(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向入口を備えたポンプロータホイール（１４）であって、該ポンプロータホイール（１４）は冷却液を半径方向外方へ圧送する、ポンプロータホイール（１４）と、
該ポンプロータホイール（１４）と同心円の半径方向外方に、旋回可能に配置された可変ポンプステータブレード（４０）と、
制御リング（３２）であって、該制御リング（３２）が回転させられたときに前記可変ポンプステータブレード（４０）を同時に旋回させる制御リング（３２）と、
該制御リング（３２）を回転させこれにより前記可変ポンプステータブレード（４０）を開放位置と閉鎖位置との間で旋回させるアクチュエータと、
前記可変ポンプステータブレード（４０）と前記制御リング（３２）とを支持するポンプハウジングボディ（１２）と、を備え、
前記可変ポンプステータブレード（４０）と前記制御リング（３２）とが、前記ポンプハウジングボディ（１２）に取り付けられた別個の固定のブレード保持フレーム（１８）に囲まれて取り付けられており、
前記ブレード保持フレーム（１８）は、第１のフレームリング（２８）及び第２のフレームリング（３０）を含み、前記制御リング（３２）は、軸方向で前記第２のフレームリング（３０）と前記可変ポンプステータブレード（４０）との間に取り付けられており、
２つの前記フレームリング（２８，３０）は、少なくとも２つの軸方向結合ねじ（４６）によって互いに堅く結合されており、
前記制御リング（３２）には、固定長孔（６０）であって、該固定長孔（６０）を全ての前記軸方向結合ねじ（４６）が貫通する、固定長孔（６０）が設けられていることを特徴とする、内燃機関用の調節可能な機械的冷却液ポンプ（１０）。
【請求項２】
スペーサスリーブ（３４）に軸方向ボア（５０）が設けられており、２つの前記フレームリング（２８，３０）が互いに対して一定の固定された距離に保たれるように前記結合ねじ（４６）は前記軸方向ボア（５０）を貫通している、請求項１記載の調節可能な機械的冷却液ポンプ（１０）。
【請求項３】
前記可変ポンプステータブレード（４０）にそれぞれ軸方向ピボットピン（４２）が設けられており、該軸方向ピボットピン（４２）は、前記第１のフレームリング（２８）のそれぞれのピボットボア（３６）にはめ込まれている、請求項１又は２記載の調節可能な機械的冷却液ポンプ（１０）。
【請求項４】
前記可変ポンプステータブレード（４０）にそれぞれ軸方向作動ピン（４３）が設けられており、該軸方向作動ピン（４３）は、前記制御リング（３２）の複数の作動長孔（６４）の各々の中に突き出しており、前記複数の作動長孔の延在方向は同軸の円状ではない、請求項１から３までのいずれか１項記載の調節可能な機械的冷却液ポンプ（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用の調節可能な機械的冷却液ポンプに関する。
【０００２】
燃焼機関の冷却液必要量は、エンジン温度、環境温度、有効エンジンパワー等の多くのファクタに依存する。機械的冷却液ポンプは、内燃機関によって直接に駆動されるので、ポンプの回転速度は燃焼機関の回転速度に厳密に比例する。その結果、機械的冷却液ポンプは燃焼機関の冷却液必要量を考慮しない。
【０００３】
したがって、より精密な機械的冷却液ポンプが、様々な種類の弁機構によって調節可能にされている。国際公開第２００７／０２５３７５号において、調節可能な機械的冷却液ポンプには、ポンプロータホイールを取り囲む旋回可能なポンプステータブレードが設けられている。ステータブレードは入口弁を形成しているので、冷却液がポンプロータホイールによって半径方向内方へ圧送される前に冷却液は開放した入口弁を流過する。ステータブレードが閉鎖位置にありかつロータホイールが高速で回転しているときには、キャビテーションが生じる恐れがあり、これは望ましくない効果を生じる。
【０００４】
ステータブレードは軸方向で２つの取付けリングの間に旋回可能に取り付けられており、一方の取付けリングを取り囲む別個の制御リングによって旋回させられる。組立て作業中に、取付けリング及び制御リングがポンプハウジングボディに固定されていないと、制御リングは取付けリングから落下する恐れがある。制御リングが落下すると、全てのステータブレードが再び制御リングと組み立てられなければならず、これは時間のかかる作業である。
【０００５】
本発明の課題は、キャビテーション条件が改善されかつ組立て作業が改善された調節可能な機械的冷却液ポンプを提供することである。
【０００６】
前記課題は、本発明によれば請求項１の特徴によって解決された。
【０００７】
調節可能な機械的冷却液ポンプには、軸方向入口及び半径方向出口を備えたポンプロータホイールが設けられている。ロータホイールは冷却液を半径方向外方へ、つまり中心から半径方向に外側に向かって圧送する。可変のポンプステータブレードのセットは一つの円に配置されており、この円は、ポンプロータホイールと同心にかつポンプロータホイールの半径方向外側に配置されているので、ポンプステータブレードは、入口弁ではなく環状の出口弁を形成している。ポンプステータブレードによって形成された弁のこの配列は、ステータブレードが閉鎖位置にあるときにキャビテーションを防止し、これにより、高い回転速度の際にも冷却液流を最小限にする。
【０００８】
別個の固定のブレード保持フレームが設けられており、このブレード保持フレームには全てのポンプステータブレード及び制御リングが囲まれて、つまり外れないように、取り付けられている。ブレード保持フレームがポンプハウジングボディに取り付けられる前に、ポンプステータブレード及び制御リングは、ブレード保持フレームに解離不能に予備的に組み付けられる。フレームがポンプハウジングボディに取り付けられるときには、ポンプステータブレードも制御リングもブレード保持フレームから落下することはできない。これは、冷却液ポンプの組立てを容易にし、制御リング及びステータブレードの時間のかかる再組立てを確実に回避する。
【０００９】
発明の好適な実施の形態によれば、ブレード保持フレームは、第１のフレームリング及び第２のフレームリングを有する。制御リングは軸方向で第２のフレームリングとブレードとの間に取り付けられている。ステータブレード及び制御リングは２つのフレームリングの間に挟持されている。この配列は、ブレード保持フレームがポンプハウジングボディに取り付けられるまで制御リングがブレード保持フレームに固定されて落下することができないことを保証する。
【００１０】
好適には、第２のフレームリングには制御リングのそれぞれの案内開口と協働する軸方向案内突出部が設けられており、これにより、制御リングの回転が許容され、制御リングは第２のフレームリングに対して半径方向に移動することができない。その代わりに案内開口を第２のフレームリングに、突出部を制御リングに設けることもできることはもちろんである。
【００１１】
発明の好適な実施の形態によれば、２つのフレームリングは、少なくとも２つ、好適に３つの軸方向結合ねじによって互いに堅く結合される。２つのフレームリング及び結合ねじは共同で、ポンプステータブレード及び制御リングの受け台であるブレード保持フレームを形成する。
【００１２】
好適には、制御リングには、全ての結合ボルトのための長孔が設けられており、結合ボルトはこの長孔を貫通する。長孔は、円形の同軸の向きを有する。制御リングは、制御リングが所定の回転角度の範囲で回転することができるように結合ねじによって案内される。
【００１３】
好適な実施の形態によれば、結合スペーサスリーブには軸方向ボアが設けられている。結合ねじは、２つのフレームリングの一定の軸方向距離を規定するスリーブの軸方向ボアを貫通している。
【００１４】
好適な実施の形態によれば、ポンプステータブレードには軸方向ピボットピンが設けられている。ピボットピンは、ステータブレードの回転軸線に位置しており、第１のフレームリングのそれぞれのピボットボアにはめ込まれている。
【００１５】
好適には、ポンプステータブレードには、制御リングのそれぞれの作動長孔内に突入した軸方向作動ピンが設けられている。作動長孔の向きは同心円ではないので、制御リングの回転は全てのステータブレードの同期した旋回運動を生ぜしめる。制御リングを移動させることにより、ステータブレードは閉鎖位置又は開放位置へ移動させられる。閉鎖位置において、ステータブレードは接線方向の前端部及び後端部において互いに重なり合っており、ポンプロータホイールの半径方向出口を完全に閉鎖している。
【００１６】
以下は図面に関連した発明の詳細な説明である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】調節可能な機械的冷却液ポンプの縦断面図である。
【図２】図１の開放した冷却液ポンプの上面図である。
【図３】図１のポンプの詳細を示す断面図である。
【図４】図１の冷却液ポンプのブレード保持フレームを示す斜視図である。
【図５】図１の冷却液ポンプの可変ポンプステータブレードを示す図である。
【図６】図４のブレード保持フレームの第１のフレームリングを示す図である。
【図７】図４のブレード保持フレームの第２のフレームリングを示す図である。
【図８】図４のブレード保持フレームの軸方向結合ボルトを示す図である。
【図９】図４のブレード保持フレームの制御リングを示す図である。
【００１８】
図１及び図２には調節可能な機械的冷却液ポンプ１０が示されている。この機械的冷却液ポンプ１０は、典型的にはトラック内燃機関用の冷却液を供給するよう構成されている。
【００１９】
冷却液ポンプ１０は、２つの金属ポンプハウジングボディ１２，１３から成るハウジング１１を有する。図２は、１つのポンプハウジングボディ１２を示す開放したポンプハウジングの上面図を示している。このポンプハウジングには、別個のブレード保持フレーム１８とポンプロータホイール１４とが設けられている。
【００２０】
ポンプロータホイール１４には軸方向入口開口２０が設けられており、この軸方向入口開口２０は、エンジンブロック（図示せず）から軸方向に流入する冷却液用の軸方向入口を形成している。ポンプロータホイール１４は、駆動ベルト２４によって駆動される駆動ホイール１６に接続されており、この駆動ホイール１６と一緒に回転する。駆動ベルト２４は、燃焼機関の回転速度に比例した回転速度でポンプロータホイール１４が回転するように、燃焼機関によって駆動される。
【００２１】
ポンプロータホイールは半径方向で、固定のブレード保持フレーム１８によって包囲されており、このブレード保持フレーム１８は、多数の可変ポンプステータブレード４０のセットを有している。これらの可変ポンプステータブレード４０は、同軸の円状に配置されており、軸方向回転軸線を中心にして、開放位置と閉鎖位置との間をそれぞれ旋回可能となっている。ポンプステータブレード４０が開放位置にありかつポンプロータ１４が回転しているとき、冷却液はポンプロータ１４によって半径方向外方へ出口ボリュート（渦形室）２２内へ、及び出口ボリュート２２から出口チャネル２５内へ圧送される。ポンプステータブレード４０が閉鎖位置にあるとき、ポンプステータブレード４０はポンプホイール１４の周囲に閉じたリングを形成し、冷却液は回転するポンプホイール１４から出ることはできない。
【００２２】
ブレード保持フレーム１８が図４に詳細に示されている。ブレード保持フレーム１８は、第１のフレームリング２８と、第２のフレームリング３０とを有する。第２のフレームリング３０は、３つの軸方向結合ねじ４６と、軸方向ねじ穴５０を備えたスペーサスリーブ３４とによって、第１のフレームリング２８に対して一定の軸方向距離で、堅くかつ緩まないように結合されている。軸方向で第１のフレームリング２８に隣接して、複数のポンプステータブレード４０が配置されており、軸方向でポンプステータブレード４０と、第２のフレームリング３０との間には、制御リング３２が配置されている。
【００２３】
各ポンプステータブレード４０には、軸方向ピボットピン４２と、軸方向案内ピン４４と、軸方向作動ピン４３とが設けられている。ピボットピン４２及び案内ピン４４は軸方向で一列に配置されており、ポンプステータブレード４０の回転軸線を規定している。ブレード４０のピボットピン４２は、第１のフレームリング２８のそれぞれのピボットボア３６にはめ込まれている。軸方向で反対側の案内ピン４４は、制御リング３２のそれぞれの案内長孔６２にはめ込まれている。案内長孔６２及び案内ピン４４は、ステータブレード４０を半径方向の力に対して支持する。案内ピン４４は、第２のフレームリング３０のそれぞれのボアにはめ込むことができる。
【００２４】
ステータブレード４０の各作動ピン４３は、制御リング３２の複数の作動長孔６４の各々の中に突き出し、各々の作動長孔６４によって案内される。この複数の作動長孔６４の延在方向は、制御リング３２が回転させられるときにポンプステータブレード４０が開放位置と閉鎖位置との間で旋回させられるように、同軸の円状ではない。
【００２５】
制御リング３２には作動ボア６８が設けられており、この作動ボア６８にはアクチュエータ（図示せず）が結合されている。このアクチュエータは、例えば電気作動モータ（図示せず）である。
【００２６】
第２のフレームリング３０は、第１のフレームリング２８と同じ外径を有するが、より小さな内径を有する。第２のフレームリング３０の外側環状部分には３つのねじ穴５４が設けられており、これらのねじ穴５４には結合ねじが螺合させられている。内側へ突出した第２のフレームリング３０の内側環状部分は、３つの組立てボア５６を備えた組立て環状部分である。第２のフレームリング３０には、制御リング３２の作動ボア６８の移動範囲でアクチュエータ切欠５２が設けられている。
【００２７】
ポンプ組立て作業は以下のように行われる。
【００２８】
まず、固定のブレード保持フレーム１８と、フレーム１８に取り付けられる全ての構成部材とが組み立てられる。ブレード４０のピボットピン４２は第１のフレームリング２８のそれぞれのピボットボア３６に挿入される。次いで、制御リング３２が取り付けられ、ブレード４０の案内ピン４４及び作動ピン４３がそれぞれの長孔６２，６４に挿入される。最後に、第２のフレームリング３０は制御リング３２に取り付けられ、第１のフレームリング２８及び第２のフレームリング３０は、スペーサスリーブ３４及び結合ねじ４６によって堅く結合される。結合ボルト３４は例えば、螺合によってフレームリング２８，３０に結合される。
【００２９】
ブレード保持フレーム１８が完全に組み立てられた後、ブレード保持フレーム１８は、第２のフレームリング３０のそれぞれの組立てボア５６を貫通した３つの組立てねじ７０によって、ポンプハウジングボディ１２に固定される。次いで、電気作動モータを含む作動機構（図示せず）が取り付けられ、作動機構は制御リング３２の作動ボア６８と結合される。
【００３０】
その後、ポンプホイール１４及び駆動ホイール１６はロータシャフト２６に取り付けられる。最後に、別のポンプハウジングボディ１３が第１のポンプハウジングボディ１２に取り付けられてポンプハウジング１１を閉鎖するが、その際、ポンプホイール１４は、ブレード保持フレーム１８によって規定された円形の開口に挿入される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0005595528.tif 000009
【図９】
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