JP2000213492A - 特に自動車用の冷媒を搬送するための調節可能なラジアルポンプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送される冷媒の容積流がエンジンの回転数
にかかわりなく調節可能であるラジアルポンプを提供す
る。 【解決手段】 特に自動車用の冷媒を搬送するための調
節可能なラジアルポンプが、ハウジング１０内に支承さ
れエンジン１８によって駆動される、羽根１６をもつ羽
根車１４と、ハウジング１０内に組み込まれた流入口２
０および流出口２２と、搬送したい媒体をエンジン１８
の回転数にかかわりなく調節するための調節装置２８と
を有しており、調節装置２８がスリーブ３０と作用結合
されており、スリーブ３０が調節装置２８によって羽根
１６を越えて軸方向に移動可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に自動車用の冷
媒を搬送するための調節可能なラジアルポンプであっ
て、ハウジング内に支承されてエンジンによって駆動さ
れる、羽根をもつ羽根車と、ハウジング内に組み込まれ
たそれぞれ少なくとも１つの流入口および流出口と、搬
送したい冷媒をエンジンの回転数にかかわりなく調節す
るための調節装置とを有している形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】ラジアルポンプは、しばしば自動車分野
でエンジン冷却のために使用され、閉じた冷却回路を通
って冷媒を搬送する。これに相応する自動車は原則とし
て唯一の機械的ポンプが装備されている。このポンプは
エンジンによって駆動されて、冷媒が循環するように働
く。このような冷媒ポンプをエンジンに直接連結する結
果として、エンジンの回転数が搬送される冷媒容積流を
規定し、冷媒回路の調節可能性が著しく制限されてい
る。

【０００３】それゆえ、冷媒ポンプとして使用されるこ
のラジアルポンプは、低い回転数範囲や高いエンジン負
荷において、たとえばトレーラーをけん引して登坂する
場合に、十分な冷却のために働くように寸法設定されな
ければならない。この場合、冷却能力、ひいては冷媒ポ
ンプのための駆動出力は、通常運転に比べて過度に高く
設計されているので、その結果として不必要に高いエネ
ルギー消費量を招く。

【０００４】ＤＥ３００７６４０に基づき、内燃機関の
クランクシャフトと水ポンプのシャフトとの間に伝動装
置が配置されている、自動車用冷媒ポンプのための調節
可能な駆動装置が公知である。さらに、この範囲に配置
されて冷媒ポンプの調節可能性を保証する切替え可能な
ビスコスクラッチと油圧駆動装置が公知である。これら
すべての駆動装置は損失を伴い、技術の点でもそれらの
寸法の点でもコストがかかり、すべてのクラスの自動車
に使用することはできない。

【０００５】冷媒ポンプの調節可能性に関する別の基本
的な可能性は、エンジンとは独立に電気的に駆動される
ポンプを使用することである。しかしこれは、最大１ｋ
Ｗのポンプ駆動出力を要求する比較的大きい自動車には
実現不可能である。なぜならば、その結果として相応に
大きく重い電動モータおよび発電機が必要とされるから
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、搬送
される冷媒の容積流がエンジンの回転数にかかわりなく
調節可能であるラジアルポンプを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明の構成では、調節装置がスリーブと作用結合
されており、該スリーブが調節装置によって羽根を越え
て軸方向に移動可能であるようにした。

【０００８】

【発明の効果】請求項１の特徴部に記載の特徴を有する
本発明によるラジアルポンプは、エンジンで直接駆動す
るにもかかわらず、搬送したい媒体の搬送される容積流
がエンジンの回転数にかかわりなく調節可能であるとい
う利点を有している。このことは調節装置と羽根車の周
囲に取り付けたスリーブとを接続し、このスリーブが調
節装置により羽根を越えて軸方向に移動可能であり、そ
れにより羽根車を受容するポンプ室内の寸法比の変更を
許容することによって可能となる。

【０００９】請求項２以下に記載の解決手段により、請
求項１に記載のラジアルポンプの有利な構成が可能であ
る。

【００１０】スリーブがポット状に形成されていて、そ
の底部が羽根を受容するためのスリットを備えている
と、羽根の有効面積を変えることができる。

【００１１】調節装置の調節運動がポンプによって搬送
される媒体の温度と連結されていると極めて有利であ
る。これにより容積流を調節するための調節装置は、媒
体の温度が増すに連れてポンプ出力が次第に高くなるよ
うに接続され得る。この場合、たとえば自動車分野に応
用すると、低温のエンジンではポンプ出力および搬送さ
れる冷媒容積はわずかであり、その結果として最適なエ
ンジン駆動温度に急速に到達する。これに対して、高い
負荷、ひいては高いエンジン温度もしくは冷媒温度で
は、ポンプ出力および搬送される冷媒容積流を最大限に
できる。

【００１２】調節運動を温度に連結することは、羽根車
ハブ内に配置された感温部材によって有利に実施でき
る。この中心的な配置は、羽根車の回転時に発生する遠
心力が感温部材に最小限しか伝達されないので、構造上
も有利である。

【００１３】本発明の有利な構成において、感温部材
は、温度に応じて直線的に移動可能なろう膨張器もしく
はろうモータによって形成できる。

【００１４】電気的、油圧的または空気圧的に駆動され
る調節装置は上位の制御装置を利用して、たとえばエン
ジン制御を組み入れてより複雑な調節も実現できるとい
う利点を有している。これにより、自動車分野に応用す
ると、たとえば燃料消費、排ガスおよび乗員快適性の点
で別の最適化の可能性が開かれる。

【００１５】特に自動車エンジンを冷却する際は、エン
ジンの回転数に全くかかわりなくラジアルポンプを調節
する可能性のほかに、冷却過程を最適化するための付加
的な手段が考えられる。それによってポンプによって形
成される圧力差を冷却系に要求される圧力差に適合させ
ることが可能であると有利である。これとは、たとえば
冷媒ポンプの流入口または流出口に設けた適当な調節可
能なスライドによって非常に簡単に実現できる。

【００１６】エンジンにかかわりない調節可能性という
本発明の思想は、他の構造的な手段、たとえば調節装置
を羽根車の羽根と接続することによっても実現できる。
この接続は有利には、羽根の位置を羽根車に対して相対
的に変更できて、必要な搬送量に適合させ得るように形
成されている。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。ラジアルポンプに接続さ
れた周辺的な構成要素は記号によって示されている。

【００１８】図１に示された第１の実施例は、特に自動
車用の冷媒を搬送するための、本発明による調節可能な
ラジアルポンプを示している。このラジアルポンプは、
ハウジング１０内に回転可能に支承されたシャフト１２
を有している。シャフト１２は羽根車１４と相対回動不
能に（一緒に回転するように）接続されている。羽根車
１４上には羽根１６が配置されていて、運転中はシャフ
ト１２の軸線を中心にして回転する。シャフト１２と羽
根車１４との駆動はエンジン１８を介して行われる。エ
ンジン１８は、たとえばベルトおよびベルトプーリ（図
示しない）を介してシャフト１２に接続されている。

【００１９】搬送したい媒体は、羽根１６の回転によ
り、ハウジング１０内に組み入れられた流入口２０を通
って軸方向にポンプ室内に搬送され、そして羽根１６の
回転により同様にハウジング１０内に組み込まれた流出
口２２へ半径方向に搬送される。流入口２０および流出
口２２には、ラジアルポンプとエンジン１８と冷却器２
６との間を接続する管路２４が接続されている。これに
より、ラジアルポンプの回転する羽根１６によって駆動
される閉じた冷却回路が生じる。

【００２０】さらに図１には、シャフト１２もしくは羽
根車１４と相対回動不能に（一緒に回転するように）接
続された調節装置２８が示されている。調節装置２８
は、ろう膨張器３２とばね３４と第１の円筒状ピン３６
とからなり、スリーブ３０と作用結合されている。ろう
膨張器３２の内部には、温度が上昇するに連れて膨張す
るパラフィン含有物質が存在している。

【００２１】スリーブ３０はポットの形をしており、そ
の底部３８には形が矢印Ａ方向に見て羽根１６の形に適
合したスリット４０が設けられている。これによりスリ
ーブ３０は組付け時に開いた側を前にして羽根車１４上
に被せられ、その際に羽根１６が底部３８のスリット４
０によって収容され、当該スリット４０を通って案内さ
れる。

【００２２】羽根車１４の長孔４２内にあってそこで保
持される第１の円筒状ピン３６が、両端部で羽根車１４
上で軸方向に移動可能に支承されているスリーブ３０と
接続していて、そこで位置固定されている。ピン３６の
中央の領域は、ろう膨張器３２と共に軸方向に移動され
得る第２のピン４４と接触している。搬送した媒体が加
熱されると、第２のピン４４が第１のピン３６に向かっ
て押し付けられ、それによって第１のピン３６はばね３
４の力に抗して移動される。この移動は、スリーブ３０
の軸方向移動を生ぜしめ、そうすることによって羽根１
６の有効面積、ひいてはポンプの搬送出力が高まる。そ
れにより、冷却回路を通る冷媒容積流も高まる。

【００２３】冷媒の温度が下がると、その結果としてス
リーブ３０が反対方向に移動し、羽根１６の有効面積を
縮小して搬送出力を下降させる。このようにして、冷媒
回路を通る冷媒流が減少される。

【００２４】したがって、上述したように羽根１６の有
効深さを増減させることによって、エンジン１８と直接
接続されたシャフト１２の回転数にかかわりなく、搬送
される冷媒流の調節可能性が達成される。

【００２５】図２に示されている実施例は、電気的、油
圧的または空気圧的に駆動され、上位の制御装置４６と
接続している調節装置１２８を示している。この制御装
置１２８を利用して、調節過程を制御し、その都度の冷
却器の必要性に最適に適合させることができる。制御装
置４６は冷媒容積流の、完全に温度に依存した制御を大
きく越える、はるかに複雑な制御および調節を可能に
し、これにエンジン制御も一緒に組み入れることができ
る。

【００２６】たとえば冷却回路の種々異なる箇所に取り
付けたセンサ５０によりその都度の温度が制御入力値と
して求められる非常に単純な制御変化例から出発して、
図２に示されている実施例とは別に、測定された温度が
有意に上昇する前にすでに高められた冷却需要を検出す
る、より知的な変化例が考えられる。このような制御で
は、たとえばエンジンの回転数、伝動装置周波数、自動
車の速度または傾きも考慮できる。

【００２７】冷却を最適化するための付加的な可能性と
して、図２に、制御装置４６に連結された調節装置２２
８と作用接続されているスライド４８が記載されてい
る。スライド４８はラジアルポンプの流出口２２の上に
配置されていて、流出口２２を矢印Ｃの方向で旋回させ
ることができる。これにより、流出口を可変に形成し、
ポンプによって形成された圧力差を冷却系に要求された
圧力差に適合させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるラジアルポンプの実施例の部分的
に断面した平面図である。

【図２】本発明によるラジアルポンプの別の実施例の部
分的に断面した平面図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング、 １２ シャフト、 １４ 羽根
車、 １５ 羽根車ハブ、 １６ 羽根、 １８ エン
ジン、 ２０ 流入口、 ２２ 流出口、 ２４管路、
２８ 調節装置、 ３０ スリーブ、 ３２ 感温部
材、 ３４ ばね、 ３６ ピン、 ３８ 底部、 ４
０ スリット、 ４４ ピン、 ４６制御装置、 ５０
センサ、 １２８ 調節装置、 ２２８ 調節装置

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特に自動車用の冷媒を搬送するための調
   節可能なラジアルポンプであって、ハウジング（１０）
   内に支承されてエンジン（１８）によって駆動される、
   羽根（１６）をもつ羽根車（１４）と、ハウジング（１
   ０）内に組み込まれたそれぞれ少なくとも１つの流入口
   （２０）および流出口（２２）と、搬送したい媒体をエ
   ンジン（１８）の回転数にかかわりなく調節するための
   調節装置（２８）とを有している形式のものにおいて、 調節装置（２８）がスリーブ（３０）と作用結合されて
   おり、該スリーブ（３０）が調節装置（２８）により羽
   根（１６）を越えて軸方向に移動可能であることを特徴
   とする、特に自動車用の冷媒を搬送するための調節可能
   なラジアルポンプ。
2. 【請求項２】 スリーブ（３０）がポット状をしてお
   り、ポットの底部（３８）が羽根（１６）を受容するた
   めのスリット（４０）を有している、請求項１記載のラ
   ジアルポンプ。
3. 【請求項３】 調節装置（２８）の調節運動が冷媒の温
   度と連結されている、請求項２記載のラジアルポンプ。
4. 【請求項４】 羽根車ハブ（１５）内に感温部材（３
   ２）が配置されている、請求項３記載のラジアルポン
   プ。
5. 【請求項５】 調節装置（２８）が、スリーブ（３０）
   を弾性部材、特にばね（３４）の力に抗して移動させる
   ろう膨張器（３２）を包含している、請求項４記載のラ
   ジアルポンプ。
6. 【請求項６】 調節装置（１２８）が電気的、液圧的ま
   たは空気圧的に駆動される、請求項１から３までのいず
   れか１項記載のラジアルポンプ。
7. 【請求項７】 調節装置（１２８）が上位の制御装置
   （４６）と接続している、請求項６記載のラジアルポン
   プ。
8. 【請求項８】 流入口（２０）および／または流出口
   （２２）が調節可能なスライド（４８）を有している、
   請求項１から７までのいずれか１項記載のラジアルポン
   プ。