DE4212971A1

DE4212971A1 - Integrierter antrieb der umwaelzpumpe von schnellaufenden verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE4212971A1
Application number: DE19924212971
Authority: DE
Inventors: Hubertus Schurian
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-04-18
Filing date: 1992-04-18
Publication date: 1992-11-05

Description

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft einen Antrieb der Umwälzpumpen von schnellaufenden Verbrennungsmotoren, vorzugsweise zum Umwälzen der Kühlflüssigkeit, der strömungstechnisch in das System ein gebunden und integriert ist, der angetrieben wird von einem in das System integrierten Elektromotor.

Zweck der Erfindung

Die Erfindung stellt einen Antrieb der Umwälzpumpe von schnel laufenden Verbrennungsmotoren dar, bei dem die Umwälzpumpe strömungstechnisch in das Kühlsystem eingebaut und integriert ist und sich dadurch ein strömungsgünstiger Einbau der Umwälzpumpe ermöglichen läßt, ohne den Motorblock durch einen aufwendigen Antrieb der Umwälzpumpe mit der entsprechenden Lagerung zu belasten und durch den integrierten Einbau des antreibenden Elektromotors ein geschlossenes System zu erreichen, die Wellen dichtung der üblich angetriebenen und angeordneten Umwälzpumpe mit deren Verschleiß und deren Leckagen zu vermeiden.

Stand der Technik

Zum Antrieb von Umwälzpumpen für Verbrennungsmotore sind ver schiedene Verfahren bekannt.

1. Der Antrieb der Umwälzpumpe erfolgt in der Regel mechanisch durch ein Getriebe, meist als Keilriemenantrieb, von der Kurbelwelle aus. Dabei wird die Umwälzpumpe an der Stirnseite des Motorblocks angeordnet.
2. Bei großen Verbrennungsmotoren wird die Umwälzpumpe extern angeordnet, sie befindet sich in räumlicher Entfernung vom Motorblock und wird durch einen Elektromotor angetrieben. Der Elektromotor ist mit einer Kupplung mit der Umwälzpumpe verbunden. Die Abdichtung der Welle zwischen diesen beiden Bauteilen erfolgt mit Stopfbuchsen, Gleitringdichtungen oder Lippendichtungen.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antrieb der Um wälzpumpe so zu gestalten, daß sie strömungsgünstig auch oder vorzugsweise außerhalb des Motorblocks vorgesehen werden kann und durch den integrierten Aufbau des Antriebes die Umwälzpumpe direkt von einem Elektromotor angetrieben werden kann, dadurch die Abdichtung zwischen Elektromotor und Umwälzpumpe entfällt und Leckagen und Verschleiß der entsprechenden Abdichtung vermieden wird.

Lösung der Aufgabe

Die Aufgabe wird durch die erdachte Erfindung dadurch gelöst, daß die Umwälzpumpe durch einen Elektromotor, vorzugsweise einen Drehstromasynchronmotor, angetrieben wird, der im Medium, meist dem Kühlmittel, läuft und nach außen durch das mit der Umwälzpumpe statisch abgedichtete und fest verbundene Gehäuse keine Wellenabdichtung erfordert.

Vorteile

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen darin, daß

1. Leckagen an der Antriebswelle der mechanisch von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors angetriebenen Umwälzpumpe nicht mehr möglich sind, das Kühlsystem hermetisch abgedichtet und versiegelt werden kann,
2. die Anordnung der Umwälzpumpe durch den externen Antrieb innerhalb des Kühlkreislaufs strömungstechnisch leicht optimiert werden kann. So hat es Vorteile für das Ansaugverhalten und das Kavitationsverhalten, die Umwälzpumpe an möglichst niederiger Stelle innerhalb des Kühlsystems anzuordnen;
3. eine Entlastung des Motorblockes von zusätzlichen Hilfs aggregaten erfolgt. Der Antrieb entfällt und damit auch eine Keilriemenscheibe auf der Kurbelwelle und an der Umwälzpumpe mit Aufnahme der Lagerkräfte durch entsprechende Lagerung, es entfällt die Aufnahme der Lagerkräfte auf der Stirnseite des Motorblockes und es entfällt die Anordnung von Saug- und Druckraum der Umwälzpumpe an den Stirn- und Längsseiten des Motorblockes;
4. der elektrische Antrieb der Umwälzpumpe einen geringeren Aufwand in bezug auf Volumen, Gewicht und Kosten als der herkömmliche mechanische Keilriemenantrieb darstellt,
5. durch den elektrischen Antrieb der Umwälzpumpe der bisher übliche Thermostat entfallen und die Regelung durch einen eventuell frequenzgeregelten Antrieb des Drehstromasynchronmotors ersetzt werden kann. Bei kaltem Verbrennungsmotor wird der Elektromotor noch nicht eingeschaltet, die Kühlung erfolgt nur durch Thermosyphonwirkung, die gegebenenfalls durch eine Rückschlagklappe angepaßt werden kann. Dadurch ergeben sich kürzere Aufheizzeiten des Verbrennungsmotors, verbunden mit einer Minderung des Kraftstoffverbrauchs und des Verschleißes des Motors. Während des Betriebes des Motors kann die Kühlung unabhängig von der Drehzahl des Motors durch ein temperaturgesteuertes Regelsystem den Erfordernissen angepaßt werden. Bei hoher Drehzahl und Teillast kann die Kühlung verringert, bei niedriger Drehzahl, wo erfahrungsgemäß Überlastungserscheinungen innerhalb des Kühlsystems auftreten, kann die Kühlleistung durch Drehzahl anhebung der Kühlmittelpumpe vergrößert werden.

Beschreibung der Erfindung

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Abbildung wie folgt beschrieben:

Die Umwälzpumpe 1 eines Verbrennungsmotors 2 ist direkt mit dem Läufer 3 eines Elektromotors verbunden, der in der Kühl flüssigkeit läuft, das Gehäuse 4 ist für die Umwälzung des Kühlmittels mit dem Saugstutzen 5 und dem Druckstutzen 6 sowie mit einer Stromzuleitung 7 für die Zufuhr der elektrischen Energie zum Antrieb der Umwälzpumpe versehen. Die Kühlmittelpumpe 1 wird zum Ständer 8 des Elektromotors in das Gehäuse 4 vergossen oder anders flüssigkeitsdicht ausgeführt. Der Antrieb der Drehstromlichtmaschine 9 durch die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors 2 erfolgt wie üblich über einen Keil riemenantrieb 10, während die Umwälzpumpe 1 in der Leitung 11 zum Kühler 12 zweckentsprechend, extern und räumlich getrennt vom Verbrennungsmotor 2 angeordnet werden kann.

Claims

1. Vorrichtung zum Umwälzen des Kühlwassers von schnellaufenden Verbrennungsmotoren, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwälzpumpe räumlich entfernt vom Motor angeordnet ist.

2. Vorrichtung zum Umwälzen des Kühlwassers von schnellaufenden Verbrennungsmotoren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Umwälzpumpe nicht mechanisch, z. B. durch einen Keilriemen, erfolgt, sondern elektrisch vorgenommen wird.

3. Vorrichtung zum Umwälzen des Kühlwassers von schnellaufenden Verbrennungsmotoren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anrieb der Umwälzpumpe durch einen Drehstromasynchronmotor direkt von der Drehstromlichtmaschine beaufschlagt wird.

4. Vorrichtung zum Umwälzen des Kühlwassers von schnellaufenden Verbrennungsmotoren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der antreibende Drehstromasynchronmotor der Umwälzpumpe voll gekapselt im Kühlmittelkreislauf vorgesehen wird und die Anschlußleitungen im Gehäuse des Motors isolierend oder sonstwie abgedichtet angebracht sind.