DE3534507A1

DE3534507A1 - Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3534507A1
Application number: DE19853534507
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Graz Wünsche
Original assignee: AVL List GmbH; AVL Gesellschaft fuer Verbrennungskraftmaschinen und Messtechnik mbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1984-10-17
Filing date: 1985-09-27
Publication date: 1986-04-17
Also published as: US4643135A; DE3534507C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennkraftmaschine mit einer Kühlwasserpumpe, deren Gehäuse am Motorgehäuse angebracht ist und einen mit dem Laufrad der Kühlwasserpumpe drehfest verbundenen Kurzschlußläufer umschließt, der durch das Drehfeld umlaufender Dauermagnete berührungslos antreibbar ist.

Die aus der DE-OS 2 109 341 bekannte Ausführung einer Kühlwasserpumpe weist einen Polring auf, der aus einem permanentmagnetischen Werkstoff besteht und sich in einem halbkugelförmigen Gehäuse befindet. Der Polring, der aus einem kugelabschnittförmigen Eisenring besteht, in dem Kupferstäbe eingelegt sind, welche an den Enden durch Kupferringe miteinander verbunden sind, ist mit einer Welle fest verbunden, welche an zwei Stellen am Pumpengehäuse gelagert und über eine angeflanschte Keilriemenscheibe antreibbar ist. Auf der äußeren Umfangsflache des Eisenringes sind die Pumpenschaufeln angeordnet. Diese bekannte Kühlwasserpumpe, die hermetisch abgedichtet ist und weder Leckverluste noch Dichtungsschäden aufweist, kann somit durch richtige Dimensionierung des wirbelstromleitenden Elementes weitgehend an die tatsächlich zur Kühlung der Brennkraftmaschine benötigte Umwälzmenge angepaßt werden. Nachteilig dabei ist, daß eine Reihe von Bauteilen nötig sind, um eine Wasserpumpe nach der genannten DE-OS zu realisieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, die angeführten Vorteile der bekannten Brennkraftmaschine beizubehalten und diese so auszubilden, daß der Aufwand für Lagerung und Antrieb der Kühlwasserpumpe verringert, sowie der von dieser benötigte Platzbedarf minimiert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dauermagnete Teil eines Schwungradgenerators sind und das Gehäuse der Wasserpumpe mit seinem vorzugsweise schwimmend gelagerten Laufrad in einer auf der Seite der Dauermagnete angebrachten konzentrischen Ausnehmung des Schwungrades des Schwungradgenerators angeordnet ist. Daß die Dauermagnete Teil eines Schwungradgenerators

sind, ist beispielsweise aus der AT-PS 138 299 bekannt. So ist es vor allem bei Kleinmotoren, die in einspurigen Kraftfahrzeugen Verwendung finden oder in Rasenmähern, Motorsägen, etc. eingebaut werden, bekannt, den Generator und das Schwungrad zu kombinieren und einen sogenannten Schwungradgenerator zu bilden, wodurch ein Teil des konstruktiven Aufwandes für Lagerung, Schmierung und Antrieb wegfallen. Dabei ist das Schwungrad gleichzeitig als Polrad ausgebildet, wobei die am Schwungrad befestigten TO Dauermagnete ein Drehfeld erzeugen, das in den feststehenden Generatorankern, die von einer konzentrisch zur Kurbelwelle befestigten Ankerplatte getragen werden, Wechselspannung induziert.

Nachteilig bei diesen Brennkraftmaschinen mit Einzelaggregaten zur Stromerzeugung für den Betrieb der elektrischen Anlagen der Maschine, sowie solchen zur Umwälzung des Kühlwassers, sind jedoch eine Reihe von Vorrichtungen, die zur Lagerung, Schmierung und zum Antrieb dieser Aggregate notwendig sind.

Erst durch die Verwendung bereits vorhandener Bauteile eines an sich natürlich bekannten Schwungradgenerators, ergibt sich für die Kühlwasserpumpe ein sehr einfacher Aufbau, wobei vor allem die separate Lagerung des Polrades und dessen Antrieb wegfallen. Durch die vorzugsweise schwimmende Lagerung des Laufrades und den damit bedingten Wegfall der Gleitreibung ist wesentlich weniger Energie für den Antrieb des Laufrades notwendig. Die Erfindung führt außerdem zu einem äußerst kompakten Aufbau der Wasserpumpe, da diese im Inneren des Schwungradgenerators angebracht ist. Die Außenabmessung der Brennkraftmaschine in Richtung Kurbelwelle wird nicht vergrößert. Dadurch, daß das Pumpengehäuse an der Wand des Kurbelgehäuses angeschraubt ist, können Druck- und Saugkanal in der Wand des Kurbelgehäuses mitgegossen sein, und die notwendigen Zu- und Abführleitungen gebohrt werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Gehäuse der Wasserpumpe innerhalb der durch die

umlaufenden Dauermagnete gebildeten Hüllfläche liegt. Bei der vorteilhaften Anbringung des Gehäuses der Wasserpumpe innerhalb der durch die umlaufenden Dauermagnete gebildeten Hüllfläche, ergibt sich für beide Aggregate, sowohl für den Schwungradgenerator als auch für die Wasserpumpe, bei vorgegebener Drehzahl ein ausreichender Wirkungsgrad.

Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß das Laufrad der Wasserpumpe aus einem Kunststoffteil besteht, in dem der Kurzschlußläufer eingegossen ist. Damit ist eine sehr einfache Herstellung eines Laufrades mit integriertem Kurzschlußläufer gegeben, der in seiner einfachsten Ausführung aus zwei durch Stege verbundenen zylindrischen Blechstreifen bestehen kann.

Das Gehäuse der Wasserpumpe kann auch als Kunststoffteil ausgeführt sein. Dadurch ist eine einfache kostengünstige Herstellung des Wasserpumpengehäuses aus einem nichtmetallischen Werkstoff gegeben.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 den erfindungswesentlichen Teil einer

Brennkraftmaschine im Vertikalschnitt nach der Linie I-I in Fig. 2 und

Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II in Fig. 1.

Auf das Ende der Kurbelwelle 11, die aus dem Kurbelgehäuse 10 einer nicht näher dargestellten Brennkraftmaschine ragt, ist mittels einer axialen Schraube 19.das Schwungrad 4 zentriert und befestigt. Die mit Schrauben 20 direkt am Schwungrad 4 befestigten Dauermagnete 5 bilden zusammen mit dem am Kurbelgehäuse 10 mit Schrauben 27 angebrachten Anker 6 den Schwungradgenerator 18 der Brennkraftmaschine.

In der zum Kurbelgehäuse 10 offenen ringförmigen Ausnehmung 14 des Schwungrades 4, liegt das am Kurbelgehäuse 10 befestigte Gehäuse 1 der Wasserpumpe 15. Die Befestigung des Gehäuses 1 erfolgt durch Schrauben 24 und dessen

Dichtung gegen die äußere Wand 26 des Kurbelgehäuses 10 mittels der Dichtung 17, jene gegen die Austrittsöffnung 25 der Kurbelwelle 11 im Kurbelgehäuse 10 mittels der Dichtung 16. Im Gehäuse 1 ist das Laufrad 2 der Wasserpumpe 15 schwimmend gelagert. Das Laufrad 2, das motorseitig radial ausgerichtete Schaufeln 7 aufweist, enthält einen als Kurzschlußläufer 3 ausgebildeten Blechteil. Die Zu- und Abführleitung 12 und 13 sowie der Saugkanal 8 und der Druckkanal 9 der Wasserpumpe 15 befinden sich in der äußeren Wand 26 des Kurbelgehäuses 10.

Das Wasser strömt entlang des Pfeiles 28 in der Zuführleitung 12 in den inneren, zum Laufrad 2 offenen, kreisförmigen Saugkanal 8. Durch das von den drehbar gelagerten Dauermagneten 5 erzeugte Drehfeld wird der Kurzschlußläufer 3 und damit das mit ihm verbundene Laufrad 2 der Wasserpumpe 15 angetrieben und das Wasser durch die radial angeordneten Schaufeln 7 des Laufrades 2 in den durch einen konzentrischen Steg 22 getrennten ebenfalls zum Laufrad 2 offenen kreisförmigen Druckkanal 9 gepumpt, aus dem es durch die Abführleitung 13 in Richtung des Pfeiles 29 abströmt. Der Spalt zwischen der Nabe 23 des Schwungrades A und dem Gehäuse 1 der Wasserpumpe 15 wird durch einen Radialwellendichtring 21 geschlossen.

1985 09 05
Kr/Lu/Fr

- Leerseite -

Claims

PATENTA-NWALT DiUNG, ULRICH KNOBLAUCH

KÖHHORNSHOFWEG 10
6000 FRANKFURT/MAIN 1

Patentansprüche

Brennkraftmaschine mit einer Kühlwasserpumpe, deren Gehäuse am Motorgehäuse angebracht ist und einen mit dem Laufrad der Kühlwasserpumpe drehfest verbundenen Kurzschlußläufer umschließt, der durch das Drehfeld umlaufender Dauermagnete berührungslos antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (5) Teil eines Schwungradgenerators (18) sind und das Gehäuse (T) der Wasserpumpe C15) mit seinem vorzugsweise schwimmend gelagerten Laufrad (2) in einer auf der Seite der Dauermagnete (5) angebrachten konzentrischen Ausnehmung (14) des Schwungrades [k) des Schwungradgenerators (18) angeordnet ist. Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) der Wasserpumpe (15) innerhalb der durch die umlaufenden Dauermagnete (5) gebildeten Hüllfläche liegt.

Brennkraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (2) der Wasserpumpe (15) aus einem Kunststoffteil besteht, in dem der Kurzschlußläufer (3) eingegossen ist.