DE102010009730B3 - Fluid conveying apparatus for circulating operating liquid in fluid circuits of motor car, has cabinets directly limited together, where fluid exchange between cabinets is optionally enable or not enabled - Google Patents
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Abstract
Description
Fluidfördervorrichtung, insbesondere mit als Turbinen ausgebildeten Laufrädern zur Umwandlung kinetischer Energie des durchströmenden Fluids in mechanische Energie einer rotierenden Welle, und Fluidkreislauf mit einer solchen Fluidfördervorrichtung.Fluid conveying device, in particular with turbine wheels designed to convert kinetic energy of the fluid flowing through into mechanical energy of a rotating shaft, and fluid circuit with such a fluid conveying device.
Derartige Fluidfördervorrichtungen werden im Kraftfahrzeugbau dazu verwendet, um Betriebsflüssigkeiten des Kraftfahrzeugs in Fluidkreisläufen zu zirkulieren.Such fluid delivery devices are used in motor vehicle construction to circulate operating fluids of the motor vehicle in fluid circuits.
Die
Die
Nachteilig an dem gezeigten Stand der Technik ist, dass die gemeinsame Antriebswelle der beiden miteinander verbundenen Pumpen von einer gesonderten Antriebseinheit angetrieben werden muss. Dadurch werden die Kosten zur Bereitstellung der beschriebenen Pumpeinheiten deutlich erhöht und die Unterbringung im vorhandenen Bauraum erschwert.A disadvantage of the prior art shown is that the common drive shaft of the two interconnected pumps must be driven by a separate drive unit. As a result, the cost of providing the pumping units described are significantly increased and complicates the placement in the existing space.
Die gattungsbildende
Nachteilig ist, dass kein ausfallsicherer Betrieb der Pumpe sichergestellt werden kann, da die Blockade eines der beiden Räder, durch deren Anordnung auf einer gemeinsamen Welle, zu einem Ausbleiben der Fluidförderung in beiden Kreisläufen führt.The disadvantage is that no fail-safe operation of the pump can be ensured because the blockade of one of the two wheels, by their arrangement on a common shaft, leads to a failure of the fluid delivery in both circuits.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher eine Fluidfördervorrichtung und einen Fluidkreislauf bereitzustellen, mit der sekundäre Pumpstufen besonders kostengünstig, mit wenig Bauraumbedarf und hoher Ausfallsicherheit realisiert werden können.The object of the present invention is therefore to provide a fluid delivery device and a fluid circuit, with the secondary pumping stages can be realized particularly cost-effective, with little space requirement and high reliability.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 und 7 gelöst.This object is solved by the features of
Eine Fluidfördervorrichtung hat ein erstes Gehäuse, mit einem ersten Zulauf und einem ersten Ablauf, in dem ein Primärlaufrad drehbar gelagert ist und mindestens ein zweites Gehäuse, mit einem zweiten Zulauf und einem zweiten Ablauf, in dem ein Sekundärlaufrad drehbar gelagert ist, wobei das Primärlaufrad mit Fluid aus einem Primärkreislauf und das Sekundärlaufrad mit Fluid aus einem Sekundärkreislauf beaufschlagbar ist, wobei das Primärlaufrad durch eine Druckdifferenz zwischen erstem Zulauf und erstem Ablauf in Drehung versetzbar ist, wobei die Drehung des Primärlaufrades auf das Sekundärlaufrad übertragbar ist, wobei das erste Gehäuse und das zweite Gehäuse direkt aneinander angrenzen und wobei ein Fluidaustausch zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse wahlweise möglich oder nicht möglich ist.A fluid delivery device has a first housing, with a first inlet and a first outlet, in which a primary impeller is rotatably mounted and at least one second housing, with a second inlet and a second outlet, in which a secondary impeller is rotatably mounted, wherein the primary impeller with Fluid from a primary circuit and the secondary impeller with fluid from a secondary circuit can be acted upon, wherein the primary impeller is displaceable by a pressure difference between the first inlet and first flow in rotation, wherein the rotation of the primary impeller is transferable to the secondary impeller, wherein the first housing and the second Enclosure directly adjacent to each other and wherein a fluid exchange between the first housing and the second housing is either possible or not possible.
Indem ein Primärlaufrad in einem ersten Gehäuse drehbar gelagert ist und ein Sekundärlaufrad in einem zweiten Gehäuse drehbar gelagert, wobei die Drehung des Primärlaufrades auf das Sekundärlaufrad übertragbar ist, kann die aus dem Volumenstrom im Primärkreislauf resultierende Druckdifferenz zwischen erstem Zulauf und erstem Ablauf genutzt werden, um über das Primärlaufrad gleichzeitig auch das Sekundärlaufrad anzutreiben. Dadurch ist in dem Sekundärkreislauf ein Volumenstrom ohne das Vorhandensein eines gesonderten Pumpantriebs erzeugbar. Es wird lediglich ein Teil der im Primärkreislauf vorhanden Strömungsenergie über die zusammenwirkenden Laufräder auf das Fluid im Sekundärkreislauf übertragen. Der Volumenstrom im Primärkreislauf kann dabei beispielsweise durch eine Fluidpumpe oder durch den Thermosiphon-Effekt erzielt werden. Da eine derartige Fluidfördervorrichtung ohne eigene Antriebsquelle vergleichweise kompakt dargestellt werden kann, ist eine besonders flexible Anordnung möglich. Natürlich ist es auch möglich weitere Sekundärlaufräder in eigenen Gehäusen anzuschließen, die unmittelbar oder mittelbar von dem Primärlaufrad antreibbar sind. Die direkte Kontaktierung von erstem und zweitem Gehäuse ermöglicht eine besonders kompakte Bauform der Fluidfördervorrichtung. Zwischen erstem und zweitem Gehäuse kann ein Fluidaustausch wahlweise möglich oder nicht möglich sein. Vorzugsweise erfolgt der Fluidaustausch im Bereich der Durchtrittsöffnungen der Welle. Damit besteht bei einem Blockieren eines der beiden Laufräder die Möglichkeit eines Fluidübertritts, der eine rudimentäre Funktion des Sekundärkreislaufes, beziehungsweise des Primärkreislaufes, aufrecht erhält.By a primary impeller is rotatably mounted in a first housing and a secondary impeller rotatably supported in a second housing, wherein the rotation of the primary impeller is transferable to the secondary impeller, the resulting from the flow in the primary circuit pressure difference between the first inlet and first outlet can be used to simultaneously drive the secondary impeller via the primary impeller. As a result, a volume flow without the presence of a separate pump drive can be generated in the secondary circuit. Only a portion of the flow energy present in the primary circuit is transferred via the interacting wheels to the fluid in the secondary circuit. The volume flow in the primary circuit can be achieved for example by a fluid pump or by the thermosiphon effect. Since such a fluid delivery device without its own drive source can be made comparatively compact, a particularly flexible arrangement is possible. Of course, it is also possible to connect further secondary wheels in their own casings, which can be driven directly or indirectly by the primary impeller. The direct contacting of the first and second housing allows a particularly compact design of the fluid delivery device. Between the first and second housings, a fluid exchange may be either possible or not possible. Preferably, the fluid exchange takes place in the region of the passage openings of the shaft. In this way, if one of the two impellers blocks, there is the possibility of a fluid transfer which maintains a rudimentary function of the secondary circuit or of the primary circuit.
In einer bevorzugten Ausführung sind das Primärlaufrad und das Sekundärlaufrad über eine gemeinsame Welle drehfest miteinander verbunden, wobei die Welle gegebenenfalls von einem Getriebe unterteilt sein kann, um unterschiedliche Winkelgeschwindigkeiten der Laufräder zu erzeugen.In a preferred embodiment, the primary impeller and the secondary impeller are rotatably connected to each other via a common shaft, optionally, the shaft may be subdivided by a transmission to produce different angular velocities of the wheels.
In einer bevorzugten Ausführung ist in dem ersten Gehäuse ein erster Wellenabschnitt und in dem zweiten Gehäuse ein zweiter Wellenabschnitt vorhanden, wobei die Drehung des ersten Wellenabschnitts durch magnetische Kräfte auf den zweiten Wellenabschnitt übertragbar ist. Bei Kreisläufen mit einem besonders hohen Druck bietet es sich an auf die Durchtrittsöffnungen in den Gehäusen für die Welle zu verzichten und stattdessen eine berührungslose Übertragung der Drehbewegung durch magnetische Wellenabschnitte in den jeweiligen Gehäusen zu nutzen.In a preferred embodiment, a first shaft portion is provided in the first housing and a second shaft portion is provided in the second housing, wherein the rotation of the first shaft portion is transferable to the second shaft portion by magnetic forces. In circuits with a particularly high pressure, it is advisable to dispense with the passage openings in the housings for the shaft and instead to use a non-contact transmission of the rotational movement by magnetic shaft sections in the respective housings.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Drehzahl des Primärlaufrades und/oder des Sekundärlaufrades durch ein Regulierorgan einstellbar. Ein solches Regulierorgan kann beispielsweise durch ein Verstimmen der Güte des Sekundärkreislaufes eine Regelung des Volumenstroms im Sekundärkreislauf bewirken. Hierzu eignen sich variable Drosseln, die über aktive oder passive Aktuatoren angesteuert werden können.In a preferred embodiment, the speed of the primary impeller and / or the secondary impeller is adjustable by a regulating member. By way of example, such a regulating member can bring about a regulation of the volume flow in the secondary circuit by detuning the quality of the secondary circuit. For this purpose, variable chokes are suitable, which can be controlled via active or passive actuators.
In einer bevorzugten Ausführung weist das Sekundärlaufrad einen geringeren Durchmesser auf, als das Primärlaufrad. Wird das Sekundärlaufrad mit einem kleineren Durchmesser als das Primärlaufrad ausgeführt, so sinkt der förderbare Volumenstrom im Sekundärkreislauf gegenüber dem Primärkreislauf ab.In a preferred embodiment, the secondary impeller has a smaller diameter than the primary impeller. If the secondary impeller is designed with a smaller diameter than the primary impeller, then the deliverable volume flow in the secondary circuit decreases with respect to the primary circuit.
Ein Fluidkreislauf mit einer erfindungsgemäßen Fluidfördervorrichtung hat zur Erzeugung eines Volumenstroms in dem Primärkreislauf eine darin angeordnete Fluidpumpe. Eine derartige Fluidpumpe kann vorzugsweise als Kreiselpumpe ausgebildet sein und von einem Riementrieb oder einem Elektromotor angetrieben werden.A fluid circuit with a fluid delivery device according to the invention has a fluid pump arranged therein for generating a volume flow in the primary circuit. Such a fluid pump may preferably be designed as a centrifugal pump and driven by a belt drive or an electric motor.
In einer bevorzugten Ausführung weist der Primärkreislauf eine Kraftmaschine und einen Hauptwärmetauscher und der Sekundärkreislauf ein Absperrorgan und/oder einen Heizungswärmetauscher oder einen Ladeluftkühler oder einen Abgaskühler auf, wobei der Primärkreislauf und der Sekundärkreislauf Teil des Fluidkreislaufes sind. Der Primärkreislauf dient somit der Wärmeabfuhr von der Kraftmaschine, vorzugsweise der Brennkraftmaschine, indem die Fluidpumpe des Primärkreislaufes Fluid aus der Brennkraftmaschine durch einen Hauptwärmetauscher fördert. Das zudem im Primärkreislauf befindliche Primärlaufrad wird von dem so erzeugten Volumenstrom angetrieben und versetzt das angeschlossene Sekundärlaufrad ebenso in Drehung. Das Sekundärlaufrad erzeugt im Sekundärkreislauf, der bevorzugt als ein sogenannter Niedertemperaturkreislauf ausgebildet ist, einen Volumenstrom durch einen Heizungswärmetauscher oder einen Ladeluftkühler oder einen Abgaskühler, wobei auch ein Absperrorgan, vorzugsweise ein Thermostat, die Zirkulation im Sekundärkreislauf unterbrechen kann, indem beispielsweise eine Bypassleitung um das zweite Gehäuse herum geöffnet und der zweite Zulauf geschlossen wird. Der Sekundärkreislauf wird bevorzugt auf einem Temperaturniveau betrieben, welches niedriger als das des Primärkreislaufes ist.In a preferred embodiment, the primary circuit, an engine and a main heat exchanger and the secondary circuit to a shut-off and / or a heat exchanger or a charge air cooler or an exhaust gas cooler, wherein the primary circuit and the secondary circuit are part of the fluid circuit. The primary circuit thus serves to dissipate heat from the engine, preferably the internal combustion engine, in that the fluid pump of the primary circuit delivers fluid from the internal combustion engine through a main heat exchanger. The primary impeller also located in the primary circuit is driven by the volume flow thus generated and also puts the connected secondary impeller in rotation. The secondary impeller generates in the secondary circuit, which is preferably designed as a so-called low-temperature circuit, a volume flow through a heating heat exchanger or a charge air cooler or an exhaust gas cooler, with a shut-off, preferably a thermostat, can interrupt the circulation in the secondary circuit by, for example, a bypass line to the second Housing opened around and the second inlet is closed. The secondary circuit is preferably operated at a temperature level which is lower than that of the primary circuit.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung.Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the drawings.
Darin zeigt die einzige Figur eine Ansicht der Fluidfördervorrichtung.Therein, the single figure shows a view of the fluid delivery device.
Gemäß der Figur hat eine Fluidfördervorrichtung ein erstes Gehäuse
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- erstes Gehäusefirst housing
- 1a1a
- erster Zulauffirst feed
- 1b1b
- erster Ablauffirst course
- 22
- Primärlaufradprimary impeller
- 33
- zweites Gehäusesecond housing
- 3a3a
- zweiter Zulaufsecond inlet
- 3b3b
- zweiter Ablaufsecond course
- 44
- Sekundärlaufradsecondary impeller
- 55
- PrimärkreislaufPrimary circuit
- 66
- SekundärkreislaufSecondary circuit
- 77
- Wellewave
Claims (8)
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2010
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20111008 |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |