DE102020118118A1

DE102020118118A1 - Strahlpumpe sowie Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102020118118A1
Application number: DE102020118118.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Staiger; Benjamin WINTER
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-07-09
Filing date: 2020-07-09
Publication date: 2022-01-13

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strahlpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2), an dem ein Treibmediumeinlassanschluss (4) zur Zuführung eines Treibmediums, ein Saugmediumeinlassanschluss zur Zuführung eines Saugmediums sowie ein Auslassanschluss (6) zum gemeinsamen Abführen von Treibmedium und Saugmedium vorliegen, wobei der Treibmediumeinlassanschluss (4) über eine in einem metallischen Düsenkörper (3) ausgebildete Düse (10), der Saugmediumeinlassanschluss (5) über einen Saugmediumkanal (13) und der Auslassanschluss (6) über einen Mischkanal (14) an eine in dem Pumpengehäuse (2) ausgebildete Mischkammer (9) strömungstechnisch angeschlossen sind. Dabei ist vorgesehen, dass der Düsenkörper (3) auf seiner Außenseite zu seiner Temperierung Wärmeübertragungsrippen (17,18) aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strahlpumpe mit einem Pumpengehäuse, an dem ein Treibmediumeinlassanschluss zur Zuführung eines Treibmediums, ein Saugmediumeinlassanschluss zur Zuführung eines Saugmediums sowie ein Auslassanschluss zum gemeinsamen Abführen von Treibmedium und Saugmedium vorliegen, wobei der Treibmediumeinlassanschluss über eine in einem metallischen Düsenkörper ausgebildete Düse, der Saugmediumeinlassanschluss über einen Saugmediumkanal und der Auslassanschluss über einen Mischkanal an eine in dem Pumpengehäuse ausgebildete Mischkammer strömungstechnisch angeschlossen sind. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift 101 19 553 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Saugstrahlpumpe, welche insbesondere zur Förderung von Kraftstoff in einem Kraftstoffbehälter vorgesehen ist, mit einer vor einem Mischrohr angeordneten, mit einer Treibmittelleitung verbindbaren, einen Düsenkanal aufweisenden Düse. Dabei ist vorgesehen, dass die Düse im Bereich des Düsenkanals einen Düseneinsatz aufweist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Strahlpumpe vorzuschlagen, welche gegenüber bekannten Strahlpumpen Vorteile aufweist, insbesondere weniger anfällig gegenüber Temperatureinflüssen ist, vor allem bei niedrigen Temperaturen.
Dies wird erfindungsgemäß mit einer Strahlpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass der Düsenkörper auf seiner Außenseite zu seiner Temperierung Wärmeübertragungsrippen aufweist.
Die Strahlpumpe ist beispielsweise Bestandteil der Antriebseinrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Antriebseinrichtung dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstellen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Antriebsdrehmoments. Zum Erzeugen des Antriebsdrehmoments verfügt die Antriebseinrichtung über das Antriebsaggregat, welches beispielsweise in Form einer Brennkraftmaschine vorliegt. Das Antriebsaggregat weist das Aggregatgehäuse auf, welches im Falle der Brennkraftmaschine beispielsweise als Zylinderkurbelgehäuse ausgestaltet ist. Zur Entlüftung des Aggregatgehäuses ist dieses strömungstechnisch an die Strahlpumpe angeschlossen, nämlich an den Saugmediumeinlassanschluss der Strahlpumpe. Zum Entlüften des Aggregatgehäuses wird die Strahlpumpe mit dem Treibmedium beaufschlagt, welches ihr über den Treibmediumeinlassanschluss zugeführt wird. Hierdurch wird eine Saugwirkung an dem Saugmediumeinlassanschluss erzielt, durch welche das Aggregatgehäuse entlüftet wird.
Die Strahlpumpe weist das Pumpengehäuse auf, an und/oder in welchem der Treibmediumeinlassanschluss, der Saugmediumeinlassanschluss und der Auslassanschluss ausgebildet sind. Der Treibmediumeinlassanschluss dient der Zuführung des Treibmediums, der Saugmediumeinlassanschluss der Zuführung des Saugmediums und der Auslassanschluss dem gemeinsamen Abführen des Treibmediums und des Saugmediums. In dem Pumpengehäuse ist die Mischkammer ausgebildet, in welche die Düse einmündet. Über die Düse ist der Treibmediumeinlassanschluss strömungstechnisch an die Mischkammer angeschlossen. Bei einem Zuführen von Treibmedium durch den Treibmediumeinlassanschluss durchströmt dieses also die Düse und tritt aus der Düse in die Mischkammer ein.
Die Düse mündet derart in die Mischkammer ein, dass sich der Strömungsquerschnitt aufweitet, insbesondere schlagartig aufweitet. Das aus der Düse in die Mischkammer eintretende Treibmedium liegt somit zunächst als Freistrahl vor. Durch das Ausströmen des Treibmediums in die Mischkammer aus der Düse in Form des Freistrahls erfolgt ein Impulseintrag in das ebenfalls in der Mischkammer vorliegende Saugmedium. Dieses wird hierdurch beschleunigt und von dem Treibmedium mitgenommen, sodass das Saugmedium in den Freistrahl eingetragen wird. Hierdurch wird die Saugwirkung erzielt, welche das Saugmedium von dem Saugmediumeinlassanschluss der Strahlpumpe in die Mischkammer transportiert, wo es von dem Treibmedium in Richtung des Auslassanschlusses mitgenommen wird.
Das Treibmedium und das von diesem mitgenommene Saugmedium gelangen durch einen sich an die Mischkammer anschließenden Mischkanal zu dem Auslassanschluss und treten durch diesen aus der Strahlpumpe beziehungsweise dem Pumpengehäuse aus. In anderen Worten tritt aus dem Auslassanschluss ein Gemisch aus dem Treibmedium und dem Saugmedium aus, sodass die beiden Medien gemeinsam abgeführt werden. Die Strahlpumpe kann alternativ auch als Saugstrahlpumpe oder als Treibstrahlpumpe bezeichnet werden. Diese Begriffe sind im Rahmen dieser Beschreibung als Synonym anzusehen.
Unter der Düse ist eine Einrichtung zu verstehen, welche eine Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit des Treibmediums bewirkt, insbesondere eine Beschleunigung. Bevorzugt verkleinert sich hierzu ein Durchströmungsquerschnitt der Düse in Richtung der Mischkammer beziehungsweise eines Düsenauslasses, über welchen die Düse in die Mischkammer einmündet. Die Düse ist in dem Düsenkörper ausgestaltet. Der Düsenkörper kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen und Bestandteil des Pumpengehäuses sein.
Dies hat jedoch den Nachteil, dass bei einer niedrigen Temperatur des Treibmediums, wie sie beispielsweise bei einer geringen Umgebungstemperatur in einer Außenumgebung des Kraftfahrzeugs auftreten kann, die rasche Expansion des Treibmediums bei seinem Überströmen aus der Düse in die Mischkammer zumindest teilweise gefrieren kann. Insbesondere gilt dies für Wasser, welches in dem Treibmedium enthalten oder von diesem mitgerissen sein kann. Hierdurch kann es zu einer Verringerung der Saugleistung der Strahlpumpe oder sogar zu einem vollständigen Zusetzen der Strahlpumpe kommen.
Aus diesem Grund soll der Düsenkörper nicht aus Kunststoff, sondern vielmehr aus Metall bestehen und zudem auf seiner Außenseite Wärmeübertragungsrippen aufweisen. Die Verwendung des Metalls für den Düsenkörper bewirkt eine hohe Wärmeleitfähigkeit des Düsenkörpers, sodass Wärme von dem Saugmedium besonders effektiv der Düse zugeführt werden kann. Dies gilt umso mehr bei der Ausgestaltung des Düsenkörpers mit den Wärmeübertragungsrippen, welche auf seiner Außenseite vorliegen, also auf seiner der Düse abgewandten Seite des Düsenkörpers. Aufgrund der Wärmeübertragungsrippen wird ein Wärmeübergangskoeffizient zwischen dem Saugmedium und dem Düsenkörper deutlich erhöht, sodass besonders effektiv Wärme von dem Saugmedium auf den Düsenkörper übertragen wird.
Die Ausgestaltung des Düsenkörpers aus Metall führt weiterhin dazu, dass die in den Düsenkörper über die Wärmeübertragungsrippen eingetragene Wärme effektiv der Düse zugeführt wird, weil im Vergleich mit einer Düse aus Kunststoff ein höherer Wärmeleitkoeffizient realisiert ist. Entsprechend wird auch das die Düse durchströmende Treibmedium erwärmt, sodass es nicht zu einem Gefrieren des Treibmediums und dem damit einhergehenden Zusetzen der Strahlpumpe kommen kann. Ein Betriebstemperaturbereich, innerhalb welchem die Strahlpumpe zuverlässig betrieben werden kann, wird durch die beschriebene Ausgestaltung deutlich nach unten, also in Richtung niedrigerer Temperaturen, erweitert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Pumpengehäuse mehrteilig ist und einen Grundkörper sowie einen Deckel aufweist, wobei an dem Deckel der Treibmediumeinlassanschluss und an dem Grundkörper der Saugmediumeinlassanschluss und der Auslassanschluss vorliegen. Insgesamt besteht die Strahlpumpe insoweit aus wenigstens drei separaten Elementen, nämlich dem Grundkörper und dem Deckel des Pumpengehäuses sowie dem Düsenkörper. Das Pumpengehäuse besteht besonders bevorzugt aus einem anderen Material als der Düsenkörper. Beispielsweise besteht das Pumpengehäuse aus Kunststoff, wobei der Grundkörper und der Deckel aus demselben Kunststoff hergestellt sein können.
In jedem Fall werden der Grundkörper, der Deckel und der Düsenkörper separat voneinander hergestellt und während einer Montage der Strahlpumpe miteinander verbunden. Erst nach dem Verbinden der einzelnen Elemente sind insoweit der Treibmediumeinlassanschluss, der Saugmediumeinlassanschluss und der Auslassanschluss über die Düse und die Mischkammer strömungstechnisch miteinander verbunden. Bevorzugt wird hierbei die Mischkammer von dem Pumpengehäuse und dem Düsenkörper gemeinsam begrenzt. Das Pumpengehäuse, insbesondere der Grundkörper, weist hierzu eine Aufnahme für den Düsenkörper auf, in welche die Düsenkörper bei der Montage der Strahlpumpe eingesetzt wird. Durch das Einsetzen des Düsenkörpers in die Aufnahme wird eine Mündungsöffnung der Aufnahme, durch welche der Düsenkörper eingebracht wird, strömungstechnisch verschlossen, insbesondere vollständig.
Die Anschlüsse der Strahlpumpe liegen an unterschiedlichen Elementen des Pumpengehäuses vor. So ist der Treibmediumeinlassanschluss an dem Deckel ausgebildet, wohingegen der Grundkörper den Saugmediumeinlassanschluss und den Auslassanschluss aufweist. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass nach der Montage der Strahlpumpe die Düse, der Treibmediumeinlassanschluss, der Auslassanschluss, der Mischkanal und die Düse koaxial zueinander angeordnet sind, also dieselbe Längsmittelachse aufweisen.
Der Saugmediumeinlassanschluss und der sich an diesen anschließende Saugmediumkanal, welcher ebenfalls in dem Grundkörper ausgebildet ist, sind hingegen dieser Längsmittelachse angewinkelt, schließen also mit ihr einen Winkel ein, welcher größer als 0° und kleiner als 180° ist. Beispielsweise beträgt der Winkel mindestens 60° und höchstens 120°, mindestens 70° und höchstens 110°, mindestens 80° und höchstens 100° oder in etwa oder genau 90°. Besonders bevorzugt ist der Winkel von 90° verschieden, wodurch der Saugmediumeinlassanschluss in Richtung des Treibmediumeinlassanschlusses geneigt beziehungsweise von dem Auslassanschluss fort geneigt ist. Die beschriebene Ausgestaltung ermöglicht zum einen eine kompakte Ausgestaltung der Strahlpumpe und zum anderen eine einfache Herstellung.
Alternativ kann es selbstverständlich vorgesehen sein, dass das Pumpengehäuse einstückig und materialeinheitlich ausgebildet ist. Besonders bevorzugt wird in diesem Fall der Düsenkörper mit dem Pumpengehäuse umspritzt, sodass er nachfolgend zuverlässig und dauerhaft in dem Pumpengehäuse aufgenommen ist. Beispielsweise wird zunächst der Grundkörper hergestellt und nachfolgend der Düsenkörper an ihm angeordnet. Nachfolgend wird der Deckel an den Grundkörper angespritzt, nämlich derart, dass der Düsenkörper zwischen dem Grundkörper und dem Deckel gehalten ist. Auf die weiteren Ausführungen hinsichtlich der mehrteiligen Ausgestaltung wird ergänzend Bezug genommen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Düsenkörper einen Bundsteg aufweist, der zur Befestigung des Düsenkörpers in dem Pumpengehäuse zwischen dem Grundkörper und dem Deckel klemmend gehalten ist. Der Bundsteg erstreckt sich ausgehend von einem Grundelement des Düsenkörpers in radialer Richtung nach außen, besonders bevorzugt in Umfangsrichtung durchgehend. In anderen Worten steht der Bundsteg in radialer Richtung über das Grundelement über, nämlich derart, dass er zwischen den Grundkörper und den Deckel eingreift und dort formschlüssig gehalten ist.
Nach der Montage der Strahlpumpe wirken also der Grundkörper und der Deckel zum Halten des Düsenkörpers in dem Pumpengehäuse zusammen. Eine derartige formschlüssige Befestigung des Düsenkörpers in dem Pumpengehäuse ermöglicht eine besonders einfache Montage, weil lediglich der Düsenkörper in die entsprechende Aufnahme des Grundkörpers eingesetzt und die Mündungsöffnung nachfolgend mit dem Deckel verschlossen werden muss. Bevorzugt ist es anschließend vorgesehen, den Grundkörper und den Deckel stoffschlüssig aneinander zu befestigen, beispielsweise durch Schweißen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in dem Pumpenkörper ein Düseneinlass und ein Düsenauslass der Düse vorliegen, wobei der Düseneinlass mit dem Treibmediumeinlassanschluss in Überdeckung vorliegt und der Düsenauslass in die Mischkammer einmündet. Der Düseneinlass und der Düsenauslass sind gegenüberliegende Mündungsöffnungen der Düse, durch welche diese aus dem Pumpenkörper austritt. Über den Düseneinlass wird der Düse das Treibmedium zugeführt, über den Düsenauslass tritt es aus der Düse aus. Um dies zu erzielen, steht der Düseneinlass mit dem Treibmediumeinlassanschluss in Überdeckung, sodass der Strahlpumpe über den Treibmediumeinlassanschluss zugeführtes Treibmittel unmittelbar durch den Düseneinlass in die Düse eintreten kann. Hierzu sind die Düse und der Treibmediumeinlassanschluss vorzugsweise koaxial zueinander ausgebildet. Der Düsenauslass mündet in die Mischkammer ein, nämlich bevorzugt derart, dass ein Durchströmungsquerschnitt schlagartig zunimmt. Der Düsenauslass ist also derart ausgestaltet, dass das der Düse zugeführte Treibmittel unter Ausbildung des bereits erläuterten Freistrahls in die Mischkammer eintritt. Hierdurch ist ein besonders effektiver Betrieb der Strahlpumpe sichergestellt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass sich die Düse ausgehend von dem Düseneinlass in Richtung des Düsenauslasses verjüngt. Hierunter ist zu verstehen, dass der Durchströmungsquerschnitt der Düse kleiner wird, sich also seine Durchströmungsquerschnittsfläche in Richtung des Düsenauslasses verringert. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass sich der Durchströmungsquerschnitt der Düse zwischen dem Düseneinlass und dem Düsenauslass durchgehend verjüngt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Verjüngen lediglich abschnittsweise erfolgt, also lediglich über einen Teil der Längserstreckung der Düse.
Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass sich die Düse zunächst ausgehend von dem Düseneinlass verjüngt und anschließend bis hin oder zumindest nahezu bis hin zu dem Düsenauslass einen konstanten Durchströmungsquerschnitt aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass im Bereich des Düsenauslasses eine geringe Veränderung des Durchströmungsquerschnitts vorliegt, insbesondere aufgrund einer Entformschräge. Der Bereich des konstanten Durchströmungsquerschnitt beträgt bezogen auf eine Gesamterstreckung der Düse in axialer Richtung bezüglich ihrer Längsmittelachse mindestens 20 %, mindestens 30 %, mindestens 40 % oder mindestens 50 %. Eine derartige Ausgestaltung der Strahlpumpe verringert den Strömungswiderstand und stellt entsprechend eine hohe Effizienz der Strahlpumpe sicher.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wärmeübertragungsrippen in Umfangsrichtung bezüglich einer Längsmittelachse des Düsenkörpers zumindest bereichsweise beabstandet voneinander ausgebildet sind. Die Wärmeübertragungsrippen gehen von dem Grundelement des Düsenkörpers aus. In dem Grundelement ist hierbei die Düse ausgestaltet. Ausgehend von dem Grundelement erstrecken sich die Wärmeübertragungsrippen in radialer Richtung nach außen, bevorzugt über einen Großteil einer Längserstreckung des Grundelements, insbesondere über eine gesamte Längserstreckung des Grundelements. Beispielsweise gehen die Wärmeübertragungsrippen in axialer Richtung von dem bereits beschriebenen Bundsteg aus und erstrecken sich bis hin oder zumindest nahezu bis hin zu dem Düsenauslass.
Bevorzugt übergreifen die Wärmeübertragungsrippen das Grundelement bezogen auf eine Gesamterstreckung des Düsenkörpers in axialer Richtung zu mindestens 75 %, mindestens 80 %, mindestens 85 %, mindestens 90 % oder mindestens 95 %. Zudem sind die Wärmeübertragungsrippen in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, wobei dies in axialer Richtung gesehen zumindest für einen Teil der Wärmeübertragungsrippen gilt. Besonders bevorzugt sind die Wärmeübertragungsrippen über mindestens 75 %, mindestens 80 %, mindestens 85 %, mindestens 90 % oder mindestens 95 % ihrer jeweiligen Längserstreckung in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, berühren also einander nicht. Hierdurch wird ein großflächiges Anströmen der Wärmeübertragungsrippen mit dem Saugmedium erzielt, sodass ein besonders effektiver Wärmeintrag sichergestellt ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wärmeübertragungsrippen auf der ersten Seite in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind und auf der zweiten Seite aneinander angrenzen. In axialer Richtung gesehen verringert sich also der Abstand in Umfangsrichtung zwischen den Wärmeübertragungsrippen ausgehend von der ersten Seite bis hin zu der zweiten Seite. Während sie somit auf der ersten Seite vollständig voneinander beabstandet angeordnet sind, ist der Abstand in Umfangsrichtung auf der zweiten Seite geringer, insbesondere grenzen die Wärmeübertragungsrippen an dieser Stelle unmittelbar aneinander an oder sie gehen sogar ineinander über. Hierdurch wird zum einen auf einfache Art und Weise die Düse in dem Grundelement des Düsenkörpers ausgebildet und zum anderen eine übermäßige Beeinflussung des Saugmediums verhindert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest einige der Wärmeübertragungsrippen voneinander verschiedene Formen aufweisen. Das bedeutet, dass nicht alle Wärmeübertragungsrippen zueinander kongruent sind. Bevorzugt weisen die Wärmeübertragungsrippen in Umfangsrichtung dieselben Abmessungen beziehungsweise dieselbe Materialstärke auf. Auch die Erstreckung in axialer Richtung ist bevorzugt für alle Wärmeübertragungsrippen identisch. Die Erstreckung in radialer Richtung kann jedoch für unterschiedliche Wärmeübertragungsrippen verschieden sein, insbesondere können unterschiedliche Verläufe einer Außenseite beziehungsweise eines freien Endes der Wärmeübertragungsrippen realisiert sein. Hierdurch können die Wärmeübertragungsrippen beispielsweise auf die Gestalt des Pumpengehäuses angepasst sein, wodurch der zur Verfügung stehende Platz in dem Pumpengehäuse effektiv ausgenutzt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Wärmeübertragungsrippen zumindest eine erste Wärmeübertragungsrippe und zumindest eine zweite Wärmeübertragungsrippe aufweisen, die in axialer Richtung jeweils von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite verlaufen, wobei die erste Wärmeübertragungsrippe zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite durchgehend in radialer Richtung größere Abmessungen aufweist als die zweite Wärmeübertragungsrippe. Wie vorstehend bereits erwähnt, weisen die Wärmeübertragungsrippen bevorzugt in Umfangsrichtung und in axialer Richtung dieselben Abmessungen auf, unterscheiden sich jedoch hinsichtlich ihrer Abmessungen in radialer Richtung. Dies ist für die zumindest eine erste Wärmeübertragungsrippe und die zumindest eine zweite Wärmeübertragungsrippe der Fall.
Beide Wärmeübertragungsrippen weisen jeweils auf ihrer in radialer Richtung dem Grundelement abgewandten Seite ein freies Ende auf, wobei sich die freien Enden der Wärmeübertragungsrippen hinsichtlich ihres Verlaufs voneinander unterscheiden. In jedem Fall ist es vorgesehen, dass die erste Wärmeübertragungsrippe über ihre gesamte Erstreckung in axialer Richtung hinweg in radialer Richtung allenfalls teilweise dieselben Abmessungen aufweist wie die zweite Wärmeübertragungsrippe und zumindest teilweise grö-ßere Abmessungen aufweist als diese. In anderen Worten steht die erste Wärmeübertragungsrippe in radialer Richtung über die zweite Wärmeübertragungsrippe über. Hierdurch ist eine besonders flexible Anpassung des Düsenkörpers an das Pumpengehäuse der Strahlpumpe realisiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Wärmeübertragungsrippe gestuft ausgebildet ist, sodass ihre Außenseite zwei gegeneinander angewinkelte Bereiche aufweist, und/oder dass eine Außenseite der zweiten Wärmeübertragungsrippe durchgehend gerade verläuft. Für die erste Wärmeübertragungsrippe gilt, dass ihre Außenseite beziehungsweise ihr in radialer Richtung außenliegendes freies Ende in mehrere Bereiche aufgeteilt ist, welche gegeneinander angewinkelt sind. Im Schnitt gesehen schlie-ßen also gedachte Geraden, welche jeweils vollständig in den Bereichen der Außenseite liegen, einen Winkel miteinander ein, der größer ist als 0° und kleiner als 180°. Beispielsweise beträgt der Winkel mindestens 15° und höchstens 75° oder mindestens 30° und höchstens 60°.
Zusätzlich oder alternativ ist es vorgesehen, dass die Außenseite beziehungsweise das freie Ende der Wärmeübertragungsrippe durchgehend gerade verläuft, nämlich im Schnitt gesehen. Hierzu nimmt eine Erstreckung in radialer Richtung der zweiten Wärmeübertragungsrippe über ihre Erstreckung in axialer Richtung gleichmäßig ab. Die beschriebene Ausgestaltung ermöglicht zum einen einen effektiven Wärmeübergang von dem Saugmedium auf den Düsenkörper und zum anderen einen geringen Druckverlust über die Strahlpumpe.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens einer der Bereiche der Außenseite der ersten Wärmeübertragungsrippe parallel zu der Längsmittelachse verläuft und an einer die Mischkammer begrenzenden Innenfläche des Pumpengehäuses zur Abstützung des Düsenkörpers bezüglich des Pumpengehäuses anliegt. Die erste Wärmeübertragungsrippe dient insoweit nicht lediglich der Verbesserung des Wärmeeintrags, sondern zusätzlich der Abstützung des Düsenkörpers. Hierzu weist sie den Bereich auf, welcher zum einen gerade und zum anderen parallel zu der Längsmittelachse verläuft. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht ein zuverlässiges Abstützen und somit eine zuverlässige Halterung des Düsenkörpers in dem Pumpengehäuse.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein den Düsenauslass aufweisendes Grundelement des Düsenkörpers in axialer Richtung über die Wärmeübertragungsrippen übersteht. Der Düsenkörper setzt sich zumindest aus dem Grundelement und den Wärmeübertragungsrippen sowie optional dem Bundsteg zusammen. In dem Grundelement ist die Düse ausgebildet. Beispielsweise weist das Grundelement hierbei eine konstante Wandstärke auf, sodass Abmessungen des Grundelements in radialer Richtung über seine axiale Erstreckung in Richtung des Düsenauslasses abnehmen. Um eine übermäßige Beeinflussung des Saugmediums durch die Wärmeübertragungsrippen zu vermeiden, steht das Grundelement in axialer Richtung derart über die Wärmeübertragungsrippen über, dass der Düsenauslass in axialer Richtung von den Wärmeübertragungsrippen beabstandet ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die erste Wärmeübertragungsrippe Teil mehrerer erster Wärmeübertragungsrippen und die zweite Wärmeübertragungsrippe Teil mehrerer zweiter Wärmeübertragungsrippen ist, wobei in Umfangsrichtung gesehen zwischen zwei der ersten Wärmeübertragungsrippen jeweils mehrere der zweiten Wärmeübertragungsrippen angeordnet sind. Anders ausgedrückt liegen also nicht nur eine erste Wärmeübertragungsrippe und eine zweite Wärmeübertragungsrippe vor, sondern vielmehr setzen sich die Wärmeübertragungsrippen aus mehreren ersten Wärmeübertragungsrippen und mehreren zweiten Wärmeübertragungsrippen zusammen. Die zweiten Wärmeübertragungsrippen weisen beispielsweise in radialer Richtung durchgehend kleinere Abmessungen auf als die ersten Wärmeübertragungsrippen.
Die ersten Wärmeübertragungsrippen dienen bevorzugt nicht nur dem Wärmeeintrag in den Düsenkörper, sondern zusätzlich der Abstützung des Düsenkörpers in beziehungsweise an dem Pumpengehäuse. Die zweiten Wärmeübertragungsrippen sind hingegen von dem Pumpengehäuse beabstandet angeordnet, greifen also lediglich über das Grundelement des Düsenkörpers an diesem an. Um den Strömungswiderstand der Strahlpumpe möglichst gering zu halten, sind daher weniger erste Wärmeübertragungsrippen als zweite Wärmeübertragungsrippen vorgesehen. Um dies zu realisieren, sind in Umfangsrichtung gesehen jeweils mehrere zweite Wärmeübertragungsrippen zwischen zwei ersten Wärmeübertragungsrippen angeordnet, beispielsweise zwei zweite Wärmeübertragungsrippen oder mehr. Besonders bevorzugt sind drei erste Wärmeübertragungsrippen und sechs zweite Wärmeübertragungsrippen realisiert, welche in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Hierdurch wird zum einen der sichere Halt des Düsenkörpers und zum anderen ein zuverlässiger Wärmeeintrag bei gleichzeitig geringem Druckverlust erzielt.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem ein Aggregatgehäuse aufweisenden Antriebsaggregat und einer Strahlpumpe zur Entlüftung des Aggregatgehäuses, insbesondere einer Strahlpumpe gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Strahlpumpe über ein Pumpengehäuse verfügt, an dem ein Treibmediumeinlassanschluss zur Zuführung eines Treibmediums, ein Saugmediumeinlassanschluss zur Zuführung eines Saugmediums sowie ein Auslassanschluss zum gemeinsamen Abführen von Treibmedium und Saugmedium vorliegen, wobei der Treibmediumeinlassanschluss über eine in einem metallischen Düsenkörper ausgebildete Düse, der Saugmediumeinlassanschluss über einen Saugmediumkanal und der Auslassanschluss über einen Mischkanal an eine in dem Pumpengehäuse ausgebildete Mischkammer strömungstechnisch angeschlossen sind. Dabei ist vorgesehen, dass der Düsenkörper auf seiner Außenseite zu seiner Temperierung Wärmeübertragungsrippen aufweist.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Antriebseinrichtung beziehungsweise der Strahlpumpe wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Antriebsaggregat als auch die Strahlpumpe können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

1 eine schematische Teilschnittdarstellung einer Strahlpumpe für eine Antriebseinrichtung, sowie
2 eine schematische Detailschnittdarstellung der Strahlpumpe.

Die 1 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung einer Strahlpumpe 1, wie sie beispielsweise für eine Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug Verwendung findet. Die Strahlpumpe 1 weist ein Pumpengehäuse 2 auf, in welchem ein Düsenkörper 3 angeordnet ist. An dem Pumpengehäuse 2 sind ein Treibmediumeinlassanschluss 4, ein Saugmediumeinlassanschluss 5 sowie ein Auslassanschluss 6 ausgebildet. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Pumpengehäuse 2 mehrteilig und weist einen Grundkörper 7 sowie einen an dem Grundkörper 7 befestigten Deckel 8 auf. An dem Grundkörper 7 sind der Saugmediumeinlassanschluss 5 und der Auslassanschluss 6 und an dem Deckel 8 der Treibmediumeinlassanschluss 4 ausgebildet.
Weiterhin liegt in dem Pumpengehäuse 2 eine Mischkammer 9 vor, in die eine in dem Düsenkörper 3 ausgebildete Düse 10 eingreift. Insbesondere weist die Düse 10 einen hier nicht sichtbaren Düseneinlass 11 sowie einen Düsenauslass 12 auf, wobei sie über den Düsenauslass 12 in die Mischkammer 9 einmündet. Strömungstechnisch gesehen ist der Treibmediumeinlassanschluss 4 über die Düse 10 strömungstechnisch mit der Mischkammer 9 verbunden. Weiterhin ist der Saugmediumeinlassanschluss 5 über einen Saugmediumkanal 13 mit der Mischkammer 9 verbunden, wobei der Saugmediumkanal 13 in diese einmündet.
Der Auslassanschluss 6 ist über einen Mischkanal 14 strömungstechnisch an die Mischkammer 9 angebunden, wobei der Mischkanal 14 unmittelbar von der Mischkammer 9 ausgeht. Es ist erkennbar, dass der Treibmediumeinlassanschluss 4 einen durchgehend konstanten oder zumindest teilweise konstanten Durchströmungsquerschnitt aufweist. Dies ist ebenfalls für den Saugmediumkanal 13 der Fall. Es kann jedoch vorgesehen sein, dass der Treibmediumeinlassanschluss 4 und/oder der Saugmediumkanal 13 einen Bereich mit abweichendem Durchströmungsquerschnitt aufweisen, insbesondere durch die Ausbildung einer Entformschräge.
Der Mischkanal 14 weist hingegen entlang seiner Längserstreckung einen variierenden Durchströmungsquerschnitt auf. Bevorzugt verkleinert sich der Durchströmungsquerschnitt des Mischkanals 14 ausgehend von der Mischkammer 9 zunächst und weitet sich anschließend in Richtung des Auslassanschlusses 6 wieder auf, sodass der Mischkanal 14 zumindest abschnittsweise als Diffusor ausgebildet ist.
Der Düsenkörper 3 weist ein Grundelement 15 auf, in welchem die Düse 10 ausgebildet ist. Von dem Grundelement 15 geht ein Bundsteg 16 aus, der sich in radialer Richtung nach außen erstreckt und zwischen den Grundkörper 7 und den Deckel 8 des Pumpengehäuses 2 eingreift und zwischen ihnen klemmend gehalten ist. Weiterhin gehen von dem Grundelement 15 mehrere Wärmeübertragungsrippen 17 und 18 aus, wobei Erstere auch als erste Wärmeübertragungsrippen 17 und Letztere auch als zweite Wärmeübertragungsrippen 18 bezeichnet werden. Die Wärmeübertragungsrippen 17 und 18 sind in Umfangsrichtung bezüglich einer Längsmittelachse 19 des Düsenkörpers 3 gleichmäßig verteilt angeordnet. Zwischen jeweils zwei der Wärmeübertragungsrippen 17 sind zwei der Wärmeübertragungsrippen 18 angeordnet, sodass insgesamt drei Wärmeübertragungsrippen 17 und sechs Wärmeübertragungsrippen 18 vorliegen.
Die Wärmeübertragungsrippen 17 und 18 greifen jeweils in die Mischkammer 9 ein, nämlich derart, dass sie in Überdeckung mit dem Saugmediumeinlassanschluss 5 beziehungsweise dem Saugmediumkanal 13 angeordnet sind. Die Wärmeübertragungsrippen 17 und 18 sind insoweit derart angeordnet, dass sie während eines Betriebs der Strahlpumpe 1 unmittelbar von dem durch den Saugmediumeinlassanschluss 5 zugeführte Saugmedium angeströmt werden. Hierdurch wird ein hoher Wärmeeintrag von dem Saugmedium in den Düsenkörper 3 erzielt. Dieser besteht zudem aus einem gut wärmeleitenden Material, nämlich Metall, sodass mithilfe des Saugmediums der Düsenkörper 3 und schlussendlich das Treibmedium temperiert, insbesondere erwärmt werden. Hiermit werden ein zumindest teilweises Gefrieren des Treibmediums und ein damit einhergehendes Zusetzen der Strahlpumpe 1 zuverlässig vermieden.
Die 2 zeigt eine schematische Teilschnittdarstellung der Strahlpumpe 1. Es ist erkennbar, dass ein Durchströmungsquerschnitt der Düse 10 ausgehend von dem Düseneinlass 11 hin zu dem Düsenauslass 12 kleiner wird, jedoch im Bereich des Düsenauslasses 12 konstant bleibt. Es ist weiterhin erkennbar, dass sich der Düsenkörper 3 über die ersten Wärmeübertragungsrippen 17 an dem Pumpengehäuse 2 abstützt, sodass eine hervorragende Stabilität der Strahlpumpe 1 realisiert ist.
Insgesamt wird mit der beschriebenen Strahlpumpe 1 ein stetiger Wärmeeintrag von dem Saugmedium auf den Düsenkörper 3 sichergestellt, sodass das beschriebene Einfrieren und Zusetzen zuverlässig unterbunden wird. Dies gilt insbesondere auch bei geringen Umgebungstemperaturen in einer Umgebung der Antriebseinrichtung, für welche die Strahlpumpe 1 bevorzugt eingesetzt wird.
Bezugszeichenliste

1: Strahlpumpe
2: Pumpengehäuse
3: Düsenkörper
4: Treibmediumeinlassanschluss
5: Saugmediumeinlassanschluss
6: Auslassanschluss
7: Grundkörper
8: Deckel
9: Mischkammer
10: Düse
11: Düseneinlass
12: Düsenauslass
13: Saugmediumkanal
14: Mischkanal
15: Grundelement
16: Bundsteg
17: Wärmeübertragungsrippe
18: Wärmeübertragungsrippe
19: Längsmittelachse

Claims

Strahlpumpe (1) mit einem Pumpengehäuse (2), an dem ein Treibmediumeinlassanschluss (4) zur Zuführung eines Treibmediums, ein Saugmediumeinlassanschluss (5) zur Zuführung eines Saugmediums sowie ein Auslassanschluss (6) zum gemeinsamen Abführen von Treibmedium und Saugmedium vorliegen, wobei der Treibmediumeinlassanschluss (4) über eine in einem metallischen Düsenkörper (3) ausgebildete Düse (10), der Saugmediumeinlassanschluss (5) über einen Saugmediumkanal (13) und der Auslassanschluss (6) über einen Mischkanal (14) an eine in dem Pumpengehäuse (2) ausgebildete Mischkammer (9) strömungstechnisch angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (3) auf seiner Außenseite zu seiner Temperierung Wärmeübertragungsrippen (17,18) aufweist.
Strahlpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (2) mehrteilig ist und einen Grundkörper (7) sowie einen Deckel (8) aufweist, wobei an dem Deckel (8) der Treibmediumeinlassanschluss (4) und an dem Grundkörper (7) der Saugmediumeinlassanschluss (5) und der Auslassanschluss (6) vorliegen.
Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsrippen (17,18) in Umfangsrichtung bezüglich einer Längsmittelachse (19) des Düsenkörpers (3) zumindest bereichsweise beabstandet voneinander ausgebildet sind.
Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige der Wärmeübertragungsrippen (17,18) voneinander verschiedene Formen aufweisen.
Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungsrippen (17,18) zumindest eine erste Wärmeübertragungsrippe (17) und zumindest eine zweite Wärmeübertragungsrippe (18) aufweisen, die in axialer Richtung jeweils von einer ersten Seite zu einer zweiten Seite verlaufen, wobei die erste Wärmeübertragungsrippe (17) zwischen der ersten Seite und der zweiten Seite durchgehend in radialer Richtung größere Abmessungen aufweist als die zweite Wärmeübertragungsrippe (18).
Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmeübertragungsrippe (17) gestuft ausgebildet ist, sodass ihre Außenseite zwei gegeneinander angewinkelte Bereiche aufweist, und/oder dass eine Außenseite der zweiten Wärmeübertragungsrippe (18) durchgehend gerade verläuft.
Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Bereiche der Außenseite der ersten Wärmeübertragungsrippe (17) parallel zu der Längsmittelachse (19) verläuft und an einer die Mischkammer (9) begrenzenden Innenfläche des Pumpengehäuses (2) zur Abstützung des Düsenkörpers (3) bezüglich des Pumpengehäuses (2) anliegt.
Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Düsenauslass (12) aufweisendes Grundelement (15) des Düsenkörpers (3) in axialer Richtung über die Wärmeübertragungsrippen (17,18) übersteht.
Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wärmeübertragungsrippe (17) Teil mehrerer erster Wärmeübertragungsrippen (17) und die zweite Wärmeübertragungsrippe (18) Teil mehrerer zweiter Wärmeübertragungsrippen (18) ist, wobei in Umfangsrichtung gesehen zwischen zwei der ersten Wärmeübertragungsrippen (17) jeweils mehrere der zweiten Wärmeübertragungsrippen (18) angeordnet sind.
Antriebseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einem ein Aggregatgehäuse aufweisenden Antriebsaggregat und einer Strahlpumpe (1) zur Entlüftung des Aggregatgehäuses, insbesondere einer Strahlpumpe (1) nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Strahlpumpe (1) über ein Pumpengehäuse (2) verfügt, an dem ein Treibmediumeinlassanschluss (4) zur Zuführung eines Treibmediums, ein Saugmediumeinlassanschluss (5) zur Zuführung eines Saugmediums sowie ein Auslassanschluss (6) zum gemeinsamen Abführen von Treibmedium und Saugmedium vorliegen, wobei der Treibmediumeinlassanschluss (4) über eine in einem metallischen Düsenkörper (3) ausgebildete Düse (10), der Saugmediumeinlassanschluss (5) über einen Saugmediumkanal (13) und der Auslassanschluss (6) über einen Mischkanal (14) an eine in dem Pumpengehäuse (2) ausgebildete Mischkammer (10) strömungstechnisch angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Düsenkörper (3) auf seiner Außenseite zu seiner Temperierung Wärmeübertragungsrippen (17,18) aufweist.