, wie einen kreisförmigen oder ovalen Querschnitt. Während die Volute wie in den 2 und 4 gezeigt, sich spiralförmig um die äußere Peripherie des Gehäuses 34 der Auslassöffnung 40 erstreckt, nimmt der Quer schnitt der Volute 97 allmählich zu. Daraus ergibt sich, dass die Volute 97 eine konstante Fluidgeschwindigkeit aufrechterhält, die die Strömung des Kühlmittels erleichtert.
Die Dämpfereinrichtung 68 ist zwischen der Nabe 64 und dem Pumpenimpeller 66 angeordnet. Die Dämpfereinrichtung 68 ist so ausgebildet und angeordnet, dass sie die Nabe 64 und den Pumpenimpeller 66 miteinander kuppelt, so dass die angetriebene Rotation der Nockenwelle 18 den Pumpenimpeller 66 über die Nabe 64 rotiert, die von der Pumpenwelle 62 getragen ist. Die Dämpfereinrichtung 68 agiert auch als ein Torsionsvibrationsdämpfer für die Nockenwelle 18.
Die Dämpfereinrichtung 68 umfasst einen ringförmigen Trägheitsring 98 und eine elastomere Ringstruktur 100. Der Trägheitsring 98 ist fest am Impeller 66 montiert. So formen der Impeller 66 und der Trägheitsring 98 eine einstöckige starre Struktur. Spezifisch besitzt der Impeller 66 einen sich axial nach innen erstreckenden Flanschabschnitt 102 an seiner äußeren Peripherie. Eine äußere zylindrische Oberfläche 104 des Trägheitsrings 98 ist an einer inneren Oberfläche 106 des Flanschabschnitts 102 so montiert, dass sich der Trägheitsring 98 allgemein radial einwärts zur Nabe 64 erstreckt. Dadurch wird zwischen der Nabe 64 und dem Trägheitsring 98 ein ringförmiger Raum 108 definiert.
Der elastomere Ring 100 ist in dem Raum 108 zwischen der Nabe 64 und dem Trägheitsring 98 positioniert. Der elastomere Ring 100 ist derart ausgebildet und angeordnet, dass er die Kupplung des Trägheitsrings 98 und damit des Impellers 66 auf der Nabe 64 aufrecht hält. Der elastomere Ring 100 absorbiert auch die in der Nockenwelle 18 auftretenden Torsionsvibrationen. Der elastomere Ring 100 ist ausgebildet aus einem polymerischen Material, das Materialcharakteristika zum Absorbieren von Vibrationen aufweist, wie aus Gummi.
Spezifisch besitzt der elastomere Ring 100 innere und äußere zylindrische Oberflächen 101, 103. Der elastomere Ring 100 ist in dem Raum 108 so festgelegt, dass die innere zylindrische Fläche 101 an der äußeren Eingriffsoberfläche 88 der Nabe 64 angreift, während die äußere zylindrische Fläche 103 an einer inneren zylindrischen Fläche 110 des Trägheitsrings 98 angreift. Die Flächen 101, 103 des elastomeren Rings 100 könnten an die Flächen 88, 110 angehaftet sein, beispielsweise mittels eines Haftmittels oder Klebers. Der elastomere Ring 100 kann auch allein durch seine Federung in Position gehalten sein. Der elastomere Ring 100 ist selbst vorgespannt in einem freien Status, derart, dass die Dicke des nicht eingespannten elastomeren Rings 100 größer ist als der zwischen der außenliegenden Angriffsoberfläche 88 der Nabe 64 und der inneren zylindrischen 110 des Trägheitsrings 98 definierte Raum 108. Wenn also der elastomere Ring 110 in dem Raum 108 positioniert ist, dann stehen die Flächen 101, 103 des elastomeren Rings 100 und die Flächen 88, 110 in kontinuierlichem vorgespannten Eingriff. Auf diese Weise ist der Trägheitsring 98 und damit der Impeller 60 an der Nabe 64 festgelegt.
Die Kühlmittelpumpe 26 ist über die Pumpenwelle 62 zwangsweise mit der Nockenwelle 18 verbunden. Die Wellenachse 70 oder die Drehachse der Pumpenwellenstruktur 62, ist koaxial zur Drehachse 76 der Nockenwelle 18. Die treibende Bewegung der Nockenwelle 18 in einer Drehrichtung bewirkt deshalb, dass die Pumpenwelle 62 in einer ähnlichen Richtung gedreht wird. Da die Nabe 64 an der Pumpenwelle 62 festgelegt ist, wird auch die Nabe 64 in derselben Richtung angetrieben. Daraus ergibt sich, dass auch der elastomere Ring 100 in der Drehrichtung angetrieben ist, der seinerseits den Trägheitsring 98 antreibt, um den Impeller 66 in der Drehrichtung zu rotieren. Während dieser Antriebsoperation werden in der Nockenwelle 18 auftretenden Torsionsvibrationen auf die Pumpenwelle 62 und die Nabe 64 übertragen. Da der Trägheitsring 98 und damit der Impeller 66 durch den elastomeren Ring 100 auf der Nabe 64 montiert sind, werden die Torsionsvibrationen durch den elastomeren Ring 100 absorbiert oder gedämpft. Dabei können sich der Trägheitsring 98 und mit diesem auch der Impeller 66 relativ zur Nabe 64 um die Wellenachse 70 bewegen, wenn der elastomere Ring 100 Vibrationen dämpft. Es ist anzumerken, dass auch das Kühlmittel benutzt werden kann als ein Dämpffluid an dem Impeller 66. Die verminderten Torsionsvibrationen resultieren in vermindertem Verschleiß für die Nockenwelle und die der Nockenwelle zugeordneten Komponenten.
Es ist möglich, dass der elastomere Ring 100 durch eine oder mehrere mechanische Federn ersetzt wird, die aus Stahl ausgebildet sind. Die Feder oder die Federn werden ebenfalls die Kupplung des Trägheitsrings 98 und des Impellers 66 mit der Nabenstruktur 64 aufrecht halten. Das Kühlmittel würde auch dann als ein Dämpffluid an dem Impeller 66 benutzt. Es ist ferner möglich, dass andere, bekannte Typen von Torsions dämpfeinrichtungen erfindungsgemäß eingesetzt werden (z.B. Viskosedämpfer, Pendeldämpfer oder Lanchester-Dämpfer). Beispielsweise illustriert 14 eine weitere Ausführungsform der Kühlmittelpumpe, die hier mit 626 bezeichnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Impeller 66 direkt an der Welle 667 der Pumpenwelle 662 festgelegt. An dem Impeller 666 ist eine Nabe 664 festgelegt. Die Dämpfereinrichtung 668 ist an dem Impeller 666 über die Nabe 664 montiert. Spezifischer ist die elastomere Struktur 600 der Dämpfereinrichtung 668 an der äußeren peripheren Oberfläche der Nabe 664 positioniert. Der Trägheitsring 698 der Dämpfereinrichtung 668 ist auf der äußeren peripheren Fläche des elastomeren Rings 600 positioniert, um die Kopplung des elastomeren Ring 600 mit der Nabe 664 und auch des elastomeren Rings 600 mit dem Impeller 666 aufrechtzuerhalten. Daraus ergibt sich, dass der elastomere Ring 600 die Torsionsvibrationen absorbiert, die in der Nockenwelle 18 auftreten.
Eine weitere Ausführungsform der Kühlmittelpumpe ist mit 226 in den 5–6 illustriert. Bei dieser Ausführungsform sind das Gehäuse 234 und der Impeller 266 abgeändert, um gegenüber der vorhergehenden Ausführungsform für eine gegebene Impellergröße einen kleineren Pumpendurchmesser zu ermöglichen. Die verbleibenden Elemente der Kühlmittelpumpe 226 sind ähnlich den Elementen der Kühlmittelpumpe 26 und deshalb mit ähnlichen Bezugszeichen versehen.
Ähnlich wie bei der vorhergehenden Ausführungsform umfasst das Gehäuse 234 Einlass- und Auslassöffnung 238, 240, die konfiguriert sind zum Montieren der flexiblen Schläuche und der starren Verrohrung, die zum Kommunizieren des Kühlmittels notwendig sind. Die Einlassöffnung 238 ist koaxial zur Wellenachse 270. Die Auslassöffnung 240 ist tangential zu einer äußeren Peripherie des Gehäuses 234.
Der Innenraum 236 des Gehäuses 234 umfasst die Pumpenwelle 262, die Nabe 264, den Pumpenimpeller 266, und die Dämpfereinrichtung 268. Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform konstituieren ein Befestigungselement 265 und eine Welle 267 die Pumpenwelle 262. Jedoch ist im Gegensatz zur Welle 67 der vorhergehenden Ausführungsform die Welle 267 der Ausführungsform von 6 mit einem tassenförmigen Abschnitt 269 ausgebildet, der an der Nockenwelle 18 angreift. Spezifisch weist der tassenförmige Abschnitt 269 der Welle 267 einen sich radial nach auswärts erstreckenden Abschnitt 271 auf, der zu einem allgemein sich nach außen erstreckenden Abschnitt 273 führt. Die Welle 267 steht in Eingriff mit der Nockenwelle 18, derart, dass die innere periphere Fläche 275 des sich nach außen erstreckenden Abschnitts 273 an der außenliegenden peripheren Oberfläche 19 der Nockenwelle 18 angreift, wobei die innere Fläche 277 des sich radial nach außen erstreckenden Abschnitts 271 an der Endfläche 21 der Nockenwelle 18 angreift.
Zwischen der Welle 267 und der Öffnung 255 des Gehäuses 234 ist eine Dichteinrichtung 292 positioniert, die verhindert, dass Kühlmittel vom Gehäuse 234 durch die Öffnung 54 in den Zylinderkopf 52 eintritt. Die Dichteinrichtung 292 verhindert auch, dass Schmieröl aus dem Zylinderkopf 52 in das Gehäuse 234 der Kühlmittelpumpe 226 eindringt. Die Dichteinrichtung 292 kann jede beliebige Ausbildung haben, mit der sich die vorerwähnte Funktion erzielen lässt.
Der Pumpenimpeller 266 ist operativ im Pumpengehäuse 234 auf ähnliche Weise wie bei der vorhergehenden Ausführungsform an der Nabe 264 montiert. Spezifisch ist der ringförmige Trägheitsring 298 der Dämpfereinrichtung 268 an dem Impeller 266 montiert Der elastomere Ring 200 der Dämpfereinrichtung 268 ist zwischen der Nabe 264 und dem Trägheitsring 298 positioniert, um die Kopplung zwischen dem Trägheitsring 298 und damit auch dem Impeller 266 auf der Nabe 264 aufrecht zu halten. Der elastomere Ring 200 absorbiert Torsionsvibrationen, die in der Nockenwelle 18 auftreten.
Im Gegensatz zu der vorhergehenden Ausführungsform umfasst der Impeller 266 mehrere Flügel 294, die so konfiguriert und positioniert sind, dass sie das Kühlmittel aus der Einlassöffnung 238 in das Zentrum des Impellers 266 saugen und das Kühlmittel axial nach außen in die Volute 297 fördern, die durch das Gehäuse 234 definiert ist.
Bei der beschriebenen Ausführungsform der Kühlmittelpumpe 26 ist die Volute 97 um die Peripherie des Impellers 66 positioniert, und wird das Kühlmittel vom Impeller 66 in die Volute 97 in der radialen Richtung gefördert. Bei der Ausführungsform der in den 5–6 illustrierten Kühlmittelpumpe 234 ist der Impeller 266 so konfiguriert, dass das Kühlmittel in die Volute 297 in der axialen Richtung gefördert wird. Demzufolge ist das Gehäuse 234 so konfiguriert, dass sich die Volute 297 von der Peripherie des Impellers 266 axial weg erstreckt. Weiterhin umfasst das Gehäuse 234 eine daran befestigte ringförmige Führungsplatte 239. Die Führungsplatte 239 formt einen Teil der Volute 297, um den Strom des Kühlmittels durch die Volute 297 und durch die Auslassöffnung 240 zu erleichtern.
Da sich die Volute 297 nicht von der Peripherie des Impellers 266 nach radial auswärts erstreckt, sondern vielmehr axial auswärts, kann für eine gegebene Impellergröße ein kleinerer Pumpendurchmesser realisiert werden als bei der vorhergehenden Ausführungsform. Dies trägt dazu bei, den Einbauraum zu reduzieren, der für die Pumpe gebraucht wird.
7 illustriert eine weitere Ausführungsform der Kühlmittelpumpe, die mit 326 angedeutet ist. Ähnlich wie bei der Ausführungsform der vorbeschriebenen Kühlmittelpumpe 226 sind der Impeller 366 und das Gehäuse 334 so konfiguriert, dass sie das Kühlmittel in der axialen Richtung in die Volute 397 fördern. Unterschiedlich illustriert diese Ausführungsform eine Einrichtung zum Eliminieren der Führungsplatte 239, die bei dem Gehäuse 234 der oben beschriebenen Kühlmittelpumpe 226 vorgesehen war. Bei dieser Ausführungsform ist keine Dämpfereinrichtung vorhanden. Vielmehr ist der Impeller 366 zwischen der Welle 367 und dem Befestigungselement 365 der Pumpenwellenstruktur 362 festgelegt. Alternativ könnte der Impeller 366 integral mit der Welle 367 geformt sein. Eine Dämpfereinrichtung kann vorgesehen und zwischen dem Impeller 266 und der Pumpenwelle 362 montiert sein, ähnlich wie dies oben erläutert wurde.
Wie in 7 gezeigt, ist das Gehäuse 334 integral mit einer Volute 397 geformt, die benachbart zu den Flügeln 394 des Impellers 366 eine ringförmige Führungsfläche 339 aufweist. Spezifisch ist die Volute 397 integral mit der Auslassöffnung 340 in der ersten Sektion 346 des Gehäuses 334 geformt, während die Einlassöffnung 338 in der zweiten Sektion 348 des Gehäuses 334 geformt ist. Die Volute 397 und die Führungsfläche 339 können, beispielsweise mit dem Gehäuse 334 integral geformt sein durch Verwenden radialer Schieber in der Herstellungsform. Bei der vorhergehenden Ausführungsform war die Volute 297 sowohl durch die Sektionen des Gehäuses 234 als auch die Führungsplatte 239 geformt. Da die Führungsplatte 239 durch die integral mit dem Gehäuse 334 geformte Führungsfläche 339 ersetzt ist, ist die Anzahl der Komponenten reduziert, was die Herstellung und die Montage vereinfacht.
7 illustriert auch andere Mittel zum Installieren der Pumpe an dem Motor 10. Bei der vorhergehenden Ausführungsform verwendete die lagerfrei ausgebildete Pumpe 226 die inneren Flächen 225, 277 der Welle 267 und die periphere Fläche 257 des Flansches 256 des Gehäuses 34, um die Pumpe 226 mit der Nockenwelle 18 und der Öffnung 54 in dem Zylinderkopf 52 auszurichten.
Wie in 7 gezeigt ist, ist der Flansch 356 des Gehäuses 334 mit einem sich nach einwärts erstreckenden Abschnitt 359 versehen, der eine Supportfläche 361 bildet, um die Installation der Pumpe 326 an dem Motor 10 zu vereinfachen. Die Supportfläche 361 stützt das Gehäuse 334 vorübergehend ab, wenn die Welle 367 und das Befestigungselement 366 mit der Nockenwelle 18 operativ in Eingriff gebracht werden, wie nachstehend diskutiert wird. Die Supportfläche 361 richtet das Gehäuse 334 ordnungsgemäß mit der Nockenwelle 18 und der Öffnung 54 in dem Zylinderkopf 52 aus, unabhängig von etwaigen Toleranzen der Pumpenkomponenten, der Nockenwelle 18, und des Zylinderkopfes 52.
Wenn, unter Bezugnahme auf 7, die Pumpe 326 an dem Motor 10 installiert wird, dann wird zunächst die innere Fläche 375 der Welle 367 mit der Nockenwelle 18 in Eingriff gebracht, um die Wellenachse 370 mit der Achse 76 der Nockenwelle 18 auszurichten. Dann wird das Befestigungselement 365 angezogen. Dies bringt die innere Fläche 377 in Eingriff mit der Endfläche 21 der Nockenwelle 18. Sobald die innere Fläche 377 zu der Endfläche 21 der Nockenwelle 18 bewegt wird, hält die Supportfläche 361 des Gehäuses 334 den Eingriff mit der äußeren peripheren Fläche 379 der Welle 367 aufrecht, um die radiale Ausrichtung zwischen der Welle 367 und dem Gehäuse 334 zu halten. Daraus ergibt sich, dass der Eingriff zwischen der peripheren Fläche 357 des Gehäuses 334 und der Öffnung 54 in dem Zylinderkopf 52 nicht für die Ausrichtung benötigt wird. Die Welle 367 erstreckt sich in nicht abgestützter Relation in das Gehäuse 334. Sobald das Befestigungselement 365 festgelegt ist, sind die Aufnahmebereiche 358 des Gehäuses 334 für das Befestigungselement an dem Zylinderkopf 52 festgelegt, um das Gehäuse 334 in seiner Position festzuhalten. Diese Montageweise des Gehäuses 334 und dem Zylinderkopf 52 stellt die axiale Positionierung und die senkrechte Ausrichtung zwischen der Welle 367 und dem Gehäuse 334 her. Sobald der Motor 10 in Betrieb ist, werden auf das Gehäuse 334 keine signifikanten äußeren Belastungen aufgebracht. Daraus ergibt sich, dass die Pumpe 326 ohne Verwendung von Lagern herge stellt werden kann. Jegliche signifikanten externen Belastungen werden nur auf die Lager der Nockenwelle 18 aufgebracht. Deshalb wird die Laufgenauigkeit nur durch die Nockenwellenlager bestimmt. Da es keine externen, auf das Gehäuse 334 aufgebrachten Lasten gibt, kann das Gehäuse 334 aus nichtmetallischen Materialien, wie aus Kunststoff, ausgebildet sein.
Die 8–10 illustrieren eine andere Ausführungsform der Kühlmittelpumpe, die mit 426 angezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform umfasst die Kühlmittelpumpe 426 ein Reservoir 491, das einen Platz für das Kühlmittel zum Sammeln und zum Verdampfen bereitstellt, wie dies nachstehend erläutert wird. Ähnlich der Ausführungsform der Kühlmittelpumpe 326 enthält auch die Kühlmittelpumpe 426 keine Dämpfereinrichtung. Spezifisch ist der Impeller 466 direkt an der Welle 467 der Pumpenwelle 462 befestigt. Eine Dämpfereinrichtung kann vorgesehen sein und wird dann zwischen dem Impeller 466 und der Pumpenwelle 462 auf ähnliche Weise montiert, wie dies oben beschrieben ist.
Wie erwähnt, schafft das Reservoir 491 Raum für das Kühlmittel zum Sammeln und zum Verdampfen. Spezifischer ist die Dichteinrichtung 492 der Pumpe 426 typischerweise so ausgebildet, dass es ein kleines Kühlmittelleck zwischen der Welle 467 und dem Gehäuse 434 gibt. Das Gehäuse 434 ist mit einem Schlitz 405 versehen, der es zulässt, dass das durchleckende Kühlmittel in das Reservoir 491 eintritt und dort gesammelt wird. Das Reservoir 491 weist eine oder mehrere Entlüftungen auf, derart, dass das gesammelte Kühlmittel verdampfen kann. Weiterhin umfasst das Reservoir 491 eine Überlauföffnung 470, für den Fall, dass die Dichteinrichtung 492 ausfallen sollte und das Kühlmittel das Reservoir 491 vollständig ausfüllt. Das Reservoir 491 stellt so auch eine Einrichtung dar, mittels derer sich die Dichteinrichtung 492 im Hinblick auf gravierende Leckage überwachen lässt.
Bei der illustrierten Ausführungsform ist das Reservoir 491 eine vom Gehäuse 434 separierte Komponente, die daran in operativer Relation angebracht ist. Ein separates Reservoir 491 bietet mehrere Vorteile. Beispielsweise kann das Reservoir 491 aus einem Material ausgebildet sein, das verschieden ist von dem Material, das für das Gehäuse 434 verwendet wird. Weiterhin kann die Winkelrelation zwischen dem Gehäuse 434 und dem Reservoir 491 verändert werden ohne aufwändige Werkzeugmodifikationen.
Schließlich bietet ein separates Reservoir 491 einen größeren Freiheitsgrad bei der Ausbildung aufwändiger Reservoirformen.
Die 11–13 illustrieren eine weitere Ausführungsform der Kühlmittelpumpe, die mit 526 angezeigt ist. Mit dem Gehäuse 534 ist ein Reservoir 591 hier integral geformt. Ähnlich wie die Ausführungsformen der Kühlmittelpumpen 326 und 426, hat auch die Kühlmittelpumpe 526 keine Dämpfereinrichtung. Spezifisch ist der Impeller 566 direkt an der Welle 567 der Pumpenwellenstruktur 562 festgelegt. Eine Dämpfereinrichtung kann jedoch vorgesehen sein und wird dann zwischen dem Impeller 566 und der Pumpenwelle 562 auf eine Weise montiert, wie dies oben beschrieben wurde.
In der gezeigten Ausführungsform sind das Gehäuse 534 und das Reservoir 591 als eine einzelne Komponente aus Kunststoff geformt. Ähnlich der Ausführungsform der Kühlmittelpumpe 426 umfasst auch das Gehäuse 534 der Kühlmittelpumpe 526 einen Schlitz, der es ermöglicht, das Kühlmittel in das Reservoir 591 eintritt, und auch eine Überlauföffnung, für den Fall, dass die Dichteinrichtung 592 ausfallen sollte. Der Schlitz und die Öffnung des Gehäuses 534 können mit dem Gehäuse 534 integral geformt sein, oder können mechanisch geformt werden durch eine separate Operation, beispielsweise durchbohren oder dergleichen. Weiterhin umfasst das Reservoir 591, wie in den 11 und 13 gezeigt, viereckförmige Entlüftungen 593 zum Verdampfen des gesammelten Kühlmittels.
Ein Vorteil der Kühlmittelpumpe 26, 226 der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass diese zwei Funktionen erfüllt. Die Kühlmittelpumpe 26, 226 arbeitet als eine Standard-Zentrifugalwasserpumpe und agiert gleichzeitig als ein Torsionsvibrationsdämpfer für die Nockenwelle 18. Die Dämpfereinrichtung 68, 268 mindert auch die Motorgeräuschabstrahlung im Fahrzeug (engine noise vehicle harshness, NVH).
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Kühlmittelpumpe 26, 226, 326, 426, 526 direkt von dem ihr gegenüberliegenden Ende 28 der Nockenwelle 18 angetrieben ist. Dadurch wird weniger Bauraum im Frontbereich des Motors 10 beansprucht.
Ein noch weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Impellerwelle der Kühlmittelpumpe 26, 226, 326, 426, 526 so ausgebildet und angeordnet ist, dass sie sich an der Nockenwelle 18 montieren lässt und ohne Verwendung von Lagern in dem Gehäuse drehbar abgestützt ist.
Es ergibt sich zusammenfassend, dass die Gegenstände der vorliegenden Erfindung voll und effizient offenbart sind. Die zuvor beschriebenen spezifischen Ausführungsformen sind jedoch nur angegeben worden, um die strukturellen und funktionellen Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu illustrieren, und haben nicht die Absicht einer Beschränkung. Im Gegensatz ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle Modifikationen, Abänderungen und Ersatzlösungen innerhalb des Sinngehalts und Schutzumfangs der anhängigen Patentansprüche umfassen soll.
Zusammenfassung
Kombination eines Verbrennungskraftmotors mit einer direkt von der Nockenwelle getriebenen Kühlmittelpumpe
Eine Kühlmittelpumpe wird mit einem Verbrennungskraftmotor verwendet. Die Kühlmittelpumpe hat ein Pumpengehäuse, eine Impellerwelle, einen Pumpenimpeller, und eine Dämpfereinrichtung. Das Gehäuse ist relativ zum Motor fest montiert. Die Impellerwelle ist direkt an der Nockenwelle des Motors montiert, derart, dass sie konzentrisch drehangetrieben wird. Die Impellerwelle erstreckt sich in nicht abgestützter Relation in das Gehäuse wodurch die Notwendigkeit der Verwendung von Lagern in der Kühlmittelpumpe eliminiert ist. Die Dämpfereinrichtung ist in dem Pumpengehäuse angeordnet und ist drehbar, um Torsionsvibrationen der Nockenwelle zu dämpfen.

Claims

Kühlmittelpumpe zur Verwendung mit einem Verbrennungskraftmotor, der eine Kurbelwelle und eine von der Kurbelwelle aus angetriebene Nockenwelle aufweist, wobei die Kühlmittelpumpe umfasst: ein Pumpengehäuse, das an dem Motor fest montierbar ist und eine Einlassöffnung zum Aufnehmen von Kühlmittel und eine Auslassöffnung zum Abfördern von Kühlmittel umfasst; eine Impellerwelle, die direkt an der Nockenwelle montiert ist, so dass sie konzentrisch zu ihr drehangetrieben ist, wobei sich die Impellerwelle in das Gehäuse in einem abgedichteten Eingriff und in einer nicht abgestützten Relation erstreckt; einen Pumpenimpeller, der operativ an der Impellerwelle im Inneren des Pumpengehäuses montiert ist, wobei der Pumpenimpeller drehbar ist, um das Kühlmittel in das Pumpengehäuse durch die Einlassöffnung einzusaugen und das Kühlmittel unter höherem Druck durch die Auslassöffnung auszuschieben.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine Dämpfereinrichtung, die zwischen der Impellerwelle und dem Pumpenimpeller angeordnet ist, wobei die Dämpfereinrichtung die Impellerwelle mit dem Pumpenimpeller kuppelt, so dass die Rotation der Impellerwelle den Pumpenimpeller dreht.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 2, in welcher die Dämpfereinrichtung umfasst: einen fest an dem Impeller montierten ringförmigen Trägheitsring; und eine elastomerische Struktur, die die Impellerwelle mit dem Trägheitsring kuppelt.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 3, in welcher das Gehäuse integral mit einer Volute geformt ist, wobei die Volute eine Führungsfläche aufweist, die so ausgebildet und positioniert ist, dass sie den Strom des Kühlmittels durch die Volute und aus der Auslassöffnung begünstigt.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 4, in welcher der Impeller mehrere Flügel umfasst, die ausgebildet und positioniert sind zum Ansaugen von Kühlmittel in das Gehäuse über die Einlassöffnung zum Abfördern des Kühlmittels durch die Auslassöffnung.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, in welcher das Gehäuse eine Supportfläche aufweist, die konfiguriert und positioniert ist zum Angreifen an der Impellerwelle, um eine radiale Ausrichtung zwischen der Impellerwelle und dem Gehäuse einzuhalten, wenn die Impellerwelle an der Nockenwelle des Motors montiert wird, wonach das Gehäuse fest an dem Motor montiert ist unter Beabstandung der Supportfläche von der Impellerwelle.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Reservoir, das ausgebildet und angeordnet ist zum Sammeln von Kühlmittel, das aus dem Gehäuse leckt.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 7, in welcher das Reservoir eine von dem Gehäuse separate Komponente ist, die in operativer Relation an dem Gehäuse festgelegt ist.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 7, in welcher das Reservoir mit dem Gehäuse integral geformt ist.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, in welcher das Gehäuse eine Dichteinrichtung aufweist, die ausgebildet und angeordnet ist, um zu verhindern, dass Kühlmittel aus dem Gehäuse austritt, und die durchleckendes Kühlmittel von der Dichteinrichtung zu dem Reservoir leitet.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, in welcher das Gehäuse eine Dichteinrichtung aufweist, die ausgebildet und angeordnet ist, um zu verhindern, dass Öl in das Gehäuse eindringt.
Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, in welcher das Gehäuse aus Kunststoff besteht.
Kombination, aufweisend einen Verbrennungskraftmotor mit einer Kurbelwelle und einer von der Kurbelwelle aus angetriebenen Nockenwelle, und eine Kühlmittelpumpe, die aufweist: ein fest an dem Motor montierbares Pumpengehäuse, das eine Einlassöffnung zum Aufnehmen von Kühlmittel und eine Auslassöffnung zum Abführen von Kühlmittel umfasst; eine direkt an der Nockenwelle montierte Impellerwelle, die von der Nockenwelle konzentrisch drehend angetrieben wird, wobei sich die Impellerwelle in das Gehäuse in einen Dichteingriff und in einer nicht abgestützten Relation erstreckt; einen an der Impellerwelle in dem Pumpengehäuse operativ montierten Pumpenimpeller, der drehbar ist, um das Kühlmittel durch die Einlassöffnung in das Pumpengehäuse zu saugen und das Kühlmittel unter höherem Druck durch die Auslassöffnung zu fördern.
Kombination nach Anspruch 13, weiterhin umfassend eine Dämpfereinrichtung, die zwischen der Impellerwelle und dem Pumpenimpeller angeordnet ist und die Impellerwelle mit dem Pumpenimpeller kuppelt, so dass die Rotation der Impellerwelle den Pumpenimpeller dreht.
Kombination nach Anspruch 14, in welcher die Dämpfereinrichtung aufweist: einen ringförmigen Trägheitsring, der fest an dem Impeller montiert ist; und eine elastomerische Struktur, die die Impellerwelle mit dem Trägheitsring kuppelt.
Kombination nach Anspruch 15, weiterhin umfassend ein Reservoir, das ausgebildet und angeordnet ist zum Sammeln von Kühlmittel, das aus dem Gehäuse leckt.
Kombination nach Anspruch 16, in welcher das Gehäuse eine Dichteinrichtung aufweist, die ausgebildet und angeordnet ist, um zu verhindern, dass Kühlmittel in den Motor eintritt, und die durchleckendes Kühlmittel von der Dichteinrichtung zu dem Reservoir leitet.
Kombination nach Anspruch 17, in welcher das Gehäuse eine Supportfläche umfasst, die ausgebildet und positioniert ist zu einem Angriff an der Impellerwelle, um zwischen der Impellerwelle und dem Gehäuse eine radiale Ausrichtung aufrechtzuerhalten, während die Impellerwelle an der Nockenwelle des Motors montiert wird, wobei danach das Gehäuse fest an dem Motor montiert ist und die Supportfläche von der Impellerwelle beabstandet ist.