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Dokumentenidentifikation DE19719199A1 30.04.1998
Titel Kühlmittelpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
Anmelder Knecht Filterwerke GmbH, 70376 Stuttgart, DE
Erfinder Kaiser, Stefan, 71686 Remseck, DE;
Kunigham, Michael, 71726 Benningen, DE
Vertreter Patentanwalts-Partnerschaft Rotermund + Pfusch, 70372 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 09.05.1997
DE-Aktenzeichen 19719199
Offenlegungstag 30.04.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 30.04.1998
IPC-Hauptklasse F04D 5/00
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, das einen saugseitigen Anschluß und einen druckseitigen Anschluß aufweist.
Um das Anschließen eines zusätzlichen zu kühlenden Aggregates an einen Kühlmittelkreislauf konstruktiv zu vereinfachen, weist das Gehäuse der Kühlmittelpumpe zusätzlich einen saugseitigen Nebenanschluß und einen druckseitigen Nebenanschluß auf, wobei diese Nebenanschlüsse jeweils einen geringeren Durchströmungsquerschnitt aufweisen als die vorgenannten (Haupt-)Anschlüsse.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei der Verwendung einer derartigen Kühlmittelpumpe in einem Kraftfahrzeug treibt diese ein Kühlmittel in einem Kühlmittelkreislauf an. Der Kühlmittelkreislauf dient im wesentlichen dazu, den Motor des Kraftfahrzeuges zu kühlen. Zusätzlich können an den Kühlmittelkreislauf jedoch weitere Aggregate angeschlossen werden, bspw. ein Kühler für eine Klimaanlage, ein Kühler für Kraftstoff, der aus dem Motor in den Tank zurückfließt, oder ein Kühler für das Schmieröl des Motors. Dazu können die genannten zu kühlenden Aggregate in Reihe an diesen Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden oder es wird in einer Kühlmittelleitung an einer Stelle, bspw. mit einem T-Stück, ein Teil des Kühlmittelstroms abgezweigt, dem Aggregat zugeführt und an einer anderen Stelle in entsprechender Weise in den Kühlmittelkreislauf zurückgeführt. Durch die dabei entstehende große Anzahl von unterschiedlichen Kühlmittelleitungen wird einerseits der Kühlmittelkreislauf in seinem Aufbau relativ unübersichtlich und andererseits wird der Austausch eines solchen Aggregates aufgrund der regelmäßig schwer zugänglichen Leitungen sehr aufwendig.

Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, den Anschluß eines zusätzlichen zu kühlenden Aggregates an einen Kühlmittelkreislauf konstruktiv zu vereinfachen.

Dieses Problem wird durch eine erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, direkt an der Kühlmittelpumpe von einem Hauptstrom des Kühlmittelkreislaufes, einen Nebenstrom abzuzweigen. Dazu wird an der Druckseite des Pumpengehäuses ein Nebenanschluß vorgesehen, von dem aus der Nebenstrom das zu kühlende Aggregat durchströmt. Durch einen weiteren Nebenanschluß an der Saugseite des Pumpengehäuses wird der Nebenstrom dem Hauptstrom wieder zugeführt. Da beide Nebenanschlüsse am Pumpengehäuse angebracht sind, kann ein zusätzliches Aggregat direkt an die Kühlmittelpumpe bzw. an den Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden, wobei insbesondere bei einer geeigneten Anordnung der jeweiligen Anschlüsse keine zusätzlichen Leitungen notwendig sind.

In vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe eine modulare Bauweise für bestimmte Motor- Komponenten ermöglicht. Beispielsweise kann eine Ölpumpe und Ölkühler sowie die zugehörigen Verbindungsleitungen enthaltendes Öl-Modul als komplette Baugruppe an den Motor angeschlossen werden, wobei dann der darin enthaltene Ölkühler über entsprechende Anschlüsse des Öl-Moduls direkt an die - ebenfalls am Motorblock befestigte - erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe bzw. an den Kühlmittelkreislauf anschließbar ist.

Um das Anschließen der Kühlmittelpumpe an das zusätzliche Aggregat, z. B. das Ölmodul bzw. der darin enthaltene Ölkühler, weiter zu vereinfachen, weist die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe die Merkmale des Anspruches 2 auf, wonach eine einfache Steckverbindung zwischen Kühlmittelpumpe und Ölmodul ermöglicht wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Kühlmittelpumpe die Merkmale des Anspruches 3 auf, mit deren Hilfe die Kühlmittelpumpe leicht an das Aggregat anschließbar ist. Beispielsweise läßt sich die Kühlmittelpumpe auf das Ölmodul aufstecken und anschließend mit dem Motorblock verschrauben.

Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe mit den Merkmalen des Anspruches 4 wird eine besonders einfache, auf übliche Bauteile zurückgreifende, preiswerte Abdichtung der Steckverbindungen erzielt.

Bei einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe mit den Merkmalen des Anspruches 5, insbesondere, mit den Merkmalen des Anspruches 6, ist es möglich, fertigungstechnische Maßabweichungen wie Fertigungstoleranzen der Kühlmittelpumpe, des anzuschließenden Aggregates (z. B. Ölmodul) und des Motorblockes, die sich unter Umständen addieren können, auszugleichen. Darüber hinaus können auch Relativbewegungen zwischen der Kühlmittelpumpe und dem angeschlossenen Aggregat ausgeglichen werden. Derartige Relativbewegungen können dann auftreten, wenn bspw. die Kühlmittelpumpe aus Metall gefertigt ist, während das Aggregat, z. B. ein Ölmodul, aus Kunststoff besteht. Aufgrund der verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten unterschiedlicher Materialien können zwischen diesen Komponenten thermisch bedingte Verschiebungen auftreten. Durch das mit Spiel in den Nebenanschluß bzw. in die Anschlußöffnung einbringbare Verbindungsrohr wird eine Art kardanische Gelenkverbindung zwischen den Komponenten hergestellt, die vorgenannte Toleranzen und Bewegungen bzw. Verschiebungen ausgleichen kann.

Weitere wesentliche Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Rückansicht auf ein Gehäuse einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe, wobei druck- und saugseitige Nebenanschlüsse im Längsschnitt dargestellt sind,

Fig. 2 teilweise Draufsicht auf das Gehäuse entsprechend Fig. 1 mit weiteren Bestandteilen einer Steckverbindung zwischen den Anschlüssen nach der Erfindung,

Fig. 3 Draufsicht auf das Pumpengehäuse wie in Fig. 1, jedoch mit einer anderen Ausführungsform der Nebenanschlüsse,

Fig. 4 Detailansicht im Längsschnitt eines Nebenanschlusses des Pumpengehäuses, der mit einem zugehörigen Anschluß eines zusätzlichen Aggregates verbunden ist, und

Fig. 5 eine Detailansicht im Längsschnitt einer anderen Ausführungsform der Steckverbindung zwischen den einander zugeordneten Anschlüssen der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe und des daran angeschlossenen Aggregates.

Entsprechend Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe 1 als Radialpumpe ausgebildet, wobei in einem Gehäuse 2 ein entsprechender Rotor 3 als Kreis angedeutet ist. Das Gehäuse 2 ist an seiner in der Draufsicht gezeigten Gehäuseseite offen, d. h. das Gehäuse 2 wird mit dieser Seite direkt an ein entsprechendes Aggregat, z. B. an einen Motorblock eines Kraftfahrzeuges, angeschlossen und mit durch Öffnungen 4 durchgeführte Schrauben an diesem befestigt. Dabei bildet die offene Seite des Gehäuses 2 einen druckseitigen Anschluß 5 (im folgenden als druckseitiger Hauptanschluß 5 bezeichnet).

Am Gehäuse 2 ist, entsprechend Fig. 1 auf der linken Seite, ein als Stutzen ausgebildeter saugseitiger Anschluß 6 (im folgenden als saugseitiger Hauptanschluß 6 bezeichnet) angeordnet. Dieser saugseitige Hauptanschluß 6 bildet z. B. eine Zuleitung vom Kühler des Kühlmittelkreislaufes. Über einen Zusatzanschluß 7, entsprechend Fig. 1 oben, wird der Saugseite der Kühlmittelpumpe 1 bspw. von einem Thermostaten herkommendes Kühlmittel zugeleitet.

Im Gehäuse 2 ist, entsprechend Fig. 1 unten, zusätzlich zum druckseitigen Hauptanschluß 5 ein druckseitiger Nebenanschluß 8 angeformt, der mit dem druckseitigen Innenraum des Gehäuses 2 kommunizierend verbunden ist. In entsprechender Weise ist an einer anderen Stelle des Gehäuses 2, im gezeigten Ausführungsbeispiel im Bereich des saugseitigen Anschlußstutzens 6 ein saugseitiger Nebenanschluß 9 angeformt, der seinerseits mit der Saugseite der Kühlmittelpumpe 1 kommunizierend verbunden ist.

Diese Nebenanschlüsse 8 und 9 weisen jeweils einen deutlich geringeren Durchströmungsquerschnitt als die Hauptanschlüsse 5 und 6 auf. Dadurch wird gewährleistet, daß nur ein vergleichsweise geringer Nebenstrom durch diese Nebenanschlüsse abgezweigt wird und der Hauptstrom dem übrigen Kühlmittelkreislauf im wesentlichen unverändert zur Verfügung steht. Da die Nebenanschlüsse 8 und 9 direkt am Gehäuse 2 der Kühlmittelpumpe 1 angeordnet sind, steht dem Nebenstrom die durch die Kühlmittelpumpe 1 erzeugte Druckdifferenz zur Verfügung.

Die Nebenanschlüsse 8 und 9 sind als zylindrische Aufnahmen 10 ausgebildet und dienen entsprechend Fig. 2 jeweils als Muffe einer Steckverbindung. Als weiterer Bestandteil dieser Steckverbindung ist beim druckseitigen Nebenanschluß 8, entsprechend Fig 2 links, ein zylindrischer Anschlußstutzen 11 vorgesehen, der an seinem axial freien Ende als Stecker 12 ausgebildet ist. An seinem anderen Ende ist der Anschlußstutzen 11 mit einem nicht gezeigten angeschlossenen Aggregat direkt oder indirekt verbunden. Der Anschlußstutzen 11 bildet auf seiner Innenseite eine mit dem zu kühlenden Aggregat kommunizierende Anschlußöffnung 25.

Beim saugseitigen Nebenanschluß 9, entsprechend Fig. 2 rechts, ist im Unterschied dazu als weiterer Steckverbindungs-Bestandteil ein Verbindungsrohr 13 dargestellt, das an seinen beiden axialen Enden jeweils als Stecker 12 ausgebildet ist.

Die Abdichtung zwischen Anschlußstutzen 11 und druckseitigem Nebenanschluß 8 bzw. zwischen Verbindungsrohr 13 und saugseitigem Nebenanschluß 9 erfolgt jeweils durch einen radial wirkenden Dichtring 14, der in eine im Bereich des Steckers 12 im Anschlußstutzen 11 bzw. im Verbindungsrohr 13 ausgesparte Ringnut 15 eingebracht ist.

Die Nebenanschlüsse 8 und 9 verlaufen in axialer Richtung parallel zueinander, wodurch ein einfaches aufstecken der Kühlmittelpumpe 1 auf ein zusätzliches Aggregat oder umgekehrt ermöglicht wird. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform mit etwa auf gleicher Höhe endenden Muffen bzw. Aufnahmen 10 wiedergegeben.

Durch die räumlich relativ dicht beieinanderliegenden Nebenanschlüsse 8 und 9, durch deren parallele Ausrichtung und deren Ausgestaltung als Steckanschlüsse wird auch eine Modul-Bauweise für anzuschließende Komponenten erleichtert, wobei die miteinander zu verbindenden Anschlußleitungen in den Modul-Elementen integriert sind. Durch die gewählten Steckverbindungen lassen sich die einzelnen Komponenten ohne außenliegende Leitungen zu einem Gesamtmodul zusammenfügen.

Bei einer anderen Ausführungsform entsprechend Fig. 3 sind die Nebenanschlüsse 8 und 9 jeweils als Stutzen 16 ausgebildet, die als Stecker der Steckverbindung dienen. Diese Stecker bzw. Stutzen 16 der Nebenanschlüsse 8 und 9 wirken mit entsprechenden als Muffen ausgebildeten Aufnahmen 17 des anzuschließenden Aggregates zusammen. Auch hier wird eine Abdichtung zwischen Stecker 16 und Muffe 17 durch einen Dichtring 18 gewährleistet, der in diesem Fall auf einen zurückgenommenen Bereich 19 am axial freien Ende des Stutzens bzw. Steckers 16 aufgeschoben ist.

Bei einer speziellen Ausführungsform ist entsprechend Fig. 4 die als Muffe ausgebildete Aufnahme 10 des Nebenanschlusses 8 mit dem Anschlußstutzen 11 des zusätzlichen Aggregates verbunden, wobei als beispielhafte Ausführungsform der druckseitige Nebenanschluß 8 gewählt wurde, in der gleichen Weise kann diese Ausgestaltung jedoch auch am saugseitigen Nebenanschluß 9 vorgesehen sein. Vom angeschlossenen Aggregat ist in Fig. 4 ein Anschlußbereich 20 dargestellt, der in dieser speziellen Ausführung als separates, an das Aggregat angeschlossenes Zwischenstück ausgebildet ist. Das axial freie Ende des Anschlußstutzens 11 ist wiederum als Stecker 12 ausgebildet, wobei in diesem Fall die Abdichtung durch einen Dichtring 21 erfolgt, der auf einen zurückgenommenen Bereich 22 am axial freien Ende des Anschlußstutzens 11 bzw. des Steckers 12 aufgeschoben ist.

Üblicherweise besteht das Gehäuse 2 der Kühlmittelpumpe 1 aus Metall, insbesondere aus Aluminium-Druckguß, während das angeschlossene Aggregat, z. B. ein Ölmodul, aus Kunststoff hergestellt sein kann. Da die genannten Bauteile großen Temperaturdifferenzen ausgesetzt sind und da diese unterschiedlichen Werkstoffe verschiedene Temperaturausdehnungskoeffizienten aufweisen, kann es zu Relativbewegungen zwischen diesen Komponenten kommen. Die aus Muffe 10 und Stecker 12 gebildete Steckverbindung kann dabei Verschiebungen in ihrer axialen Richtung ausgleichen.

Bei einer anderen, bevorzugten Variante besteht entsprechend Fig. 5 die Steckverbindung zwischen der Kühlmittelpumpe 1 und dem angeschlossenen Aggregat aus dem Nebenanschluß 8, einer diesem gegenüberliegend angeordneten Aufnahme 23 und aus dem Verbindungsrohr 13. Auch hier ist der druckseitige Nebenanschluß 8 nur beispielsweise gewählt. Die geschilderte Ausführungsform kann auch mit dem saugseitigen Nebenanschluß 9 realisiert werden. Die Aufnahme 10 des Nebenanschlusses 8 und die Aufnahme 23 des hier wieder aus einem zusätzlichen Zwischenstück gebildeten Anschlußbereiches 20 des Aggregates sind als Muffen ausgebildet, in welche die als Stecker 12 ausgebildeten axialen Enden des Verbindungsrohres 13 einsteckbar sind. Die Abdichtung erfolgt durch die radial wirkenden Dichtringe 14, die in die ringförmig umlaufenden Nuten 15 eingebracht sind.

In dem in Fig. 5 dargestellten Zustand sind Aufnahme 10 und Aufnahme 23 zueinander fluchtend ausgerichtet, so daß auch diese Verbindung Verschiebungen in Achsrichtung der Aufnahmen 10 und 23 ausgleichen kann. Da aber sowohl die Kühlmittelpumpe 1 als auch das Aggregat (Ölmodul) beispielsweise an einem Motorblock 24 fixiert sind, kann es zusätzlich auch zu Wärmeausdehnungsbewegungen kommen, deren Bewegungsrichtung nicht mit der Achsrichtung der Aufnahme 10 und 23 zusammenfällt. Demnach kann sich die dargestellte fluchtende Ausrichtung verändern. Damit dabei keine Verspannungen zwischen den Bauteilen entstehen, die frühzeitige Materialermüdung und somit verringerte Lebenszeit der Bauteile zur Folge haben, wird bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine verspannungsfreie Relativbewegung zwischen den Komponenten ermöglicht. Zu diesem Zweck ist der Außendurchmesser des Verbindungsrohres 13 kleiner als die Innendurchmesser der Aufnahme 23 und der Aufnahme 10, so daß das Verbindungsrohr 13 mit Spiel in die Aufnahmen 10 und 23 einführbar ist. Diese Maßnahme gewährleistet zwischen der Kühlmittelpumpe 1 und dem Aggregat bzw. zwischen dem Nebenanschluß 8 des Kühlmittelpumpengehäuses 2 und der Anschlußöffnung 25 des Aggregates auch Verstellbewegungen in einer Richtung, die nicht mit den Längsachsen der Aufnahmen 10 und 23 zusammenfällt.

Durch diese Maßnahmen ist eine kardanische Steckverbindung ausgebildet, deren kardanische Beweglichkeit zusätzlich dadurch unterstützt wird, daß die axialen Enden des Verbindungsrohres 13 abgerundet ausgebildet sind.

Bei der Gestaltung dieser kardanischen Steckverbindung wird berücksichtigt, daß die Dichtringe 14 auch bei extremen Verstellbewegungen der Aufnahmen 10 und 23 gegeneinander eine abgedichtete Verbindung gewährleisten.

Um das Einführen eines Steckers in seine zugehörige Muffe zu vereinfachen, sind die als Muffe ausgebildeten Aufnahmen an ihrer axial freien Öffnung mit einer Fase versehen.

In den Fig. 4 und 5 ist zwar nur der druckseitige Nebenanschluß 8 gezeigt, jedoch werden beide Nebenanschlüsse 8 und 9 vorzugsweise in der gleichen Weise ausgebildet.


Anspruch[de]
  1. 1. Kühlmittelpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, das einen saugseitigen Anschluß und einen druckseitigen Anschluß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) zusätzlich einen saugseitigen Nebenanschluß (9) und einen druckseitigen Nebenanschluß (8) aufweist, wobei diese Nebenanschlüsse (8, 9) jeweils einen geringeren Durchströmungsquerschnitt aufweisen als die (Haupt-)Anschlüsse (5, 6).
  2. 2. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenanschlüsse (8, 9) als Bestandteil einer Steckverbindung zum Anschließen eines zu kühlenden Aggregates ausgebildet sind.
  3. 3. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenanschlüsse (8, 9) jeweils als Muffe (10) oder Stecker (12) der Steckverbindung ausgebildet sind und in Achsrichtung parallel zueinander ausgerichtet sind.
  4. 4. Kühlmittelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

    daß jede Steckverbindung durch einen radial wirkenden Dichtring (14, 18, 21) abgedichtet ist, der zwischen Muffe (10, 17, 23) und Stecker (12) angeordnet ist.
  5. 5. Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

    daß wenigstens einer der Nebenanschlüsse (8,9) über ein Verbindungsrohr (13) mit einer zugeordneten, mit dem zu kühlenden Aggregat kommunizierenden Anschlußöffnung (25) zusammenwirkt, wobei der Nebenanschluß (8, 9) und die Anschlußöffnung (25) jeweils als Muffe (10, 23) ausgebildet sind, während das Verbindungsrohr (13) an seinen axialen Enden jeweils als zu diesen Muffen (10, 23) korrespondierender Stecker (12) ausgebildet ist.
  6. 6. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gehäuse (2) zugeordnete Muffe (10), die dem Aggregat zugeordnete Muffe (23) und die Stecker (12) des Verbindungsrohres (13) derart ausgebildet und aufeinander abgestimmt sind, daß das Verbindungsrohr (13) mit Spiel in den Nebenanschluß (8, 9) des Gehäuses (2) und in die dem Aggregat zugeordnete Anschlußöffnung (25) einführbar ist, wobei zur Abdichtung vorgesehene Dichtringe (14) entsprechend ausgebildet sind.






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