DE2318103A1

DE2318103A1 - Antriebseinrichtung fuer eine wasserpumpe

Info

Publication number: DE2318103A1
Application number: DE2318103A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Priority date: 1973-04-11
Filing date: 1973-04-11
Publication date: 1974-10-24

Description

Antriebseinrichtung für eine Wasserpumpe Wasserpumpen von Verbrennungskraftmaschinen werden in der Regel über einen in Abhängigkeit von der Motordrehzahl angetriebenen Keilriemen betrieben, wobei die Keilriemenscheibe fest auf der im Pumpengehäuse gelagerten Wasserpuinpenwelle befestigt ist. Da das Pumpenrad stets mit einer der Motordrehzahl proportionalen Drehzahl umläuft und das Pumpenrad derart ausgelegt sein muß, daß auch bei geringer Drehzahl - hier sinkt der thermische Wirkungsgrad eines Motors beträchtlich ab, wodurch im Verhältnis mehr Wärme abgeführt werden muß - eine ausreichende Wassermenge umgewälzt wird, bedeutet dies, daß bei hohen Drehzahlen die Förderienge des überdimensionierten Pumpenrades bedeutend größer ist als die notwendige Kühlwasserumwälzmenge. Dabei steigt auch die erforderliche Antriebsleistung in einer Bxponentialfunktion zur Drehzahl an und es wird Leistung verbraucht, die im Verhältnis zur an sich benötigten U*wälzmenge zu groß ist. Weiterhin tritt bei hohen Drehzahlen des Pumpenrades Kavitation auf.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und eine Abtriebseinrichtung für Wasserpumpen mit über einen in Abhängigkeit von der Motordrehzahl angetriebenen Keilriementrieb zu schaffen, bei der die Umwälzmenge des Kühlwassers den tatsächlich auftretenden Betriebsverhältnissen angepaßt ist , die sich darüber hinaus durch einen besseren Wirkungsgrad als die herkömmlichen Wasserpumpenantriebe auszeichnet und bei der eine Kavitationsbildung ausgeschlossen ist. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt, daß die Keilriemenscheibe huber eine Lagerung koaxial auf der Wasserpumpenwelle und relativ zu dieser verdrehbar vorgesehen ist und das antreibende Teil einer Schlupfkupplung trägt, während das angetriebene Teil der Schlupfkupplung drehfest mit der Wasserpumpenwelle verbunden ist.
Es können die verschiedensten Schlupfkupplungen verwendet werden, z. B. solche, bei denen in allen Drehzahlbereichen das angetriebene Teil und damit auch das Pumpenrad mit einer durch die Kupplung bzw. durch die aufgenommene Leistung bestimmten Drehzahldiiferenzen nacheilt oder aber solche Schlupfkupplungen, die erst ab einem bestimmten übertragenen Drehmoment und damit ab einer bestimmten Drehzahl einen Schlupf zulassen. Invielen Fällen können die letzterwähnten Kupplungen mit Vorteil eingesetzt werden, da hierdurch die Mitnahme des Pumpenrades bis zu denjenigen Drehzahlbereichen synchron erfolgt, innerhalb derer der thermische Wirkungsgrad niedriger ist und in diesen Drehzahlen eine verhältnismäßig hohe U=wälz»enge gewährleistet ist, während bei höheren Drehzahlen und damit günstigerem thermischen Wirkungsgrad eine diesem ausreichende Kühlwassermenge umgewälzt wird, wodurch auch der Leistungsverlust gemindert und Kavitatiozisbildung vermieden wird.
Eine Vermeidung der hohen Drehzahlen der Wasserpumpenwelle bringt außerdem den Vorteil, daß die Lager sowie die Dichtung der Wasserpumpenwelle einer geringeren Belastung ausgesetzt werden und eine höhere Lebensdauer bringen.
Als Schlupfkupplungen eignen sich beispielsweise hydraulische Kupplungen, Wirbelstromkupplungen bzw. Hysteresekupplungen, wobei es in manchen Fällen besonders zweckmäßig sein kann, eine pernanent-magnetische Hysteresekupplung einzusetzen.
Gemäß einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung ist mit dem angetriepenen Teil der Schlupfkupplung weiterhin noch der Lüfter zur Kühlung der Brennkraftmaschinen drehschlüssig verbunden, z. B. befestigt, wodurch eine derartige Einrichtung noch den entscheidenden zusätzlichen Vorteil aufweist, daß über eine einzige , entsprechend dimensionierte Rutschkupplung gleichzeitig die Drehzahl und die erforderliche Antriebsleistung des Lüfters - bei dem im wesentlichen eine aquivalente Problematik hinsichtlich der thermischen Verhältnissen, des erforderlichen Luftdurchsatzes und der quadratisch ansteigende Leistungsverluste über die Drehzahldes Motors gegeben ist als bei der Wasserpumpe - bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine reduziert wird.
Anhand der Figur sei ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung unter Verwendung einer permanent-magnetischen Hysteresekupplung näher erläutert.
Eine Keilriemenscheibe 1 für den Keilriemen 2, der über eine nicht näher dargestellte Keilriemenscheibe , die z. B. an der Kurbelwelle eines Motors befestigt ist, ist koaxial zur Pumpenwelle 3 der eine Wälzlagerung 4 relativ zu dieser verdrehbar gelagert.
Vom Betrachter aus rechts gesehen, ist das nicht näher dargestellte Pumpengehäuse vorgesehen und das Wasserpumpenrad 5. Die Keilriemenscheibe 1 trägt einen radial nach außen verlaufenden Flansch 6, in welchem eine ringförmige Ankerscheibe 7 aus einem Material mit ferro-magnetischen Eigenschaften, wie beispielsweise aus Stahl mit Kobalt beist festigt , z. B. eingeklebt?'und bildet das antreibende Teil 8 a einer Rutschkupplung 8. Gegenüber der Scheibe 7 ist im geringen Abstand in einer Trägerscheibe 9, die drehfest mit der Pumpenwelle 3 verbunden ist, z. B. auf diese aufgeschrunpft ist, ein ringförmiger Dauermagnetkörper 10 vorgesehen, z. B. ebenfalls eingeklebt. Der Magnetkörper 10 besteht - wie bei sogenannten Hysteresekupplungen allgemein bekannt, aus mehreren Magnetfeldern mit wechselweise entgegengesetzter Polarität. Die Scheibe 9 mit dem Permanentmagnetring 10 bildet das angetriebene Teil der Rutschkupplung 8.
Der Flansch 6 trägt Kühlrippen 11 zur Abführung der bei der Relativbewegung der Teile entstehenden Wärme.
Entsprechend der Auslegung und dem Abstand der Teile 7 und lo tritt ab einem auf das Pumpenrad 5 einwirkenden Moment und damit ab einer entsprechenden Drehzahl ein Schlupf zwischen dem antreibenden Teil 8 a und dem angetriebenen Teil 8 b der Rutschkupplung auf, wodurch die Leistung des Pumpenrades und damit die Umwälzmenge des Kühlwassers bei ifberschreiten einer bestimmten Drehzahl nicht mehr oder nur mehr unwesentlich ansteigt und wodurch Leistungsverlust vermieden und Kavitationsbildung verhindert wird.
Gemäß dem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist auf dem angetriebenen Teil 8 b der Rutschkupplung 8 noch zusätzlich der Lüfter 12 befestigt, wodurch bei entsprechender Auslegung der Rutschkupplung gleichzeitig und -mit einem einzigen Aggregat auch in an sich bekannter Weise die Drehzahl des Lüfters ab einem bestimmten, durch Lüfter und Wasserpumpe gegebenen Moment herabgesetzt Leistungsverlust vermieden wird und die durch den Lüfter bei hohen Drehzahlen auftretende Geräuschbelästigung entfällt.
Die Anordnung der Teile 7 und 10 kann auch umgekehrt vorgenommen werden, d. h. in Flansch 6 kann der Dauermagnetring 10 und in der Scheibe 9 die Scheibe :7 vorgesehen sein.
Weiterhin können anstatt der dargestellten permanent-magnetischen Lüfterkupplung auch andere Rutschkupplungen verwendet werden. Auch kann dieKeilriemenscheibe 1 und gegebenenfalls der Flansch 6 bzw. die Kühlrippen 7 aus Blechformteilen bestehen .

Claims

Patentansprüche

1. Antriebseinrichtung für eine Wasserpuipe, insbesondere für Verbrennungskraftnschinen,mit z. B. Uber einen in Abhängigkeit von der Motordrehzahl angetriebenen Keilriemenantrieb , dadurch gekennzeichnet, daß eine Keilriemenscheibe (1) über eine Lagerung (4) koaxial auf der Wasserpumpenwelle (3) und relativ zu dieser verdrehbar vorgesehen ist und das antreibende Teil (8 a) einer Schlupfkupplung (8) trägt, während das angetriebene Teil (8 b) der Schlupfkupplung drehfest mit der Wasserpumpenwelle verbunden ist.

2, Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung (8) eine hydraulische Kupplung ist.

3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung (8) eine Wirbelstromkupplung ist,

4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung (8) eine magnetische Hysteresekupplung ist.

5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung (8) eine Elektromagnetkupplung ist.

6. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rutschkupplung (8) eine permanentmagnetische Hysterese-Kupplung ist.

7. Antriebseinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem angetriebenen Teil (8 b) der Schlupfkupplung (8) der Lüfter (12) drehschlüssig angelenkt, z. B. befestigt ist.