(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液を半径方向外側に圧送するロータブレード（１４）を備えたポンプロータホイール（１２）と、該ポンプロータホイール（１２）を取り囲むポンプステータブレード（１６，１７）の非回転リングとを有する、内燃機関用の機械的な冷却液ポンプ（１０）において、
前記ポンプステータブレード（１６，１７）のうちのいくつかは定置のブレード（１６）であり、前記ポンプステータブレード（１６，１７）のうちのいくつかは旋回可能なブレード（１７）であり、これらの旋回可能なブレード（１７）は、それぞれ旋回可能なブレード（１７）に配置された旋回軸線（１８）を中心として旋回できるようになっており、前記定置のブレード（１６）と、前記旋回可能なブレード（１７）とは交互に配置されていることを特徴とする、内燃機関用の機械的な冷却液ポンプ（１０）。
【請求項２】
前記定置のブレード（１６）と、前記旋回可能なブレード（１７）とは同じ形状を有している、請求項１記載の機械的な冷却液ポンプ（１０）。
【請求項３】
前記定置のブレード（１６）の位置は、前記旋回可能なブレード（１７）の開放位置と同じである、請求項１又は２記載の機械的な冷却液ポンプ（１０）。
【請求項４】
前記旋回可能なブレード（１７）の旋回軸線（１８）は、前記旋回可能なブレード（１７）を周方向に見て３つに分けたうちの真ん中の部分に配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の機械的な冷却液ポンプ（１０）。
【請求項５】
前記定置のブレード（１６）と、前記旋回可能なブレード（１７）とは、閉鎖位置において互いに重なり合っている、請求項１から４までのいずれか１項記載の機械的な冷却液ポンプ（１０）。
【請求項６】
前記旋回可能なブレード（１７）の旋回軸（２４）と、前記定置のブレード（１６）の固定軸（２５）とを受容するための軸方向の開口が、定置のブレード保持リングに設けられている、請求項１から５までのいずれか１項記載の機械的な冷却液ポンプ（１０）。
【請求項７】
前記旋回可能なブレード（１７）が閉鎖位置にある場合、前記旋回可能なブレード（１７）は、前記定置のブレード（１６）と隙間無く重なり合っている、請求項２及び５記載の機械的な冷却液ポンプ（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用の機械的な冷却液ポンプに関する。
【０００２】
ＤＥ１０２００８０２７１５７Ａ１から、従来の形式の機械的な可変冷却液ポンプが公知である。このポンプは、エンジンによって駆動されるポンプロータホイールと、多数の旋回可能なポンプステータブレードを備えた定置のブレード保持リングとを有している。冷却液流は完全に制御可能になっているので、内燃機関の冷却液回路内の冷却液流を、エンジンの要求に適合させることができる。このようなポンプの制御は、全ての旋回可能なポンプステータブレードの、典型的には機械的又は電気的に行われる操作により実現されている。しかしながら、全てのポンプステータブレードを操作するには、各ブレードを操作する高い液圧力と機械力とに基づき、大きな操作力が必要とされる。その結果、最大操作力が供給可能でなければならないアクチュエータは比較的大型であらねばならず、エネルギを消費してしまう。
【０００３】
本発明の課題は、最小化されたアクチュエータを備えた機械的な冷却液ポンプを提供して、ポンプを可能な限り小さく設計することができるようにすることにある。
【０００４】
この課題は、請求項１記載の特徴を備えた機械的な冷却液ポンプにより解決される。
【０００５】
請求項１記載の内燃機関用の機械的な冷却液ポンプは、ロータブレードと中心の軸方向流入開口とを備えた、回転可能なポンプロータホイールを有している。ポンプロータホイールは、アキシャルシャフトに取り付けられており且つ冷却液を半径方向外側に圧送する。ポンプロータホイールの周りを、ポンプステータブレードの非回転リングが取り囲んでいる。ポンプステータブレードの非回転リングは、所定の位置に完全に位置固定されている定置のブレードと、旋回可能なブレードとによって形成されており、旋回可能なブレードは、これらの旋回可能なブレードに配置された旋回軸線を中心として旋回可能である。旋回可能なポンプステータブレードは、少なくとも３つの異なる位置、即ち、開放位置、閉鎖位置及び中間位置、に位置決めされ得る。
【０００６】
制御することができない定置のブレードと、制御することができる旋回可能なブレードとにより形成されるポンプステータブレードを配置することにより、旋回可能なブレードの数の減少にほぼ比例して、ポンプステータブレードの操作力が低下される。その結果、ポンプステータブレードを制御するための操作力が減少するので、アクチュエータのサイズは最小化され得る。それにもかかわらず、ポンプは完全に制御可能であり続け、完全に開放可能又は完全に閉鎖可能である。
【０００７】
好適な構成では、定置のブレードと旋回可能なブレードとは交互に配置されている。定置のポンプステータブレードと、旋回可能なポンプステータブレードとを交互に配置することにより、機械的な冷却液ポンプは完全に制御可能であり続け、且つ操作力はほぼ５０％まで低下される。それというのも、アクチュエータによって操作されねばならないのは、ポンプステータブレードの半分だけだからである。
【０００８】
好適には、定置のブレードと旋回可能なブレードとは同じ形状を有している。全てのポンプステータブレードが同一の形状を有していることにより、機械的な冷却液ポンプの製造コストが低く保たれる。それというのも、旋回可能なポンプステータブレードと、定置のポンプステータブレードの両方を、同じ製造ラインで製造することができるからである。更に、同じ形のポンプステータブレードを備えたポンプの組立ては、さほど複雑でない。択一的に、定置のブレードの形状と、旋回可能なブレードの形状とは異なっていてよい。
【０００９】
好適には、定置のブレードの位置は、旋回可能なブレードの開放位置と同じである。この定置のポンプステータブレードの位置により、最適な流体流れが生ぜしめられ、その結果、ポンプロータホイールにより半径方向外側に圧送される冷却液流が妨げられることはなくなる。
【００１０】
旋回可能なブレードの旋回軸線は、好適には旋回可能なブレードを周方向に見て３つに分けたうちの真ん中の部分に配置されている。流体の力は、ブレードの周方向の両端部に著しいトルクを発生させる。旋回可能なブレードを周方向に見て３つに分けたうちの真ん中の部分に旋回軸線を位置決めすることにより、トルクの均衡をもたらすことができ、これにより、旋回可能なブレードを開放又は閉鎖するためには、比較的低い操作力で十分となる。
【００１１】
好適な構成では、閉鎖位置において、定置のブレードと旋回可能なブレードとは、部分的にそれらの周方向端部でもって互いに重なり合っている。ポンプステータブレードのうちの半数のブレードしか旋回可能でないにもかかわらず、ポンプはやはり完全に開閉され得るので、ポンプは完全に制御可能であり、且つ冷却液流はエンジンの要求に適合され得、エネルギ消費量の低下という利点が得られる。
【００１２】
好適には、定置のブレード保持リングには、旋回可能なブレードの旋回軸及び定置のブレードの固定軸を受容するための軸方向の開口が設けられている。固定軸は、定置のブレードを完全に位置固定して、即ち旋回不能に開放位置に保持する。軸方向の開口は、実現が容易であり延いてはコスト的に有利な軸受けを提供するための簡単な手法である。
【００１３】
好適には、旋回可能なブレードが閉鎖位置にある場合、旋回可能なブレードは隣接する定置のブレードと重なり合って、隙間無く接触している。閉鎖位置において旋回可能なブレードは、完全に固定された定置のブレードにより停止させられ且つ／又は支持される。
【００１４】
択一的には、閉鎖位置において重なり合っているポンプステータブレードは、これらのポンプステータブレード間に最小限の隙間を形成してよい。ポンプステータブレードの閉鎖位置において、最小限の隙間は、開放位置における圧送体積の１０％未満の漏れを許容する。
【００１５】
以下に、本発明を図面につき詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】旋回可能なポンプステータブレードを備えた機械的な冷却液ポンプを開放位置で上から見た図である。
【図２】旋回可能なポンプステータブレードを備えた機械的な冷却液ポンプを閉鎖位置で上から見た図である。
【００１７】
図１には、内燃機関用の冷却液を圧送するための機械的な冷却液ポンプ１０が示されている。機械的な冷却液ポンプ１０は、ブレード制御リング２１を支持する主ポンプボディ１１と、ポンプステータブレード１６，１７を保持する定置のブレード保持リング（図示せず）と、ポンプロータホイール１２とを有している。
【００１８】
定置のブレード保持リング（図示せず）は、主ポンプボディ１１と、ブレード制御リング２１との間に配置されている。定置のブレード保持リング（図示せず）は、主ポンプボディ１１と一体的な部材であるか、又は主ポンプボディ１１とは別個の部材であってよい。主ポンプボディ１１は、液密なハウジングとして形成されている。主ポンプボディ１１には取付けフランジ１３が設けられていて、これにより主ポンプボディ１１は、フランジ１３によりエンジンブロック（図示せず）に直接に取り付けられるか、又は主ポンプボディ１１は、フランジ１３に取り付けられるカバーボディ（図示せず）を有していてよい。
【００１９】
回転可能なポンプロータホイール１２は、アキシャルシャフト１５に取り付けられていて、多数のロータブレード１４を有しており、これらのロータブレード１４は、中心の流入開口２７を備えた円形の流入リング２６と、円形のバックプレート２８との間に位置している。
【００２０】
ポンプロータホイール１２の半径方向外側には、１つのブレードリングを形成するように配置された多数のポンプステータブレード１６，１７が、定置のブレード保持リング（図示せず）により支持されている。ポンプステータブレード１６，１７のうちのいくつかは、完全に固定された定置のブレード１６であり、ポンプステータブレード１６，１７のうちの残りは、旋回軸線１８を中心として旋回できるようになっている旋回可能なブレード１７であり、旋回軸線１８は、旋回可能なブレード１７を周方向に見て３つに分けたうちの真ん中の部分に配置されている。定置のポンプステータブレード１６と、可変のポンプステータブレード１７とは、交互に配置されているので、定置のブレード１６と旋回可能なブレード１７の数とは等しくなっている。
【００２１】
定置のポンプステータブレード１６と、旋回可能なポンプステータブレード１７とは両方とも同じ形状を有している。択一的に、定置のポンプステータブレード１６と、旋回可能なポンプステータブレード１７とは異なる形状を有していてもよい。ポンプステータブレード１６，１７はやや曲げられていて、ポンプステータブレード１６，１７の曲げの半径（曲率半径）は、ポンプロータホイール１２の外側の曲率半径に近いか又は近似している。
【００２２】
定置のブレード保持リング（図示せず）には、多数の軸方向の開口（図示せず）が、旋回可能なポンプステータブレード１７の旋回軸２４と、定置のブレード１６の固定軸２５とを受容するために設けられている。旋回可能なポンプステータブレード１７は、定置のブレード保持リング（図示せず）とポンプステータブレード１６，１７との間に周方向に回転可能に配置されたブレード制御リング２１によって制御される。
【００２３】
ブレード制御リング２１には、複数の軸方向の操作開口３０が設けられている。旋回可能なブレード１７を操作するための軸方向の操作開口３０は、ブレード制御リング２１の周方向に向けられているのではなく、周方向に対して１５°〜４５°の角度で配置された、細長い形状を有している。旋回可能なポンプステータブレード１７の操作ピン（図示せず）が、それぞれ操作開口３０内でガイドされているので、旋回可能なポンプステータブレード１７は、ブレード制御リング２１が回転すると、旋回させられる。
【００２４】
ブレード制御リング２１が回転しても、定置のブレード１６は、定置のブレード１６の固定軸２５により、開放位置に常に保持されている、即ち、完全に固定されている。択一的又は付加的に、ブレード制御リング２１には複数の軸方向のガイド開口（図示せず）が設けられていてよい。これらの、定置のブレード１６用の軸方向のガイド開口（図示せず）は、ブレード制御リング２１の周方向に向けられた細長い形状を有していてよく、これにより、ブレード制御リング２１が回転しても、定置のブレード１６の操作ピン（図示せず）が常に、定置のブレード１６を開放位置に保持することになる。
【００２５】
図１に示したように、定置のポンプステータブレード１６の位置は、旋回可能なブレード１７の開放位置と同じである。図２に示したように、閉鎖位置において定置のブレード１６の周方向の端部と旋回可能なブレード１７の周方向の端部とは重なり合い、互いに隙間無く接触している。
【００２６】
ブレード制御リング２１は、アクチュエータ（図示せず）によって作動させられるので、ブレード制御リング２１は、アクチュエータが作動すると、回転することができる。
【図１】
0005744308.tif 000002
【図２】
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