WO2016034159A1

WO2016034159A1 - Vorrichtung zur regelung des pumpendruckes von kreiselpumpen

Info

Publication number: WO2016034159A1
Application number: PCT/DE2015/000426
Authority: WO
Inventors: Andreas Schmidt; Peter Amm; Jens Oberänder; Frank Blaurock; Mirko Sierakowski
Original assignee: Nidec Gpm Gmbh
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2015-08-22
Publication date: 2016-03-10
Also published as: DE102014013224B3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung zur Regelung und/oder Begrenzung des Pumpendruckes von Kreiselpumpen in Fluidkreisläufen, wie beispielsweise einen Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine rein mechanische, selbsttätig regelnde, einfache und kostengünstige Regelvorrichtung zur Regelung und/oder Begrenzung des Pumpendruckes von Kreiselpumpen in Fluidkreisläufen zu entwickeln, die zur Regelung des Pumpenausgangsdruckes weder ein externes Steuersignal, z.B. vom Motorsteuergerät, noch eine außerhalb der Pumpe liegende, externe elektrische, elektromagnetische, hydraulische, pneumatische oder vakuumangesteuerte Betätigungseinheit benötigt. Die erfindungsgemäße Regelvorrichtung zur Regelung und/oder Begrenzung des Pumpendruckes von Kreiselpumpen mit einem in einem Pumpengehäuse (2) drehbar gelagerten Schaufelrad (3) und einen dieses Schaufelrad (3) umgebenden Spiralkanal (4), welcher in einem Übergangsbereich (5) in einen Pumpenauslauf mündet, zeichnet sich dadurch aus, dass im Übergangsbereich (5), in einer Führung (6) linear verschiebbar, ein mit einem Regelkolben (9) verbundener Regelschieber (7) angeordnet ist, welcher mittels linearer Verschiebung den Durchlassquerschnitt des Übergangsbereiches (5) vollständig zu öffnen, und auch teilweise zu verschließen vermag, indem der Regelkolben (9) in einem, dem Übergangsbereich (5) benachbarten Kolbenarbeitsraum (10) angeordnet ist, und von einer Druckfeder (18) mit Rückstellfunktion belastet, in Abhängigkeit der Druckdifferenz zwischen dem Eingangsdruck und dem Ausgangsdruck der Kreiselpumpe im Kolbenarbeitsraum (10) verfährt.

Description

Regelvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung zur Regelung und/oder Begrenzung des Pumpendruckes von Kreiselpumpen in Fluidkreisläufen, wie beispielsweise in einem Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors.

Im Stand der Technik sind zur Regelung und/oder Begrenzung des Pumpendruckes von Kreiselpumpen in Fluidkreisläufen unterschiedliche Regelvorrichtungen vorbeschrieben.

Eine Variante ist der Einsatz eines drehzahlgesteuerten Elektromotors zum Antrieb der Kreiselpumpe. Diese Variante gestaltet sich bei Einsatz dieser Kreiselpumpe im Kühlmittelkreislauf eines Kraftfahrzeuges als sehr bauraumintensiv, wobei diese Variante zudem in unmittelbarer Nähe zu heißen Einbauräumen nicht eingesetzt werden kann.

Zumeist handelt es sich bei Kühlmittelpumpen für Kraftfahrzeuge um mechanisch angetriebene Kühlmittelpumpen, deren Antrieb ausgehend von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine mittels eines Zugmittels, z.B. mittels eines Keilriemens, eines Zahn- oder eines Keilrippenriemens erfolgt. Die Kühlmittelpumpe wird dadurch in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine über den gesamten Drehzahlbereich über ein festes an die Motordrehzahl gekoppeltes Übersetzungsverhältnis angetrieben.

Dadurch ergeben sich im oberen Motordrehzahlbereich, wegen der annähernd quadratischen Drucksteigerung der Kreiselpumpe bei Drehzahlerhöhung, sehr hohe Pumpendrücke der Kühlmittelpumpe, eine daraus resultierende, sehr hohe Druckbelastung des Kühlkreislaufes, aber gleichzeitig, neben der damit verbundenen hohen Pumpenfördermenge, auch eine sehr hohe zum Antrieb der Kühlmittelpumpe erforderliche Pumpenantriebsleistung und einen damit verbundenen erhöhten Kraftstoffverbrauch.

Dabei verursacht der im oberen Motordrehzahlbereich auftretende, zu hohe Pumpendruck eine unnötig hohe Druckbelastung der Kühlkreislaufbauteile, und erfordert eine der maximalen Druckbelastung gerecht werdende Auslegung der Kühlkreislaufelemente, wie z.B. des Kühlers und der Heizung, woraus neben hohen Bauvolumen und entsprechend hohen Bauteilgewichten auch hohe Herstellungskosten resultieren.

Zudem erhöhen die aus dem hohen Pumpendruck und dem jeweiligen Kreislaufströmungswiderstand resultierenden großen Kreislaufvolumenströme wesentlich die Kavitationsanfälligkeit der Kühlmittelpumpe und reduzieren dadurch deren Zuverlässigkeit, Ausfallsicherheit und Lebensdauer.

Dabei werden die maximal zulässigen Bauteildrücke für den Kühler und den Heizungswärmetauscher deutlich überschritten. Die Bauteile Motor, Motorölkühler (MÖK) sowie Getriebeölkühler (ATF) sind bei höheren Kühlkreislaufdrücken festigkeitsmäßig nicht gefährdet.

Dennoch wäre auch für diese Bauteile eine Druckabsenkung wünschenswert, da geringere Druckbelastungen nicht nur die Schlauch- bzw. Leitungsanschlüsse entlasten, sondern im gesamten Kühlkreislauf die Ausfallsicherheit erhöhen, zudem das Bauvolumen reduzieren und gleichzeitig die Herstellungskosten senken.

Neben im Bereich des Flügelrades angeordneten, extern angesteuerten, mit einem elektrischen, elektromagnetischen, hydraulischen oder pneumatischen Aktuator versehenen Regelschiebern sind im Stand der Technik auch extern, beispielsweise vom Motorsteuergerät angesteuerte, im Kühlmittelkreislauf angeordnete Regel- und/oder Druckbegrenzungsventile vorbeschrieben.

Zudem wird beispielsweise in der EP 1 653 31 1 A1 vorgeschlagen, druckseitig, unmittelbar am Ausgang des Spiralkanals einer Kühlmittelpumpe ein Druckbegrenzungsventil mit einem anströmbaren kalibrierten Betätigungsmittel sowie einem elastischen Rückstellmittel anzuordnen.

Der die Strömung im Spiralkanal beeinflussende Aktuator kann bei dieser Lösung vom Motorsteuergerät elektrisch, elektromagnetisch, hydraulisch, pneumatisch oder mittels Vakuum betätigt werden. Diese Bauform ist in der Einstellung sehr aufwendig und zudem kostenintensiv in der Herstellung.

Wegen der externen Betätigung wird eine „Fail-safe" Funktion (Ausfallsicherung) erforderlich. Diese„Fail-safe" Funktion kann jedoch mit der in der EP 2 687 728 A1 vorgestellten Lösung nicht realisiert werden.

In der DE 10 2007 023 858 A1 wurde daher vorgeschlagen, ebenfalls druckseitig, unmittelbar am Ausgang des Spiralkanals einer Kühlmittelpumpe ein förderleistungsabhängiges Durchflussbegrenzungsventil, in der Bauform eines Kugelventiles mit Käfig, mit einer förderleistungsabhängig hubbeaufschlagten Kugel anzuordnen, welche in Öffnungsrichtung des Durchfluss-Begrenzungsventils schwerkraftabhängig beaufschlagt ist.

Dabei hängt die schwerkraftabhängige Beaufschlagung der Kugel von der Einbauposition des Durchfluss-Begrenzungsventils ab.

Auf Grund der schwerkrafthubbeaufschlagt angeordneten Kugel hat diese

Lösung den Nachteil, dass die Vorrichtung nicht beliebig eingebaut werden kann, d.h. dass die Lösung in ihrer Einbaulage stark beschränkt ist.

Zudem stellt das Kugelventil selbst im nichtgeregelten Zustand stets einen zusätzlichen Strömungswiderstand im Spiralkanal dar, welcher eine zusätzliche, d.h. in Summe, erhöhte Antriebsleistung erfordert.

Weiterhin ist aus der US 2 957 424 A eine Kreiselpumpe bekannt bei der die

Pumpenleistung durch Variation des Einlassquerschnittes, unmittelbar im

Bereich des Schaufelradeintrittes, geregelt werden kann. Diese Verringerung des Einlassquerschnittes hat jedoch zwangsläufig eine Erhöhung der Kavitationsneigung zur Folge.

Aus der US 2 470 565 A ist zudem ein Kompressor für das Fördermedium Luft bekannt, bei dem als Überdruckschutz, zwischen der Druckseite des Kompressors und der Saugseite des Kompressors, ein Bypass angeordnet wurde.

In der JP S57-191 498 A wird eine weitere Kreiselpumpe vorbeschrieben, bei der die bei Kreiselpumpen im Spiralkanal fest angeordnete Spiralkanalzunge verschiebbar ausgestaltet ist, so dass diese verschiebbar ausgestaltete Spiralkanalzunge zur Optimierung des Pumpenwirkungsgrades definiert von einem externen Aktuator bedarfsgerecht verstellt werden kann.

Zudem ist aus der DE 10 2010 052 996 A1 eine Pumpe, insbesondere zum Fördern eines Kühlmittels einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der der Fördervolumenstrom durch ein temperatursensitives Dehnstoffelement bedarfsgerecht so geregelt wird, dass bei kaltem Motor geringere und bei heißem Motor entsprechend höhere Kühlmittelmengen gefördert werden. Mit dieser Lösung ist der Pumpendruck jedoch nur eingeschränkt zu begrenzen, da bei dieser Lösung ein den Strömungsquerschnitt freigebender Schieber bei Überschreitung eines Schwellwertes des Flüssigkeitsdruckes voll öffnet.

In der WO 2010/146 609 A1 wird eine andere mechanische Kühlmittelpumpe, insbesondere für Fahrzeuge, vorbeschrieben, bei der ein im Spiralkanal verstellbar angeordnetes Absperrelement, welches von einem externen, mechanisch oder elektrisch betätigten Aktuator so verstellt werden kann, dass auch mittels dieser Lösung bei kaltem Motor geringere und bei heißem Motor entsprechend höhere Kühlmittelmengen bereit gestellt werden können. Der Pumpendruck ist jedoch auch mittels dieser Lösung nur eingeschränkt zu begrenzen, da auch bei dieser Lösung eine integrierte "Fail-safe" Funktion den Strömungsquerschnitt voll öffnet, so dass eine Druckbegrenzung dann nicht mehr gewährleistet werden kann.

Aus der WO 2014 / 060 041 A1 ist eine weitere mechanische Kühlmittelpumpe bekannt, bei der zur bedarfgerechten Regelung des Fördervolumenstromes ein im Spiralkanal verstellbar angeordnetes Absperrelement, von einem externen, mechanisch oder elektrisch betätigten Aktuator so verstellt werden kann, dass wiederum bei kaltem Motor geringere und bei heißem Motor entsprechend höhere Kühlmittelmengen bereit gestellt werden können. Doch auch mit dieser Lösung ist der Pumpendruck nur eingeschränkt begrenzbar, da auch hier die integrierte "Fail-safe" Funktion den Strömungsquerschnitt voll öffnet, so dass auch mittels dieser Lösung eine Druckbegrenzung nicht gewährleistet werden kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine rein mechanische, selbsttätig regelnde, einfache und kostengünstige Regelvorrichtung zur Regelung und/oder Begrenzung des Pumpendruckes von Kreiselpumpen in Fluidkreisläufen zur Verfügung zu stellen, die die Nachteile des gegenwärtigen Standes der Technik vermeidet, zur Regelung des Pumpenausgangsdruckes weder ein externes Steuersignal, z.B. vom Motorsteuergerät, noch eine außerhalb der Pumpe liegende, externe elektrische, elektromagnetische, hydraulische, pneumatische oder vakuumangesteuerte Betätigungseinheit benötigt, im nichtregelnden Zustand keinen zusätzlichen Strömungswiderstand im Kühlkreislauf darstellt und sich zudem durch eine fertigungs- und montagetechnisch einfache, kostengünstige, den vorhandenen Bauraum optimal ausnutzende robuste Bauform auszeichnet, kostengünstig herstellbar ist, und stets eine hohe Betriebssicherheit, und bei hoher Zuverlässigkeit zudem im Kfz-Bereich die erforderliche„Fail-safe" Funktion zu gewährleisten vermag.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Regelvorrichtung zur Regelung und/oder Begrenzung des Pumpendruckes von Kreiselpumpen in Fluidkreisläufen nach den Merkmalen des unabhängigen Anspruches der Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausführungen Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der erfindungsgemäßen Lösung in Verbindung mit den Zeichnungen zu drei Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Lösung.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand von drei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit 10 Darstellungen zu den Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt dabei:

Figur 1 : die Explosivdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels mit einer, radial zur Mittenachse des Schaufelrades 3 im Pumpengehäuse 2 einer Kühlmittelpumpe angeordneten, erfindungsgemäßen Regelvorrichtung;

Figur 2 : die erfindungsgemäße Regelvorrichtung, gemäß Figur 1 , im

Endmontagezustand, in der Seitenansicht im Schnitt, mit dem Regelschieber 7 in der Endlagenstellung„vollständig geöffnet";

Figur 3 : die erfindungsgemäße Regelvorrichtung, gemäß Figur 1 , im

Endmontagezustand, in der Seitenansicht im Schnitt, mit dem Regelschieber 7 in der Endlagenstellung„Mindestdurchfluss";

Figur 4 : die Explosivdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels mit einer, parallel zur Mittenachse des Schaufelrades 3 im Pumpengehäuse 2 einer Kühlmittelpumpe angeordneten, erfindungsgemäßen Regelvorrichtung; Figur 5 : die erfindungsgemäße Regelvorrichtung, gemäß Figur 4, im Endmontagezustand, in der Seitenansicht im Schnitt, mit dem Regelschieber 7 in der Endlagenstellung„vollständig geöffnet";

Figur 6 : die erfindungsgemäße Regelvorrichtung, gemäß Figur 4, im

Figur 7 : die Explosivdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels mit einer im Motorgehäuse, parallel zur Mittenachse des Schaufelrades 3 einer an einem Motorgehäuse angeflanschten Kühlmittelpumpe, angeordneten, erfindungsgemäßen Regelvorrichtung; die erfindungsgemäße Regelvorrichtung, gemäß Figur 7, im Endmontagezustand, in der Seitenansicht im Schnitt, mit dem Regelschieber 7 in der Endlagenstellung„vollständig geöffnet"; die erfindungsgemäße Regelvorrichtung, gemäß Figur 7, im Endmontagezustand, in der Seitenansicht im Schnitt, mit dem Regelschieber 7 in der Endlagenstellung„Mindestdurchfluss"; die Anordnung der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung im Übergangsbereich 5, hier gemäß Figur 9 in der Draufsicht, im Schnitt bei A-A mit dem im Übergangsbereich 5 angeordneten erfindungsgemäßen Regelschieber 7.

Diese erfindungsgemäße, in den Figuren 1 bis 10 dargestellte Regelvorrichtung zur Regelung und/oder Begrenzung des Pumpendruckes von Kreiselpumpen mit einem Pumpenzulauf 1 , der Pumpensaugseite, einem dem Pumpenzulauf 1 benachbarten, in einem Pumpengehäuse 2 drehbar gelagerten Schaufelrad 3, einen dieses Schaufelrad 3 umgebenden Spiralkanal 4 welcher in einem Übergangsbereich 5 in einen Pumpenauslauf mündet, zeichnet sich dadurch aus, dass in dem in der Figur 10 dargestellten Übergangsbereich 5, in einer Führung 6 linear verschiebbar, ein Regelschieber 7 angeordnet ist, welcher mittels linearer Verschiebung den Durchlassquerschnitt des Übergangsbereiches 5 vollständig zu öffnen, und auch teilweise zu verschließen vermag, wobei der Regelschieber 7 mittels eines ein- oder mehrteiligen, biegesteifen Verbindungsgestänges 8 starr mit einem Regelkolben 9 verbunden ist, wobei dieser Regelkolben 9 in einem dem Übergangsbereich 5 benachbarten Kolbenarbeitsraum 10 angeordnet ist, und diesen Kolbenarbeitsraum 10 in einen Ausgangsdruckraum 1 1 und einen Eingangsdruckraum 12 unterteilt, wobei der Regelkolben 9 über zwei einander gegenüberliegend, an den Stirnseiten des Regelkolbens 9 angeordnete, wirksame Kolbenarbeitsflächen verfügt, so dass im Ausgangsdruckraum 1 1 am Regelkolben 9 eine Schließdruckfläche 13, und im Eingangsdruckraum 12 am Regelkolben 9 eine Federanlagefläche 14 angeordnet ist, und dass der Ausgangsdruckraum 12 über eine Durchlassführungsöffnung 15 mit dem Übergangsbereich 5 verbunden ist, und dass der Eingangsdruckraum 12 mittels eines Verbindungskanals 16 mit dem Pumpenzulauf 1 verbunden ist, und dass zwischen einer stirnseitig im Eingangsdruckraum 1 1 angeordneten Wandung 17 und der Federanlagefläche 14 des Regelkolbens 9 im Eingangsdruckraum 12 eine Druckfeder 18 angeordnet ist, und dass in Wirkrichtung der Druckfeder 18 neben dem Übergangsbereich 5 eine vollständig den Regelschieber 7 aufnehmende Schieberkammer 19 angeordnet ist, in die der Regelschieber 7 in der „hinteren" Endlagenstellung, der Regelstellung„Offen" vollständig einfahren kann, und dass die Druckfeder 18 so bemessen ist, das diese mit ihrer Blocklage die„vordere" Endlagenstellung des Regelschiebers 7 begrenzt, wobei durch die Blocklage eine Regelstellung „Mindestdurchfluss" realisiert wird.

Diese erfindungsgemäße Anordnung bewirkt, dass über die Durchlassführungsöffnung 15 im Eingangsdruckraum 12 ständig der am Pumpeneingang vorherrschende, der saugseitige Pumpendruck aus dem Pumpenzulauf 1 an der Federanlagefläche 14 des Regelkolbens 9 anliegt.

Zudem bewirkt die gleichzeitig an der Federanlagefläche 14 anliegende Druckfeder 18, dass bei nicht angetriebenem Schaufelrad 3 der Regelschieber 7 stets in die Endlagenstellung„voll geöffnet" verfährt, und daneben gleichzeitig eine„Fail-safe" Funktion gewährleistet.

Dabei bewirkt die erfindungsgemäße Regelvorrichtung auch, dass an der der Federanlagefläche 14 gegenüberliegenden Schließdruckfläche 13 des Regelkolbens 9, im Ausgangsdruckraum 11 , über die Durchlassführungsöffnung 15 zum Ende des Spiralkanals 4, jeweils der am Pumpenaustritt vorherrschende, der druckseitige Pumpendruck anliegt.

Infolge der Federkraft der Druckfeder 18 verharrt der Regelschieber 7 auch bei niedrigen Pumpendrehzahlen in der Endlagenstellung„voll geöffnet" (Figur 2, Figur 5, Figur 8), d.h. der Strömungsquerschnitt des Spiralkanales 4 wird im Übergangsbereich 5 durch den Regelschieber 7 nicht versperrt und die in den Ausführungsbeispielen dargestellten Kühlmittelpumpen fördern den „vollen" Volumenstrom ohne Druckbegrenzung.

Mit steigender Pumpendrehzahl resultiert aus dieser, neben einem steigenden Fördervolumen, einem höheren Volumenstrom, auch ein höherer Förderdruck. Dieser erhöhte Förderdruck liegt, wie oben erläutert, erfindungsgemäß zwangsläufig auch im Ausgangsdruckraum 1 1 an der Schließdruckfläche 13 des Regelkolbens 9 an, und bewirkt nun, dass der Regelkolben 9, entgegen der Druckkraft auf die Federanlagefläche 14, die sich aus dem Saugdruck der Pumpe im Eingangsdruckraum 12 und der Federkraft der Druckfeder 18 zusammensetzt, mit dem am Regelkolben 9, mittels eines ein- oder mehrteiligen, biegesteifen Verbindungsgestänges 8, angeordneten Regelschieber 7 verfährt, und dabei den Strömungsquerschnitt des Spiralkanals 4 im Übergangsbereich 5 in Abhängigkeit vom Verstellweg des Regelkolbens 9 teilweise verschließt. Das Maß des Verstellweges und damit die Größe der „Versperrung" des Strömungsquerschnittes im Übergangsbereich 5 des Spiralkanals 4 wird dabei von der Federkennlinie der Druckfeder 18 bestimmt.

Infolge dieser„Versperrung" des Strömungsquerschnittes im Übergangsbereich 5 des Spiralkanals 4 durch den Regelschieber 7 wird am Spiralkanalausgang ein Druckabfall bewirkt, so dass der Förderdruck in Strömungsrichtung nach (hinter) dem Regelschieber 7 geringer ist als der Förderdruck der Pumpe in Strömungsrichtung vor dem Regelschieber 7.

Bei weiter steigenden Pumpendrehzahlen und damit steigenden Förderdrücken erhöht sich die Größe der „Versperrung" des Strömungsquerschnittes im Übergangsbereich 5 des Spiralkanals 4 und damit der Druckabfall über den Regelschieber 7.

Dabei bleibt der Förderdruck am Spiralkanalausgang etwa konstant, so dass ab einer von der jeweils gewählten Federkennlinie der Druckfeder abhängigen Motordrehzahl, dann mittels der erfindungsgemäßen Lösung, für die einzelnen Kühlkreislaufbauteile, sich erfindungsgemäß etwa gleichbleibende Eingangsdrücke ergeben.

Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit gelungen eine rein mechanische, selbsttätig regelnde, einfache und kostengünstige Regelvorrichtung zur Regelung und/oder Begrenzung des Pumpendruckes von Kreiselpumpen in Fluidkreisläufen zur Verfügung zu stellen die zur Regelung des Pumpenausgangsdruckes weder ein externes Steuersignal, z.B. vom Motorsteuergerät, noch eine außerhalb der Pumpe liegende, externe elektrische, elektromagnetische, hydraulische, pneumatische oder vakuumangesteuerte Betätigungseinheit benötigt, im nichtregelnden Zustand keinen zusätzlichen Strömungswiderstand im Kühlkreislauf darstellt, sich zudem durch eine fertigungs- und montagetechnisch einfache, kostengünstige, den vorhandenen Bauraum optimal ausnutzende robuste Bauform auszeichnet, kostengünstig herstellbar ist, und stets eine hohe Betriebssicherheit und bei hoher Zuverlässigkeit zudem im Kfz-Bereich die erforderliche „Fail-safe" Funktion gewährleistet. Um die Blocklage der Druckfeder 18 als eine der Endlagenstellungen des Regelschiebers 7 zu vermeiden, wird im Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 bis 3 eine konstruktive Lösung vorgestellt, die sich dadurch auszeichnet, dass die Durchlassführungsöffnung 15 so angeordnet ist, dass durch diese hindurch das Verbindungsgestänge 8 des Regelschiebers 7 geführt ist, und die Durchlassführungsöffnung 15 dabei so bemessen/angeordnet ist, dass diese gleichzeitig als Endlagenbegrenzung für das Verbindungsgestänge 8 dient, und der Regelschieber 7 in der „vorderen" Endlagenstellung, der Regelstellung „Mindestdurchfluss", mit dem Verbindungsgestänge 8 an der Durchlassführungsöffnung 15 zur Anlage kommt.

Eine andere konstruktive Lösung, welche ebenfalls die Blocklage der Druckfeder 18 als eine der Endlagenstellungen des Regelschiebers 7 zu vermeiden vermag ist in den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 4 bis 9 dargestellt.

Diese in diesen Figuren 4 bis 9 dargestellten, beiden anderen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Lösung zeichnen sich dadurch aus, dass mittig in der Federanlagefläche 14 des Regelkolbens 9, ein Federführungszylinder 20 mit einer Stirnfläche 21 angeordnet ist, der in seinen Längenabmessungen so bemessen ist, dass die Stirnfläche 21 des Federführungszylinders 20 in der „vorderen" Endlagenstellung, der Regelstellung„Mindestdurchfluss" an der Wandung 17 zur Anlage kommt.

Zur Gewährleistung einer einfachen Montage und Instandhaltung ist es für die erfindungsgemäße Lösung kennzeichnend, dass der Kolbenarbeitsraum 10 nach außen offen ausgebildet ist, wobei in seinem offenen Ende 22 ein Innengewindestück 23 angeordnet ist in dem nach der Montage der erfindungsgemäßen Bauteile eine Montageschraube 24 mit einem Schraubenboden 25 angeordnet ist.

Kennzeichnend ist in diesem Zusammenhang auch, dass der Schraubenboden 25 der Montageschraube 24 die Wandung 17 ausbildet und der Anlage der Druckfeder 18 dient. Kennzeichnend ist auch, dass der Schraubenboden 25 der Montageschraube 24, wie im ersten Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 3 dargestellt, als Endlagenbegrenzung für das Verbindungsgestänge 8 dient, und somit gleichzeitig die Endlagenbegrenzung für den Regelschieber 7 in seiner hinteren Endlagenstellung„voll geöffnet" bildet.

Erfindungsgemäß ist dabei auch, dass der Schraubenboden 25 der Montageschraube 24 als Endlagenbegrenzung für die Stirnfläche 21 des Federführungszylinders 20 dient.

Erfindungsgemäß ist aber auch dass, wie im 2. und 3. Ausführungsbeispiel, in den Figuren 5 und 6, bzw. den Figuren 8 und 9 dargestellt, im Schraubenboden 25 der Montageschraube 24 eine Federaufnahmekammer 26 mit einer Anlagefläche 27 für die Stirnfläche 21 des Federführungszylinders 20 angeordnet ist. Dadurch wurde es möglich das Bauvolumen weiter zu reduzieren.

Bezugszeichenzusammenstellung

1 Pumpenzulauf

2 Pumpengehäuse

3 Schaufelrad

4 Spiralkanal

5 Übergangsbereich

6 Führung

7 Regelschieber

8 Verbindungsgestänge

9 Regelkolben

10 Kolbenarbeitsraum

11 Ausgangsdruckraum

12 Eingangsdruckraum

13 Schließdruckfläche

14 Federanlagefläche

15 Durchlassführungsöffnung

16 Verbindungskanal

17 Wandung

18 Druckfeder

19 Schieberkammer

20 Federführungszylinder

21 Stirnfläche

22 offenes Ende

23 Innengewindestück

24 Montageschraube

25 Schraubenboden

26 Federaufnahmekammer

27 Anlagefläche

Claims

Patentansprüche

1. Regelvorrichtung zur Regelung und/oder Begrenzung des Pumpendruckes von Kreiselpumpen mit einem Pumpenzulauf (1), der Pumpensaugseite, einem dem Pumpenzulauf (1) benachbarten, in einem Pumpengehäuse (2) drehbar gelagerten Schaufelrad (3), einen dieses Schaufelrad (3) umgebenden Spiralkanal (4), welcher in einem Übergangsbereich (5) in einen Pumpenauslauf mündet, dadurch gekennzeichnet,

dass im Übergangsbereich (5), in einer Führung (6) linear verschiebbar, ein Regelschieber (7) angeordnet ist, welcher mittels linearer Verschiebung den Durchlassquerschnitt des Übergangsbereiches (5) vollständig zu öffnen, und auch teilweise zu verschließen vermag, wobei der Regelschieber (7) mittels eines ein- oder mehrteiligen, biegesteifen Verbindungsgestänges (8) starr mit einem Regelkolben (9) verbunden ist, und

dass dieser Regelkolben (9) in einem dem Übergangsbereich (5) benachbarten Kolbenarbeitsraum (10) angeordnet ist, und diesen Kolbenarbeitsraum (10) in einen Ausgangsdruckraum (1 1 ) und einen Eingangsdruckraum (12) unterteilt, wobei der Regelkolben (9) über zwei einander gegenüberliegend, an den Stirnseiten des Regelkolbens (9) angeordnete, wirksame Kolbenarbeitsflächen verfügt, so dass im Ausgangsdruckraum ( 1 ) am Regelkolben (9) eine Schließdruckfläche (13), und im Eingangsdruckraum (12) am Regelkolben (9) eine Federanlagefläche (14) angeordnet ist, und

- dass der Ausgangsdruckraum (1 1 ) über eine Durchlassführungsöffnung (15) mit dem Übergangsbereich (5) verbunden ist, und

- dass der Eingangsdruckraum (12) mittels eines Verbindungskanals (16) mit dem Pumpenzulauf (1 ) verbunden ist, und

- dass zwischen einer stirnseitig im Eingangsdruckraum (12) angeordneten Wandung (17) und der Federanlagefläche (14) des Regelkolbens (9) im Eingangsdruckraum (12) eine Druckfeder (18) angeordnet ist, und dass in Wirkrichtung der Druckfeder (18), neben dem Übergangsbereich (5), eine vollständig den Regelschieber (7) aufnehmende Schieberkammer (19) angeordnet ist, in die der Regelschieber (7) in der „hinteren" Endlagenstellung, der Regelstellung„Offen", vollständig einfahren kann, und dass die Druckfeder (18) so bemessen ist, das diese mit ihrer Blocklage die „vordere" Endlagenstellung des Regelschiebers (7) begrenzt, und dabei in der Regelstellung„Mindestdurchfluss", in der Blocklage zur Anlage kommt.

2. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Durchlassführungsöffnung (15) so angeordnet ist, dass durch diese hindurch das Verbindungsgestänge (8) des Regelschiebers (7) geführt ist, und die Durchlassführungsöffnung (15) dabei so bemessen/angeordnet ist, dass diese gleichzeitig als Endlagenbegrenzung für das Verbindungsgestänge (8) dient, und der Regelschieber (7) in der „vorderen" Endlagenstellung, der Regelstellung „Mindestdurchfluss", mit dem Verbindungsgestänge (8) an der Durchlassführungsöffnung (15) zur Anlage kommt, um so aus Zuverlässigkeitsgründen die Blocklage der Druckfeder (18) als eine der Endlagenstellungen des Regelschiebers (7) zu vermeiden.

3. Regelvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass mittig in der Federanlagefläche (14) des Regelkolbens (9), ein Federführungszylinder (20) mit einer Stirnfläche (21 ) angeordnet ist, der in seinen Längenabmessungen so bemessen ist, dass die Stirnfläche (21 ) des Federführungszylinders (20) in der „vorderen" Endlagenstellung, der Regelstellung„Mindestdurchfluss" an der Wandung (17) zur Anlage kommt, um so aus Zuverlässigkeitsgründen die Blocklage der Druckfeder (18) als eine der Endlagenstellungen des Regelschiebers (7) zu vermeiden.

4. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenarbeitsraum (10) nach außen offen ausgebildet ist, wobei in seinem offenen Ende (22) ein Innengewindestück (23) angeordnet ist, in dem nach der Montage der erfindungsgemäßen Bauteile eine Montageschraube (24) mit einem Schraubenboden (25) angeordnet ist.

5. Regelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenboden (25) der Montageschraube (24) die Wandung (17) ausbildet, und der Anlage der Druckfeder (18) dient.

6. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenboden (25) der Montageschraube (24) als Endlagenbegrenzung für das Verbindungsgestänge (8) und damit als Endlagenbegrenzung für den Regelschieber (7) in seiner hinteren Endlagenstellung dient.

7. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenboden (25) der Montageschraube (24) als Endlagenbegrenzung für die Stirnfläche (21 ) des Federführungszylinders (20) dient.

8. Regelvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Schraubenboden (25) der Montageschraube (24) eine Federaufnahmekammer (26) mit einer Anlagefläche (27) für die Stirnfläche (21 ) des Federführungszylinders (20) angeordnet ist.