DE102011088674A1

DE102011088674A1 - Adjustable coolant pump with a fluidic actuator

Info

Publication number: DE102011088674A1
Application number: DE102011088674A
Authority: DE
Inventors: Michael Weiss; Klaus Hahn; Andreas Strauss
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2013-06-20
Also published as: US20140271267A1; WO2013087236A2; CN104066998A; WO2013087236A3

Abstract

Regelbare Kühlmittelpumpe (10) für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpengehäuse (12) mit einer Innenbohrung (14), in welcher eine über ein Riemenrad antreibbare Welle (20) mit einem ersten Lager (16) und einem zweiten Lager (18) drehbar gelagert ist, wobei die Welle (20) zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Längsachse aufweist, wobei an dem einen Ende der Welle (20) ein Laufrad befestigt ist, welches in einen Saugraum hineinragende Flügel und eine Leitscheibe aufweist, wobei durch die Rotation des Laufrades Wasser über einen Saugstutzen des Pumpengehäuses (12) in den Saugraum saugbar und über die Flügel in einen Ringkanal des Pumpengehäuses (12) beförderbar ist, wobei die Leitscheibe über eine mit einem Aktuator verbundene Schubstange (34) axial verschiebbar ist. Erfindungsgemäß bildet der Aktuator einen fluidischer Aktuator, wobei der fluidische Aktuator einen durch ein Fluid mit Druck beaufschlagbaren ersten Druckraum (28) und einen durch ein Fluid mit Druck beaufschlagbaren zweiten Druckraum (30) aufweist. Durch die Verwendung eines fluidischen Aktuators kann das Gewicht sowie der Bauraumbedarf der regelbaren Kühlmittelpumpe (10) verringert werden. Darüber hinaus kann der Energiebedarf der regelbaren Kühlmittelpumpe (10) gesenkt werden.Controllable coolant pump (10) for a cooling circuit of an internal combustion engine having a pump housing (12) with an internal bore (14) in which a rotatable via a pulley shaft (20) with a first bearing (16) and a second bearing (18) rotatably mounted is, wherein the shaft (20) is at least partially formed as a hollow shaft and having a longitudinal axis, wherein at one end of the shaft (20), an impeller is mounted, which in a suction chamber protruding wings and a guide disc, wherein by the rotation of Impeller water via a suction nozzle of the pump housing (12) is sucked into the suction chamber and the wings in an annular channel of the pump housing (12) is conveyed, wherein the guide plate via a push rod connected to an actuator (34) is axially displaceable. According to the invention, the actuator forms a fluidic actuator, wherein the fluidic actuator has a first pressure space (28) which can be pressurized by a fluid and a second pressure space (30) which can be pressurized by a fluid. By using a fluidic actuator, the weight and the space requirement of the controllable coolant pump (10) can be reduced. In addition, the energy requirement of the controllable coolant pump (10) can be reduced.

Description

Die Erfindung betrifft eine regelbare Kühlmittelpumpe, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem fluidischen Aktuator.The invention relates to a controllable coolant pump, in particular for an internal combustion engine, with a fluidic actuator.

Brennkraftmaschinen sind üblicherweise wassergekühlte Motoren, wobei Kühlwasser mit Hilfe einer Kühlmittelpumpe in einem geschlossenen Kreislauf durch Kühlkanäle im Bereich der Zylinder zum Kühlen der Brennkraftmaschine gepumpt und anschließend zu einem Luft-Wasser-Kühler befördert wird, wo das erwärmte Wasser mittels des Fahrtwindes wieder abgekühlt wird. Die zum zirkulieren des Wassers nötige Kühlmittelpumpe ist hierbei üblicherweise über ein Antriebsmittel mit einer Antriebsscheibe der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine verbunden. Die direkte Koppelung zwischen Kühlmittelpumpe und Kurbelwelle sorgt dabei für eine Abhängigkeit der Drehzahl der Pumpe von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, so dass bei modernen Brennkraftmaschinen häufig regelbare Kühlmittelpumpen eingesetzt werden, deren geförderter Volumenstrom entsprechend dem Bedarf an Kühlmittel abgestimmt werden kann Aus der DE 10 2008 046 424 A1 ist eine regelbare Kühlmittelpumpe für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpengehäuse bekannt, in welchem eine über ein Riemenrad antreibbare Hohlwelle gelagert ist, an deren einem Ende ein Laufrad befestigt ist, welches in einen Saugraum hineinragende Flügel aufweist und über Axialstege mit einer Deckscheibe fest verbunden ist, wobei durch die Rotation des Laufrades gemeinsam mit der Deckscheibe Wasser über einen Saugstutzen des Pumpengehäuses in den Saugraum saugbar und über die Flügel in einen Ringkanal des Pumpengehäuses beförderbar ist, wobei ferner zwischen Laufrad und Deckscheibe eine Leitscheibe mit einer zum Laufrad korrespondierendem Kontur angeordnet ist, welche über die Axialstege geführt und mittels eines inner-halb der Hohlwelle platzierten Kolbens über eine Stelleinheit axial verschiebbar ist. Internal combustion engines are usually water-cooled engines, wherein cooling water is pumped by means of a coolant pump in a closed circuit through cooling channels in the region of the cylinders for cooling the internal combustion engine and then transported to an air-water cooler, where the heated water is cooled by the airstream again. The necessary for circulating the water coolant pump is usually connected via a drive means with a drive pulley of the crankshaft of the internal combustion engine. The direct coupling between the coolant pump and crankshaft ensures a dependence of the speed of the pump of the speed of the internal combustion engine, so that in modern internal combustion engines often controllable coolant pumps are used, the subsidized volume flow can be adjusted according to the need for coolant from the DE 10 2008 046 424 A1 is a controllable coolant pump for a cooling circuit of an internal combustion engine with a pump housing known, in which a driven via a pulley hollow shaft is mounted at one end of an impeller is mounted, which has projecting into a suction chamber wings and is firmly connected via axial webs with a cover plate wherein water is sucked through the inlet of the pump housing into the suction chamber and the wings in an annular channel of the pump housing by the rotation of the impeller together with the cover plate, wherein further between the impeller and cover plate a guide disc is arranged with a contour corresponding to the impeller, which is guided over the axial webs and axially displaceable by means of an inner half of the hollow shaft placed piston via an actuating unit.

Nachteilig an einer derartigen Anordnung ist, dass die Regelung des Kühlmittelstromes mittels des Kolbens und der Stelleinheit ein hohes Gewicht und einen hohen Bauraumbedarf aufweist. A disadvantage of such an arrangement is that the control of the coolant flow by means of the piston and the actuator has a high weight and a high space requirement.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine regelbare Kühlmittelpumpe für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welcher ein verringertes Gewicht und einen verringerten Bauraumbedarf aufweist. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.It is therefore an object of the present invention to provide a controllable coolant pump for a cooling circuit of an internal combustion engine, which has a reduced weight and a reduced space requirement. The object is achieved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße regelbare Kühlmittelpumpe für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpengehäuse mit einer Innenbohrung, in welcher eine über ein Antriebsrad antreibbare Welle mit einem ersten Lager und einem zweiten Lager drehbar gelagert ist, wobei die Welle zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Längsachse aufweist, wobei an dem einen Ende der Welle ein Laufrad befestigt ist, welches in einen Saugraum hineinragende Flügel und eine Leitscheibe aufweist, wobei durch die Rotation des Laufrades Wasser über einen Saugstutzen des Pumpengehäuses in den Saugraum saugbar und über die Flügel in einen Ringkanal des Pumpengehäuses beförderbar ist, wobei die Leitscheibe über eine mit einem Aktuator verbundene Schubstange axial verschiebbar ist. Erfindungsgemäß bildet der Aktuator einen fluidischen Aktuator, wobei der fluidische Aktuator einen durch ein Fluid mit Druck beaufschlagbaren ersten Druckraum und einen durch ein Fluid mit Druck beaufschlagbaren zweiten Druckraum aufweist.An adjustable coolant pump according to the invention for a cooling circuit of an internal combustion engine having a pump housing with an inner bore in which a rotatable shaft via a drive wheel with a first bearing and a second bearing is rotatably supported, wherein the shaft is at least partially formed as a hollow shaft and has a longitudinal axis, wherein at the one end of the shaft, an impeller is mounted, which in a suction chamber protruding wings and a guide disc, which is sucked by the rotation of the impeller water via a suction nozzle of the pump housing in the suction and via the wings in an annular channel of the pump housing wherein the guide plate is axially displaceable over a push rod connected to an actuator. According to the invention, the actuator forms a fluidic actuator, wherein the fluidic actuator has a pressurizable by a fluid first pressure chamber and a pressurizable by a fluid second pressure chamber.

Die regelbare Kühlmittelpumpe ist über ein Antriebsrad antreibbar, welches mit der Welle an einem dem Antriebsrad gegenüberliegenden Ende verbunden sein kann. Das Flügelrad kann in einen Saugraum hineinragende Flügel aufweisen, wobei durch die Rotation des Flügelrades Kühlwasser über einen Saugstutzen des Pumpengehäuses in den Saugraum saugbar und über die Flügel in einen Ringkanal des Pumpengehäuses förderbar ist. Die Leitscheibe ist mittels einer Schubstange, welche koaxial und zum Teil innerhalb der Welle, insbesondere der Hohlwelle angeordnet sein kann, axial verschiebbar, wodurch das Fördervolumen des Saugraumes der Kühlmittelpumpe variierbar ist. In einer ersten Position der Schubstange kann das Fördervolumen und der Kühlmittelstrom der Kühlwasserpumpe ein Maximum erreichen, während in einer zweiten Position der Schubstange das Fördervolumen und der Kühlmittelstrom der Kühlwasserpumpe ein Minimum erreichen kann. Das Pumpengehäuse der Kühlmittel-pumpe weist eine Innenbohrung auf, in welcher ein erstes Lager und ein zweites Lager, beispielsweise ein erstes Kugellager und ein zweites Kugellager, axial zueinander beabstandet angeordnet sind, wobei die antreibbare Welle in dem ersten Lager und in dem zweiten Lager drehbar gelagert ist. Die Welle kann zumindest teilweise in Form einer Hohlwelle ausgebildet sein, wobei der als Hohlwelle ausgebildete Teil der Welle in Form einer Bohrung oder eines Sackloches ausgebildet sein. Die Welle kann auch in Form einer Hohlwelle ausgebildet sein, wobei die Hohlwelle Bereiche mit unterschiedlichen Innendurchmessern aufweisen kann, beispielsweise zur Aufnahme einer Schubstange, insbesondere einer Schubstange mit unterschiedlichen Durchmessern. Die Leitscheibe ist mit der Schubstange verbunden, über welche die Leitscheibe durch eine axiale Bewegung der Schubstange in axialer Richtung verschiebbar ist. Die Schubstange kann koaxial zu der Welle angeordnet sein, wobei die Schubstange zumindest teilweise innerhalb der Welle, insbesondere der Hohlwelle, angeordnet sein kann. Die Schubstange ist durch einen fluidischen Aktuator in axialer Richtung verlagerbar, welcher beispielsweise durch eine Flüssigkeit oder ein Gas betätigbar ist. Der fluidische Aktuator weist einen ersten Druckraum und einen zweiten Druckraum auf, wobei der erste Druckraum und der zweite Druckraum jeweils durch ein Fluid mit Druck beaufschlagbar sind. Der Druck kann dabei einen Unterdruck oder einen Überdruck gegenüber einem Umgebungsdruck sein. Der erste Druckraum und der zweite Druckraum können koaxial zu der Längsachse der Welle angeordnet sein, insbesondere innerhalb des Pumpengehäuses, insbesondere innerhalb der Innenbohrung des Pumpengehäuses. Der Druck der auf den ersten und den zweiten Druckraum wirkt, kann beispielsweise durch ein Vier-Zwei-Wegeventil regelbar sein. Durch den fluidischen Aktuator ist eine stufenlose, insbesondere hydraulische oder pneumatische Regelung der Wasserpumpe für den Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine möglich. Insbesondere kann die Regelung der Kühlmittelpumpe stufenlos erfolgen. Darüber hinaus kann insbesondere durch die Verwendung eines fluidischen Aktuators das Gewicht sowie der Bauraumbedarf der regelbaren Kühlmittelpumpe verringert werden. Darüber hinaus kann der Energiebedarf der regelbaren Kühlmittelpumpe gesenkt werden.The controllable coolant pump can be driven via a drive wheel, which can be connected to the shaft at an end opposite the drive wheel. The impeller may have wings projecting into a suction chamber, whereby cooling water can be sucked into the suction chamber by means of the rotation of the impeller via a suction connection of the pump housing and can be conveyed via the vanes into an annular channel of the pump housing. The guide disk is axially displaceable by means of a push rod, which can be arranged coaxially and partly within the shaft, in particular the hollow shaft, whereby the delivery volume of the suction chamber of the coolant pump can be varied. In a first position of the push rod, the delivery volume and the coolant flow of the cooling water pump can reach a maximum, while in a second position of the push rod, the delivery volume and the coolant flow of the cooling water pump can reach a minimum. The pump housing of the coolant pump has an inner bore in which a first bearing and a second bearing, for example a first ball bearing and a second ball bearing, axially spaced from each other are arranged, wherein the drivable shaft rotatable in the first bearing and in the second bearing is stored. The shaft may be formed at least partially in the form of a hollow shaft, wherein formed as a hollow shaft part of the shaft may be formed in the form of a bore or a blind hole. The shaft may also be in the form of a hollow shaft, wherein the hollow shaft may have regions with different inner diameters, for example for receiving a push rod, in particular a push rod with different diameters. The guide disk is connected to the push rod, via which the guide disk is displaceable in the axial direction by an axial movement of the push rod. The push rod may be arranged coaxially with the shaft, wherein the push rod at least partially within the shaft, in particular the hollow shaft, can be arranged. The push rod is displaceable by a fluidic actuator in the axial direction, which can be actuated for example by a liquid or a gas. The fluidic actuator has a first pressure chamber and a second pressure chamber, wherein the first pressure chamber and the second pressure chamber are each acted upon by a fluid with pressure. The pressure may be a negative pressure or an overpressure relative to an ambient pressure. The first pressure chamber and the second pressure chamber may be arranged coaxially to the longitudinal axis of the shaft, in particular within the pump housing, in particular within the inner bore of the pump housing. The pressure acting on the first and the second pressure chamber, for example, be regulated by a four-two-way valve. By the fluidic actuator, a stepless, in particular hydraulic or pneumatic control of the water pump for the cooling circuit of the internal combustion engine is possible. In particular, the control of the coolant pump can be made stepless. In addition, in particular by the use of a fluidic actuator, the weight and the space requirement of the controllable coolant pump can be reduced. In addition, the energy requirement of the controllable coolant pump can be reduced.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist in der Innenbohrung eine ringförmige erste Dichtung, eine dazu axial beabstandete ringförmige zweite Dichtung, und ein zwischen der ersten Dichtung und der zweiten Dichtung angeordneter, bewegbarer Dichtring vorgesehen, wobei zwischen der ersten Dichtung und dem Dichtring ein erster Druckraum, und zwischen dem Dichtring und der zweiten Dichtung ein zweiter Dichtraum ausgebildet ist. Die ringförmige erste Dichtung kann beispielsweise an dem ersten Lager angeordnet und abgestützt sein, die ringförmige zweite Dichtung kann beispielsweise an dem zweiten Lager, der ersten Dichtung gegenüberliegend, angeordnet und abgestützt sein. Zwischen der ersten Dichtung und der zweiten Dichtung ist ein Dichtring angeordnet, welcher in axialer Richtung zwischen der ersten Dichtung und der zweiten Dichtung verschiebbar angeordnet und ausgebildet ist. Zwischen der ersten Dichtung und dem Dichtring ist ein ringförmiger erster Druckraum ausgebildet, wobei der erste Druckraum ein variables Volumen aufweist und wobei zwischen der zweiten Dichtung und dem Dichtring ein ringförmiger zweiter Druckraum ausgebildet ist, welcher ebenfalls variabel in der Größe seines Volumens ist. Das Gesamtvolumen des ersten Druckraumes und des zweiten Druckraumes bleibt im Wesentlichen konstant, wobei eine Vergrößerung des ersten Druckraumes im Wesentlichen der Verkleinerung des zweiten Druckraumes entsprechen kann. Der erste Druckraum und der zweite Druckraum weisen eine im Wesentlichen ringförmige Form auf, wobei der erste und der zweite Druckraum in radialer Richtung zwischen dem Pumpengehäuse und der Welle ausgebildet sein können. Der erste und der zweite Druckraum weisen im Wesentlichen gleich große Druckflächen, insbesondere an dem Dichtring, auf. Durch eine Druckänderung in dem ersten und/oder zweiten Druckraum, mit entsprechender Volumenänderung, ist der Dichtring in axialer Richtung bewegbar. Die axiale Bewegung des Dichtringes ist auf die Schubstange übertragbar, wodurch eine Veränderung der Position, insbesondere in axialer Richtung der Leitscheibe erreichbar ist. Der Dichtring kann dabei kolbenartig in der Innenbohrung in axialer Richtung verschoben werden, wodurch eine stufenlose, insbesondere hydraulische oder pneumatische Regelung der Kühlmittelpumpe, insbesondere der Leitscheibe der Kühlmittelpumpe, ermöglicht werden kann.In a preferred embodiment, an annular first seal, an axially spaced annular second seal, and a disposed between the first seal and the second seal, movable sealing ring is provided in the inner bore, wherein between the first seal and the sealing ring, a first pressure chamber, and between the sealing ring and the second seal, a second sealing space is formed. For example, the annular first seal may be disposed and supported on the first bearing, the annular second seal may be disposed and supported, for example, on the second bearing, opposite the first seal. Between the first seal and the second seal, a sealing ring is arranged, which is arranged and designed to be displaceable in the axial direction between the first seal and the second seal. Between the first seal and the sealing ring, an annular first pressure chamber is formed, wherein the first pressure chamber has a variable volume and wherein between the second seal and the sealing ring, an annular second pressure chamber is formed, which is also variable in the size of its volume. The total volume of the first pressure chamber and the second pressure chamber remains substantially constant, wherein an enlargement of the first pressure chamber can substantially correspond to the reduction of the second pressure chamber. The first pressure chamber and the second pressure chamber have a substantially annular shape, wherein the first and the second pressure chamber may be formed in the radial direction between the pump housing and the shaft. The first and second pressure chambers have substantially equal pressure surfaces, in particular on the sealing ring. By a pressure change in the first and / or second pressure chamber, with a corresponding change in volume, the sealing ring is movable in the axial direction. The axial movement of the sealing ring is transferable to the push rod, whereby a change in position, in particular in the axial direction of the guide disc can be achieved. The sealing ring can thereby be displaced piston-like in the inner bore in the axial direction, whereby a stepless, in particular hydraulic or pneumatic control of the coolant pump, in particular the guide disc of the coolant pump, can be made possible.

Vorzugsweise weist die in der Welle angeordnete Schubstange ein Übertragungselement aufweist, welches durch mindestens eine in der Welle ausgebildete Öffnung den Dichtring kontaktiert. Die innerhalb der Welle angeordnete Schubstange kann ein Übertragungselement aufweisen, durch welches die Schubstange mit dem Dichtring verbunden sein kann, wobei die Bewegung des Dichtringes, zumindest die Bewegung des Dichtringes in eine axiale Richtung, auf die Schubstange übertragbar ist. Das Übertragungselement kann in Form eines Querstiftes ausgebildet sein, welcher im Wesentlichen rechtwinkelig durch die Schubstange hindurch ragen oder an dieser angeordnet sein kann, und zumindest einseitig an dem Dichtring anliegt. Das Übertragungselement kann fest mit dem Dichtring verbunden sein, wodurch eine axiale Bewegung des Dichtringes in zwei axiale Richtungen auf die Schubstange übertragbar sein kann. Zur Durchführung des Übertragungselementes durch die Welle, insbesondere Hohlwelle, kann die Welle mindestens eine Öffnung, beispielsweise in Form eines Langloches, aufweisen. Der Dichtring kann in axialer Richtung eine Erstreckung aufweisen, welche ein Abdecken der Öffnung in der Welle und ermöglicht, sowie ein fluiddichtes Abdichten der mindestens einen Öffnung gegenüber dem ersten und dem zweiten Druckraum ermöglicht. Durch das Übertragungselement kann eine konstruktiv einfache Übertragung einer axialen Bewegung des Dichtringes auf die Schubstange gewährleistet werden. Bevorzugt ist, dass die Schubstange an einem ersten innerhalb der Welle angeordneten Ende einen Schubstangenabsatz aufweist, und das innerhalb der Welle ein erster Wellenabsatz ausgebildet ist, durch welchen die Schubstange hindurch ragt, wobei zwischen dem Schubstangenabsatz, dem ersten Wellenabsatz, der Schubstange und der Welle ein ringförmiger, variabler erster Druckraum ausgebildet ist. Der Schubstangenabsatz der Schubstange kann beispielsweise ringförmig oder scheibenförmig innerhalb der Hohlwelle ausgebildet sein, wobei der Durchmesser der Schubstange deutlich kleiner sein kann als der Durchmesser des Schubstangenabsatzes, welcher im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Hohlwelle entsprechen kann. Der erste Wellenabsatz ist axial beabstandet zu dem Schubstangenabsatz ausgebildet, und kann eine ringförmige oder scheibenförmige Form aufweisen, insbesondere mit einer Schubstangendurchführung zur axialen Durchführung der Schubstange. Zwischen dem Schubstangenabsatz und dem ersten Wellenabsatz ist in axialer Richtung ein erster Druckraum ausgebildet, welcher in radialer Richtung durch die Innenwandung der Hohlwelle und die Schubstange begrenzt ist. Auf einer dem ersten Wellenabsatz abgewandten Seite des Schubstangenabsatzes kann innerhalb der Welle, insbesondere der Hohlwelle, ein zweiter Wellenabsatz ausgebildet sein. Der zweite Wellenabsatz kann beispielsweise in Form einer massiven Fortführung der Welle ausgebildet sein oder in Form eines Einsatzes innerhalb der Hohlwelle. Zwischen dem Schubstangenabsatz und dem zweiten Wellenabsatz kann in axialer Richtung ein zweiter Druckraum ausgebildet sein, welcher in radialer Richtung durch die Innenwandung der Hohlwelle und die Schubstange ausgebildet ist. Der zweite Wellenabsatz, insbesondere in Form einer Vollwelle, kann eine Schubstangendurchführung zum Hindurchführen der Schubstange aufweisen, beispielsweise zur Kontaktierung der Schubstange mit der Leitscheibe. Insbesondere kann durch die Schubstangendurchführungen gewährleistet werden, dass die Druckflächen des ersten Druckraumes und des zweiten Druckraumes, insbesondere an dem Schubstangenabsatz im Wesentlichen gleich groß sind. Der Schubstangenabsatz kann innerhalb der Hohlwelle zwischen dem ersten Wellenabsatz und dem zweiten Wellenabsatz kolbenartige, ventilartig, oder schiebeventilartig in axialer Richtung bewegbar angeordnet sein. Insbesondere kann der Schubstangenabsatz kolbenartig in einer im Wesentlichen wie ein Zylinder wirkenden Hohlwelle in axialer Richtung verschiebbar angeordnet sein. Innerhalb der Hohlwelle kann ein erster Druckraum und/oder ein zweiter Druckraum zur axialen Verschiebung der Schubstange, insbesondere des Schubstangenabsatzes, vorgesehen sein. Eine axiale Bewegung des Schubstangenabsatzes kann durch eine Druckveränderung in dem ersten Druckraum und/oder in dem zweiten Druckraum erreichbar sein, wobei der erste Druckraum und der zweite Druckraum innerhalb der Hohlwelle ausgebildet sein können, und koaxial zueinander angeordnet sein können.Preferably, the push rod arranged in the shaft has a transmission element, which contacts the sealing ring through at least one opening formed in the shaft. The arranged inside the shaft push rod may have a transmission element through which the push rod may be connected to the sealing ring, wherein the movement of the sealing ring, at least the movement of the sealing ring in an axial direction, is transferable to the push rod. The transmission element can be designed in the form of a transverse pin, which can protrude through the push rod substantially at right angles or can be arranged thereon, and abuts the sealing ring at least on one side. The transmission element may be fixedly connected to the sealing ring, whereby an axial movement of the sealing ring in two axial directions can be transmitted to the push rod. To carry out the transmission element through the shaft, in particular hollow shaft, the shaft may have at least one opening, for example in the form of an oblong hole. The sealing ring may have an extension in the axial direction, which allows covering the opening in the shaft and allows, as well as a fluid-tight sealing of the at least one opening relative to the first and the second pressure chamber. By the transmission element, a structurally simple transmission of an axial movement of the sealing ring can be ensured on the push rod. It is preferred that the push rod has a push rod shoulder at a first end located within the shaft, and inside the shaft is formed a first shaft shoulder through which the push rod projects, between the push rod shoulder, the first shaft shoulder, the push rod and the shaft an annular, variable first pressure space is formed. The push rod paragraph of the push rod may be formed, for example, annular or disc-shaped within the hollow shaft, wherein the diameter of the push rod may be significantly smaller than the diameter of the Push rod paragraph, which may correspond substantially to the inner diameter of the hollow shaft. The first shaft shoulder is formed axially spaced from the push rod shoulder, and may have an annular or disk-like shape, in particular with a push rod bushing for axially passing the push rod. Between the push rod shoulder and the first shaft shoulder a first pressure chamber is formed in the axial direction, which is limited in the radial direction by the inner wall of the hollow shaft and the push rod. On a side facing away from the first shaft shoulder side of the push rod paragraph may be formed within the shaft, in particular the hollow shaft, a second shaft shoulder. The second shaft shoulder may be formed, for example, in the form of a massive continuation of the shaft or in the form of an insert within the hollow shaft. Between the push rod shoulder and the second shaft shoulder may be formed in the axial direction, a second pressure chamber, which is formed in the radial direction through the inner wall of the hollow shaft and the push rod. The second shaft shoulder, in particular in the form of a solid shaft, may have a push rod leadthrough for passing the push rod, for example for contacting the push rod with the guide disk. In particular, it can be ensured by the push rod bushings that the pressure surfaces of the first pressure chamber and the second pressure chamber, in particular at the push rod paragraph are substantially equal. The push rod paragraph can be arranged within the hollow shaft between the first shaft shoulder and the second shaft shoulder piston-like, valve-like, or sliding valve like movable in the axial direction. In particular, the push rod paragraph can be arranged like a piston in a substantially acting as a cylinder hollow shaft in the axial direction slidably. Within the hollow shaft, a first pressure chamber and / or a second pressure chamber for axial displacement of the push rod, in particular the push rod paragraph, be provided. An axial movement of the push rod paragraph can be achieved by a pressure change in the first pressure chamber and / or in the second pressure chamber, wherein the first pressure chamber and the second pressure chamber can be formed within the hollow shaft, and can be arranged coaxially to each other.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Aktuatorgehäuse mit einer Ausnehmung und einem Deckel zur mindestens teilweisen Aufnahme der Schubstange in der Ausnehmung vorgesehen, wobei das Aktuatorgehäuse auf der dem Pumpengehäuse abgewandten Seite des Antriebsrades angeordnet ist, wobei in dem Aktuatorgehäuse mit der Schubstange ein erster Druckraum und mit der Schubstange und dem Deckel ein zweiter Druckraum ausgebildet ist. Die Ausnehmung des Aktuatorgehäuses kann beispielsweise in Form einer Sacklochbohrung ausgebildet sein, welche durch einen Deckel abdeckbar ist, wobei der Deckel eine Schubstangendurchführung aufweisen kann. Die Schubstange kann einen ersten Schubstangenabsatz aufweisen, welche innerhalb der Ausnehmung des Aktuatorgehäuses angeordnet sein kann, wobei der Durchmesser des Schubstangenabsatzes im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Ausnehmung des Aktuatorgehäuses entsprechen kann, wobei der Durchmesser der Schubstange deutlich kleiner sein kann als der Durchmesser des ersten, beispielsweise scheibenförmigen Schubstangenabsatzes. Zwischen dem ersten Schubstangenabsatz und dem Aktuatorgehäuse ist ein erster Druckraum ausgebildet, welcher in radialer Richtung durch die Schubstange und die Innenwandung und die Ausnehmung des Aktuatorgehäuses begrenzt ist und wobei zwischen dem ersten Schubstangenabsatz und dem Deckel in axialer Richtung ein zweiter Druckraum begrenzt ist, welcher in radialer Richtung durch die Innenwandung der Ausnehmung des Aktuatorgehäuses und der Schubstange begrenzt ist. Innerhalb der Ausnehmung des Aktuatorgehäuses ist die Schubstange, insbesondere der Schubstangenabsatz, kolbenartig durch eine Druckveränderung in dem ersten Druckraum und in dem zweiten Druckraum bewegbar angeordnet und ausgebildet. Durch die axiale Bewegung des Schubstangenabsatzes kann die Bewegung über die Schubstange auf die Leitscheibe übertragen werden und wodurch das Vordervolumen und somit der Kühlmittelstrom der Kühlmittelpumpe regelbar ist. Durch die Ausbildung des fluidischen Aktuators in dem Aktuatorgehäuse, welches auf der dem Pumpengehäuse abgewandten Seite des Antriebsrades angeordnet ist, kann der Aktuator aus dem Pumpengehäuse heraus verlegt werden, wodurch der Bauraum des Pumpengehäuses der Kühlmittelpumpe, insbesondere in axialer Richtung, optimiert werden kann.In a preferred embodiment of the invention, an actuator housing is provided with a recess and a cover for at least partially receiving the push rod in the recess, wherein the actuator housing is arranged on the side facing away from the pump housing of the drive wheel, wherein in the actuator housing with the push rod, a first pressure chamber and with the push rod and the lid, a second pressure chamber is formed. The recess of the actuator housing may be formed for example in the form of a blind hole, which can be covered by a lid, wherein the lid may have a push rod passage. The push rod may have a first push rod paragraph, which may be arranged within the recess of the actuator, wherein the diameter of the push rod paragraph may correspond substantially to the inner diameter of the recess of the actuator housing, wherein the diameter of the push rod may be significantly smaller than the diameter of the first, for example disc-shaped push rod heel. Between the first push rod paragraph and the actuator housing, a first pressure chamber is formed, which is limited in the radial direction by the push rod and the inner wall and the recess of the Aktuatorgehäuses and wherein between the first push rod paragraph and the lid in the axial direction, a second pressure chamber is limited, which in Radial direction is limited by the inner wall of the recess of the actuator housing and the push rod. Within the recess of the actuator housing, the push rod, in particular the push rod paragraph, piston-like arranged and formed by a pressure change in the first pressure chamber and in the second pressure chamber movable. Due to the axial movement of the push rod paragraph, the movement can be transmitted via the push rod to the guide disk and whereby the front volume and thus the coolant flow of the coolant pump can be regulated. Due to the design of the fluidic actuator in the actuator housing, which is arranged on the pump housing remote from the side of the drive wheel, the actuator can be moved out of the pump housing, whereby the space of the pump housing of the coolant pump, in particular in the axial direction, can be optimized.

Insbesondere ist an der Welle und/oder dem Aktuatorgehäuse mindestens ein erster Endanschlag zur Begrenzung der axialen Bewegung der Schubstange vorgesehen. Der erste Endanschlag kann an der Hohlwelle und/oder dem Aktuatorgehäuse ausgebildet sein, wobei der erste Endanschlag die Bewegung, insbesondere in axialer Richtung der Schubstange, insbesondere des Schubstangenabsatzes, begrenzen kann. Neben dem ersten Endanschlag kann ein axial zu dem ersten Endabschlag beabstandet angeordneter zweiter Endanschlag vorgesehen sein. Der erste Endanschlag und der zweite Endanschlag können beispielsweise ringförmig oder scheibenförmig ausgebildet sein, oder die Form eines Absatzes aufweisen, welcher innerhalb der Hohlwelle nach radial innen gerichtet ausgebildet ist. Ein ringförmiger erster und/oder zweiter Endanschlag, beispielsweise in Form eines Sprengringes, kann in einer Nut innerhalb der Innenwandung der Hohlwelle aufgenommen sein. Der erste und der zweite Endanschlag können derart angeordnet sein, dass die Schubstange, insbesondere der erste und/oder zweite Schubstangenabsatz, in axialer Richtung zwischen dem ersten Endanschlag und dem zweiten Endanschlag verlagerbar angeordnet ist. Durch die Ausbildung des ersten und/oder zweiten Endanschlages kann die Bewegung der Schubstange in axialer Richtung begrenzt werden. Zudem kann gewährleistet werden, dass der erste und/oder zweite Druckraum ein Mindestvolumen aufweist.In particular, at least one first end stop for limiting the axial movement of the push rod is provided on the shaft and / or the actuator housing. The first end stop may be formed on the hollow shaft and / or the actuator housing, wherein the first end stop, the movement, in particular in the axial direction of the push rod, in particular the push rod paragraph, limit. In addition to the first end stop may be provided an axially spaced from the first end stop arranged second end stop. The first end stop and the second end stop may be, for example, annular or disk-shaped, or have the shape of a shoulder, which is designed to be directed radially inward within the hollow shaft. An annular first and / or second end stop, for example in the form of a snap ring, can in a groove within the inner wall of the hollow shaft be included. The first and the second end stop can be arranged such that the push rod, in particular the first and / or second push rod paragraph, is arranged to be displaceable in the axial direction between the first end stop and the second end stop. By forming the first and / or second end stop, the movement of the push rod in the axial direction can be limited. In addition, it can be ensured that the first and / or second pressure chamber has a minimum volume.

Vorzugsweise weist das Pumpengehäuse, das Aktuatorgehäuse und/oder die Hohlwelle mindestens eine fluiddurchlässige erste Bohrung zum ersten Druckraum und eine zweite Bohrung zum zweiten Druckraum zur Zuleitung und/oder Ableitung des Fluides auf. Die erste Bohrung und/oder die zweite Bohrung ermöglicht die Druckbeaufschlagung des ersten und/oder des zweiten Druckraumes durch ein Fluid. Die erste und/oder zweite Druckbohrung kann sich durch das Pumpengehäuse und die Welle, insbesondere eine Wandung der Hohlwelle, bis zu dem ersten und/oder zweiten Druckraum erstrecken. Das Pumpengehäuse kann einen Gehäuseabsatz aufweisen, welcher innerhalb der Innenbohrung, insbesondere in axialer Richtung zwischen dem ersten und dem zweiten Lager angeordnet sein kann, wobei der Gehäuseabsatz nach radial innenseitig ausgebildet sein kann, und die Welle, insbesondere die Hohlwelle, radial außenseitig kontaktiert. Durch den sich nach radial innenseitig die Welle kontaktierend erstreckenden Gehäuseabsatz ist es möglich, die erste und/oder die zweite Bohrung durch das Pumpengehäuse bis an die Welle, insbesondere die Hohlwelle zu führen, und die erste und/oder zweite Bohrung fluiddurchlässig an den ersten und/oder den zweiten Druckraum heranzuführen. Dadurch kann der erste und der zweite Druckraum durch eine einfache Konstruktion mit Druck beaufschlagt werden.The pump housing, the actuator housing and / or the hollow shaft preferably has at least one fluid-permeable first bore to the first pressure chamber and a second bore to the second pressure chamber for the supply and / or discharge of the fluid. The first bore and / or the second bore allows the pressurization of the first and / or the second pressure chamber by a fluid. The first and / or second pressure bore may extend through the pump housing and the shaft, in particular a wall of the hollow shaft, up to the first and / or second pressure chamber. The pump housing may have a housing shoulder, which may be arranged within the inner bore, in particular in the axial direction between the first and the second bearing, wherein the housing shoulder may be formed radially inwardly, and the shaft, in particular the hollow shaft, contacted radially on the outside. By radially inwardly contacting the shaft extending housing shoulder, it is possible to guide the first and / or the second bore through the pump housing to the shaft, in particular the hollow shaft, and the first and / or second bore fluid-permeable to the first and / or introduce the second pressure chamber. As a result, the first and the second pressure chamber can be pressurized by a simple construction.

Besonders bevorzugt ist ein Federelement zur Betätigung der Schubstange vorgesehen, wobei das Federelement zwischen der Schubstange und der Welle oder dem Aktuatorgehäuse oder dem Deckel angeordnet ist. Das Federelement kann in Form einer Zugfeder oder Druckfeder ausgebildet sein. Das Federelement kann derart angeordnet sein, dass eine axiale Verschiebung der Schubstange, insbesondere des Schubstangenabsatzes, beispielsweise zur Verringerung des Volumenstromes der Kühlmittelpumpe, entgegen der Kraftrichtung des Federelementes gerichtet sein kann, wodurch bei einem Ausfall des fluidischen Aktuators ein Zurückführen der Schubstange, insbesondere des Schubstangenabsatzes, beispielsweise in eine erste Position mit einem maximalen Kühlmittelförderstrom gewährleistet werden kann. Zudem kann bei Verwendung eines einzelnen ersten Druckraumes, welcher entgegen der Kraft des Fehlerelementes wirkt, der konstruktive Aufwand des fluidischen Aktuators weiter verringert werden.Particularly preferred is a spring element for actuating the push rod is provided, wherein the spring element between the push rod and the shaft or the actuator housing or the cover is arranged. The spring element may be in the form of a tension spring or compression spring. The spring element may be arranged such that an axial displacement of the push rod, in particular the push rod paragraph, for example, to reduce the flow of the coolant pump, may be directed against the direction of force of the spring element, whereby in case of failure of the fluidic actuator, a return of the push rod, in particular the push rod paragraph , For example, in a first position with a maximum coolant flow rate can be guaranteed. In addition, when using a single first pressure chamber, which acts counter to the force of the fault element, the design effort of the fluidic actuator can be further reduced.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ein Sensorelement zur Erfassung der Position der Schubstange vorgesehen. Das Sensorelement kann in Form eines mechanischen, optoelektronischen oder elektromagnetischen Sensors ausgebildet sein. Das Sensorelement kann an dem Dichtring, der Schubstange und/oder dem Schubstangenabsatzes angeordnet sein, beispielsweise in dem Pumpengehäuse und/oder dem Aktuatorgehäuse. Das Sensorelement kann eine axiale Verschiebung und/oder Position in axialer Richtung des Dichtringes, der Schubstange und/oder des Schubstangenabsatzes erfassen. Insbesondere kann das Sensorelement die absolute Position in axialer Richtung des Dichtringes der Schubstange und/oder des Schubstangenabsatzes erfassen. Durch das Sensorelement kann die tatsächliche Position des Dichtringes, der Schubstange und/oder des Schubstangenabsatzes, insbesondere in axialer Richtung, erfasst werden, wodurch die Position der Leitscheibe ermittelbar ist.In a preferred embodiment of the invention, a sensor element for detecting the position of the push rod is provided. The sensor element can be designed in the form of a mechanical, optoelectronic or electromagnetic sensor. The sensor element may be arranged on the sealing ring, the push rod and / or the push rod paragraph, for example in the pump housing and / or the actuator housing. The sensor element can detect an axial displacement and / or position in the axial direction of the sealing ring, the push rod and / or the push rod paragraph. In particular, the sensor element can detect the absolute position in the axial direction of the sealing ring of the push rod and / or the push rod paragraph. By the sensor element, the actual position of the sealing ring, the push rod and / or the push rod paragraph, in particular in the axial direction, are detected, whereby the position of the guide disc can be determined.

Durch die Verwendung einer erfindungsgemäßen regelbaren Kühlmittelpumpe in einer Brennkraftmaschine, kann das Gewicht sowie der benötigte Bauraum der regelbaren Kühlmittelpumpe, und insbesondere der Brennkraftmaschine, verringert werden.By using an adjustable coolant pump according to the invention in an internal combustion engine, the weight and the required installation space of the controllable coolant pump, and in particular the internal combustion engine, can be reduced.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert. The invention will be explained by way of example with reference to the accompanying drawings based on preferred embodiments.

Es zeigen:Show it:

1: eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen regelbaren Kühlmittelpumpe; 1 a schematic sectional view of a controllable coolant pump according to the invention;

2: eine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen regelbaren Kühlmittelpumpe mit einem ersten und einem zweiten Druckraum innerhalb einer Hohlwelle; 2 a schematic sectional view of an adjustable coolant pump according to the invention with a first and a second pressure chamber within a hollow shaft;

3: eine Schnittansicht einer Hohlwelle mit einer Schubstange und einem und einem zweiten Druckraum; 3 a sectional view of a hollow shaft with a push rod and a and a second pressure chamber;

4a: eine schematische Ansicht bzw. Schnittansicht einer Schubstange in einer ersten Position an einem ersten Endanschlag; 4a a schematic view and sectional view of a push rod in a first position at a first end stop;

4b: eine schematische Schnittansicht einer Schubstange zwischen einem ersten und einem zweiten Endanschlag; 4b a schematic sectional view of a push rod between a first and a second end stop;

4c: eine schematische Ansicht einer regelbaren Kühlmittelpumpe mit einem druckbeaufschlagten zweiten Druckraum; 4c a schematic view of a controllable coolant pump with a pressurized second pressure chamber;

5: eine schematische Schnittansicht eines Aktuatorgehäuses mit einem Sensorelement. 5 : A schematic sectional view of an actuator housing with a sensor element.

In 1 ist eine regelbare Kühlmittelpumpe 10 dargestellt, welche ein Pumpengehäuse 12 aufweist, mit einer Innenbohrung 14. Innerhalb der Innenbohrung 14 ist ein erstes Lager 16 und axial beabstandet dazu ein zweites Lager 18 angeordnet. Eine Welle 20 ist drehbar in dem ersten Lager 16 und dem zweiten Lager 18 innerhalb der Innenbohrung 14 des Pumpengehäuses 12 angeordnet. Zwischen dem ersten Lager 16 und dem zweiten Lager 18 ist an dem ersten Lager 16 eine ringförmige erste Dichtung 22, und an dem zweiten Lager 18 eine ringförmige zweite Dichtung 24 angeordnet. Die erste Dichtung 22 und die zweite Dichtung 24 dichten in axialer Richtung im Wesentlichen fluidundurchlässig ab. Zwischen dem ersten Lager 16 und dem zweiten Lager 18 und der ersten Dichtung 22 und der zweiten Dichtung 24 ist ein Dichtring 26 angeordnet, welcher in axialer Richtung zwischen der ersten Dichtung 22 und der zweiten Dichtung 24 verschiebbar gelagert ist. Zwischen der ersten Dichtung 22 und dem Dichtring 26 ist in axialer Richtung ein erster Druckraum 28 begrenzt, welcher in radialer Richtung durch die Welle 20 und das Pumpengehäuse 12 begrenzt ist. Zwischen der zweiten Dichtung 24 und dem Dichtring 26 ist in axialer Richtung ein zweiter Druckraum 30 begrenzt, welcher in radialer Richtung durch die Welle 20 und das Pumpengehäuse 12 begrenzt ist. Eine axiale Bewegung des Dichtringes 26 ist über ein Übertragungselement 32, welches mit einer innerhalb der Welle 20 angeordneten Schubstange 34 verbunden ist, übertragbar. Das Übertragungselement 32 ist im Wesentlichen rechtwinklig zu der Schubstange 34 angeordnet und mit dieser verbunden, wobei das Übertragungselement 32 durch Öffnungen 36 durch die Welle 20 hindurchragt und den Dichtring 26 einseitig kontaktiert. Das Übertragungselement 32 kann fest mit dem Dichtring 26 verbunden sein. Der erste Druckraum 28 ist über eine erste Bohrung 38 in dem Pumpengehäuse 12 durch ein Fluid mit einem Druck beaufschlagbar, und der zweite Druckraum 30 ist über eine zweite Bohrung 40 in dem Pumpengehäuse 12 mit einem Fluid mit Druck beaufschlagbar. Durch eine Druckveränderung in dem ersten Druckraum 28 und/oder dem zweiten Druckraum 30 kann eine axiale Bewegung des Dichtringes 26 bewirkt werden, wobei die axiale Bewegung des Dichtringes 26 über das Übertragungselement 32 auf die Schubstange 34 übertragbar ist. Die Schubstange 34 kann mit einer Leitscheibe (nicht dargestellt) der regelbaren Kühlmittelpumpe 10 verbunden sein, wodurch der Volumenstrom der Kühlmittelpumpe 10 regelbar ist. Die Schubstange 34 kann durch ein Federelement 42, welches stirnseitig an der Schubstange 34 angeordnet ist und an der Welle 20 innenseitig abgestützt ist, mit einer Federkraft beaufschlagt sein. In dem Pumpengehäuse 12 ist ein Sensorelement 44 angeordnet, welches die Position des Dichtringes 26 erfasst. In 1 is a controllable coolant pump 10 which is a pump housing 12 having, with an inner bore 14 , Inside the inner bore 14 is a first camp 16 and axially spaced therefrom a second bearing 18 arranged. A wave 20 is rotatable in the first bearing 16 and the second camp 18 inside the inner bore 14 of the pump housing 12 arranged. Between the first camp 16 and the second camp 18 is at the first camp 16 an annular first seal 22 , and at the second camp 18 an annular second seal 24 arranged. The first seal 22 and the second seal 24 dense in the axial direction substantially fluid-impermeable. Between the first camp 16 and the second camp 18 and the first seal 22 and the second seal 24 is a sealing ring 26 arranged, which in the axial direction between the first seal 22 and the second seal 24 is slidably mounted. Between the first seal 22 and the sealing ring 26 is a first pressure chamber in the axial direction 28 limited, which in the radial direction through the shaft 20 and the pump housing 12 is limited. Between the second seal 24 and the sealing ring 26 is a second pressure chamber in the axial direction 30 limited, which in the radial direction through the shaft 20 and the pump housing 12 is limited. An axial movement of the sealing ring 26 is via a transmission element 32 , which with one inside the shaft 20 arranged push rod 34 connected, transferable. The transmission element 32 is substantially perpendicular to the push rod 34 arranged and connected to this, wherein the transmission element 32 through openings 36 through the wave 20 protrudes and the sealing ring 26 contacted on one side. The transmission element 32 can be tight with the sealing ring 26 be connected. The first pressure room 28 is over a first hole 38 in the pump housing 12 be acted upon by a fluid with a pressure, and the second pressure chamber 30 is over a second hole 40 in the pump housing 12 pressurized with a fluid. By a pressure change in the first pressure chamber 28 and / or the second pressure chamber 30 can be an axial movement of the sealing ring 26 be effected, wherein the axial movement of the sealing ring 26 over the transmission element 32 on the push rod 34 is transferable. The push rod 34 can with a guide disc (not shown) of the controllable coolant pump 10 be connected, whereby the volume flow of the coolant pump 10 is controllable. The push rod 34 can by a spring element 42 , which frontally on the push rod 34 is arranged and on the shaft 20 supported on the inside, be acted upon by a spring force. In the pump housing 12 is a sensor element 44 arranged, showing the position of the sealing ring 26 detected.

In 2 ist eine regelbare Kühlmittelpumpe 10 gezeigt, deren Pumpengehäuse 12 zwischen dem ersten Lager 16 und dem zweiten Lager 18 einen Gehäuseabsatz 46 aufweist, welcher sich nach radial innen erstreckt und die Welle 20 außenseitig kontaktiert. Die erste Bohrung 38 erstreckt sich durch das Pumpengehäuse 12, den Gehäuseabsatz 46, und die Wandung der zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildeten Welle 20, wodurch der erste Druckraum 28 und der zweite Druckraum 30 mit einem Fluid mit Druck beaufschlagbar sind. Der erste Druckraum 28 ist zwischen einem Schubstangenabsatz 48 und einem Wellenabsatz 50, welcher axial beabstandet zu dem Schubstangenabsatz 48 angeordnet ist, in axialer Richtung begrenzt. Der Schubstangenabsatz 48 ist in Form einer Scheibe, welche an der Schubstange 34 ausgebildet ist, ausgeformt. Der Durchmesser des Schubstangenabsatzes 48 entspricht im Wesentlichen dem Innendurchmesser der zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildeten Welle 20. Der Wellenabsatz 50 ist in Form eines scheibenförmigen Einsatzes in dem als Hohlwelle ausgebildeten Bereich der Welle 20 ausgebildet und weist eine Schubstangendurchführung auf. Der zweite Druckraum 30 ist in axialer Richtung zwischen dem Schubstangenabsatz 48 und einem auf der dem ersten Wellenabsatz 50 abgewandten Seite des Schubstangenabsatzes 48 angeordneten zweiten Wellenabsatzes 52 ausgebildet, und wird in radialer Richtung durch die Welle 20 und die Schubstange 34 begrenzt. Innerhalb des zweiten Druckraumes 30 ist ein Federelement 42 angeordnet, wodurch die Schubstange 34, insbesondere der Schubstangenabsatz 48, bei einem Druckabfall in eine definierte Position, beispielsweis eine erste Position mit maximalem Fördervolumen, in axialer Richtung verschiebbar sein kann. An dem Pumpengehäuse 12 ist das Sensorelement 44 derart angeordnet, dass das Sensorelement 44 die Schubstange 43 kontaktieren kann, wodurch die Position der Schubstange 34 in axialer Richtung erfasst werden kann. In 2 is a controllable coolant pump 10 shown, the pump housing 12 between the first camp 16 and the second camp 18 a housing shoulder 46 which extends radially inward and the shaft 20 contacted on the outside. The first hole 38 extends through the pump housing 12 , the housing paragraph 46 , and the wall of the at least partially formed as a hollow shaft 20 , creating the first pressure chamber 28 and the second pressure chamber 30 can be acted upon with a fluid with pressure. The first pressure room 28 is between a pushrod heel 48 and a shaft shoulder 50 which is axially spaced from the push rod shoulder 48 is arranged, limited in the axial direction. The push rod heel 48 is in the form of a disc, which on the push rod 34 is formed, formed. The diameter of the push rod heel 48 substantially corresponds to the inner diameter of the at least partially formed as a hollow shaft shaft 20 , The shaft heel 50 is in the form of a disc-shaped insert in the form of a hollow shaft portion of the shaft 20 formed and has a push rod passage. The second pressure chamber 30 is in the axial direction between the push rod paragraph 48 and one on the first shaft shoulder 50 opposite side of the push rod paragraph 48 arranged second shaft paragraph 52 formed, and is in the radial direction through the shaft 20 and the push rod 34 limited. Within the second pressure chamber 30 is a spring element 42 arranged, whereby the push rod 34 , in particular the push rod heel 48 , In a pressure drop in a defined position, for example, a first position with maximum delivery volume, can be displaced in the axial direction. At the pump housing 12 is the sensor element 44 arranged such that the sensor element 44 the push rod 43 can contact, reducing the position of the push rod 34 can be detected in the axial direction.

In 3 ist eine zumindest teilweise in Form einer Sacklockbohrung als Hohlwelle ausgebildete Welle 20 dargestellt, in welcher die Schubstange 34 mit einem ersten Schubstangenabsatz 48 angeordnet ist, wobei die Schubstange 34 durch einen ersten Wellenabsatz 50 und einen zweiten Wellenabsatz 52 hindurchgeführt ist. Zwischen dem ersten Wellenabsatz 50 und dem Schubstangenabsatz 48 ist der erste Druckraum 28 ausgebildet, welcher durch eine erste Bohrung 38 durch ein Fluid mit Druck beaufschlagbar ist. Der zweite Druckraum 30 ist zwischen dem Schubstangenabsatz 48 und dem zweiten Wellenabsatz 52 in Form der massiv fortgeführten Welle ausgebildet und kann durch die zweite Bohrung 40 durch ein Fluid mit Druck beaufschlagt werden. In dem zweiten Druckraum 30 ist das Federelement 42 angeordnet, welches an dem Schubstangenabsatz 48 und dem zweiten Wellenabsatz 52 anliegt und angeordnet ist. Die Welle 20 weist radial innenseitig einen ersten Endanschlag 54 und einen zweiten Endanschlag 56 auf, wobei der Schubstangenabsatz 48 zwischen dem ersten Endanschlag 54 und dem zweiten Endanschlag 56 in axialer Richtung verlagerbar ist, wobei die axiale Bewegung des Schubstangenabsatzes 48 und damit der Schubstange durch den ersten und zweiten Endabschlag 54, 56 begrenzt ist. In 3 is a formed at least partially in the form of a blind hole as a hollow shaft shaft 20 shown in which the push rod 34 with a first push rod heel 48 is arranged, wherein the push rod 34 through a first shaft shoulder 50 and a second shaft shoulder 52 passed through. Between the first shaft shoulder 50 and the push rod heel 48 is the first pressure room 28 formed, which through a first bore 38 can be acted upon by a fluid with pressure. The second pressure chamber 30 is between the push rod heel 48 and the second shaft shoulder 52 formed in the shape of the solidly propagated shaft and can through the second bore 40 be pressurized by a fluid. In the second pressure chamber 30 is the spring element 42 arranged, which at the push rod paragraph 48 and the second shaft shoulder 52 is present and arranged. The wave 20 has radially inside a first end stop 54 and a second end stop 56 on, with the push rod paragraph 48 between the first end stop 54 and the second end stop 56 is displaceable in the axial direction, wherein the axial movement of the push rod paragraph 48 and thus the push rod through the first and second end stop 54 . 56 is limited.

In 4a ist eine Schubstange 34 mit einem Schubstangenabsatz 48 innerhalb einer Welle 20 dargestellt, wobei der erste Druckraum 28 über die erste Bohrung 38 mit einem Druck beaufschlagt wird, wobei die zweite Öffnung bzw. zweite Bohrung 40 des zweiten Druckraumes 30 drucklos geschaltet ist, beispielsweise einem Tank zugeschaltet ist. Die Schubstange 34 ist in einer ersten Position, in welcher die regelbare Kühlmittelpumpe 10 ihre maximale Förder-menge aufweist, dargestellt. Die Schubstange 34, insbesondere der Schubstangenabschnitt 48 liegt an dem ersten Endanschlag 54 an. Durch die Druckbeaufschlagung des ersten Druck-raumes 28 kann die Schubstange 34 nach rechts in Richtung des zweiten Endanschlages 56 in axialer Richtung verlagert werden, wodurch die Stellung der Leitscheibe (nicht dargestellt) veränderbar ist, wodurch die Fördermenge der Kühlmittelpumpe 10 veränderbar ist. In 4b ist eine Schubstange 34 dargestellt, deren Schubstangenabschnitt 48 in einer Position in etwa zwischen dem ersten Endabschnitt 54 und dem zweiten Endabschnitt 56 dargestellt ist. Das Federelement 42 ist gegenüber der Darstellung in 4a komprimiert worden. Der erste Druckraum 28 und der zweite Druckraum 30 sind durch ein Fluid durch die erste Bohrung 38 und die zweite Bohrung 40 mit einem Druck beaufschlagt, wobei der Druck in dem ersten Druckraum 28 dem Druck in dem zweiten Druckraum 30 im Wesentlichen entspricht. Unter Berücksichtigung der Kraft des Federelementes 42 kann ein Kräftegleichgewicht zwischen dem ersten und dem zweiten Druckraum 28,30 eingestellt werden, wodurch die Schubstange 34 stationär in der jeweiligen Position haltbar ist. In 4c ist der erste Druckraum 28 über die erste Bohrung 38 drucklos geschaltet, beispielsweise durch Aufschaltung auf einen Tank. Der zweite Druckraum 30 ist durch die zweite Bohrung 40 durch ein Fluid mit einem Druck beaufschlagt, welcher größer ist als der in dem ersten Druckraum 28 wirkenden Druck, beispielsweise ein Umgebungsdruck, wodurch die Schubstange 34 mit dem Schubstangenabsatz 48 in axialer Richtung in Richtung des ersten Endanschlages 54 bewegt wurde, ausgehend von der in 4b dargestellten Position der Schubstange 34. Die Kraft des Federelementes 42 kann in Richtung oder entgegen der Richtung der Bewegung der Schubstange 34 wirken. In 4a is a push rod 34 with a pushrod heel 48 within a wave 20 illustrated, wherein the first pressure chamber 28 over the first hole 38 is pressurized, wherein the second opening or second bore 40 the second pressure chamber 30 is depressurized, for example, a tank is switched on. The push rod 34 is in a first position, in which the controllable coolant pump 10 their maximum delivery rate has shown. The push rod 34 , in particular the push rod section 48 is located at the first end stop 54 at. By the pressurization of the first pressure chamber 28 can the push rod 34 to the right in the direction of the second end stop 56 be displaced in the axial direction, whereby the position of the guide disc (not shown) is variable, whereby the flow rate of the coolant pump 10 is changeable. In 4b is a push rod 34 represented, whose push rod portion 48 in a position approximately between the first end portion 54 and the second end portion 56 is shown. The spring element 42 is opposite to the representation in 4a compressed. The first pressure room 28 and the second pressure chamber 30 are through a fluid through the first hole 38 and the second hole 40 pressurized, the pressure in the first pressure chamber 28 the pressure in the second pressure chamber 30 essentially corresponds. Taking into account the force of the spring element 42 can be a balance of power between the first and the second pressure chamber 28 , 30 can be adjusted, reducing the push rod 34 stationary in the respective position is durable. In 4c is the first pressure room 28 over the first hole 38 depressurized, for example, by connecting to a tank. The second pressure chamber 30 is through the second hole 40 pressurized by a fluid which is greater than that in the first pressure chamber 28 acting pressure, for example, an ambient pressure, causing the push rod 34 with the push rod heel 48 in the axial direction in the direction of the first end stop 54 was moved, starting from the in 4b illustrated position of the push rod 34 , The force of the spring element 42 may be in the direction or opposite to the direction of movement of the push rod 34 Act.

In den 4a bis 4c ist beispielhaft eine Schaltungsfolge für den erfindungsgemäßen fluidischen Aktuator dargestellt, beispielsweise unter Verwendung eines 4-2-Wege-Ventils. Der erste und der zweite Druckraum 28, 30 sind mit einem Fluid gefüllt. Zum Verlassen einer Grundposition, beispielsweise der ersten Position, der Schubstange, kann über die erste Bohrung 38 ein Fluid dem ersten Druckraum 28 zugeführt werden, wobei die zweite Bohrung 40 des zweiten Druckraumes 30 auf einen Tank (nicht dargestellt) oder Ablauf geschaltet werden kann. Das druckbeaufschlagte Fluid wirkt auf den Schubstangenabsatz 48 und verschiebt diesen kolbenartig entgegen der Kraft des Federelementes 42. Ist die gewünschte Position erreicht, können beide Bohrungen, die erste und die zweite Bohrung 38, 40, mit der Druckleitung verbunden werden. Der fluidische Aktuator hält seine eingestellte Position, wobei eine Regelung lediglich Leckagen ausgleichen kann. Soll die Schubstange 34 in Richtung der Grundposition verstellt werden, kann die erste Bohrung 28 dem Tank zugeschaltet werden, wobei die zweite Bohrung 40 mit Druck beaufschlagt bleibt. Fällt die Druckversorgung aus, kann durch das Federelement 42 eine Rückstellung der Schubstange 34 in die Grundposition erfolgen.In the 4a to 4c For example, a circuit sequence for the fluidic actuator according to the invention is shown, for example using a 4-2-way valve. The first and the second pressure chamber 28 . 30 are filled with a fluid. To exit a home position, such as the first position, the push rod, can through the first hole 38 a fluid to the first pressure chamber 28 be fed, the second bore 40 the second pressure chamber 30 on a tank (not shown) or sequence can be switched. The pressurized fluid acts on the push rod shoulder 48 and moves this piston-like against the force of the spring element 42 , Once the desired position has been reached, both holes, the first and the second, can be drilled 38 . 40 , be connected to the pressure line. The fluidic actuator holds its adjusted position, with a control can only compensate for leaks. Should the push rod 34 can be adjusted in the direction of the basic position, the first hole 28 connected to the tank, with the second hole 40 remains pressurized. If the pressure supply fails, can by the spring element 42 a provision of the push rod 34 into the basic position.

In 5 ist eine regelbare Kühlmittelpumpe 10 mit einem Aktuatorgehäuse 58 dargestellt. Das Aktuatorgehäuse 58 weist eine Ausnehmung auf, in welcher die Schubstange 34 mit einem Schubstangenabschnitt 48 kolbenartig angeordnet ist. Die Ausnehmung des Aktuatorgehäuses 58 ist durch einen Deckel 60 verschlossen. Das Aktuatorgehäuse 58 und der Deckel 60 weisen eine Durchführung für die Schubstange 34 auf. Zwischen dem Aktuatorgehäuse 58 und dem Schubstangenabsatz 48 ist der erste Druckraum 28 ausgebildet, zwischen dem Schubstangenabsatz 48 und dem Deckel 60 ist der zweite Druckraum 30 ausgebildet. In dem zweiten Druckraum 30 ist ein Federelement 42 angeordnet. Der erste Druckraum 28 ist über die erste Bohrung 38 durch ein Fluid mit einem Druck beaufschlagbar und der zweite Druckraum 30 ist über die zweite Bohrung 40 durch ein Fluid mit Druck beaufschlagbar. Durch eine Änderung des Druckes in dem ersten und/oder zweiten Druckraum 28, 30 kann eine Verschiebung des Schubstangenabsatzes 48 und der Schubstange 34 in axialer Richtung bewirkt wer-den, wodurch die mit dem Leitbleich verbundene Schubstange 34 eine Veränderung des Volumenstromes der Kühlmittelpumpe 10 bewirken kann. An dem Aktuatorgehäuse 58 ist ein Sensorelement 44 angeordnet, welches die axiale Position und/oder Bewegung der Schubstange 34 erfassen kann.In 5 is a controllable coolant pump 10 with an actuator housing 58 shown. The actuator housing 58 has a recess in which the push rod 34 with a push rod section 48 is arranged like a piston. The recess of the actuator housing 58 is through a lid 60 locked. The actuator housing 58 and the lid 60 have a passage for the push rod 34 on. Between the actuator housing 58 and the push rod heel 48 is the first pressure room 28 formed between the push rod paragraph 48 and the lid 60 is the second pressure chamber 30 educated. In the second pressure chamber 30 is a spring element 42 arranged. The first pressure room 28 is about the first hole 38 be acted upon by a fluid with a pressure and the second pressure chamber 30 is over the second hole 40 pressurized by a fluid. By changing the pressure in the first and / or second pressure chamber 28 . 30 may be a displacement of the push rod paragraph 48 and the push rod 34 In the axial direction causes who-the, causing the connected to the Leitblleich push rod 34 a change in the volume flow of the coolant pump 10 can cause. On the actuator housing 58 is a sensor element 44 arranged, which the axial position and / or movement of the push rod 34 can capture.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Kühlmittelpumpe Coolant pump
1212: Pumpengehäuse pump housing
1414: Innenbohrung internal bore
1616: erstes Lager first camp
1818: zweites Lager second camp
2020: Welle wave
2222: erste Dichtung first seal
2424: zweite Dichtung second seal
2626: Dichtring seal
2828: erster Druckraum first pressure chamber
3030: zweiter Druckraum second pressure chamber
3232: Übertragungselement transmission element
3434: Schubstange pushrod
3636: Öffnung opening
3838: erste Bohrung first hole
4040: zweite Bohrung second hole
4242: Federelement spring element
4444: Sensorelement sensor element
4646: Gehäuseabsatz housing shoulder
4848: Schubstangenabsatz Pushrod paragraph
5050: erster Wellenabsatz first shaft shoulder
5252: zweiter Wellenabsatz second shaft shoulder
5454: erste Endanschlag first end stop
5656: zweiter Endanschlag second end stop
5858: Aktuatorgehäuse actuator housing
6060: Deckel cover

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008046424 A1 [0002] DE 102008046424 A1 [0002]

Claims

Regelbare Kühlmittelpumpe für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine mit einem Pumpengehäuse (12) mit einer Innenbohrung (14), in welcher eine über ein Antriebsrad antreibbare Welle (20) mit einem ersten Lager (16) und einem zweiten Lager (18) drehbar gelagert ist, wobei die Welle (20) zumindest teilweise als Hohlwelle ausgebildet ist und eine Längsachse aufweist, wobei an dem einen Ende der Welle (20) ein Laufrad befestigt ist, welches in einen Saugraum hineinragende Flügel und eine Leitscheibe aufweist, wobei durch die Rotation des Laufrades Wasser über einen Saugstutzen des Pumpengehäuses (12) in den Saugraum saugbar und über die Flügel in einen Ringkanal des Pumpengehäuses (12) beförderbar ist, wobei die Leitscheibe über eine mit einem Aktuator verbundene Schubstange (34) axial verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Aktuator einen fluidischen Aktuator bildet, wobei der fluidische Aktuator einen durch ein Fluid mit Druck beaufschlagbaren ersten Druckraum (28) und einen durch ein Fluid mit Druck beaufschlagbaren zweiten Druckraum (30) aufweist.Controllable coolant pump for a cooling circuit of an internal combustion engine with a pump housing ( 12 ) with an internal bore ( 14 ), in which a driven by a drive wheel shaft ( 20 ) with a first bearing ( 16 ) and a second warehouse ( 18 ) is rotatably mounted, wherein the shaft ( 20 ) is at least partially formed as a hollow shaft and having a longitudinal axis, wherein at one end of the shaft ( 20 ) an impeller is mounted, which has in a suction chamber protruding wings and a guide disc, wherein by the rotation of the impeller water via a suction nozzle of the pump housing ( 12 ) sucked into the suction chamber and via the wings in an annular channel of the pump housing ( 12 ) is conveyable, wherein the guide plate via a connecting rod connected to an actuator ( 34 ) is axially displaceable, characterized in that the actuator forms a fluidic actuator, wherein the fluidic actuator by a fluid pressurizable first pressure chamber ( 28 ) and a pressurizable by a fluid second pressure chamber ( 30 ) having.

Regelbare Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Innenbohrung (14) eine ringförmige erste Dichtung (22), eine dazu axial beabstandete ringförmige zweite Dichtung (24), und ein zwischen der ersten Dichtung (22) und der zweiten Dichtung (24) angeordneter, bewegbarer Dichtring (26) vorgesehen sind, wobei zwischen der ersten Dichtung (24) und dem Dichtring (26) ein erster Druckraum (28), und zwischen dem Dichtring (26) und der zweiten Dichtung (24) ein zweiter Dichtraum (30) ausgebildet ist.Controllable coolant pump according to claim 1, characterized in that in the inner bore ( 14 ) an annular first seal ( 22 ), an axially spaced annular second seal ( 24 ), and one between the first seal ( 22 ) and the second seal ( 24 ) arranged, movable sealing ring ( 26 ) are provided, wherein between the first seal ( 24 ) and the sealing ring ( 26 ) a first pressure chamber ( 28 ), and between the sealing ring ( 26 ) and the second seal ( 24 ) a second sealing space ( 30 ) is trained.

Regelbare Kühlmittelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Welle (20) angeordnete Schubstange (34) ein Übertragungselement (32) aufweist, welches durch mindestens eine in der Welle (20) ausgebildete Öffnung (36) den Dichtring (26) kontaktiert.Controllable coolant pump according to claim 2, characterized in that in the shaft ( 20 ) arranged push rod ( 34 ) a transmission element ( 32 ), which by at least one in the shaft ( 20 ) formed opening ( 36 ) the sealing ring ( 26 ) contacted.

Regelbare Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (34) an einem ersten innerhalb der Welle (20) angeordneten Ende einen Schubstangenabsatz (48) aufweist, und das innerhalb der Welle (20) ein erster Wellenabsatz (50) ausgebildet ist, durch welchen die Schubstange (34) hindurch ragt, wobei zwischen dem Schubstangenabsatz (48), dem ersten Wellenabsatz (50), der Schubstange (34) und der Welle (20) ein ringförmiger, variabler erster Druckraum (28) ausgebildet ist.Controllable coolant pump according to claim 1, characterized in that the push rod ( 34 ) at a first within the shaft ( 20 ) arranged a push rod paragraph ( 48 ), and that within the shaft ( 20 ) a first shaft shoulder ( 50 ) is formed, through which the push rod ( 34 protruding through, between the push rod paragraph ( 48 ), the first wave ( 50 ), the push rod ( 34 ) and the wave ( 20 ) an annular, variable first pressure chamber ( 28 ) is trained.

Regelbare Kühlmittelpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aktuatorgehäuse (58) mit einer Ausnehmung und einem Deckel (60) zur mindestens teilweisen Aufnahme der Schubstange (34) in der Ausnehmung vorgesehen ist, wobei das Aktuatorgehäuse (58) auf der dem Pumpengehäuse (12) abgewandten Seite des Antriebsrades angeordnet ist, wobei in dem Aktuatorgehäuse (58) mit der Schubstange (34) ein erster Druckraum (28) und mit der Schubstange (34) und dem Deckel (60) ein zweiter Druckraum (30) ausgebildet ist.Controllable coolant pump according to one of the preceding claims, characterized in that an actuator housing ( 58 ) with a recess and a lid ( 60 ) for at least partially receiving the push rod ( 34 ) is provided in the recess, wherein the actuator housing ( 58 ) on the pump housing ( 12 ) facing away from the drive wheel, wherein in the actuator housing ( 58 ) with the push rod ( 34 ) a first pressure chamber ( 28 ) and with the push rod ( 34 ) and the lid ( 60 ) a second pressure chamber ( 30 ) is trained.

Regelbare Kühlmittelpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Welle (20) und/oder dem Aktuatorgehäuse (58) mindestens ein erster Endanschlag (54) zur Begrenzung der axialen Bewegung der Schubstange (34) vorgesehen ist.Controllable coolant pump according to one of the preceding claims, characterized in that on the shaft ( 20 ) and / or the actuator housing ( 58 ) at least one first end stop ( 54 ) for limiting the axial movement of the push rod ( 34 ) is provided.

Regelbare Kühlmittelpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (12), das Aktuatorgehäuse (58) und/oder die Hohlwelle (20) mindestens eine fluiddurchlässige erste Bohrung (38) zum ersten Druckraum (28) und eine zweite Bohrung (40) zum zweiten Druckraum (30) zur Zuleitung und/oder Ableitung des Fluides aufweist.Controllable coolant pump according to one of the preceding claims, characterized in that the pump housing ( 12 ), the actuator housing ( 58 ) and / or the hollow shaft ( 20 ) at least one fluid-permeable first bore ( 38 ) to the first pressure chamber ( 28 ) and a second bore ( 40 ) to the second pressure chamber ( 30 ) for supplying and / or discharging the fluid.

Regelbare Kühlmittelpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (42) zur Betätigung der Schubstange (34) vorgesehen ist, wobei das Federelement (42) zwischen der Schubstange (34) und der Welle (20) oder dem Aktuatorgehäuse (58) oder dem Deckel (60) angeordnet ist. Controllable coolant pump according to one of the preceding claims, characterized in that a spring element ( 42 ) for actuating the push rod ( 34 ) is provided, wherein the spring element ( 42 ) between the push rod ( 34 ) and the wave ( 20 ) or the actuator housing ( 58 ) or the lid ( 60 ) is arranged.

Regelbare Kühlmittelpumpe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensorelement (44) zur Erfassung der Position der Schubstange (34) vorgesehen ist.Controllable coolant pump according to one of the preceding claims, characterized in that a sensor element ( 44 ) for detecting the position of the push rod ( 34 ) is provided.