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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Pumpenmodul mit einem Gehäuse, in dem eine Pumpe angeordnet ist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeug mit einer Brennkraftmaschine und mit zumindest einem derartigen Pumpenmodul.
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Aus der
DE 195 11 170 A1 ist eine Doppelpumpe mit zwei Pumpen bekannt, welche in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind. Hierbei werden die Pumpen jeweils individuell von einer gemeinsamen Steuerungselektronik gesteuert.
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Aus der
JP 2010 265 656 A ist ein Pumpensystem aus zwei miteinander fluidisch verbundenen Pumpen bekannt, das der Wasserversorgung von Hochhäusern dient. Die der Wasserversorgung von niedrigeren Stockwerken des Hochhauses dienende erste Pumpe ist hierbei fluidisch mit der der Wasserversorgung der höheren Stockwerke dienenden zweiten Pumpe verbunden.
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Aus der
DE 40 21 410 A1 ist ein Pumpenmodul mit zwei in einem gemeinsamen Gehäuse gelagerten Pumpenlaufrädern bekannt, welche von zwei Elektromotoren angetrieben sind.
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Aus der
DE 197 42 799 B4 ist ein Pumpenmodul mit zumindest zwei Pumpen bekannt, die in einem gemeinsamen Kreislauf eingebunden sind.
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Aus der
DE 44 03 697 A1 ist ein Pumpenmodul mit zwei Pumpen bekannt, die einen gemeinsamen Einlass und getrennte Auslässe aufweisen.
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Aus der
DE 299 16 897 U1 ist ein als eine Tauchpumpe ausgestaltetes Pumpenmodul mit zwei Pumpen bekannt, die jeweils einer Pumpenstufe zugeordnet sind und jeweils von einem zugehörigen Antriebsmotor angetrieben werden.
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Ein weiteres Pumpenmodul ist aus der
GB 2 414 278 A bekannt, welches zwei in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnete Flügelräder aufweist, die von einer Steuereinrichtung derart angesteuert werden können, dass sie mit unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten betrieben werden.
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Auch der
EP 2 354 555 A1 ist ein Pumpenmodul mit mehreren Pumpen bis bekannt, welche abhängig voneinander gesteuert werden können und in fluidischer Verbindung zueinanderstehen.
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In vielen Kraftfahrzeugen werden heutzutage Kühlmittelkreisläufe mit unterschiedlichen Temperatur- und/oder Druckbereichen benötigt. Als Beispiel hierfür zu nennen sind ein Niedertemperaturkreislauf für eine Ladeluftkühlung und ein Hochtemperaturkreislauf für eine Heizung bzw. eine Kühlung der Brennkraftmaschine. Diese unterschiedlichen Kühlmittelkreisläufe werden bisher mit separaten elektrischen Pumpen betrieben, wobei diese Pumpen oftmals baugleich, zumindest aber sehr ähnlich aufgebaut sein können. In der Praxis werden somit zwei komplett unabhängige Baugruppen eingebaut, wovon jede Pumpe eine eigene elektrische Ansteuerung sowie einen eigenen elektrischen Anschluss benötigt.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Pumpenmodul der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine kostengünstige Herstellungsweise und ein reduziertes Gewicht auszeichnet.
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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 vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, in einem Pumpenmodul mit einem Gehäuse, nicht mehr wie bisher bekannt, lediglich eine einzige Pumpe anzuordnen, sondern zumindest zwei unabhängig voneinander arbeitende Pumpen und diese über eine gemeinsame Steuerungselektronik individuell zu steuern bzw. regeln. Zudem fördern die zumindest zwei Pumpen unterschiedliche Fluide. Der große Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Pumpenmodul liegt somit darin, dass lediglich eine einzige, gemeinsame Steuerungselektronik zur individuellen Steuerung der zumindest zwei Pumpen vorgesehen ist. Hierdurch ist insbesondere eine der bisher für zwei Pumpen erforderlichen zwei Steuerungselektroniken entbehrlich, da nunmehr die gemeinsame Steuerungselektronik zum individuellen Steuern beider Pumpen verwendet werden kann. Hierdurch kann insbesondere Bauraum und Gewicht eingespart werden, ebenso wie eine elektrische Anbindung der jeweiligen Pumpe an ein Bordnetz. Da insbesondere die Steuerungselektronik kostenmäßig einen Hauptanteil am Pumpenmodul ausmacht, ist die Verwendung einer gemeinsamen Steuerungselektronik für zumindest zwei unterschiedliche Pumpen ein deutlicher Kostenvorteil im Vergleich zu herkömmlichen Pumpen, wobei darüber hinaus durch die nunmehr gemeinsamen Prozessoren, gemeinsame Kommunikationsmodule und einen gemeinsamen Stecker / Spannungsversorgung auch Bauraum auf der Platine eingespart werden kann. Durch den frei werdenden Bauraum und durch das eingesparte Gewicht der nunmehr nicht mehr benötigten zweiten Steuerungselektronik können auch Vorteile hinsichtlich einer Energiebilanz und insbesondere hinsichtlich eines Kraftstoffverbrauchs eines mit einem derartigen Pumpenmodul ausgestatteten Kraftfahrzeugs erzielt werden.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die zumindest zwei Pumpen als Kühlmittelpumpen für unterschiedliche Kühlmittelkreisläufe oder als Ölpumpen für unterschiedliche Ölkreisläufe ausgebildet. Wie eingangs bereits erwähnt, sind in modernen Kraftfahrzeugen oft ein Niedertemperaturkreislauf für die Ladeluftkühlung und ein davon unabhängiger Hochtemperaturkreislauf für die Heizung bzw. die Kühlung der Brennkraftmaschine vorgesehen. Diese beiden Kreisläufe werden bisher mit separaten elektrischen Pumpen betrieben, wobei nun durch das erfindungsgemäße Pumpenmodul beide Kühlkreisläufe weiterhin mit jeweils einer individuell zugeordneten Pumpe aber einer gemeinsamen Steuerelektronik gesteuert werden können. Durch die gemeinsame Steuerelektronik entfallen insbesondere auch ein bisher für eine zweite Steuerungselektronik erforderlicher Prozessor, eine Spannungsversorgung, ein Anschlusskabel, ein Anschlussstecker, eine Entstörungseinrichtung und/oder eine Regelungseinrichtung. Bereits die Aufzählung der hier einsparbaren Bauteile lässt erahnen, welches Potential in dem erfindungsgemäßen Pumpenmodul liegt. Neben unterschiedlichen Kühlmittelkreisläufen können selbstverständlich auch unterschiedliche Ölkreisläufe, beispielsweise Schmieröl für die Brennkraftmaschine und/oder Getriebeöl mit einem derartigen Pumpenmodul betrieben werden. Durch den Entfall eines bisher erforderlichen separaten Anschlusskabels für die zweite Steuerungselektronik kann auch der Verkabelungsaufwand, insbesondere in einem Motorraum, deutlich reduziert werden, was wiederum Kosten- und Gewichtsvorteile bringt. Selbstverständlich ist dabei auch denkbar, dass eine Pumpe des Pumpenmoduls ein Kühlmittel und eine weitere Pumpe des Pumpenmoduls ein Öl fördert, wobei ebenso denkbar ist, dass die zumindest zwei Pumpen in unterschiedlichen Druck- und/oder Temperaturniveaus arbeiten bzw. eingesetzt werden. Die gemeinsame Steuerungselektronik ist dabei erfindungsgemäß im Gehäuse des Pumpenmoduls und damit geschützt angeordnet. Zwar wird in den vorhergehenden Absätzen und in der nachfolgenden Figurenbeschreibung üblicherweise von zwei Pumpen im Pumpenmodul gesprochen, es ist jedoch selbstverständlich klar, dass das Pumpenmodul selbstverständlich auch mehr als zwei Pumpen aufweisen kann, wobei sämtliche Pumpen dann von einer einzigen Steuerungselektronik angesteuert werden.
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Erfindungsgemäß ist die Steuerungselektronik mittig zwischen den zumindest zwei Pumpen angeordnet. Hierdurch kann eine nicht nur platzsparende, sondern auch geschützte Anordnung der Steuerungselektronik erzielt werden, wobei insbesondere auch ein Verkabelungsaufwand durch die zentrale Anordnung der Steuerungselektronik minimal gehalten werden kann, was ebenfalls wiederum zu Kosten- und Gewichtsvorteilen führt.
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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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Es zeigen, jeweils schematisch,
- 1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Pumpenmodul,
- 2a eine Anordnung einzelner Pumpen in dem erfindungsgemäßen Pumpenmodul,
- 2b bis f unterschiedliche Anordnungen einzelner Pumpen in einem nicht unter die Erfindung fallenden Pumpenmodul.
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Entsprechend den 1 und 2a weist ein erfindungsgemäßes Pumpenmodul 1 ein Gehäuse 2 auf, in dem zumindest zwei voneinander unabhängige Pumpen 3 und 3' angeordnet sind. Erfindungsgemäß ist nun auch eine einzige, für beide Pumpen 3, 3' gemeinsam zuständige Steuerungselektronik 4 zur individuellen Steuerung der zumindest zwei Pumpen 3, 3' vorgesehen. In sämtlichen Ausführungsformen sind dabei zwar ausschließlich zwei Pumpen 3, 3' im Gehäuse 2 des Pumpenmoduls 1 vorgesehen, wobei jedoch selbstverständlich klar ist, dass mit der gemeinsamen Steuerungselektronik 4 auch mehr als zwei Pumpen 3, 3' individuell angesteuert werden können.
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Die zumindest zwei Pumpen 3, 3' können beispielsweise als Kühlmittelpumpen für unterschiedliche Kühlmittelkreisläufe oder als Ölpumpen für unterschiedliche Ölkreisläufe ausgebildet sein. Zum Beispiel werden in einem Kraftfahrzeug ein Niedertemperaturkreislauf für die Ladeluftkühlung und ein Hochtemperaturkreislauf für die Heizung bzw. die Kühlung einer Brennkraftmaschine eingesetzt, wobei diese beiden unabhängigen Kreisläufe bislang mit separaten elektrischen Pumpen betrieben wurden. Eine ähnliche Betrachtungsweise findet sich im Bereich von Ölpumpen, beispielsweise für einen Motorölkreislauf und einen Getriebeölkreislauf. Erfindungsgemäß fördern die einzelnen Pumpen 3, 3' des Pumpenmoduls 1 nicht dasselbe Fluid, sondern unterschiedliche Fluide in unterschiedlichen Temperatur- und/oder Druckniveaus. Durch das Vorsehen lediglich einer einzigen und für sämtliche Pumpen 3, 3' verantwortlichen Steuerungselektronik 4 kann bereits bei zwei sich im Pumpenmodul 1 angeordneten Pumpen 3, 3' eine Steuerungselektronik komplett eingespart werden. Da besonders die Bauteile der Steuerungselektronik 4, beispielsweise ein Prozessor 6, eine Spannungsversorgung, eine Entstörungseinrichtung 7, eine Regelungseinrichtung 8, ein Stecker oder eine Kommunikation die vergleichsweise teuren Komponenten darstellen, kann mit dem erfindungsgemäßen Pumpenmodul 1 ein deutlicher Kostenvorteil erzielt werden. Gleiches gilt für den Entfall eines bisher erforderlichen separaten Anschlusskabels 9 für die zweite Steuerungselektronik. Neben dem Kostenvorteil ist darüber hinaus auch ein Bauraum- und Gewichtsvorteil realisierbar, da nun nicht mehr wie bisher für jede Pumpe 3, 3' ein separate Steuerungselektronik 4 erforderlich ist. Hierdurch ist insbesondere auch eine Ressourcen schonende Ausführungsform gefunden, da die Steuerungselektronik 4 rare Rohrstoffe erfordert.
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Betrachtet man die 1, so kann man erkennen, dass das Pumpenmodul 1 lediglich einen einzigen Anschlussstecker 5 zum Anschluss an ein elektrisches Bordnetz und gleichzeitig zum Datentransfer zwischen der Steuerungselektronik 4 und beispielsweise einer Motorsteuerung besitzt. Durch die mittige Anordnung der Steuerungselektronik 4 zwischen den beiden Pumpen 3, 3' kann auch der erforderliche Verkabelungsaufwand minimiert und dadurch Kosten- und Gewichtsvorteile realisiert werden. Eine gleiche Anordnung ist beispielsweise rein schematisch in der 2a gezeigt, wobei hier die beiden Pumpen 3, 3' koaxial zueinander angeordnet sind, ebenso wie in den Darstellungen der 2b und 2c.
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Prinzipiell ist aber selbstverständlich auch eine parallele Anordnung der beiden Pumpen 3, 3' denkbar, wie dies beispielsweise gemäß den 2d bis 2f dargestellt ist.
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Gemäß den 1 und 2a ist die Steuerungselektronik 4 dabei innerhalb des gemeinsamen Gehäuses 2 des Pumpenmoduls 1 angeordnet, wobei selbstverständlich auch vorstellbar ist, dass die gemeinsame Steuerungselektronik 4 außen am Gehäuse 2 oder an einer separaten Stelle im Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, sofern dies bauraumtechnisch sinnvoll erscheint. Generell ist auch vorstellbar, dass ein erfindungsgemäßes Pumpenmodul 1 und zusätzlich eine weitere, extern angeordnete Pumpe von einer einzigen, gemeinsamen Steuerungselektronik 4 angesteuert werden, wobei diese Ausführungsform nicht explizit dargestellt ist.
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Generell sind die zumindest zwei Pumpen 3, 3' zum Fördern unterschiedlicher Fluide ausgebildet, beispielsweise als Ölpumpe 3 und als Wasserpumpe 3' für einen Öl- und einen Kühlkreislauf. Denkbar ist auch, dass eine der Pumpen 3, 3' als Vakuumpumpe ausgebildet ist, die eine mechanische Vakuumpumpe unterstützt. In diesem Fall kann die andere Pumpe 3', 3 als Flüssigkeitspumpe, insbesondere als Ölpumpe oder als Wasserpumpe ausgebildet sein.
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Durch das erfindungsgemäße Pumpenmodul 1 lässt sich bereits bei zwei Pumpen 3, 3' eine Steuerungselektronik 4 einsparen, was insbesondere Kostenvorteile bringt, da die Prozessoren 6, die Anschlussstecker 5 und weitere Bauteile der Steuerungselektronik 4 einen Löwenanteil der Kosten ausmachen. Zugleich können auch rare Rohstoffe, wie beispielsweise seltene Erden, die ebenfalls wiederum sehr teuer sind, eingespart werden. Durch die integrative Anordnung der Steuerungselektronik 4 und der Wegfall zumindest einer Steuerungselektronik 4 bei zumindest zwei Pumpen 3, 3' können darüber hinaus Bauraum- und Gewichtsvorteile erzielt werden, die sich positiv auf eine Energiebilanz, insbesondere auf einen Kraftstoffverbrauch eines mit einem derartigen Pumpenmodul 1 ausgestatteten Kraftfahrzeuges auswirken.
