DE3022241A1 - Cooling water pump for vehicle engine - has curved blades made of bimetallic material to vary flow to match water temp. - Google Patents
Cooling water pump for vehicle engine - has curved blades made of bimetallic material to vary flow to match water temp.Info
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Abstract
Description
VOLKSWAGENWERKVOLKSWAGENWERK
AKTIENGESELLSCHAFTSHARED COMPANY
3180 Wolfsburg
- 2 -3180 Wolfsburg
- 2 -
K 2914/1702-pt-hu-sa -J £K 2914/1702-pt-hu-sa -J £
Kühlwasserpumpe nach Art einer Radialpumpe mit einer RegeleinrichtungCooling water pump in the manner of a radial pump with a control device
Die Erfindung betrifft eine Kühlwasserpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a cooling water pump according to the preamble of the patent claim 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.The cooling water pumps for internal combustion engines, such as those in motor vehicles Are used with a constant transmission ratio of driven by the crankshaft of the machine. They must therefore be designed so that the critical component temperatures of the machine are not exceeded will. This means that the cooling water pump only with a certain combination of load and speed of the internal combustion engine, usually nominal load and rated speed, is correctly designed. The cooling water pump is accordingly oversized for operating points of the machine with lower heat generation and consumes an unnecessary amount of energy from the machine, reducing fuel consumption the internal combustion engine is enlarged in an undesirable manner.
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.One could think of one of the respective cooling water temperature in the cooling water circuit dependent throttling. With regard to the hydrodynamic properties of the cooling water pump, this would reduce the power consumption the pump can hardly be reduced.
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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.From DE-OS 14 76 365, 46c4, 16, a temperature-controlled cooling water pump is already known, the purpose of automatic adaptation to different loads on the internal combustion engine and thus a different heat build-up in the cooling system of the same two axially aligned pump wheels, of which a first is fixedly connected to the drive shaft of the pump and the second can be connected to the first via a pressure-controlled coupling, the control pressure being dependent on the temperature of the coolant being pumped.
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.The invention is based on the object of a cooling water pump according to the preamble of claim 1 so that the adjustment of the delivery rate of the pump while avoiding a second pump wheel and clutch formed additional design effort is achieved, which is not only in terms of costs, but also in terms of its space requirements has a detrimental effect.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.The inventive solution to this problem is characterized by the features of claim 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.The particular advantage of the inventive solution to the problem defined above can be seen in the fact that practically no additional ones to obtain the control device Parts are required, but the control device is obtained by appropriate design of the blades themselves. While with that Prior art discussed above, the blades are rigidly guided on one of their longitudinal edges, this is not the case with the invention; the shovels are rather designed to be flexible in radial directions, so that they are either Align under the effect of centrifugal force depending on the speed or when designed as bimetallic blades their curvature with increasing temperature of the Cooling water decreases, so that with increasing speed and / or increasing temperature the smallest distance between adjacent blades increases and accordingly the throttling of the caused by the curvature of the blades Coolant decreases.
Eine entsprechende Ausbildung der erfindungsgemäßen Kühlwasserpumpe zur Berücksichtigung der jeweiligen Kühlwassertemperatur ist Gegenstand des Unteranspruchs.A corresponding design of the cooling water pump according to the invention to be taken into account the respective cooling water temperature is the subject of the sub-claim.
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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.Before an embodiment of the invention is explained with reference to the figure is, it should be noted that from DE-AS 12 86 806, 46c4, 16, cooling air fan for internal combustion engines with blades formed by bimetals, rigidly mounted along one of their longitudinal edges and from DE-PS 11 80 194, 46c4, 16, Cooling air fans are known, the blades of which can be pivoted as a whole as a function of a thermostat. Both constructions serve to depend to change the angle of attack from the temperature of the cooling air; the former construction results in a reduction in the angle of attack when climbing the speed of the cooling air fan. Both constructions relate but on the regulation of the angle of incidence of the blades of cooling air fans, which are different with regard to the airflow in vehicle internal combustion engines Conditions exist than with cooling water pumps, which are not in an external Pressures exposed, insofar as closed circuit.
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.In the following an embodiment of the invention is based on the single Figure explained, which reproduces a cross section through a cooling water pump designed according to the invention for a vehicle internal combustion engine.
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.The pump delivers radially into the outlet pipe 1. The essential in this context The pump wheel 3, which is arranged inside the housing 2 and whose shaft 4 is connected to the internal combustion engine, for example the crankshaft, forms part of it. is in drive connection and its blades 5 are made of bimetal are. The material of the bimetal, which has a greater coefficient of thermal expansion, is located on the respective center of curvature facing side of the blade in question, so that with an increase in temperature the blades with an increase in the radius of that circular arc on which their outer edges lie, are stretched more and more. This also means that the smallest distance between blades that are adjacent to one another is also included increasing temperature and by the way also with increasing speed (due to the centrifugal force), so that the throttling effect in the distance range between adjacent blades is reduced with increasing temperature.
Sobald aber die Temperatur des Kühlwassers abnimmt und/oder die Drehzahl des Pumpenrads 3 absinkt, vergrößert sich die Krümmung der Schaufeln wieder, wieBut as soon as the temperature of the cooling water decreases and / or the speed of the Impeller 3 drops, the curvature of the blades increases again, like
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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.indicated by broken lines at 5 *. The greatest distance between each other adjacent blades is reduced, so that the throttling effect increases and accordingly the delivery rate of the pump decreases.
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Claims (2)
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: VOLKSWAGEN AG, 3180 WOLFSBURG, DE |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8130 | Withdrawal | ||
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