WO2020074418A1 - Pumpe mit einem elektrischen rückschlagventil im auslass - Google Patents

Pumpe mit einem elektrischen rückschlagventil im auslass Download PDF

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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the invention relates to a fluid pump for conveying a liquid fluid.
  • the invention further relates to a water delivery unit with such a fluid pump and a water injection system with such a water delivery unit.
  • the invention further relates to an internal combustion engine that is operated with such a water injection system, and a vehicle with such an internal combustion engine.
  • a vehicle is to be understood here to mean any type of vehicle which must be supplied with a liquid fuel for operation, but in particular passenger cars and / or commercial vehicles. Furthermore, the vehicle can also be a partially electric vehicle, but in particular personal vehicles and / or commercial vehicles.
  • Water injection is about cooling the combustion air further than a charge air cooler in a supercharged internal combustion engine.
  • a water spray is used especially at high speeds - e.g. injected into the collector of a suction module, which, due to its evaporation, cools down the combustion air before it flows into a cylinder. This is more sensible than ever, especially in today's downsizing era.
  • An operating method of an internal combustion engine is known from the two publications WO 2012/045 452 and EP 2 789 839 A2, in which water is injected into a combustion chamber.
  • One object of the invention is to address the problem of water icing in a water pump used for this purpose.
  • An icing-related expansion of the fluid is to be understood as the icing of the fluid, which forms outside of an operation of the fluid pump at correspondingly low temperatures.
  • a liquid fluid is to be understood primarily as water.
  • Such a urea-water solution is available under the trade name AdBlue®. It can e.g. a 32.5% urea-water solution that freezes as such at approx. -11 ° C.
  • the spring acting as a compensating element prevents the control valve from being damaged by the ice.
  • the spring ensures the functionality of the control valve in the sense of a freeze protection element.
  • control valve when the fluid is conveyed in the direction of the outlet of the fluid pump to be energized or de-energized, the control valve passively opening in the inlet due to a delivery pressure acting against a spring preload.
  • control valve only when the fluid is conveyed in the direction of an inlet of the fluid pump in order to actively open the inlet to the outlet.
  • a guide element which cooperates with the spring, adjoins an end of the closure part facing away from the valve seat.
  • the guide element can be guided in a receptacle, which is designed as such in the pump stage and / or in a housing part of the control valve.
  • the closure part - which can be designed as such as a rubber element and / or plastic element - has a closed circumferential sealing lip, by means of which the closure part seals radially from the receptacle of the closure part.
  • the pump stage has a pump stage housing with a cover, a pump stage housing part and the cover forming a receptacle for the pump impeller. It is proposed to design the inlet of the fluid pump on the pump stage housing part and the outlet of the fluid pump on the cover.
  • the receptacle of the closure part and its valve seat are formed in the cover.
  • the pump impeller can be designed in the form of a side channel pump impeller and / or a peripheral channel pump impeller.
  • the pump stage can advantageously have at least one element molded from a plastic.
  • the electrical control valve of the fluid pump uses the valve body to open and close the inlet to the outlet of the fluid pump, if necessary.
  • the closure part of the valve body can be used for this.
  • a passive icing protection for a fluid pump is integrated into an electrical control valve of a fluid pump in a cost-effective manner.
  • valve body can have a magnetizable material, so that the electrical control valve can move the valve body with the aid of an electrically generated magnetic field.
  • the valve body is preferably moved by generating an electrical magnetic field such that the inlet to the outlet of the fluid pump is opened.
  • the electrically generated magnetic field can be generated by an energized winding or coil, which preferably extends along the valve body and is wound in the circumferential direction of the valve body. This is advantageously integrated into the electrical control valve.
  • Fig. 1 shows a proposed water pump in a first and second perspective view
  • Fig. 2 shows the water pump shown in Fig. 1 in a sectional view.
  • the water pump 2 is part of a water delivery unit for use in a water injection system, which in turn is used to inject water - this can e.g. distilled and / or demineralized water or just water - is provided in an internal combustion engine of a vehicle.
  • the water conveying unit is arranged on a water tank, which as such can be accommodated at different locations depending on the construction of the vehicle, for example in a spare wheel well of a trunk.
  • the water pump 2 comprises an electric motor 4 designed as a dry rotor and an internal rotor and a pump stage 6 driven by this electric motor 4 in the form of a flow pump stage, which comprises a pump impeller 14 in the form of a side channel pump impeller.
  • the pump impeller 14 can be designed in the form of a side channel pump impeller and / or a peripheral channel pump impeller.
  • a stator 4 S enclosing a rotor of the electric motor 4 is positively joined to the pump stage 6 (cf. FIG. 2).
  • the pump stage 6 is sealed in a region of a shaft end of the rotor on the pump side that extends into the pump stage 6 through the pump impeller 14 by means of a seal with respect to the electric motor 4.
  • the water pump 2 also has an electrical control valve 8, which is fluidly connected downstream of the pump stage 6.
  • the control valve 8 opens or closes if necessary Inlet 16, 17, 18 to an outlet A of the water pump 2.
  • the control valve 8 comprises an adjustable valve body 20, which in a closed position of the control valve 8 by means of a compensating element in the form of a metal spring or plastic spring 22 against a valve seat 24 in the inlet 16, 17th , 18 is elastically biased.
  • a closure member 26 of the valve body 20 for example as a rubber element, sits on the valve seat 24 in a sealing manner.
  • the spring 22 advantageously absorbs an expansion of the water caused by icing, which occurs at low temperatures in the inlet 16, 17, 18 in front of the closure part 26. This means the ice course of the water.
  • the spring 22 acting as a compensating element acts in the sense of a freeze protection element which ensures the functionality of the control valve.
  • the control valve 8 When the water is conveyed in the direction of the outlet A, from which a flow line leads to a common water line connected with injectors (“Common Water Rail”), the control valve 8 remains deenergized.
  • the control valve 8 opens passively due to a delivery pressure which is established in the inlet 16, 17, 18 in front of the closure part 26 and acts against a spring preload force or a spring preload, by the closure part 26 being displaced indirectly via a guide element 28 against the spring 22 and this compresses.
  • a delivery pressure generated in pump stage 6 can e.g. approx. 8 bar to 12 bar, preferably e.g. about 10 carried.
  • control valve 8 is energized in order to the Actively open inlet 16, 17, 18 to outlet A.
  • the energization of the control valve 8 is thus advantageously reduced to precisely this emptying process. Consequently, the control valve 8 advantageously remains mostly deenergized.
  • control valve 8 maintains the pressure in the supply line in its closed position.
  • the guide element 28 connects, which can be made of metal or plastic and guides the valve body 20 within a receptacle 11 of a housing part 9 of the control valve 8.
  • a closed circumferential sealing lip (not visible here) is formed on the closure part 26, via which the closure part 26 seals against a receptacle 27 of the closure part 26 and thus against the surroundings of the water pump 2.
  • the flow pump stage 6 has a pump stage housing with a cover 12.
  • a pump stage housing part 10 is joined to the cover 12, the pump stage housing part 10 and the cover 12 forming a receptacle for the pump impeller 14.
  • the inlet E is molded onto the pump stage housing part 10, whereas the outlet A is molded onto the cover 12.
  • the receptacle 27 is formed in the cover 12 together with the valve seat 24.
  • the pump stage housing part 10 For manufacturing reasons, it is also proposed to design the pump stage housing part 10, the cover 12 and the pump impeller 14 each as an injection-molded plastic element. This saves costs and weight.

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Abstract

Fluidpumpe, Wasserfördereinheit, Wassereinspritzsystem, Verbrennungsmotor und Fahrzeug Es wird eine Fluidpumpe (2) zur Förderung eines flüssigen Fluids vorgeschlagen, umfassend: -einen Elektromotor (4) und -eine durch den Elektromotor (4) angetriebene, ein Pumpenlaufrad (14) aufweisende Pumpenstufe (6). Die Fluidpumpe (2) weist ferner ein elektrisches Steuerventil (8) auf, welches einen Zulauf (16, 17, 18) zu einem Auslass A der Fluidpumpe (2) bedarfsweise öffnet oder schließt. Das Steuerventil (8) umfasst dabei einen stellbaren Ventilkörper, welcher in einer Schließstellung des Steuerventils (8) mittels eines Ausgleichselements in Gestalt einer Feder (22) gegen einen Ventilsitz (24) im Zulauf (16,17,18) elastisch vorgespannt ist. Des Weiteren werden eine Wasserfördereinheit mit einer solchen Fluidpumpe, ein Wassereinspritzsystem mit einer solchen Wasserfördereinheit, ein Verbrennungsmotor mit einem solchen Wassereinspritzsystem sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Verbrennungsmotor vorgeschlagen.

Description

Beschreibung
PUMPE MIT EINEM ELEKTRISCHEN RÜCKSCHLAGVENTIL IM AUSLASS
Die Erfindung betrifft eine Fluidpumpe zur Förderung eines flüssigen Fluids. Die Erfindung betrifft ferner eine Wasser fördereinheit mit einer solchen Fluidpumpe und ein Wasser einspritzsystem mit einer solchen Wasserfördereinheit. Die Erfindung betrifft ferner einen Verbrennungsmotor, der mit einem solchen Wassereinspritzsystem betrieben wird, sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Verbrennungsmotor.
Unter einem Fahrzeug ist dabei jede Art von Fahrzeug zu verstehen, welches zum Betrieb mit einem flüssigen Kraftstoff versorgt werden muss, insbesondere aber Personenkraftwagen und/oder Nutzfahrzeuge. Ferner kann es sich beim Fahrzeug auch um ein teilelektrisches Fahrzeug handeln, insbesondere aber um Per sonenkraftwagen und/oder Nutzfahrzeuge.
Aus dem Stand der Technik ist die Verwendung von Wasser im Sinne eines Additivs zur Einspritzung in einen Verbrennungsmotor bekannt. Die Wassereinspritzung dient dabei der Verbrauchs reduktion sowie der Leistungssteigerung des Verbrennungsmotors.
Bei der Wassereinspritzung geht es darum, die Verbrennungsluft weiter herunter zu kühlen, als das mit einem Ladeluftkühler eines aufgeladenen Verbrennungsmotors gelingt. Dabei wird vor allem bei hohen Drehzahlen ein Wassersprühnebel - z.B. in den Sammler eines Saugmoduls - eingespritzt, welcher infolge seiner Ver dunstung die Verbrennungsluft herunterkühlt, bevor sie in einen Zylinder strömt. Insbesondere in den heutigen Zeiten des "Downsizings" ist das sinnvoller denn je.
Aus den beiden Druckschriften WO 2012/045 452 und EP 2 789 839 A2 ist je ein Betriebsverfahren einer Verbrennungskraftmaschine bekannt, bei dem Wasser in einen Brennraum eingespritzt wird. Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist es, der Problematik einer Wasservereisung in einer zu diesem Zweck verwendeten Wasserpumpe zu begegnen.
Diese Aufgabe wird durch eine gemäß Anspruch 1 unter Schutz gestellte Fluidpumpe gelöst. Es wird ferner eine Verwendung einer solchen Fluidpumpe als Wasserpumpe einer Wasserfördereinheit vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Anspruch 13) . Des Weiteren werden eine Wasserfördereinheit, ein Wassereinspritz system, ein Verbrennungsmotor sowie ein Fahrzeug vorgeschlagen und unter Schutz gestellt (vgl. Ansprüche 14 bis 17) . Vorteil hafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Unter einer vereisungsbedingten Ausdehnung des Fluids ist der Eisgang des Fluids zu verstehen, der sich außerhalb eines Betriebs der Fluidpumpe bei entsprechend tiefen Temperaturen bildet .
Unter einem flüssigen Fluid ist dabei in erster Linie Wasser zu verstehen. Grundsätzlich aber eignet sich die vorgeschlagene Fluidpumpe auch zur Förderung einer Harnstoff-Wasser-Lösung zur Verwendung in einem Abgasreinigungssystem (Abgasreinigungsver fahren SCR-Verfahren; SCR = Selective Catalytic Reduction) .
Eine solche Harnstoff-Wasser-Lösung ist unter dem Handelsnamen AdBlue® erhältlich. Dabei kann es sich z.B. um eine 32,5%ige Harnstoff-Wasser-Lösung handeln, die als solche bei ca. -11°C einfriert .
Die als Ausgleichselement fungierende Feder verhindert, dass das Steuerventil durch den Eisgang beschädigt wird. Somit stellt die Feder im Sinne eines Einfrierschutzelements die Funktionsfähig keit des Steuerventils sicher.
Dabei wird vorgeschlagen, das Steuerventil bei einer Förderung des Fluids in Richtung des Auslasses der Fluidpumpe nicht zu bestromen bzw. unbestromt zu belassen, wobei das Steuerventil aufgrund eines gegen eine Federvorspannkraft wirkenden Förder drucks im Zulauf passiv öffnet.
Es wird ferner vorgeschlagen, lediglich bei einer Förderung des Fluids in Richtung eines Einlasses der Fluidpumpe das Steuer ventil zu bestromen, um den Zulauf zum Auslass aktiv zu öffnen. Eine derartige Ansteuerung des Steuerventils ermöglicht eine größtmögliche Energieeinsparung.
Ferner wird vorgeschlagen, dass sich an ein dem Ventilsitz abgewandtes Ende des Verschlussteils ein Führungselement an schließt, welches mit der Feder zusammenwirkt. Das Führungs element kann dabei in einer Aufnahme geführt sein, die als solche in der Pumpenstufe und/oder in einem Gehäuseteil des Steuer ventils ausgebildet ist.
Das Verschlussteil - das als solches als Gummielement und/oder Kunststoffelement ausgebildet sein kann - weist eine geschlossen umlaufende Dichtlippe auf, über welche das Verschlussteil gegenüber der Aufnahme des Verschlussteils radial abdichtet.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist die Pumpenstufe ein Pumpenstufengehäuse mit einem Deckel auf, wobei ein Pumpen stufengehäuseteil und der Deckel eine Aufnahme des Pumpenlauf rades bilden. Dabei wird vorgeschlagen, den Einlass der Fluid pumpe am Pumpenstufengehäuseteil und den Auslass der Fluidpumpe am Deckel auszubilden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Aufnahme des Verschlussteils nebst ihres Ventilsitzes im Deckel ausge bildet .
Das Pumpenlaufrad kann in Gestalt eines Seitenkanalpumpenlauf rades und/oder eines Peripheralkanalpumpenlaufrades ausgebildet sein . Zur Kosten und Gewichtseinsparung kann die Pumpenstufe vorteil hafterweise zumindest ein aus einem Kunststoff gespritztes Element aufweisen.
In einer weiteren Ausführungsform öffnet und schließt das elektrische Steuerventil der Fluidpumpe mithilfe des Ventil körpers bedarfsweise den Zulauf zu dem Auslass der Fluidpumpe. Insbesondere kann hierzu der Verschlussteil des Ventilkörpers genutzt werden.
Dadurch wird ein passiver Vereisungsschutz für eine Fluidpumpe in ein elektrisches Steuerventil einer Fluidpumpe auf kos tengünstige Art und Weise integriert.
Zudem kann der Ventilkörper einen magnetisierbaren Werkstoff aufweisen, sodass das elektrische Steuerventil den Ventilkörper mithilfe eines elektrisch erzeugten Magnetfelds bewegen kann.
Bevorzugt wird durch die Erzeugung eines elektrischen Mag netfelds der Ventilkörper dahingehend bewegt, dass der Zulauf zu dem Auslass der Fluidpumpe geöffnet wird.
Insbesondere wird dadurch die Feder vorgespannt. Wenn das Magnetfeld nicht mehr oder nicht mehr ausreichend stark auf den Ventilkörper wirkt, kann der Ventilkörper durch die vorgespannte Feder in eine Position bewegt werden, in der der Ventilkörper den Zulauf zu dem Auslass der Fluidpumpe verschließt.
Das elektrisch erzeugte Magnetfeld kann durch eine bestromte Wicklung oder Spule, die sich vorzugsweise entlang des Ven tilkörpers erstreckt und in Umfangsrichtung des Ventilkörpers gewickelt ist, erzeugt werden. Vorteilhafterweise ist diese in das elektrische Steuerventil integriert.
Im Weiteren wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Figuren darstellungen im Einzelnen erläutert. Aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen ergeben sich weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Hierzu zeigen, teilweise schematisiert:
Fig. 1 eine vorgeschlagene Wasserpumpe in einer ersten und zweiten perspektivischen Darstellung und
Fig. 2 die in Fig. 1 gezeigte Wasserpumpe in einer Schnitt darstellung .
Die Wasserpumpe 2 ist Teil einer Wasserfördereinheit zur Ver wendung in einem Wassereinspritzsystem, welches wiederum zur Einspritzung von Wasser - das kann z.B. destilliertes und/oder demineralisiertes Wasser oder auch nur Wasser sein - in einen Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs vorgesehen ist. Die Was serfördereinheit ist dabei an einem Wassertank angeordnet, der als solcher je nach Konstruktion des Fahrzeugs an verschiedenen Stellen untergebracht sein kann, etwa in einer Reserverad-Mulde eines Koffer- raums .
Die Wasserpumpe 2 umfasst einen als Trockenläufer und Innenläufer ausgebildeten Elektromotor 4 sowie eine durch diesen Elektro motor 4 angetriebene Pumpenstufe 6 in Gestalt einer Strömungs pumpenstufe, welche ein Pumpenlaufrad 14 in Gestalt eines Seitenkanalpumpenlaufrades umfasst. Grundsätzlich kann aber das Pumpenlaufrad 14 in Gestalt eines Seitenkanalpumpenlaufrades und/oder eines Peripheralkanalpumpenlaufrades ausgebildet sein. Ein einen Rotor umschließender Stator 4S des Elektromotors 4 ist dabei mit der Pumpenstufe 6 formschlüssig gefügt (vgl. Fig. 2) .
Die Pumpenstufe 6 ist in einem Bereich eines pumpenseitigen, sich in die Pumpenstufe 6 bis durch das Pumpenlaufrad 14 erstreckenden Wellenendes des Rotors mittels einer Dichtung gegenüber dem Elektromotor 4 abgedichtet.
Die Wasserpumpe 2 weist ferner ein elektrisches Steuerventil 8 auf, welches der Pumpenstufe 6 fluidisch nachgeschaltet ist. Das Steuerventil 8 öffnet oder schließt dabei bedarfsweise einen Zulauf 16, 17, 18 zu einem Auslass A der Wasserpumpe 2. Das Steuerventil 8 umfasst einen stellbaren Ventilkörper 20, welcher in einer Schließstellung des Steuerventils 8 mittels eines Ausgleichselements in Gestalt einer Metallfeder oder Kunststoff feder 22 gegen einen Ventilsitz 24 im Zulauf 16, 17, 18 elastisch vorgespannt ist. Dabei sitzt ein z.B. als Gummielement ausge bildetes Verschlussteil 26 des Ventilkörpers 20 auf dem Ventil sitz 24 dichtend auf.
Außerhalb eines Betriebes der Wasserpumpe 2 nimmt die Feder 22 vorteilhafterweise eine sich bei tiefen Temperaturen im Zulauf 16, 17, 18 vor dem Verschlussteil 26 einstellende, vereisungs bedingte Ausdehnung des Wassers auf. Damit ist der Eisgang des Wassers gemeint. Somit wirkt die als Ausgleichselement fun gierende Feder 22 im Sinne eines Einfrierschutzelements, welches die Funktionsfähigkeit des Steuerventils sicherstellt.
Bei einer Förderung des Wassers in Richtung des Auslasses A, von dem eine Vorlaufleitung zu einer gemeinsamen, mit Injektoren verbundenen Wasserleitung (engl. "Common Water Rail") führt, bleibt das Steuerventil 8 unbestromt. Das Steuerventil 8 öffnet dabei passiv aufgrund eines sich im Zulauf 16, 17, 18 vor dem Verschlussteil 26 einstellenden und gegen eine Federvorspann kraft bzw. eine Federvorspannung wirkenden Förderdrucks, indem sich das Verschlussteil 26 mittelbar über ein Führungselement 28 gegen die Feder 22 verschiebt und diese dabei staucht. Infolge einer solch druckbedingten Verschiebung des Verschlussteils 26 bildet sich ein Zulaufabschnitt 17 aus, über welchen das Wasser von einem Zulaufabschnitt 16 kommend in einen Zulaufabschnitt 18 strömt. Der in der Pumpenstufe 6 erzeugte Förderdruck kann dabei z.B. ca. 8 bar bis 12 bar, vorzugsweise z.B. ca. 10 barbetragen.
Gilt es hingegen die Förderrichtung des Wassers - etwa beim Abstellen eines Fahrzeugs - umzukehren, d.h. in Richtung eines Einlasses E der Wasserpumpe 2 zu fördern, um die Vorlaufleitung sowie ggf. die gemeinsame Wasserleitung aus Bauteileschutz gründen zu entleeren, wird das Steuerventil 8 bestromt, um den Zulauf 16, 17, 18 zum Auslass A aktiv zu öffnen. Somit reduziert sich die Bestromung des Steuerventils 8 vorteilhafterweise auf genau diesen Entleerungsvorgang. Folglich bleibt das Steuer ventil 8 vorteilhafterweise meistens unbestromt.
Sofern eine solche Entleerung nicht erfolgt, weil ein Wasser einspritzsystem oder ein Motorsteuerungssystem die Entleerung nicht anfordert, hält das Steuerventil 8 in seiner Schließ stellung den Druck in der Vorlaufleitung aufrecht.
An ein dem Ventilsitz 24 abgewandtes Ende des Verschlussteils 26 schließt sich das Führungselement 28 an, welches aus Metall oder Kunststoff ausgebildet sein kann und den Ventilkörper 20 inner halb einer Aufnahme 11 eines Gehäuseteils 9 des Steuerventils 8 führt. Am Verschlussteil 26 ist eine geschlossen umlaufende Dichtlippe (hier nicht sichtbar!) angeformt, über welche das Verschlussteil 26 gegenüber einer Aufnahme 27 des Verschluss teils 26 und somit gegenüber der Umgebung der Wasserpumpe 2 abdichtet .
Die Strömungspumpenstufe 6 weist ein Pumpenstufengehäuse mit einem Deckel 12 auf. Ein Pumpenstufengehäuseteil 10 ist dabei mit dem Deckel 12 gefügt, wobei das Pumpenstufengehäuseteil 10 und der Deckel 12 eine Aufnahme des Pumpenlaufrades 14 bilden. Der Einlass E ist dabei am Pumpenstufengehäuseteil 10 angeformt, wohingegen der Auslass A am Deckel 12 angeformt ist. Im Deckel 12 ist ferner die Aufnahme 27 nebst dem Ventilsitz 24 ausgebildet.
Aus Fertigungsgründen wird ferner vorgeschlagen, das Pumpen stufengehäuseteil 10, den Deckel 12 sowie das Pumpenlaufrad 14 jeweils als ein gespritztes Kunststoffelement auszubilden. Dadurch werden Kosten und Gewicht eingespart.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Aus führungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplari- sehen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere im Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquiva lenten Merkmalskombinationen ergibt.

Claims

Patentansprüche
1. Fluidpumpe (2) zur Förderung eines flüssigen Fluids,
umfassend : einen Elektromotor (4) und
eine durch den Elektromotor (4) angetriebene, ein Pumpen laufrad (14) aufweisende Pumpenstufe (6), wobei die Fluidpumpe (2) ferner ein elektrisches Steuer ventil (8) aufweist, welches einen Zulauf (16, 17, 18) zu einem Auslass (A) der Fluidpumpe (2) bedarfsweise öffnet oder schließt, wobei das Steuerventil (8) einen stellbaren Ventilkörper (20) umfasst, welcher in einer Schließstellung des Steuer ventils (8) mittels eines Ausgleichselements in Gestalt einer Feder (22) gegen einen Ventilsitz (24) im Zulauf (16, 17, 18) elastisch vorgespannt ist, wobei ein Verschlussteil (26) des Ventilkörpers (20) auf dem Ventilsitz (24) dichtend aufsitzt , wobei die Feder (22) eine sich im Zulauf (16, 17, 18) vor dem Verschlussteil (26) einstellende, vereisungsbedingte Ausdehnung des Fluids elastisch aufnimmt.
2. Fluidpumpe (2) nach Anspruch 1, wobei das Steuerventil (8) bei einer Förderung des Fluids in Richtung eines Auslasses (A) der Fluidpumpe (2) unbestromt ist, wobei das Steuer ventil (8) aufgrund eines gegen eine Federvorspannkraft wirkenden Förderdrucks im Zulauf (16, 17, 18) passiv öffnet .
3. Fluidpumpe (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Steuer ventil (8) bei einer Förderung des Fluids in Richtung eines Einlasses (E) der Fluidpumpe (2) bestromt ist, um den Zulauf (16, 17, 18) zum Auslass (A) aktiv zu öffnen.
4. Fluidpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich an ein dem Ventilsitz (24) abgewandtes Ende des Verschluss teils (26) ein Führungselement (28) anschließt, welches mit der Feder (22) zusammenwirkt.
5. Fluidpumpe (2) nach Anspruch 4, wobei das Verschlussteil
(26) eine geschlossen umlaufende Dichtlippe aufweist, über welche das Verschlussteil (26) gegenüber einer Aufnahme
(27) des Verschlussteils (26) radial abdichtet.
6. Fluidpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Pumpenstufe (6) ein Pumpenstufengehäuse mit einem Deckel (12) aufweist, wobei ein Pumpenstufengehäuseteil (10) und der Deckel (12) eine Aufnahme des Pumpenlaufrades (14) bilden .
7. Fluidpumpe (2) nach Anspruch 6, wobei der Einlass (E) der Fluidpumpe (2) am Pumpenstufengehäuseteil (10) und der Auslass (A) der Fluidpumpe (2) am Deckel (12) ausgebildet sind .
8. Fluidpumpe (2) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Aufnahme (27) mit dem Ventilsitz (24) im Deckel (12) ausgebildet ist .
9. Fluidpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Verschlussteil (26) als Gummielement und/oder Kunststoff element ausgebildet ist.
10. Fluidpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Feder (22) in Gestalt einer Metallfeder oder Kunststoff feder ausgebildet ist.
11. Fluidpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Pumpenlaufrad (14) in Gestalt eines Seitenkanalpumpenlauf rades und/oder eines Peripheralkanalpumpenlaufrades ausge bildet ist.
12. Fluidpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Pumpenstufe (6) zumindest ein aus einem Kunststoff ge spritztes Element (10, 12, 14) aufweist.
13. Fluidpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das elektrische Steuerventil (8) den Zulauf (16, 17, 18) zu dem Auslass (A) der Fluidpumpe (2) mithilfe des Ventilkörpers (20) bedarfsweise öffnet oder schließt.
14. Verwendung einer Fluidpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Wasserpumpe einer Wasserfördereinheit.
15. Wasserfördereinheit zur Verwendung in einem Wasserein spritzsystem zur Einspritzung von Wasser in einen Ver brennungsmotor, wobei die Wasserfördereinheit eine Flu idpumpe (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 aufweist.
16. Wassereinspritzsystem zur Einspritzung von Wasser in einen Verbrennungsmotor, wobei das Wassereinspritzsystem eine Wasserfördereinheit nach Anspruch 15 aufweist.
17. Verbrennungsmotor mit einem Wassereinspritzsystem nach Anspruch 16.
18. Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor nach Anspruch 17.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB864168A (en) * 1958-10-03 1961-03-29 Westinghouse Electric Corp Improvements in or relating to rotary fluid pumps
US4926629A (en) * 1988-10-28 1990-05-22 Allied-Signal Inc. Low cost fuel supply system for gas turbine engines
DE19709484A1 (de) * 1997-03-07 1998-09-10 Hella Kg Hueck & Co Einrichtung zur Regelung der Kühlmitteltemperatur einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug
WO2012045452A2 (de) 2010-10-07 2012-04-12 Daimler Ag Betriebsverfahren mit wassereinspritzung
EP2789839A2 (de) 2013-04-08 2014-10-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System und Verfahren zur Wassereinspritzung für eine Brennkraftmaschine
DE102017203609A1 (de) * 2017-02-23 2018-08-23 Mahle International Gmbh Einrichtung zur Einspritzung von Wasser in eine Brennkraftmaschine

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE837788C (de) 1950-08-09 1952-05-02 Flottmann Werke G M B H Frostschutz-Sicherheitsventil
DE102004031365A1 (de) 2004-06-29 2006-01-26 Ford Global Technologies, LLC, Dearborn Abgaswärme-Rückgewinnung
KR101665052B1 (ko) 2015-06-09 2016-10-12 (주)수도프리미엄엔지니어링 동결방지장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB864168A (en) * 1958-10-03 1961-03-29 Westinghouse Electric Corp Improvements in or relating to rotary fluid pumps
US4926629A (en) * 1988-10-28 1990-05-22 Allied-Signal Inc. Low cost fuel supply system for gas turbine engines
DE19709484A1 (de) * 1997-03-07 1998-09-10 Hella Kg Hueck & Co Einrichtung zur Regelung der Kühlmitteltemperatur einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug
WO2012045452A2 (de) 2010-10-07 2012-04-12 Daimler Ag Betriebsverfahren mit wassereinspritzung
EP2789839A2 (de) 2013-04-08 2014-10-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft System und Verfahren zur Wassereinspritzung für eine Brennkraftmaschine
DE102017203609A1 (de) * 2017-02-23 2018-08-23 Mahle International Gmbh Einrichtung zur Einspritzung von Wasser in eine Brennkraftmaschine

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