JP2016535833A - 調整可能な冷媒ポンプ - Google Patents

調整可能な冷媒ポンプ Download PDF

Info

Publication number
JP2016535833A
JP2016535833A JP2016526137A JP2016526137A JP2016535833A JP 2016535833 A JP2016535833 A JP 2016535833A JP 2016526137 A JP2016526137 A JP 2016526137A JP 2016526137 A JP2016526137 A JP 2016526137A JP 2016535833 A JP2016535833 A JP 2016535833A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
slider
shaft
spring
piston
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.)
Pending
Application number
JP2016526137A
Other languages
English (en)
Inventor
パーヴェレク・フランツ
Original Assignee
ニデック・ゲーペーエム・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
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 ニデック・ゲーペーエム・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング filed Critical ニデック・ゲーペーエム・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング
Publication of JP2016535833A publication Critical patent/JP2016535833A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/12Filtering, cooling, or silencing cooling-air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00Liquid cooling
    • F01P3/20Cooling circuits not specific to a single part of engine or machine
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P5/00Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/10Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
    • F01P5/12Pump-driving arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D1/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00Pumping installations or systems
    • F04D13/02Units comprising pumps and their driving means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0005Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves
    • F04D15/0022Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems by using valves throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0027Varying behaviour or the very pump
    • F04D15/0038Varying behaviour or the very pump by varying the effective cross-sectional area of flow through the rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0077Safety measures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/22Rotors specially for centrifugal pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/42Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/426Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
    • F04D29/4293Details of fluid inlet or outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
    • F01P7/14Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2270/00Control
    • F05D2270/60Control system actuates means
    • F05D2270/64Hydraulic actuators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本発明は、内燃機関の冷却回路内で使用するための調整可能な冷媒ポンプに関する。本発明の根底にある課題は、圧力調整もしくは流量調整をするための外部エネルギーを必要とせず、高い信頼性を保証し、気筒容積に対して高いエンジン出力−これは非常に大きく設計された冷媒ポンプを必要とする−を有するエンジンの最適な加熱を保証する、エンジンによって駆動される調整可能な冷媒ポンプを開発することにある。ポンプシャフト(4)に回転不能に配置されたインペラ(5)と、ポンプハウジング(1)内に軸方向に案内され且つリセットバネ(6)によってバネ負荷を受けたリングピストン(7)とを有し、このリングピストンに、ポンプ内室(9)内に配置された調整スライダ(12)が不動に固定された、本発明による調整可能な冷媒ポンプは、リングピストン(7)と、レーザ孔(28)を備えるフィルタスリーブ(29)が、冷媒ポンプの内部の他の部品と共に、リングシリンダ状のバネ圧力室(31)を形成し、このバネ圧力室が、ポンプシャフト側に配置された圧力チャンバ(18)と接続され、ポンプシャフト(4)のインペラ側の端部に、パイロット弁(20)が配置され、このパイロット弁は、ポンプシャフト(4)の中心に配置され且つポンプシャフト内に配置された横孔(26)を介して圧力チャンバ(18)に通じるシャフト孔(25)を閉鎖するように構成されていること、を特徴とする。

Description

本発明は、特に内燃機関で使用するための調整可能な冷媒ポンプに関する。
内燃機関における最適化の範囲内で、内燃機関は、傾向上、一定の気筒容積もしくはしばしば小さくなる気筒容積で、常に大きくなるエンジン出力を有する。
この大きくなるエンジン出力に、強制的に冷媒ポンプの冷却能力を適合させる必要があるので、エンジンにおいては上昇するエンジン出力と共に付属の冷媒ポンプも、下の回転数領域で既に相応に高い吐出能力を提供する必要があり、それに応じて大きく寸法設定する必要があり、これが、必然的に高まった場所の必要量をエンジンルーム内に要求する。しかしながら上昇する回転数と共に、冷媒ポンプによって発生される吐出圧力を、これから生じる内燃機関における冷却システム内の圧力上昇により例えば熱交換器のような構成要素が破壊されないよう、著しく上昇させないために、種々の圧力調整機能が使用される。更にまたその使用も、更なる場所の必要量をエンジンルーム内に要求し、加えてしばしば操作のために補助エネルギーを要求し、更にまたこの補助エネルギーは、更なる場所の必要量を要求する供給ラインを介して提供する必要がある。
従って、従来技術では、過剰圧力防止措置が、例えばバイパスラインを介して実現され、このような解決策は、強制的に高いエネルギー損失を結果として伴う。
圧力調整機能を実現するための別の可能性は、独国特許第881 306号明細書に記載されている。これは、油圧操作される調整スライダを有する渦巻きポンプである。操作圧力としてポンプの吐出圧力が使用される。バネは、スライダが標準位置/初期位置で閉鎖されていることを生じさせる。
摺動ピストンは、この解決策の場合には、両側で吐出圧力の作用を受ける。必要時に、バネ室は、外部の弁を介して圧力除荷することができ、これにより、“開放”方向の調整スライダの変位が導入される。
スライダの内側ガイド及び外側ガイドが必要であることに基づいて、この実施例は、非常に高価で複雑な製造を必要とし、加えて、外部に案内された排出ラインのような外部の制御弁を必要とするので、この構造は、高い場所の必要量/取付けスペースの必要量を必要とする。独国特許第881 306号明細書に記載された構造の更なる重大な欠点は、ポンプの吐出容積流が調整部の故障時に完全に排除されないので、この解決策が、冷媒ポンプにとって強制的に必要な信頼性(フェールセーフ)を保証することができないことにある。加えて更に、この構造の場合には、一方で、摺動ピストンシール面が、吐出媒体によって共に案内されるパーティクルから保護されておらず、他方で、シャフトシールが、全吐出圧力の負荷を受けるので、寿命以外にポンプの信頼性も著しく限定されている。
加えて、出願人から、欧州特許出願公開第1657446号明細書で、弁スライダによる圧力調整器を有するその間に実際に信頼できる冷媒ポンプが紹介されたが、この冷媒ポンプの場合、この弁スライダが、ポンプシャフトの周囲に配置された中心の作動ピストンによって変位され、この作動ピストンに、ポンプシャフトの周囲に配置された、弁スライダを“全開”にされた初期位置へ変位/リセットするリターンバネが当接する。
加えて、インペラは、この構造の場合、軸方向に摺動可能であるが回転不能にシャフトに支承されている。ハウジング内の加圧斜面と開放したインペラの間に、吐出圧力が作用し、インペラが、プリセット値に達した時に、インペラの後側に当接する皿バネのバネ力に抗して摺動する。加圧斜面に対するインペラのこの軸方向に摺動時に大きくなるシール間隙により、ポンプの吐出圧力が低下する。これに関する前提は、インペラの後側に、吐出圧力に対して小さい圧力レベルを有する空間(即ちバネ空間)が存在することにある。
この解決策でも、冷媒ポンプが、外部エネルギーによって外部から制御可能な制御ユニット、即ち電磁コイルにより、必然的に比較的大きい取付けスペースを必要とする。
この解決策で外部エネルギーなしで“対応できる”圧力調整機能を有する調整要素/バネ要素は、取付けスペースに起因して使用される皿バネであるが、しかしながらこの皿バネは、その力/ストローク特性が、非常に著しく限定されているので、この解決策によって、開放圧力は、非常に不正確にしか調整することができない。
同様にその間に実際に信頼できる、圧力調整機能、ここでも調整スライダを有する冷媒ポンプの別の解決策は、独国特許第10 2008 026 218号明細書及び国際公開第2009/143832号パンフレットで出願人によって紹介された。この解決策の場合、調整スライダが、バネ負荷を受けた軸方向に摺動可能なリングピストンに配置され、調整スライダを操作するための調整圧力は、このために特に斜めディスクとして形成された、ポンプホイールの後壁に当接するアキシャルピストンポンプによって発生され、ポンプハウジング内に配置された電磁コイルによって調整される。
アキシャルピストンポンプの使用により、この解決策は、更にまた高い場所の必要量をエンジンルーム内に要求し、加えて、電磁弁の使用と関係して更にまた供給ラインを付設した外部エネルギーも必要とする。
加えて、従来技術では、独国特許出願公開第10 2008 022 354号明細書で出願人によって、同様にその間に実際に信頼できる別の解決策が紹介されたが、この解決策も、吐出容積流のアクティブ制御を、リセットバネによってバネ負荷を受けた弁スライダこれは、後壁と、この後壁に配置された、インペラの流出領域を可変に覆う外シリンダを有する−によって可能にする。
独国特許出願公開第10 2008 022 354号明細書による解決策では、リセットバネのバネ力に抗するバネ負荷を受けた弁スライダの摺動を生じさせる、必要な油圧は、電磁操作され、ポンプハウジンの外に配置された特殊なアキシャルピストンポンプによって発生され、同時に調整される。
別の解決策が、独国特許出願公開第10 2012 207 387号明細書から公知であり、この解決策によって、リセットバネによってバネ負荷を受けた弁スライダこれは、更にまた後壁と、この後壁に配置された、インペラの流出領域を可変に覆う外シリンダを有する−が、3方2位置弁によって油圧調整することができ、スライダの変位のために必要な油圧は、インペラのポンプシャフトに配置された、ポンプハウジングに統合された別の第2ポンプの“第2の”インペラによって発生される。
独国特許第881 306号明細書 欧州特許出願公開第1657446号明細書 独国特許第10 2008 026 218号明細書 国際公開第2009/143832号パンフレット 独国特許出願公開第10 2008 022 354号明細書 独国特許出願公開第10 2012 207 387号明細書
従って、本発明の根底にある課題は、従来技術の前記欠点を全て回避し、加えて安全弁を有する定量ポンプに対して明らかなエネルゲティック的利点を備え、特に圧力調整もしくは流量調整をするための(油圧、真空、電気エネルギーのような)外部エネルギーを必要とせず、高い信頼性(フェールセーフ)を保証し、気筒容積に対して高いエンジン出力−これは非常に大きく設計された冷媒ポンプを必要とする−を有するエンジンの最適な加熱を保証し、エンジンの加熱後でも、連続運転中のエンジン温度に、無段階に、高い動特性で、非常に確実に、非常に長い使用時間にわたって非常に正確に影響を与え、この場合同時にエンジンルーム内に存在する取付けスペースを最適に利用する最小のサイズを備える、駆動ホイールを介して駆動される無段階に調整可能な冷媒ポンプ(調整スライダを有する)を開発することであり、加えて、開発すべき冷媒ポンプは、製造及び組立技術的に簡単で安価に製造可能で、寿命全体にわたって常に高い運転の安全性と高い信頼性を保証すべきである。
本発明によれば、この課題は、本発明の独立請求項の特徴による、駆動ホイールを介して駆動される、内燃機関用の調整可能な冷媒ポンプによって解決される。
本発明の有利な形成、詳細及び特徴は、従属請求項と、本発明による解決策に関する4つの図と関係する本発明による解決策の以下の説明とかからわかる。
エンジンケース37に配置された本発明による調整可能な冷媒ポンプの側面の断面図 パイロット弁20を有するポンプシャフト4の分解図 調整スライダ12が“開段階”中の“調整流”の概略図を含む図1の詳細Z 調整スライダ12が“閉段階”中の“調整流”の概略図を含む図1の詳細Z
図1は、ポンプハウジング1と、このポンプハウジング1外でポンプ軸受2に支承され且つここではプーリ40の構造の駆動ホイール3よって駆動されるポンプシャフト4と、このポンプシャフト4の流れ側の自由端に回転不能に配置されたインペラ5と、ポンプハウジング1内に軸方向に案内され且つリセットバネ6によってバネ負荷を受けたリングピストン7とを有し、このリングピストンに、ポンプ内室9内に配置され且つインペラ5の流出領域10を可変に覆う外シリンダ11を有する調整スライダ12の後壁8が不動に固定され、ポンプシャフト4とポンプハウジング1の間でシール収容部13内にシャフトシール14が配置され、加えてポンプ内室9内に、ポンプハウジング1によって形成された又はポンプハウジング1に配置されたポンプドーム15が配置され、これらポンプドームに、インペラ5と調整スライダ12の後壁8との間でポンプ内室9内に位置不動に位置決めされた壁ディスク16が配置されている、エンジンケース37に配置された本発明による調整可能な冷媒ポンプを示す。
ポンプハウジング1に、リセットバネ6によってバネ負荷を受けたリングピストン7用のスライダガイド17が配置され、このスライダガイドが、外周面で、リングピストン7を案内し、加えて同時に、その内周面が、ポンプシャフト4から間隔を置かれて自由であることが、本発明にとって重要である。
加えて、スライダガイド17が、流れ側の自由端で壁ディスク16に当接し、これにより、互いに隣接する部品、即ち、スライダガイド17と、壁ディスク16と、その内周がポンプシャフト4から絞り間隙の分だけ間隔を置かれ且つ壁ディスク16に半径方向に可動に配置されたシールディスク33と、ポンプシャフト4と、シャフトシール14とが、共にリングシリンダ状の圧力チャンバ18を包囲/形成することが特徴的である。
壁ディスク16内に半径方向に可動に配置されたシールディスク33−その内径は、ポンプシャフト4の外径に対して僅かにしか遊び(狭いすきまばめ)を備えない−が、圧力チャンバ18への僅かなリークしか許容しない絞り間隙を意味する。
この場合、本発明によるポンプの全体の構造と関係して、圧力チャンバ18内でのシャフトシール14の本発明による構成によって、シャフトシール14が、全ての運転条件下で許容不能に高い圧力から保護され、高い信頼性でもシャフトシール14の高い寿命が保証されていることが、保証される。
この場合、スライダガイド17に、壁ディスク16から間隔を置かれて1つ/複数の貫通孔が配置されていることも重要である。
更に、ポンプシャフト4のインペラ側の自由端には、弁座孔内に、出口孔21を備える調整ネジ22と、弁バネ23と、弁ピストン24とから成るパイロット弁20が配置され、このパイロット弁は、弁ピストン24が、パイロット弁20の閉鎖状態で、ポンプシャフト4の中心に配置され且つポンプシャフト4内に配置された1つ/複数の横孔26を介して圧力チャンバ18に通じるシャフト孔25を閉鎖するように構成されている。構成を明確にするために、パイロット弁20を有するポンプシャフト4が、図2に分解図で図示されている。
しかしながらまた、一方のバネ端でリングピストン7に当接するリセットバネ6が、その他方のバネ端で、レーザ孔28を備えるフィルタスリーブ29のバネ当接部27に当接し、この場合、フィルタスリーブを封止するように壁ディスク16に押し付けることも、特徴的である。
レーザ孔28は、汚濁負荷の流入を防止し、これにより、本発明による調整装置の信頼性を高める。同時に、レーザ孔28は、本発明による構成では供給オリフィスとして使用され、パイロット弁を介して流出するよりも多くの液体が流入できないことを保証する。
しかしながらまた、この場合、リングピストン7に、フィルタピストンスライダ30が不動に配置され、このフィルタピストンスライダが、リングピストン7の摺動時にフィルタスリーブ29の外周に沿って滑動し、フィルタスリーブ29の汚濁負荷を除去し、即ち、フィルタスリーブ29内に配置されたレーザ孔28/(フィルタ孔)のその流入領域の汚れパーティクル蓄積物を掃除し、そして極端な使用条件下でも高い信頼性を保証することが、本発明にとって重要である。更に、リングピストン7が、フィルタピストンスライダ30、フィルタスリーブ29、壁ディスク16及びスライダガイド17と共にリングシリンダ状のバネ圧力室31を包囲することが特徴的である。
また、壁ディスク16の外周に、即ち外シリンダ11に向かって、調整スライダシール32が配置され、壁ディスク16の内周に、シールディスク33が配置され、これにより、ポンプ内室9内で、ポンプシャフト4と、インペラ5の後壁と、壁ディスク16と、外シリンダ11との間に配置されたインペラ後側室34が、圧力側を、後壁8と、フィルタスリーブ29と、壁ディスク16と、外シリンダ11との間に配置された調整スライダ内室36から切り離され、調整スライダ内室36内には、後壁8内にドーム貫通部35が配置されていることによって、常に、螺旋通路39内で構成された作動圧力がかかっていることも、重要である。
本発明による解決策の構造を図1及び2に基づいて説明した後で、図3及び4に基づいて、構造を説明した本発明による冷媒ポンプの機能方式/作用方式に詳細に立ち入る。
図3は、調整スライダ12が“開段階”中の“調整流”の概略図を含む図1の詳細Zを示す。調整スライダ12のこの“開段階” と呼ばれる移動方向(図3で調整スライダ12の横に方向矢印Rで図示した)で、調整スライダ12は、プーリ40の方向に移動し、この場合、その外シリンダ11でインペラ5の流出領域10を開放する。
ポンプシャフト4の回転数の上昇と共に、インペラ5の回転数が増加し、これにより、作動圧力、即ち螺旋通路39内の圧力が上昇する。この作動圧力は、本発明による冷媒ポンプの特にシールされてない内室全体に構成される。
この場合、作動圧力に対して低い圧力の作用を、(調整スライダ内室36に対してシールされた)インペラ後側室34と、(絞りとして作用するレーザ孔を備えるフィルタスリーブ29を介して調整スライダ内室36と接続された)バネ圧力室31は受けている。
バネ圧力室31が、貫通孔19を介して圧力チャンバ18と接続され、この圧力チャンバが横孔26を介してシャフト孔25と接続されているので、パイロット弁20の弁ピストン24には、フィルタスリーブ29の直後のバネ圧力室31内の圧力と同じ圧力がかかっているが、この圧力は、調整圧力とは違う説明で示す。この調整圧力は、この圧力の作用を受けるリングピストン7のリング面に作用する。これから生じる圧力は、以下では調整圧力と呼ばれる。加えて、この調整圧力と同じ向きで、リングピストン7には、更にリセットバネ6のバネ力が作用する。
合計で、調整圧力とバネ力は、リングピストン7に作用する開放力を構成する。この開放力は、リングピストン7と不動に結合された調整スライド12を、駆動側の終端位置へ摺動させるために働く。
開放力とは反対向きに、調整スライダ12には、リングピストン7において作動圧力の作用を受ける面から発する閉鎖圧力が作用する。閉鎖圧力の計算時に、“相対して”作動圧力の作用を受け、その作用が調整スライダ12における操作力として相殺される、リングピストン7の表面(及び調整スライダ12の表面)は、顧慮されていない。
図4は、調整スライダ12が“閉段階”中の調整流の概略図を含む図1の詳細Zを示す。“閉段階”と呼ばれる調整スライダ12のこの運動方向(図4で調整スライダ12の横に方向矢印Rで図示した)で、調整スライダ12は、インペラ5の方向に移動し、この場合、その外シリンダ11でインペラ5の流出領域10を閉鎖する。
圧力が、図3と関係して説明した、(調整スライダ12を配置した)リングピストン7の作動遊びによって、調整スライダ12がその駆動側の終端位置に位置するまで、上昇した後、ポンプシャフト4の回転数の上昇と共に(即ちインペラ5の回転数の上昇と共に)、作動圧力は、必然的に更に上昇し、“作動圧力の低下”なく、内燃機関の冷却システム内の構成要素を危険にさらす。
しかしながら本発明による構成により、作動圧力の上昇と共に、“絞り”、即ちフィルタスリーブ29を介してプリセットされた調整圧力も、連続的に共に上昇し、この調整圧力が、既に説明したように、直接的にパイロット弁20の弁ピストン24にかかっているので、最大許容作動圧力に達した時に、パイロット弁20は、このパイロット弁がその時に開放し、その際に圧力チャンバ18内に存在する冷媒が図4に図示したように吸込み通路38内へ排出されるように、プリセットすることができる。この場合、“供給オリフィス”、即ちフィルタスリーブ29のレーザ孔28は、数及び大きさを、フィルタスリーブ29を経て、パイロット弁20を介して排出するよりも多くの冷媒が流入できないように、設計/寸法設定されている。
この場合、圧力チャンバ18内、及び、貫通孔19を介して圧力チャンバ18と接続されたバネ圧力室31内では、圧力除荷が行なわれ、これにより調整圧力が低下し、従って、バネ力が一定のままである場合、開放力は、それぞれの作動圧力に依存した閉鎖圧力の値以下に下がるので、開放力に対して大きい閉鎖圧力は、インペラ5の方向のリングピストン7(このリングピストンに這日された調整スライダ12と共に)の摺動を生じさせる。この場合、調整スライダ12は、その外シリンダ11でインペラ5の流出領域10を閉鎖し、作動圧力が低下する。
エンジンの停止時も、作動圧力は、“ゼロ”まで低下し、これにより開放圧力及び閉鎖圧力も“ゼロ”まで低下する。
この力関係の時に、リングピストン7には、リセットバネのバネ力しか作用せず、リングピストン7(このリングピストンに配置された調整スライダ12と共に)を駆動側/プーリ側の終端位置、即ち“フル”に開放した位置へ摺動させる。
本発明による構成に由来する説明した作用の相互作用で、作動圧力の最適な調整部が生じ、これが、従来技術の欠点を回避し、明らかなエネルゲティック的利点を備え、圧力調整もしくは流量調整をするための(油圧、真空、電気エネルギーのような)外部エネルギーを必要とせず、高い信頼性(フェールセーフ)を保証し、気筒容積に対して高いエンジン出力−これは非常に大きく設計された冷媒ポンプを必要とする−を有するエンジンの最適な加熱を保証し、エンジンの加熱後でも、連続運転中のエンジン温度に、無段階に、高い動特性で、非常に確実に、非常に長い使用時間にわたって非常に正確に調整でき、同時に、エンジンルーム内に存在する取付けスペースを最適に利用する最小のサイズを備え、加えて、製造及び組立技術的に簡単で安価に製造可能で、寿命全体にわたって常に高い運転の安全性と高い信頼性を保証する。
1 ポンプハウジング
2 ポンプ軸受
3 駆動ホイール
4 ポンプシャフト
5 インペラ
6 リセットバネ
7 リングピストン
8 後壁
9 ポンプ内室
10 流出領域
11 外シリンダ
12 調整スライダ
13 シール収容分
14 シャフトシール
15 ポンプドーム
16 壁ディスク
17 スライダガイド
18 圧力チャンバ
19 貫通孔
20 パイロット弁
21 出口孔
22 調整ネジ
23 弁バネ
24 弁ピストン
25 シャフト孔
26 横孔
27 バネ当接部
28 レーザ孔
29 フィルタスリーブ
30 フィルタピストンスライダ
31 バネ加圧室
32 調整スライダシール
33 シールディスク
34 インペラ後側空間
35 ドーム貫通部
36 調整スライダ内室
37 エンジンケース
38 吸込み通路
39 螺旋通路
40 プーリ
R 方向矢印

Claims (3)

  1. ポンプハウジング(1)と、このポンプハウジング(1)内/外でポンプ軸受(2)に支承され且つ駆動ホイール(3)によって駆動されるポンプシャフト(4)と、このポンプシャフト(4)の流れ側の自由端に回転不能に配置されたインペラ(5)と、ポンプハウジング(1)内に軸方向に案内され且つリセットバネ(6)によってバネ負荷を受けたリングピストン(7)とを有し、このリングピストンに、ポンプ内室(9)内に配置され且つインペラ(5)の流出領域(10)を可変に覆う外シリンダ(11)を有する調整スライダ(12)の後壁(8)が不動に固定され、ポンプシャフト(4)とポンプハウジング(1)の間でシール収容部(13)内にシャフトシール(14)が配置され、加えてポンプ内室(9)内に、ポンプハウジング(1)によって形成された又はポンプハウジング(1)に配置されたポンプドーム(15)が配置され、これらポンプドームに、インペラ(5)と調整スライダ(12)の後壁(8)との間でポンプ内室(9)内に位置不動に位置決めされた壁ディスク(16)が配置されている、調整可能な冷媒ポンプにおいて、
    ・ポンプハウジング(1)に、リセットバネ(6)によってバネ負荷を受けたリングピストン(7)用のスライダガイド(17)が配置され、このスライダガイドが、外周面で、リングピストン(7)を案内し、その内周面が、ポンプシャフト(4)から間隔を置かれて自由であり、
    ・スライダガイド(17)が、流れ側の自由端で壁ディスク(16)に当接し、これにより、互いに隣接する部品、即ち、スライダガイド(17)と、壁ディスク(16)と、その内周がポンプシャフト(4)から絞り間隙の分だけ間隔を置かれ且つ壁ディスク(16)に半径方向に可動に配置されたシールディスク(33)と、ポンプシャフト(4)と、シャフトシール(14)とが、共にリングシリンダ状の圧力チャンバ(18)を包囲/形成し、
    ・スライダガイド(17)に、壁ディスク(16)から間隔を置かれて1つ/複数の貫通孔(19)が配置され、
    ・ポンプシャフト(4)のインペラ側の自由端には、弁座孔内に、1つ/複数の出口孔(21)を備える調整ネジ(22)と、弁バネ(23)と、弁ピストン(24)とから成るパイロット弁(20)が配置され、このパイロット弁は、弁ピストン(24)が、パイロット弁(20)の閉鎖状態で、ポンプシャフト(4)の中心に配置され且つポンプシャフト内に配置された1つ/複数の横孔(26)を介して圧力チャンバ(18)に通じるシャフト孔(25)を閉鎖するように構成され、
    ・一方のバネ端でリングピストン(7)に当接するリセットバネ(6)が、その他方のバネ端で、レーザ孔(28)を備えるフィルタスリーブ(29)のバネ当接部(27)に当接し、この場合、フィルタスリーブを封止するように壁ディスク(16)に押し付け、
    ・リングピストン(7)に、フィルタピストンスライダ(30)が不動に配置され、このフィルタピストンスライダが、リングピストン(7)の摺動時にフィルタスリーブ(29)の外周に沿って滑動し、
    ・リングピストン(7)が、フィルタピストンスライダ(30)、フィルタスリーブ(29)、壁ディスク(16)及びスライダガイド(17)と共にリングシリンダ状のバネ圧力室(31)を包囲し、
    ・壁ディスク(16)の外周に、即ち外シリンダ(11)に向かって、調整スライダシール(32)が配置され、壁ディスク(16)の内周に、シールディスク(33)が配置され、これにより、ポンプ内室(9)内で、ポンプシャフト(4)と、インペラ(5)の後壁と、壁ディスク(16)と、外シリンダ(11)との間に配置されたインペラ後側室(34)が、圧力側を、後壁(8)と、フィルタスリーブ(29)と、壁ディスク(16)と、外シリンダ(11)との間に配置された調整スライダ内室(36)から切り離され、調整スライダ内室(36)内には、後壁(8)内にドーム貫通部(35)が配置されていることによって、常に、螺旋通路(39)内で構成された作動圧力がかかっていること、を特徴とする調整可能な冷媒ポンプ。
  2. ポンプハウジング(1)が、エンジンケース(37)にフランジ留めされ、このエンジンケースに、吸込み通路(38)及び螺旋通路(39)が統合されていること、を特徴とする請求項1に記載の調整可能な冷媒ポンプ。
  3. 駆動ホイール(3)が、プーリ(40)であること、を特徴とする請求項1又は2に記載の調整可能な冷媒ポンプ。
JP2016526137A 2013-10-30 2014-10-22 調整可能な冷媒ポンプ Pending JP2016535833A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013018205.0 2013-10-30
DE201310018205 DE102013018205B3 (de) 2013-10-30 2013-10-30 Regelbare Kühlmittelpumpe
PCT/DE2014/000538 WO2015062565A1 (de) 2013-10-30 2014-10-22 Regelbare kühlmittelpumpe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2016535833A true JP2016535833A (ja) 2016-11-17

Family

ID=50821691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016526137A Pending JP2016535833A (ja) 2013-10-30 2014-10-22 調整可能な冷媒ポンプ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20160215679A1 (ja)
EP (1) EP3063412A1 (ja)
JP (1) JP2016535833A (ja)
KR (1) KR20160078365A (ja)
CN (1) CN105874208A (ja)
DE (1) DE102013018205B3 (ja)
WO (1) WO2015062565A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190113030A (ko) * 2018-03-27 2019-10-08 현대자동차주식회사 차량용 냉각수 펌프 및 이를 포함한 냉각 시스템

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015119092B4 (de) 2015-11-06 2019-03-21 Pierburg Gmbh Verfahren zur Regelung einer mechanisch regelbaren Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine
DE102015119089B4 (de) * 2015-11-06 2019-03-21 Pierburg Gmbh Kühlmittelpumpe für eine Verbrennungskraftmaschine
RU179501U1 (ru) * 2017-07-18 2018-05-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет", ФГБОУ ВО "АГТУ" Механизм поворота лопаток рабочего колеса свободновихревого насоса
DE102017120191B3 (de) 2017-09-01 2018-12-06 Nidec Gpm Gmbh Regelbare Kühlmittelpumpe für Haupt- und Nebenförderkreislauf
DE102017126870A1 (de) * 2017-11-15 2019-05-16 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Nehmerzylinder mit höhenverstellbarem Kolben und Kupplung mit Nehmerzylinder
KR102474350B1 (ko) * 2017-12-06 2022-12-05 현대자동차 주식회사 냉각수 펌프유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각시스템
KR102487184B1 (ko) * 2017-12-18 2023-01-10 현대자동차 주식회사 차량용 냉각수 펌프 및 이를 포함한 냉각 시스템
CN108019356A (zh) * 2017-12-28 2018-05-11 湖南泵阀制造有限公司 一种具有调流与截断功能的多功能离心泵及管路系统
USD923060S1 (en) 2018-08-09 2021-06-22 Psg Germany Gmbh Pump
US20220099016A1 (en) * 2019-01-15 2022-03-31 Pierburg Pump Technology Gmbh Switchable mechanical motor vehicle coolant pump
USD966342S1 (en) * 2020-02-07 2022-10-11 Pedrollo S.P.A. Electric pump
USD960203S1 (en) * 2020-09-28 2022-08-09 Hugo Vogelsang Maschinenbau Gmbh Pump for liquids
WO2022073589A1 (en) * 2020-10-06 2022-04-14 Pierburg Pump Technology Gmbh Variable mechanical automotive coolant pump
CN112502998B (zh) * 2020-12-01 2022-08-05 石家庄栾兴泵业有限公司 一种低噪节能的双壳渣浆泵
RU207994U1 (ru) * 2021-04-21 2021-11-29 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технологическая промышленная компания" Насос для системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE881306C (de) * 1941-10-28 1953-06-29 Voith Gmbh J M Kreiselpumpe mit Spaltringschuetze
DE102004054637B4 (de) * 2004-11-12 2007-04-26 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Regelbare Kühlmittelpumpe
DE102008022354B4 (de) * 2008-05-10 2012-01-19 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Regelbare Kühlmittelpumpe und Verfahren zu deren Regelung
DE102008026218B4 (de) * 2008-05-30 2012-04-19 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Regelbare Kühlmittelpumpe
DE102012207387A1 (de) * 2011-07-27 2013-01-31 Mahle International Gmbh Kühleinrichtung
DE102011113040B3 (de) * 2011-09-09 2012-04-26 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt "Regelbare Kühlmittelpumpe"
DE102012208103A1 (de) * 2012-05-15 2013-11-21 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Aktuatorik für eine geregelte Kühlmittelpumpe
DE102014009367B3 (de) * 2014-06-21 2015-03-05 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt Regelbare Kühlmittelpumpe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190113030A (ko) * 2018-03-27 2019-10-08 현대자동차주식회사 차량용 냉각수 펌프 및 이를 포함한 냉각 시스템
KR102451915B1 (ko) 2018-03-27 2022-10-06 현대자동차 주식회사 차량용 냉각수 펌프 및 이를 포함한 냉각 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015062565A1 (de) 2015-05-07
EP3063412A1 (de) 2016-09-07
US20160215679A1 (en) 2016-07-28
DE102013018205B3 (de) 2014-06-18
KR20160078365A (ko) 2016-07-04
CN105874208A (zh) 2016-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2016535833A (ja) 調整可能な冷媒ポンプ
JP6679718B2 (ja) 内燃機関用冷却媒体ポンプ
JP4410530B2 (ja) 電子制御粘性ファン駆動装置
JP5044569B2 (ja) 制御可能な冷却媒体ポンプ
JP6369966B2 (ja) 揺動形アクチュエータのための中央バルブ
US8287255B2 (en) Variable displacement rotary pump
EP3359836B1 (en) Morning sickness valve system for viscous clutch
JP6647540B2 (ja) 内燃機関の機械的に調整可能な冷却媒体ポンプのための調整ユニット
JP5693601B2 (ja) 組込み式の圧力制限弁を備えたスクリュースピンドルポンプ
JP6586772B2 (ja) 流体圧ポンプ
CN106104126A (zh) 双/可变增益油泵控制阀
JP6284639B2 (ja) フェイルセーフ機能が組み込まれた可変容量型ベーンポンプ
JP6632721B2 (ja) 内燃機関用冷却媒体ポンプ
JP5818509B2 (ja) バルブ装置
JP5956773B2 (ja) リリーフバルブ
US20180010598A1 (en) Hydraulic pump and respective multifunction valve
JP2015155649A (ja) リリーフ弁装置
JP2017020562A (ja) リリーフバルブ
US20140261280A1 (en) Active pressure relief valve system and method
US7249608B2 (en) Flow control for power steering
JP6974082B2 (ja) 油圧制御装置、ポンプおよび内燃機関への作動油供給システム
JP7329848B2 (ja) パイロット式電気的駆動弁
JPS6146669B2 (ja)
JP5591143B2 (ja) 可変容量型ベーンポンプ
JPS59137671A (ja) 圧力制御弁