DE3022241A1

DE3022241A1 - Kuehlwasserpumpe nach art einer radialpumpe mit einer regeleinrichtung

Info

Publication number: DE3022241A1
Application number: DE19803022241
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 3180 Wolfsburg Hofbauer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1980-06-13
Filing date: 1980-06-13
Publication date: 1981-12-24

Description

VOLKSWAGENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg
- 2 -

K 2914/1702-pt-hu-sa -J £

Kühlwasserpumpe nach Art einer Radialpumpe mit einer Regeleinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kühlwasserpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Die Kühlwasserpumpen für Brennkraftmaschinen, wie sie z.B. in Kraftfahrzeugen Einsatz finden, werden mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis von der Kurbelwelle der Maschine her angetrieben. Sie müssen daher so ausgelegt werden, daß die kritischen Bauteiltemperatüren der Maschine nicht überschritten werden. Dies bedeutet, daß die Kühlwasserpumpe nur bei einer bestimmten Kombination von Last und Drehzahl der Brennkraftmaschine, üblicherweise Nennlast und Nenndrehzahl, richtig ausgelegt ist. Für Betriebspunkte der Maschine mit geringerer Wärmeentwicklung ist die Kühlwasserpumpe demgemäß überdimensioniert und nimmt unnötig viel Energie von der Maschine auf, wodurch der Kraftstoffverbrauch der Brennkraftmaschine in unerwünschter Weise-vergrößert wird.

Man könnte daran denken, im Kühlwasserkreislauf eine von der jeweiligen Kühlwassertemperatur abhängige Drosselung vorzunehmen. Im Hinblick auf die hydrodynamischen Eigenschaften der Kühlwasserpumpe würde dadurch aber die Leistungsaufnahme der Pumpe kaum verringert werden.

130052/02 01

Aus der DE-OS 14 76 365, 46c4, 16, ist bereits eine temperaturgesteuerte Kühlwasserpumpe bekannt, die zwecks selbsttätiger Anpassung an unterschiedliche Belastungen der Brennkraftmaschine und damit einen unterschiedlichen Wärmeanfall im Kühlsystem derselben zwei axial fluchtende Pumpenräder umfaßt, von denen ein erstes mit der Antriebswelle der Pumpe fest verbunden und das zweite mit dem ersten über eine druckgesteuerte Kupplung verbindbar ist, wobei der Steuerdruck von der Temperatur der geförderten Kühlflüssigkeit abhängt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlwasserpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 so auszubilden, daß die Anpassung der Förderleistung der Pumpe unter Vermeidung eines durch ein zweites Pumpenrad und Kupplung gebildeten zusätzlichen konstruktiven Aufwands erreicht wird, der sich nicht nur hinsichtlich der Kosten, sondern auch hinsichtlich seines Platzbedarfs nachteilig auswirkt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung der oben definierten Aufgabe ist darin zu sehen, daß zur Gewinnung der Regeleinrichtung praktisch keine zusätzlichen Teile erforderlich sind, sondern die Regeleinrichtung durch entsprechende Ausbildung der Schaufeln selber gewonnen ist. Während nämlich bei dem oben behandelten Stand der Technik die Schaufeln an einer ihrer Längskanten starr geführt sind, ist dies bei der Erfindung nicht der Fall; die Schaufeln sind vielmehr in radialen Richtungen biegsam ausgeführt, so daß sie sich entweder unter der Wirkung der Fliehkraft drehzahlabhängig ausrichten oder bei Ausbildung als Bimetallschaufeln ihre Krümmung mit zunehmender Temperatur des Kühlwassers abnimmt, so daß bei steigender Drehzahl und/oder steigender Temperatur der kleinste Abstand zwischen einander benachbarten Schaufeln zunimmt und demgemäß die durch die Krümmung der Schaufeln bewirkte Drosselung des Kühlmittels abnimmt.

Eine entsprechende Ausbildung der erfindungsgemäßen Kühlwasserpumpe zur Berücksichtigung der jeweiligen Kühlwassertemperatur ist Gegenstand des Unteranspruchs.

130052/0201

-A-

Ehe ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figur erläutert wird, sei darauf hingewiesen, daß aus der DE-AS 12 86 806, 46c4, 16, Kühlluftgebläse für Brennkraftmaschinen mit durch Bimetalle gebildeten, längs einer ihrer Längskanten starr gefaßten Flügeln und aus der DE-PS 11 80 194, 46c4, 16, Kühlluftgebläse bekannt sind, deren Flügel als Ganzes in Abhängigkeit von einem Thermostaten schwenkbar sind. Beide Konstruktionen dienen dazu, in Abhängigkeit von der Temperatur der Kühlluft den Anstellwinkel zu verändern; die erstgenannte Konstruktion ergibt eine Verringerung des Anstellwinkels bei Ansteigen der Drehzahl des Kühlluftgebläses. Beide Konstruktionen beziehen sich aber auf die Regelung des Anstellwinkels der Flügel von Kühlluftgebläsen, bei denen im Hinblick auf den Fahrtwind bei Fahrzeug-Brennkraftmaschinen andere Verhältnisse vorliegen als bei Kühlwasserpumpen, die sich in einem keinen äußeren Drücken ausgesetzten, insofern geschlossenen Kreislauf befinden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Figur erläutert, die einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Kühlwasserpumpe für eine Fahrzeug-Brennkraftmaschine wiedergibt.

Die Pumpe fördert radial in das Auslaßrohr 1. Den in diesem Zusammenhang wesentlichen Bestandteil bildet das innerhalb des Gehäuses 2 angeordnete Pumpenrad 3, dessen Welle 4 mit der Brennkraftmaschine, also beispielsweise der Kurbelwelle, in Antriebsverbindung steht und dessen Schaufeln 5 aus Bimetall gefertigt sind. Das einen größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzende Material des Bimetalls befindet sich auf der dem jeweiligen Krümmungsmittelpunkt zugekehrten Seite der betrachteten Schaufel, so daß bei einer Zunahme der Temperatur die Schaufeln unter Zunahme des Radius desjenigen Kreisbogens, auf dem ihre äußeren Kanten liegen, mehr und mehr gestreckt werden. Damit wird auch der kleinste Abstand zwischen einander jeweils benachbarten Schaufeln mit zunehmender Temperatur und übrigens auch mit zunehmender Drehzahl (infolge der Zentrifugalkraft) vergrößert, so daß die Drosselwirkung im Abstandsbereich zwischen einander benachbarten Schaufeln mit zunehmender Temperatur verringert wird.

Sobald aber die Temperatur des Kühlwassers abnimmt und/oder die Drehzahl des Pumpenrads 3 absinkt, vergrößert sich die Krümmung der Schaufeln wieder, wie

130052/0201

durch unterbrochene Linien bei 5* angedeutet. Der größte Abstand zwischen einander benachbarten Schaufeln wird dadurch verringert, so daß sich die Drosselwirkung erhöht und demgemäß die Förderleistung der Pumpe abnimmt.

130052/0201

-G-

Leerseite

Claims

AKTIEN&ESELLSCHAF

3180 Wolfsburg

κ 2914/1702-pt-hu-sa _M _A ,

12. Juni 1980

Patentansprüche

( 1. , Kühlwasserpumpe nach Art einer Radialpumpe für eine mit veränderbarer Last und/oder Drehzahl betriebene Brennkraftmaschine, enthaltend ein mit Schaufeln versehenes, von der Maschine angetriebenes Pumpenrad sowie eine Regeleinrichtung zur Anpassung der Förderleistung der Pumpe an den Kühlmittelbedarf der Maschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (5), wie an sich bekannt, im Querschnitt einsinnig gekrümmt und ihre Krümmung unter der Wirkung der Temperatur des Kühlwassers und/oder der Drehzahl des Pumpenrads (3) selbsttätig ändernd ausgebildet sind.
2. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufeln (5) aus Bimetallen bestehen, deren den größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzendes Teil auf der dem Krümmungsmittelpunkt zugekehrten Seite der jeweiligen Schaufel (5) angeordnet ist.

130052/0201