DE3329002C2 - Coolant pump on an internal combustion engine, in particular for vehicles - Google Patents

Coolant pump on an internal combustion engine, in particular for vehicles

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Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Kühlmittelpumpe mit durch axiale Verstellung des Pumpenrades oder Pumpengehäuses regelbarer Kühlmittelfördermenge.The invention describes a coolant pump with a coolant delivery rate that can be regulated by axially adjusting the pump wheel or pump housing.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlmittelpumpe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a coolant pump according to the preamble of patent claim 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.From IP-AZ 56-1 21 895 (A) a generic coolant pump is known in which the setting the gap between the blades of the pump wheel and the pump housing is made by means of a baffle plate, the / entrisch is suspended from an expansion element and with its outer circumferential area in an annular channel of the pump housing protrudes. There are still seals on the outer circumference of the baffle plate provided over the pressure or depending on the position of the baffle plate in the annular channel Suction chamber is sealed.

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.By using a baffle plate as an adjustment body, as well as by guiding and sealing it In an annular channel of the pump housing, the manufacturing and construction costs for the coolant pump increase. Furthermore, with this coolant pump, regardless of the coolant delivery rate, the full cross-section of the radial blade is used as a delivery cross-section, which at a given width Gaps the coolant pump is operated with a high power loss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrumde, die Bauausführung der bekannten Kühlmittelpumpe bei verbessertem Wirkungsgrad zu vereinfachen.The object of the invention is the construction to simplify the known coolant pump with improved efficiency.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The object is achieved according to the invention by the characterizing features of claim 1.

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 denDue to the displaceable arrangement of the pump wheel on the drive shaft, it can be used as an adjustment body be used, so that the baffle plate previously necessary and the necessary for their guidance and sealing Annular channel can be omitted, whereby a structural simplification of the coolant pump with the the resulting cheaper production and assembly is achieved. Furthermore, the inventive Coolant pump is functionally advantageous because by moving the pump wheel in the

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.to the cross-section of the pressure line nozzle protruding delivery cross-section of the pump wheel is changeable, so that depending on the displacement a more or less large pumping cross-section used for pumping, thus reducing the power loss of the coolant pump " is held. Further refinements of the invention are the subject of the subclaims.

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, Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. It shows
F i g. 1 in longitudinal section a coolant pump with an axially displaceable pump wheel and a bimetal disc as an adjusting element in the position for maximum delivery,

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.F i g. 2 the coolant pump from FIG. 1 with the pump wheel shifted to the zero delivery position, F i g. 3 and 4 a coolant pump with an Oehnstoffelement for adjusting the pump wheel.

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.A coolant pump 1 for an internal combustion engine has a pump housing 2 in which a pump wheel 3 is arranged, which is mounted on a shaft journal 4 of a drive shaft 5 is displaceable in the axial direction and fixedly mounted in the direction of rotation via a parallel key 6. That with Radial blades 7 occupied impeller 3 sucks in coolant via a housing opening 8 and conveys it on the Pressure side through a housing opening 9 into a line. As a result of the axial sliding wedge of the The impeller 3 can iiefcndu between the radial blades 7 and the adjacent pump housing Gap 10 can be changed in width. Depending on the gap width, there is more or less coolant promoted by the coolant pump 1. Jie attitude the gap width is dependent on the coolant temperature by a bimetallic disk 11 as a function of the temperature acting adjusting element regulated. The circular bimetallic disk 11 has approximately has the same diameter as the pump wheel 3 and is centered on its rear side 12 by means of a screw 13 attached to the front end of the shaft journal 4, while its outer peripheral region 14 is outside rests on the pump wheel 3. This ensures a uniform transmission of the adjustment forces from the Bimetal disc 11 on the impeller 3 at as possible large adjustment paths and because the bimetallic plate 11 is immediately surrounded by the coolant. a delicate one Regulation of the adjustment movements achieved. The Bime'.alh disc 11 has a lower tempera door set arched basic shape and is with the to the impeller 3 protruding outside attached to this.

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).F i g. 2 shows the impeller J in FIG. 2 when the engine is cold and thus lower coolant temperature shifted the left end position. In this position the pumping wheel 3 through one between these and one wcllcnsciiigcn Shoulder 15 supported return spring 16 held. The gap 10 has the pump wheel in this position its greatest predetermined width at which the coolant delivery is interrupted (zero delivery).

Durch die weitgehende Stillegung des Kühlmittclkreislaufes verschlechtert sich der WärmeübergangThe heat transfer deteriorates due to the extensive shutdown of the coolant circuit

/.wischen brennraumnahen Bauteilen und Kühlmittel, so daß sich die Bauteile schneller erwärmen und die Warmlaufphas.e verkürzt wird./. between components near the combustion chamber and coolant, see above that the components heat up faster and the warm-up phase e is shortened.

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.The coolant that heats up during the warm-up phase gradually arrives through gravity circulation Coolant pump and acts on the bimetal disk 11. This deforms and pushes the pump wheel 3 each according to the coolant temperature against the force of the return spring 16 up to the point from FIG. 1 apparent maximum Coolant delivery. The gap 10 has the smallest width in this position.

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.In the F i g. 3 and 4 are used to control the coolant flow rate Instead of a bimetal disc, an expansion element 17 is used 17 is inserted in an end bore 18 of the shaft journal 4 and rests with its pressure pin 19 on one Que.-pin 20, which is in the hub of the pump wheel 3 inserted and guided in a longitudinal groove 21 of the shaft journal 4 isL The displacement of the pump wheel takes place as already described in the previous embodiment.

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.Deviating from the described continuous regulation of the coolant quantity is more appropriate when used Adjustment elements allow direct control of the pump wheel from the "zero delivery" position in the position »max. Funding «possible.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

3030th

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4040

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5050

5555

6060

6565

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 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.1. Coolant pump on an internal combustion engine, in particular for vehicles, with one in one Pump housing arranged and driven by a drive shaft with impeller with impeller blades, and with an adjusting body actuated by a temperature-dependent actuator, which is dependent on on the coolant temperature one between the radial blades and the pump housing located gap controls, characterized in that that the adjusting body is formed by the pump wheel (3). which on the drive shaft (5) is arranged displaceably in the longitudinal direction of the shaft, on which a control part (14, 19) of the on the drive shaft (5) fixed actuator (11,17) acts. 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.2. Coolant pump according to claim 1, characterized in that that as an actuator a circular bimetallic disc: (II) on the end of the shaft journal (4) the drive shaft (5)! is. those with their scope (14) on the back (12) of the pump wheel (3). 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.3. Coolant pump according to claim 1, characterized in that an expansion element is used as the actuator (17) is inserted in an end bore (18) of the shaft journal (4), which is secured with a pressure pin (19) on a non-rotatably connecting the pump wheel (3) to the drive shaft (5) and in a longitudinal slot (21) of the shaft journal (4) guided transverse pin (20) rests. 4. Kiihlmittelpumpc nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennze.chnet. ..aß zwischen Pumpenrad (3) und Antriebswelle (5) eine Rückstellfeder (16) vorgesehen ist.4. Kiihlmittelpumpc according to one of claims 1 to 3 thereby gekennze.chnet. ..ass between the pump wheel (3) and drive shaft (5) a return spring (16) is provided.
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