EP2565462A2 - Adjustable coolant pump with an hydraulically activatable actuator - Google Patents

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Publication number
EP2565462A2
EP2565462A2 EP12167701A EP12167701A EP2565462A2 EP 2565462 A2 EP2565462 A2 EP 2565462A2 EP 12167701 A EP12167701 A EP 12167701A EP 12167701 A EP12167701 A EP 12167701A EP 2565462 A2 EP2565462 A2 EP 2565462A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
pump
coolant
pressure
coolant pump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12167701A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sebastian Hurst
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Publication of EP2565462A2 publication Critical patent/EP2565462A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0027—Varying behaviour or the very pump
    • F04D15/0038—Varying behaviour or the very pump by varying the effective cross-sectional area of flow through the rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/12—Combinations of two or more pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D27/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids
    • F04D27/002—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or pumping systems specially adapted for elastic fluids by varying geometry within the pumps, e.g. by adjusting vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00—Control
    • F05D2270/60—Control system actuates means
    • F05D2270/64—Hydraulic actuators

Definitions

  • the invention relates to a coolant pump of an internal combustion engine with a controllable coolant flow, which comprises a pump housing in which a trained as a hollow shaft pump shaft with associated impeller is rotatably mounted. Via the impeller, the coolant is conveyed from a suction port into a pressure channel of the coolant pump, wherein a volume flow or a delivery volume of the coolant pump can be influenced by means of an impeller associated with the guide plate by means of an actuator.
  • the baffle is torsionally rigid connected to a guided in the pump shaft, infinitely axially displaceable between two end positions push rod.
  • the cooling water is passed in a closed circuit through cooling passages of the crankcase and the cylinder head and then cooled back into an air-water heat exchanger or cooler.
  • a coolant pump in particular directly driven via a belt drive, is used.
  • a direct coupling between the coolant pump and the crankshaft By a direct coupling between the coolant pump and the crankshaft, a dependence of the pump speed of the rotational speed of the internal combustion engine sets. It follows that during a cold start of the internal combustion engine, the coolant circulates, which delays a desired rapid heating of the internal combustion engine and an associated optimal operating temperature.
  • controllable coolant pumps are used whose delivered volume flow can be matched to the cooling requirement of the internal combustion engine. From vehicle manufacturers is required for internal combustion engine in the cold running phase, also referred to as a "zero leakage current" coolant flow of ⁇ 0.1 l / h.
  • From the DE 199 01 123 A1 is a measure to influence the delivery volume of a coolant pump, known to associate the impeller with an outer cross-slide, with which the effective blade width of the impeller can be changed and which is infinitely axially movable axially adjustable.
  • the adjustment of the slide takes place by the rotation of a thread-like guide.
  • the DE 10 2005 004 315 A1 and DE 10 2005 062 200 A1 disclose controllable coolant pumps, in which in each case a displaceable in the direction of the pump shaft axis valve slide is introduced to influence the flow rate within the pump housing.
  • the ring-shaped valve slide forms an outflow of the impeller variable overlapping outer cylinder.
  • valve slide which can also be referred to as a guide disk, is adjusted electromagnetically by means of a magnet coil arranged in the pump housing.
  • a pneumatically or hydraulically actuated actuator is provided, which includes piston rods guided in the pump housing for adjusting the valve slide.
  • the object of the present invention is to provide a controllable coolant pump with which a volume flow is adjusted as needed and which includes a space-optimized actuator that can be integrated within conventional coolant pumps.
  • the integrated within the coolant pump, hydraulically acting actuator has the advantage to make the adjustment of the baffle so as to actively influence the delivery volume of the coolant pump, so that a steadily increasing flow characteristic is achievable.
  • the actuator comprises an integrated within the coolant pump, hydrostatic radial piston pump with eccentric adjustment with at least one suction piston, which is guided radially in a pressure space forming passage bore of the rotating pump shaft. Due to an eccentric, which surrounds the suction piston on the outside and cooperates with this, the piston exerts an oscillating movement.
  • the one-sided by the suction pressure chamber is indirectly connected to a high-pressure chamber in which a push rod acting on the high-pressure piston is guided displaceably.
  • the cooling medium is sucked from the cooling circuit or the coolant pump, compressed and transmitted to a lying in the coolant pump shaft high-pressure chamber to a high-pressure piston.
  • a control pressure can be generated to adjust the piston between a neutral or neutral and a fixed or variable stroke.
  • the speed of the pressure buildup and thus the position of the guide plate relative to the impeller can be steplessly controlled in order to achieve a rapid heating of the internal combustion engine after a cold start or to influence the engine temperature in a targeted manner.
  • the invention advantageously provides a space-neutral, easy to install and cost-effective concept.
  • the actuator according to the invention is space-neutral, at least in the axial direction, and does not affect the installation space delimited in front of the drive or belt plane of the coolant pump.
  • the actuator can thus within the axial packaging limits of a conventional Pump, consisting of pulley, bearing, mechanical seal, impeller can be realized.
  • a good controllability of the baffle ensuring and meet all criteria from the customer point of view concept can also be constructed of standardized components.
  • a hydraulic pressure generated within the coolant pump as explained above can be discharged from the pump shaft by means of a pressure line and fed to an adjacent unit.
  • a positive displacement pump is preferably provided for this purpose, which is used as an alternative to a coupling with the rotating pump shaft in a stationary housing of the coolant pump and is driven by means of a pump shaft cam.
  • the generated hydraulic pressure can be used to generate a "travel distance" with which, for example, the clutch of an air conditioning compressor, generator or a power steering pump can be switched.
  • a eccentric in the pump housing via a linear guide infinitely radially displaceable cam slide, slide or slider is used.
  • a cylindrical sleeve is fixed in position, on the inside of which at least one piston of the radial piston pump is supported and guided.
  • the stroke of the piston and thus the pump pressure and the delivery volume of the radial piston pump can be changed.
  • a sleeve is particularly suitable a steel sleeve, in particular whose inside is hardened.
  • a suitable material combination and / or a corresponding hardening method are provided for optimizing or achieving a cost-effective and wear-resistant solution, as well as a hydrodynamic lubrication in order to withstand the surface pressure permanently.
  • An alternative design of the eccentric carriage provides instead the steel sleeve a rolling bearing, in particular a deep groove ball bearing without seal and without separate lubricant before.
  • the outer ring is pressed in position in the receptacle of the eccentric carriage and the piston of the radial piston pump is supported on the rotating inner ring of the rolling bearing.
  • a radial piston pump according to the invention with two mutually offset by 180 ° piston angle piston used, which represents an optimum in terms of effort and function and adjusts the structure of an advantageous kinematics of the piston.
  • the stroke can also be influenced by the piston angle.
  • the lifting level can be reduced compared to the one-piston variant.
  • a stroke of 0.07 mm can be realized in a two-piston variant, in contrast to a stroke of 2 mm with otherwise identical parameters of the single-piston variant.
  • the two piston-containing radial piston pump is characterized by a uniform pressure generation at low pulsation, with which also an approximately constant pressure level can be achieved.
  • the two-piston variant further enables a desirable starting point, an optimal stroke / stroke ratio, in order to adjust the manipulated variables for pump pressure or baffle position in the case of a continuously variable, position-sensor-detected operation with a sufficiently low sensitivity.
  • a radial piston pump can also be used a double piston variant, which has a voltage applied to the inner ring opposite piston, which has neither a suction valve nor a corresponding suction or Ausschiebeö réelle.
  • the piston used for mass balance or for radial mass distribution relative to the intake piston avoids a disadvantageous imbalance of the radial piston pump.
  • radial piston pumps with more than two pistons for example, in three-piston or four-piston variants, an asymmetric circumferential arrangement of the piston leads to an increase in the Stroke. Since an equal distribution of the piston can each lead to a zero stroke, a small asymmetric piston assembly is preferably provided.
  • the four-piston variant as in the two-piston variant, a desired doubling of the operating frequency can be achieved.
  • each piston is acted upon by a spring element.
  • a compression spring which ensures a centrifugal force supporting an effective contact of both pistons on the guide element of the eccentric carriage, which is particularly necessary in the intake phase is suitable.
  • a guide piston to be declared slidably inserted in the pump shaft suction piston positioned on the roller bearing inner ring.
  • This arrangement differs from a fixed in the eccentric slide fixed in position steel sleeve on which the pistons are slidably supported.
  • the guide piston or the piston head forms a semi-cylinder whose axis is parallel to the coolant pump axis, whereby the piston is guided with a certain osculation in the complementary recess in the inner ring of the bearing to a in the kinematics of several piston enclosing radial piston pump justifiable tilting movement to be able to execute.
  • this head geometry prevents rotation of the piston in the associated bore, whereby a position-oriented installation position is established, which ensures a defined assignment of a suction bore to the suction piston.
  • the piston or the piston head with an end, preferably convex contour can be performed, which engages positively in a complementary formed concave receptacle of the inner ring. All other pistons of the radial piston pump are supported without a positive connection to the inner ring, which thus allow unhindered piston kinematics of the eccentrically adjustable radial piston pump. All agree Piston an oscillating sliding movement, as a measure to reduce the wear in the area of the contact surfaces to the rolling bearing inner ring, a corresponding design of the piston and / or a special choice of material is provided.
  • the coolant flows into the pressure chamber via an intake valve designed as a one-way valve.
  • the intake valve with an opening direction to the pressure chamber is preferably in communication with the pressure channel of the coolant pump.
  • a closing valve is used which transmits the compression pressure generated by the piston in the high-pressure chamber as soon as the prevailing in the high-pressure chamber back pressure is exceeded.
  • the designed as a one-way valve closing valve at the same time effectively prevents backflow of the coolant from the high pressure chamber into the pressure chamber and thus a pressure drop in the high-pressure chamber after completion of the compression phase of the suction piston.
  • the built-up in the high-pressure chamber pressure or the volume built shifts the high-pressure piston with associated push rod and the baffle against the fluid forces in the closed position.
  • the high-pressure space between the compression strokes emptied at least partially, since a defined leakage gap is provided between the piston shoulder and the piston outer contour and the bore wall of the high-pressure chamber.
  • the leakage gap also allows passive venting, which requires resetting the baffle into a maximum opening when the radial piston pump is disabled or has failed.
  • a pressure relief valve is used.
  • the pressure relief valve opens and causes a flow of coolant from the high-pressure chamber via a discharge channel of the push rod in an outflow opening of the pump shaft.
  • the exiting coolant can advantageously be passed together with the leakage flow of the piston into a suction region of the coolant pump.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the eccentric carriage, slide or slider is infinitely adjustable via an electronic actuator or can be adjusted.
  • the particular coupled with the engine management actuator can thus be activated, for example, depending on parameters of the internal combustion engine, in particular the water or oil temperature of the internal combustion engine.
  • an actuator is preferably a linear actuator, which includes an electric motor with associated clutch and cam drive or an electromagnet to move the located in the wet chamber axially between the mechanical seal and the impeller of the coolant pump eccentric slide radially to the pump shaft.
  • the invention for the actuator of eccentric controlled radial piston pump includes different failsafe devices.
  • a cooperating with the eccentric slide of the radial piston pump spring element is provided.
  • This failsafe device causes when activated, for example after a Failure of the hydraulic circuit of the actuator, that the eccentric carriage is returned to a position lying concentrically to the coolant pump axis starting position. This results in a piston position, in which the radial piston pump does not promote and adjusts the largest possible impeller cross-section, which ensures maximum coolant delivery.
  • an inserted within the pump shaft, supported on a shoulder of the pump shaft and the pressure piston compression spring can be provided as a failsafe device which shifts the high-pressure piston axially in the direction of the radial piston pump in a defect and thereby displaces the coolant from the high-pressure chamber via the leakage gap.
  • the coolant pump preferably includes both previously described failsafe devices.
  • the adjustable by means of the eccentric slide radial piston pump can alternatively be used for switching or operating other ancillaries of the internal combustion engine.
  • the hydraulic pressure generated within the coolant pump can be discharged from the pump shaft by means of a pressure line and fed to an adjacent unit.
  • a positive displacement pump is preferably provided for this purpose, which is used as an alternative to a coupling with the rotating pump shaft in a stationary housing of the coolant pump and is driven by means of a pump shaft cam.
  • the generated hydraulic pressure can be used to generate a "travel distance" with which, for example, the clutch of an air conditioning compressor, generator or a power steering pump can be switched.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of all the components of a constructed according to the invention coolant pump 1, which is intended for cooling an internal combustion engine 2 and which is driven by means of a traction mechanism drive 3.
  • the traction means of the traction mechanism drive 3 designed as a belt drive connects a first pulley 4 connected to a crankshaft of the internal combustion engine 2, not shown, to a second belt pulley 5 assigned to the coolant pump 1.
  • the delivery volume of the coolant pump 1 communicating with a cooling circuit 6 is via a hydraulically acting, a hydraulic circuit 8 associated actuator 7 adjustable or adjustable. An activation of the actuator 7 via a hydraulically, pneumatically or electrically controllable actuator. 9
  • Fig. 2 is the controllable coolant pump 1 shown in longitudinal section and illustrates in particular the structure of the actuator 7, which includes an adjustable by means of an eccentric radial piston pump 10.
  • the coolant pump 1 comprises a pump housing 11, in which a pump shaft 12 designed as a hollow shaft is mounted, which is rotationally rigidly connected to an impeller 13. With a rotating impeller 13 in the operating state of the coolant pump 1, the coolant flows axially via a suction port 14 to the impeller 13 and is directed radially into a pressure channel 15 or spiral channel.
  • a connected to the impeller 13 pump cover 16 forms a transition between the suction port 14 and the pressure channel 15.
  • axially displaceable, variably overlapping baffle 17 is provided on a relative to the Pump shaft 12 axially displaceable push rod 18 is rotationally fixed.
  • the guide plate 17 can be positioned continuously between two end positions defined by the pump cover 16 and a rear wall 19 of the impeller 13. According to Fig. 2 the guide plate 17 is supported on the rear wall 19, whereby a maximum delivery volume of the coolant pump 1 is established.
  • the actuator 7 comprises an integrated within the coolant pump 1, designed as a radial piston pump 10 positive displacement pump which is eccentrically adjustable and the two opposite piston 20,21 includes, which are guided in a radially directed passage bore 22 of the pump shaft 12.
  • the pistons 20,21 are externally supported on an inner side 23 of an inner ring 24 of the designed as a deep groove ball bearing roller bearing 25 whose outer ring 26 is pressed in fixed position in a receptacle 27 of an eccentric carriage 28.
  • Via a linear guide 29 of the eccentric carriage 28 is radially displaceable in the pump housing 11 for adjusting an eccentricity E between a longitudinal axis 30 of the coolant pump 1 and a rotation axis 31 of the rolling bearing 25.
  • the adjustable via the actuator 9 of the actuator 7 eccentricity E directly affects a stroke of Piston 20,21 and thus their oscillating movement, which is superimposed on a rotation of the pump shaft 11.
  • the piston 20,21 are non-positively supported on the inner side 23 of the rolling bearing inner ring 24.
  • coolant flows via a suction valve 33 cooperating with the suction piston 20 and an ejection opening 34 of the piston 20 into the pressure chamber 35 of the radial piston pump 10.
  • the suction valve 33 which can also be referred to as a one-way valve with an opening direction to the pressure chamber 35, is preferably connected to the pressure channel 15 of the coolant pump 1 in conjunction, whereby at the beginning of the intake phase of the piston 20 of the upcoming dynamic pressure, the opening of the intake valve 33 is supported.
  • the piston 21 is used for mass balance or for the radial mass distribution with respect to the suction piston 20 and forms an opposed piston, which is neither in connection with a suction valve nor includes a Ausschiebeö réelle. After the end of the suction and compression phase in a position changed by 180 ° of the piston 20 is in the pressure chamber 35, a maximum pressure. Via a likewise acting as a one-way valve, inserted in a longitudinal bore of the pump shaft 12 closing valve 36, the coolant from the pressure chamber 35 can flow into a high-pressure chamber 37, the end of a fixed directly to the push rod 18 high-pressure piston 38 is limited.
  • the closing valve 36 opens as soon as there is a pressure gradient adjusts, in which the pressure in the pressure chamber 35 exceeds the pressure level in the high-pressure chamber 37.
  • An actuating movement of the push rod 18 and the associated guide plate 17 in the direction of the pump cover 16 takes place as soon as the pressure setting in the high pressure chamber 37 exceeds the spring force of a spring also to be designated as failsafe device 39.
  • the spring surrounds locally the push rod 18 and is supported between a shoulder of the pump shaft 12 and the high-pressure piston 38.
  • a pressure relief valve 40 is integrated in the high-pressure piston 38, which opens at an admissible pressure is exceeded and an outflow of coolant from the high-pressure chamber 37 via a Abêtkanal 41 of the push rod 18 and an outflow 42 of the Pump shaft 12 allows.
  • a quick return of the baffle 17 allows a introduced as a longitudinal channel in the outer contour of the high-pressure piston 38 leakage gap 43, via the coolant from the high-pressure chamber 37 in a designated for the spring of the failsafe device 39 annulus and then in the discharge port 42 can be controlled.
  • Another, also a compression spring enclosing Failsafe device 44 is provided for cooperating with the radial piston pump 10 eccentric carriage 28. For example, in the event of failure of a pressure supply of the actuator 7, the compression spring displaces the eccentric carriage 28 into a starting position concentric to the longitudinal axis 30 of the coolant pump 1, in which a maximum coolant delivery of the coolant pump 1 sets.
  • Fig. 3 illustrates in particular the mounting position of the roller bearing 25 and the components connected to the rolling bearing 25.
  • the two pistons 20,21 of the radial piston pump 10 are guided differently or supported on the inner ring 24 of the rolling bearing 25.
  • the counter-piston 21 is supported by a centrifugal force and supported by the spring element 32 on the inside 23 of the roller bearing inner ring 24 with a rounded, designed as a dome or convex piston tip 45.
  • the guide or suction piston 20 forms for rotational coupling end of a shaped as a half-cylinder piston tip 46, the form-fitting in a complementary design Receiving 47 of the rolling bearing inner ring 24 engages.
  • Fig. 3 further shows the position of the intake valve 33, via which, in a position coincidence with an inlet channel 49 of the suction piston 20, an inflow of the coolant into the suction piston 20 is made possible.

Abstract

The coolant pump (1) has pump housing with a hollow pump shaft rotatably supported by an impeller. Volume flow of pump is influenced by a guide plate locked to a push rod guided in pump shaft and is continuously variable between axial end positions via an actuator (7). A radial piston pump is adjustable by a cam, and an outer piston that is guided in radial direction in a bore of pump shaft at the pressure space. The pressure space is connected indirectly to a high pressure space in which a high pressure piston applying force on push rod is displaceably guided.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe einer Brennkraftmaschine mit einem regelbaren Kühlmittelstrom, die ein Pumpengehäuse umfasst, in dem eine als Hohlwelle ausgebildete Pumpenwelle mit zugehörigem Flügelrad drehbar gelagert ist. Über das Flügelrad wird das Kühlmittel von einem Sauganschluss in einen Druckkanal der Kühlmittelpumpe gefördert, wobei ein Volumenstrom oder ein Fördervolumen der Kühlmittelpumpe mittels eines dem Flügelrad zugeordneten Leitblechs mittels eines Aktors beeinflusst werden kann. Das Leitblech ist dazu drehstarr mit einer in der Pumpenwelle geführten, zwischen zwei Endstellungen stufenlos axial verschiebbaren Schubstange verbunden.The invention relates to a coolant pump of an internal combustion engine with a controllable coolant flow, which comprises a pump housing in which a trained as a hollow shaft pump shaft with associated impeller is rotatably mounted. Via the impeller, the coolant is conveyed from a suction port into a pressure channel of the coolant pump, wherein a volume flow or a delivery volume of the coolant pump can be influenced by means of an impeller associated with the guide plate by means of an actuator. The baffle is torsionally rigid connected to a guided in the pump shaft, infinitely axially displaceable between two end positions push rod.

Bei flüssigkeitsgekühlten, insbesondere wassergekühlten Brennkraftmaschinen wird das Kühlwasser in einem geschlossenen Kreislauf durch Kühlkanäle des Kurbelgehäuses und des Zylinderkopfes geleitet und anschließend in einen Luft-Wasser-Wärmetauscher bzw. Kühler zurückgekühlt. Zur Unterstützung der Zirkulation des Kühlmittels wird eine insbesondere über einen Riementrieb direkt angetriebene Kühlmittelpumpe eingesetzt. Durch eine unmittelbare Koppelung zwischen der Kühlmittelpumpe und der Kurbelwelle stellt sich eine Abhängigkeit der Pumpendrehzahl von der Drehzahl der Brennkraftmaschine ein. Daraus folgt, dass bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine das Kühlmittel zirkuliert, wodurch sich eine gewünschte schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine und eine damit verbundene optimale Betriebstemperatur verzögert. Im Zuge der stetigen Optimierung von Brennkraftmaschinen im Hinblick auf Emission und Kraftstoffverbrauch ist es wichtig, den Motor nach dem Kaltstart möglichst schnell auf die Betriebstemperatur zu bringen. Dadurch werden sowohl die Reibungsverluste und zugleich die Emissionswerte reduziert und auch der Kraftstoffverbrauch verringert. Um diesen Effekt zu erzielen, werden regelbare Kühlmittelpumpen eingesetzt, deren geförderter Volumenstrom auf den Kühlungsbedarf der Brennkraftmaschine abgestimmt werden kann. Von Fahrzeugherstellern wird für Brennkraftmaschine in der Kaltlaufphase ein auch als "Null-Leckagestrom" bezeichneter Kühlmittelstrom von ≤ 0,1 l/h gefordert.In liquid-cooled, in particular water-cooled internal combustion engines, the cooling water is passed in a closed circuit through cooling passages of the crankcase and the cylinder head and then cooled back into an air-water heat exchanger or cooler. To support the circulation of the coolant, a coolant pump, in particular directly driven via a belt drive, is used. By a direct coupling between the coolant pump and the crankshaft, a dependence of the pump speed of the rotational speed of the internal combustion engine sets. It follows that during a cold start of the internal combustion engine, the coolant circulates, which delays a desired rapid heating of the internal combustion engine and an associated optimal operating temperature. In the course of the continuous optimization of internal combustion engines with regard to emission and fuel consumption, it is important to bring the engine as soon as possible after the cold start to the operating temperature. This reduces both the friction losses and the emission values and also reduces fuel consumption. In order to achieve this effect, controllable coolant pumps are used whose delivered volume flow can be matched to the cooling requirement of the internal combustion engine. From vehicle manufacturers is required for internal combustion engine in the cold running phase, also referred to as a "zero leakage current" coolant flow of ≤ 0.1 l / h.

Aus der DE 199 01 123 A1 ist als Maßnahme, um das Fördervolumen einer Kühlmittelpumpe zu beeinflussen, bekannt, dem Flügelrad einen äußeren übergreifenden Schieber zuzuordnen, mit dem die wirksame Flügelbreite des Flügelrades verändert werden kann und der in axialer Richtung stufenlos axial beweglich einstellbar ist. Die Verstellung des Schiebers erfolgt dabei durch das Verdrehen einer gewindeartigen Führung. Die DE 10 2005 004 315 A1 und DE 10 2005 062 200 A1 offenbaren regelbare Kühlmittelpumpen, bei denen zur Einflussnahme auf die Fördermenge innerhalb des Pumpengehäuses jeweils ein in Richtung der Pumpenwellenachse verschiebbarer Ventilschieber eingebracht ist. Der ringförmig ausgebildete Ventilschieber bildet einen den Ausströmbereich des Flügelrades variabel überdeckenden Außenzylinder. Gemäß der DE 10 2005 004 315 A1 wird der auch als Leitscheibe zu bezeichnende Ventilschieber elektromagnetisch mit einer im Pumpengehäuse angeordneten Magnetspule verstellt. Alternativ dazu ist zur Verstellung des Ventilschiebers nach der DE 10 2005 062 200 A1 ein pneumatisch oder hydraulisch betätigter Aktuator vorgesehen, der zur Verstellung des Ventilschiebers im Pumpengehäuse geführte Kolbenstangen einschließt.From the DE 199 01 123 A1 is a measure to influence the delivery volume of a coolant pump, known to associate the impeller with an outer cross-slide, with which the effective blade width of the impeller can be changed and which is infinitely axially movable axially adjustable. The adjustment of the slide takes place by the rotation of a thread-like guide. The DE 10 2005 004 315 A1 and DE 10 2005 062 200 A1 disclose controllable coolant pumps, in which in each case a displaceable in the direction of the pump shaft axis valve slide is introduced to influence the flow rate within the pump housing. The ring-shaped valve slide forms an outflow of the impeller variable overlapping outer cylinder. According to the DE 10 2005 004 315 A1 The valve slide, which can also be referred to as a guide disk, is adjusted electromagnetically by means of a magnet coil arranged in the pump housing. Alternatively, is to adjust the valve spool after the DE 10 2005 062 200 A1 a pneumatically or hydraulically actuated actuator is provided, which includes piston rods guided in the pump housing for adjusting the valve slide.

Die Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine regelbare Kühlmittelpumpe zu schaffen, mit der ein Volumenstrom bedarfsgerecht einstellbar ist und die einen bauraumoptimierten Aktor einschließt, der innerhalb herkömmlicher Kühlmittelpumpen integrierbar ist.The object of the present invention is to provide a controllable coolant pump with which a volume flow is adjusted as needed and which includes a space-optimized actuator that can be integrated within conventional coolant pumps.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Kühlmittelpumpe, die alle Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Gemäß der Erfindung bietet der innerhalb der Kühlmittelpumpe integrierte, hydraulisch wirkende Aktor den Vorteil, die Verstellung des Leitblechs so vorzunehmen, um das Fördervolumen der Kühlmittelpumpe aktiv zu beeinflussen, damit eine stetig ansteigende Förderstromkennlinie erreichbar ist. Zur Druckerzeugung umfasst der Aktor eine innerhalb der Kühlmittelpumpe integrierte, hydrostatische Radialkolbenpumpe mit Exzenterverstellung mit zumindest einem Ansaugkolben, der in einer einen Druckraum bildenden Durchlassbohrung der rotierenden Pumpenwelle radial geführt ist. Bedingt durch einen Exzenter, der den Ansaugkolben außenseitig umschließt und mit diesem zusammenwirkt, übt der Kolben eine oszillierende Bewegung aus. Der von dem Ansaugkolben einseitig begrenzte Druckraum ist mittelbar mit einem Hochdruckraum verbunden, in dem ein die Schubstange beaufschlagender Hochdruckkolben verschiebbar geführt ist. Mittels der Radialkolbenpumpe wird das Kühlmedium aus dem Kühlkreislauf bzw. der Kühlmittelpumpe angesaugt, verdichtet und an einen in der Kühlmittelpumpenwelle liegenden Hochdruckraum auf einen Hochdruckkolben übertragen. Mit der Radialkolbenpumpe in Verbindung mit einer variablen Exzentrizität ist ein Steuerdruck generierbar, um den Kolben zwischen einem Null- oder Leerlauf und einem festen bzw. variablen Hub zu verstellen. Weiterhin kann die Geschwindigkeit des Druckaufbaus und damit die Position des Leitblechs gegenüber dem Flügelrad stufenlos gesteuert werden, um nach einem Kaltstart eine schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine zu erreichen oder die Motortemperatur gezielt zu beeinflussen. Im Unterschied zu bekannten Lösungen, bei denen beispielsweise eine Ölhydraulik der Brennkraftmaschine die Leitscheibe verstellt, wird erfindungsgemäß zur Aktuierung bzw. zur Erzeugung des Hydraulikdrucks das Kühlmedium von der in der Kühlmittelpumpe integrierten Radialkolbenpumpe komprimiert, und damit der Hydraulikdruck autark erzeugt. Diese weniger kritische Aktuierungsenergie erfordert vorteilhaft keine zusätzlichen Hydraulikanschlüsse, beispielsweise zwischen der Brennkraftmaschine und dem Pumpengehäuse sowie keinen erhöhten Dichtungsaufwand, um einen Öleintritt in das Kühlmedium der Brennkraftmaschine wirksam zu unterbinden.This object is achieved with a coolant pump, which has all the features of claim 1. According to the invention, the integrated within the coolant pump, hydraulically acting actuator has the advantage to make the adjustment of the baffle so as to actively influence the delivery volume of the coolant pump, so that a steadily increasing flow characteristic is achievable. To generate pressure, the actuator comprises an integrated within the coolant pump, hydrostatic radial piston pump with eccentric adjustment with at least one suction piston, which is guided radially in a pressure space forming passage bore of the rotating pump shaft. Due to an eccentric, which surrounds the suction piston on the outside and cooperates with this, the piston exerts an oscillating movement. The one-sided by the suction pressure chamber is indirectly connected to a high-pressure chamber in which a push rod acting on the high-pressure piston is guided displaceably. By means of the radial piston pump, the cooling medium is sucked from the cooling circuit or the coolant pump, compressed and transmitted to a lying in the coolant pump shaft high-pressure chamber to a high-pressure piston. With the radial piston pump in conjunction with a variable eccentricity, a control pressure can be generated to adjust the piston between a neutral or neutral and a fixed or variable stroke. Furthermore, the speed of the pressure buildup and thus the position of the guide plate relative to the impeller can be steplessly controlled in order to achieve a rapid heating of the internal combustion engine after a cold start or to influence the engine temperature in a targeted manner. In contrast to known solutions in which, for example, an oil hydraulic system of the internal combustion engine adjusts the guide disc, according to the invention for actuation or for generating the hydraulic pressure, the cooling medium is compressed by the integrated in the coolant pump radial piston pump, and thus generates the hydraulic pressure self-sufficient. This less critical Aktuierungsenergie requires advantageously no additional hydraulic connections, for example between the engine and the pump housing and no increased sealing effort to effectively prevent oil into the cooling medium of the internal combustion engine.

Gegenüber elektromagnetischen oder elektromotorischen komplexen und kostenintensiven Ausführungen zur Realisierung einer regelbaren Kühlmittelpumpe bietet die Erfindung vorteilhaft ein bauraumneutrales, montagefreundliches und kostengünstiges Konzept. Vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Aktor zumindest in axialer Richtung bauraumneutral und beeinträchtigt nicht den vor der Antriebs- oder Riemenebene der Kühlmittelpumpe begrenzten Bauraum. Der Aktor kann somit innerhalb der axialen Packaging-Grenzen einer herkömmlichen Pumpe, bestehend aus Riemenscheibe, Lagerung, Gleitringdichtung, Flügelrad realisiert werden. Das erfindungsgemäße, eine gute Ansteuerbarkeit des Leitblechs sicherstellende und alle Kriterien aus Kundensicht erfüllende Konzept kann außerdem aus standardisierten Bauteilen aufgebaut werden.Compared to electromagnetic or electromotive complex and costly designs for the realization of a controllable coolant pump, the invention advantageously provides a space-neutral, easy to install and cost-effective concept. Advantageously, the actuator according to the invention is space-neutral, at least in the axial direction, and does not affect the installation space delimited in front of the drive or belt plane of the coolant pump. The actuator can thus within the axial packaging limits of a conventional Pump, consisting of pulley, bearing, mechanical seal, impeller can be realized. The inventive, a good controllability of the baffle ensuring and meet all criteria from the customer point of view concept can also be constructed of standardized components.

Des Weiteren bietet es sich an, die erfindungsgemäße, mittels eines Exzenters verstellbare Radialkolbenpumpe alternativ auch zum Schalten oder Betätigen anderer Nebenaggregate einer Brennkraftmaschine einzusetzen. Ein wie zuvor erläuterter, innerhalb der Kühlmittelpumpe erzeugter Hydraulikdruck kann aus der Pumpenwelle mittels einer Druckleitung ausgeleitet und einem benachbarten Aggregat zugeführt werden. Bevorzugt bietet sich dazu als Aktor eine Verdrängerpumpe an, die alternativ zu einer Koppelung mit der rotierenden Pumpenwelle in einem ortsfesten Gehäuse der Kühlmittelpumpe eingesetzt ist und mittels eines Pumpenwellennockens angetrieben wird. Der erzeugte Hydraulikdruck kann eingesetzt werden, um eine "Verfahrstrecke" zu generieren, mit der beispielsweise die Kupplung eines Klimakompressors, Generators oder einer Lenkhilfspumpe geschaltet werden kann.Furthermore, it makes sense to use the inventive, adjustable by means of an eccentric radial piston pump alternatively also for switching or operating other ancillaries of an internal combustion engine. A hydraulic pressure generated within the coolant pump as explained above can be discharged from the pump shaft by means of a pressure line and fed to an adjacent unit. As an actuator, a positive displacement pump is preferably provided for this purpose, which is used as an alternative to a coupling with the rotating pump shaft in a stationary housing of the coolant pump and is driven by means of a pump shaft cam. The generated hydraulic pressure can be used to generate a "travel distance" with which, for example, the clutch of an air conditioning compressor, generator or a power steering pump can be switched.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Exzenter ein im Pumpengehäuse über eine Linearführung stufenlos radial verschiebbarer Exzenterschlitten, Schlitten oder Schieber eingesetzt ist. In einer Aufnahme des Exzenterschlittens ist eine zylindrische Hülse lagefixiert eingesetzt, an deren Innenseite zumindest ein Kolben der Radialkolbenpumpe abgestützt und geführt ist. Mittels der radialen Verstellung des linear gleitend oder wälzend gelagerten Exzenterschlittens kann der Hub des Kolbens und damit der Pumpendruck bzw. das Fördervolumen der Radialkolbenpumpe verändert werden. Als Hülse eignet sich insbesondere eine Stahlhülse, wobei insbesondere deren Innenseite gehärtet ist. Im Hinblick auf eine ausreichende Lebensdauer der Hülse und der Kolben-Kontaktfläche sind zur Optimierung bzw. Erreichung einer kostengünstigen und verschleißfesten Lösung eine geeignete Werkstoffkombination und/oder ein entsprechendes Härteverfahren vorgesehen sowie eine hydrodynamische Schmierung, um der Flächenpressung dauerhaft standzuhalten. Ein alternativer Aufbau des Exzenterschlittens sieht anstelle der Stahlhülse ein Wälzlager, insbesondere ein Rillenkugellager ohne Dichtung und ohne separaten Schmierstoff vor. Bei dieser verschleißfesteren Variante ist der Außenring in der Aufnahme des Exzenterschlittens lagepositioniert verpresst und der Kolben der Radialkolbenpumpe an dem rotierenden Innenring des Wälzlagers abgestützt.According to a preferred embodiment of the invention, it is provided that a eccentric in the pump housing via a linear guide infinitely radially displaceable cam slide, slide or slider is used. In a receptacle of the eccentric carriage, a cylindrical sleeve is fixed in position, on the inside of which at least one piston of the radial piston pump is supported and guided. By means of the radial adjustment of the linearly sliding or rolling eccentric slide the stroke of the piston and thus the pump pressure and the delivery volume of the radial piston pump can be changed. As a sleeve is particularly suitable a steel sleeve, in particular whose inside is hardened. With regard to a sufficient service life of the sleeve and the piston contact surface, a suitable material combination and / or a corresponding hardening method are provided for optimizing or achieving a cost-effective and wear-resistant solution, as well as a hydrodynamic lubrication in order to withstand the surface pressure permanently. An alternative design of the eccentric carriage provides instead the steel sleeve a rolling bearing, in particular a deep groove ball bearing without seal and without separate lubricant before. In this wear-resistant variant, the outer ring is pressed in position in the receptacle of the eccentric carriage and the piston of the radial piston pump is supported on the rotating inner ring of the rolling bearing.

Bevorzugt wird erfindungsgemäß eine Radialkolbenpumpe mit zwei um 180° Kolbenwinkel zueinander versetzten Kolben eingesetzt, die bezüglich Aufwand und Funktion ein Optimum darstellt und durch deren Aufbau sich eine vorteilhafte Kinematik der Kolben einstellt. Im Gegensatz zu einer Radialkolbenpumpe mit einem Kolben, bei dem der Hub über einen Exzenter verstellbar ist, stellen sich bei der Doppelkolbenvariante je Umdrehung der Kühlmittelpumpenwelle zwei Arbeitshübe ein, wobei der Hub auch über den Kolbenwinkel beeinflusst werden kann. Weiterhin kann das Hubniveau gegenüber der Ein-Kolbenvariante verringert werden. Beispielsweise kann für einen Führungsradius von 15 mm und einer eingestellten Exzentrizität von 1 mm ein Hub von 0,07 mm bei einer Zwei-Kolbenvariante realisiert werden im Gegensatz zu einem Hub von 2 mm bei sonst gleichen Parametern der Ein-Kolbenvariante. Außerdem zeichnet sich die zwei Kolben beinhaltende Radialkolbenpumpe durch eine gleichförmige Druckerzeugung bei geringer Pulsation aus, mit der außerdem ein annähernd konstantes Druckniveau erzielbar ist. Die Zwei-Kolbenvariante ermöglicht weiterhin eine erstrebenswerte Ausgangsbasis, ein optimales Stellweg/Hub-Verhältnis, um bei einem stufenlos regelbaren, per Positionssensor detektierten Betrieb mit einer ausreichenden niedrigen Empfindlichkeit die Stellgrößen Pumpendruck bzw. Leitblechposition zu justieren. Als Radialkolbenpumpe kann außerdem eine Doppelkolbenvariante eingesetzt werden, die einen an dem Innenring anliegenden Gegenkolben besitzt, der weder ein Ansaugventil noch eine entsprechende Ansaug- oder Ausschiebeöffnung aufweist. Der zum Massenausgleich bzw. zur radialen Massenverteilung gegenüber dem Ansaugkolben eingesetzte Kolben vermeidet eine nachteilige Unwucht der Radialkolbenpumpe. Bei Radialkolbenpumpen mit mehr als zwei Kolben, beispielsweise bei Dreikolben- oder Vierkolbenvarianten, führt eine asymmetrische umfangsseitige Anordnung der Kolben zu einer Erhöhung des Hubes. Da eine Gleichverteilung der Kolben jeweils zu einem Nullhub führen kann, ist bevorzugt eine geringe asymmetrische Kolbenanordnung vorgesehen. Bei der Vier-Kolbenvariante kann, wie bei der Zwei-Kolbenvariante, eine erwünschte Verdopplung der Arbeitsfrequenz erzielt werden.Preferably, a radial piston pump according to the invention with two mutually offset by 180 ° piston angle piston used, which represents an optimum in terms of effort and function and adjusts the structure of an advantageous kinematics of the piston. In contrast to a radial piston pump with a piston in which the stroke is adjustable via an eccentric, set in the double piston variant per revolution of the coolant pump shaft two strokes, the stroke can also be influenced by the piston angle. Furthermore, the lifting level can be reduced compared to the one-piston variant. For example, for a guide radius of 15 mm and a set eccentricity of 1 mm, a stroke of 0.07 mm can be realized in a two-piston variant, in contrast to a stroke of 2 mm with otherwise identical parameters of the single-piston variant. In addition, the two piston-containing radial piston pump is characterized by a uniform pressure generation at low pulsation, with which also an approximately constant pressure level can be achieved. The two-piston variant further enables a desirable starting point, an optimal stroke / stroke ratio, in order to adjust the manipulated variables for pump pressure or baffle position in the case of a continuously variable, position-sensor-detected operation with a sufficiently low sensitivity. As a radial piston pump can also be used a double piston variant, which has a voltage applied to the inner ring opposite piston, which has neither a suction valve nor a corresponding suction or Ausschiebeöffnung. The piston used for mass balance or for radial mass distribution relative to the intake piston avoids a disadvantageous imbalance of the radial piston pump. In radial piston pumps with more than two pistons, for example, in three-piston or four-piston variants, an asymmetric circumferential arrangement of the piston leads to an increase in the Stroke. Since an equal distribution of the piston can each lead to a zero stroke, a small asymmetric piston assembly is preferably provided. In the four-piston variant, as in the two-piston variant, a desired doubling of the operating frequency can be achieved.

Um in allen Betriebszuständen eine für die Funktion der Radialkolbenpumpe notwendige Anlage der Kolben an der Stahlhülse oder dem Innenring des Wälzlagers zu gewährleisten, ist jeder Kolben von einem Federelement beaufschlagt. Für eine Radialkolbenpumpe mit zwei Kolben eignet sich eine Druckfeder, die eine Fliehkraft unterstützend eine wirksame Anlage beider Kolben an dem Führungselement des Exzenterschlittens sicherstellt, was insbesondere in der Ansaugphase erforderlich ist.In order to ensure a necessary in all operating conditions for the function of the radial piston system of the piston on the steel sleeve or the inner ring of the bearing, each piston is acted upon by a spring element. For a radial piston pump with two pistons, a compression spring, which ensures a centrifugal force supporting an effective contact of both pistons on the guide element of the eccentric carriage, which is particularly necessary in the intake phase is suitable.

Zwecks Erzielung einer Drehmitnahme und wälzenden Lagerung des Wälzlager-Innenrings ist zumindest ein auch als Führungskolben zu deklarierender, in der Pumpenwelle verschiebbar eingesetzter Ansaugkolben an dem Wälzlager-Innenring positioniert. Diese Anordnung unterscheidet sich von einer in dem Exzenterschlitten lagefixiert eingepressten Stahlhülse, an der die Kolben gleitend abgestützt sind. Zur Drehkoppelung bildet der Führungskolben bzw. dessen Kolbenkopf endseitig einen Halbzylinder, dessen Achse parallel zur Kühlmittelpumpenachse verläuft, wodurch der Kolben mit einer gewissen Schmiegung in der komplementären Aussparung im Innenring des Wälzlagers geführt ist, um eine in der Kinematik der mehrere Kolben einschließenden Radialkolbenpumpe begründbare Kippbewegung ausführen zu können. Weiterhin verhindert diese Kopfgeometrie eine Verdrehung des Kolbens in der zugehörigen Bohrung, wodurch sich eine lageorientierte Einbaulage einstellt, die eine definierte Zuordnung einer Ansaugbohrung zu dem Ansaugkolben sicherstellt. Alternativ kann der Kolben bzw. der Kolbenkopf mit einer endseitig, bevorzugt konvexen Kontur ausgeführt werden, die formschlüssig in eine komplementär ausgebildete konkave Aufnahme des Innenrings eingreift. Alle weiteren Kolben der Radialkolbenpumpe sind ohne formschlüssige Verbindung an dem Innenring abgestützt, die damit eine ungehinderte Kolbenkinematik der exzentrisch verstellbaren Radialkolbenpumpe ermöglichen. Übereinstimmend führen alle Kolben eine oszillierende Gleitbewegung aus, wobei als Maßnahme, um den Verschleiß im Bereich der Kontaktflächen zu dem Wälzlager-Innenring zu reduzieren, eine entsprechende Gestaltung der Kolben und/oder eine spezielle Werkstoffauswahl vorgesehen ist.In order to achieve a rotational drive and rolling bearing of the roller bearing inner ring is at least one as a guide piston to be declared, slidably inserted in the pump shaft suction piston positioned on the roller bearing inner ring. This arrangement differs from a fixed in the eccentric slide fixed in position steel sleeve on which the pistons are slidably supported. For rotary coupling of the guide piston or the piston head forms a semi-cylinder whose axis is parallel to the coolant pump axis, whereby the piston is guided with a certain osculation in the complementary recess in the inner ring of the bearing to a in the kinematics of several piston enclosing radial piston pump justifiable tilting movement to be able to execute. Furthermore, this head geometry prevents rotation of the piston in the associated bore, whereby a position-oriented installation position is established, which ensures a defined assignment of a suction bore to the suction piston. Alternatively, the piston or the piston head with an end, preferably convex contour can be performed, which engages positively in a complementary formed concave receptacle of the inner ring. All other pistons of the radial piston pump are supported without a positive connection to the inner ring, which thus allow unhindered piston kinematics of the eccentrically adjustable radial piston pump. All agree Piston an oscillating sliding movement, as a measure to reduce the wear in the area of the contact surfaces to the rolling bearing inner ring, a corresponding design of the piston and / or a special choice of material is provided.

Erfindungsgemäß strömt im Betriebszustand der Radialkolbenpumpe in der Ansaugphase, abhängig von einer Position des Ansaugkolbens, das Kühlmittel über ein als Einwegventil ausgeführtes Ansaugventil in den Druckraum. Das Ansaugventil mit einer Öffnungsrichtung zum Druckraum steht bevorzugt mit dem Druckkanal der Kühlmittelpumpe in Verbindung. Dadurch unterstützt der an der Ansaugöffnung des Ansaugventils anstehende Staudruck das Öffnen bei Beginn der Ansaugphase des Kolbens.According to the invention, in the operating state of the radial piston pump in the intake phase, depending on a position of the intake piston, the coolant flows into the pressure chamber via an intake valve designed as a one-way valve. The intake valve with an opening direction to the pressure chamber is preferably in communication with the pressure channel of the coolant pump. As a result, the dynamic pressure applied to the intake opening of the intake valve assists opening at the beginning of the intake phase of the piston.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Hochdruckraum und dem Druckraum ein Schließventil eingesetzt ist, das den von dem Kolben erzeugten Kompressionsdruck in den Hochdruckraum überträgt, sobald der im Hochdruckraum vorherrschende Gegendruck überschritten ist. Das als Einwegventil ausgeführte Schließventil verhindert gleichzeitig wirkungsvoll ein Zurückströmen des Kühlmittels von dem Hochdruckraum in den Druckraum und damit einen Druckabfall im Hochdruckraum nach Beendigung der Kompressionsphase des Ansaugkolbens. Der im Hochdruckraum aufgebaute Druck bzw. das aufgebaute Volumen verschiebt den Hochdruckkolben mit zugehöriger Schubstange und dem Leitblech gegen die Fluidkräfte in die Schließstellung. Dabei entleert sich der Hochdruckraum zwischen den Kompressionshüben zumindest teilweise, da zwischen Kolbenschulter bzw. der Kolbenaußenkontur und der Bohrungswandung des Hochdruckraums ein definierter Leckspalt vorgesehen ist. Der Leckspalt ermöglicht außerdem eine passive Entlüftung, die ein Rückstellen des Leitblechs in eine maximale Öffnung bei deaktivierter oder einem Ausfall der Radialkolbenpumpe erforderlich ist. Eine Rückstellung des Leitblechs, bei der gleichzeitig das im Hochdruckraum befindliche Kühlmittel über den Leckspalt verdrängt wird, erfolgt dabei mit Unterstützung eines zuvor komprimierten Federmittels, insbesondere einer Druckfeder.According to a development of the invention it is provided that between the high-pressure chamber and the pressure chamber, a closing valve is used which transmits the compression pressure generated by the piston in the high-pressure chamber as soon as the prevailing in the high-pressure chamber back pressure is exceeded. The designed as a one-way valve closing valve at the same time effectively prevents backflow of the coolant from the high pressure chamber into the pressure chamber and thus a pressure drop in the high-pressure chamber after completion of the compression phase of the suction piston. The built-up in the high-pressure chamber pressure or the volume built shifts the high-pressure piston with associated push rod and the baffle against the fluid forces in the closed position. In this case, the high-pressure space between the compression strokes emptied at least partially, since a defined leakage gap is provided between the piston shoulder and the piston outer contour and the bore wall of the high-pressure chamber. The leakage gap also allows passive venting, which requires resetting the baffle into a maximum opening when the radial piston pump is disabled or has failed. A provision of the baffle, in which at the same time the coolant located in the high-pressure chamber is displaced over the leakage gap, takes place with the assistance of a previously compressed spring means, in particular a compression spring.

Um einem unkontrollierten Druckanstieg in dem Hochdruckraum entgegenzuwirken, der zu einer Zerstörung des einen Endanschlag für das Leitblech bildenden Flügelraddeckels oder des Leitblechs führen kann, ist in dem Hochdruckkolben ein Überdruckventil eingesetzt. Bei einem Überschreiten eines zulässigen Drucks öffnet das Überdruckventil und bewirkt ein Abströmen von Kühlmittel aus dem Hochdruckraum über einen Absteuerkanal der Schubstange in eine Ausströmöffnung der Pumpenwelle. Das austretende Kühlmittel kann vorteilhaft zusammen mit dem Leckagestrom des Kolbens in einen Ansaugbereich der Kühlmittelpumpe geleitet werden. Zur Reduzierung einer axialen Länge bietet es sich an, das Überlastventil innenseitig in einen mit einem Ansaugkolben zusammenwirkenden Gegenkolben der Radialkolbenpumpe zu integrieren. Als Alternative zu einem äußeren Endanschlag des Leitblechs in Form des Flügelraddeckels bietet es sich an, eine Blocklänge der für die Rückstellung des Leitblechs vorgesehenen Druckfeder als inneren Anschlag zu nutzen. Dieses Konzept ermöglicht es, auf einen Überlastschutz in Form eines Überdruckventils zu verzichten.To counteract an uncontrolled increase in pressure in the high-pressure chamber, which can lead to the destruction of one end stop for the baffle-forming impeller cover or the baffle, in the high-pressure piston, a pressure relief valve is used. When an allowable pressure is exceeded, the pressure relief valve opens and causes a flow of coolant from the high-pressure chamber via a discharge channel of the push rod in an outflow opening of the pump shaft. The exiting coolant can advantageously be passed together with the leakage flow of the piston into a suction region of the coolant pump. To reduce an axial length, it is advisable to integrate the overload valve on the inside in a cooperating with an intake piston counter-piston of the radial piston pump. As an alternative to an outer end stop of the guide plate in the form of the impeller cover, it makes sense to use a block length of the measures provided for the provision of the guide plate compression spring as an inner stop. This concept makes it possible to dispense with an overload protection in the form of a pressure relief valve.

Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Exzenterschlitten, Schlitten oder Schieber über ein elektronisches Stellglied stufenlos verstellbar ist oder eingestellt werden kann. Das insbesondere mit dem Motormanagement gekoppelte Stellglied kann somit, beispielsweise in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine, insbesondere der Wasser- oder Öltemperatur der Brennkraftmaschine aktiviert werden. Als Stellglied eignet sich bevorzugt ein Linearaktor, der einen Elektromotor mit zugehöriger Kupplung und Nockentrieb einschließt oder ein Elektromagnet, um den im Nassraum axial zwischen der Gleitringdichtung und dem Flügelrad der Kühlmittelpumpe gelegenen Exzenterschlitten radial zur Pumpenwelle zu verschieben.A preferred embodiment of the invention provides that the eccentric carriage, slide or slider is infinitely adjustable via an electronic actuator or can be adjusted. The particular coupled with the engine management actuator can thus be activated, for example, depending on parameters of the internal combustion engine, in particular the water or oil temperature of the internal combustion engine. As an actuator is preferably a linear actuator, which includes an electric motor with associated clutch and cam drive or an electromagnet to move the located in the wet chamber axially between the mechanical seal and the impeller of the coolant pump eccentric slide radially to the pump shaft.

Als Sicherheitsmaßnahme in einem Notfallszenario umfasst die Erfindung für den Aktor der exzentergesteuerten Radialkolbenpumpe unterschiedliche Failsafe-Einrichtungen. Als erste Maßnahme ist ein mit dem Exzenterschlitten der Radialkolbenpumpe zusammenwirkendes Federelement vorgesehen. Diese Failsafe-Einrichtung bewirkt bei einer Aktivierung, beispielsweise nach einem Ausfall des Hydraulikkreislaufs der Aktorik, dass der Exzenterschlitten in eine konzentrisch zur Kühlmittelpumpenachse liegende Ausgangsstellung zurückgestellt wird. Damit ergibt sich eine Kolbenstellung, in der die Radialkolbenpumpe nicht fördert und sich ein größtmöglicher Flügelradquerschnitt einstellt, der eine maximale Kühlmittelförderung sicherstellt. Weiterhin kann eine innerhalb der Pumpenwelle eingesetzte, an einer Schulter der Pumpenwelle und an dem Druckkolben abgestützte Druckfeder als Failsafe-Einrichtung vorgesehen werden, die bei einem Defekt den Hochdruckkolben axial in Richtung der Radialkolbenpumpe verschiebt und dabei das Kühlmittel aus dem Hochdruckraum über den Leckspalt verdrängt. Bevorzugt schließt die Kühlmittelpumpe beide zuvor erläuterten Failsafe-Einrichtungen ein.As a safety measure in an emergency scenario, the invention for the actuator of eccentric controlled radial piston pump includes different failsafe devices. As a first measure, a cooperating with the eccentric slide of the radial piston pump spring element is provided. This failsafe device causes when activated, for example after a Failure of the hydraulic circuit of the actuator, that the eccentric carriage is returned to a position lying concentrically to the coolant pump axis starting position. This results in a piston position, in which the radial piston pump does not promote and adjusts the largest possible impeller cross-section, which ensures maximum coolant delivery. Furthermore, an inserted within the pump shaft, supported on a shoulder of the pump shaft and the pressure piston compression spring can be provided as a failsafe device which shifts the high-pressure piston axially in the direction of the radial piston pump in a defect and thereby displaces the coolant from the high-pressure chamber via the leakage gap. The coolant pump preferably includes both previously described failsafe devices.

Die mittels des Exzenterschlittens verstellbare Radialkolbenpumpe kann alternativ auch zum Schalten oder Betätigen anderer Nebenaggregate der Brennkraftmaschine eingesetzt werden. Der innerhalb der Kühlmittelpumpe erzeugte Hydraulikdruck kann aus der Pumpenwelle mittels einer Druckleitung ausgeleitet und einem benachbarten Aggregat zugeführt werden. Bevorzugt bietet sich dazu als Aktor eine Verdrängerpumpe an, die alternativ zu einer Koppelung mit der rotierenden Pumpenwelle in einem ortsfesten Gehäuse der Kühlmittelpumpe eingesetzt ist und mittels eines Pumpenwellennockens angetrieben wird. Der erzeugte Hydraulikdruck kann eingesetzt werden, um eine "Verfahrstrecke" zu generieren, mit der beispielsweise die Kupplung eines Klimakompressors, Generators oder einer Lenkhilfspumpe geschaltet werden kann.The adjustable by means of the eccentric slide radial piston pump can alternatively be used for switching or operating other ancillaries of the internal combustion engine. The hydraulic pressure generated within the coolant pump can be discharged from the pump shaft by means of a pressure line and fed to an adjacent unit. As an actuator, a positive displacement pump is preferably provided for this purpose, which is used as an alternative to a coupling with the rotating pump shaft in a stationary housing of the coolant pump and is driven by means of a pump shaft cam. The generated hydraulic pressure can be used to generate a "travel distance" with which, for example, the clutch of an air conditioning compressor, generator or a power steering pump can be switched.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Es zeigen:

  • Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Kühlmittelpumpe mit einem integrierten, erfindungsgemäß aufgebauten Aktor;
  • Fig. 2 eine erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe in einem Längsschnitt;
  • Fig. 3 in einer Vorderansicht den Aktor der Kühlmittelpumpe gemäß Fig. 2.
Further features of the invention will become apparent from the following description of drawings, in which a preferred embodiment is shown. Show it:
  • Fig. 1 a schematic representation of the construction of a coolant pump with an integrated, inventively constructed actuator;
  • Fig. 2 a coolant pump according to the invention in a longitudinal section;
  • Fig. 3 in a front view of the actuator of the coolant pump according to Fig. 2 ,

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung alle Komponenten einer erfindungsgemäß aufgebauten Kühlmittelpumpe 1, die zur Kühlung einer Brennkraftmaschine 2 bestimmt ist und die mittels eines Zugmitteltriebs 3 angetrieben wird. Das Zugmittel des als Riementrieb ausgeführten Zugmitteltriebs 3 verbindet eine erste mit einer nicht abgebildeten Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 2 verbundene Riemenscheibe 4 mit einer zweiten der Kühlmittelpumpe 1 zugeordneten Riemenscheibe 5. Das Fördervolumen der mit einem Kühlkreislauf 6 in Verbindung stehenden Kühlmittelpumpe 1 ist über einen hydraulisch wirkenden, einem Hydraulikkreislauf 8 zugeordneten Aktor 7 einstellbar bzw. regelbar. Eine Aktivierung des Aktors 7 erfolgt über ein hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch ansteuerbares Stellglied 9. Fig. 1 shows a schematic representation of all the components of a constructed according to the invention coolant pump 1, which is intended for cooling an internal combustion engine 2 and which is driven by means of a traction mechanism drive 3. The traction means of the traction mechanism drive 3 designed as a belt drive connects a first pulley 4 connected to a crankshaft of the internal combustion engine 2, not shown, to a second belt pulley 5 assigned to the coolant pump 1. The delivery volume of the coolant pump 1 communicating with a cooling circuit 6 is via a hydraulically acting, a hydraulic circuit 8 associated actuator 7 adjustable or adjustable. An activation of the actuator 7 via a hydraulically, pneumatically or electrically controllable actuator. 9

In Fig. 2 ist die regelbare Kühlmittelpumpe 1 im Längsschnitt abgebildet und verdeutlicht insbesondere den Aufbau des Aktors 7, der eine mittels eines Exzenters verstellbare Radialkolbenpumpe 10 einschließt. Die Kühlmittelpumpe 1 umfasst ein Pumpengehäuse 11, in dem eine als Hohlwelle ausgebildete Pumpenwelle 12 gelagert ist, die drehstarr mit einem Flügelrad 13 verbunden ist. Bei rotierendem Flügelrad 13 im Betriebszustand der Kühlmittelpumpe 1 strömt das Kühlmittel axial über einen Sauganschluss 14 zu dem Flügelrad 13 und wird radial in einen Druckkanal 15 bzw. Spiralkanal geleitet. Dabei bildet ein mit dem Flügelrad 13 verbundener Pumpendeckel 16 einen Übergang zwischen dem Sauganschluss 14 und dem Druckkanal 15. Zur Einflussnahme auf das Fördervolumen der Kühlmittelpumpe 1 ist ein einen Ausströmbereich des Flügelrades 13 axial verschiebbares, variabel überdeckendes Leitblech 17 vorgesehen, das an einer gegenüber der Pumpenwelle 12 axial verschiebbaren Schubstange 18 drehfixiert ist. Mittels eines Aktors 7, der auch als Aktuatorik zu bezeichnen ist, kann das Leitblech 17 stufenlos zwischen zwei durch den Pumpendeckel 16 und einer Rückwand 19 des Flügelrades 13 definierten Endlagen positioniert werden. Gemäß Fig. 2 ist das Leitblech 17 an der Rückwand 19 abgestützt, wodurch sich ein maximales Fördervolumen der Kühlmittelpumpe 1 einstellt. Der Aktor 7 umfasst eine innerhalb der Kühlmittelpumpe 1 integrierte, als Radialkolbenpumpe 10 ausgeführte Verdrängerpumpe, die exzentrisch verstellbar ist und die zwei gegenüberliegende Kolben 20,21 einschließt, die in einer radial ausgerichteten Durchlassbohrung 22 der Pumpenwelle 12 geführt sind. Die Kolben 20,21 sind außenseitig an einer Innenseite 23 von einem Innenring 24 des als Rillenkugellager ausgebildeten Wälzlagers 25 abgestützt, dessen Außenring 26 in einer Aufnahme 27 eines Exzenterschlittens 28 lagefixiert eingepresst ist. Über eine Linearführung 29 ist der Exzenterschlitten 28 in dem Pumpengehäuse 11 radial verschiebbar zur Einstellung einer Exzentrizität E zwischen einer Längsachse 30 der Kühlmittelpumpe 1 und einer Drehachse 31 des Wälzlagers 25. Die über das Stellglied 9 des Aktors 7 einstellbare Exzentrizität E beeinflusst unmittelbar einen Hub der Kolben 20,21 und folglich deren oszillierende Bewegung, die einer Rotation der Pumpenwelle 11 überlagert ist.In Fig. 2 is the controllable coolant pump 1 shown in longitudinal section and illustrates in particular the structure of the actuator 7, which includes an adjustable by means of an eccentric radial piston pump 10. The coolant pump 1 comprises a pump housing 11, in which a pump shaft 12 designed as a hollow shaft is mounted, which is rotationally rigidly connected to an impeller 13. With a rotating impeller 13 in the operating state of the coolant pump 1, the coolant flows axially via a suction port 14 to the impeller 13 and is directed radially into a pressure channel 15 or spiral channel. In this case, a connected to the impeller 13 pump cover 16 forms a transition between the suction port 14 and the pressure channel 15. In order to influence the delivery volume of the coolant pump 1 is an outflow of the impeller 13 axially displaceable, variably overlapping baffle 17 is provided on a relative to the Pump shaft 12 axially displaceable push rod 18 is rotationally fixed. By means of an actuator 7, which may also be referred to as an actuator, the guide plate 17 can be positioned continuously between two end positions defined by the pump cover 16 and a rear wall 19 of the impeller 13. According to Fig. 2 the guide plate 17 is supported on the rear wall 19, whereby a maximum delivery volume of the coolant pump 1 is established. The actuator 7 comprises an integrated within the coolant pump 1, designed as a radial piston pump 10 positive displacement pump which is eccentrically adjustable and the two opposite piston 20,21 includes, which are guided in a radially directed passage bore 22 of the pump shaft 12. The pistons 20,21 are externally supported on an inner side 23 of an inner ring 24 of the designed as a deep groove ball bearing roller bearing 25 whose outer ring 26 is pressed in fixed position in a receptacle 27 of an eccentric carriage 28. Via a linear guide 29 of the eccentric carriage 28 is radially displaceable in the pump housing 11 for adjusting an eccentricity E between a longitudinal axis 30 of the coolant pump 1 and a rotation axis 31 of the rolling bearing 25. The adjustable via the actuator 9 of the actuator 7 eccentricity E directly affects a stroke of Piston 20,21 and thus their oscillating movement, which is superimposed on a rotation of the pump shaft 11.

Über ein insbesondere als Druckfeder ausgeführtes Federelement 32 sind die Kolben 20,21 kraftschlüssig an der Innenseite 23 vom Wälzlager-Innenring 24 abgestützt. Im Bereich größter Exzentrizität E strömt Kühlmittel über ein mit dem Ansaugkolben 20 zusammenwirkendes Ansaugventil 33 und eine Ausschiebeöffnung 34 des Kolbens 20 in den Druckraum 35 der Radialkolbenpumpe 10. Das auch als Einwegventil zu bezeichnende Ansaugventil 33 mit einer Öffnungsrichtung zum Druckraum 35 steht bevorzugt mit dem Druckkanal 15 der Kühlmittelpumpe 1 in Verbindung, wodurch bei Beginn der Ansaugphase des Kolbens 20 der anstehende Staudruck das Öffnen des Ansaugventils 33 unterstützt. Der Kolben 21 ist zum Massenausgleich bzw. zur radialen Massenverteilung gegenüber dem Ansaugkolben 20 eingesetzt und bildet einen Gegenkolben, der weder mit einem Ansaugventil in Verbindung steht noch eine Ausschiebeöffnung einschließt. Nach Ende der Ansaug- und Kompressionsphase in einer um 180° veränderten Position des Kolbens 20 stellt sich im Druckraum 35 ein maximaler Druck ein. Über ein ebenfalls als Einwegventil wirkendes, in einer Längsbohrung der Pumpenwelle 12 eingesetztes Schließventil 36 kann das Kühlmittel aus dem Druckraum 35 in einen Hochdruckraum 37 einströmen, der endseitig von einem unmittelbar an der Schubstange 18 fixierten Hochdruckkolben 38 begrenzt ist. Das Schließventil 36 öffnet, sobald sich ein Druckgefälle einstellt, bei dem der Druck im Druckraum 35 das Druckniveau im Hochdruckraum 37 übertrifft. Eine Stellbewegung der Schubstange 18 und des damit in Verbindung stehenden Leitblechs 17 in Richtung des Pumpendeckels 16 erfolgt, sobald der sich im Hochdruckraum 37 einstellende Druck die Federkraft einer auch als Failsafe-Einrichtung 39 zu bezeichnenden Feder übertrifft. Die Feder umschließt dabei lokal die Schubstange 18 und ist zwischen einer Schulter der Pumpenwelle 12 und dem Hochdruckkolben 38 abgestützt. Als Maßnahme, um einem unkontrollierten Druckanstieg im Hochdruckraum 37 entgegenzuwirken, ist in dem Hochdruckkolben 38 ein Überdruckventil 40 integriert, das bei Überschreiten eines zulässigen Drucks öffnet und ein Abströmen von Kühlmittel aus dem Hochdruckraum 37 über einen Absteuerkanal 41 der Schubstange 18 und einer Ausströmöffnung 42 der Pumpenwelle 12 ermöglicht. Ein schnelles Rückstellen des Leitblechs 17 ermöglicht ein als Längskanal in der äußeren Kontur des Hochdruckkolbens 38 eingebrachter Leckspalt 43, über den Kühlmittel aus dem Hochdruckraum 37 in einen für die Feder der Failsafe-Einrichtung 39 bestimmten Ringraum und anschließend in die Ausströmöffnung 42 abgesteuert werden kann. Eine weitere, ebenfalls eine Druckfeder einschließende Failsafe-Einrichtung 44 ist für den mit der Radialkolbenpumpe 10 zusammenwirkenden Exzenterschlitten 28 vorgesehen. Beispielsweise bei Ausfall einer Druckversorgung des Aktors 7 verschiebt die Druckfeder den Exzenterschlitten 28 in eine Ausgangsstellung konzentrisch zur Längsachse 30 der Kühlmittelpumpe 1, in der sich eine maximale Kühlmittelförderung der Kühlmittelpumpe 1 einstellt.About a particular designed as a compression spring spring element 32, the piston 20,21 are non-positively supported on the inner side 23 of the rolling bearing inner ring 24. In the region of maximum eccentricity E, coolant flows via a suction valve 33 cooperating with the suction piston 20 and an ejection opening 34 of the piston 20 into the pressure chamber 35 of the radial piston pump 10. The suction valve 33, which can also be referred to as a one-way valve with an opening direction to the pressure chamber 35, is preferably connected to the pressure channel 15 of the coolant pump 1 in conjunction, whereby at the beginning of the intake phase of the piston 20 of the upcoming dynamic pressure, the opening of the intake valve 33 is supported. The piston 21 is used for mass balance or for the radial mass distribution with respect to the suction piston 20 and forms an opposed piston, which is neither in connection with a suction valve nor includes a Ausschiebeöffnung. After the end of the suction and compression phase in a position changed by 180 ° of the piston 20 is in the pressure chamber 35, a maximum pressure. Via a likewise acting as a one-way valve, inserted in a longitudinal bore of the pump shaft 12 closing valve 36, the coolant from the pressure chamber 35 can flow into a high-pressure chamber 37, the end of a fixed directly to the push rod 18 high-pressure piston 38 is limited. The closing valve 36 opens as soon as there is a pressure gradient adjusts, in which the pressure in the pressure chamber 35 exceeds the pressure level in the high-pressure chamber 37. An actuating movement of the push rod 18 and the associated guide plate 17 in the direction of the pump cover 16 takes place as soon as the pressure setting in the high pressure chamber 37 exceeds the spring force of a spring also to be designated as failsafe device 39. The spring surrounds locally the push rod 18 and is supported between a shoulder of the pump shaft 12 and the high-pressure piston 38. As a measure to counteract an uncontrolled increase in pressure in the high-pressure chamber 37, a pressure relief valve 40 is integrated in the high-pressure piston 38, which opens at an admissible pressure is exceeded and an outflow of coolant from the high-pressure chamber 37 via a Absteuerkanal 41 of the push rod 18 and an outflow 42 of the Pump shaft 12 allows. A quick return of the baffle 17 allows a introduced as a longitudinal channel in the outer contour of the high-pressure piston 38 leakage gap 43, via the coolant from the high-pressure chamber 37 in a designated for the spring of the failsafe device 39 annulus and then in the discharge port 42 can be controlled. Another, also a compression spring enclosing Failsafe device 44 is provided for cooperating with the radial piston pump 10 eccentric carriage 28. For example, in the event of failure of a pressure supply of the actuator 7, the compression spring displaces the eccentric carriage 28 into a starting position concentric to the longitudinal axis 30 of the coolant pump 1, in which a maximum coolant delivery of the coolant pump 1 sets.

Fig. 3 verdeutlicht insbesondere die Einbaulage von dem Wälzlager 25 sowie den mit dem Wälzlager 25 in Verbindung stehenden Bauteilen. Die zwei Kolben 20,21 der Radialkolbenpumpe 10 sind unterschiedlich geführt bzw. an dem Innenring 24 des Wälzlagers 25 abgestützt. Der Gegenkolben 21 ist mit einer gerundeten, als Kalotte oder konvex gestalteten Kolbenspitze 45 bedingt durch eine Fliehkraft sowie unterstützt durch das Federelement 32 an der Innenseite 23 des Wälzlager-Innenrings 24 abgestützt. Vorzugsweise bildet der Führungs-oder Ansaugkolben 20 zur Drehkoppelung endseitig eine als Halbzylinder geformte Kolbenspitze 46, die formschlüssig in eine komplementär gestaltete Aufnahme 47 des Wälzlager-Innenrings 24 eingreift. Der Halbzylinder der Kolbenspitze 46 ist dabei parallel zur Längsachse 30 der Pumpenwelle 12 bzw. der Kühlmittelpumpe 1 verlaufend ausgerichtet, um eine begrenzte Kippbewegung ausführen zu können, die sich bei einer Radialkolbenpumpe mit mehreren Kolben einstellt. Bei dem als Rillenkugellager aufgebauten, dichtungslosen Wälzlager 25 werden die Wälzkörper 48 unmittelbar von dem Kühlmittel beaufschlagt. Fig. 3 zeigt weiterhin die Lage des Ansaugventils 33, über das bei einer Lageübereinstimmung mit einem Einlasskanal 49 des Ansaugkolbens 20 ein Einströmen des Kühlmittels in den Ansaugkolben 20 ermöglicht wird. Fig. 3 illustrates in particular the mounting position of the roller bearing 25 and the components connected to the rolling bearing 25. The two pistons 20,21 of the radial piston pump 10 are guided differently or supported on the inner ring 24 of the rolling bearing 25. The counter-piston 21 is supported by a centrifugal force and supported by the spring element 32 on the inside 23 of the roller bearing inner ring 24 with a rounded, designed as a dome or convex piston tip 45. Preferably, the guide or suction piston 20 forms for rotational coupling end of a shaped as a half-cylinder piston tip 46, the form-fitting in a complementary design Receiving 47 of the rolling bearing inner ring 24 engages. The half cylinder of the piston tip 46 is parallel to the longitudinal axis 30 of the pump shaft 12 and the coolant pump 1 aligned aligned to perform a limited tilting can, which adjusts itself in a radial piston pump with multiple pistons. When constructed as a deep groove ball bearing, sealless roller bearing 25, the rolling elements 48 are acted upon directly by the coolant. Fig. 3 further shows the position of the intake valve 33, via which, in a position coincidence with an inlet channel 49 of the suction piston 20, an inflow of the coolant into the suction piston 20 is made possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KühlmittelpumpeCoolant pump
22
BrennkraftmaschineInternal combustion engine
33
Zugmitteltriebtraction drive
44
Riemenscheibepulley
55
Riemenscheibepulley
66
KühlkreislaufCooling circuit
77
Aktoractuator
88th
HydraulikkreislaufHydraulic circuit
99
Stellgliedactuator
1010
RadialkolbenpumpeRadial piston pump
1111
Pumpengehäusepump housing
1212
Pumpenwellepump shaft
1313
Flügelradimpeller
1414
Sauganschlusssuction
1515
Druckkanalpressure channel
1616
Pumpendeckelpump cover
1717
Leitblechbaffle
1818
Schubstangepushrod
1919
Rückwandrear wall
2020
Kolbenpiston
2121
Kolbenpiston
2222
DurchlassbohrungPassage bore
2323
Innenseiteinside
2424
Innenringinner ring
2525
Wälzlagerroller bearing
2626
Außenringouter ring
2727
Aufnahmeadmission
2828
ExzenterschlittenExzenterschlitten
2929
Linearführunglinear guide
3030
Längsachselongitudinal axis
3131
Drehachseaxis of rotation
3232
Federelementspring element
3333
Ansaugventilintake valve
3434
Ausschiebeöffnungdischarge opening
3535
Druckraumpressure chamber
3636
Schließventilclosing valve
3737
HochdruckraumHigh-pressure chamber
3838
HochdruckkolbenHigh pressure piston
3939
Failsafe-EinrichtungFailsafe device
4040
ÜberdruckventilPressure relief valve
4141
Absteuerkanalspill channel
4242
Ausströmöffnungoutflow
4343
Leckspaltleakage gap
4444
Failsafe-EinrichtungFailsafe device
4545
Kolbenspitzeplunger tip
4646
Kolbenspitzeplunger tip
4747
Aufnahmeadmission
4848
Wälzkörperrolling elements
4949
Einlasskanalinlet channel

Claims (11)

Kühlmittelpumpe einer Brennkraftmaschine mit einem regelbaren Kühlmittelstrom, die ein Pumpengehäuse (11) umfasst, in dem eine als Hohlwelle ausgebildete Pumpenwelle (12) mit zugehörigem Flügelrad (13) drehbar gelagert ist und ein Kühlmittel über einen Sauganschluss (14) in einen Druckkanal (15) der Kühlmittelpumpe (1) fördert, wobei ein Volumenstrom oder ein Fördervolumen der Kühlmittelpumpe (1) mittels eines dem Flügelrad (13) zugeordneten Leitblechs (17) über einen Aktor (7) beeinflusst werden kann, wobei das Leitblech (17) drehstarr mit einer in der Pumpenwelle (12) geführten, zwischen zwei Endstellungen stufenlos axial verschiebbaren Schubstange (18) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktor (7) eine innerhalb der Kühlmittelpumpe (1) integrierte, über einen Exzenter verstellbare Radialkolbenpumpe (10) umfasst, die zur Druckerzeugung zumindest einen in einer Durchlassbohrung (22) der Pumpenwelle (12) radial geführten, einem Druckraum (35) zugeordneten, außenseitig von dem Exzenter umschlossenen oszillierenden Kolben (20) oder Ansaugkolben umfasst und der Druckraum (35) mittelbar mit einem Hochdruckraum (37) verbunden ist, in dem ein die Schubstange (18) beaufschlagender Hochdruckkolben (38) verschiebbar geführt ist.Coolant pump of an internal combustion engine with a controllable coolant flow, which comprises a pump housing (11) in which a hollow shaft designed as a pump shaft (12) with associated impeller (13) is rotatably mounted and a coolant via a suction port (14) in a pressure channel (15) the coolant pump (1) promotes, wherein a volume flow or a delivery volume of the coolant pump (1) by means of the impeller (13) associated baffle (17) via an actuator (7) can be influenced, the baffle (17) torsionally rigid with a in the pump shaft (12) guided between two end positions infinitely axially displaceable push rod (18) is connected, characterized in that the actuator (7) within the coolant pump (1) integrated, via an eccentric adjustable radial piston pump (10), which Pressure generation at least one in a passage bore (22) of the pump shaft (12) radially guided, a pressure chamber (35) associated, The oscillating piston (20) or suction piston enclosed on the outside by the eccentric and the pressure chamber (35) are connected indirectly to a high-pressure chamber (37), in which a high pressure piston (38) acting on the push rod (18) is displaceably guided. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Exzenter ein im Pumpengehäuse (11) stufenlos radial verschiebbarer Exzenterschlitten (28) oder Schieber vorgesehen ist, der eine Aufnahme (27) vorsieht, in der eine zylindrische Hülse oder ein Außenring (26) eines Wälzlagers (25) lagepositioniert ist, wobei an einer Innenseite (23) eines Innenrings (24) des Wälzlagers (25) oder der Hülse der Kolben (20,21) der Radialkolbenpumpe (10) geführt ist und eine Verstellung des Exzenterschlittens (28) eine Exzentrizität (E) und damit einen Hub des Kolbens (20,21) beeinflusst.Coolant pump according to claim 1, characterized in that as an eccentric in the pump housing (11) continuously radially displaceable eccentric slide (28) or slide is provided which provides a receptacle (27) in which a cylindrical sleeve or an outer ring (26) of a rolling bearing (25) is positionally positioned, wherein on an inner side (23) of an inner ring (24) of the rolling bearing (25) or the sleeve of the piston (20,21) of the radial piston pump (10) is guided and an adjustment of the eccentric slide (28) has an eccentricity (E) and thus a stroke of the piston (20,21) influenced. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialkolbenpumpe (10) zwei um 180° zueinander versetzte Kolben (20,21) einschließt, wobei zumindest ein Kolben (20) an dem Innenring (24) des Wälzlagers (25) drehfixiert ist.Coolant pump according to claim 1 or 2, characterized in that the radial piston pump (10) includes two offset by 180 ° to each other piston (20,21), wherein at least one piston (20) on the inner ring (24) of the rolling bearing (25) is rotationally fixed , Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Kolben (20,21) der Radialkolbenpumpe (10) ein Federelement (32) eingesetzt ist.Coolant pump according to one of claims 1 to 3, characterized in that between the piston (20,21) of the radial piston pump (10) has a spring element (32) is inserted. Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kolben (20) zur Drehkoppelung mit einer endseitig gerundeten Kolbenspitze (46) formschlüssig in eine komplementär ausgebildete Aufnahme (47) des Wälzlager-Innenrings (24) eingreift.Coolant pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that a piston (20) for rotational coupling with an end rounded piston tip (46) positively engages in a complementarily shaped receptacle (47) of the rolling bearing inner ring (24). Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ansaugphase des Kolbens (20) Kühlmittel aus der Kühlmittelpumpe (1) über ein als Einwegventil ausgeführtes Ansaugventil (33) in den Druckraum (35) einströmt.Coolant pump according to one of claims 1 to 5, characterized in that in an intake phase of the piston (20) coolant from the coolant pump (1) via a designed as a one-way valve intake valve (33) flows into the pressure chamber (35). Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckraum (35) und dem Hochdruckraum (37) ein Schließventil (36) eingesetzt ist, das bei einem Druckgefälle zwischen beiden Druckräumen (35,37) ein Zuströmen von Kühlmittel aus dem Druckraum (35) in den Hochdruckraum (37) ermöglicht.Coolant pump according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the pressure chamber (35) and the high-pressure chamber (37), a closing valve (36) is inserted, which at a pressure gradient between the two pressure chambers (35,37) from an inflow of coolant the pressure chamber (35) in the high-pressure chamber (37) allows. Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Hochdruckkolben (38) und einer Bohrungswandung des Hochdruckraums (37) ein Leckspalt (43) vorgesehen ist.Coolant pump according to one of claims 1 to 7, characterized in that between the high-pressure piston (38) and a bore wall of the high-pressure chamber (37), a leakage gap (43) is provided. Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein in dem Hochdruckkolben (38) eingesetztes geöffnetes Überdruckventil (40) eine Kühlmittelströmung von dem Hochdruckraum (37) über einen Absteuerkanal (41) der Schubstange (18) in eine Ausströmöffnung (42) der Pumpenwelle (12) sicherstellt.Coolant pump according to one of claims 1 to 8, characterized in that in the high pressure piston (38) used open pressure relief valve (40) a coolant flow from the high-pressure chamber (37) via a discharge channel (41) of the push rod (18) in an outflow opening (42) of the pump shaft (12) ensures. Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenterschlitten (28) über ein hydraulisch, elektronisch oder pneumatisch wirkendes Stellglied (9) verstellt werden kann.Coolant pump according to one of claims 1 to 9, characterized in that the eccentric slide (28) via a hydraulically, electronically or pneumatically acting actuator (9) can be adjusted. Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausfallsicherung der Exzenterschlitten (28) und/oder die Schubstange (18) mit einer als Federelement ausgebildeten Failsafe-Einrichtung (39,44) zusammenwirkt.Coolant pump according to one of claims 1 to 10, characterized in that as a fail-safe, the eccentric slide (28) and / or the push rod (18) cooperates with a spring element designed as a failsafe device (39,44).
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