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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kühlmediumpumpe für
einen Kühlkreis einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges,
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung
betrifft außerdem ein, mit einer derartigen Kühlmediumpumpe ausgestattetes
Kraftfahrzeug.
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Für
den Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges,
ist es allgemein bekannt, eine Kühlmediumpumpe zu verwenden,
die beispielsweise mechanisch über einen von der Brennkraftmaschine
angetriebenen Riemenantrieb oder auch elektrisch angetrieben sein
kann. Die Kühlmediumpumpe ist dabei normalerweise an die Brennkraftmaschine
angebaut, insbesondere an dieser montiert, und weist keine, über
die eigentliche Pumpfunktion hinausgehende, Funktionen auf.
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Aus
der
EP 1 211 390 A1 ist
eine gattungsgemäße Kühlmediumpumpe,
insbesondere eine Kühlwasserpumpe, bekannt, welche in üblicher
Weise mit ihrem Gehäuse an einem Verbrennungsmotor festgelegt,
insbesondere festgeschraubt, wird. Die Kühlmediumpumpe
stellt dabei lediglich ein Anbauteil des Verbrennungsmotors dar,
welches in, an den Verbrennungsmotor, angebautem Zustand von einem
Endlosriemen, welcher mit einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors
antriebsverbunden ist, angetrieben wird. Weitere Funktionen erfüllt
die Kühlmittelpumpe gemäß der
EP 1 211 390 A1 nicht.
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Aus
der
DE 198 09 123
B4 ist eine gattungsgemäße Kühlmediumpumpe
bekannt, welche ein Pumpengehäuse mit einem zentralen Zulauf
und mehreren, jeweils einen Kühlkreislauf beliefernden Auslasskanälen
aufweist. In das Pumpengehäuse ist ein Stellventil integriert,
welches einen hülsenförmigen Drehschieber umfasst.
Dieser Drehschieber ist mit einer axialen Sammelöffnung
zur Zufuhr oder Abfuhr von Kühlmedium zur Saug- oder Druckseite
der Kühlmediumpumpe versehen, wobei in der Umfangswand
des Pumpengehäuses Zulauf- oder Auslauföffnungen
für eine mit dem Kühler verbundene Kühlerleitung
und für zwei oder mehrere weitere Teilkreisläufe
vorgesehen sind.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für eine Kühlmediumpumpe der gattungsgemäßen
Art, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform
anzugeben, welche zumindest eine Zusatzfunktion aufweist.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände
der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kühlmediumpumpe,
das heißt die Kühlwasserpumpe, einer Brennkraftmaschine,
nicht nur als reines Anbauteil zu konzipieren, sondern mit einem
Pumpengehäuse zu versehen, das einen integralen Bestandteil
einer, die Brennkraftmaschine lagernden, Konsole bildet. Die Kühlmediumpumpe
und insbesondere deren Pumpengehäuse weisen somit neben
ihrer eigentlichen Funktion, nämlich einem Fördern
von Kühlmedium, eine Zusatzfunktion, nämlich das
Lagern bzw. Festlegen der Brennkraftmaschine auf. Durch diese gesteigerte
Funktionalität lässt sich einerseits der Bauraumbedarf
reduzieren, da die Kühlmediumpumpe nicht wie bisher separat angebaut
wird, und anderenorts Lagerelemente für die Brennkraftmaschine
vorgesehen werden müssen. Gleichzeitig kann durch das erfindungsgemäß ausgebildete
Pumpengehäuse die Teilevielfalt reduziert werden, was zu
einer Senkung der Teile- und der damit verbundenen Lager- und Logistikkosten führt.
Von entscheidendem Vorteil dürfte jedoch auch sein, dass
sich ein Montagevorgang rationalisieren und damit kostengünstiger
gestalten lässt. Durch die Ausbildung des Pumpengehäuses
als Teile einer Konsole dient dieses bzw. die Kühlmediumpumpe
als ganzes, als Träger- bzw. Lagerelement einerseits für die
Brennkraftmaschine und andererseits für ein Motorschwert
und überträgt somit das gesamte Gewicht der Brennkraftmaschine
inkl. aller möglichen Belastungen bzw. Belastungsfälle
in die Karosserie sowie in einen Antriebsstrang des Kraftfahrzeuges.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Lösung, sind zumindest Teile des Pumpengehäuses
und der Konsole aus (Metall-)Druckguss, insbesondere aus AlSi10Mg,
ausgebildet. Druckgießen ist ein industrielles und damit wirtschaftliches
Gussverfahren für die Massenproduktion von Teilen, bei
dem in der Regel metallische Werkstoffe mit niedrigem Schmelzpunkt
zum Einsatz kommen. Dabei wird die flüssige Metallschmelze
unter hohem Druck von ca. 10 bis 200 Megapascal und mit einer sehr
hohen Geschwindigkeit von bis zu 120 m/s in eine Druckgussform gedrückt,
wo sie dann erstarrt. Das besondere am Druckgießen ist
dabei, dass mit einer Dauerform, dass heißt ohne Modell, gearbeitet
werden kann, wodurch bei einer Serie gleicher Bauteile, die Formenherstellung
nur einmal anfällt. Bei dem genannten Aluminiumdruckguss AlSi10Mg
handelt es sich um eine Aluminium-Gusslegierung mit Legierungsanteilen
von Silizium und Magnesium, welche eine wesentliche Verbesserungen
der Gieß- und Festigkeitseigenschaften bewirken.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lösung, weist die Konsole Verstärkungskonturen,
insbesondere Verstärkungsstege bzw. Verstärkungsrippen,
auf. Derartige Verstärkungskonturen erhöhen die
Festigkeit und Steifigkeit der erfindungsgemäßen
Konsole und sichern somit die Übertragbarkeit der auftretenden Lasten,
bei gleichzeitig vergleichsweise geringem Eigengewicht. Der Verlauf
derartiger Verstärkungskonturen kann dabei beispielsweise
mittels eine FE-Programmes (Finite-Elemente-Programmes) vorab berechnet
werden, so dass an der fertigen Konsole die, das Eigengewicht der
Konsole erhöhenden Verstärkungskonturen, nur in
den Bereichen angeordnet bzw. vorgesehen sind, in welchen sie zur
Aufnahme von Belastungen erforderlich sind.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Lösung, sind an der Kühlmediumpumpe zumindest
drei, jeweils einen Kühlkreis beliefernde Auslasskanäle,
vorgesehen, welche mit einem gemeinsamen Zulauf kommunizieren, und
wobei die jeweiligen Einlassbereiche der insgesamt drei Auslasskanäle
spiralig ineinander greifend bezüglich des Zulaufs angeordnet
bzw. ausgebildet sind, so dass eine besonders dichte Anordnung der
Einlassbereiche der Auslasskanäle erreicht werden kann. Darüber
hinaus ist bei dieser Ausführungsform vorgesehen, dass
zumindest die spiralig ineinander greifenden Einlassbereiche der
einzelnen Auslasskanäle einen integralen Bestandteil des
Pumpengehäuses bilden und somit durch das Pumpengehäuse
gebildet werden können. Die Einlassbereiche der Auslasskanäle
können somit in einem gemeinsamen Arbeitsschritt zusammen
mit der Herstellung des Pumpengehäuses gefertigt werden,
wobei die Konturen der Einlassbereiche durch entsprechende, in das
Pumpengehäuse integrierte Konturen gebildet sind. Separat
anzuschließende Einlassbereiche der Auslasskanäle,
welche üblicherweise einerseits einen hohen Montageaufwand
und andererseits einen hohen Platzbedarf erfordern, lassen sich
dadurch verhindern, so dass eine Kühlmediumpumpe mit einem äußerst
kompakt bauenden Pumpengehäuse geschaffen werden kann,
die zugleich kostengünstig herzustellen ist, da die Einlassbereiche
der Auslasskanäle nicht separat gefertigt bzw. montiert
werden müssen, sondern bereits einen integralen Bestandteil
der jeweiligen Pumpengehäuseteile bilden und dadurch durch
ein einfaches Zusammenbauen des Pumpengehäuses hergestellt
werden können.
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Bei
einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Lösung, ist der spiralig ausgebildete Einlassbereich des
dritten Auslasskanals in den spiralig ausgebildeten Einlassbereich
des ersten Auslasskanals integriert bzw. beginnt in diesem. Der
Einlassbereich, das heißt konkret eine Einlassöffnung,
des dritten Auslasskanals ist somit in den Spiralengang des Einlassbereichs des
ersten Auslasskanals integriert und zweigt dadurch vom Einlassbereich
des ersten Auslasskanals ab. Hierdurch können eine besonders
effektive Verästelung sowie eine platzsparende Bauweise
erreicht werden, da der Einlassbereich des dritten Auslasskanals
nicht gänzlich separat zu den beiden Einlassbereichen des
ersten und des zweiten Auslasskanals gebildet werden muss, sondern
in den Spiralengang eines der beiden anderen Einlassbereiche, hier
des ersten Einlassbereichs, integriert werden kann.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
erfindungsgemäße Kühlmediumpumpe mit
geöffnetem Pumpengehäuse,
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2 eine
mögliche Anbindung einer, das Pumpengehäuse der
Kühlmediumpumpe beinhaltenden Konsole an eine Brennkraftmaschine
bzw. ein Motorschwert,
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3 eine
Schnittdarstellung durch die Konsole in eingebautem Zustand.
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Entsprechend
der 1, weist eine erfindungsgemäße
Kühlmediumpumpe 1 für einen Kühlkreis
einer gemäß der 2 dargestellten
Brennkraftmaschine 2, ein Pumpengehäuse 3 auf,
welches als integraler Bestandteil einer, die Brennkraftmaschine 2 lagernden,
Konsole 4 ausgebildet ist. Demgemäß weist
die Kühlmediumpumpe 1 nicht nur die Funktion des
Förderns eines Kühlmediumstroms auf, sondern ermöglicht
zugleich eine Lagerung der Brennkraftmaschine 2 an einer
nicht gezeigten Fahrzeugkarosserie.
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Um
die dabei auftretenden Belastungen problemlos aufnehmen zu können,
sind zumindest Teile des Pumpengehäuses 3 und
der Konsole 4 aus Druckguss, insbesondere aus Aluminiumdruckguss AlSi10Mg,
ausgebildet.
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Gleichzeitig
sind im Bereich der Konsole 4 Verstärkungskonturen 5 vorgesehen,
welche beispielsweise als Verstärkungsrippen in der Art
von Unterzügen, ausgebildet sein können, und dadurch
die Festigkeit bzw. Steifigkeit der Konsole 4 auf ein erforderliches
Maß erhöhen. Im Bereich der Konsole 4, können
dabei Befestigungspunkte 6 zur Befestigung eines Motorschwertes 7 (vgl. 2 und 3)
vorgesehen sein. Die Befestigungspunkte 6 sind dabei als
Durchgangsöffnungen konzipiert, durch welche bei der Montage
der Kühlmediumpumpe 1 entsprechende Verbindungsmittel 16,
beispielsweise Metallschrauben, geführt werden.
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In
gleicher Art und Weise ausgeführt, kann die Konsole 4 Befestigungspunkte 6' zur
Befestigung eines nicht gezeigten Riemenspanners aufweisen. Ein
derartiger Riemenspanner wird üblicherweise dazu benötigt,
einen Antriebsriemen, über welchen die Kühlmediumpumpe 1 mit
einer angetriebenen Welle der Brennkraftmaschine 2 verbunden
ist, zu spannen.
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Gemäß der 1,
weist nun die Kühlmediumpumpe 1, drei Auslasskanäle 8, 9 und 10 auf,
welche einen jeweils sich daran anschließenden und nicht
gezeigten Kühlkreislauf mit Kühlmedium beliefern.
Die ersten beiden Auslasskanäle 8 und 9 können
dabei beispielsweise jeweils mit einer Zylinderbank der Brennkraftmaschine 2 kommunizierend
verbunden sein und dadurch die, in dieser Zylinderbank angeordneten
Zylinder kühlen, während über den dritten
Auslasskanal 10 der Kühlmediumpumpe 1 zumindest
ein weiteres Aggregat, wie beispielsweise eine Wärmetauschereinrichtung,
mit Kühlmedium beliefert wird.
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Wie
der 1 weiter zu entnehmen ist, sind Einlassbereiche 11, 12 und 13 der
jeweils zugeordneten Auslasskanäle 8, 9 und 10,
spiralig ineinander greifend bezüglich eines Zulaufs 14 der
Kühlmediumpumpe 1 angeordnet bzw. ausgebildet.
Die spiralig ineinander greifenden Einlassbereiche 11, 12 und 13 der
zugehörigen Auslasskanäle 8, 9 und 10,
werden dabei durch das Pumpengehäuse 3 der Kühlmediumpumpe 1 gebildet,
wodurch einerseits eine sehr kompakte Bauweise erreicht werden kann
und andererseits eine Reduzierung der Montagekosten der Kühlmediumpumpe 1.
Bei der Betrachtung der 1 fällt außerdem
auf, dass der spiralig ausgebildete Einlassbereich 13 des
dritten Auslasskanals 10 in den spiralig ausgebildeten
Einlassbereich 11 des ersten Auslasskanals 8 integriert
ist bzw. in diesem beginnt. Dabei können außerdem
die Durchlassquerschnitte der beiden Auslasskanäle 8 und 9 im
wesentlichen gleich groß sein, da durch diese jeweils eine,
einen gleich hohen Kühlbedarf erfordernde, Zylinderbank
gekühlt werden muss, während der Auslasskanal 10 einen,
im Vergleich zu den beiden anderen Auslasskanälen 8 und 9 geringeren
Durchlassquerschnitt aufweist.
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Betrachtet
man die 2, so kann man die Konsole 4 der
Kühlmediumpumpe 1 in an der Brennkraftmaschine 2 angebautem
Zustand sehen, wobei über die Befestigungspunkte 6 eine
Schraubbefestigung 16 mit dem Motorschwert 7 erfolgt
ist. Die Kühlmediumpumpe 1 ist demgemäß zwischen
dem Motorschwert 7 einerseits und der Brennkraftmaschine 2 andererseits
eingebaut. Eine Befestigung erfolgt bei dem gemäß 2 dargestellten
Beispiel über Metallschrauben 16 die durch die
zugehörigen Befestigungspunkte 6 an der Konsole 4 hindurchgeführt und
mit der Brennkraftmaschine 2 verschraubt sind. An den Befestigungspunkten 6' wird
der, gemäß der 2 nicht
dargestellte, Riemenspanner befestigt. Um ein Anziehen bzw. ein
Lösen der Metallschrauben 16 zu vereinfachen,
weisen diese üblicherweise einen Sechskantkopf 15 auf.
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Gemäß der 3,
ist nochmals die Anordnung der Kühlmediumpumpe 1 bzw.
deren Konsole 4 zwischen dem Motorschwert 7 und
der Brennkraftmaschine 2 gezeigt, wobei die Verbindungsmittel 16 vom
Motorschwert 7 ausgehend durch die Befestigungspunkte 6 der
Kühlmediumpumpe 1 geführt und endseitig
in der Brennkraftmaschine 2 verschraubt werden. Deutlich
zu erkennen ist, dass die Brennkraftmaschine 2 über
die Kühlmediumpumpe 1 bzw. deren Konsole 4 am
Motorschwert 7 und damit an einer Karosserie festgelegt
ist. Weitere Befestigungspunkte in diesem Bereich sind somit nicht
erforderlich.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1211390
A1 [0003, 0003]
- - DE 19809123 B4 [0004]