機械式冷卻劑泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于內燃機的機械式冷卻劑泵(10)。泵(10)包括：葉輪泵輪(14)，其將沿軸線方向引入的液體冷卻劑徑向地泵送到出口蝸殼(16)中；泵殼(12)，其包括出口蝸殼殼體(13)，出口蝸殼殼體(13)限定包括有第一出口通道(18)的出口蝸殼(16)；以及在第一出口通道(18)的通路中的出口閥布置。出口閥布置包括閥瓣(30)，閥瓣(30)在打開位置和閉合位置之間可樞轉，以打開或閉合出口通道(18)的閥孔(19)。閥孔(19)由閥座(64)限定和包圍，閥座(64)限定閥座平面(60)和在閥座平面(60)的中間且與閥座平面(60)成直角的對稱面(62)。閥瓣(30)設有與閥座(64)相對應的閥瓣座(66)。閥瓣(30)圍繞樞軸線(31)可旋轉，樞軸線(31)平行于對稱面(62)并且布置成從對稱面(62)具有橫向偏心量(E)，其中橫向偏心量(E)在樞軸線到閥座平面(60)的距離(D)的1/20和1/1之間。
【專利說明】機械式冷卻劑泵

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于內燃機的機械式冷卻劑泵。機械式冷卻劑泵由內燃機驅動， 例如通過使用傳動帶來驅動泵的驅動輪，以便冷卻劑泵的轉速與內燃機的轉速成比例。在 內燃機是冷的時，需要僅最小量的冷卻劑流。因此，機械式冷卻劑泵裝備有出口閥布置 (outlet valve arrangement)以用于控制離開冷卻劑泵的冷卻劑流。只要內燃機是冷的， 則出口閥閉合以便潤滑劑的循環(huán)被降低、最小化或者完全地停止，從而縮短內燃機的熱機 階段。

【背景技術】
[0002] W0 2011/101019 A1公開了一種葉輪式冷卻劑泵，其帶有在出口通道的根部的出 口閥布置。該輸出閥布置設有閥瓣（valve flap)，其中閥瓣的樞軸線布置在閥瓣主體的一 端處，并且被設置在閥座的表面平面中。閥瓣必須即使在高的泵轉子轉速下也可樞轉，而在 泵轉子的高轉速下能夠發(fā)生沿閉合方向或者沿打開方向抵靠閥瓣的高流體壓力。但是，為 確保在全部轉速下均具有完整功能性，需要高的致動功率。


【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種用于內燃機的機械式冷卻劑泵，其具有針對較低的致 動力的出口閥布置及閉合后出口閥的良好長期嚴密性。
[0004] 該目的利用具有權利要求1的特征的機械式冷卻劑泵來解決。
[0005] 根據權利要求1所述的機械式冷卻劑泵設有葉輪泵輪，以將沿軸線方向引入的液 體冷卻劑徑向向外地泵送到出口蝸殼（outlet volute)中。出口蝸殼延續(xù)至泵的出口通 道。在出口通道的通路中設有出口閥布置，其中該出口閥布置包括閥瓣，所述閥瓣在打開位 置和閉合位置之間可移動以打開或閉合出口通道的閥孔。
[0006] 出口通道的閥孔由閥座限定和包圍。閥座是閥孔和閥瓣的相應閥瓣座在閥的閉合 位置下的閉合接觸線。閥座限定大體的閥座平面。如果閥座由于閥座的一些部分在某種程 度上彎曲而并非完全地位于一個單一平面中，則閥座平面由大體的幾何中面限定。對稱面 設置在閥孔的以及閥座平面的中間。對稱面與閥座平面成準確的直角且平行于閥瓣的樞軸 線。
[0007] 閥瓣圍繞樞軸線可樞轉或者可旋轉，該樞軸線平行于對稱面，但該樞軸線不位于 對稱面中。樞軸線布置成從對稱面具有橫向偏心量，其中該橫向偏心量在樞軸線到閥座平 面的距離的1/20和1/1之間。閥瓣能夠實現為平面體，但優(yōu)選地實現為柱體。當閥瓣旋轉 到它的閉合位置時，閥瓣座僅在閉合運動的最后時刻接觸閥座。在閥瓣的閉合運動期間，閥 座和閥瓣座根本不接觸，以便不能夠發(fā)生閥瓣座和閥座的相關磨蝕。這確保了閉合后閥的 良好長期嚴密性。
[0008] 根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，樞軸線位于閥座的突出部內，以便所述偏心量小于 閥座突出部的寬度的一半。橫向偏心量不超過如下閥瓣寬度的1/2,該閥瓣在與樞軸線成直 角的方向上延伸。樞軸線布置在閥座的突出部內確保了用于打開和閉合閥瓣的致動力相對 較低，即使在產生較高的液體冷卻劑出口壓力的高泵輪轉速下也是如此。
[0009] 優(yōu)選地，閥瓣的至少一個軸向端部固定到布置成與樞軸線成直角的底座盤。根據 優(yōu)選實施方式，兩個底座盤設置在閥瓣的兩個軸向端部處。底座盤分別設置在泵殼的相應 凹進中，以便底座盤的近側面位于出口通道的內壁表面的平面中。換句話說，底座盤使蝸殼 (volute housing)的表面連續(xù)地延伸，特別是在閥瓣的打開位置中。底座盤能夠部分地是 關于樞軸線的圓形，以便出口通道的內表面是無臺階的。
[0010] 根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，蝸殼設有凹進以用于在閥瓣的打開位置中收納閥 瓣。在閥的打開位置，閥瓣基本上被容納在凹進中，以便閥瓣基本上不伸出到出口蝸殼中或 伸出到出口通道中。因此，由閥瓣引起的流動阻力被減小到最低。
[0011] 根據優(yōu)選實施方式，閥瓣設有閥瓣體，并且閥瓣座涂有橡膠涂層。閥瓣座的橡膠涂 層增強了閉合后閥瓣的密封。
[0012] 根據優(yōu)選實施方式，出口蝸殼殼體（outlet volute housing)限定第二出口通道， 該第二出口通道不受出口閥布置的影響并且保持始終打開，以便只要內燃機驅動泵輪則始 終確保最小量的冷卻劑流。具體地，高性能的內燃機，例如載重汽車發(fā)動機，始終需要用最 小量的冷卻劑流率進行冷卻，以避免熱蝕坑（heat pocket)。無任何閥的第二出口通道關于 最小量的冷卻劑流是絕對故障防護性的。
[0013] 優(yōu)選地，閥瓣體通過氣動、電動或者熱動調節(jié)的致動器致動。與致動力源無關地， 用于保證閥的可靠運行的所需致動力是較低的。
[0014] 根據本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，閥瓣體的近側面在閥瓣體的打開位置中連續(xù)地延伸 蝸殼壁表面或者通道壁表面。這意味著，在閥瓣體的打開狀態(tài)下，閥瓣體近側面光滑地且平 滑地延續(xù)蝸殼或者出口通道的表面，以便流動阻力盡可能地低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 本發(fā)明的一個實施方式參考以下【專利附圖】

【附圖說明】，其中：
[0016] 圖1示出了機械式冷卻劑泵的透視圖，其中無殼體蓋子且閥瓣處于打開位置，
[0017] 圖2示出了圖1的冷卻劑泵，其中閥瓣處于閉合位置，
[0018] 圖3示出了圖1的冷卻劑泵的閥布置的橫截面，其中閥瓣處在閉合位置，
[0019] 圖4示出了圖1的冷卻劑泵的閥布置的橫截面，其中閥瓣處在打開位置，
[0020] 圖5示出了圖1的機械式冷卻劑泵的另一透視圖，其中閥瓣處在閉合位置，以及
[0021] 圖6示出了圖1的機械式冷卻劑泵的包括致動器的閥瓣。

【具體實施方式】
[0022] 圖1至6示出了用于內燃機的用于循環(huán)冷卻劑的機械式冷卻劑泵10。冷卻劑泵 10能夠直接安裝到內燃機的發(fā)動機缸體。冷卻劑泵10設有驅動輪（未示出），該驅動輪能 夠由內燃機直接驅動的傳動帶驅動。冷卻劑泵10的轉速與內燃機的轉速成比例。
[0023] 冷卻劑泵10設有泵殼12,泵殼12容納葉輪泵輪14,葉輪泵輪14將沿軸線方向引 入的液體冷卻劑徑向地泵送到出口蝸殼16中。出口蝸殼16由作為泵殼12的一部分的蝸 殼13限定。軸向冷卻劑泵進口設置在冷卻劑泵10的底側，如圖1和2中所示。
[0024] 出口蝸殼16包括第一出口通道18和第二出口通道17,第二出口通道17通過分隔 壁20從第一出口通道18分開。冷卻劑泵10設有出口閥布置，該出口閥布置位于在第一出 口通道18的起始處的閥孔19。出口閥布置設有閥瓣30,閥瓣30在閉合位置和打開位置之 間可樞轉，如圖2和1或者在圖3和4中所示。閥瓣30閉合或打開第一出口通道18的閥 孔19,而不影響冷卻劑流進入且通過第二出口通道17。
[0025] 整體式金屬閥瓣30以其閥座總平面的軸向定向設有圓形閥瓣體32。閥瓣體32具 有近側面33和遠側面35。閥瓣體32在某種程度上是中空筒壁的圓周段。
[0026] 閥瓣體32沿軸向布置在位于閥瓣體32的兩個軸向端部處的第一圓形底座盤34 和相同的第二底座盤38之間。閥瓣30被支撐在位于兩個軸向端部處的支樞軸承中，以便 閥瓣30圍繞布置在出口蝸殼16內的軸向閥樞軸線31可樞轉。
[0027] 在閥瓣30的打開位置，如圖1和4中所示，閥瓣體32收納在蝸殼13的收納凹進 24中，以便閥瓣體32的近側面33延續(xù)或連續(xù)地延伸蝸殼13的內側壁表面，并且無任何相 關的表面臺階。結果，在打開位置中因閥瓣體32引起的流動阻力是較低的，即使在高的冷 卻劑流率下也是如此。在閥瓣30的打開位置，如圖4所示，閥瓣體32的近側33相對出口 蝸殼16定向，而閥瓣體32的遠側35對著接納閥瓣體32的收納凹進24定向。在閥瓣體32 的遠側35處，在整個閥瓣座66上設有橡膠涂層40。橡膠涂層40明顯增強了閥瓣體32在 閥的閉合位置中的密封質量，如圖3和5所示。
[0028] 第一和第二底座盤34、38兩者均被完全在接納在蝸殼13的相應收納凹進42、44 中。因此在閥的打開位置中，兩個底座盤34、38即使在高的冷卻劑流率下也不引起任何相 關的流動阻力。閥設有固定到一個底座盤38的閥軸52。閥軸52限定樞軸線31。閥軸52 設有桿臂54,桿臂54通過氣動致動器50致動，如在圖5和6中能夠看到的。
[0029] 閥布置的幾何組成在圖3和4中能夠最佳地看到。閥孔19由閥座64包圍，閥座 64與閥瓣30的閥瓣座66對應。閥座64和閥瓣座66在閥的閉合位置中彼此完全接觸，如 在圖3中所示。閥座64限定閥座平面60,閥座平面60表示整個閥座64的總平面60。閥 座64由彼此平行的兩個線性的橫向座部分并且由連接橫向部分的兩個圓形座部分限定。 圓形座部分的直徑幾乎等于閥瓣體32的直徑。橫向座部分平行于樞軸線31。閥座64具有 寬度W，該寬度W是所述兩個線性橫向座部分之間的橫向距離。對稱面62限定在閥座平面 60的中間。該對稱面62與閥座平面60成直角。
[0030] 閥瓣30的樞軸線31平行于對稱面62并且平行于閥座平面60。樞軸線31設有到 閥座平面的距離D。樞軸線31到閥座平面60的距離D在閥座寬度W的1/2和3/1之間。 樞軸線31不位于對稱面62中，但具有尚開對稱面62的偏心量E。偏心量E在樞軸線到閥 座平面60的距離D的1/20和1/1之間。在本示例中，偏心量E是樞軸線的距離D的大約 1/3。這一幾何布置確保了閥座64和閥瓣座66僅僅在閥的閉合位置中彼此接觸。
【權利要求】
1. 一種用于內燃機的機械式冷卻劑泵（10)，包括 葉輪泵輪（14)，其將沿軸線方向引入的液體冷卻劑徑向地泵送到出口蝸殼（16)中， 泵殼（12)，其包括蝸殼（13)，所述蝸殼（13)限定包括有出口通道（18)的所述出口蝸 殼（16)，以及 在所述出口通道（18)的通路中的出口閥布置，該出口閥布置包括閥瓣（30)，所述閥瓣 (30)在打開位置和閉合位置之間可樞轉，以打開或者閉合出口通道（18)的閥孔（19)， 其中 所述閥孔（19)由閥座（64)限定和包圍，所述閥座（64)限定閥座平面（60)以及在所 述閥座平面（60)的中間且與所述閥座平面（60)成直角的對稱面（62)， 閥瓣（30)設有與所述閥座￠4)對應的閥瓣座￠6)，并且 所述閥瓣（30)圍繞樞軸線（31)可旋轉，所述樞軸線（31)平行于所述對稱面（62)并 且布置成從所述對稱面￠2)具有橫向偏心量（E)，其中所述橫向偏心量（E)在所述樞軸線 到所述閥座平面（60)的距離（D)的1/20和1/1之間。
2. 根據權利要求1所述的機械式冷卻劑泵（10)，其中，所述樞軸線（31)位于所述閥座 (64)的突出部內，以便所述偏心量（E)小于所述閥座突出部的寬度（W)的一半。
3. 根據前述權利要求中一項所述的機械式冷卻劑泵（10)，其中，所述閥瓣的至少一個 軸向端部被固定到布置成與所述樞軸線（31)成直角的底座盤（34)，其中所述底座盤（34) 的近側面位于所述出口通道（18)的平面中。
4. 根據前述權利要求中一項所述的機械式冷卻劑泵（10)，其中，所述蝸殼（13)設有凹 進（24)，以用于在所述閥瓣（30)的打開位置中收納所述閥瓣（30)。
5. 根據前述權利要求中一項所述的機械式冷卻劑泵（10)，其中，所述閥瓣（30)由金屬 制成，并且所述閥瓣座￠6)涂有橡膠涂層（40)。
6. 根據前述權利要求中一項所述的機械式冷卻劑泵（10)，其中，所述出口蝸殼殼體 (13)限定第二出口通道（17)，所述第二出口通道（17)不受所述出口閥布置的影響。
7. 根據前述權利要求中一項所述的機械式冷卻劑泵（10)，其中，所述閥瓣（30)通過氣 動、電動或者熱動調節(jié)的致動器（50)致動。
【文檔編號】F04D29/46GK104066949SQ201280068140
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年5月31日 優(yōu)先權日:2012年2月14日
【發(fā)明者】A.福尼爾, P.喬治斯, G.希蒙 申請人:皮爾伯格泵技術有限責任公司