EP4168657B1 - Vorrichtung zum fördern eines kühlmittels - Google Patents

Vorrichtung zum fördern eines kühlmittels

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EP4168657B1
EP4168657B1 EP21731085.3A EP21731085A EP4168657B1 EP 4168657 B1 EP4168657 B1 EP 4168657B1 EP 21731085 A EP21731085 A EP 21731085A EP 4168657 B1 EP4168657 B1 EP 4168657B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
flow
suction nozzle
pipe section
curved pipe
dead space
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.)
Active
Application number
EP21731085.3A
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English (en)
French (fr)
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EP4168657C0 (de
EP4168657A1 (de
Inventor
Thomas Schneider
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MAN Truck and Bus SE
Original Assignee
MAN Truck and Bus SE
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 MAN Truck and Bus SE filed Critical MAN Truck and Bus SE
Publication of EP4168657A1 publication Critical patent/EP4168657A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4168657C0 publication Critical patent/EP4168657C0/de
Publication of EP4168657B1 publication Critical patent/EP4168657B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/04—Arrangements of liquid pipes or hoses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/4273—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps suction eyes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/4293—Details of fluid inlet or outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/44—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/445—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/448—Fluid-guiding means, e.g. diffusers especially adapted for liquid pumps bladed diffusers

Definitions

  • the invention relates to a device for conveying a coolant, a device for cooling a drive unit, an intake manifold for a pump and a method for conveying a liquid.
  • Coolant circuits in internal combustion engines can have high coolant flow rates. Especially at high flow velocities and with pronounced bends in the lines, there is a risk of flow stalls and cavitation. Severe bends in the lines can occur due to limited installation space. Flow stalls and cavitation can lead to impaired flow to a pump element in the coolant circuit.
  • Flow guide elements can be arranged in pipe bends of liquid lines to reduce flow resistance.
  • DE 103 60 839 B3 a pipe bend for connecting fluid lines arranged at an angle to each other.
  • the pipe bend has flow guide elements in the form of guide plates.
  • the document WO 2007/124812 A1 Describes a cooling system of an internal combustion engine with two heat exchangers and a coolant pump.
  • the coolant pump has two inlets and two outlets and a pump impeller rotatably mounted in a pump chamber of a pump housing with a circular cross-section.
  • the document DE 10 2018 005 383 A1 relates to a water pump for a motor vehicle, comprising a plurality of spaced-apart inlets, through each of which a fluid flow of a liquid to be pumped by the water pump can be introduced into an interior of the water pump, which is at least partially delimited by a housing of the water pump.
  • the water pump comprises arcuate guide elements arranged in the interior, by which the interior is divided into respective guide regions assigned to the respective inlets for guiding the respective fluid flow.
  • the document WO 98/54448 A1 discloses a circulation pump for pumping a fluid by means of a rotating impeller.
  • the pump is arranged in a circulation system comprising a first supply line from a heat source to a cooling device, a return line from the cooling device to the pump, and a valve for diverting the outflow of The heat source is returned to the pump via a bypass line.
  • the bypass line is connected to the pump in such a way that a flow essentially from this line creates and/or increases pre-rotation of the inflow to the impeller, which leads to a reduction in the power required by the motor.
  • the document WO 2014/195001 A1 is directed to an electric coolant pump for a coolant pumped in a coolant circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the coolant pump has a pump housing that includes a spiral channel for accommodating a pump impeller driven by an electric motor via a pump axis.
  • the coolant pump has an inlet opening that opens into the spiral channel coaxially to the pump axis and an outlet opening for the coolant that opens out of the spiral channel.
  • the inlet opening and the outlet opening are arranged next to one another in an inlet and outlet plane radial to the pump axis.
  • the invention is based on the object of creating an alternative and/or improved device with which a pump flow can be improved.
  • the device comprises a curved pipe section and a pump, preferably an impeller pump, with a conveying element (e.g., impeller) and a straight, tubular intake port arranged directly downstream of the curved pipe section and directly upstream of the conveying element.
  • the device may comprise a flow guide element arranged within the intake port, preferably for uniforming a flow in the intake port, and/or at least one inflow channel opening into the intake port in a radial direction relative to the intake port, preferably for uniforming a flow in the intake port.
  • the device can enable a uniform flow to the pumping element by integrating the flow guide element directly into the pump's intake port and/or by additionally supplying at least one partial flow directly into the pump's intake port. This allows for particularly targeted action on any flow dead spaces directly upstream of the pumping element.
  • the intake manifold can have a length in a range between 50 mm and 400 mm.
  • the intake manifold can have a flow cross-section in a range between 50 mm and 150 mm.
  • the intake port can form a portion of a pump housing of the pump or can be arranged at least partially, preferably completely, within a pump housing of the pump.
  • the intake manifold can be flanged directly to the curved pipe section.
  • the flow guide element is designed to reduce a dead space in the intake manifold caused by the curved pipe section by diverting a partial flow toward the dead space.
  • the at least one inflow channel opens into the intake manifold in such a way that a dead space in the intake manifold caused by the curved pipe section is reduced by opening into the intake manifold in a direction toward the dead space and optionally in a direction toward the flow guide element.
  • the flow guide element is immovable and/or arranged centrally in the intake manifold with respect to a flow cross-section of the intake manifold
  • the flow guide element comprises an elongated, preferably conical, flow body aligned along a central longitudinal axis of the intake manifold.
  • the flow guide element can comprise at least one, preferably (e.g., helically) twisted or curved, flow vane extending radially outward from the elongated flow body, preferably to an adjacent inner channel circumferential surface of the intake manifold.
  • a further development includes at least two flow vanes, which are preferably twisted or curved to different degrees. This allows a flow to be influenced very individually and precisely across their flow cross-section to even out the flow.
  • the at least one inflow channel opens into the intake port at a right angle, or the at least one inflow channel opens into the intake port at an acute angle towards the conveying element of the pump.
  • a plurality of inflow channels are included, which are arranged distributed around a circumference of the intake manifold, preferably opposite one another.
  • an outlet of the at least one inflow channel has a cross-sectional constriction or a cross-sectional expansion. This allows the velocity of the flow flowing in via the at least one inflow channel to be specifically adjusted so that the flow dead space can be reached as effectively as possible.
  • the intake manifold has a flow cross-section that widens in the direction of flow. This measure can reduce the flow velocity in the intake manifold, potentially improving the effectiveness of the measures used to even out the flow (flow guide element and/or inflow channel).
  • the intake manifold has a front-side inlet which is directly connected to an outlet of the curved pipe section.
  • the curved pipe section has a curvature of at least 90°, preferably at least 180°.
  • the curved pipe section has at least two inlets, which are preferably different (e.g. opposite). The teaching of the present disclosure can be used particularly advantageously in the case of such a complexly constructed, curved pipe section.
  • the device comprises a cooling circuit configured to cool the drive unit and comprising the device for conveying a coolant as disclosed herein.
  • the at least one inflow channel connects at least one oil cooler of the cooling circuit directly to the intake manifold.
  • the curved pipe section is arranged downstream of a heat exchanger, preferably a cooling water heat exchanger, of the cooling circuit.
  • the curved pipe section can be arranged downstream of a thermostat of the cooling circuit.
  • a first inlet of the curved pipe section may be arranged downstream of the heat exchanger and a second inlet of the curved pipe section may be arranged downstream of the thermostat.
  • a further aspect of the present disclosure relates to a tubular intake manifold for a pump, e.g., as a spare part.
  • the intake manifold has a front inlet, a rear outlet, and a coolant channel extending straight between the front inlet and the rear outlet.
  • a flow guide element can be arranged in the coolant channel, preferably for equalizing a flow in the coolant channel, and/or at least one inflow channel can open into the coolant channel in a radial direction relative to the coolant channel, preferably for equalizing a flow in the coolant channel.
  • a further aspect of the present disclosure relates to a method for conveying a liquid, preferably a coolant, and/or by means of a device as disclosed herein.
  • the method comprises guiding a liquid flow through a curved pipe section directly into a straight and tubular intake port of a pump.
  • the method comprises reducing (e.g., partially or completely) a flow dead space in the intake port caused by the curved pipe section by means of a flow guide element. in the intake port and/or by supplying at least one further flow that flows into the intake port in a radial direction relative to the intake port.
  • the method comprises sucking the liquid flow from the intake port by means of the pump.
  • Reducing the flow dead space in the intake manifold caused by the curved pipe section by means of the flow guide element in the intake manifold comprises diverting a partial flow of the liquid flow to the flow dead space by means of the flow guide element.
  • Reducing the flow dead space in the intake manifold caused by the curved pipe section by supplying the at least one further flow comprises supplying the at least one further flow into the flow dead space, preferably directly and/or indirectly by means of the flow guide element.
  • Figure 1 shows a device 10 for cooling a drive unit 12, preferably an internal combustion engine.
  • the drive unit 12 is illustrated by way of example as a multi-cylinder reciprocating piston internal combustion engine in a V-cylinder configuration. Other configurations are also possible, e.g., an in-line configuration.
  • the drive unit 12 can also be designed entirely differently, e.g., as an electric motor, etc.
  • the device 10 has a cooling circuit 14 for cooling the drive unit 12.
  • the cooling circuit 14 has a pump 16, a thermostat 18, a heat exchanger 20, and two oil coolers 22.
  • the pump 16 has an intake port 24 and a delivery element 26.
  • the straight intake port 24 is arranged directly upstream of the delivery element 26 (and optionally a compensation tank of the pump 16).
  • a curved pipe section 28 is arranged directly upstream of the intake port 24. Coolant, preferably cooling water, flows from the curved pipe section 28 directly into the intake port 24. The coolant flowing through the intake port 24 flows directly onto the delivery element 26. The delivery element 26 sucks the coolant directly from the intake port 24.
  • the pump 16 can preferably be an impeller pump.
  • the delivery element 26 can be an impeller.
  • At least a first partial flow of the coolant flows through a water jacket of at least one cylinder head and/or an engine block of the drive unit 12 to cool the drive unit 12. Downstream of the water jacket of the drive unit 12, the coolant flows to the thermostat 18. Depending on a temperature of the coolant, the thermostat 18 distributes the coolant to a heat exchanger 20 or to the curved pipe section 28, bypassing the heat exchanger 20. In the heat exchanger 20, the coolant is cooled, e.g., by means of seawater, ambient air, and/or airstream, etc. Downstream of the heat exchanger 20, the coolant also flows into the curved pipe section 28.
  • At least a second partial flow can also be branched off and directed to the two oil coolers 22 for cooling the engine oil of the drive unit 12.
  • the oil coolers 22 direct the coolant back to the pump 16, preferably via two inflow channels 30 that open directly into a peripheral wall of the intake manifold 24. It is also possible, for example, for only one oil cooler 22 to be present.
  • the oil coolers 22 can preferably be connected in parallel.
  • curved pipe section 28 For example, due to limited space, e.g., in the engine compartment of a vehicle (e.g., motor vehicle, watercraft, or rail vehicle), it may be necessary to design the curved pipe section 28 in a relatively unfavorable manner.
  • An exemplary embodiment of the curved pipe section 28 is shown together with the intake manifold 24 in Figure 2 shown schematically.
  • the curved pipe section 28 has two inlets 32 and 34. Coolant flows from the heat exchanger 20 into the curved pipe section 28 through the first inlet 32. Coolant flows from the thermostat 18 into the curved pipe section 28 through the second inlet 34.
  • the curved pipe section 28 opens into the intake port 24 at the front. In contrast to the curved pipe section 28, the intake port 24 is straight.
  • the two partial flows T1, T2 mix and are significantly deflected directly upstream of the intake port 24, e.g., by at least 90°, preferably by approximately 180° as in Figure 2
  • this significant deflection directly upstream of the intake port 24 would result in a very uneven flow through the intake port 24, even leading to the formation of a flow dead space 36 in the intake port 24.
  • the flow to the conveying element 26 would be significantly impaired.
  • Both measures can be used individually or, preferably, in combination. Combining them creates synergistic effects, as both measures positively influence the other.
  • the intake manifold 24 has a front inlet 38 and a rear outlet 40.
  • the intake manifold 24, or a coolant channel 42 of the intake manifold 24, extends straight between the inlet 38 and the outlet 40.
  • the coolant channel 42 may widen in (flow) cross-section toward the outlet 40.
  • the intake manifold 24 may have a truncated cone shape.
  • the intake manifold 24 has a flow guide element 44 (1st measure), and/or at least one inflow channel 30 opens into a peripheral wall of the intake manifold 24 (2nd measure).
  • a flow in the intake manifold 24 can be made uniform or the flow dead space 36 (see Figure 2 ) can be partially reduced or completely prevented.
  • the conveying element 26 (see Figure 1 ) is flowed more evenly.
  • the flow guide element 44 is immobile.
  • the flow guide element 44 is arranged centrally in the intake manifold 24.
  • the flow guide element 44 can be formed from an elongated flow body 46 and at least one flow vane 48.
  • the flow body 46 extends along a central longitudinal axis of the intake nozzle 24.
  • the flow body 46 is conical and widens in the flow direction or in the direction of the conveying element 26 (see Figure 1 ).
  • the two flow vanes 48 extend radially outward from the elongated flow body 46.
  • the two flow vanes 48 preferably merge into an inner circumferential surface of the intake port 24 or the coolant channel 42.
  • the flow vanes 48 are preferably twisted or wound in a helical shape, for example.
  • the twisted shape of the flow vanes 48 guides coolant toward the potential flow dead space 36 (see Figure 2 ).
  • the flow vanes 48 can be twisted or wound to the same or different degrees.
  • the flow guide element 44 can also have more or fewer than two flow vanes 48, depending on requirements.
  • the at least one inflow channel 30 can supply coolant from the oil coolers 22 directly into the intake manifold 24, e.g., bypassing the curved pipe section 28. It is possible for the at least one inflow channel 30 to branch off from another location in the cooling circuit 14, e.g., downstream of the heat exchanger 20 and/or upstream of the curved pipe section 28.
  • the at least one inflow channel 30 opens into a peripheral wall of the intake manifold 24 or in a radial direction relative to a longitudinal axis of the intake manifold 24.
  • the intake manifold 24 thus receives, on the one hand, coolant from the front side of the curved pipe section 28 and, on the other hand, coolant from at least one radial direction from the at least one inflow channel 30.
  • the at least one inflow channel 30 can be arranged and aligned such that the coolant flowing out of the at least one inflow channel 30 reduces the potential dead space 36.
  • an outlet 50 of the at least one inflow channel 30 can be directed directly towards the dead space 36.
  • a shape, in particular a cross section, of the outlet 50 can be adapted such that the coolant flows from the at least one inflow channel 30 into the intake port 24 at a speed or momentum such that the dead space 36 is reached by the inflowing coolant.
  • a cross-sectional constriction can be arranged at the outlet 50 of the inflow channel 30 in order to increase a speed of the coolant so that the dead space 36 can also be reached when it is further away from the outlet 50 of the inflow channel 30.
  • a cross-sectional widening can also be arranged at the outlet 50 of the inflow channel 30, e.g. B. to effect a speed reduction if the flow dead space 36 is arranged very close to the outlet 50 of the inflow channel 30.
  • outlet 50 of the at least one inflow channel 30 can be directed toward the flow guide element 44.
  • the flow guide element 44 can preferably be designed or shaped such that the coolant is guided from the at least one inflow channel 30 to the (potential) flow dead space 36.
  • the outlets 50 of the inflow channels 30 can be arranged distributed around a circumference of the intake manifold 24.
  • the outlets of the inflow channels 30 can be arranged at the same position or offset from one another with respect to a longitudinal axis of the intake manifold 24.
  • each inflow channel 30 has its own outlet 50.
  • the outlet 50 can open at a right angle into the intake port 24.
  • the outlet 50 can, for example, open at an acute angle towards the delivery element 26 of the pump 16 (see Figure 1 ) into the intake manifold 24.
  • the invention is not limited to the preferred embodiments described above. Rather, a multitude of variants and modifications are possible which also make use of the inventive concept and therefore fall within the scope of protection.
  • the invention also claims protection for the subject matter and features of the subclaims, independent of the claims referred to.
  • the individual features of independent claim 1 are each disclosed independently of one another.
  • the features of the subclaims are also disclosed independently of all features of independent claim 1 and, for example, independently of the features relating to the presence and/or configuration of the pipe section, the pump, the flow-guiding element, and/or the at least one inflow channel of independent claim 1. All ranges referred to herein are to be understood as disclosed in such a way that, as it were, all values falling within the respective range are individually disclosed, e.g., also as preferred, narrower outer limits of the respective range.

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern eines Kühlmittels, eine Vorrichtung zum Kühlen einer Antriebseinheit, einen Ansaugstutzen für eine Pumpe und ein Verfahren zum Fördern einer Flüssigkeit.
  • Kühlmittelkreisläufe von Brennkraftmaschinen können hohe Kühlmittelförderströme aufweisen. Besonders bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten und ausgeprägten Krümmungen in den Leitungen besteht die Gefahr von Strömungsabrissen und Kavitation. Starke Krümmungen in den Leitungen können sich bauraumbedingt bei eingeschränkten Platzverhältnissen ergeben. Strömungsabrisse und Kavitation können zu einer verschlechterten Anströmung eines Förderelements einer Pumpe des Kühlmittelkreislaufs führen.
  • In Rohrkrümmern von Flüssigkeitsleitungen können zur Reduzierung des Strömungswiderstands Strömungsleitelemente angeordnet sein. Beispielsweise offenbart die DE 103 60 839 B3 einen Rohrkrümmer zum Verbinden von in einem Winkel zueinander angeordneten Fluidleitungen. Der Rohrkrümmer weist Strömungsleitelemente in Form von Leitplatten auf.
  • Das Dokument WO 2007/124812 A1 beschreibt ein Kühlsystem einer Brennkraftmaschine mit zwei Wärmetauschern sowie einer Kühlmittelpumpe. Die Kühlmittelpumpe weist zwei Einlässe und zwei Auslässe und ein in einer im Querschnitt kreisförmigen Pumpenkammer eines Pumpengehäuses drehbar angeordnetes Pumpenrad auf.
  • Das Dokument DE 10 2018 005 383 A1 betrifft eine Wasserpumpe für ein Kraftfahrzeug, mit mehreren, voneinander beabstandeten Einlässen, über welche jeweils ein Flüssigkeitsstrom einer mittels der Wasserpumpe zu fördernden Flüssigkeit in einen durch ein Gehäuse der Wasserpumpe zumindest teilweise begrenzten Innenraum der Wasserpumpe einleitbar ist. Die Wasserpumpe umfasst in dem Innenraum angeordnete, bogenförmige Leitelemente, durch welche der Innenraum in jeweilige, den jeweiligen Einlässen zugeordnete Leitbereiche zum Leiten des jeweiligen Flüssigkeitsstroms unterteilt ist.
  • Das Dokument WO 98/54448 A1 offenbart eine Umwälzpumpe zum Pumpen eines Fluids, mittels eines rotierenden Laufrads. Die Pumpe ist in einem Umwälzsystem angeordnet, das eine erste Zuführungsleitung von einer Wärmequelle zu einer Kühleinrichtung, eine Rückführleitung von der Kühleinrichtung zu der Pumpe und ein Ventil zum Umleiten des Abflusses von der Wärmequelle über eine Bypassleitung zurück zu der Pumpe umfasst. Die Bypassleitung ist so mit der Pumpe verbunden, dass eine Strömung im Wesentlichen aus dieser Leitung eine Vordrehung des Zuflusses zum Laufrad erzeugt und/oder erhöht wird, welche zu einer Reduzierung der vom Motor benötigten Leistung führt.
  • Das Dokument WO 2014/195001 A1 ist gerichtet auf eine elektrische Kühlmittelpumpe für ein in einem Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gefördertes Kühlmittel. Die Kühlmittelpumpe weist ein Pumpengehäuse auf, das einen Spiralkanal zur Aufnahme eines über eine Pumpenachse elektromotorisch angetriebenen Pumpenrades umfasst. Die Kühlmittelpumpe weist eine in den Spiralkanal koaxial zur Pumpenachse einmündende Zulauföffnung und eine aus dem Spiralkanal ausmündende Ablauföffnung für das Kühlmittel auf. Die Zulauföffnung und die Ablauföffnung sind in einer zur Pumpenachse radialen Zu- und Ablaufebene nebeneinander angeordnet.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine alternative und/oder verbesserte Vorrichtung zu schaffen, mit der eine Pumpenanströmung verbessert werden kann.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern eines Kühlmittels zum Kühlen einer Antriebseinheit. Die Vorrichtung weist einen gekrümmten Rohrabschnitt und eine Pumpe, vorzugsweise eine Flügelradpumpe, mit einem Förderelement (z. B. Flügelrad) und einem geraden und rohrförmigen Ansaugstutzen, der direkt stromabwärts von dem gekrümmten Rohrabschnitt und direkt stromaufwärts von dem Förderelement angeordnet ist, auf. Die Vorrichtung kann ein Strömungsleitelement, das innerhalb des Ansaugstutzens angeordnet ist, vorzugsweise zum Vergleichmäßigen einer Strömung in dem Ansaugstutzen, und/oder mindestens einen Zuströmkanal, der in einer Radialrichtung bezüglich des Ansaugstutzens in den Ansaugstutzen mündet, vorzugsweise zum Vergleichmäßigen einer Strömung in dem Ansaugstutzen, aufweisen.
  • Vorteilhaft kann die Vorrichtung eine gleichmäßige Anströmung des Förderelements dadurch ermöglichen, dass das Strömungsleitelement direkt in den Ansaugstutzen der Pumpe integriert ist und/oder eine zusätzliche Zuführung mindestens eines Teilstroms direkt in den Ansaugstutzen der Pumpe erfolgt. Damit kann besonders zielgerichtet auf etwaige Strömungstoträume direkt stromaufwärts des Förderelements eingegangen werden.
  • Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn den Ansaugstutzen bspw. aus Bauraumgründen sehr kurz ausgeführt werden muss und somit nicht genügend Beruhigungsweg für die Strömung nach dem Passieren des gekrümmten Rohrabschnitts bietet. Zusätzlich kann ggf. auf Strömungsleitelemente im gekrümmten Rohrabschnitt verzichtet werden, die bspw. konstruktionsbedingt in dem gekrümmten Rohrabschnitt nur schwer integrierbar sein können. Es kann auch auf eine komplizierte Umkonstruktion des gekrümmten Rohrabschnitts oder eine Neukonzeption der Leitungsverlegung verzichtet werden.
  • Beispielsweise kann der Ansaugstutzen eine Länge in einem Bereich zwischen 50 mm und 400 mm aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Ansaugstutzen einen Strömungsquerschnitt in einem Bereich zwischen 50 mm und 150 mm aufweisen.
  • Bevorzugt kann der Ansaugstutzen einen Abschnitt eines Pumpengehäuses der Pumpe bilden oder zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, innerhalb eines Pumpengehäuses der Pumpe angeordnet sein.
  • Vorzugsweise kann der Ansaugstutzen direkt an den gekrümmten Rohrabschnitt angeflanscht sein.
  • Das Strömungsleitelement ist dazu ausgebildet, einen durch den gekrümmten Rohrabschnitt bewirkten Strömungstotraum in dem Ansaugstutzen zu verringern, durch Umlenken eines Teilstroms hin zu dem Strömungstotraum. Alternativ oder zusätzlich mündet der mindestens eine Zuströmkanal derart in den Ansaugstutzen, dass ein durch den gekrümmten Rohrabschnitt bewirkter Strömungstotraum in dem Ansaugstutzen verringert wird, durch Münden in den Ansaugstutzen in einer Richtung zu dem Strömungstotraum und optional in einer Richtung zu dem Strömungsleitelement.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Strömungsleitelement unbeweglich und/oder bezüglich eines Strömungsquerschnitts des Ansaugstutzens mittig in dem Ansaugstutzen angeordnet
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Strömungsleitelement einen länglichen, vorzugsweise kegelförmigen, Strömungskörper, der entlang einer Mittellängsachse des Ansaugstutzens ausgerichtet ist, auf. Vorzugsweise kann das Strömungsleitelement mindestens einen, vorzugsweise (z. B. helixförmig) verdrehten oder gekrümmten, Strömungsflügel, der sich ausgehend von dem länglichen Strömungskörper radial nach außen erstreckt, vorzugweise bis angrenzend an eine Innenkanalumfangsfläche des Ansaugstutzens, aufweisen.
  • In einer Weiterbildung sind mindestens zwei Strömungsflügel umfasst, die vorzugsweise unterschiedlich stark verdreht oder gekrümmt sind. Damit kann eine Strömung über deren Strömungsquerschnitt zum Vergleichmäßigen der Strömung sehr individuell und genau beeinflusst werden.
  • In einer Ausführungsform mündet der mindestens eine Zuströmkanal rechtwinklig in den Ansaugstutzen, oder der mindestens eine Zuströmkanal mündet in einem spitzen Winkel hin zum Förderelement der Pumpe in den Ansaugstutzen.
  • In einer weiteren Ausführungsform sind mehrere Zuströmkanäle umfasst, die verteilt um einen Umfang des Ansaugstutzens angeordnet sind, vorzugsweise gegenüberliegend zueinander.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist ein Auslass des mindestens einen Zuströmkanals eine Querschnittsverengung oder eine Querschnittserweiterung auf. Damit kann gezielt eine Geschwindigkeit des über den mindestens einen Zuströmkanal einströmenden Stroms angepasst werden, sodass der Strömungstotraum möglichst gut erreicht werden kann.
  • In einer Ausführungsvariante weist der Ansaugstutzen einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Strömungsquerschnitt auf. Diese Maßnahme kann eine Strömungsgeschwindigkeit im Ansaugstutzen verringern, sodass die zur Strömungsvergleichmäßigung genutzten Maßnahmen (Strömungsleitelement und/oder Zuströmkanal) ggf. besser wirken können.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante weist der Ansaugstutzen einen stirnseitigen Einlass auf, der direkt mit einem Auslass des gekrümmten Rohrabschnitts verbunden ist.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante umgeht der mindestens eine Zuströmkanal den gekrümmten Rohrabschnitt.
  • In einem Ausführungsbeispiel weist der gekrümmte Rohrabschnitt eine Krümmung von mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 180°, auf. Alternativ oder zusätzlich weist der gekrümmte Rohrabschnitt mindestens zwei Einlässe auf, die vorzugsweise unterschiedlich (z. B. entgegengesetzt) ausgerichtet sind. Insbesondere bei einem derartig kompliziert konstruierten, gekrümmten Rohrabschnitt kann die Lehre der vorliegenden Offenabrung besonders vorteilhaft eingesetzt werden.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen einer Antriebseinheit, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine. Die Vorrichtung weist einen Kühlkreislauf auf, der dazu ausgebildet ist, die Antriebseinheit zu kühlen, und der die Vorrichtung um Fördern eines Kühlmittels wie hierin offenbart aufweist.
  • In einer Weiterbildung verbindet der mindestens eine Zuströmkanal mindestens einen Ölkühler des Kühlkreislaufs direkt mit dem Ansaugstutzen.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der gekrümmte Rohrabschnitt stromabwärts von einem Wärmetauscher, vorzugsweise einem Kühlwasser-Wärmetauscher, des Kühlkreislaufs angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann der gekrümmte Rohrabschnitt stromabwärts von einem Thermostat des Kühlkreislaufs angeordnet sein.
  • Beispielsweise kann ein erster Einlass des gekrümmten Rohrabschnitts stromabwärts von dem Wärmetauscher und ein zweiter Einlass des gekrümmten Rohrabschnitts stromabwärts von dem Thermostat angeordnet sein.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft einen rohrförmigen Ansaugstutzen für eine Pumpe, z. B. als ein Ersatzteil. Der Ansaugstutzen weist einen stirnseitigen Einlass, einen rückseitigen Auslass und einen Kühlmittelkanal, der sich gerade zwischen dem stirnseitigen Einlass und dem rückseitigen Auslass erstreckt, auf. Ein Strömungsleitelement kann in dem Kühlmittelkanal angeordnet sein, vorzugsweise zum Vergleichmäßigen einer Strömung in dem Kühlmittelkanal, und/oder mindestens ein Zuströmkanal kann in einer Radialrichtung bezüglich des Kühlmittelkanals in den Kühlmittelkanal münden, vorzugsweise zum Vergleichmäßigen einer Strömung in dem Kühlmittelkanal.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Fördern einer Flüssigkeit, vorzugsweise eines Kühlmittels und/oder mittels einer Vorrichtung wie hierin offenbart. Das Verfahren weist ein Führen eines Flüssigkeitsstroms durch einen gekrümmten Rohrabschnitt direkt in einen geraden und rohrförmigen Ansaugstutzen einer Pumpe auf. Das Verfahren weist ein (z. B. teilweises oder vollständiges) Verringern eines durch den gekrümmten Rohrabschnitt bewirkten Strömungstotraums in dem Ansaugstutzen mittels eines Strömungsleitelements in dem Ansaugstutzen und/oder mittels Zuführen mindestens einer weiteren Strömung, die in einer Radialrichtung bezüglich des Ansaugstutzens in den Ansaugstutzen mündet, auf. Das Verfahren weist ein Ansaugen des Flüssigkeitsstroms aus dem Ansaugstutzen mittels der Pumpe auf.
  • Das Verringern des durch den gekrümmten Rohrabschnitt bewirkten Strömungstotraums in dem Ansaugstutzen mittels des Strömungsleitelements in dem Ansaugstutzen weist ein Umlenken eines Teilstroms des Flüssigkeitsstroms mittels des Strömungsleitelements zu dem Strömungstotraum auf.
  • Das Verringern des durch den gekrümmten Rohrabschnitt bewirkten Strömungstotraums in dem Ansaugstutzen mittels Zuführen der mindestens einen weiteren Strömung weist ein Zuführen der mindestens einen weiteren Strömung in den Strömungstotraum auf, vorzugsweise direkt und/oder indirekt mittels des Strömungsleitelements.
  • Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Kühlen einer Antriebseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    Figur 2
    eine perspektivische Ansicht eines gekrümmten Rohrabschnitts und eines geraden Ansaugstutzens einer Pumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    Figur 3
    eine perspektivische Ansicht eines geraden Ansaugstutzens mit zwei zusätzlichen Zuströmkanälen gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    Figur 4
    eine Rückansicht des beispielshaften geraden Ansaugstutzens mit den zwei zusätzlichen Zuströmkanälen;
    Figur 5
    eine Seitenansicht des beispielshaften geraden Ansaugstutzens mit den zwei zusätzlichen Zuströmkanälen;
    Figur 6
    eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in Figur 5; und
    Figur 7
    eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B in Figur 4.
  • Die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen stimmen zumindest teilweise überein, so dass ähnliche oder identische Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und zu deren Erläuterung auch auf die Beschreibung der anderen Ausführungsformen bzw. Figuren verwiesen wird, um Wiederholungen zu vermeiden.
  • Figur 1 zeigt eine Vorrichtung 10 zum Kühlen einer Antriebseinheit 12, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine. Die Antriebseinheit 12 ist beispielhaft als mehrzylindrige Hubkolben-Brennkraftmaschine in V-Zylinder-Konfiguration dargestellt. Andere Konfigurationen sind ebenfalls möglich, z. B. eine Reihen-Konfiguration. Die Antriebseinheit 12 kann auch gänzlich anders ausgeführt sei, z. B als ein Elektromotor usw.
  • Die Vorrichtung 10 weist einen Kühlkreislauf 14 zum Kühlen der Antriebseinheit 12 auf. Der Kühlkreislauf 14 weist eine Pumpe 16, ein Thermostat 18, einen Wärmetauscher 20 und zwei Ölkühler 22 auf.
  • Die Pumpe 16 weist einen Ansaugstutzen 24 und ein Förderelement 26 auf. Der gerade Ansaugstuten 24 ist direkt stromaufwärts des Förderelements 26 (und optional eines Ausgleichsbehälters der Pumpe 16) angeordnet. Direkt stromaufwärts des Ansaugstutzens 24 ist ein gekrümmter Rohrabschnitt 28 angeordnet. Kühlmittel, vorzugsweise Kühlwasser, strömt aus dem gekrümmten Rohrabschnitt 28 direkt in den Ansaugstutzen 24 ein. Das den Ansaugstutzen 24 durchströmende Kühlmittel strömt genau auf das Förderelement 26. Das Förderelement 26 saugt das Kühlmittel direkt aus dem Ansaugstutzen 24 an. Die Pumpe 16 kann vorzugsweise eine Flügelradpumpe sein. Das Förderelement 26 kann ein Flügelrad sein.
  • Stromabwärts der Pumpe 16 durchströmt mindestens ein erster Teilstrom des Kühlmittels einen Wassermantel mindestens eines Zylinderkopfes und/oder eines Motorblocks der Antriebseinheit 12 zum Abkühlen der Antriebseinheit 12. Stromabwärts des Wassermantels der Antriebseinheit 12 strömt das Kühlmittel zu dem Thermostat 18. In Abhängigkeit von einer Temperatur des Kühlmittels verteilt das Thermostat 18 das Kühlmittel zu einem Wärmetauscher 20 oder zu dem gekrümmten Rohrabschnitt 28 unter Umgehung des Wärmetauschers 20. Im Wärmetauscher 20 wird das Kühlmittel gekühlt, z. B. mittels Seewasser, Umgebungsluft und/oder Fahrtwind usw. Stromabwärts des Wärmetauschers 20 strömt das Kühlmittel ebenfalls in den gekrümmten Rohrabschnitt 28 ein.
  • Stromaufwärts des Wassermantels der Antriebseinheit 12 kann zudem mindestens ein zweiter Teilstrom abgezweigt und zu den zwei Ölkühlern 22 zum Kühlen von Motoröl der Antriebseinheit 12 geleitet werden. Die Ölkühler 22 leiten das Kühlmittel wieder zu der Pumpe 16, vorzugsweise mittels zweier Zuströmkanäle 30, die direkt in eine Umfangswand des Ansaugstutzens 24 münden. Es ist auch möglich, dass beispielsweise nur ein Ölkühler 22 vorhanden ist. Die Ölkühler 22 können bevorzugt parallelgeschaltet sein.
  • Es kann beispielsweise aufgrund von verengten Platzverhältnissen, z. B. in einem Motorraum eines Fahrzeugs (z. B. Kraftfahrzeugs, Wasserfahrzeugs oder Schienenfahrzeugs) notwendig sein, den gekrümmten Rohrabschnitt 28 vergleichsweise strömungsungünstig auszubilden. Eine beispielhafte Ausführung des gekrümmten Rohrabschnitts 28 ist zusammen mit dem Ansaugstutzen 24 in Figur 2 schematisch dargestellt.
  • Der gekrümmte Rohrabschnitt 28 weist zwei Einlässe 32 und 34 auf. Durch den ersten Einlass 32 strömt Kühlmittel von dem Wärmetauscher 20 in den gekrümmten Rohrabschnitt 28 ein. Durch den zweiten Einlass 34 strömt Kühlmittel von dem Thermostat 18 in den gekrümmten Rohrabschnitt 28 ein. Der gekrümmte Rohrabschnitt 28 mündet stirnseitig in den Ansaugstutzen 24. Im Gegensatz zum gekrümmten Rohrabschnitt 28 ist der Ansaugstutzen 24 gerade. Beim Durchströmen des gekrümmten Rohrabschnitts 28 von den Einlässen 32, 34 vermischen sich die beiden Teilströme T1, T2 und werden direkt stromaufwärts des Ansaugstutzens 24 wesentlich umgelenkt, z. B. um mindestens 90°, vorzugsweise um rund 180° wie in Figur 2 dargestellt ist. Herkömmlich hätte diese wesentliche Umlenkung direkt stromaufwärts des Ansaugstutzens 24 eine sehr ungleichmäßige Durchströmung des Ansaugstutzens 24 zur Folge bis hin zur Ausbildung eines Strömungstotraums 36 im Ansaugstutzen 24. Die Anströmung des Förderelements 26 (siehe Figur 1) wäre dadurch wesentlich beeinträchtigt.
  • Zum Verhindern oder zumindest zum Verringern der Ausbildung des Strömungstotraums 36 sind nachfolgend zwei unterschiedliche Maßnahmen vorgestellt. Die beiden Maßnahmen sind sowohl einzeln als auch bevorzugt in Kombination miteinander verwendbar. In Kombination miteinander ergeben sich Synergieeffekte, da beide Maßnahmen die jeweils andere Maßnahme positiv beeinflussen.
  • Zur Erläuterung der beiden Maßnahmen ist nachfolgend auf die Figuren 3 bis 7 Bezug genommen. Die Figuren 3 bis 7 zeigen den Ansaugstutzen 24 der Pumpe 16. Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit sind die weiteren Teile der Pumpe 16 nicht dargestellt.
  • Der Ansaugstutzen 24 weist einen stirnseitigen Einlass 38 und einen rückseitigen Auslass 40 auf. Der Ansaugstutzen 24 bzw. ein Kühlmittelkanal 42 des Ansaugstutzens 24 erstreckt sich gerade zwischen dem Einlass 38 und dem Auslass 40. Der Kühlmittelkanal 42 kann sich zu dem Auslass 40 hin im (Strömungs-)Querschnitt erweitern. Der Ansaugstutzen 24 kann eine Kegelstumpf-Form aufweisen.
  • Bevorzugt weist der Ansaugstutzen 24 ein Strömungsleitelement 44 (1. Maßnahme) auf, und/oder mindestens ein Zuströmkanal 30 mündet in eine Umfangswand des Ansaugstutzen 24 (2. Maßnahme). Dadurch kann eine Strömung in dem Ansaugstutzen 24 vergleichmäßigt bzw. der Strömungstotraum 36 (siehe Figur 2) teilweise verringert oder vollständig verhindert werden. In der Folge wird das Förderelement 26 (siehe Figur 1) gleichmäßiger angeströmt.
  • Das Strömungsleitelement 44 ist unbeweglich. Das Strömungsleitelement 44 ist mittig in dem Ansaugstutzen 24 angeordnet ist. Das Strömungsleitelement 44 kann aus einem länglichen Strömungskörper 46 und mindestens einem Strömungsflügel 48 gebildet sein.
  • Der Strömungskörper 46 erstreckt sich entlang einer Mittellängsachse des Ansaugstutzens 24. Der Strömungskörper 46 ist kegelförmig und erweitert sich in der Strömungsrichtung bzw. in Richtung zu dem Förderelement 26 (siehe Figur 1).
  • Die zwei Strömungsflügel 48 erstecken sich ausgehend von dem länglichen Strömungskörper 46 radial nach außen. Die zwei Strömungsflügel 48 gehen vorzugsweise in eine Innenumfangsfläche des Ansaugstutzens 24 bzw. des Kühlmittelkanals 42 über. Bevorzugt sind die Strömungsflügel 48 beispielsweise helixförmig verdreht bzw. verwunden. Die verwundene Form der Strömungsflügel 48 führt Kühlmittel hin zu dem potentiellen Strömungstotraum 36 (siehe Figur 2). Die Strömungsflügel 48 können gleich oder unterschiedlich stark verdreht bzw. verwunden sein. Das Strömungsleitelement 44 kann auch mehr oder weniger als zwei Strömungsflügel 48 aufweisen, je nach Anforderung.
  • Der mindestens eine Zuströmkanal 30 kann Kühlmittel von den Ölkühlern 22 direkt in den Ansaugstutzen 24 zuführen, d.h. beispielsweise unter Umgehung des gekrümmten Rohrabschnitts 28. Es ist möglich, dass der mindestens eine Zuströmkanal 30 von einer anderen Stelle des Kühlkreislaufes 14 abzweigt, z. B. stromabwärts des Wärmetauschers 20 und/oder stromaufwärts des gekrümmten Rohrabschnitts 28.
  • Der mindestens eine Zuströmkanal 30 mündet in eine Umfangswand des Ansaugstutzens 24 bzw. in einer Radialrichtung bezüglich einer Längsachse des Ansaugstutzens 24. Der Ansaugstutzen 24 empfängt somit einerseits Kühlmittel stirnseitig von dem gekrümmten Rohrabschnitt 28 und andererseits Kühlmittel aus mindestens einer Radialrichtung von dem mindestens einen Zuströmkanal 30.
  • Der mindestens eine Zuströmkanal 30 kann so angeordnet und ausgerichtet, dass das aus dem mindestens einen Zuströmkanal 30 ausströmende Kühlmittel den potentiellen Strömungstotraum 36 verringert. Beispielsweise kann ein Auslass 50 des mindestens einen Zuströmkanals 30 direkt auf den Strömungstotraum 36 gerichtet sein. Eine Form, insbesondere ein Querschnitt, des Auslasses 50 kann so angepasst sein, dass das Kühlmittel aus dem mindestens einen Zuströmkanal 30 mit einer Geschwindigkeit bzw. einem Impuls in den Ansaugstutzen 24 einströmt, dass der Strömungstotraum 36 von dem einströmenden Kühlmittel erreicht wird. Es kann beispielsweise eine Querschnittsverengung am Auslass 50 des Zuströmkanals 30 angeordnet sein, um eine Geschwindigkeit des Kühlmittels zu erhöhen, sodass der Strömungstotraum 36 auch erreicht werden kann, wenn er weiter entfernt von dem Auslass 50 des Zuströmkanals 30 ist. Es kann auch eine Querschnittserweiterung am Auslass 50 des Zuströmkanals 30 angeordnet sein, z. B. um eine Geschwindigkeitsreduktion zu bewirken, wenn der Strömungstotraum 36 sehr nahe vor dem Auslass 50 des Zuströmkanals 30 angeordnet ist.
  • Es ist auch möglich, dass der Auslass 50 des mindestens einen Zuströmkanals 30 auf das Strömungsleitelement 44 gerichtet ist. Das Strömungsleitelement 44 kann bevorzugt wiederum so ausgebildet bzw. geformt ist, dass das Kühlmittel aus dem mindestens einen Zuströmkanal 30 zu dem (potentiellen) Strömungstotraum 36 geführt wird.
  • Sofern mehrere Zuströmkanäle 30 umfasst sind, können die Auslässe 50 der Zuströmkanäle 30 verteilt um einen Umfang des Ansaugstutzens 24 angeordnet sein. Die Auslässe der Zuströmkanäle 30 können bezüglich einer Längsachse des Ansaugstutzens 24 an gleicher Position oder versetzt zueinander angeordnet sein. Bevorzugt weist jeder Zuströmkanal 30 einen eigenen Auslass 50 auf. Es ist aber auch möglich, dass sich mehrere Zuströmkanäle 30 einen Auslass 50 teilen.
  • Der Auslass 50 kann rechtwinklig in den Ansaugstutzen 24 münden. Alternativ kann der Auslass 50 beispielsweise in einem spitzen Winkel hin zum Förderelement 26 der Pumpe 16 (siehe Figur 1) in den Ansaugstutzen 24 münden.
  • Die obigen Ausführungsbeispiele sind unter Bezugnahme auf einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine (siehe Figur 1) beschrieben. Auch wenn diese Anwendung besonders vorteilhaft ist, wurde erkannt, dass die hierin offenbarten Techniken auch in anderen Vorrichtungen zum Fördern oder in anderen Pumpen angewendet werden können.
  • Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen. Insbesondere sind die einzelnen Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 jeweils unabhängig voneinander offenbart. Zusätzlich sind auch die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von sämtlichen Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und beispielsweise unabhängig von den Merkmalen bezüglich des Vorhandenseins und/oder der Konfiguration des Rohrabschnitts, der Pumpe, des Strömungsleitelements und/oder des mindestens einen Zuströmkanals des unabhängigen Anspruchs 1 offenbart. Alle Bereichsangaben hierin sind derart offenbart zu verstehen, dass gleichsam alle in den jeweiligen Bereich fallenden Werte einzeln offenbart sind, z. B. auch als jeweils bevorzugte engere Außengrenzen des jeweiligen Bereichs.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Vorrichtung zum Kühlen
    12
    Antriebseinheit
    14
    Kühlkreislauf
    16
    Pumpe
    18
    Thermostat
    20
    Wärmetauscher
    22
    Ölkühler
    24
    Ansaugstutzen
    26
    Förderelement
    28
    Gekrümmter Rohrabschnitt
    30
    Zuströmkanal
    32
    Erster Einlass
    34
    Zweiter Einlass
    36
    Strömungstotraum
    38
    Einlass
    40
    Auslass
    42
    Kühlmittelkanal
    44
    Strömungsleitelement
    46
    Strömungskörper
    48
    Strömungsflügel
    50
    Auslass
    T1,T2
    Teilstrom

Claims (13)

  1. Vorrichtung (10) zum Fördern eines Kühlmittels zum Kühlen einer Antriebseinheit (12), aufweisend:
    einen gekrümmten Rohrabschnitt (28); und
    eine Pumpe (16), vorzugsweise eine Flügelradpumpe, mit einem Förderelement (26) und einem geraden und rohrförmigen Ansaugstutzen (24), der direkt stromabwärts von dem gekrümmten Rohrabschnitt (28) und direkt stromaufwärts von dem Förderelement (26) angeordnet ist,
    gekennzeichnet durch:
    ein Strömungsleitelement (44), das innerhalb des Ansaugstutzens (24) angeordnet ist, vorzugsweise zum Vergleichmäßigen einer Strömung in dem Ansaugstutzen (24), wobei das Strömungsleitelement (44) dazu ausgebildet ist, einen durch den gekrümmten Rohrabschnitt (28) bewirkten Strömungstotraum (36) in dem Ansaugstutzen (24) zu verringern, durch Umlenken eines Teilstroms hin zu dem Strömungstotraum (36); und/oder
    mindestens einen Zuströmkanal (30), der in einer Radialrichtung bezüglich des Ansaugstutzens (24) in den Ansaugstutzen (24) mündet, vorzugsweise zum Vergleichmäßigen einer Strömung in dem Ansaugstutzen (24), wobei der mindestens eine Zuströmkanal (30) derart in den Ansaugstutzen (24) mündet, dass ein durch den gekrümmten Rohrabschnitt (28) bewirkter Strömungstotraum (36) in dem Ansaugstutzen (24) verringert wird, durch Münden in den Ansaugstutzen (24) in einer Richtung zu dem Strömungstotraum (36).
  2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei:
    das Strömungsleitelement (44) unbeweglich ist; und/oder
    das Strömungsleitelement (44) bezüglich eines Strömungsquerschnitts des Ansaugstutzens (24) mittig in dem Ansaugstutzen (24) angeordnet ist.
  3. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Strömungsleitelement (44) aufweist:
    einen länglichen, vorzugsweise kegelförmigen, Strömungskörper (46), der entlang einer Mittellängsachse des Ansaugstutzens (24) ausgerichtet ist; und
    mindestens einen, vorzugsweise verdrehten oder gekrümmten, Strömungsflügel (48), der sich ausgehend von dem länglichen Strömungskörper (46) radial nach außen erstreckt, vorzugweise bis angrenzend an eine Innenkanalumfangsfläche des Ansaugstutzens (24).
  4. Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, wobei:
    mindestens zwei Strömungsflügel (48) umfasst sind, die vorzugsweise unterschiedlich stark verdreht oder gekrümmt sind.
  5. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    der mindestens eine Zuströmkanal (30) rechtwinklig in den Ansaugstutzen (24) mündet; oder
    der mindestens eine Zuströmkanal (30) in einem spitzen Winkel hin zum Förderelement (26) der Pumpe (16) in den Ansaugstutzen (24) mündet.
  6. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    mehrere Zuströmkanäle (30) umfasst sind, die verteilt um einen Umfang des Ansaugstutzens (24) angeordnet sind, vorzugsweise gegenüberliegend zueinander.
  7. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    ein Auslass (50) des mindestens einen Zuströmkanals (30) eine Querschnittsverengung oder eine Querschnittserweiterung aufweist.
  8. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei:
    der Ansaugstutzen (24) einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Strömungsquerschnitt aufweist; und/oder
    der Ansaugstutzen (24) einen stirnseitigen Einlass (38) aufweist, der direkt mit einem Auslass des gekrümmten Rohrabschnitts (28) verbunden ist; und/oder
    der mindestens eine Zuströmkanal (30) den gekrümmten Rohrabschnitt (28) umgeht; und/oder
    der gekrümmte Rohrabschnitt (28) eine Krümmung von mindestens 90°, vorzugsweise mindestens 180°, aufweist; und/oder
    der gekrümmte Rohrabschnitt (28) mindestens zwei Einlässe (32, 34) aufweist, die vorzugsweise unterschiedlich ausgerichtet sind.
  9. Vorrichtung zum Kühlen einer Antriebseinheit (12), vorzugsweise einer Brennkraftmaschine, aufweisend:
    einen Kühlkreislauf (14), der dazu ausgebildet ist, die Antriebseinheit (12) zu kühlen, und der die Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei:
    der mindestens eine Zuströmkanal (30) mindestens einen Ölkühler (22) des Kühlkreislaufs (14) direkt mit dem Ansaugstutzen (24) verbindet.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei:
    der gekrümmte Rohrabschnitt (28) stromabwärts von einem Wärmetauscher, vorzugsweise einem Kühlwasser-Wärmetauscher, des Kühlkreislaufs (14) angeordnet ist; und/oder
    der gekrümmte Rohrabschnitt (28) stromabwärts von einem Thermostat (18) des Kühlkreislaufs (14) angeordnet ist.
  12. Verfahren zum Fördern eines Kühlmittels, mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, aufweisend
    Führen eines Flüssigkeitsstroms durch einen gekrümmten Rohrabschnitt (28) direkt in einen geraden und rohrförmigen Ansaugstutzen (24) einer Pumpe (16);
    Verringern eines durch den gekrümmten Rohrabschnitt (28) bewirkten Strömungstotraums (36) in dem Ansaugstutzen (24):
    - mittels eines Strömungsleitelements (44) in dem Ansaugstutzen (24), wobei das Verringern des durch den gekrümmten Rohrabschnitt (28) bewirkten Strömungstotraums (36) in dem Ansaugstutzen (24) mittels des Strömungsleitelements (44) in dem Ansaugstutzen (24) ein Umlenken eines Teilstroms des Flüssigkeitsstroms mittels des Strömungsleitelements (44) zu dem Strömungstotraum (36) aufweist, und/oder
    - mittels Zuführen mindestens einer weiteren Strömung, die in einer Radialrichtung bezüglich des Ansaugstutzens (24) in den Ansaugstutzen (24) mündet, wobei das Verringern des durch den gekrümmten Rohrabschnitt (28) bewirkten Strömungstotraums (36) in dem Ansaugstutzen (24) mittels Zuführen der mindestens einen weiteren Strömung ein Zuführen der mindestens einen weiteren Strömung in den Strömungstotraum (36) aufweist; und
    Ansaugen des Flüssigkeitsstroms aus dem Ansaugstutzen (24) mittels der Pumpe (16).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei:
    das Verringern des durch den gekrümmten Rohrabschnitt (28) bewirkten Strömungstotraums (36) in dem Ansaugstutzen (24) mittels Zuführen der mindestens einen weiteren Strömung das Zuführen der mindestens einen weiteren Strömung in den Strömungstotraum (36) aufweist nämlich direkt und/oder indirekt mittels des Strömungsleitelements (44).
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