DE10057098C1 - Regelbare Kühlmittelpumpe - Google Patents

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, eine über eine Riemenscheibe angetriebene, regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotoren zu entwickeln, die die Warmlaufphase des Motors deutlich reduziert, zudem einen problemlosen "Austausch" gegen eine bisher eingesetzte nicht regelbare Kühlmittelpumpe mit Keilriemenscheibe ermöglicht und sich gegenüber herkömmlichen regelbaren Pumpen durch ein deutlich geringeres Gewicht wie auch deutlich niedrigere Herstellungskosten auszeichnet, wobei die zu entwickelnde Kühlmittelpumpe darüber hinaus nach dem Überschreiten einer jeweils maximal zulässigen Betriebsdauer eine kostengünstige, fertigungstechnisch einfache, ein- oder sogar mehrmalige Aufarbeitung ermöglichen soll. DOLLAR A Die erfindungsgemäße regelbare Kühlmittelpumpe zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass im Strömungsraum (13) auf dem Laufbereich (2) der Welle eine auch den Übergangsbereich (17) der Welle überdeckende Federnbuchse (16) aufgepresst ist und auf dem dem Übergangsbereich (17) im Strömungsraum (13) benachbarten, mit einem Zweiflach (19) versehenen Mitnahmebereich (18) der Welle eine in ihrer Wellenbohrung mit Mitnehmerflächen versehene, magnetisch weiche Ankerscheibe (20) angeordnet ist, wobei sich im Pumpengehäuse (1) eine Spulenaufnahme (26) befindet, in der eine gleitlagerseitig der Ankerscheibe (20) benachbarte Magnetspule (27) angeordnet ist. DOLLAR A Die Erfindung betrifft eine über eine Riemenscheibe angetriebene, regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungmotore.

Description

Die Erfindung betrifft eine über eine Riemenscheibe angetriebene regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore.

Im Stand der Technik sind vielfach Kühlmittelpumpen für Verbrennungsmotore vorbeschrieben, die über eine Riemenscheibe von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetrieben werden.

Diese direkte Kopplung einer Kühlmittelpumpe mit der Kurbelwelle des Motors hat zur Folge, daß die Drehzahl des Motors den jeweils geförderten Kühlmittelvolumenstrom bestimmt.

Die Kühlmittelpumpen müssen daher so dimensioniert sein, daß sie selbst bei niedriger Drehzahl und hoher Motorbelastung - beispielsweise bei Bergfahrten mit Hänger - eine ausreichende Kühlleistung bewirken. Zwangsläufig sind daher die Kühlleistung und somit auch die Antriebsleistung der Kühlmittelpumpe für den normalen Betrieb stets zu hoch ausgelegt.

Ein weiterer Nachteil dieser von der Kurbelwelle direkt angetriebenen Kühlmittelpumpen besteht darin, daß diese bereits in der Warmlaufphase sofort mit der Wärmeabfuhr der im Motor erzeugten und eigentlich in der Warmlaufphase auch dort dringend benötigten Wärme beginnen.

Diese von der Motordrehzahl abhängige, sofort beim Starten des Motors einsetzende Zwangskühlung verlängert zwangsläufig die Warmlaufphase des Motors und führt infolge der deutlich verlängerten Warmlaufphase zu hohen Schadstoffemissionen auf Grund einer unvollständigen Verbrennung des Kraftstoff-Luft-Gemisches und zu einem in der Warmlaufphase daraus resultierenden sehr hohen spezifischen Kraftstoffverbrauch.

Infolge der zu niedrigen Motortemperatur treten darüber hinaus gleichzeitig erhöhte Reibungsverluste auf, welche ebenfalls einen erhöhten Kraftstoffverbrauch zur Folge haben.

Im dem Stand der Technik werden daher eine Vielzahl von technischen Lösungen vorbeschrieben, die die Regelung von Kühlmittelpumpen für Kraftfahrzeuge ermöglichen.

Der wesentliche Nachteil all dieser im Stand der Technik vorbeschrieben Regeleinrichtungen besteht darin, daß deren Herstellung einen hohen Material-, Zeit- und/oder Fertigungsaufwand erfordert.

Zudem sind in den kostenintensiven, zumeist spritzgußgefertigten Pumpengehäusen dieser Kühlmittelpumpen fertigungstechnisch aufwendig gestaltete, die Wellen abstützende Lageranordnungen eingepresst.

Die Abdichtung des Wellenstützlagers gegenüber dem mit Kühlmittel beaufschlagten Pumpenraum erfolgt zumeist über Gleitringdichtungen. Bei allen Gleitringdichtungen ist es stets erforderlich, daß die aneinander "laufenden", kühlflüssigkeitsgeschmierten Dichtflächen mittels Federkraft miteinander verspannt werden.

Dadurch treten zwangsläufig vom mittleren Dichtflächendurchmesser abhängige Reibmomente auf, die einerseits zu Reibungsverlusten und andererseits zu aus diesen Reibungsverlusten resultierenden Temperaturerhöhungen an den Dichtflächen führen.

Diese Temperaturerhöhung an den Dichtflächen bewirkt, daß das zur Schmierung der Dichtflächen erforderliche Kühlmittel verdampft, so daß zwangsläufig Dampfleckagen auftreten.

So beschreibt beispielsweise die JP 62-210287 A eine mit einer Riemenscheibe versehene regelbare Kühlmittelpumpe, bei welcher die Riemenscheibe in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur des Kühlmittels mittels einer schaltbaren Magnetkupplung mit dem Flügelrad verbunden werden kann.

Diese in der JP 62-210287 A vorgestellte, kosten- und materialintensive, einen hohen Platzbedarf im Motorraum benötigende, aufwendige Lösung erfordert neben einer großen, gewichtsintensiven Magnetspule beispielsweise zudem auch den Einsatz von vier Wälzlagern.

Eine andere Bauform einer regelbaren Kühlmittelpumpe wird in der DE 197 52 372 A1 vorbeschrieben. Bei dieser Lösung ist das Flügelrad frei drehbar auf der Welle angeordnet und wird bei Erreichen der Betriebstemperatur durch die Anpresskraft eines Thermoelementes von der Flügelwelle mitgenommen.

Da die für die Drehzahlregelung eingesetzten Thermoelemente eine von der jeweiligen Kühlmitteltemperatur abhängige Reibkraft erzeugen, tritt zwischen der Pumpenwelle und dem Laufrad nicht nur kurzzeitig Schlupf auf, welcher zwangsläufig zum Verschleiß der Drehmomentübertragungsflächen beiträgt. Andere, mittels magnetischer Schlupfkupplungen gekoppelte, mit einem Spalttopf versehene Lösungen mit separat gelagerter Flügelradwelle, wie beispielsweise die in der DE 37 06 970 A1 und der DE 197 01 993 A1 vorbeschrieben, umgehen zwar derartige Verschleißwirkungen wie auch die Probleme der Wellenabdichtung mittels einer Gleitringdichtung, doch ist deren Herstellung wie auch deren Einbindung in das Motormanagement des Kraftfahrzeuges sehr kostenintensiv.

Daher sind all diese im Stand der Technik vorbeschriebenen Lösungen keinesfalls für eine kostengünstige Nachrüstung von existierenden Motorfamilien mit einer bisher von einer Riemenscheibe angetriebenen, nicht regelbaren Kühlmittelpumpe durch eine ebenfalls von einer Riemenscheibe angetriebenen regelbaren Kühlmittelpumpe geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine über eine Riemenscheibe angetriebene, regelbare Kühlmittelpumpe für Verbrennungsmotore zu entwickeln, die die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, die Warmlaufphase des Motors deutlich reduziert, dadurch sowohl die Schadstoffemission wie auch die Reibungsverluste und den Kraftstoffverbrauch senkt, zudem einen problemlosen "Austausch" gegen bisher eingesetzte nicht regelbare Kühlmittelpumpe mit Keilriemenscheibe ermöglicht, so daß ohne eine kostenintensive Einbindung der Kühlmittelpumpe in das Motormanagement des Kraftfahrzeuges die zu entwickelnde regelbare Kühlmittelpumpe selbst bei bereits in Betrieb befindlichen Motorfamilien nachgerüstet werden kann, wobei die zu entwickelnde Kühlmittelpumpe zudem Dampfleckagen vermeiden soll und mit geringst möglichem Fertigungs- und Montageaufwand hergestellt werden soll, und sich gegenüber herkömmlichen regelbaren Pumpen durch ein deutlich geringeres Gewicht wie auch deutlich niedrigere Herstellungskosten auszeichnen soll, wobei die zu entwickelnde Kühlmittelpumpe darüber hinaus nach dem Überschreiten einer jeweils maximal zulässigen Betriebsdauer eine kostengünstige, fertigungstechnisch einfache, ein- oder sogar mehrmalige Aufarbeitung ermöglichen soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine regelbare Kühlmittelpumpe mit den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.

Erfindungsgemäß ist im Laufbereich der Welle, dem Lagersitz benachbart, ein Radial-Wellendichtring, angeordnet, der gehäuseseitig in einem Dichtungssitz des Pumpengehäuses befestigt ist.

Auf Grund des Einsatzes dieses Radial-Wellendichtringes werden die Fertigungskosten deutlich gesenkt und darüber hinaus gleichzeitig die Dampfleckagen vermieden.

Erfindungswesentlich ist auch, daß der Laufbereich der Welle neben einem im Bereich der Riemenscheibe angeordneten Kugellager auch in einer dem Radial-Wellendichtring benachbarten, im Pumpengehäuse angeordneten Gleitlagerbohrung des Pumpengehäuses gelagert ist.

Die Lager- und Wellenbelastung wird dadurch reduziert, daß das Kugellager mittig zur Resultierenden der Riemenkraft der Riemenscheibe angeordnet ist. Dabei kann die Riemenscheibe auf dem Laufbereich der Welle aufgepresst sein.

Vorteilhaft ist es auch, wenn das Kugellager auf dem Lagersitz der Riemenscheibe aufgepresst, und in der Wälzlagerbohrung des Gehäuses eingeklebt ist, wodurch die Fertigungskosten deutlich reduziert werden. Bei höheren Lagerbelastungen, oder in Verbindung mit einem als Lagerwerkstoff ungeeignetem Pumpengehäusewerkstoff ist es vorteilhaft, wenn in der Gleitlagerbohrung des Pumpengehäuses eine Gleitlagerbuchse angeordnet ist.

Der erfindungsgemäß angeordnete Radial-Wellendichtring unterteilt dabei den zwischen Gleitlager und Kugellager befindlichen Innenraum des Lagergehäuses in eine zwischen dem Radial-Wellendichtring und dem Kugellager befindliche Dichtungskammer und einen zwischen dem Radial- Wellendichtring und dem Gleitlager befindlichen Leckageraum.

Zwischen der Dichtungskammer und dem durch die Gleitlagerung von der Dichtungskammer getrennten Strömungsraum ist/sind erfindungsgemäß eine oder mehrere Überströmbohrung/en angeordnet. Diese Überströmbohrung/en bewirkt/bewirken einen "kleinen" Kühlmittelkreislauf durch das Gleitlager hindurch, wodurch sowohl die Kühlung der Gleitlagerstelle wie auch gleichzeitig die Kühlung des Radial-Wellendichtringes abgesichert wird. Der Leckageraum ist erfindungsgemäß mit einer oder mehreren Luftaustauschbohrungen versehen.

Dadurch wird gewährleistet, daß bei einem eventuell infolge von Verunreinigungen im Kühlmittel verursachten Eintritt von Kühlflüssigkeit über den Radial-Wellendichtring in den Leckageraum das in den Leckageraum gelangte Kühlmittel auf Grund der Pumpengehäusetemperatur verdampft und über die Luftaustauschbohrung aus dem Leckageraum austreten kann. Erfindungsgemäß ist im Strömungsraum auf dem Laufbereich der Welle eine auch den Übergangsbereich der Welle überdeckende Federnbuchse aufgepresst. Diese fertigungstechnisch günstige Anordnung bewirkt eine kostengünstige, dreh- und schubstabile Befestigung der Federnbuchse auf der Welle.

Kennzeichnend ist weiterhin, daß auf dem dem Übergangsbereich im Strömungsraum benachbarten, mit einem Zweiflach versehenen Mitnahmebereich der Welle, eine in ihrer Wellenbohrung mit Mitnehmerflächen versehene, magnetisch weiche Ankerscheibe angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist dieser Ankerscheibe benachbart ein frei auf dem Mitnahmebereich der Welle laufendes Flügelrad angeordnet, dem ein auf dem Mitnahmebereich der Welle angeordneter Stützring benachbart ist. Wesentlich ist dabei, daß sich der Stützring an der Welle über einen am freien Ende des Mitnahmebereiches der Welle angeordneten Sprengring abstützt. Kennzeichnend ist auch, daß im Pumpengehäuse zudem eine Spulenaufnahme angeordnet ist, in der eine gleitlagerseitig der Ankerscheibe benachbarte Magnetspule drehfest angeordnet ist, wobei sich zwischen der Federnbuchse und der flügelradseitig vorzugsweise mit einem Reibbelag versehenen Ankerscheibe eine auf dem Ankerscheibenbund angeordnete Druckfeder befindet.

Erfindungswesentlich ist weiterhin, daß bei an der Federnbuchse anliegendem Ankerscheibenbund die Ankerscheibe noch deutlich von der Magnetspule beabstandet ist, so daß diese "vor" der Magnetspule bei entkoppeltem Flügelrad umlaufen kann.

Diese spezielle erfindungsgemäße Anordnung bewirkt nun, daß bei von Gleichstrom durchflossener Spute (beispielsweise beim Starten des Motors) die Ankerscheibe entgegen der Federkraft der Druckfeder vom Flügelrad abgezogen wird.

Dadurch wird das frei auf der Welle laufende Flügelrad von der Welle entkoppelt und der Motor kann bei "ruhender" Kühlflüssigkeit wesentlich schneller seine optimale Betriebstemperatur erreichen.

Der Ankerscheibenbund wird infolge der von der Magnetspule erzeugten magnetischen Kräfte entgegen der Federkraft der Druckfeder an die Federnbuchse gepresst.

Infolge der von der Beabstandung zwischen Ankerscheibe und Magnetspule abhängigen, in der umlaufenden Ankerscheibe induzierten Wirbelströmen wird die Ankerscheibe gleichzeitig erhitzt.

Diese erfindungsgemäß umlaufende, erhitzte Ankerscheibe bewirkt nun eine leichte Förderwirkung im Kühlmittel, so daß infolge der magnetfeldbedingte Erwärmung der Ankerscheibe das in der Startphase sehr kalte Kühlmittel zusätzlich erwärmt wird und infolge der leichten Förderwirkung der umlaufenden Ankerscheibe gleichzeitig das Erreichen der Betriebstemperatur des Motors unterstützt.

Nach dem Erreichen der optimalen Kühlmitteltemperatur wird über einen im Kühlmittelkreislauf angeordneten Temperaturfühler der Stromfluß in der Magnetspule unterbrochen, so daß das Magnetfeld zusammenbricht.

Infolge des Fehlens der Magnetkraft entspannt sich die Druckfeder und presst die verschiebbar auf dem Mitnahmebereich der Welle angeordnete, mit der Wellendrehzahl umlaufende Ankerscheibe mit deren Reibbelag gegen die Rückwand des Flügelrades, so daß das Flügelrad gegen den sich am Sprengring abstützenden Stützring gepresst wird.

Aufgrund des von der Anpresskraft der Druckfeder am Flügelrad erzeugten Reibmomentes wird das Flügelrad mit der Wellendrehzahl angetrieben, und gewährleistet über den Kühlmittelkreislauf eine optimale Kühlung des Motorblockes.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Dauerbetriebszustand bei zu geringer Kühlmitteltemperatur des Motors, beispielsweise mittels eines in Verbindung mit einer Zweipunktregelung im Kühlmittelkreislauf angeordneten Temperaturfühlers, der Stromfluß über die Magnetspule eingeschaltet werden kann, so daß der Kühlmittelvolumenstrom gedrosselt und die Kühlmitteltemperatur erhöht werden kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung kann an der der Ankerscheibe benachbarten Stirnfläche des Flügelrades ein Reibbelag angeordnet sein.

Dadurch kann das übertragbare Reibmoment bei konstant bleibender Federkraft deutlich erhöht, bzw. die erforderliche Federkraft bei nahezu gleich bleibendem, oder sogar steigendem übertragbarem Reibmoment reduziert werden.

Vorteilhaft ist in diesem Zusammenhang auch, wenn im Pumpengehäuse an der Stirnfläche der Spulenaufnahme das Steckkontaktstück eingesetzt/eingespritzt ist, und am Innenumfang sowie am Außenumfang der Stirnfläche der Spulenaufnahme umlaufende Dichtringe angeordnet sind. Diese Anordnung gewährleistet eine kostengünstige einfache Montage und Demontage der Magnetspule in der Spulenaufnahme und verhindert gleichzeitig eine kühlflüssigkeitsbedingte Oxydation der Magnetspulenkontakte.

Auf Grund der aus der erfindungsgemäßen Anordnung resultierenden geringen Bautiefe ist die erfindungsgemäße, regelbare Kühlmittelpumpe kompatibel mit den heutigen, jedoch noch mit riemengetriebenen nichtregelbaren Kühlmittelpumpen ausgestatteten Motoren, so daß ein problemloser "Austausch" der erfindungsgemäßen regelbaren Kühlmittelpumpe (mit Keilriemenscheibe) gegen eine bisher eingesetzte nicht regelbare Kühlmittelpumpe (mit Keilriemenscheibe) möglich wird.

Auf Grund der erfindungsgemäß gewählten, technischen Anordnung kann zudem sowohl der Fertigungs- wie auch der Demontage- und Montageaufwand deutlich reduziert werden, wodurch eine kostengünstige Herstellung und auch Wiederaufarbeitung der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe möglich wird. Dabei ist es vorteilhaft, wenn das Pumpengehäuse aus glasfaserverstärktem Duroplastwerkstoff hergestellt ist, wodurch insbesondere die Material- und Herstellungskosten wie auch das Gewicht der Kühlmittelpumpe deutlich reduziert werden können.

Durch den Einsatz der erfindungsgemäßen regelbaren Kühlmittelpumpe werden gleichzeitig sowohl die Abgasemission wie auch der Kraftstoffverbrauch des jeweiligen Motors deutlich reduziert.

Die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe zeichnet sich nicht nur durch einen einfachen Aufbau und niedrigere Herstellungskosten aus, sondern ermöglicht nach dem Überschreiten einer maximal zulässigen Betriebsdauer, in Verbindung mit einer schnellen, einfachen Demontage und einer fertigungstechnisch einfachen Montage, den kostengünstigen Austausch von nur wenigen recycelbaren Verschleißbaugruppen, so daß selbst eine mehrfache Wiederaufarbeitung der erfindungsgemäßen regelbaren Kühlmittelpumpe wirtschaftlich vertretbar ist.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des erfindungsgemäßen Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Darstellung der erfindungsgemäßen Lösung.

Diese Darstellung zeigt die erfindungsgemäße, regelbare Kühlmittelpumpe in der Seitenansicht im Schnitt.

Am freien Ende des Laufbereiches 2 einer in einem Pumpengehäuse 1 angeordneten Welle ist der Innenmantel des Lagersitzes 4 einer Riemenscheibe 3 aufgepresst.

Zwischen dem Außenmantel des Lagersitzes 4 und einer im Pumpengehäuses 1 angeordneten Wälzlagerbohrung 5 ist ein Kugellager 6 angeordnet. Das mittig zur Resultierenden der Riemenkraft der Riemenscheibe 3 angeordnete Kugellager 6 ist auf dem Lagersitz 4 der Riemenscheibe 3 aufgepresst und in der Wälzlagerbohrung 5 des Gehäuses 1 eingeklebt.

Dem Lagersitz 4 benachbart ist im Laufbereich 2 der Welle ein Radial- Wellendichtring 8 angeordnet der gehäuseseitig in einem Dichtungssitz 7 des Pumpengehäuses 1 befestigt ist.

Der Laufbereich 2 der Welle ist in einer diesem Radial-Wellendichtring 8 benachbarten Gleitlagerbohrung 9 angeordneten Gleitlagerbuchse 10 gelagert. Der Radial-Wellendichtring 8 unterteilt dabei den zwischen Gleitlager und Kugellager 6 befindlichen Innenraum des Lagergehäuses in eine zwischen dem Radial-Wellendichtring 8 und dem Kugellager 6 befindliche Dichtungskammer 11 und einen zwischen dem Radial-Wellendichtring 8 und dem Gleitlager befindlichen Leckageraum 12.

Zwischen der Dichtungskammer 11 und dem durch die Gleitlagerung von der Dichtungskammer 11 getrennten Strömungsraum 13 sind eine oder mehrere Überströmbohrung/en 14 angeordnet, die die Kühlung der Lagerstelle wie auch gleichzeitig die Kühlung des Radial-Wellendichtringes 8 über einen "kleinen" Kühlmittelkreislauf gewährleisten.

Der Leckageraum 12 ist mit einer Luftaustauschbohrung 15 versehen.

Dadurch wird gewährleistet, daß bei einem eventuell infolge von Verunreinigungen im Kühlmittel verursachten Eintritt von Kühlflüssigkeit über den Radial-Wellendichtring 8 in den Leckageraum 12 das in den Leckageraum gelangte Kühlmittel auf Grund der Pumpengehäusetemperatur verdampft, und über die Luftaustauschbohrung 15 aus dem Leckageraum 12 austreten kann. Im Strömungsraum 13 ist auf dem Laufbereich 2 der Welle eine auch den Übergangsbereich 17 der Welle überdeckende Federnbuchse 16 aufgepresst. Auf dem dem Übergangsbereich 17 im Strömungsraum 13 benachbarten, mit einem Zweiflach 19 versehenen Mitnahmebereich 18 der Welle ist eine in ihrer Wellenbohrung mit Mitnehmerflächen versehene, magnetisch weiche Ankerscheibe 20 mit einem Reibbelag 30 angeordnet.

Dem Reibbelag 30 dieser Ankerscheibe 20 benachbart ist ein frei auf dem Mitnahmebereich 18 der Welle laufendes, als Blechformteil ausgebildetes Flügelrad 21 drehbar angeordnet.

Dem Flügelrad 21 benachbart, ist auf dem Mitnahmebereich 18 der Welle ein Stützring 22 angeordnet, dem wiederum ein am freien Ende des Mitnahmebereiches 18 der Welle angeordneter Sprengring 23 benachbart ist. Im Pumpengehäuse 1 befindet sich darüber hinaus eine Spulenaufnahme 26. In dieser Spulenaufnahme 26 ist eine gleitlagerseitig der Ankerscheibe 20 benachbarte Magnetspule 27 angeordnet.

Die Magnetspule 27 ist dabei von der Ankerscheibe 20 so beabstandet, daß bei an der Federnbuchse 16 anliegendem Ankerscheibenbund 24 zwischen Ankerscheibe 20 und Magnetspule 27 ein Luftspalt verbleibt.

Zwischen der Federnbuchse 16 und der Ankerscheibe 20 befindet sich eine auch vom Ankerscheibenbund 24 zentrierte Druckfeder 25.

An der Stirnfläche der Spulenaufnahme 26 ist im Pumpengehäuse 1 das Steckkontaktstück 28 eingespritzt. Am Innenumfang sowie am Außenumfang der Stirnfläche der Spulenaufnahme 26 sind zudem umlaufende Dichtringe 29 angeordnet.

Diese Anordnung gewährleistet einerseits eine kostengünstige einfache Montage und Demontage der Magnetspule 27 in der Spulenaufnahme 26 und verhindert gleichzeitig eine kühlflüssigkeitsbedingte Oxydation der Magnetspulenkontakte.

Diese in der Figur dargestellte Anordnung bewirkt, daß bei von Gleichstrom durchflossener Spule (beispielsweise beim Starten des Motors) die Ankerscheibe 20 entgegen der Federkraft der Druckfeder 25 vom Flügelrad 21 abgezogen wird.

Dadurch wird das nun frei auf der Welle laufende Flügelrad von der Welle entkoppelt und der Motor kann bei "ruhender" Kühlflüssigkeit wesentlich schneller seine optimale Betriebstemperatur erreichen. Der Ankerscheibenbund 24 der Ankerscheibe 20 wird dabei infolge der vom Elektromagneten erzeugten Magnetkräfte an die Federnbuchse 16 gepresst. Infolge der von der Beabstandung zwischen Ankerscheibe 20 und Magnetspule 27 abhängigen, in der umlaufenden Ankerscheibe 20 induzierten Wirbelströme wird die Ankerscheibe 20 erhitzt. Darüber hinaus bewirkt die umlaufende Ankerscheibe 20 gleichzeitig eine leichte Förderwirkung im Kühlmittel, so daß infolge der magnetfeldbedingte Erwärmung der Ankerscheibe (20) das in der Startphase sehr kalte Kühlmittel zusätzlich erwärmt wird und infolge der leichten Förderwirkung der umlaufenden Ankerscheibe 20 das Erreichen der Betriebstemperatur des Motors unterstützt.

Nach dem Erreichen der optimalen Kühlmitteltemperatur wird über einen im Kühlmittelkreislauf angeordneten Temperaturfühler der Stromfluß in der Magnetspule 27 unterbrochen und das Magnetfeld bricht zusammen.

Dabei entspannt sich die Druckfeder 25 und presst die verschiebbar auf dem Mitnahmebereich 18 der Welle angeordnete, mit der Wellendrehzahl umlaufende Ankerscheibe 20 mit deren Reibbelag 30 gegen die Rückwand des Flügelrades 21.

Das Flügelrad 21 wird nun gegen den sich am Sprengring 23 abstützenden Stützring 22 gepreßt. Infolge des von der Anpresskraft der Druckfeder 25 erzeugten Reibmomentes am Flügelrad 21 wird das Flügelrad 21 mit der Wellendrehzahl angetrieben, so daß über den Kühlmittelkreislauf eine optimale Kühlung des Motorblockes gewährleistet wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß im Dauerbetriebszustand des Motors über einen im Kühlmittelkreislauf angeordneten Temperaturfühler mittels einer Zweipunktregelung, beispielsweise zwischen 90°C und 110°C Kühlmitteltemperatur, der Stromfluss in der Magnetspule 27 geschaltet und so der Volumenstrom im Kühlmittelkreislauf und damit die Kühlmitteltemperatur geregelt werden kann.

Claims (10)

1. Regelbare Kühlmittelpumpe mit Riemenscheibe und einer die Riemenscheibe mit dem Flügelrad in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur des Kühlmittels verbindenden schaltbaren Magnetkupplung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: am freien Ende des Laufbereiches (2) einer in einem Pumpengehäuse (1) angeordneten Welle ist der Innenmantel des Lagersitzes (4) der Riemenscheibe (3) angeordnet, wobei sich zwischen dem Außenmantel des Lagersitzes (4) und einer im Pumpengehäuses (1) angeordneten Wälzlagerbohrung (5) ein Kugellager (6) befindet; dem Lagersitz (4) benachbart ist im Laufbereich (2) der Welle ein Radial-Wellendichtring (8) angeordnet, welcher gehäuseseitig in einem Dichtungssitz (7) des Pumpengehäuses (1) befestigt ist; der Laufbereich (2) der Welle ist zudem in einem dem Radial-Wellendichtring (8) benachbarten, im Pumpengehäuse (1) angeordneten Gleitlager gelagert; der Radial-Wellendichtring (8) unterteilt den zwischen Gleitlager und Kugellager (6) befindlichen Innenraum des Lagergehäuses in eine zwischen dem Radial-Wellendichtring (8) und dem Kugellager (6) befindliche Dichtungskammer (11) und einen zwischen dem Radial-Wellendichtring (8) und dem Gleitlager befindlichen Leckageraum (12); zwischen der Dichtungskammer (11) und einem durch die Gleitlagerung von der Dichtungskammer (11) getrennten Strömungsraum (13) sind eine oder mehrere Überströmbohrung/en (14) angeordnet, der Leckageraum (12) ist mit einer oder mehreren Luftaustauschbohrungen (15) versehen, und im Strömungsraum (13) ist auf dem Laufbereich (2) eine auch den Übergangsbereich (17) der Welle überdeckende Federnbuchse (16) aufgepresst; auf dem dem Übergangsbereich (17) im Strömungsraum benachbarten, mit einem Zweiflach (19) versehenen Mitnahmebereich (18) der Welle ist eine in einer Wellenbohrung mit Mitnehmerflächen versehene, magnetisch weiche Ankerscheibe (20) und hierzu benachbart ein frei auf dem Mitnahmebereich (18) der Welle laufendes Flügelrad (21) angeordnet; dem Flügelrad (21) benachbart ist auf dem Mitnahmebereich (18) der Welle ein Stützring (22) angeordnet, dem wiederum ein am freien Ende des Mitnahmebereiches (18) der Welle angeordneter Sprengring (23) benachbart ist; darüber hinaus befindet sich im Pumpengehäuse (1) eine Spulenaufnahme (26), in der eine gleitlagerseitig der Ankerscheibe (20) benachbarte Magnetspule (27) angeordnet ist, welche von der Ankerscheibe (20) derart beabstandet ist, daß bei an der Federnbuchse (16) anliegendem Ankerscheibenbund (24) die Ankerscheibe (20) nicht die Magnetspule (27) berührt; und zwischen der Federnbuchse (16) und der Ankerscheibe (20) ist zudem eine auch vom Ankerscheibenbund (24) zentrierte Druckfeder (25) angeordnet.

2. Regelbare Kühlmittelpumpe mit Riemenscheibe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Flügelrad (21) benachbarten Stirnfläche der Ankerscheibe (20) ein Reibbelag (30) angeordnet ist.

3. Regelbare Kühlmittelpumpe mit Riemenscheibe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der der Ankerscheibe (20) benachbarten Stirnfläche des Flügelrades (21) ein Reibbelag (30) angeordnet ist.

4. Regelbare Kühlmittelpumpe mit Riemenscheibe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Riemenscheibe (3) auf dem Laufbereich (2) der Welle aufgepresst ist.

5. Regelbare Kühlmittelpumpe mit Riemenscheibe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugellager (6) vorzugsweise mittig zur Resultierenden der Riemenkraft der Riemenscheibe (3) angeordnet ist.

6. Regelbare Kühlmittelpumpe mit Riemenscheibe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugellager (6) auf dem Lagersitz (4) der Riemenscheibe aufgepresst und in der Wälzlagerbohrung (5) des Gehäuses (1) eingeklebt ist.

7. Regelbare Kühlmittelpumpe mit Riemenscheibe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gleitlager der Laufbereich (2) der Welle vorzugsweise direkt in einer Gleitlagerbohrung (9) des aus Kunststoff bestehenden Gehäuses (1) gelagert ist.

8. Regelbare Kühlmittelpumpe mit Riemenscheibe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gleitlager der Laufbereich (2) der Welle in einer in der Gleitlagerbohrung (9) angeordneten Gleitlagerbuchse (10) gelagert ist.

9. Regelbare Kühlmittelpumpe mit Riemenscheibe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Pumpengehäuse (1), im Bereich der Stirnfläche der Spulenaufnahme (26), ein Steckkontaktstück (28) eingesetzt/eingespritzt ist.

10. Regelbare Kühlmittelpumpe mit Riemenscheibe, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Innenumfang sowie am Außenumfang der Stirnfläche der Spulenaufnahme (26) umlaufende Dichtringe (29) angeordnet sind.