PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19856139C1 27.07.2000
Titel Kühlmittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor
Anmelder Valeo Klimasysteme GmbH, 96476 Rodach, DE
Erfinder Khelifa, Nourredine, Dr., 96450 Coburg, DE;
Jirmann, Horst, 96450 Coburg, DE
Vertreter Patent- und Rechtsanwälte Sonnenberg & Fortmann, 80331 München
DE-Anmeldedatum 04.12.1998
DE-Aktenzeichen 19856139
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 27.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.07.2000
IPC-Hauptklasse B60H 1/04
IPC-Nebenklasse F01P 5/10   
Zusammenfassung Kühlmittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor 2 eines Kraftfahrzeuges, mit zumindest einem Stellelement 6, einer motorbetriebenen Kühlmittelpumpe 4, einem Kühler 3 und einem Wärmetauscher 18 zur Erwärmung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges, wobei zumindest zwei Wärmetauscherabschnitte und/oder Wärmetauscher unabhängig voneinander mittels jeweils einer Pumpe 14, 16 beaufschlagbar sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, mit zumindest einem Stellelement, einer Kühlmittelpumpe, einem Kühler und einem Wärmetauscher zur Erwärmung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges.

Solch ein Kühlmittelkreislauf ist aus der DE 90 13 459 U1 bekannt. Dieser Kühlmittelkreislauf für eine Brennkraftmaschine verwendet deren Abwärme zur Beheizung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges. Ein Heizkreis des Kühlmittelkreislaufes ist aus dem Motorkühlkreis abgezweigt, wobei die Förderung des Kühlmittels durch eine motorseitige Kühlmittelpumpe sowie nach Bedarf durch eine elektrische Zusatzpumpe erfolgt. Die Regelung oder Steuerung des Kühlmittelstromes zur Erzielung einer gewünschten Heizleistung erfolgt durch Öffnen oder Schließen eines Stellelementes, welches insbesondere als Taktventil ausgebildet ist.

Aus der DE 195 06 935 A1 ist des weiteren ein Kühlmittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges bekannt, bei welchem der Heizkreis als vom Motorkühlkreis unabhängigen Kreislauf ausgebildet ist. Der Heizkreislauf umfaßt eine elektrische Pumpeneinrichtung, die zur Steuerung und/oder Regelung der Heizleistung drehzahlgeregelt und/oder getaktet an- und ausschaltbar ist. Durch die vollständige Entkopplung zwischen Motorkühlkreis und Heizkreislauf muß die elektrische an- und abschaltbare Pumpe den gesamten Volumenstrom bewirken, welcher für die gewünschte Heizleistung erforderlich ist. Um eine Trennung in eine linke und eine rechte Hälfte des Heizkörpers zu erzielen, werden des weiteren zwei Heizkörperabflußleitungen vorgeschlagen, die mit entsprechenden Steuer- und/oder Regelelementen bereitgestellt sein können. Durch diese zusätzlichen Steuer- und/oder Regelelemente wird ein weiterer Strömungswiderstand induziert, weshalb die elektrische Pumpe überverhältnismäßig groß ausfallen muß mit einem entsprechend hohen Stromverbrauch.

Aus der DE 19 73 613 A1 ist eine Weiterentwicklung des oben angegebenen Kühlmittelkreislaufes bekannt, der über die Merkmale gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 verfügt. Der hier beschriebene Kühlmittelkreislauf erfordert relativ starke Zusatzpumpen, um den Schließdruck von dem oder den Rückschlagventilen zu überwinden, welcher zumindest gleich der maximalen Druckdifferenz ist, die durch die Motorwasserpumpe bereitgestellt wird.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen eingangs beschriebenen, gattungsgemäßen Kühlmittelkreislauf derart weiterzubilden, daß unter Strömungsoptimierung die Bauraumanforderung reduziert ist, wobei eine individuelle wirkungsgradverbesserte Heizleistungseinstellung für z. B. den Fahrerbereich und den Beifahrerbereich eines Kraftfahrzeuges ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Kühlmittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor von einem Kraftfahrzeug mit zumindest einem Stellelement, einer Kühlmittelpumpe, einem Kühler und einem Wärmetauscher zur Erwärmung des Innenraumes des Fahrzeuges, bei dem zumindest zwei Wärmetauscherabschnitte und/oder Wärmetauscher unabhängig voneinander mittels jeweils einer Pumpe beaufschlagbar sind, zumindest eine Pumpe strömungserzeugend, insbesondere als Generator wirken kann. Durch das Bereitstellen von mehreren Pumpen, welche eine entsprechende Anzahl an Wärmetauscherabschnitten und/oder Wärmetauschern unabhängig voneinander beaufschlagen können, wird ein strömungstechnisch verbessertes System bereitgestellt, mittels welchem in besonders einfacher Weise unterschiedliche Heizleistungen eingestellt werden können, beispielhaft für den Fahrerbereich und den Beifahrerbereich des Innenraumes des Kraftfahrzeuges. Durch das Bereitstellen mehrerer Pumpen kann des weiteren die Leistung und somit die Größe der einzelnen Pumpen reduziert werden, was sich insbesondere vorteilhaft auf die Stromaufnahme auswirkt, da ausschließlich die Pumpenleistung erforderlich ist, die für die gewünschte Heizleistung benötigt wird. Dementsprechend treten kaum Verlustleistungen auf Bedingt durch die Tatsache, daß zumindest eine Pumpe strömungsverzögernd wirken kann, kann diese kleiner ausgebildet sein, da der mögliche Steuer- und/oder Regelbereich erhöht ist. Bei einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform kann diese strömungsverzögernd wirkende Pumpe auch als Generator ausgebildet sein, so daß die gewonnene elektrische Energie zum Antrieb einer anderen Pumpe oder auch zur Speisung der Fahrzeugbatterie genutzt werden kann. Schließlich ermöglicht es der erfindungsgemäße Kühlmittelkreislauf, eine gegebenenfalls bestehende Restwärme für die Aufheizung des Motors auszunutzen.

Vorteilhafterweise ist zumindest eine der Pumpen als Steuer- und/oder Regelelement für die Heizleistung ausgebildet. Bei einer insbesondere bevorzugten Ausführungsform ist zumindest eine Pumpe kontinuierlich oder stufenlos regel- und/oder steuerbar, so daß Druckstöße vermieden werden, die beim Stand der Technik durch einen intermittierenden Pumpenbetrieb und/oder ein Taktventil veranlaßt sind. Des weiteren kann durch das direkte bzw. kontinuierliche Ansteuern und/oder Regeln der Pumpe oder Pumpen eine exaktere Einstellung der bereitgestellten Heizleistung erzielt werden, wodurch die Ansprechzeiten auf Änderungen von z. B. Benutzereinstellungen besser und schneller durchgeführt werden können.

Der Kühlmittelkreislauf umfaßt bevorzugt zumindest ein schaltbares Sperrelement oder ein Rückschlagventil, insbesondere zumindest ein Rückschlagventil je zur Erwärmung des Innenraumes dienenden Wärmetauschers. Durch das Bereitstellen eines Rückschlagventiles kann ein ungewünschtes Durchströmen des Heizkreises, insbesondere in entgegengesetzter Richtung, vermieden werden. Das Rückschlagventil kann beispielhaft mit solch einem Sperrdruck vorgesehen sein, welcher im wesentlichen dem durch die Kühlmittelpumpe bereitgestellten Druck entspricht. Somit wird das Rückschlagventil unmittelbar bei Anlaufen von einer Zusatzpumpe öffnen, wobei der durch den Sperrdruck bedingte Strömungswiderstand nicht von der Zusatzpumpe aufgebracht werden muß, so daß diese entsprechend kleiner ausgelegt werden können. Das Rückschlagventil kann auch mit einem Thermostat gekoppelt sein, um ein Durchströmen des Heizkreises während einer Motorwarmlaufphase, d. h. bei kleinem Kühlkreislauf, zu verhindern. Ein Rückschlagventil kann alternativ oder zusätzlich im Motorkühlkreis vorgesehen sein, um eine diesbezüglich unbeabsichtigte Durchströmung zu verhindern.

Vorteilhafterweise ist in dem Kühlmittelkreislauf gemäß der vorliegenden Erfindung ein Stellelement integriert, welches den jeweils saugseitig an den Zusatzpumpen vorliegenden Druck einstellt. Insbesondere kann solch ein Stellelement dazu dienen, den durch die Kühlmittelpumpe bereitgestellten Druck entsprechend verschiedenen Betriebsparametern auf die unterschiedlichen Pumpen aufzuteilen.

Die Pumpen sind bevorzugt elektromotorisch und/oder mechanisch antreibbar, und können insbesondere über eine Kupplung mit einem bzw. jeweils einem Elektromotor wechselwirken. Die Pumpen könnten auch mit Bezug zueinander gekoppelt sein, zum Beispiel, indem die Pumpenräder koppelbar mechanisch miteinander verbunden sind.

Bevorzugt ist zumindest eine Pumpe, abhängig von Benutzereinstellungen, Betriebsspannung, Motordrehzahl, Kühlmittelvolumenstrom, Druck- und/oder Temperaturzuständen und/oder -differenzen steuer- und/oder regelbar. Insbesondere kann die Funktion der Pumpe oder Pumpen bestimmt werden in einem Kennlinienfeld für die Bereiche Spannung und Temperatur. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, daß die Pumpen nur bei vorliegender Betriebsspannung ansteuerbar sind.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest eine der Pumpen als Generator betreibbar, so daß z. B. bei hoher Motordrehzahl und entsprechend hoher Kühlmittelpumpenleistung ein Überschuß an Pumpleistung in elektrische Energie zurückgewandelt werden kann, die in der fahrzeuginternen Batterie gespeichert wird. Das Vorsehen einer als Generator dienenden Pumpe kann auch insbesondere vorteilhaft sein, wenn eine der Pumpen im Bypass-Betrieb, z. B. bei kleinem Kühlkreislauf, von der Kühlmittelpumpe beaufschlagt wird.

Es ist des weiteren bevorzugt, daß bei kleinem Kühlmittelkreis, d. h. unter Umgehung von Kühler und Wärmetauscher, zumindest eine weitere Pumpe involviert ist, welche insbesondere als Generator dienen kann.

Weiter ist es bevorzugt, daß bezüglich dem Wärmetauscher eine Bypass-Leitung vorgesehen ist, um den sog. kleinen Kühlmittelkreis heizkreisseitig bereitzustellen.

Durch diese Ausgestaltung kann nach der Motorwarmlaufphase eine schnellere Aufheizung des Fahrgastraumes erhalten werden. Somit umfaßt der erfindungsgemäße Kühlmittelkreislauf eine Bypass-Leitung, welche zur Darstellung eines kleinen Kühlmittelkreises zur Erwärmung des Inneraumes dienenden Wärmetauscher umgeht. In dieser Weise kann ein kleiner Kühlkreis, z. B. während der Startphase des Verbrennungsmotors, heizkreisseitig dargestellt werden, wodurch die Beheizung des Fahrgastinnenraumes unmittelbar nach Erreichen eines vorbestimmten Temperaturniveaus erfolgen kann. Im Gegensatz hierzu wird gemäß dem Stand der Technik der gesamte Kühlmittelkreislauf erwärmt, bevor eine entsprechende Heizleistung für den Fahrgastinnenraum bereitsteht.

Schließlich ist es bevorzugt, daß der Sperrdruck des Rückschlagventiles abhängig vom Förderdruck der Kühlmittelpumpe ist. Dies kann z. B. mittels eines elektronisch geregelten Rückschlagventiles erfolgen, welches beispielhaft in Abhängigkeit der Verbrennungsmotordrehzahl einstellbar ist. Insbesondere sollte der Sperrdruck des Rückschlagventiles einstellbar sein auf einen Wert dem Druck, welcher am Ort des Rückschlagventiles von der motorbetriebenen Kühlmittelpumpe bereitgestellt ist. Die Integration eines Rückschlagventiles mit einstellbarem Sperrdruck, abhängig vom Förderdruck der Kühlmittelpumpe, wird als an und für sich selbständig erfinderisch erachtet, so daß auch die Darstellung eines entsprechenden Kühlmittelkreises mit lediglich einer zusätzlichen Pumpe als offenbart gelten soll.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung einiger derzeit bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in welchen gilt:

Fig. 1 zeigt schematisch einen Kühlmittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges als eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt schematisch eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 3 zeigt schematisch eine dritte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 4 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Kühlmittelkreislauf wird ein Verbrennungsmotor 2 eines Kraftfahrzeuges von Kühlmittel durchströmt, welches flußaufwärts liegend über eine Kühlmittelpumpe 4 angetrieben und beaufschlagt wird. Ausgangsseitig des Verbrennungsmotors 2 teilt sich der Kühlmittelkreislauf in zwei Zweige auf, wovon einer zu einem Kühler 3 und der andere zu einem Wärmetauscher 18 führt. Zwischen dem Verbrennungsmotor 2 und dem Kühler 3 ist ein Stellelement 6 in der Form eines Thermostates vorgesehen, mittels welchem die Darstellung eines kleinen Kühlkreises unter Umgehung des Kühlers 3 ermöglicht ist. Der Kühler 3 ist in an und für sich üblicher Weise mit einem Lüfter beaufschlagbar, kann vom herkömmlichen Typ sein und wird daher hierin nicht weiter im Detail beschrieben. Das Kühlmittel erreicht nach Durchtritt des Kühlers 3 oder unter Umgehung des Kühlers 3 die motorbetriebene Kühlmittelpumpe 4. Der andere Zweig des Kühlmittelkreislaufes verzweigt sich in der dargestellten Ausführungsform erneut, um zwei Pumpen 14, 16 saugseitig zu versorgen. In der dargestellten Ausführungsform liegt somit saugseitig der Pumpen 14, 16 der von der motorbetriebenen Kühlmittelpumpe 4 bereitgestellte Druck abzüglich Leitungsverlusten im Verbrennungsmotor 2 und der Zuleitung vor. In der gezeigten Ausführungsform bilden die zwei Pumpen 14, 16 ein Doppel- oder Duopumpensystem, die über eine nicht dargestellte Elektronik unabhängig und insbesondere stufenlos gesteuert oder geregelt werden können. Jede der Pumpen 14, 16 beaufschlagt jeweils den rechten bzw. linken Teil eines Wärmetauschers 18, der zur Erwärmung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges vorgesehen ist. Somit wird eine unabhängig einstellbare Beheizung für z. B. Fahrerraum und Beifahrerraum erzielt. Im oberen Abschnitt des Wärmetauschers 18 laufen die zwei Strömungspfade erneut zusammen und werden gemeinsam zu einem Rückschlagventil 20 geführt, und erreichen schließlich druckseitig der motorbetriebenen Kühlmittelpumpe wieder den Kühlmittelkreislauf.

Obwohl in der dargestellten Ausführungsform diese Rückführung im Motor dargestellt ist, sollte der Fachmann erkennen, daß auch eine Motor-externe Rückführung möglich ist.

In der dargestellten Ausführungsform ist das Rückschlagventil 20 derart ausgelegt, daß dessen Sperrdruck auf die motorbetriebene Kühlmittelpumpe abgestimmt ist. Bei einer besonders einfachen Ausgestaltung entspricht der Sperrdruck im wesentlichen dem Druck, der bei maximaler Motordrehzahl durch die motorbetriebene Kühlmittelpumpe bereitgestellt wird. Bei einer ausgefeilteren Ausführungsform verfügt das Rückschlagventil über einen einstellbaren Sperrdruck, welcher abhängig von dem durch die motorbetriebene Kühlmittelpumpe 4 bereitgestellten Druck ist, z. B. mittels Motordrehzahlsteuerung. Somit müssen die Pumpen 14, 16 lediglich solch eine Druckdifferenz erzeugen, die erforderlich ist zum Durchströmen des Wärmetauschers 18, einschließlich der entstehenden Leitungs-Strömungsverluste.

Sollte die durch die motorbetriebene Kühlmittelpumpe 4 bereitgestellte Förderleistung und/oder Druck größer als erforderlich sein, können die Pumpen 14, 16 in der gezeigten Ausführungsform auch als Kühlmittelströmungs-Begrenzungseinrichtung verwendet werden, wobei sie insbesondere als Generatoren ausgebildet sind, so daß die Strömungsverzögerung als elektrische Energie in der fahrzeugeigenen Batterie gespeichert werden kann.

Insgesamt läßt sich feststellen, daß die in Fig. 1 gezeigte Ausführungform des erfindungsgemäßen Kühlheizkreislaufes strömungsoptimiert eine unabhängige Einstellung für unterschiedliche Bereiche des Fahrgastraumes ermöglicht, wobei die unabhängige Einstellung mittels zweier Pumpen erfolgt, die bezüglich Leistungsanforderung und Bauraum minimiert sind.

In Fig. 2 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufes dargestellt, welcher ähnlich wie der in Fig. 1 dargestellte konzipiert ist. Ähnliche Bestandteile sind mit identischen Bezugszeichen versehen, wobei eine wiederholende Beschreibung diesbezüglich nicht erfolgen soll. Bei dieser Ausführungsform sind zwei voneinander getrennte Wärmetauscher 18 vorgesehen, die über jeweilige Pumpen 14 und 16 beaufschlagbar sind. Anders als bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform werden die zwei Fluidströme erst nach Durchtritt durch zwei Rückschlagventile zusammengeführt, wonach sie flußabwärts liegend der motorbetriebenen Kühlmittelpumpe 4 dem Kühlkreislauf erneut zugeführt werden. Der Kühlmittelkreislauf dieser Ausführungsform umfaßt des weiteren flußabwärts liegend der Pumpen 14, 16 ein Stellelement 8, welches den durch die motorbetriebene Kühlmittelpumpe 4 erzeugten Druck einstellbar saugseitig für die Pumpen 14 und 16 bereitstellen kann. Wenn z. B. lediglich der Fahrerbereich des Fahrgastinnenraumes beheizt werden soll, ermöglicht es das Stellelement 8, lediglich eine Pumpe, z. B. Pumpe 14, mit einem Druck, der durch den Motor betriebenen Kühlmittelpumpe 4 bereitgestellt ist, zu beaufschlagen. Ansonsten sind die zur ersten Ausführungsform gemachten Ausführungen entsprechend auf die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform zu übertragen.

Bei beiden vorangehend beschriebenen Ausführungsformen ist noch zu erwähnen, daß mittels der Pumpen 14, 16 im Wärmetauscher 18 vorliegende Restwärme zur Motorvorwärmung genutzt werden kann. Hierfür ist es jedoch erforderlich, daß die Pumpen 14, 16 zumindest in solch einer Weise ausgelegt sind, daß sie den Sperrdruck des Rückschlagventiles 20 überwinden können.

In Fig. 3 ist eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlkreislaufes dargestellt, bei welchem, anders als bei den ersten beiden Ausführungsformen, die Rückführung des Kühlmittels zu dem Kühlmittelkreislauf nach dem zur Erwärmung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges dienenden Wärmetauschers saugseitig bezüglich der motorbetriebenen Kühlmittelpumpe erfolgt. Dementsprechend kann bei der gezeigten Ausführungsform auf das Rückschlagventil 20 im Heizkreis verzichtet werden.

In der gezeigten Ausführungsform ist jedoch das Rückschlagventil 20 als optional im Motorkühlkreis dargestellt, um bei gleichzeitigem Betrieb der motorbetriebenen Kühlmittelpumpe 4 und der Zusatzpumpen 14, 16 eine entgegengesetzte Strömung im Motorkühlmittelkreis zu vermeiden. Bei einer entprechenden Abstimmung der motorbetriebenen Kühlmittelpumpe 4 und der Zusatzpumpen 14, 16 kann jedoch gegebenenfalls auch auf dieses Rückschlagventil 20 verzichtet werden, insbesondere wenn die motorbetriebene Kühlmittelpumpe 4 saugseitig einen relativ starken Unterdruck bereitstellt oder wenn die Zusatzpumpen 14, 16 lediglich einen Förderdruck bereitstellen, welche geringfügig über dem Druck liegt, der zur Überwindung der Strömungswiderstände im Wärmetauscher und den zugehörigen Leitungen auftritt.

Wie in den vorangegangenen Ausführungsformen können die Zusatzpumpen 14, 16 neben Benutzereinstellungen abhängig von unterschiedlichsten Betriebsparametern gesteuert bzw. geregelt werden. Wie zuvor erwähnt, kann eine Steuerung in Abhängigkeit des Förderdruckes bzw. der Förderleistung der motorbetriebenen Kühlmittelpumpe 4 vorteilhaft sein. Auch eine Kühlmitteltemperatur-abhängige Steuerung kann erforderlich sein, um die von dem Benutzer gewünschte Heizleistung zu erzielen.

In Fig. 4 ist schließlich eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislaufes dargestellt. Die dargestellte Ausführungsform ermöglicht es insbesondere, einen kleinen Kühlmittelkreislauf heizkreisseitig bereitzustellen, wie im folgenden im Detail beschrieben. Eine motorbetriebene Kühlmittelpumpe 4 fördert Kühlmittel zu einem Verbrennungsmotor 2. Ausgehend von dem Verbrennungsmotor 2 erreicht das Kühlmittel ein Stellelement 6, welches den Kühlmittelfluß einem Motorkühlkreis und/oder einem Heizkreis zuführt. Das Stellelement 6 ist in der gezeigten Ausführungsform als ein Thermostat ausgebildet, welches abhängig von der Kühlmitteltemperatur dieses ausschließlich dem Heizkreis oder sowohl dem Heizkreis als auch dem Motorkühlkreis zuführt.

Heizkreisseitig erreicht das Kühlmittel anschließend ein weiteres Stellelement 18, welches in der gezeigten Ausführungsform ein Thermostat mit einem einstellbaren Ventil kombiniert, wobei die thermostatmäßige Einstellung vorrangig ist. Unterhalb einer vorbestimmten Temperatur wird das Stellelement 8 das Kühlmittel ausschließlich der Pumpe 14 zuführen, welche das Kühlmittel zu einem weiteren Stellelement 10 führt. Das Stellelement 10 ist in der gezeigten Ausführungsform wie das Stellelement 8 als Kombination zwischen Thermostat und einstellbarem Ventil ausgebildet. Wenn die Kühlmitteltemperatur unterhalb eines vorbestimmten Wertes liegt, wird das Stellelement 10 das Kühlmittel über die Bypass-Leitung 22 unmittelbar zur motorbetriebenen Kühlmittelpumpe 4 zurückführen, so daß somit ein sog. kleiner Kühlkreis bereitgestellt ist, welcher üblicherweise in der Startphase des Verbrennungsmotors 2 vorliegt. Bei einer entsprechenden Gestaltung der Stellelemente 6, 8 und 10 kann die Pumpe 14 in einem Leerlaufmodus betrieben werden, wobei jedoch bevorzugt überschüssige Strömungsenergie zurückgewonnen wird, indem die Pumpe 14 als Generator dient. Die mit der Pumpe 14 gewonnene Energie kann dann in der im Fahrzeug mitgeführten Batterie gespeichert werden.

Indem die Pumpe 14 in dem sog. kleinen Kühlmittelkreis involviert ist, kann des weiteren die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels reduziert werden, so daß eine im wesentlichen Motordrehzahl-unabhängige Kühlmittelförderung stattfinden kann, die die Motoraufwärmphase verkürzt. Bei Erreichen normaler Betriebstemperaturen kann der in Fig. 4 dargestellte Kühlmittelkreis im wesentlichen entsprechend den Ausführungsformen von Fig. 1, 2 oder 3 betrieben werden. In Fig. 4 ist insbesondere eine analoge Anwendung zu Fig. 3 dargestellt, wobei das Rückschlagventil 20 mit einem Stellelement 12 kombiniert ist, um wiederum eine abhängige Einstellung des Sperrdruckes des Rückschlagventiles 20 vom Förderdruck der Kühlmittelpumpe 4 zu ermöglichen.

Obwohl die vorliegende Erfindung im Vorangegangenen vollständig unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, daß verschiedene Modifikationen möglich sind, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen. Insbesondere sollte erwähnt werden, daß einzelne Merkmale und technische Ausgestaltungen von einer Ausführungsform beliebig in anderen Ausführungsformen enthalten sein können. Des weiteren wird angenommen, daß auch ein Kühlmittelkreislauf mit nur einer Zusatzpumpe und einem Rückschlagventil erfinderisch angesehen wird, wenn das Rückschlagventil abhängig vom Förderdruck der Kühlmittelpumpe einstellbar ist.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß mit dem erfindungsgemäßen Kühlmittelkreislauf ein strömungstechnisch optimiertes System angegeben ist, welches den Einsatz von kleinen Zusatzpumpen ermöglicht, die bezüglich der elektrischen Leistung geringe Anforderungen stellen. Das System ermöglicht zusätzlich in vorteilhafter Weise die Ausnutzung von Restwärme, indem die Zusatzpumpen elektromotorisch unabhängig von der motorbetriebenen Kühlmittelpumpe betrieben werden können. Durch das Doppel- bzw. Duopumpensystem oder auch ein Mehrfach- Pumpensystem wird eine Benutzerorientierte Einstellmöglichkeit gegeben, die sich weder strömungstechnisch noch gesamtkonzeptionell, d. h. leistungstechnisch, negativ auswirkt.


Anspruch[de]
  1. 1. Kühlmittelkreislauf für einen Verbrennungsmotor (2) eines Kraftfahrzeuges mit zumindest einem Stellelement (6, 8, 10, 12), einer Kühlmittelpumpe (4), einem Kühler (3) und einem Wärmetauscher (18) zur Erwärmung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges, wobei zumindest zwei Wärmetauscherabschnitte und/oder Wärmetauscher unabhängig voneinander mittels jeweils einer Pumpe (14, 16) beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Pumpe (14, 16) strömungsverzögernd, insbesondere als Generator, wirken kann.
  2. 2. Kühlmittelkreislauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Pumpe (14, 16) als Steuer- und/oder Regelelement für die Heizleistung dient.
  3. 3. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein schaltbares Sperrelement oder ein Rückschlagventil (20), insbesondere zumindest ein Rückschlagventil (20) je zur Erwärmung des Innenraumes des Kraftfahrzeuges dienenden Wärmetauschers vorgesehen ist.
  4. 4. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Stellelementes (8) der jeweils saugseitig an den Pumpen (14, 16) vorliegende Druck einstellbar ist.
  5. 5. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (14, 16) elektromotorisch und/oder mechanisch antreibbar sind, insbesondere über jeweils eine Kupplung mit einem zugeordneten Elektromotor wechselwirken können.
  6. 6. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine Pumpe (14, 16) abhängig von Benutzereinstellungen, Betriebsspannungen, Motordrehzahl, Kühlmittelvolumenstrom, Druck- und/oder Temperaturzuständen und/oder Differenzen steuer- und/oder regelbar ist.
  7. 7. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei kleinem Kühlmittelkreis neben der Kühlmittelpumpe (4) zumindest eine weitere Pumpe (14, 16) involviert ist.
  8. 8. Kühlmittelkreislauf nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bezüglich des Wärmetauschers (8) eine Bypass-Leitung (22) vorgesehen ist.
  9. 9. Kühlmittelkreislauf nach einem der Anspruche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrdruck des Rückschlagventils (20) steuerbar, insbesondere abhängig vom Förderdruck der Kühlmittelpumpe (4) ist.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com