WO2021259606A1

WO2021259606A1 - Vorrichtung zum fördern eines kühlmittels

Info

Publication number: WO2021259606A1
Application number: PCT/EP2021/064788
Authority: WO
Inventors: Thomas Schneider
Original assignee: Man Truck & Bus Se
Priority date: 2020-06-22
Filing date: 2021-06-02
Publication date: 2021-12-30
Also published as: EP4168657A1; DE102020116359A1

Abstract

Die Erfindung betrifft u.a. eine Vorrichtung (10) zum Fördern eines Kühlmittels zum Kühlen einer Antriebseinheit (12). Die Vorrichtung (10) weist einen gekrümmten Rohrabschnitt (28) und eine Pumpe (16) mit einem Förderelement (26) und einem geraden und rohrförmigen Ansaugstutzen (24) auf. Ein Strömungsleitelement (44) ist innerhalb des Ansaugstutzens (24) angeordnet, und/oder mindestens einen Zuströmkanal (30) mündet in einer Radialrichtung bezüglich des Ansaugstutzens (24) in den Ansaugstutzen (24), vorzugsweise zum Vergleichmäßigen einer Strömung in dem Ansaugstutzen (24).

Description

Vorrichtung zum Fördern eines Kühlmittels

Beschreibung

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 aufwei sen. Besonders bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten und ausgeprägten Krümmungen in den Leitungen besteht die Gefahr von Strömungsabrissen und Kavitation. Starke Krümmun gen in den Leitungen können sich bauraumbedingt bei eingeschränkten Platzverhältnissen ergeben. Strömungsabrisse und Kavitation können zu einer verschlechterten Anströmung ei nes Förderelements einer Pumpe des Kühlmittelkreislaufs führen.

In Rohrkrümmern von Flüssigkeitsleitungen können zur Reduzierung des Strömungswider stands Strömungsleitelemente angeordnet sein. Beispielsweise offenbart die DE 10360 839 B3 einen Rohrkrümmer zum Verbinden von in einem Winkel zueinander angeordneten Fluid leitungen. Der Rohrkrümmer weist Strömungsleitelemente in Form von Leitplatten auf.

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 Wei terbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung angegeben.

Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern eines Kühlmit tels zum Kühlen einer Antriebseinheit. Die Vorrichtung weist einen gekrümmten Rohrabschnitt und eine Pumpe, vorzugsweise eine Flügelradpumpe, mit einem Förderelement (z. B. Flügel rad) 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 ange ordnet ist, vorzugsweise zum Vergleichmäßigen einer Strömung in dem Ansaugstutzen, und/o der 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/odereine zusätzliche Zuführung mindestens eines Teilstroms direkt in den Ansaugstut zen 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 ge krümmten Rohrabschnitt verzichtet werden, die bspw. konstruktionsbedingt in dem gekrümm ten Rohrabschnitt nur schwer integrierbar sein können. Es kann auch auf eine komplizierte Umkonstruktion des gekrümmten Rohrabschnitts oder eine Neukonzeption der Leitungsverle gung 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 Strömungsquer schnitt 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.

In einem Ausführungsbeispiel ist das Strömungsleitelement dazu ausgebildet, einen durch den gekrümmten Rohrabschnitt bewirkten Strömungstotraum in dem Ansaugstutzen zu verringern, vorzugsweise 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 ver ringertwird, vorzugsweise durch Münden in den Ansaugstutzen in einer Richtung zu dem Strö mungstotraum oder 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 an geordnet. In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Strömungsleitelement einen länglichen, vor zugsweise kegelförmigen, Strömungskörper, der entlang einer Mittellängsachse des An saugstutzens 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, vorzug weise bis angrenzend an eine Innenkanalumfangsfläche des Ansaugstutzens, aufweisen.

In einer Weiterbildung sind mindestens zwei Strömungsflügel umfasst, die vorzugsweise un terschiedlich stark verdreht oder gekrümmt sind. Damit kann eine Strömung über deren Strö mungsquerschnitt zum Vergleichmäßigen der Strömung sehr individuell und genau beeinflusst werden.

In einer Ausführungsform mündet der mindestens eine Zuströmkanal rechtwinklig in den An saugstutzen, oder der mindestens eine Zuströmkanal mündet in einem spitzen Winkel hin zum Förderelement der Pumpe in den Ansaugstutzen.

In einerweiteren 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 ange passt werden, sodass der Strömungstotraum möglichst gut erreicht werden kann.

In einer Ausführungsvariante weist der Ansaugstutzen einen sich in Strömungsrichtung erwei ternden Strömungsquerschnitt auf. Diese Maßnahme kann eine Strömungsgeschwindigkeit im Ansaugstutzen verringern, sodass die zur Strömungsvergleichmäßigung genutzten Maßnah men (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 ge krümmten Rohrabschnitt.

In einem Ausführungsbeispiel weist der gekrümmte Rohrabschnitt eine Krümmung von min destens 90°, vorzugsweise mindestens 180°, auf. Alternativ oder zusätzlich weist der ge krümmte Rohrabschnitt mindestens zwei Einlässe auf, die vorzugsweise unterschiedlich (z. B. entgegengesetzt) ausgerichtet sind. Insbesondere bei einem derartig kompliziert konstruier ten, gekrümmten Rohrabschnitt kann die Lehre der vorliegenden Offenabrung besonders vor teilhaft eingesetzt werden.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen einer Antriebseinheit, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine. Die Vorrichtung weist einen Kühl kreislauf 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 stirnsei tigen 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 Vergleich mäßigen 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 of fenbart. 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 gekrümm ten Rohrabschnitt bewirkten Strömungstotraums in dem Ansaugstutzen mittels eines Strö- mungsleitelements in dem Ansaugstutzen und/oder mittels Zuführen mindestens einer weite ren Strömung, die in einer Radialrichtung bezüglich des Ansaugstutzens in den Ansaugstutzen mündet, auf. Das Verfahren weist ein Ansaugen des Flüssigkeitsstroms aus dem Ansaugstut zen mittels der Pumpe auf.

In einer Weiterbildung weist das Verringern des durch den gekrümmten Rohrabschnitt bewirk ten Strömungstotraums in dem Ansaugstutzen mittels des Strömungsleitelements in dem An saugstutzen ein Umlenken eines Teilstroms des Flüssigkeitsstroms mittels des Strömungslei telements zu dem Strömungstotraum auf.

In einer weiteren Ausführungsform weist das Verringern des durch den gekrümmten Rohrab schnitt bewirkten Strömungstotraums in dem Ansaugstutzen mittels Zuführen der mindestens einen weiteren Strömung ein Zuführen der mindestens einen weiteren Strömung in den Strö mungstotraum 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 ge mäß 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 zu sätzlichen Zuströmkanälen;

Figur 5 eine Seitenansicht des beispielshaften geraden Ansaugstutzens mit den zwei zu sätzlichen 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 An saugstuten 24 ist direkt stromaufwärts des Förderelements 26 (und optional eines Aus gleichsbehälters 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 An saugstutzen 24 durchströmende Kühlmittel strömt genau auf das Förderelement 26. Das För derelement 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 ei nen Wassermantel mindestens eines Zylinderkopfes und/odereines Motorblocks der Antriebs einheit 12 zum Abkühlen der Antriebseinheit 12. Stromabwärts des Wassermantels der An triebseinheit 12 strömt das Kühlmittel zu dem Thermostat 18. In Abhängigkeit von einer Tem peratur 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/o der 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 Antriebsein heit 12 geleitet werden. Die Ölkühler 22 leiten das Kühlmittel wieder zu der Pumpe 16, vor zugsweise mittels zweier Zuströmkanäle 30, die direkt in eine Umfangswand des Ansaugstut zens 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 An saugstutzen 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 Ansaugstut zen 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 An saugstutzens 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 Maß nahme positiv beeinflussen.

Zur Erläuterung der beiden Maßnahmen ist nachfolgend auf die Figuren 3 bis 7 Bezug genom men. 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 Innenum fangsfläche 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 Strö mungsflügel 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 Rohrab schnitts 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 An saugstutzen 24 empfängt somit einerseits Kühlmittel stirnseitig von dem gekrümmten Rohrab schnitt 28 und andererseits Kühlmittel aus mindestens einer Radialrichtung von dem mindes tens 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 Strömungs totraum 36 verringert. Beispielsweise kann ein Auslass 50 des mindestens einen Zuströmka- nals 30 direkt auf den Strömungstotraum 36 gerichtet sein. Eine Form, insbesondere ein Quer schnitt, 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 ange ordnet sein, um eine Geschwindigkeit des Kühlmittels zu erhöhen, sodass der Strömungs totraum 36 auch erreicht werden kann, wenn er weiter entfernt von dem Auslass 50 des Zu strömkanals 30 ist. Es kann auch eine Querschnittserweiterung am Auslass 50 des Zuström kanals 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 wiede rum so ausgebildet bzw. geformt ist, dass das Kühlmittel aus dem mindestens einen Zuström kanal 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 Zu strömkanäle 30 können bezüglich einer Längsachse des Ansaugstutzens 24 an gleicher Posi tion 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 Aus lass 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 Brenn kraftmaschine (siehe Figur 1) beschrieben. Auch wenn diese Anwendung besonders vorteil haft 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 Merkma len 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

Patentansprüche

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 Förderele ment (26) angeordnet ist, gekennzeichnet durch: ein Strömungsleitelement (44), das innerhalb des Ansaugstutzens (24) angeordnet ist, vorzugsweise zum Vergleichmäßigen einer Strömung in dem Ansaugstutzen (24); und/oder mindestens einen Zuströmkanal (30), der in einer Radialrichtung bezüglich des An saugstutzens (24) in den Ansaugstutzen (24) mündet, vorzugsweise zum Vergleichmäßi gen einer Strömung in dem Ansaugstutzen (24).

2. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei: das Strömungsleitelement (44) dazu ausgebildet ist, einen durch den gekrümmten Rohrabschnitt (28) bewirkten Strömungstotraum (36) in dem Ansaugstutzen (24) zu ver ringern, vorzugsweise durch Umlenken eines Teilstroms hin zu dem Strömungstotraum (36); und/oder 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, vorzugsweise durch Münden in den Ansaugstut zen (24) in einer Richtung zu dem Strömungstotraum (36) oder in einer Richtung zu dem Strömungsleitelement (44).

3. Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei: das Strömungsleitelement (44) unbeweglich ist; und/oder das Strömungsleitelement (44) bezüglich eines Strömungsquerschnitts des An saugstutzens (24) mittig in dem Ansaugstutzen (24) angeordnet ist.

4. 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 Ansaugstut zens (24).

5. Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, wobei: mindestens zwei Strömungsflügel (48) umfasst sind, die vorzugsweise unterschied lich stark verdreht oder gekrümmt sind.

6. 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 Förderele ment (26) der Pumpe (16) in den Ansaugstutzen (24) mündet.

7. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: mehrere Zuströmkanäle (30) umfasst sind, die verteilt um einen Umfang des An saugstutzens (24) angeordnet sind, vorzugsweise gegenüberliegend zueinander.

8. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: ein Auslass (50) des mindestens einen Zuströmkanals (30) eine Querschnittsver engung oder eine Querschnittserweiterung aufweist.

9. Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei: der Ansaugstutzen (24) einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Strömungs querschnitt aufweist; und/oder der Ansaugstutzen (24) einen stirnseitigen Einlass (38) aufweist, der direkt mit ei nem Auslass des gekrümmten Rohrabschnitts (28) verbunden ist; und/oder der mindestens eine Zuströmkanal (30) den gekrümmten Rohrabschnitt (28) um geht; und/oder der gekrümmte Rohrabschnitt (28) eine Krümmung von mindestens 90°, vorzugs weise mindestens 180°, aufweist; und/oder der gekrümmte Rohrabschnitt (28) mindestens zwei Einlässe (32, 34) aufweist, die vorzugsweise unterschiedlich ausgerichtet sind. 10. Vorrichtung zum Kühlen einer Antriebseinheit (12), vorzugsweise einer Brennkraftma schine, aufweisend: einen Kühlkreislauf (14), der dazu ausgebildet ist, die Antriebseinheit (12) zu küh len, und der die Vorrichtung (10) nach einem der vorherigen Ansprüche aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei: der mindestens eine Zuströmkanal (30) mindestens einen Ölkühler (22) des Kühl kreislaufs (14) direkt mit dem Ansaugstutzen (24) verbindet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei: der gekrümmte Rohrabschnitt (28) stromabwärts von einem Wärmetauscher, vor zugsweise einem Kühlwasser-Wärmetauscher, des Kühlkreislaufs (14) angeordnet ist; und/oder der gekrümmte Rohrabschnitt (28) stromabwärts von einem Thermostat (18) des Kühlkreislaufs (14) angeordnet ist.

13. Rohrförmiger Ansaugstutzen (24) für eine Pumpe (16), aufweisend: einen stirnseitigen Einlass (38); einen rückseitigen Auslass (40); einen Kühlmittelkanal (42), der sich gerade zwischen dem stirnseitigen Einlass (38) und dem rückseitigen Auslass (40) erstreckt, gekennzeichnet durch: ein Strömungsleitelement (44), das in dem Kühlmittelkanal (42) angeordnet ist, vor zugsweise zum Vergleichmäßigen einer Strömung in dem Kühlmittelkanal (42); und/oder mindestens einen Zuströmkanal (30), der in einer Radialrichtung bezüglich des Kühlmittelkanals (42) in den Kühlmittelkanal (42) mündet, vorzugsweise zum Vergleich mäßigen einer Strömung in dem Kühlmittelkanal (42).

14. Verfahren zum Fördern einer Flüssigkeit, vorzugsweise eines Kühlmittels und/oder mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, aufweisend

Führen eines Flüssigkeitsstroms durch einen gekrümmten Rohrabschnitt (28) di rekt in einen geraden und rohrförmigen Ansaugstutzen (24) einer Pumpe (16);

Verringern eines durch den gekrümmten Rohrabschnitt (28) bewirkten Strömungs totraums (36) in dem Ansaugstutzen (24) mittels eines Strömungsleitelements (44) in dem Ansaugstutzen (24) und/oder mittels Zuführen mindestens einer weiteren Strömung, die in einer Radialrichtung bezüglich des Ansaugstutzens (24) in den Ansaugstutzen (24) mündet; und

Ansaugen des Flüssigkeitsstroms aus dem Ansaugstutzen (24) mittels der Pumpe

(16). 15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei: das Verringern des durch den gekrümmten Rohrabschnitt (28) bewirkten Strö mungstotraums (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 das Verringern des durch den gekrümmten Rohrabschnitt (28) bewirkten Strö mungstotraums (36) in dem Ansaugstutzen (24) mittels Zuführen der mindestens einen weiteren Strömung ein Zuführen der mindestens einen weiteren Strömung in den Strö mungstotraum (36) aufweist, vorzugsweise direkt und/oder indirekt mittels des Strömungs leitelements (44).