DE4142120A1 - Kuehlwasserpumpe fuer eine brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlwasserpumpe für eine Brennkraftmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 37 23 029 ist eine Kühlwasserpumpe für Brennkraftmaschinen bekannt, deren Leistung mit Hilfe eines Thermostaten regelbar ist. Das durch einen Spalt von einem Gehäuse getrennte Laufrad dieser Pumpe wird durch einen rotierender Magnetring berührungsfrei angetrieben. Das Thermostat regelt in Abhängigkeit der Kühlwassertemperatur den Schlupf zwischen Laufrad und Magnetring über die Größe des Abstandes zwischen diesen beiden Teilen. Bei niedriger Kühlwassertemperatur ist dieser Abstand relativ groß, so daß das Laufrad bei vergrößertem Schlupf von einer die Pumpe antreibenden Riemenscheibe entkoppelt wird und vergleichsweise langsam umläuft, wobei nur eine geringe Kühlwassermenge in der Brennkraftmaschine umgewälzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in ihrer Leistung einstellbare Kühlwasserpumpe für eine flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine zu schaffen.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Diese Kühlwasserpumpe weist einen den Spalt zwischen Gehäuse und Laufrad gehäuseseitig begrenzenden, axial verschiebbaren Ring auf, der in die Öffnung des Gehäuses eingesetzt ist.

Vorteilhafterweise ist die Breite des Spaltes und somit die Leistung der Kühlwasserpumpe in einfacher Weise durch das axiale Verschieben des Ringes einstellbar. Dieser Ring ist verschiebbar geführt in die Öffnung des Gehäuses eingesetzt.

In Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine, wie z. B. Kühlwassertemperatur und Drosselklappenstellung wird durch das Verschieben des Ringes beispielsweise in Richtung des Laufrades die Pumpenleistung und dadurch der Wasserdurchsatz erhöht. Die üblicherweise bezüglich des Wasserdurchsatzes auf maximale Kühlleistung der Brennkraftmaschine ausgelegte Wasserpumpe kann erfindungsgemäß z. B. im Teillastbereich oder bei einem Kaltstart auf einen geringen Wasserdurchsatz eingestellt werden. Hierdurch wird die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine verkürzt und infolge dessen der Schadstoffausstoß in dieser Zeit vermindert. Eine reduzierte Kühlung in der Warmlaufphase verringert die Wärmeübertragung zwischen Brennraum und Kühlwasser. Hierdurch werden entsprechend heiße Abgase ausgestoßen, die einen Abgaskatalysator schnell aufheizen, so daß eine hohe Umwandlungsrate von schädlichen Abgasbestandteilen rasch erreicht wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung erläutert.

Eine nicht näher gezeigte Brennkraftmaschine weist ein aus einem Wasserpumpengehäuse 1 und einem wasserzuführenden Kanal 2 bestehendes Gehäuse 3 auf. Endseitig an das Wasserpumpengehäuse 1 ist ein Flansch 4 geschraubt, welcher eine Welle 5 lagert. Diese Welle 5 wird über eine Riemenscheibe 6 in nicht gezeigter Weise von der Brennkraftmaschine um ihre Achse A-A rotierend angetrieben und trägt auf ihrem in das Wasserpumpengehäuse 1 ragenden Ende ein Laufrad 7.

Eine Trennwand 8 zwischen Kanal 2 und Wasserpumpengehäuse 1 weist eine kreisrunde Öffnung 9 auf, in die ein innerhalb dieser Öffnung 9 axial verschiebbarer Ring 10 benachbart des Laufrades 7 eingesetzt ist, wobei zwischen dem Ring 10 und dem Laufrad 7 ein Spalt 11 verbleibt.

In einer der Trennwand 8 gegenüberliegenden Wand 12 des Kanales 2 ist eine als Stellglied 13 ausgebildete Druckdose 14 ortsfest angeordnet. Ein Gestänge 15 der Druckdose 14 ist kraftschlüssig mit dem Ring 10 verbunden.

Die Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine und deren Drosselklappenwinkel werden als Signale T und W von Signalaufnehmern 16 erfaßt und an ein Steuergerät 17 weitergeleitet, welches über eine Leitung 18 ein an der Druckdose 14 angeordnetes Ventil 19 betätigt. Dieses Ventil 19 ist über einen Anschluß 20 mit einem nicht gezeigten pneumatischen Speicher verbunden.

Im Betrieb der Brennkraftmaschine wird das Laufrad 7 mittels der Riemenscheibe 6 über die Welle 5 angetrieben und fördert dabei Kühlwasser aus dem Kanal 2 in einen Abströmkanal 21. Die Aufnehmer 16 erfassen die aktuellen Signale T und W und veranlassen das Steuergerät 17 dazu, über die Leitung 18 ein dementsprechendes Steuersignal an das Ventil 19 abzugeben. Unterschreitet das Signal T bei einem Kaltstart der Brennkraftmaschine einen im Steuergerät 17 gespeicherten Grenzwert, so wird das Ventil 19 geöffnet und das Gestänge 15 bewegt den Ring 10 gemäß der Figur nach links in die gestrichelt dargestellte Position. Die Breite des Spaltes 11 wird dadurch erhöht, der Wasserdurchsatz der Pumpe sinkt. Es wird lediglich ein vergleichsweise geringer Volumenstrom Wasser umgewälzt, so daß sich das in der Brennkraftmaschine befindliche Wasser relativ schnell erwärmt. Ist eine bestimmte Kühlwassertemperatur erreicht, schließt das Ventil 19 und das federbelastete Gestänge 15 verschiebt den Ring 10 in die mit durchgezogenen Linien dargestellte Position. Das Stellglied 13 kann in Abwandlung der in der Figur gezeigten Ausführung z. B. als elektromagnetischer Steller ausgebildet sein oder auch kontinuierlich verstellbar sein.

Die Anordnung des Stellgliedes 13 kann z. B. in Abhängigkeit der Bauraumverhältnisse an beliebiger Stelle des Gehäuses 3 erfolgen, wobei dieses dann über ein winkeliges Gestänge 15 auf den Ring 10 wirkt.

In einer vereinfachten Ausführungsform kann das Stellglied 13 als Thermostat ausgebildet in den Kanal 2 eingesetzt auf den Ring 10 wirken.

Claims (5)

1. Kühlwasserpumpe für eine Brennkraftmaschine, mit einem von der Brennkraftmaschine angetriebenen, in einem Gehäuse gehaltenen Laufrad und einem zwischen dem Gehäuse und dem Laufrad ausgebildeten Spalt, wobei die Leistung der Kühlwasserpumpe in Abhängigkeit von Parametern der Brennkraftmaschine regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß benachbart dem Laufrad (7) ein den Spalt (11) begrenzender Ring (10) axial verschiebbar in eine Öffnung (9) des Gehäuses (3) eingesetzt ist.

2. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (3) ein Wasserpumpengehäuse (1) und einen wasserführenden Kanal (2) umfaßt, wobei die Öffnung (9) in einer Trennwand (8) zwischen dem Kanal (2) und dem Wasserpumpengehäuse (1) angeordnet ist.

3. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (10) kraftschlüssig mit einem ortsfesten Stellglied (13) verbunden ist, welches in Abhängigkeit der Parameter die Breite des Spaltes (11) verändert.

4. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter ein kühlwassertemperaturabhängiges Signal (T) und ein von der Stellung einer Drosselklappe abhängiges Signal (W) einem Steuergerät (17) der Brennkraftmaschine zugeführt werden, welches über eine Leitung (18) mit dem Stellglied (13) verbunden ist.

5. Kühlwasserpumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied (13) in einer Wand (12) des Kanales (2) eine Druckdose (14) angeordnet ist welche mit einem vom Steuergerät (17) betätigten Ventil (19) über einen Anschluß (20) mit einem pneumatischen Speicher verbindbar ist.