WO2008089714A1 - Regelbare kühlmittelpumpe - Google Patents

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WO2008089714A1
WO2008089714A1 PCT/DE2007/001719 DE2007001719W WO2008089714A1 WO 2008089714 A1 WO2008089714 A1 WO 2008089714A1 DE 2007001719 W DE2007001719 W DE 2007001719W WO 2008089714 A1 WO2008089714 A1 WO 2008089714A1
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pump
piston
oil
motor housing
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Eugen Schmidt
Franz Pawellek
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Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt
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    • F04D13/046—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven the fluid driving means being a hydraulic motor of the positive displacement type

Definitions

  • the invention relates to a controllable coolant pump for internal combustion engines.
  • a direct coupling of the impeller of a coolant pump with the crankshaft of the internal combustion engine, for example a motor vehicle, has the consequence that the respectively conveyed coolant volume flow is determined by the rotational speed of the engine.
  • the coolant pump is designed so that even at low speed and high engine load - for example, when driving uphill with trailer - a sufficient cooling performance is achieved.
  • these non-controllable coolant pumps operate in average driving mode in a very low-efficiency operating point.
  • controllable coolant pumps for internal combustion engines are described in the prior art via a pulley driven by the crankshaft, controllable coolant pumps for internal combustion engines. Generally, it is characteristic of these designs that the maximum achievable
  • Speed of the impeller corresponds to the maximum speed of the pump shaft driven by the crankshaft.
  • Crankshaft driven coolant pumps can be reduced by a variety of technical means.
  • coolant pumps are known which are driven instead of a pulley or an electric motor of a separate, coupled instead of a pulley on the water pump hydraulic motor.
  • bypass lines are arranged by means of separate pilot valves.
  • Hydraulic motor protrudes, wherein the hydraulic motor in a
  • Hydraulic motor housing is arranged with a front side arranged on this lid.
  • the speed control which causes a control of the delivered coolant volume flow, is carried out by a temperature-controlled oil supply.
  • Gears is formed axially displaceable.
  • Coolant pump used analogous to the proposed in JP 63 117 118 A solution, so are for a controllable coolant pump drive turn additional assemblies with the resulting from additional modules
  • the invention is therefore based on the object to develop a continuously variable, driven by a hydraulic motor / oil engine coolant pump for motor vehicles, which allows almost “without” performance limitation increased cooling performance and also has a high overall efficiency while requiring a minimum space with minimized weight and at the same time easy and inexpensive to produce and also works reliably even under very high ambient temperatures and susceptible to interference. According to the invention this object is achieved by a continuously variable coolant pump for motor vehicles with the features of the main claim of the invention.
  • Figure 1 the inventive infinitely variable coolant pump for internal combustion engines in the side view in section (in A-A according to Figure 3);
  • Figure 2 the continuously variable coolant pump according to the invention for internal combustion engines according to Figure 1, in section along the center axis of the pump shaft 2;
  • FIG. 3 shows the continuously variable coolant pump according to the invention for internal combustion engines according to FIG. 1, in a section through the oil motor lying between the gear pair and the pressure relief bores 13;
  • FIG. 4 shows the continuously variable coolant pump according to the invention for internal combustion engines according to FIG. 1 in a section through the gear pair of the oil motor;
  • Figure 5 the detail of the oil motor of Figure 1, with the axis 9, the gear 7, the piston 16 and the reciprocating piston 23 in the working position of the reciprocating piston "fully open”.
  • FIG. 1 shows the continuously variable coolant pump according to the invention for internal combustion engines with a pump housing 1, one in FIG.
  • Pump housing 1 ends rotatably arranged on a pump shaft 2
  • the oil motor 4 consists of an oil motor housing 5 and a front side on the oil motor housing 5 arranged cover 6.
  • a pair of gears is arranged in the oil motor 4 such that one of the two gears 7 is rotatably mounted on the pump shaft 2, and that the other gear 7 is mounted rotatably and displaceably on a rotationally fixed in the oil motor housing 5 axis 9.
  • the pump shaft 2 is rotatably mounted in bearings 8 on both sides of the gear 7 on the one hand in the oil motor housing 5 and on the other hand in the cover 6.
  • bearings 8 are designed as plain bearings.
  • Blind holes 10 are arranged for pressure relief, wherein in the region of the inner end of the blind bores 10 each radial bores 11 are arranged which open in annular grooves 12 to each other in the
  • Oil motor housing 5 via pressure relief holes 13 are interconnected, wherein one of these pressure relief holes 13 via a
  • a cylindrical piston working space 15th is located in a slightly larger in its outer diameter relative to the outer diameter of the arranged on the axis 9 gear 7 larger working piston 16 is slidably mounted, wherein in the piston working space 15 between the cover 6 and the piston 16, a compression spring 17 is arranged at the engine stall the end wall 18 of the Working piston 15 in the outer edge region presses against this adjacent end face 19 of the oil motor housing 5 and thereby brings the rotatably mounted on the axis 9 gear 7 fully with the arranged on the pump shaft 2 gear 7 of the oil motor into engagement.
  • a pressure relief chamber 20 is arranged in which the end face arranged in the pump shaft 2 blind hole 10 opens.
  • a valve seat 22 is arranged such that this valve seat 21 cuts both the piston working chamber 15 and the pressure relief chamber 20, wherein in this valve seat 22 sealing a valve piston 23 is arranged by means of an outside the lid face 21 arranged lifting magnet 24 can be moved translationally in the valve seat 22.
  • FIG. 2 shows the explained features of the continuously variable coolant pump according to the invention for internal combustion engines, but now in a sectional view from below, along the center axis of the pump shaft 2 shown in FIG.
  • a feature of the solution according to the invention consists in the fact that the supply kidney connected to the oil inlet 25 is arranged such that it is partially located below the root circle of the toothed wheel 7 arranged on the axis 9.
  • FIG. 4 now shows the infinitely variable control according to the invention
  • Coolant pump for combustion engines in one (according to Figure 1) by the
  • Piston working space 15 protrudes.
  • Gear is engaged, that is applied to the rear wall 31.
  • the oil located between the gear and the rear wall 31 passes between the teeth, and via the arranged in the axis 9 blind hole 10, the radial bores 11, the annular grooves 12, the pressure relief holes 13 and the outlet opening 14, for example in the crankcase.
  • the impeller in this working position of the reciprocating piston 23, the impeller can be brought to a standstill, now flows, for example, under a pressure of 4 bar standing oil from the piston working chamber 15 via the open valve seat 22 in the acted example with a pressure of 1 bar pressure relief chamber 20 and there via the arranged in the pump shaft 2 blind hole 10, the radial bores 11, the annular grooves 12 in the pressure relief hole 13, and from there via the outlet opening 14, for example in the crankcase.
  • the "openings”, ie the ratio of the cross-section of the inlet orifice 28 to the flow cross-section with valve seat 22 fully opened by the lifting piston 23, are dimensioned such that more oil always flows out when the valve seat 22 is fully open.
  • the working piston 16 is relieved of pressure and due to the arrangement of the associated with the oil inlet 25 supply kidney, which according to the invention is arranged so that this area is also below the dominant Vietnamesees arranged on the axis 9 gear 7, now is arranged on the axis 9 gear 7 is pressed against the working piston 16 while the working piston 16 is moved against the action of the compression spring 16.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore. Die Aufgabe der Erfindung ist es eine stufenlos regelbare, von einem Hydraulikmotor/Ölmotor angetriebene Kühlmittelpumpe für Kraftfahrzeuge zu entwickeln, die nahezu „ohne' Leistungslimitierung erhöhte Kühlleistungen ermöglicht und zudem gleichzeitig über einen hohem Gesamtwirkungsgrad verfügt, dabei nur einen minimierten Bauraum bei minimiertem Eigengewicht erfordert und gleichzeitig einfach und kostengünstig herstellbar ist und zudem selbst unter sehr hohen Umgebungstemperaturen zuverlässig und störunanfällig arbeitet. Die erfindungsgemäße regelbare Kühlmittelpumpe mit einem Pumpengehäuse (1), einem im Pumpengehäuse (1) endseitig drehfest auf einer Pumpenwelle (2) angeordneten Flügelrad (3), wobei das dem Flügelrad (3) gegenüberliegende Ende der Pumpenwelle (2) in einen Ölmotor (4) hineinragt und im Ölmotor (4) ein Zahnradpaar derart angeordnet ist, dass eines der beiden Zahnräder (J) auf der Pumpenwelle (2) drehfest angeordnet ist, wobei die Pumpenwelle (2) beidseitig des Zahnrades (7) einerseits im Ölmotorgehäuse (5) und andererseits im Deckel (6) in Lagern (8) drehbar gelagert ist, zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass das zweite Zahnrad (7) auf einer drehfest im Ölmotorgehäuse (5) angeordneten Achse (9) dreh- und verschiebbar gelagert ist, wobei im Ölmotorgehäuse (5) mindestens eine mit einer Zulaufblende (28) versehene Hülse (29) angeordnet ist die mit einem Ende, gegenüberliegend von der mit dem Ölzulauf verbundenen Versorgungsniere, in die mit dem Ölzulauf verbundene Radkammer (27) mündet und dort bündig mit dieser Radkammer (27) abschließt, wobei das gegenüberliegende Ende der Hülse (29) selbst bei vollständig zusammengepresster Druckfeder (17) in die hinter dem Arbeitskolben (16) verbleibende Federkammer des Kolbenarbeitsraumes (15) hineinragt, und in der Deckelstirnseite (21) ein Ventilsitz (22) derart angeordnet ist, dass dieser sowohl den Kolbenarbeitsraum (15) wie auch den Druckentlastungsraum (20) anschneidet, wobei in diesem Ventilsitz (22) dichtend ein Ventilkolben (23) angeordnet ist der mittels eines außen auf der Deckelstirnseite (21) angeordneten Hubmagneten (24) translatorisch im Ventilsitz (22) verfahren werden kann.

Description

Regelbare Kühlmittelpumpe
Die Erfindung betrifft eine regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore.
Eine direkte Kopplung des Flügelrades einer Kühlmittelpumpe mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors, beispielsweise eines Kraftfahrzeuges, hat zur Folge, dass der jeweils geförderte Kühlmittelvolumenstrom von der Drehzahl des Motors bestimmt wird.
Daher ist stets der extremste Bedarfsfall maßgebend für die Auslegung der Kühlmittelpumpe, d.h. die Kühlmittelpumpe ist so ausgelegt, dass selbst bei niedriger Drehzahl und hoher Motorbelastung - beispielsweise bei Bergfahrten mit Hänger - eine ausreichende Kühlleistung erzielt wird. Dieser Umstand führt dazu, dass diese nicht regelbaren Kühlmittelpumpen im durchschnittlichen Fahrbetrieb in einem sehr wirkungsgradungünstigen Betriebspunkt arbeiten. Um die Nachteile dieser direkt von der Kurbelwelle angetriebenen Kühlmittelpumpe zu beseitigen werden im Stand der Technik über eine Riemenscheibe von der Kurbelwelle angetriebene, regelbare Kühlmittelpumpen für Verbrennungsmotore vorbeschrieben. Generell ist für diese Bauformen kennzeichnend, dass die maximal erreichbare
Drehzahl des Flügelrades der maximalen Drehzahl der von der Kurbelwelle angetriebenen Pumpenwelle entspricht.
Diese von der Kurbelwelle über eine Riemenscheibe auf die Pumpenwelle übertragene maximale Drehzahl des Flügelrades kann nun bei den unterschiedlichen im Stand der Technik vorgeschriebenen, regelbaren, von der
Kurbelwelle angetriebenen Kühlmittelpumpen, mit den verschiedenartigsten technischen Mitteln reduziert werden.
So sind im Stand der Technik auch Kühlmittelpumpen bekannt welche an Stelle einer Riemenscheibe bzw. eines Elektromotors von einem separaten, an Stelle einer Riemenscheibe an der Wasserpumpe angekuppelten Hydromotor angetrieben werden.
Im Ölkreislauf dieser Hydromotore sind mittels separater Vorsteuerventile geregelte Bypassleitungen angeordnet.
Diese Lösungen erfordern einerseits sehr hohe Kosten in der Fertigung und der
Montage und benötigen zudem ein sehr hohes Bauvolumen bei hohem
Eigengewicht der Einheit.
Darüber hinaus treten infolge der unterschiedlichen Ventilanordnungen zwangsläufig Druckverluste auf welche ebenfalls einen ungünstigen
Gesamtwirkungsgrad zur Folge haben
Aus der JP 63 117 118 A ist nun eine regelbare Kühlmittelpumpe bekannt bei der das dem Flügelrad gegenüberliegende Ende der Pumpenwelle in einen
Hydraulikmotor hineinragt, wobei der Hydraulikmotor in einem
Hydraulikmotorgehäuse mit einem stirnseitig an diesem angeordneten Deckel angeordnet ist.
Bei dieser Bauform ist der Hydraulikmotor in der Art eines Gerotorgetriebes mit
Innenzahnrad ausgebildet, dessen Drehzahlregelung, welche eine Regelung des geförderten Kühlmittelvolumenstromes bewirkt, durch eine temperaturgesteuerte Ölzufuhr erfolgt. W
Bei dieser 'Bauform sind zusätzliche Bauteile und Baugruppen erforderlich, welche die bei dieser Bauform zwingend erforderliche (temperatur-) gesteuerte
Ölzufuhr gewährleisten.
Diese zusätzlichen Baugruppen erfordern jedoch nicht nur zusätzliches
Einbauvolumen und zusätzliche Bauteil- und Montagekosten, sie haben zudem auch in Folge von zwangsläufig in Verbindung mit diesen Baugruppen auftretenden Druckverlusten eine Verringerung des Gesamtwirkungsgrades zur
Folge.
Aus der DE 10 2004 028 830 A1 ist nun eine Zahnradmaschine mit stufenlos einstellbarem Fördervolumenstrom mit zwei in einem Gehäuse auf je einer
Welle drehgelagerten, miteinander kämmenden Zahnrädern bekannt, von denen ein Zahnrad zur Veränderung der Verdrängungslänge der
Verzahnungen axial verschiebbar ausgebildet ist.
Wird nun diese Bauform nach DE 10 2004 028 830 A1 zum Antrieb einer
Kühlmittelpumpe analog der in der JP 63 117 118 A vorgeschlagenen Lösung eingesetzt, so sind für einen regelbaren Kühlmittelpumpenantrieb wiederum zusätzliche Baugruppen mit den aus zusätzlichen Baugruppen resultierenden
(bereits erläuterten) Nachteilen erforderlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine stufenlos regelbare, von einem Hydraulikmotor/Ölmotor angetriebene Kühlmittelpumpe für Kraftfahrzeuge zu entwickeln, die nahezu „ohne" Leistungslimitierung erhöhte Kühlleistungen ermöglicht und zudem gleichzeitig über einen hohem Gesamtwirkungsgrad verfügt, dabei einen minimierten Bauraum bei minimiertem Eigengewicht erfordert und gleichzeitig einfach und kostengünstig herstellbar ist und zudem selbst unter sehr hohen Umgebungstemperaturen zuverlässig und störunanfällig arbeitet. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine stufenlos regelbare Kühlmittelpumpe für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen, Einzelheiten wie auch weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen zur erfindungsgemäßen Lösung.
Nachfolgend soll nun die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit fünf Figuren näher erläutert werden. Es zeigen dabei:
Figur 1 : die erfindungsgemäße stufenlos regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore in der Seitenansicht im Schnitt (bei A-A gemäß Figur 3);
Figur 2 : die erfindungsgemäße stufenlos regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore gemäß Figur 1 , im Schnitt entlang der Mittenachse der Pumpenwelle 2;
Figur 3 : die erfindungsgemäße stufenlos regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore gemäß Figur 1 , in einem zwischen dem Zahnradpaar und den Druckentlastungsbohrungen 13 liegenden Schnitt durch den Ölmotor;
Figur 4 : die erfindungsgemäße stufenlos regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore gemäß Figur 1 , in einem durch das Zahnradpaar des Ölmotors gelegten Schnitt; Figur 5 : die Einzelheit des Ölmotors aus Figur 1 , mit der Achse 9, dem Zahnrad 7, dem Arbeitskolben 16 und dem Hubkolben 23 in der Arbeitsstellung des Hubkolbens „vollständig geöffnet".
Die Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße, stufenlos regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore mit einem Pumpengehäuse 1 , einem im
Pumpengehäuse 1 endseitig drehfest auf einer Pumpenwelle 2 angeordneten
Flügelrad 3 in der Seitenansicht im Schnitt.
Erfindungswesentlich ist, dass das dem Flügelrad 3 gegenüberliegende Ende der Pumpenwelle 2 in einen Ölmotor 4 hineinragt.
Kennzeichnend ist dabei, dass der Ölmotor 4 aus einem Ölmotorgehäuse 5 und einem stirnseitig am Ölmotorgehäuse 5 angeordneten Deckel 6 besteht.
Erfindungsgemäß ist im Ölmotor 4 ein Zahnradpaar derart angeordnet, dass eines der beiden Zahnräder 7 auf der Pumpenwelle 2 drehfest angeordnet ist, und dass das andere Zahnrad 7 auf einer drehfest im Ölmotorgehäuse 5 angeordneten Achse 9 dreh- und verschiebbar gelagert ist.
Kennzeichnend ist auch, dass die Pumpenwelle 2 beidseitig des Zahnrades 7 einerseits im Ölmotorgehäuse 5 und andererseits im Deckel 6 in Lagern 8 drehbar gelagert ist.
Vorteilhaft ist, wenn diese Lager 8 als Gleitlager ausgebildet sind.
Erfindungswesentlich ist auch, dass im Bereich des Ölmotors 4 sowohl in der
Pumpenwelle 2 wie auch in der Achse zentrisch, deckelseitig offene
Sacklochbohrungen 10 zur Druckentlastung angeordnet sind, wobei im Bereich des inneren Endes der Sacklochbohrungen 10 jeweils Radialbohrungen 11 angeordnet sind welche in Ringnuten 12 münden die untereinander im
Ölmotorgehäuse 5 über Druckentlastungsbohrungen 13 miteinander verbunden sind, wobei eine dieser Druckentlastungsbohrungen 13 über eine
Austrittsöffnung 14 aus dem Ölmotorgehäuse 5 verfügt.
Erfindungswesentlich ist in diesem Zusammenhang weiterhin, dass sich im
Deckel 6, zentrisch zur Achse 9, ein zylindrischer Kolbenarbeitsraum 15 befindet in dem ein in seinem Außendurchmesser geringfügig gegenüber dem Außendurchmesser des auf der Achse 9 angeordneten Zahnrades 7 größerer Arbeitskolben 16 gleitend gelagert ist, wobei im Kolbenarbeitsraum 15 zwischen dem Deckel 6 und dem Arbeitskolben 16 eine Druckfeder 17 angeordnet ist die bei Motorstillstand die Stirnwand 18 des Arbeitskolbens 15 im Außenrandbereich gegen die dieser benachbarten Stirnseite 19 des Ölmotorgehäuses 5 presst und dabei das auf der Achse 9 drehbar angeordnete Zahnrad 7 voll mit dem auf der Pumpenwelle 2 angeordneten Zahnrad 7 des Ölmotors in Eingriff bringt.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass zentrisch zur Pumpenwelle 2 im Deckel 6 ein Druckentlastungsraum 20 angeordnet ist in den die stirnseitig in der Pumpenwelle 2 angeordnete Sacklochbohrung 10 mündet. Kennzeichnend ist in diesem Zusammenhang auch, dass in der Deckelstirnseite 21 ein Ventilsitz 22 derart angeordnet ist, dass dieser Ventilsitz 21 sowohl den Kolbenarbeitsraum 15 wie auch den Druckentlastungsraum 20 anschneidet, wobei in diesem Ventilsitz 22 dichtend ein Ventilkolben 23 angeordnet ist der mittels eines außen auf der Deckelstimseite 21 angeordneten Hubmagneten 24 translatorisch im Ventilsitz 22 verfahren werden kann.
Die Figur 2 zeigt die erläuterten Merkmale der erfindungsgemäßen, stufenlos regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore, jedoch nun in einer Schnittdarstellung von unten, entlang der in Figur 1 dargestellten Mittenachse der Pumpenwelle 2.
Vorteilhaft ist, wenn wie in dieser Figur 2 dargestellt, im Übergangsbereich vom Ölmotorgehäuse 5 zum Pumpengehäuse 1 zwischen der Pumpenwelle 2 und dem Ölmotorgehäuse 5 und/oder dem Pumpengehäuse 1 ein oder mehrere Wellendichtringe 30 angeordnet sind. Diese Wellendichtringe dienen einer optimalen Abdichtung zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem Ölmotorgehäuse 5.
In der Figur 3 ist nun die erfindungsgemäße stufenlos regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore in einem (nach Figur 1) zwischen dem Zahnradpaar und den Druckentlastungsbohrungen 13 liegenden Schnitt durch den Ölmotor dargestellt. Am Ölmotorgehäuse 5 sind ein Ölzulauf 25 und ein Ölablauf 26 angeordnet von denen jeder in eine separate Versorgungsniere mündet.
Ein Merkmal der erfindungsgemäßen Lösung besteht nun darin, dass die mit dem Ölzulauf 25 verbundene Versorgungsniere so angeordnet ist, dass diese bereichsweise auch unterhalb des Fußkreises des auf der Achse 9 angeordneten Zahnrad 7 liegt.
Die Figur 4 zeigt nun die erfindungsgemäße stufenlos regelbare
Kühlmittelpumpe für Verbrenn ungsmotore in einem (nach Figur 1) durch das
Zahnradpaar des Ölmotors gelegten Schnitt.
Aus dieser Darstellung wird ein weiteres Merkmal der erfindungsgemäßen
Lösung ersichtlich welches darin besteht, dass im Ölmotorgehäuse 5 mindestens eine mit einer Zulaufblende 28 versehene Hülse 29 angeordnet ist welche mit einem Ende, in die mit dem Ölzulauf 25 verbundene Radkammer 27 mündet und dort bündig mit dieser Radkammer 27 abschließt.
Am Mantel der Hülse 29 ist verdrehsicher der Arbeitskolben 16 gleitend derart angeordnet, dass das gegenüberliegende Ende der mit der Zulaufblende 28 versehene Hülse 29 selbst bei vollständig zusammengepresster Druckfeder 17 in die hinter dem Arbeitskolben 16 verbleibende Federkammer des
Kolbenarbeitsraumes 15 hineinragt.
Die in der Figur 1 dargestellte Stellung des Hubkolbens 23 im Ventilsitz 22
(Arbeitsstellung geschlossen) bewirkt nun im Zusammenwirken aller Merkmale der Erfindung, dass aus dem Ölzulauf über die mit dem Ölzulauf verbundene
Radkammer 27 und die mit der Zulaufblende 28 versehene Hülse 29 beispielsweise Öl mit einem Arbeitsdruck von 4 bar in den Kolbenarbeitsraum
15 strömt, und dabei unter Mitwirkung der Druckfeder 17 den Arbeitskolben 16 und gleichzeitig auch das auf der Achse 9 angeordnete Rahnrad 7 so weit verfährt bis dieses vollständig mit dem auf der Pumpenwelle 2 angeordneten
Zahnrad in Eingriff ist, d.h. an der Rückwand 31 anliegt. Dabei strömt das zwischen dem Zahnrad und der Rückwand 31 befindliche Öl zwischen den Zähnen hindurch, und über die in der Achse 9 angeordnete Sacklochbohrung 10, die Radialbohrungen 11 , die Ringnuten 12, die Druckentlastungsbohrungen 13 und die Austrittsöffnung 14 beispielsweise in das Kurbelgehäuse.
In dieser, in der Figur 1 dargestellten Arbeitsstellung des Hubkolbens 23 wird vom Ölmotor 4 das maximale Antriebsdrehmoment auf das Flügelrad 3 übertragen.
Die dargestellte, erfindungsgemäße, weder über eine Riemenscheibe von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors noch von einem Elektromotor angetriebene regelbare Kühlmittelpumpe zeichnet sich infolge des erfindungsgemäßen Antriebes durch eine erhöhte Kühlleistung (nahezu „ohne" Leistungslimitierung), wie gleichzeitig auch durch einen hohem Gesamtwirkungsgrad bei minimiertem Bauraum und minimiertem Gewicht aus. In der Figur 5 ist nun die Einzelheit des Ölmotors aus Figur 1 , mit der Achse 9, dem Zahnrad 7, dem Arbeitskolben 16 und dem Hubkolben 23 in der Arbeitsstellung des Hubkolbens „vollständig geöffnet" dargestellt. In dieser Arbeitsstellung des Hubkolbens 23, mittels der das am Flügelrad 3 anliegende Antriebsdrehmoment auf ein Minimum reduziert werden kann, d.h. das in dieser Arbeitsstellung des Hubkolbens 23 das Flügelrad zum Stillstand gebracht werden kann, strömt nun das beispielsweise unter einem Druck von 4 bar stehende Öl aus dem Kolbenarbeitsraum 15 über den geöffneten Ventilsitz 22 in den beispielsweise mit einem Druck von 1 bar beaufschlagten Druckentlastungsraum 20 und von dort über die in der Pumpenwelle 2 angeordnete Sacklochbohrung 10, die Radialbohrungen 11 , die Ringnuten 12 in die Druckentlastungsbohrung 13, und von dort über die Austrittsöffnung 14 beispielsweise in das Kurbelgehäuse.
Erfindungsgemäß sind die „Öffnungen", d.h. das Verhältnis des Querschnittes der Zulaufblende 28 zum Strömungsquerschnitt bei vollständig durch den Hubkolben 23 geöffneten Ventilsitz 22 so bemessen, dass bei vollständig geöffneten Ventilsitz 22 stets mehr Öl abfließt wie zufließen kann. Dadurch wird der Arbeitskolben 16 druckentlastet und infolge der Anordnung der mit dem Ölzulauf 25 verbundene Versorgungsniere, welche erfindungsgemäßen so angeordnet ist, dass diese bereichsweise auch unterhalb des Fußkreises des auf der Achse 9 angeordneten Zahnrad 7 liegt, wird nun das auf der Achse 9 angeordneten Zahnrad 7 gegen den Arbeitskolben 16 gepresst und dabei der Arbeitskolben 16 entgegen der Wirkung der Druckfeder 16 verfahren.
In dieser Stellung des auf der Achse 9 angeordneten Zahnrad 7 kann nun das Öl direkt von der mit dem Ölzulauf 25 verbundene Versorgungsniere in die mit dem Ölablauf 26 verbundene Versorgungsniere strömen, d.h. am „Ölmotor" ungehindert ohne Druckverluste vorbeiströmen.
Wird nun mittels des Hubmagneten 24 der Hubkolben 23 aus den beiden vorgenannten Endlagen im Ventilsitz 22 in eine „Zwischenstellung" verfahren so verschiebt der Arbeitskolben 16 das auf der Achse 9 angeordneten Zahnrad 7 in Richtung der Rückwand 31. Dadurch kann nicht das gesamte aus der mit dem Ölzulauf 25 verbundene Versorgungsniere zuströmende Öl „auf dem kurzen Weg" direkt in die mit dem Ölablauf 26 verbundene Versorgungsniere strömen und muß daher zwangsläufig den „langen Weg" über die nun umlaufenden Kammern zwischen den Zähnen nehmen, d.h. es treibt dadurch (entsprechend der Stellung des Hubkolbens) das Zahnradpaar mit einer mehr oder weniger hohen Drehzahl an.
Somit ist es mittels der erfindungsgemäßen Lösung möglich eine stufenlos regelbare Flügelraddrehzahl der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe zu realisieren, wobei die vorliegende Lösung einfach und kostengünstig herstellbar ist und zudem selbst unter sehr hohen Umgebungstemperaturen sehr zuverlässig und störunanfällig arbeitet. Bezugszeichenzusammenstellung
1 Pumpengehäuse
2 Pumpenwelle
3 Flügelrad
4 Ölmotor
5 Ölmotorgehäuse
6 Deckel
7 Zahnrad
8 Lager
9 Achse
10 Sacklochbohrung
11 Radialbohrung
12 Ringnuten
13 Druckentlastungsbohrung
14 Austrittsöffnung
15 Kolbenarbeitsraum
16 Arbeitskolben
17 Druckfeder
18 Stirnwand
19 Stirnseite
20 Druckentlastungsraum
21 Deckelstirnseite
22 Ventilsitz
23 Hubkolben
24 Hubmagnet
25 Ölzulauf
26 Ölablauf
27 Radkammer
28 Zulaufblende Hülse Wellendichtring Rückwand

Claims

Patentansprüche
1. Regelbare Kühlmittelpumpe mit einem Pumpengehäuse (1) und einem im Pumpengehäuse (1) endseitig drehfest auf einer Pumpenwelle (2) angeordneten Flügelrad (3), wobei das dem Flügelrad (3) gegenüberliegende Ende der Pumpenwelle (2) in einen Ölmotor (4) hineinragt, der Ölmotor (4) aus einem Ölmotorgehäuse (5) und einem stirnseitig am Ölmotorgehäuse (5) angeordneten Deckel (6) besteht, und im Ölmotor (4) ein Zahnradpaar derart angeordnet ist, dass eines der beiden Zahnräder (7) auf der Pumpenwelle (2) drehfest angeordnet ist, wobei die Pumpenwelle (2) beidseitig des Zahnrades
(7) einerseits im Ölmotorgehäuse (5) und andererseits im Deckel (6) in Lagern
(8) drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet,
- dass das andere Zahnrad (7) auf einer drehfest im Ölmotorgehäuse (5) angeordneten Achse (9) dreh- und verschiebbar gelagert ist,
- dass im Bereich des Ölmotors (4) sowohl in der Pumpenwelle (2) wie auch in der Achse zentrisch, deckelseitig offene Sacklochbohrungen (10) zur Druckentlastung angeordnet sind, wobei im Bereich des inneren Endes der Sacklochbohrungen (10) Radialbohrungen (11) angeordnet sind, welche in Ringnuten (12) münden, die untereinander im Ölmotorgehäuse (5) über Druckentlastungsbohrungen (13) miteinander verbunden sind, und wobei eine der Druckentlastungsbohrungen über eine Austrittsöffnung (14) aus dem Ölmotorgehäuse (5) verfügt,
- dass sich zentrisch zur Achse (9) im Deckel (6) ein zylindrischer Kolbenarbeitsraum (15) befindet, in dem ein in seinem Außendurchmesser geringfügig gegenüber dem Außendurchmesser des auf der Achse (9) angeordneten Zahnrades (7) größerer Arbeitskolben (16) gleitend gelagert ist, wobei im Kolbenarbeitsraum (15) zwischen dem Deckel (6) und dem Arbeitskolben (16) eine Druckfeder (17) angeordnet ist, die bei Motorstillstand die Stirnwand (18) des Arbeitskolbens (15) im Außenrandbereich gegen die dieser benachbarten Stirnseite (19) des Ölmotorgehäuses (5) presst und dabei das auf der Achse (9) drehbar angeordnete Zahnrad (7) voll mit dem auf der Pumpenwelle (2) angeordneten Zahnrad (7) des Ölmotors (4) in Eingriff bringt, dass zentrisch zur Pumpenwelle (2) im Deckel (6) ein Druckentlastungsraum (20) angeordnet ist, in den die in der Pumpenwelle (2) angeordnete Sacklochbohrung (10) mündet, dass in der Deckelstirnseite (21) ein Ventilsitz (22) derart angeordnet ist, dass dieser Ventilsitz (21) sowohl den Kolbenarbeitsraum (15) wie auch den Druckentlastungsraum (20) anschneidet, wobei in diesem Ventilsitz (22) dichtend ein Ventilkolben (23) angeordnet ist, der mittels eines außen auf der Deckelstirnseite (21) angeordneten Hubmagneten (24) translatorisch im Ventilsitz (22) verfahren werden kann, dass am Ölmotorgehäuse (5) ein Ölzulauf (25) und ein Ölablauf (26) angeordnet ist, wobei jeder von beiden in jeweils eine separate Versorgungsniere mündet, dass im Ölmotorgehäuse (5) mindestens eine mit einer Zulaufblende (28) versehene Hülse (29) angeordnet ist, welche mit einem Ende in eine mit dem Ölzulauf (25) verbundene Radkammer (27) mündet und dort bündig mit dieser Radkammer (27) abschließt, wobei an deren Mantel der Arbeitskolben (16) verdrehsicher gleitend derart angeordnet ist, dass das gegenüberliegende Ende dieser mit einer Zulaufblende (28) versehenen Hülse (29) selbst bei vollständig zusammengepresster Druckfeder (17) in die hinter dem Arbeitskolben (16) verbleibende Federkammer des Kolbenarbeitsraumes (15) hineinragt.
2. Regelbare Kühlmittelpumpe, nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lager (8) als Gleitlager ausgebildet sind.
3. Regelbare Kühlmittelpumpe, nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im Übergangsbereich vom Ölmotorgehäuse (5) zum Pumpengehäuse (1) zwischen der Pumpenwelle (2) und dem Ölmotorgehäuse (5) und/oder dem Pumpengehäuse (1) ein oder mehrere Wellendichtringe (30) angeordnet sind.
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