EP1310678A1 - Radial pump - Google Patents

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EP1310678A1
EP1310678A1 EP02450257A EP02450257A EP1310678A1 EP 1310678 A1 EP1310678 A1 EP 1310678A1 EP 02450257 A EP02450257 A EP 02450257A EP 02450257 A EP02450257 A EP 02450257A EP 1310678 A1 EP1310678 A1 EP 1310678A1
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EP
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impeller
blades
radial pump
impeller blades
temperature
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Markus Dipl.-Ing. Preinfalk
Heinz Klaus
Dipl.-Ing. Atschreiter Fritz
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0027—Varying behaviour or the very pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/0027—Varying behaviour or the very pump
    • F04D15/0038—Varying behaviour or the very pump by varying the effective cross-sectional area of flow through the rotor
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04D29/18—Rotors
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    • F04D29/24—Vanes
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    • Y10S416/00—Fluid reaction surfaces, i.e. impellers
    • Y10S416/50—Vibration damping features

Definitions

  • the invention relates to a radial pump, in particular a coolant pump for a Internal combustion engine, with an impeller and an impeller Control device with at least one temperature and / or speed sensitive Element for temperature-dependent control of the flow, wherein at least one impeller blade and / or the guide device as speed-sensitive Element is formed.
  • the at least one bimetallic part formed by an outlet spiral has, wherein it is particularly advantageous if the bimetal part as a stator blade is trained.
  • the guide vane made of bimetal is due to temperature changes between a first position for minimal spiral cross section and a second position deformable for maximum spiral cross section, the spiral cross section regulated by the guide vane preferably with increasing temperature increases.
  • thermosensitive element can be heated by a heating device.

Abstract

Radial pump (1), especially a cooling pump for an internal combustion engine, comprises an impeller (2) with impeller blades (5), and a guiding device (4) with at least one temperature- and/or rotational speed-sensitive element for temperature-dependent flow control. At least one blade and/or the guiding device is designed as a rotational speed-sensitive element. The blades can be elastically deformed by Coriolis forces of the coolant flow. The angles of emersion defined by the blades and the tangential planes of the blades decrease with increasing rotational speed. <??>Preferred Features: The blades are made of a flexible elastic material. The blades are also designed as a temperature-sensitive element and consist at least partly of bimetal. The blades can be deformed by a change in temperature of the coolant and the angles of emersion defined by the blades and the tangential planes of the blades increase with increasing temperature.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radialpumpe, insbesondere Kühlmittelpumpe für eine Brennkraftmaschine, mit einem Laufradschaufeln aufweisenden Laufrad und einer Leiteinrichtung mit zumindest einem temperatur- und/oder drehzahlsensitiven Element zur temperaturabhängigen Steuerung des Förderstromes, wobei zumindest eine Laufradschaufel und/oder die Leiteinrichtung als drehzahlsensitives Element ausgebildet ist.The invention relates to a radial pump, in particular a coolant pump for a Internal combustion engine, with an impeller and an impeller Control device with at least one temperature and / or speed sensitive Element for temperature-dependent control of the flow, wherein at least one impeller blade and / or the guide device as speed-sensitive Element is formed.

Bei Kühlmittelpumpen größerer PKW-Brennkraftmaschinen besteht oft die Anforderung, bereits bei niedrigen Drehzahlen eine erhebliche Fördermenge zu liefern. Damit verbunden ist aber eine sehr große Fördermenge bei Höchstdrehzahl, die wiederum zu unzulässig hohen Drücken im Kühlmittelkreislauf führt. Kurzschlusskreisläufe zur Verringerung der durch den Motorkreislauf strömenden Menge müssen mit großen Querschnitten ausgeführt werden und sind in jedem Fall mit Verlustleistung verbunden.With coolant pumps of larger car internal combustion engines, there is often the requirement to deliver a significant delivery rate even at low speeds. This is associated with a very large delivery rate at maximum speed, however in turn leads to impermissibly high pressures in the coolant circuit. Short circuits to reduce the flow through the engine circuit Lot must be made with large cross sections and are in each Case associated with power loss.

Die DE 37 09 231 A1 beschreibt ein Laufrad, welches aus einem elastisch streckfähigen, elastischen Material derart hergestellt ist, dass bei zunehmender Zentrifugalkraft, die bei zunehmender Drehung des Laufrades auf die Laufradschaufeln wirkt, der Durchmesser des Laufrades zunimmt. Dies ermöglicht eine Zunahme der Ausgangsleistung.DE 37 09 231 A1 describes an impeller which consists of an elastic stretchable, elastic material is made such that with increasing Centrifugal force applied to the impeller blades as the impeller rotates acts, the diameter of the impeller increases. This enables one Increase in output power.

Die DE 44 24 996 A1 offenbart eine Kreiselpumpe mit elastisch ausgebildeten Laufradschaufeln. Bei einem Anlauf des Synchronmotors entgegen der vorgegeben Drehrichtung werden die Laufradschaufeln um zumindest 2% in radialer Länge aufgespreizt, wodurch der Wasserwiderstand sich wesentlich erhöht und der Motor abgebremst wird. Mit der Tendenz des Einphasen-Synchronmotors zum Anlauf-Pendeln und der vom Laufrad bestimmten Vorzugsrichtung wird der Motor gezwungen, in der richtigen Drehrichtung anzulaufen.DE 44 24 996 A1 discloses a centrifugal pump with an elastic design Impeller blades. When the synchronous motor starts up contrary to the one specified The impeller blades rotate in the radial direction by at least 2% Length spread, which increases the water resistance and the engine is braked. With the tendency of the single-phase synchronous motor for start-up pendulum and the preferred direction determined by the impeller Motor forced to start in the correct direction of rotation.

Die DE 30 22 241 A1 beschreibt eine Kühlwasserpumpe nach Art einer Radialpumpe mit einer Regeleinrichtung, welche ein mit Schaufeln versehenes Pumpenrad aufweist, wobei die Schaufeln einsinnig gekrümmt sind. Die Schaufeln bestehen dabei aus Bimetallen, deren den größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzendes Teil auf der dem Krümmungsmittelpunkt zugekehrten Seite der jeweiligen Schaufel angeordnet ist. Unter der Wirkung der Temperatur des Kühlwassers und/oder der Drehzahl des Pumpenrades verändert sich die Krümmung der Schaufeln in der Weise, dass bei steigender Drehzahl und/oder steigender Temperatur der kleinste Abstand zwischen einander benachbarten Schaufeln zunimmt und dem gemäß die durch die Krümmung der Schaufeln bewirkte Drosselung des Kühlmittels abnimmt. Bei höheren Drehzahlen kann somit eine höhere Förderleistung erreicht werden.DE 30 22 241 A1 describes a cooling water pump in the manner of a radial pump with a control device which has a pump wheel provided with blades has, wherein the blades are curved in one direction. The shovels consist of bimetals, the larger of which is the coefficient of thermal expansion owning part on the one facing the center of curvature Side of the respective blade is arranged. Under the effect of temperature of the cooling water and / or the speed of the pump wheel changes Curvature of the blades in such a way that with increasing speed and / or increasing temperature the smallest distance between adjacent Buckets increases and accordingly that caused by the curvature of the blades Throttling of the coolant decreases. At higher speeds, therefore higher output can be achieved.

Die DE 196 54 092 C2 zeigt eine Kreiselpumpe, deren Laufradschaufeln einer temperaturabhängigen Formveränderung unterliegen. Die JP 59-70898 A offenbart ein Laufrad mit thermisch veränderbaren Laufradschaufeln.DE 196 54 092 C2 shows a centrifugal pump, the impeller blades of which are one subject to temperature-dependent changes in shape. JP 59-70898 A discloses an impeller with thermally changeable impeller blades.

Die DE 42 00 507 A1 beschreibt eine variable Strömungsmaschine, deren Laufrad dem Volumenstrom abgepasst wird, in dem die Laufradbreite über einen Laufradaufsatz verändert wird, welcher aus einer Scheibe mit Schlitzen in Schaufelform besteht, durch die die Schaufeln hindurchragen. Auch das Spiralgehäuse kann entweder über die Spiralweite durch eine veränderliche Plattfederspirale oder über die Spiralbreite durch einen der Spiralform angepassten Spiralkolben verändert werden.DE 42 00 507 A1 describes a variable fluid machine, the impeller the volume flow is adjusted in which the impeller width over a Impeller attachment is changed, which consists of a disc with slots in Blade shape exists through which the blades protrude. Even the spiral casing can either be over the spiral width by a variable flat spring or across the spiral width by a spiral piston adapted to the spiral shape to be changed.

Auch die JP 60-159399 A offenbart eine Kreiselpumpe mit verstellbaren Leitschaufeln.JP 60-159399 A also discloses a centrifugal pump with adjustable guide vanes.

Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und bei einer Radialpumpe den Wirkungsgrad zu erhöhen.The object of the invention is to avoid the disadvantages mentioned and at Radial pump to increase efficiency.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Laufradschaufeln durch Corioliskräfte der Kühlmittelströmung elastisch verformbar sind, wobei vorzugsweise zwischen Laufradschaufeln und Laufradtangentialebenen definierte Austrittswinkel mit zunehmender Drehzahl abnehmen.According to the invention this is achieved in that the impeller blades Coriolis forces of the coolant flow are elastically deformable, preferably Defined exit angles between impeller blades and impeller tangential planes decrease with increasing speed.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Laufradschaufeln flexibel ausgebildet sind und aus einem elastischen Werkstoff, vorzugsweise aus Stahlblech bestehen. Bei niedrigen Drehzahlen sind die Drücke auf die Laufradschaufeln gering, die Fördermenge unverändert gegenüber fixen Laufradschaufeln. Bei hohen Drehzahlen dagegen bewirken die Corioliskräfte der Kühlmittelströmung eine Verformung der Flügel in Richtung flacherer Austrittswinkel und damit eine abgesenkte Fördermenge. Dies ergibt sich dadurch, dass durch Verformen der Laufradschaufeln in Folge der Corioliskräfte die zwischen Laufradschaufeln und Laufradtangentialebenen definierten Austrittswinkel mit zunehmender Drehzahl abnehmen. Im Vergleich zu starren Laufradschaufeln sind die flexiblen Laufradschaufeln flacher und dünner gestaltet. Der Wirkungsgrad wird gegenüber starren Laufradschaufeln deutlich gesteigert, Drosselverluste entfallen. It is preferably provided that the impeller blades are flexible and consist of an elastic material, preferably sheet steel. at low speeds, the pressures on the impeller blades are low, the delivery rate unchanged compared to fixed impeller blades. At high speeds on the other hand, the Coriolis forces of the coolant flow cause a deformation of the Wing in the direction of a flatter exit angle and thus a reduced delivery rate. This results from the fact that by deforming the impeller blades in Follow the Coriolis forces between the impeller blades and impeller tangential planes decrease the defined exit angle with increasing speed. Compared for rigid impeller blades, the flexible impeller blades are flatter and designed thinner. The efficiency is compared to rigid impeller blades significantly increased, throttling losses are eliminated.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Laufradschaufeln zumindest teilweise aus Bimetall bestehen. Die Laufradschaufeln sind somit durch Temperaturänderungen des Kühlmittels verformbar, wobei vorzugsweise zwischen Laufradschaufeln und Laufradtangentialebenen definierte Austrittswinkel mit steigender Temperatur zunehmen. Dies ermöglicht es durch die Temperatur des Kühlmittels die Fördermenge zu regeln. Je nach geforderter Förderkennlinie kann die Fördermenge bei höheren Temperaturen nach oben oder unten von der Kennlinie bei starren Laufradschaufeln abweichen.A preferred embodiment variant provides that the impeller blades consist at least partially of bimetal. The impeller blades are thus deformable by changes in temperature of the coolant, preferably Defined exit angles between impeller blades and impeller tangential planes increase with increasing temperature. This is made possible by the Temperature of the coolant to regulate the flow rate. Depending on the required funding curve the flow rate can be increased or higher at higher temperatures deviate from the characteristic curve for rigid impeller blades below.

Die maximale Verformung der Laufradschaufeln ist vorzugsweise zumindest in Richtung kleiner werdenden Austrittswinkeln durch Stützschaufeln begrenzt, wobei vorzugsweise jede Laufradschaufel mit je einer Stützschaufel verbunden ist. Zusätzlich oder an Stelle der Stützschaufeln kann auch vorgesehen sein, dass die Laufradschaufeln durch einen Synchronisierungsring miteinander verbunden sind. Der Synchronisierungsring bewirkt, dass die Laufradschaufeln stets parallel zueinander ausgerichtet sind und dass die Durchbiegung bzw. Verstellung von einzelnen Laufradschaufeln verhindert wird. Der Synchronisierungsring verhindert außerdem eine zu starke Schwingungsanregung von einzelnen Laufradschaufeln. Wird der Synchronisierungsring zusätzlich zu Stützschaufeln eingesetzt, so ist es vorteilhaft, wenn der Synchronisierungsring - in radialer Richtung gesehen - außerhalb der Stützschaufeln angeordnet ist.The maximum deformation of the impeller blades is preferably at least in Direction of smaller exit angles limited by support blades, whereby each impeller blade is preferably connected to a respective support blade. In addition or instead of the support blades, it can also be provided that the Impeller blades are connected to each other by a synchronization ring. The synchronization ring ensures that the impeller blades are always parallel to each other are aligned and that the deflection or adjustment of individual Impeller blades are prevented. The synchronization ring prevents also excessive vibration excitation of individual impeller blades. If the synchronization ring is used in addition to support blades, it is advantageous if the synchronization ring - seen in the radial direction - outside the support blades is arranged.

In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung ist weiters vorgesehen, dass jede Laufradschaufel um jeweils eine Achse schwenkbar am Laufrad gelagert ist, wobei vorzugsweise die Achsen auf einem Achsenkreis um die Laufradachse angeordnet sind und dass die Laufradschaufeln durch zumindest ein Federelement in Richtung einer einen maximalen Austrittswinkel definierenden Grundstellung belastet sind. Die Laufradschaufeln können dabei aus einem unelastischen bzw. starren Werkstoff bestehen. Um möglichst rasch eine stabile Betriebsposition der Laufradschaufeln zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn die Laufradschaufeln zumindest über ein Dämpfungselement gegenüber dem Laufrad abgestützt sind. Dabei kann auf jede Laufradschaufel innerhalb des Achsenkreises jeweils ein Federelement und/oder ein Dämpfungselement einwirken. Es ist aber auch möglich, dass das Federelement und/oder das Dämpfungselement auf den mit den Laufradschaufeln verbundenen Synchronisierungsring einwirkt.In a particularly preferred embodiment of the invention, it is further provided that that each impeller blade can be swiveled around an axis on the impeller is mounted, preferably the axes on an axis circle around the impeller axis are arranged and that the impeller blades by at least one Spring element in the direction of a defining a maximum exit angle Basic position are loaded. The impeller blades can be made of an inelastic or rigid material. To be stable as soon as possible Reaching the operating position of the impeller blades, it is advantageous if the Impeller blades at least via a damping element opposite the impeller are supported. You can use any impeller blade within the axis circle each act on a spring element and / or a damping element. It is but also possible that the spring element and / or the damping element acts on the synchronization ring connected to the impeller blades.

Die Laufradschaufeln können zumindest teilweise aus Stahlblech oder Kunststoff bestehen.The impeller blades can be made at least partially of sheet steel or plastic consist.

In weiterer Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass die vorzugsweise durch eine Austrittsspirale gebildete Leiteinrichtung zumindest einen Bimetallteil aufweist, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn der Bimetallteil als Leitradschaufel ausgebildet ist. Die aus Bimetall ausgeführte Leitschaufel ist durch Temperaturänderungen zwischen einer ersten Stellung für minimalen Spiralquerschnitt und einer zweiten Stellung für maximalen Spiralquerschnitt verformbar, wobei der durch die Leitschaufel geregelte Spiralquerschnitt vorzugsweise mit steigender Temperatur zunimmt.In a further embodiment of the invention it is provided that the at least one bimetallic part formed by an outlet spiral has, wherein it is particularly advantageous if the bimetal part as a stator blade is trained. The guide vane made of bimetal is due to temperature changes between a first position for minimal spiral cross section and a second position deformable for maximum spiral cross section, the spiral cross section regulated by the guide vane preferably with increasing temperature increases.

Um eine externe Steuerung des geförderten Volumenstromes der Radialpumpe zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn das temperatursensitive Element durch eine Heizeinrichtung erwärmbar ist.An external control of the delivered volume flow of the radial pump To enable it, it is particularly advantageous if the temperature-sensitive element can be heated by a heating device.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1
ein Laufrad einer erfindungsgemäßen Radialpumpe in einer ersten Ausführungsvariante in einer Schrägansicht,
Fig. 2
das Laufrad in einer Draufsicht,
Fig. 3
das Laufrad in einem Schnitt gemäß der Linie III-III in Fig. 2,
Fig. 4
das Laufrad mit in einer ersten Stellung befindlichen Laufradschaufeln,
Fig. 5
das Laufrad mit in einer zweiten Stellung befindlichen Laufradschaufeln,
Fig. 6
die Radialpumpe mit Leiteinrichtung,
Fig. 7
ein Laufrad einer erfindungsgemäßen Radialpumpe in einer zweiten Ausführungsvariante in einer Draufsicht,
Fig. 8
dieses Laufrad in einer Schrägansicht,
Fig. 9
ein Laufrad einer erfindungsgemäßen Radialpumpe in einer dritten Ausführungsvariante und
Fig. 10
ein Kennfeld der Radialpumpe.
The invention is explained in more detail below with reference to the figures. Show it
Fig. 1
an impeller of a radial pump according to the invention in a first embodiment in an oblique view,
Fig. 2
the impeller in a top view,
Fig. 3
the impeller in a section along the line III-III in Fig. 2,
Fig. 4
the impeller with the impeller blades in a first position,
Fig. 5
the impeller with impeller blades in a second position,
Fig. 6
the radial pump with control device,
Fig. 7
a rotor of a radial pump according to the invention in a second embodiment in a plan view,
Fig. 8
this wheel in an oblique view,
Fig. 9
a rotor of a radial pump according to the invention in a third embodiment and
Fig. 10
a map of the radial pump.

Funktionsgleiche Teile sind in den Fig. mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Parts with the same function are provided with the same reference symbols in the figures.

Die Radialpumpe 1 weist jeweils ein Laufrad 2 und eine durch ein Spiralgehäuse 3 gebildete Leiteinrichtung 4 auf. Die Laufradschaufeln 5 der in den Fig. 1 bis 8 dargestellten Laufräder 2 sind flexibel ausgebildet und bestehen beispielsweise aus Stahlblechflügel, welche über Nuten 6 mit starren Stützschaufeln 7 verbunden sind, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht. Bei niedrigen Drehzahlen sind die Drücke auf die Laufradschaufeln 5 gering, die Fördermenge ist unverändert gegenüber einem starren Laufrad. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, nehmen die Laufradschaufeln 5 ihren maximalen Umlaufdurchmesser ein, wobei sich der Austrittswinkel α1 einstellt, welcher zwischen Laufradschaufeln 5 und einer Tangentialebene ε gemessen wird. Bei hohen Drehzahlen bewirken die Corioliskräfte der Kühlmittelströmung eine Verformung der Laufradschaufeln 5 in Richtung kleineren Austrittswinkel α2,, wie Fig. 5 zeigt. Dies bewirkt eine Absenkung der Fördermenge Q. Die Zentrifugalkräfte wirken zwar der Verringerung der Austrittswinkel α entgegen, bei geeigneter Stärke der Laufradschaufeln 5 stellt sich aber der gewünschte Effekt ein. Der Wirkungsgrad wird durch die flacheren und dünneren Laufradschaufeln 5 im Vergleich zu einem starren Laufrad erhöht. Dadurch, dass keine Drosselung bei höheren Drehzahlen erforderlich ist, entfallen die Drosselverluste.The radial pump 1 has an impeller 2 and a guide device 4 formed by a spiral housing 3. The impeller blades 5 of the impellers 2 shown in FIGS. 1 to 8 are flexible and consist, for example, of sheet steel vanes which are connected to rigid support blades 7 via grooves 6, as can be seen in particular from FIG. 2. At low speeds, the pressures on the impeller blades 5 are low, the delivery rate is unchanged compared to a rigid impeller. As can be seen from FIG. 4, the impeller blades 5 assume their maximum circumferential diameter, the exit angle α 1 being established, which is measured between the impeller blades 5 and a tangential plane ε. At high speeds, the Coriolis forces of the coolant flow cause the impeller blades 5 to deform in the direction of the smaller exit angle α 2 , as shown in FIG. 5. This brings about a reduction in the delivery quantity Q. The centrifugal forces counteract the reduction in the exit angle α, but with the appropriate strength of the impeller blades 5 the desired effect is achieved. The efficiency is increased by the flatter and thinner impeller blades 5 compared to a rigid impeller. Because throttling is not required at higher speeds, throttling losses are eliminated.

Zusätzlich können die Laufradschaufeln 5 aus Bimetallflügeln bestehen, wodurch diese nicht nur als drehzahlsensitives sondern auch als temperatursensitives Element wirken. Durch das Bimetall werden die Laufradschaufeln 5 in Abhängigkeit der Temperatur des Kühlmittels verformt. Im kalten Zustand ergibt sich eine Stellung der Laufradschaufeln 5 analog zu Fig. 5, der Durchfluss ist relativ gering. Im heißen Zustand dagegen stellt sich eine Stellung der Laufradschaufeln 5 analog zu Fig. 4 mit relativ großem Austrittswinkel α1 ein, der Durchfluss ist relativ hoch. Durch Überlagerung der Einflüsse zu Folge der Temperatureinwirkung und der Drehzahleinwirkung können sich beliebige Zwischenstellungen der Laufradschaufeln 5 einstellen.In addition, the impeller blades 5 can consist of bimetallic blades, as a result of which they act not only as a speed-sensitive element but also as a temperature-sensitive element. Due to the bimetal, the impeller blades 5 are deformed as a function of the temperature of the coolant. In the cold state, there is a position of the impeller blades 5 analogous to FIG. 5, the flow rate is relatively low. In the hot state, on the other hand, a position of the impeller blades 5 is established analogously to FIG. 4 with a relatively large outlet angle α 1 , the flow rate is relatively high. By superimposing the influences resulting from the temperature effect and the speed effect, any intermediate positions of the impeller blades 5 can be set.

Zusätzlich kann auch im Bereich der Austrittsspirale 3 der Leiteinrichtung 4 ein durch eine Leitschaufel 8 gebildeter Bimetallteil 9 vorgesehen sein. Die Leitschaufel 8 ist durch Temperaturänderungen zwischen einer ersten Stellung A für minimalen Spiralquerschnitt und einer zweiten Stellung B für maximalen Spiralquerschnitt verformbar, wobei der durch die Leitschaufel 8 geregelte Spiralquerschnitt mit steigender Temperatur zunimmt. In Fig. 6 ist die Leitschaufel 8 in der ersten Stellung A mit strickpunktierten Linien und in der zweiten Stellung B in voll ausgezogenen Linie dargestellt.In addition, a guide device 4 can also be located in the area of the outlet spiral 3 bimetal part 9 formed by a guide vane 8 may be provided. The guide vane 8 is due to temperature changes between a first position A for minimum spiral cross section and a second position B for maximum spiral cross section deformable, the spiral cross section regulated by the guide vane 8 increases with increasing temperature. 6 is the guide vane 8 in the first position A with dash-dotted lines and in the second position B in full line.

Das durch die Laufradschaufeln 5 und/oder durch die Leitschaufel 8 gebildete temperatursensitive Element kann auch beispielsweise elektrisch beheizbar sein, um eine externe Regelung zu ermöglichen. Somit kann die Verformung auch durch Ansteuerung von außerhalb der Radialpumpe erreicht werden.That formed by the impeller blades 5 and / or by the guide blade 8 temperature-sensitive element can also be electrically heated, for example, to enable external regulation. So the deformation can also can be achieved by actuation from outside the radial pump.

Bei der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsvariante weist das Laufrad 2 einen Synchronisierungsring 10 auf, welcher statt oder zusätzlich zu Stützschaufeln 7 eine Abstützung der Laufradschaufeln 5 bewirkt. Im Ausführungsbeispiel ist der Synchronisierungsring 10 radial außerhalb der Stützschaufeln 7 angeordnet. Der Synchronisierungsring 10 schaltet die Laufradschaufeln 5 sozusagen parallel und gewährleistet, dass alle Laufradschaufeln 5 den gleichen Austrittswinkel α aufweisen. Der Synchronisierungsring 10 verhindert somit eine Verstellung oder Durchbiegung von einzelnen Laufradschaufeln 5. Der Synchronisierungsring verhindert weiters eine zu starke Schwingungsanregung von einzelnen Laufradschaufeln 5.In the embodiment variant shown in FIGS. 7 and 8, the impeller has 2 on a synchronization ring 10, which instead of or in addition to support blades 7 causes the impeller blades 5 to be supported. In the embodiment the synchronization ring 10 is arranged radially outside the support blades 7. The synchronization ring 10 switches the impeller blades 5, so to speak parallel and ensures that all impeller blades 5 have the same exit angle have α. The synchronization ring 10 thus prevents one Adjustment or deflection of individual impeller blades 5. The synchronization ring also prevents excessive vibration excitation from individuals Impeller blades 5.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsvariante, bei der die an sich starren Laufradschaufeln 5 drehbar um die Achsen 11 am Laufrad 2 gelagert sind. Die Achsen 11 sind auf einem Achsenkreis 12 um die Laufradachse 2a angeordnet. Mittels geeigneter Feder- und Dämpfungselemente 13, 14 aus elastischem Material werden die Laufradschaufeln 5 im Stillstand und bei niedrigen Drehzahlen in ihrer äußersten Endlage gehalten und können sich bei Belastung entsprechend verstellen. Der Synchronisierungsring 10 ist in dem in Fig. 9 dargestellten Beispiel innerhalb des Achsenkreises 12 angeordnet.FIG. 9 shows a further embodiment variant in which the impeller blades, which are rigid per se 5 are rotatably mounted about the axes 11 on the impeller 2. The axes 11 are arranged on an axis circle 12 around the impeller axis 2a. through suitable spring and damping elements 13, 14 made of elastic material the impeller blades 5 are at a standstill and at low speeds in their outermost end position and can adjust accordingly under load. The synchronization ring 10 is in the example shown in FIG. 9 arranged within the axis circle 12.

Fig. 10 zeigt ein Pumpenkennfeld für die Radialpumpe 1, wobei die Druckdifferenz Δp und die Leistung P über dem Förderstrom Q aufgetragen sind. Mit I ist eine Kennlinie einer herkömmlichen Radialpumpe mit starren Laufradschaufeln bezeichnet. Die strichlierte Linie II zeigt dagegen eine Kennlinie der beschriebenen Radialpumpe 1 mit flexiblen Laufradschaufeln 5.Fig. 10 shows a pump map for the radial pump 1, the pressure difference Δp and the power P are plotted against the flow rate Q. With I is a characteristic curve of a conventional radial pump with rigid impeller blades designated. The dashed line II, however, shows a characteristic of the described Radial pump 1 with flexible impeller blades 5.

Claims (19)

Radialpumpe (1), insbesondere Kühlmittelpumpe für eine Brennkraftmaschine, mit einem Laufradschaufeln (5) aufweisenden Laufrad (2) und einer Leiteinrichtung (4) mit zumindest einem temperatur- und/oder drehzahlsensitiven Element zur temperaturabhängigen Steuerung des Förderstromes, wobei zumindest eine Laufradschaufel (5) und/oder die Leiteinrichtung (4) als drehzahlsensitives Element ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufeln (5) durch Corioliskräfte der Kühlmittelströmung elastisch verformbar sind, wobei vorzugsweise zwischen Laufradschaufeln (5) und Laufradtangentialebenen (ε) definierte Austrittswinkel (α) mit zunehmender Drehzahl abnehmen.Radial pump (1), in particular coolant pump for an internal combustion engine, with an impeller (2) having impeller blades (5) and a guide device (4) with at least one temperature and / or speed-sensitive element for temperature-dependent control of the flow rate, at least one impeller blade (5 ) and / or the guide device (4) is designed as a speed-sensitive element, characterized in that the impeller blades (5) can be elastically deformed by Coriolis forces of the coolant flow, with exit angles (α) preferably being defined between the impeller blades (5) and impeller planes (ε) decrease increasing speed. Radialpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufeln (5) flexibel ausgebildet sind und aus einem elastischen Werkstoff bestehen.Radial pump (1) according to claim 1, characterized in that the impeller blades (5) are flexible and consist of an elastic material. Radialpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufeln (5) auch als temperatursensitives Element ausgebildet sind und zumindest teilweise aus Bimetall bestehen.Radial pump (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the impeller blades (5) are also designed as a temperature-sensitive element and at least partially consist of bimetal. Radialpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufeln (5) durch Temperaturänderungen des Kühlmittels verformbar sind, wobei vorzugsweise zwischen Laufradschaufeln (5) und Laufradtangentialebenen (ε) definierte Austrittswinkel (α) mit steigender Temperatur zunehmen.Radial pump (1) according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the impeller blades (5) can be deformed by changes in the temperature of the coolant, the outlet angles (α) between the impeller blades (5) and impeller tangential planes (ε) preferably increasing with increasing temperature. Radialpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Verformung der Laufradschaufeln (5) zumindest in Richtung kleiner werdenden Austrittswinkel (α) durch Stützschaufeln (7) begrenzt ist, wobei vorzugsweise jede Laufradschaufel (5) mit je einer Stützschaufel (7) verbunden ist.Radial pump (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the maximum deformation of the impeller blades (5) is limited at least in the direction of smaller exit angle (α) by support blades (7), preferably each impeller blade (5) with each a support blade (7) is connected. Radialpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufeln (5) durch einen Synchronisierungsring (10) miteinander verbunden sind.Radial pump (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the impeller blades (5) are connected to one another by a synchronization ring (10). Radialpumpe (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronisierungsring (10) - in radialer Richtung gesehen - außerhalb der Stützschaufeln (7) angeordnet ist.Radial pump (1) according to claim 6, characterized in that the synchronization ring (10) - seen in the radial direction - is arranged outside the support blades (7). Radialpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Laufradschaufel (5) um jeweils eine Achse (11) schwenkbar am Laufrad (2) gelagert ist, wobei vorzugsweise die Achsen (11) auf einem Achsenkreis (12) um die Laufradachse (2a) angeordnet sind.Radial pump (1) according to one of Claims 1 to 7, characterized in that each impeller blade (5) is mounted on the impeller (2) so as to be pivotable about in each case an axis (11), the axes (11) preferably being mounted on an axis circle (12) are arranged around the impeller axis (2a). Radialpumpe (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufeln (5) durch zumindest ein Federelement (13) in Richtung einer einen maximalen Austrittswinkel (α) Grundstellung belastet sind.Radial pump (1) according to claim 8, characterized in that the impeller blades (5) are loaded by at least one spring element (13) in the direction of a maximum exit angle (α) basic position. Radialpumpe (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf jede Laufradschaufel (5) innerhalb des Achsenkreises (12) jeweils ein Federelement (13) einwirkt.Radial pump (1) according to Claim 9, characterized in that a spring element (13) acts on each impeller blade (5) within the axis circle (12). Radialpumpe (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufeln (5) zumindest über ein Dämpfungselement (14) gegenüber dem Laufrad (2) abgestützt sind.Radial pump (1) according to one of claims 8 to 10, characterized in that the impeller blades (5) are supported at least via a damping element (14) with respect to the impeller (2). Radialpumpe (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf jede Laufradschaufel (5) ein Dämpfungselement (14) innerhalb des Achsenkreises (12) einwirkt.Radial pump (1) according to Claim 11, characterized in that a damping element (14) acts on each impeller blade (5) within the axis circle (12). Radialpumpe (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronisierungsring (10) innerhalb des Achsenkreises (12) angeordnet ist.Radial pump (1) according to one of claims 8 to 12, characterized in that the synchronization ring (10) is arranged within the axis circle (12). Radialpumpe (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufeln (5) starr ausgebildet sind.Radial pump (1) according to one of claims 3 to 13, characterized in that the impeller blades (5) are rigid. Radialpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufradschaufeln (5) zumindest teilweise aus Stahlblech oder aus Kunststoff bestehen.Radial pump (1) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the impeller blades (5) at least partially consist of sheet steel or plastic. Radialpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die vorzugsweise durch eine Austrittsspirale (3) gebildete Leiteinrichtung (4) zumindest einen Bimetallteil aufweist.Radial pump (1) according to one of Claims 1 to 15, characterized in that the guide device (4) , which is preferably formed by an outlet spiral (3), has at least one bimetal part. Radialpumpe (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Bimetallteil als Leitschaufel (8) ausgebildet ist.Radial pump (1) according to claim 16, characterized in that the bimetal part is designed as a guide vane (8). Radialpumpe (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufel (8) durch Temperaturänderungen zwischen einer ersten Stellung (A) für minimalen Spiralquerschnitt und einer zweiten Stellung (B) für maximalen Spiralquerschnitt verformbar ist, wobei vorzugsweise der durch die Leitschaufel (8) geregelte Spiralquerschnitt mit steigender Temperatur zunimmt. Radial pump (1) according to claim 17, characterized in that the guide vane (8) is deformable by temperature changes between a first position (A) for minimum spiral cross-section and a second position (B) for maximum spiral cross-section, preferably the one by the guide vane (8 ) regulated spiral cross section increases with increasing temperature. Radialpumpe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das temperatursensitive Element durch eine Heizeinrichtung erwärmbar ist.Radial pump (1) according to one of claims 1 to 18, characterized in that the temperature-sensitive element can be heated by a heating device.
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