DE102017121198A1 - Coolant pump for a coolant circuit of an internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe (1) für einen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine, mit einem Pumpengehäuse (2), einem Pumpenrad (4) sowie einer axialen Antriebswelle (3) mit einer Antriebscheibe (6), wobei die Antriebswelle (3) dicht in das Pumpengehäuse (2) geführt ist, in dem das Pumpenrad (4) in einer Pumpenradkammer (8) des Pumpengehäuses (2) durch die Antriebswelle (3) drehbar angeordnet ist, wobei die Pumpenradkammer (8) eine saugseitige, zentrale axiale Kühlmittel-Eintrittsöffnung und eine druckseitige radiale Kühlmittel-Austrittöffnung (14) am Pumpengehäuse (2) aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Pumpengehäuse (2), insbesondere in Axialrichtung, zwischen der Antriebscheibe (6) und der Pumpenradkammer (8) eine weitere Kammer als Einströmkammer (7) aufweist mit einer radialen, saugseitigen Kühlmittel-Einströmöffnung (12) und mit einer axialen zentralen Kühlmittel-Überströmöffnung (9) als Kühlmittel-Eintrittsöffnung der Pumpenradkammer (8), so dass sowohl die saugseitige Kühlmittel-Einströmöffnung (12) als auch die druckseitige Kühlmittel-Austrittöffnung (14) radial an einer Pumpengehäuseumfangswand angeordnet sind. The invention relates to a coolant pump (1) for a coolant circuit of an internal combustion engine, comprising a pump housing (2), an impeller (4) and an axial drive shaft (3) with a drive disk (6), the drive shaft (3) sealingly into the pump housing (2) is guided, in which the impeller (4) in a pump chamber (8) of the pump housing (2) by the drive shaft (3) is rotatably arranged, wherein the impeller (8) has a suction-side, central axial coolant inlet port and a Compression-side radial coolant outlet opening (14) on the pump housing (2). According to the invention, the pump housing (2), in particular in the axial direction, between the drive disk (6) and the pump chamber (8) has a further chamber as inflow chamber (7) with a radial, suction-side coolant inflow opening (12) and with a axial central coolant overflow opening (9) as a coolant inlet opening of the impeller (8), so that both the suction-side coolant inflow opening (12) and the pressure-side coolant outlet opening (14) are arranged radially on a pump housing peripheral wall.
Description
Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe für einen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Brennkraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf mit der Kühlmittelpumpe nach Anspruch 11 sowie ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzug, mit dem Brennkraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 12.The invention relates to a coolant pump for a coolant circuit of an internal combustion engine according to the preamble of
Zur Abführung der beim Betrieb einer Brennkraftmaschine entstehenden Wärme wird durch diese in einem Kühlmittelkreislauf Kühlmittel mittels einer in Kühlmittel-Leitungen angeordneten Kühlmittelpumpe gepumpt. Eine dazu allgemein bekannte, insbesondere bei Fahrzeugen verwendete Kühlmittelpumpe weist ein Pumpengehäuse und ein Pumpenrad sowie eine axiale Antriebswelle mit einer Antriebsscheibe auf. Die Antriebswelle ist dicht in das Pumpengehäuse geführt, wobei im Pumpengehäuse das Pumpenrad in einer Pumpenradkammer durch die Antriebswelle drehbar angeordnet ist. Die Pumpenradkammer weist zudem eine saugseitige, zentrale, axiale Kühlmittel-Eintrittsöffnung und eine druckseitige radiale Kühlmittel-Austrittöffnung am Pumpengehäuse auf.To dissipate the heat generated during operation of an internal combustion engine, coolant is pumped by the latter into a coolant circuit by means of a coolant pump arranged in coolant lines. A generally well-known, used in particular for vehicles coolant pump has a pump housing and an impeller and an axial drive shaft with a drive pulley. The drive shaft is tightly guided in the pump housing, wherein in the pump housing, the impeller is rotatably disposed in a pump chamber through the drive shaft. The impeller chamber also has a suction-side, central, axial coolant inlet opening and a pressure-side radial coolant outlet opening on the pump housing.
Die Antriebsscheibe ist üblicherweise als mechanisch mittels einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetriebene Riemenscheibe ausgebildet, die insbesondere bei Brennkraftmaschinen in Fahrzeugen frontseitig nach vorne gerichtet ist. Die Kühlmittel-Eintrittsöffnung am Pumpengehäuse ist in bekannter Weise gegenüberliegend zur Antriebsscheibe angeordnet und im Fahrzeug nach hinten ausgerichtet. Diese übliche bekannte Kühlmittelpumpen-Bauart erfordert durch die weit auseinanderliegenden Kühlmittelanschlüsse, einerseits den an der Gegenantriebsseite hinten liegenden Kühlmittel-Eintrittsanschluss und andererseits den radial seitlich liegenden Kühlmittel-Austrittanschluss, eine aufwendige und bauraumintensive Führung der Kühlmittel-Anschlussleitungen. Insbesondere ist der Bauraumbedarf an der Gegenantriebsseite relativ groß, da das Kühlmittel mit einer Zuleitung ersichtlich hinten an das Pumpengehäuse herangeführt werden muss. Zudem sind insbesondere auf der Saugseite relativ lange Anschlussleitungen mit mehreren Umlenkungen und dadurch bedingten, ungünstigen Strömungs- und Druckverlusten, erforderlich.The drive disc is usually designed as a mechanically driven by a crankshaft of the internal combustion engine pulley, which is directed in front of the front, in particular in internal combustion engines in vehicles. The coolant inlet opening on the pump housing is arranged in a known manner opposite to the drive pulley and aligned in the vehicle to the rear. This conventional known coolant pump design requires by the widely spaced coolant connections, on the one hand to the mating drive side rear coolant inlet port and on the other hand, the radially laterally located coolant outlet port, a complex and space-consuming guidance of the coolant connection lines. In particular, the space requirement at the mating drive side is relatively large, since the coolant with a supply line must be shown at the rear of the pump housing. In addition, especially on the suction side relatively long connecting lines with multiple deflections and consequent unfavorable flow and pressure losses required.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kühlmittelpumpe für einen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine vorzuschlagen, mit der die Leitungsführung des Kühlmittelkreislaufs im Bereich der Kühlmittelpumpe bei weniger Bauraumbedarf kostengünstiger und strömungseffizienter durchführbar ist.The object of the invention is therefore to propose a coolant pump for a coolant circuit of an internal combustion engine, with which the routing of the coolant circuit in the region of the coolant pump with less space requirement is more cost effective and flow efficient feasible.
Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugt Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen offenbart.This object is achieved with the features of the independent claims. Preferred developments are disclosed in the subclaims.
Gemäß Patentanspruch 1 wird eine Kühlmittelpumpe für einen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine vorgeschlagen, mit einem Pumpengehäuse, einem Pumpenrad sowie einer axialen Antriebswelle mit einer Antriebscheibe, wobei die Antriebswelle dicht in das Pumpengehäuse geführt ist, in dem das Pumpenrad in einer Pumpenradkammer des Pumpengehäuses durch die Antriebswelle drehbar angeordnet ist, wobei und die Pumpenradkammer eine saugseitige, zentrale axiale Kühlmittel-Eintrittsöffnung und eine druckseitige radiale Kühlmittel-Austrittöffnung am Pumpengehäuse aufweist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Pumpengehäuse, insbesondere in Antriebswellen-Axialrichtung, zwischen der Antriebscheibe und der Pumpenradkammer eine weitere Kammer als Einströmkammer integriert ist mit einer radialen saugseitigen Kühlmittel-Einströmöffnung und mit einer axialen zentralen Kühlmittel-Überströmöffnung als Kühlmittel-Eintrittsöffnung der Pumpenradkammer, so dass sowohl die saugseitige Kühlmittel-Einströmöffnung als auch die druckseitige Kühlmittel-Austrittöffnung radial außen an einer Pumpengehäuseumfangswand angeordnet sind.According to
Damit kann die aufwendige Zuführung von Kühlmittel von der Gegenantriebsseite her entfallen und die saugseitige Kühlmittelzuführung ebenso wie die Kühlmittelabführung können im Bereich der Kühlmittelpumpe geradlinig mit wenig Umlenkungen und vergleichsweise kurzen Leitungen erfolgen. Zudem ist der Bauraumbedarf für die Kühlmittelpumpe, insbesondere an der Gegenantriebsseite durch den Wegfall der bisher dort angebrachten Kühlmittel-Zuführungsanschlüsse deutlich kleiner als bisher.Thus, the complex supply of coolant from the counter drive side can be omitted and the suction side coolant supply as well as the coolant discharge can be done in the range of the coolant pump straight with little deflections and relatively short lines. In addition, the space requirement for the coolant pump, in particular at the counter drive side by the elimination of the hitherto attached there coolant supply ports is significantly smaller than before.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpen-Bauart liegt somit im Wesentlichen in einfacheren, weniger aufwendigen Leitungsführungen der Anschlussleitungen bei verbesserten Strömungsverhältnissen im Kühlmittelkreislauf sowie in einem insgesamt geringeren Bauraumbedarf. Der relativ geringe Bauraumbedarf ist insbesondere bei Fahrzeugen, gerade bei Nutzfahrzeugen, besonders vorteilhaft, da ein zur Verfügung stehender Einbauraum durch eine zwischenzeitlich immer größere Anzahl von motorseitigen Nebenaggregaten immer geringer wird.The advantage of the coolant pump design according to the invention is therefore essentially in simpler, less expensive cable routing of the connecting lines with improved flow conditions in the coolant circuit and in a total smaller space requirement. The relatively small space requirement is especially advantageous for vehicles, especially for commercial vehicles, because an available installation space is becoming smaller and smaller by an increasingly larger number of engine-side ancillaries.
Für eine konstruktiv konkretere Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Pumpenradkammer und die Einströmkammer im Wesentlichen als flache zylindrische, koaxiale und aneinander liegende Büchsen ausgebildet sind, welche durch die zentrale Kühlmittel-Überströmöffnung strömungsmäßig verbunden sind. Bevorzugt ist dabei in der Einströmkammer ein umlaufender und, insbesondere radial nach innen, zur Kühlmittel-Überströmöffnung offener Ringkanal ausgebildet. Weiter bevorzugt ist die Antriebswelle durch die Einströmkammer hindurch zum Pumpenrad in die Pumpenkammer geführt. Mit einer solchen Konstruktion ergibt sich eine besonders kompakte und funktionsfähige Kühlmittelpumpe. Zur Verbesserung der Strömung kann zudem der Ringkanal der Einströmkammer eine zur zentralen Kühlmittel-Überströmöffnung hin gerichtete, insbesondere konisch zulaufende, Schrägfläche als Kühlmittel-Leitfläche aufweisen.For a structurally more concrete embodiment, it is proposed that the impeller chamber and the inflow chamber are substantially formed as flat cylindrical, coaxial and juxtaposed cans, which in terms of flow through the central coolant overflow are connected. In this case, a circumferential and, in particular radially inward, open to the coolant overflow opening open annular channel is preferably formed in the inflow. More preferably, the drive shaft is guided through the inflow through the pump impeller into the pump chamber. With such a construction results in a particularly compact and functional coolant pump. To improve the flow, the annular channel of the inflow chamber can also have an inclined surface, directed in particular as a tapered surface, as the coolant guide surface, directed toward the central coolant overflow opening.
Zweckmäßig werden die Kühlmittel-Einströmöffnung und die Kühlmittel-Austrittöffnung mit ihren Leitungsanschlüssen gut zugänglich nebeneinanderliegend angeordnet.Appropriately, the coolant inlet opening and the coolant outlet opening are arranged with their line connections easily accessible side by side.
Die Antriebscheibe kann in üblicher Weise eine Antriebriemenscheibe mit einem umfangsseitigen Profil insbesondere für einen mittels einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angetriebenen Zahn- und/oder Keilriemen sein. Grundsätzlich kann die Antriebscheibe der Antriebswelle aber auch Bestandteil eines Räderwerks beispielsweise als Zahnrad ausgebildet sein und gegebenenfalls auch elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein.The drive disk can be a drive pulley with a circumferential profile in the usual way, in particular for a driven by a crankshaft of the engine toothed and / or V-belt. Basically, the drive disk of the drive shaft but also part of a gear train, for example, be designed as a gear and possibly also electrically, hydraulically or pneumatically driven.
In einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpen-Bauart kann zwischen der Antriebscheibe und der Antriebswelle eine Viscokupplung, insbesondere für eine Drehzahlvariation angeordnet sein.In a development of the coolant pump design according to the invention, a viscous coupling, in particular for a speed variation, can be arranged between the drive disk and the drive shaft.
Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass die Antriebswelle die Antriebsscheibe durchragt und mit einem, insbesondere freien, Endbereich axial gegenüberliegend zu der Einströmkammer von der Antriebsscheibe abragt, und dass diesem Endbereich ein Drehzahlsensor zur Messung der Antriebswellen-Drehzahl zugeordnet ist. Auf diese Weise kann die Antriebswellen-Drehzahl einfach und effektiv gemessen werden.Further preferably, it is provided that the drive shaft projects through the drive pulley and protrudes from the drive pulley with a, in particular free, end region axially opposite to the inflow chamber, and that a rotational speed sensor for measuring the drive shaft rotational speed is assigned to this end region. In this way, the drive shaft speed can be measured easily and effectively.
Vorzugsweise ist der Drehzahlsensor dabei an dem Pumpengehäuse festgelegt. Weiter bevorzugt ist der Drehzahlsensor mittels einer Dichteinrichtung abgedichtet von der Pumpenradkammer in einer, einen Aufnahmeraum bildenden Ausnehmung des Pumpengehäuse angeordnet bzw. aufgenommen. So kann der Drehzahlsensor einfach und funktionssicher an der Kühlmittelpumpe angeordnet werden.Preferably, the speed sensor is fixed to the pump housing. More preferably, the speed sensor is sealed by means of a sealing device arranged by the pump chamber in a, a receiving space forming recess of the pump housing or received. Thus, the speed sensor can be easily and reliably arranged on the coolant pump.
Des Weiteren wird auch ein Brennkraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf mit der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe beansprucht. Zudem wird auch ein Fahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Brennkraftmaschinen-Kühlmittelkreislauf beansprucht. Die sich hieraus ergebenden Vorteile sind identisch mit den bereits gewürdigten Vorteilen der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe, so dass diese an dieser Stelle nicht wiederholt werden.Furthermore, an internal combustion engine coolant circuit is claimed with the coolant pump according to the invention. In addition, a vehicle is claimed with the internal combustion engine coolant circuit according to the invention. The resulting advantages are identical to the already appreciated advantages of the coolant pump according to the invention, so that they are not repeated at this point.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung beispielhaft weiter erläutert.Reference to a drawing, the invention is further exemplified.
Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch eine Kühlmittelpumpe
Die Einströmkammer
Eine saugseitige Kühlmittel-Einströmöffnung
Des Weiteren durchragt die Antriebswelle
Der Drehzahlsensor
Die dargestellte Kühlmittelpumpe
Bei allgemein bekannten, üblichen Kühlmittelpumpen-Bauarten ist die Einströmkammer
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- KühlmittelpumpeCoolant pump
- 22
- Pumpengehäusepump housing
- 33
- Antriebswelledrive shaft
- 44
- Pumpenradimpeller
- 55
- ViscokupplungViscokupplung
- 66
- AntriebsriemenscheibeDrive pulley
- 77
- Einströmkammerinflow
- 88th
- Pumpenradkammerimpeller chamber
- 99
- Kühlmittel-ÜberströmöffnungCoolant overflow
- 1010
- Dichtungpoetry
- 1111
- Schrägflächesloping surface
- 1212
- Kühlmittel-EinströmöffnungCoolant inflow
- 1313
- Pfeilarrow
- 1414
- Kühlmittel-AustrittöffnungCoolant outlet opening
- 1515
- Pfeilarrow
- 1616
- Strömungspfeilflow arrow
- 1717
- Strömungspfeilflow arrow
- 1818
- Ringkammerannular chamber
- 1919
- freier Endbereichfree end area
- 2020
- DrehzahlsensorSpeed sensor
- 2121
- Ausnehmungrecess
Claims (12)
Priority Applications (2)
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- 2017-09-13 DE DE102017121198.5A patent/DE102017121198A1/en not_active Withdrawn
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2018
- 2018-08-10 EP EP18188429.7A patent/EP3456981A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: V. BEZOLD & PARTNER PATENTANWAELTE - PARTG MBB, DE |
|
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