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DE3329002A1 - Coolant pump on a combustion engine - Google Patents

Coolant pump on a combustion engine

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DE3329002A1
DE3329002A1 DE19833329002 DE3329002A DE3329002A1 DE 3329002 A1 DE3329002 A1 DE 3329002A1 DE 19833329002 DE19833329002 DE 19833329002 DE 3329002 A DE3329002 A DE 3329002A DE 3329002 A1 DE3329002 A1 DE 3329002A1
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coolant
pump
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wheel
shaft
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Abstract

The invention describes a coolant pump whose coolant throughput can be regulated by axial adjustment of the pump wheel or pump housing.

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 14 881/4 Stuttgart EPT da-lzDaimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 14 881/4 Stuttgart EPT da-lz

9· August 19639 August 1963

Kühlmittelpumpe an einer BrennkraftmaschineCoolant pump on an internal combustion engine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlmittelpumpe an einer Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 .The invention relates to a coolant pump on an internal combustion engine according to the preamble of the patent claim 1 .

Aus der DE-OS 30 07 640 ist eine Kühlmittelpumpe bekannt, deren Pumpenrad zur Regelung des Kühlmittelförderstromes über ein regelbares Keilriemengetriebe angetrieben wird. Die auf der Pumpenradwelle angeordnete Riemenscheibe ist durch ein vom Kühlmittel beaufschlagte? Dehnstoffelement so verstellbar, daß bei niedriger Kühlmitteltemperatur das Pumpenrad mit geringer und bei höherer Temperatur mit hoher Drehzahl umläuft. Eine Verstellung des Riemengetriebes bis zur XuIlförderung der Kühlmittelpumpe ist nicht möglich, so daß auch bei kaltem Motor ein zwangsweiser Kühlmittelumlauf stattfindet, durch den die Warmlaufphase des Motors, in der ein hoher spezifischer Kraftstoffverbrauch und hohe Schadstoffemissionen anfallen, verlängert wird.From DE-OS 30 07 640 a coolant pump is known, the pump wheel for regulating the coolant flow is driven by an adjustable V-belt drive. The one arranged on the impeller shaft The pulley is exposed to a coolant? Expansion element adjustable so that when the coolant temperature is low, the pump impeller with low and rotates at high speed at higher temperatures. An adjustment of the belt drive up to the XuIlförderung the coolant pump is not possible, so that a forced coolant circulation even when the engine is cold takes place through the warm-up phase of the engine, in which a high specific fuel consumption and high pollutant emissions are prolonged.

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Daim 14 881/4Daim 14 881/4

Hinzu kommt, daß die Steuerung im Hinblick auf den regelbaren Antrieb und die Anordnung des Dehnstoffelementes in einem besonderen Gehäuseteil der Pumpe aufwendig baut.In addition, the control with regard to the controllable drive and the arrangement of the expansion element builds expensive in a special housing part of the pump.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kühlmittelpumpe zu schaffen, durch die bei baulich einfacher Gestaltung und bei gleichbleibendem Antriebsverhältnis eine optimale Regelung der Fördermenge in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur erreicht wird.Proceeding from this, the invention is based on the object of creating a coolant pump through which with a structurally simple design and with a constant drive ratio, optimal control of the Delivery rate is achieved depending on the coolant temperature.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is according to the invention by the characterizing Part of claim 1 specified features solved.

Die mit der Erfindung erreichten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß eine bestmögliche Regelung der Kühlmittelfördermenge einschließlich einer Null-Förderung durch unmittelbar im Kühlmittelkreislauf angeordnete Steuerelemente erzielt wirdund daß der bauliche Aufwand gering ist, da weder Maßnahmen am Pumpenantrieb noch am Pumpengehäuse erforderlich sind.The advantages achieved with the invention are in particular that the best possible control the coolant delivery rate including a zero delivery through directly in the coolant circuit arranged controls is achieved and that the structural effort is low, since neither measures on Pump drive are still required on the pump housing.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die bisher im Kühlmittelkreislauf vorhandene Kurzschlußleitung und das Thermostatventil entfallen können.Another advantage is that the short-circuit line previously present in the coolant circuit and the Thermostatic valve can be omitted.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Further features of the invention are the subject of the subclaims.

/3/ 3

Daim 14 881/4Daim 14 881/4

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.In the drawing are two embodiments of the Invention shown.

Es zeigen:Show it:

Figur 1 im Längsschnitt eine KühlmittelpumpeFigure 1 in longitudinal section a coolant pump

mit axial verschiebbarem Pumpenrad und einer Bimetallscheibe als Verstellelement in der Stellung für max. Förderungwith axially displaceable pump wheel and a bimetal disc as an adjusting element in the position for maximum funding

Figur 2 die Kühlmittelpumpe aus Figur 1 mit in die Null-Förderstellung verschobenem PumpenradFIG. 2 shows the coolant pump from FIG. 1 with a shifted into the zero delivery position Impeller

Figur 3u4Figure 3u4

eine Kühlmittelpumpe mit einem Dehnstoffelement zur Verstellung des Pumpenradesa coolant pump with an expansion element for adjusting the pump wheel

Eine Kühlmittelpumpe 1 für eine Brennkraftmaschine hat ein Pumpengehäuse 2 in dem ein Pumpenrad 3 angeordnet ist, das auf einem Wellenzapfen 4 einer Antriebswelle in axialer Richtung verschiebbar und über eine Paßfeder 6 in Drehrichtung fest gelagert ist. Das mit Radialschaufel 7 besetzte Pumpenrad 3 saugt über eine Gehäuseöffnung 8 Kühlmittel an und fördert,es auf der Druckseite durch eine Gehäuseöffnung 9 in eine Leitung weiter. Infolge der axialen Verschiebbarkeit des Pumpenrades 3 kann der zwischen den Radialschaufeln und dem benachbarten Pumpengehäuseteil liegende Spalt 1U in seiner Breite verändert werden. Je nach SpaltbreiteHas a coolant pump 1 for an internal combustion engine a pump housing 2 in which a pump wheel 3 is arranged is, which is displaceable on a shaft journal 4 of a drive shaft in the axial direction and via a feather key 6 is fixedly mounted in the direction of rotation. The pump wheel 3, which is equipped with a radial blade 7, sucks over a housing opening 8 coolant and promotes it on the pressure side through a housing opening 9 into a line. As a result of the axial displaceability of the impeller 3 can be the gap 1U located between the radial blades and the adjacent pump housing part can be changed in width. Depending on the gap width

/■1/ ■ 1

-PC- Daim 14 881/4 -PC- Daim 14 881/4

wird dabei mehr oder weniger Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe 1 gefördert. Die Einstellung der Spaltbreite wird in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur durch eine Bimetallscheibe 11 als temperaturabhängig wirkendes Verstellelement geregelt.more or less coolant is conveyed by the coolant pump 1. The setting of the The gap width is determined by a bimetal disk 11 as a function of the coolant temperature as a function of the temperature acting adjusting element regulated.

Die kreisförmig ausgebildete Bimetallscheibe 11 hat etwa den gleichen Durchmesser wie das Pumpenrad 3 und ist an dessen Rückseite 12 mittels einer Schraube 13 mittig am stirnseitigen Ende des Wellenzapfens 4 befestigt, während sie mit ihrem äußeren Umfangsbereich 14 außen am Pumpenrad 3 anliegt. Hierdurch wird eine gleichmäßige Übertragung der Verstellkräfte von der Bimetallscheibe 11 auf das Pumpenrad 3 bei möglichst großen Verstellwegen und da die Bimetallscheibe 11 unmittelbar vom Kühlmittel umströmt ist,eine feinfühlige Regelung der Verstellbewegungen erreicht. Die Bimetallscheibe 11 besitzt eine auf eine niedere Temperatur eingestellte gewölbte Grundform und ist mit der zum Pumpenrad 3 vorgewölbten Außenseite an diesem befestigt.The circular bimetallic disk 11 has approximately the same diameter as the pump wheel 3 and is attached to its rear side 12 by means of a screw 13 in the middle of the front end of the shaft journal 4, while its outer circumferential area 14 rests on the outside of the pump wheel 3. Through this a uniform transmission of the adjustment forces from the bimetallic disk 11 to the pump wheel 3 at the largest possible adjustment paths and since the bimetallic disk 11 is directly flowed around by the coolant, a sensitive control of the adjustment movements achieved. The bimetal disc 11 has a lower one Temperature-set arched basic shape and is on with the outside arched towards the pump wheel 3 attached to this.

Figur 2 zeigt das Pumpenrad 3 in der bei kaltem Motor und damit niedriger Kühlmitteltemperatur verschobenen linke Endlage. In dieser Stellung wird das Pumpenrad 3 durch eine zwischen diese und einer wellenseitigen Schulter 15 sich abstützenden Rückstellfeder 16 gehalten. Der Spalt 10 besitzt in dieser Lage des Pumpenrades seine größte vorgegebene Breite, bei der die Kühlmittelförderung unterbrochen ist (.NullförderungJ.Figure 2 shows the impeller 3 in the shifted when the engine is cold and therefore the coolant temperature is low left end position. In this position, the pump wheel 3 is by a between this and a shaft-side Shoulder 15 supported return spring 16 held. The gap 10 has in this The position of the impeller is its greatest predetermined width at which the coolant delivery is interrupted (. Zero funding J.

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Uaim 14 881/4Uaim 14 881/4

Durch die weitgehende Stillegung des Kühlmittelkreisiaufes verschlechtert sich der Wärmeübergang zwischen brennraumnahen Bauteilen und Kühlmittel, so daß sich die Bauteile schneller erwärmen und die Warmlaufphase verkürzt wird.Due to the extensive shutdown of the coolant circuit, the heat transfer between Components close to the combustion chamber and coolant, so that the components heat up faster and the warm-up phase is shortened.

Das sich in der Warmlaufphase erwärmende Kühlmittel gelangt allmählich durch Schwerkraftzirkulation zur Kühlmittelpumpe und beaufschlagt die Bimetallscheibe Diese verformt sich und schiebt das Pumpenrad 3 je nach Kühlmitteltemperatur entgegen der Kraft der Rückstellfeder 16 bis in die aus Figur 1 ersichtliche maximale Kühlmittelförderstellung. Der Spalt 10 hat in dieser Lage die kleinste Breite.The coolant that heats up during the warm-up phase Gradually reaches the coolant pump through gravity circulation and acts on the bimetal disc This deforms and pushes the pump wheel 3, depending on the coolant temperature, against the force of the return spring 16 to the maximum coolant delivery position shown in FIG. The gap 10 has the smallest width in this position.

In den Figuren 3 und 4 wird zur Steuerung der Kühlmittelfördermenge anstelle einer Bimetallscheibe ein Dehnstoffelement 17 verwendet. Das Dehnstoffelement ist in einer Stirnbohrung 18 des Wellenzapfens 4 eingesetzt und liegt mit seinem Druckstift 19 an einem Querstift 20 an, der im Nabenteil des Pumpenrades 3 eingesetzt und in einer Längsnut 21 des Wellenzapfens geführt ist. Die Verschiebung des Pumpenrades erfolgt dabei wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel bereits beschrieben.In FIGS. 3 and 4, the coolant delivery rate is controlled Instead of a bimetal disc, an expansion element 17 is used. The expansion element is inserted in an end bore 18 of the shaft journal 4 and rests with its pressure pin 19 on one Cross pin 20, which is used in the hub part of the pump wheel 3 and in a longitudinal groove 21 of the shaft journal is led. The displacement of the pump wheel takes place as in the previous embodiment described.

Abweichend von der beschriebenen kontinuierlichen Regelung der Kühlmittelmenge ist bei Anwendung entsprechender Verstellelemente eine direkte Steuerung des Pumpenrades aus der Stellung "Nullförderung" in die Stellung " max. Förderung" möglich.Deviating from the described continuous regulation of the amount of coolant is more appropriate when used Adjusting elements direct control of the pump wheel from the "zero delivery" position into the Position "max. Funding" possible.

-β- -β- Daim 14 881/4Daim 14 881/4

Schließlich umfaßt die Erfindung auch die folgende mögliche Ausführungsform, bei der das Pumpenrad 3 in axialer Richtung fixiert ist, dagegen das Pumpengehäuse 2 zur Änderung des Spaltes 10 gegenüber dem Pumpenrad 3 mittels Thermo-Verstellelemente verschoben werden kann.Finally, the invention also includes the following possible embodiment in which the pump wheel 3 is fixed in the axial direction, however, the pump housing 2 to change the gap 10 with respect to the Pump wheel 3 can be moved by means of thermal adjustment elements.

Claims (6)

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 14 881/4 Stuttgart EPT da-lzDaimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 14 881/4 Stuttgart EPT da-lz 9. August 1983August 9, 1983 PatentansprücheClaims M.J Kühlmittelpumpe an einer Brennkraftmaschine für insbesondere Fahrzeuge, mit einem in einem Pumpengehäuse angeordneten, von einer Antriebswelle angetriebenen Pumpenrad mit Radialschaufeln und mit einem den Kühlmittelförderstrom in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur steuernden Verstellelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (3) oder das Pumpengehäuse (2) zueinander verstellbar ausgebildet sind und derart in Wirkverbindung mit dem Verstellelement (11,17) stehen,M.J coolant pump on an internal combustion engine for in particular vehicles, with a driven by a drive shaft arranged in a pump housing Impeller with radial blades and with a coolant flow Adjusting element controlling the coolant temperature as a function of the coolant temperature, characterized in that that the pump wheel (3) or the pump housing (2) are designed to be adjustable to one another and in such a way in Are in operative connection with the adjusting element (11, 17), T 5 dali bei zunehmender Kühlmitteltemperatur der zwischen den Radialschaufeln (7) des Pumpenrades (3) und dem Pumpengehäuse (2) liegende Spalt (10) kleiner wird.T 5 dali with increasing coolant temperature between The gap (10) lying between the radial blades (7) of the pump wheel (3) and the pump housing (2) becomes smaller. 2. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Pumpenrad (3) auf der Antriebswelle (5) in Wellenlängsrichtung verschiebbar angeordnet ist, wobei die Verschiebebewegung von einer sich an der AntrieDs· welle (5) und der Rückseite (12) des Pumpenrades i.3) abstützenden Bimetallscheibe (11) als Verstellelement erfolgt.2. Coolant pump according to claim 1, characterized in that the pump wheel (3) on the drive shaft (5) in Is arranged displaceably in the longitudinal direction of the shaft, whereby the displacement movement of one of the drives shaft (5) and the back (12) of the pump wheel i.3) supporting bimetal disc (11) as an adjusting element he follows. /2/ 2 -2- Daim 14 881/4-2- Daim 14 881/4 3. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1 oder 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Bimetallscheibe (11) kreisförmig gestaltet ist, die mit ihrem äußeren Umfang (14) am äußeren Umfang des Pumpenrades (3) anhegt, und die mittels einer Schraube (13) stirnseitig am Wellenzapfen (4) befestigt ist.3. Coolant pump according to claim 1 or 1 , characterized in that the bimetal disc (11) is circular, which with its outer periphery (14) adheres to the outer periphery of the pump wheel (3), and which by means of a screw (13) on the end face Shaft journal (4) is attached. 4. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß als Verstellelement ein im hohlen Wellenzapfen (4) eingesetztes Dehnstoffelement (17) vorgesehen ist.4. Coolant pump according to claim 1, characterized in that an adjusting element in the hollow shaft journal (4) inserted expansion element (17) is provided. 5. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1 und 4 , dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstift (19) des Dehnstoffelementes (17) an einem das Pumpenrad (3) mit der Antriebswelle (5) drehfest verbindenden und in einem Längsschlitz (21) des Wellenzapfens (4) geführten Querstift (20) anliegt. 5. coolant pump according to claim 1 and 4, characterized in that that the pressure pin (19) of the expansion element (17) on one of the pump wheel (3) with the drive shaft (5) non-rotatably connecting and in a longitudinal slot (21) of the shaft journal (4) guided transverse pin (20) rests. 6. Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche bis 5 ,6. coolant pump according to one of claims to 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Pumpenrad (3) und Antriebswelle (5)' eine Rückstellfeder (16) vorgesehen ist.characterized in that between the pump wheel (3) and the drive shaft (5) 'a Return spring (16) is provided.
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