機(jī)械式冷卻劑泵的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械式冷卻劑泵（10）。所述機(jī)械式冷卻劑泵（10）包括可旋轉(zhuǎn)泵轉(zhuǎn)子輪（12），其具有轉(zhuǎn)子葉片（14）和中心軸向入口開(kāi)口（27）的。所述泵轉(zhuǎn)子輪（12）安裝在軸向軸（15）并且向外徑向泵送冷卻劑。泵定子葉片（16、17）的非旋轉(zhuǎn)環(huán)環(huán)繞泵轉(zhuǎn)子輪（12）的圓周。該泵定子葉片（16、17）的非旋轉(zhuǎn)環(huán)由靜止葉片（16）和可樞轉(zhuǎn)葉片（17）形成，所述靜止葉片（16）完全固定在限定的位置，所述可樞轉(zhuǎn)葉片（17）繞著布置在可樞轉(zhuǎn)葉片（17）內(nèi)的樞轉(zhuǎn)軸（18）可以樞轉(zhuǎn)。所述可樞轉(zhuǎn)泵定子葉片（17）能夠定位在至少三個(gè)不同的位置，即打開(kāi)位置、關(guān)閉位置和中間位置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】機(jī)械式冷卻劑泵
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及用于內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械式冷卻劑泵。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的可變機(jī)械式冷卻劑泵從DE102008027157A1可知。這個(gè)泵包括由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的泵轉(zhuǎn)子輪和有眾多可樞轉(zhuǎn)泵定子葉片的靜止葉片保持環(huán)。冷卻劑流是完全可控的，使得燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑回路中的冷卻劑流可以適應(yīng)于發(fā)動(dòng)機(jī)的需要。這樣的泵的控制是通過(guò)所有可樞轉(zhuǎn)泵定子葉片的致動(dòng)實(shí)現(xiàn)的，所述致動(dòng)一般機(jī)械地或電子地進(jìn)行。但是，由于作用到每個(gè)葉片上的高液壓和機(jī)械力，所有泵定子葉片的致動(dòng)需要高致動(dòng)功率。其結(jié)果是，必須能夠提供最大致動(dòng)功率的致動(dòng)器必須是相對(duì)地大而且耗能的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供有最小化的致動(dòng)器的機(jī)械式冷卻劑泵，使得泵能夠設(shè)計(jì)的盡可能的小。
[0004]這個(gè)目的是由有權(quán)利要求1的特征的機(jī)械式冷卻劑泵解決的。
[0005]根據(jù)權(quán)利要求1用于內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械式冷卻劑泵包括有轉(zhuǎn)子葉片和中心軸向入口開(kāi)口的可旋轉(zhuǎn)泵轉(zhuǎn)子輪。所述泵轉(zhuǎn)子輪安裝在軸向軸并且向外徑向泵送冷卻劑。泵定子葉片的非旋轉(zhuǎn)環(huán)環(huán)繞泵轉(zhuǎn)子輪的圓周。該泵定子葉片的非旋轉(zhuǎn)環(huán)由靜止葉片和可樞轉(zhuǎn)葉片形成，所述靜止葉片完全固定在限定的位置，所述可樞轉(zhuǎn)葉片繞著布置在可樞轉(zhuǎn)葉片內(nèi)的樞轉(zhuǎn)軸可以樞轉(zhuǎn)。該可樞轉(zhuǎn)泵定子葉片能夠定位在至少三個(gè)不同的位置，即打開(kāi)位置、關(guān)閉位置和中間位置。
[0006]由不可控靜止葉片和可控可樞轉(zhuǎn)葉片形成泵定子葉片的布置幾乎與可樞轉(zhuǎn)葉片的減少數(shù)量成比例的減少泵定子葉片的致動(dòng)功率。其結(jié)果是，用于控制泵定子葉片的能量消耗減少使得致動(dòng)器的尺寸可以最小化。然而，泵仍然完全可控，并且可以完全打開(kāi)或完全關(guān)閉。
[0007]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，靜止葉片和可樞轉(zhuǎn)葉片交替地布置。靜止和可樞轉(zhuǎn)泵定子葉片的交替布置保持機(jī)械式冷卻劑泵完全可控，并且以幾乎50%降低致動(dòng)功率，因?yàn)閮H有一半的泵定子葉片必須由致動(dòng)器致動(dòng)。
[0008]優(yōu)選地，靜止葉片和可樞轉(zhuǎn)葉片在形狀上完全相同。所有泵定子葉片完全相同的形狀保持機(jī)械式冷卻劑泵的制造成本較低，因?yàn)榭蓸修D(zhuǎn)和靜止泵定子葉片都可以通過(guò)同一條生產(chǎn)線制造。而且，有相同形狀的泵定子葉片的泵的裝配是較不復(fù)雜的。替代地，靜止葉片和可樞轉(zhuǎn)葉片在形狀上可以不同。
[0009]優(yōu)選地，靜止葉片的位置與可樞轉(zhuǎn)葉片的打開(kāi)位置完全相同。靜止泵定子葉片的這個(gè)位置導(dǎo)致最優(yōu)的流體行為，使得由泵轉(zhuǎn)子輪向外徑向泵送的冷卻劑流不被擾亂。
[0010]可樞轉(zhuǎn)葉片的樞轉(zhuǎn)軸優(yōu)選地在可樞轉(zhuǎn)葉片的周向中間三分之一處。流體力在兩個(gè)周向葉片端部產(chǎn)生相當(dāng)大的轉(zhuǎn)矩。在可樞轉(zhuǎn)葉片的周向中間三分之一處的樞轉(zhuǎn)軸的定位能夠提供轉(zhuǎn)矩的平衡，使得相對(duì)小的致動(dòng)力足夠打開(kāi)或關(guān)閉可樞轉(zhuǎn)葉片。
[0011]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施例，靜止葉片和可樞轉(zhuǎn)葉片在關(guān)閉位置以它們的周向端部部分地彼此重疊。雖然只有泵定子葉片的每一個(gè)第二葉片是可樞轉(zhuǎn)的，泵仍然可以完全打開(kāi)和關(guān)閉，使得該泵是完全可控的并且冷卻劑流能夠以降低能源消耗的好處適合于發(fā)電機(jī)的需要。
[0012]優(yōu)選地，靜止葉片保持環(huán)設(shè)置有軸向開(kāi)口，其用于安放可樞轉(zhuǎn)葉片的樞轉(zhuǎn)軸和靜止葉片的固定軸。所述固定軸保持靜止葉片在打開(kāi)位置完全固定，即不可樞轉(zhuǎn)。軸向開(kāi)口是提供承座(bearing)的不復(fù)雜的技術(shù)，其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單并因此成本效益的。
[0013]優(yōu)選地，當(dāng)可樞轉(zhuǎn)葉片在關(guān)閉位置時(shí)，可樞轉(zhuǎn)葉片無(wú)縫地重疊和接觸相鄰的靜止葉片?？蓸修D(zhuǎn)葉片在關(guān)閉位置被完全固定的靜止葉片停止和/或支持。
[0014]替代地，在關(guān)閉位置的重疊的泵定子葉片可以形成在它們之間的極小的縫隙。在泵定子葉片的關(guān)閉位置，所述極小的縫隙允許少于打開(kāi)位置的泵送體積的百分之十的泄露。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]下面是參照附圖對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明，附圖中:
[0016]圖1示出了可樞轉(zhuǎn)泵定子葉片在打開(kāi)位置的機(jī)械式冷卻劑泵的頂視圖，并且
[0017]圖2示出了可樞轉(zhuǎn)泵定子葉片在關(guān)閉位置的機(jī)械式冷卻劑泵的頂視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]在圖1中，示出用于為內(nèi)燃機(jī)泵送冷卻劑的機(jī)械式冷卻劑泵10。所述機(jī)械式冷卻劑泵10包括支持葉片控制環(huán)21的主泵體11、保持泵定子葉片16、17的靜止葉片保持環(huán)(未示出)和泵轉(zhuǎn)子輪12。
[0019]靜止葉片保持環(huán)(未示出)布置在主泵體11和葉片控制環(huán)21之間。靜止葉片保持環(huán)(未示出)可以是主泵體11的組成部分或單獨(dú)的部分。主泵體11形成為流體密封殼體。主泵體11設(shè)置有安裝凸緣13，使得主泵體11可以用凸緣13直接地安裝到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體(未示出)或者可以具有安裝到凸緣13的罩體(未示出)。
[0020]安裝到軸向軸15的可旋轉(zhuǎn)泵轉(zhuǎn)子輪12設(shè)置有眾多的轉(zhuǎn)子葉片14，所述轉(zhuǎn)子葉片14定位于有中心入口開(kāi)口 27的環(huán)形入口環(huán)26和環(huán)形背板28之間。
[0021]放射狀地向外的泵轉(zhuǎn)子輪12、布置為葉片環(huán)的眾多泵定子葉片16、17由靜止葉片保持環(huán)(未示出)支持。一些泵定子葉片16、17是完全固定的靜止葉片16，剩下的泵定子葉片16、17是可樞轉(zhuǎn)葉片17，所述可樞轉(zhuǎn)葉片17繞著布置在可樞轉(zhuǎn)葉片17的周向中間三分之一處的樞轉(zhuǎn)軸18可以樞轉(zhuǎn)。靜止和可變的泵定子葉片16、17的布置是交替的，使得靜止和可樞轉(zhuǎn)的葉片16、17的數(shù)量相等。
[0022]靜止和可樞轉(zhuǎn)的泵定子葉片16、17在形狀上都是完全相同的。替代地，靜止和可樞轉(zhuǎn)的泵定子葉片16、17在形狀上可以是不同的。泵定子葉片16、17具有輕微的彎曲，由此泵定子葉片16、17的彎曲半徑接近或類(lèi)似于泵轉(zhuǎn)子輪12的外半徑。
[0023]靜止葉片保持環(huán)(未示出)設(shè)置有眾多的軸向開(kāi)口(未示出)用于安放可樞轉(zhuǎn)泵定子葉片17的樞轉(zhuǎn)軸24和靜止葉片16的固定軸25?？蓸修D(zhuǎn)泵定子葉片17由葉片控制環(huán)21控制，所述葉片控制環(huán)21周向可旋轉(zhuǎn)地布置在靜止葉片保持環(huán)(未示出)和泵定子葉片
16、17之間。
[0024]葉片控制環(huán)21設(shè)置有軸向致動(dòng)開(kāi)口 30。用于致動(dòng)可樞轉(zhuǎn)葉片17的軸向致動(dòng)開(kāi)口30具有縱向形狀，其不在葉片控制環(huán)21的圓周方向取向而是布置在相對(duì)于圓周15° -45°的角度?？蓸修D(zhuǎn)泵定子葉片17的致動(dòng)銷(xiāo)(未示出)在致動(dòng)開(kāi)口被分別地引導(dǎo)，使得可樞轉(zhuǎn)泵定子葉片17在葉片控制環(huán)21旋轉(zhuǎn)時(shí)被樞轉(zhuǎn)。
[0025]靜止葉片16被靜止葉片16的固定軸25永久地保持，即完全地固定，在打開(kāi)的位置，即使是葉片控制環(huán)21被旋轉(zhuǎn)。替代地或另外地，葉片控制環(huán)21可以設(shè)置有軸向引導(dǎo)開(kāi)口(未示出)。用于靜止葉片16的軸向引導(dǎo)開(kāi)口(未示出)可以設(shè)置有縱向形狀，其在葉片控制環(huán)21的圓周方向取向，使得靜止葉片16的致動(dòng)銷(xiāo)(未示出)永久地保持靜止葉片16在打開(kāi)的位置，即使是葉片控制環(huán)21被旋轉(zhuǎn)。
[0026]如圖1中所示，靜止泵定子葉片16的位置與可樞轉(zhuǎn)葉片17的打開(kāi)位置完全相同。如圖2所示，靜止葉片16和可樞轉(zhuǎn)葉片17的周向端部在關(guān)閉位置無(wú)縫地彼此重疊并且彼此接觸。
[0027]葉片控制環(huán)21由未示出的致動(dòng)器致動(dòng)，使得葉片控制環(huán)21在致動(dòng)器是活動(dòng)的時(shí)可以旋轉(zhuǎn)。
【權(quán)利要求】
1.用于內(nèi)燃機(jī)的機(jī)械式冷卻劑泵(10)，其具有向外徑向地泵送冷卻劑的帶有轉(zhuǎn)子葉片(14)的泵轉(zhuǎn)子輪(12)，和 泵定子葉片(16、17)的非旋轉(zhuǎn)環(huán)環(huán)繞所述泵轉(zhuǎn)子輪(12)， 其特征在于， 一些泵定子葉片(16、17)是靜止葉片(16)，而一些泵定子葉片(16、17)是可樞轉(zhuǎn)葉片(17)，所述可樞轉(zhuǎn)葉片(17)分別地繞著布置在可樞轉(zhuǎn)葉片(17)內(nèi)的樞轉(zhuǎn)軸(18)樞轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)械式冷卻劑泵(10)，其中，所述靜止葉片(16)和可樞轉(zhuǎn)葉片(17)交替地布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)械式冷卻劑泵(10)，其中，所述靜止葉片(16)和可樞轉(zhuǎn)葉片(17)在形狀上完全相同。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項(xiàng)所述的機(jī)械式冷卻劑泵(10)，其中，所述靜止葉片(16)的位置和可樞轉(zhuǎn)葉片(17)的打開(kāi)位置完全相同。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項(xiàng)所述的機(jī)械式冷卻劑泵(10)，其中，所述可樞轉(zhuǎn)葉片(17)的樞轉(zhuǎn)軸(18)在可樞轉(zhuǎn)葉片(17)的周向中間三分之一處。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項(xiàng)所述的機(jī)械式冷卻劑泵(10)，其中，所述靜止葉片(16)和可樞轉(zhuǎn)葉片(17)在關(guān)閉位置彼此重疊。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求的一項(xiàng)所述的機(jī)械式冷卻劑泵(10)，其中，靜止葉片保持環(huán)設(shè)置有軸向開(kāi)口，用于安放可樞轉(zhuǎn)葉片(17)的樞轉(zhuǎn)軸(24)和靜止葉片(16)的固定軸(25)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3和6所述的機(jī)械式冷卻劑泵(10)，其中，當(dāng)可樞轉(zhuǎn)葉片(17)在關(guān)閉位置時(shí)，可樞轉(zhuǎn)葉片(17)無(wú)縫地重疊靜止葉片(16)。
【文檔編號(hào)】F04D29/46GK103477087SQ201180069422
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月24日
【發(fā)明者】A.福尼爾, G.西蒙 申請(qǐng)人:皮爾伯格泵技術(shù)有限責(zé)任公司