DE3329002C2 - Kühlmittelpumpe an einer Brennkraftmaschine für insbesondere Fahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Kühlmittelpumpe mit durch axiale Verstellung des Pumpenrades oder Pumpengehäuses regelbarer Kühlmittelfördermenge.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlmittelpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der IP-AZ 56-1 21 895 (A) ist eine gattungsgemäße Kühlmittelpumpe bekannt, bei der die Einstellung des Spaltes zwischen den Schaufeln des Pumpenrades und dem Pumpengehäuse mittels einer Stauscheibe erfolgt, die /entrisch an einem Dehnstoffelement aufgehängt ist und die mit ihrem äußeren Umfangsbereich in einen Ringkanal des Pumpengehäuses vorsteht. Am äußeren Umfang der Stauscheibe sind weiterhin Dichtungen vorgesehen, über die je nach Stellung der Stauscheibe im Ringkanal dieser gegenüber dem Druck oder Saugraum abgedichtet wird.

Durch die Verwendung einer Stauscheibe als Verstellkörper, sowie durch deren Führung und Abdichtung in einem Ringkanal des Pumpengehäuses erhöht sich der Fertigungs- und Bauaufwand für die Kühlmittelpumpe. Des weiteren wird bei dieser Kühlmittelpumpe unabhängig von der Kühlmittelfördermenge immer der volle Querschnitt der Radialschaufel als Förderquerschnitt eingesetzt, wodurch bei einem gegebenen breiten Spalt die Kühlmittelpumpe mit einer höhen Verlustleistung betrieben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrumde, die Bauausführung der bekannten Kühlmittelpumpe bei verbessertem Wirkungsgrad zu vereinfachen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch die verschiebbare Anordnung des Pumpenrades auf der Antriebswelle kann dieses als Verstellkörper benutzt werden, so daß die bisher notwendige Stauscheibe und der zu deren Führung und Abdichtung notwendige Ringkanal entfallen kann, wodurch eine konstruktive Vereinfachung der Kühlmittelpumpe mit der daraus resultierenden günstigeren Herstellung und Montage erreicht wird. Des weiteren ist die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe funktioneil vorteilhaft, weil durch das Verschieben des Pumpenrades der in den

to Querschnitt des Druckleitungsstutzens ragende Förderquerschnitt des Pumpenrades veränderbar ist, so daß in Abhängigkeit vom Verschiebeweg ein mehr oder weniger großer Förderquerschnitt zur Förderung eingesetzt und damit die Verlustleistung der Kühlmittelpumpe gerin" gehalten wird. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt
F i g. 1 im Längsschnitt eine Kühlmittelpumpe mit axial verschiebbarem Pumpenrad und einer Bimetallscheibe als Verstellelement in der Stellung für max. Förderung,

F i g. 2 die Kühlmittelpumpe aus F i g. 1 mit in die Null-Förderstellung verschobenem Pumpenrad, F i g. 3 und 4 eine Kühlmittelpumpe mit einem Oehnstoffelement zur Verstellung des Pumpenrades.

Eine Kühlmittelpumfs 1 für eine Brennkraftmaschine hat ein Pumpengehäuse 2 in dem ein Pumpenrad 3 angeordnet ist, das auf einem Wellenzapfen 4 einer Antriebswelle 5 in axialer Richtung verschiebbar und über eine Paßfeder 6 in Drehrichtung fest gelagert ist. Das mit Radialschaufeln 7 besetzte Pumpenrad 3 saugt über eine Gehäuseöffnung 8 Kühlmittel an und fördert es auf der Druckseite durch eine Gehäuseöffnung 9 in eine Lcitung weiter. Infolge der axialen Verschiebbarkeil des Pumpenrades 3 kann der zwischen den Radialschaufeln 7 und dem benachbarten Pumpengchäuseieii iiefcndu Spalt 10 in seiner Breite verändert werden. ]e nach Spaltbreite wird dabei mehr odet weniger Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe 1 geiördert. Jie Einstellung der Spaltbreite wird in Abhängigkeit "on der Kühlmitteltemperatur durch eine Bimetallscheibe 11 als temperaturabhängig wirkendes Verstellelement geregelt. 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 Bimetallscheihc 11 unmittelbar vom Kühlmittel umströmt ist. eine fein ühlige Regelung der Verstellbewegungen erreicht. Die Bime'.alhcheibe 11 besitzt eine auf eine niedere Tempera tür eingestellte gewölbte Grundform und ist mit der zum Pumpenrad 3 vorgewölbten Außenseite an diesem befestigt.

F i g. 2 zeigt das Pumpenrad J in der bei kaltem Motor und damit niedriger Kühlmitteltemperatur verschöbe nen linken Endlage. In dieser Stellung wird das Pumpen rad 3 durch eine zwischen diese und einer wcllcnsciiigcn Schulter 15 sich abstützenden Rückstellfeder 16 gehalten. Der Spalt 10 besitzt in dieser Lage des Pumpcnrades seine größte vorgegebene Breite, bei der die Kühlmittelförderung unterbrochen ist (Nullförderung).

Durch die weitgehende Stillegung des Kühlmittclkreislaufes verschlechtert sich der Wärmeübergang

/.wischen brennraumnahen Bauteilen und Kühlmittel, so daß sich die Bauteile schneller erwärmen und die Warmlaufphas.e verkürzt wird.

Das sich in der Warmlaufphase erwärmende Kühlmittel gelangt allmählich durch Schwerkraftzirkulation zur Kühlmittelpumpe und beaufschlagt die Bimetallscheibe 11. Diese verformt sich und schiebt das Pumpenrad 3 je nach Kühlmitteltemperatur entgegen der Kraft der Rückstellfeder 16 bis in die aus F i g. 1 ersichtliche maximale Kühlmiuelfördersteliung. Der Spalt 10 hat in dieser Lage die kleinste Breite.

In den F i g. 3 und 4 wird zur Steuerung der Kühlmittelfördermenge ansteile einer Bimetallscheibe ein Dehnstoffelement 17 verwendet Das Dehnstoffelement 17 ist in einer Stirnbohrung 18 des Wellenzapfens 4 eingesetzt und liegt mit seinem Druckstift 19 an einem Que.-stift 20 an, der im Nabemeil des Pumpenrades 3 eingesetzt und in einer Längsnut 21 des Wellenzapfens 4 geführt isL Die Verschiebung des Pumpenrades erfolgt dabei wie im vorhergehenden Ausführungsbeispiel bereits beschrieben.

Abweichend von der beschriebenen kontinuierlichen Regelung der Kühlmittelmenge ist bei Anwuidung entsprechender Verstellelemente eine direkte Steuerung des Pumpenrades aus der Stellung »Nullförderung« in die Stellung »max. Förderung« möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kühlmittelpumpe an einer Brennkraftmaschine für insbesondere Fahrzeuge, mit einem in einem Pumpengehäuse angeordneten, von einer Antriebswelle angetriebenen Pumpenrad mit Radtalschaufeln, und mit einem von einem temperaturabhängigen Stellglied betätigten Verstellkörper, der in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur einen zwischen den Radialschaufeln und dem Pumpengehäuse befindlichen Spalt steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellkörper vom Pumpenrad (3) gebildet ist. welches auf der Antriebswelle (5) in Wellenlängsrichtung verschiebbar angeordnet ist, auf das ein Steuerteil (14,19) des an der Antriebswelle (5) fixierten Stellgliedes (11,17) einwirkt.

2. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied eine kreisförmige Bimetallscheü.: (II) stirnseitig am Wellenzapfen (4) der Antriebswelle (5) befestig! ist. die mit ihrem Umfang (14) an der Rückseite (12) des Pumpenrades (3) anliegt.

3. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied ein Dehnstoffelement (17) in einer Stirnbohrung (18) des Wellenzapfens (4) eingesetzt ist, das mit einem Druckstift (19) an einem das Pumpenrad (3) mit der Antriebswelle (5) drehfest verbindenden und in einem Längsschlitz (21) des Wellenzapfens (4) geführten Querstift (20) anliegt.

4. Kiihlmittelpumpc nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennze.chnet. ..aß zwischen Pumpenrad (3) und Antriebswelle (5) eine Rückstellfeder (16) vorgesehen ist.