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Die
Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe mit
einem Pumpengehäuse,
einem Pumpenmotor, einem Kühlwassereintritt
und einem Kühlwasseraustritt
gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 Ferner betrifft die Erfindung einen Kühlmittel <reislauf mit einer
derartigen Kühlmittelpumpe
sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Kühlmittelkreislauf.
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Kühlmittelpumpen
der eingangs genannten Art werden zum Umwälzen von Kühlmittel in einem Kühlmittelkreislaufs
eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs verwendet.
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Bekannte
Kühlmittelpumpen
sind in der Regel mit Hilfe von Schlauchanschlüssen in den Kühlmittelkreislauf
angeschlossen. Bei Wartungsarbeiten müssen diese Schlauchanschlüsse oftmals
gelöst werden,
wobei größere Mengen
Kühlmittel
austreten können.
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Für Kühlmittelkreisläufe an Verbrennungsmotoren
ist aus
DE 198 00
681 A1 eine Ventileinrichtung bekennt, die mittels eines
von einem Stellantrieb betätigbaren
Ventilgliedes in einem Ventilgehäuses die
Verteilung der von einem Austritt zu einem Eintritt des Verbrennungsmotors
geführten
Kühlmittelströmung auf
einen zwischen dem Austrit und dem Eintritt angeordneten Kühler und
auf eine den Kühler umgebende
Kurzschlussleitung regelt. Ein Anschluss der Ventileinrichtung weist
eine Kühlrmittelpumpe auf,
die mit der Ventileinrichtung zu einer Baueinheit vereinigt ist.
Die Ventileinrichtung wird mittels eines elektrischen Stellantriebes
bewegt und ist daher während
Wartungsarbeiten geöffnet.
Selbst hier tritt also dass Problem auf, dass während der Wartung Kühlmittel
austreten kann.
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Aus
US 3,002,624 ist eine Kombination
einer Pumpe und eines Filters bei einem System zum Zirkulieren einer
Flüssigkeit
bekannt. Die Kombination ist durch ein gemeinsames Gehäuse von
Pumpe und Filter geschaffen. In dem Gehäuse sind zwei Absperrventile
in Gestalt von Schraubkegeln angeordnet, die manuell von außerhalb
des Gehäuses
betätigt
werden können.
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Aus
DE 198 09 123 A1 ist
eine Wasserpumpe für
den Kühlkreislauf
einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der ein Stellventil in dem
Pumpengehäuse
der Wasserpumpe integriert ist. Das Stellventil ist als Drehschieber
gestaltet, mit dem einerseits eine wasserseitige Regelung der Temperatur
in dem Kühlkreislauf
und andererseits eine Applikation dieser Regelung für alle am
Stellventil angeschlossenen Teilkühlmittelströme erreicht werden soll.
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Aus
US 4,996,952 ist eine Kühlmittelpumpe für Automobile
bekannt, bei der an einer Pumpe ein Motor angeflanscht ist.
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Aus
US 1,330,934 ist ein Motor
bekannt, bei dem an einer Pumpe ein Filter angeordnet ist.
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Aus
DE 195 40 251 C2 ist
ein Kühlmittelfilter bekannt,
bei dem ein allgemein zylinderförmiger
Filtereinsatz vorgesehen ist, der radial von außen nach innen von dem zu filtrierenden
Kühlmittel
durchströmbar
ist. Im Innenraum des Filtereinsatzes ist ein Kühlmittelzusatz einbringbar,
die in einer von einer Außenhaut
umschlossenen Kammer enthalten ist. Mindestens ein Bereich der Außenhaut
der Kammer öffnet
sich durch Einwirken von Druck und/oder Wärme nach dem Verbinden des
Gehäuses
des Filtereinsatzes mit dem Motorgehäuse oder dessen beider Gehäuseteile
oder durch mindestens ein Öffnungsmittel
beim Verbinden des Gehäuses
mit dem Motorgehäuse
oder der beiden Gehäuseteile.
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Aus
US 5,988,265 A ist
ein Kraftstoffkühler und
ein Kühlmittelfilter
bekannt, bei dem ein Absperrventil in Gestalt einer drehbaren Welle
ausgebildet ist, in der Nuten ausgefräst sind.
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Zugrundeliegende
Aufgabe
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug mit einer eingangs
genannten Kühlmittelpumpe
zur Verfügung
zu stellen, bei dem bei Wartungsarbeiten ein Austritt von Kühlmittel
weitgehend verhindert ist, wobei zugleich die Kühlmittelpumpe kostengünstig herzustellen
sein soll.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einer
Kühlmittelpumpe
gemäß Anspruch
1, einem Kühlmittelkreislauf
gemäß Anspruch
7 und einem Fahrzeug gemäß Anspruch
8 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den nebengeordneten Ansprüchen definiert.
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Die
erfindungsgemäße Kombination
einer Kühlmittelpumpe
mit einer Absperreinrichtung und einer Filtereinrichtung ermöglicht es,
dass sowohl die Kühlmittelpumpe
als auch die Filtereinrichtung mit Hilfe der Absperreinrichtung
für Wartungsarbeiten abgesperrt
werden können
und so ein Austreten von Kühlmittel
sicher verhindert werden kann. Die Absperreinrichtung übernimmt
also eine Doppelfunktion. Darüber
hinaus ist mit der erfindungsgemäßen Koppelung
zu einer separat handhabbaren Baugruppe eine kompakte Einheit geschaffen,
die kostengünstig
herzustellen, zu montieren und in einem Fahrzeug zu verbauen ist.
Darüber
hinaus kann die erfindungsgemäße Baugruppe
als vormontierte Einheit einer Qualitätskontrolle unterzogen und
insbesondere im Ganzen auf Dichtheit geprüft werden.
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Die
Filtereinrichtung ist mit einem austauschbaren Filter versehen,
wobei die Absperreinrichtung den Strömungsweg durch den Filter zugleich
beidseitig vom Filter absperren kann und dieser nachfolgend ausgetauscht
werden kann. Während
des Filterwechsels ist also ein Austritt von Kühlmittel an beiden Seiten des
Filters sicher verhindert. Der auf beiden Seiten verschlossene Strömungsweg
durch den Filter unterbricht zugleich den Strömungsweg durch die Pumpe, so
dass auch an dieser Wartungsarbeiten durchgeführt werden können.
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Das
Absperren ist besonders einfach und selbsterklärend möglich, indem die Absperreinrichtung
mit einem drehbaren Absperrorgan gestaltet ist, in dem der Filter
angeordnet ist.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung
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Bei
der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe
kann besonders vorteilhaft die Absperreinrichtung und die Filtereinrichtung
in einem gemeinsamen Gehäuseabschnitt
angeordnet sind. Ein Montieren und Abdichten von einzelnen Gehäuseabschnitten
kann auf diese Weise vermieden werden.
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Zur
weiteren Verringerung von Montagekosten kann der Gehäuseabschnitt
selbst einteilig mit dem Pumpengehäuse ausgebildet sein.
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Um
die Absperreinrichtung kompakt und leicht bedienbar zu gestalten,
ist das Absperrorgan vorteilhaft von einer ersten Drehlage, in welcher
es den Strömungsweg
durch den Filter freigibt, in eine zweite Drehlage drehbar, in welcher
der Filter aus dem Absperrorgan durch eine im Gehäuseabschnitt ausgebildete
Entnahmeöffnung
entnehmbar ist.
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Die
Kühlmittelpumpe
ist darüber
hinaus noch wartungsfreundlicher gestaltet, indem der Pumpenmotor
an das Pumpengehäuse
demontierbar angebracht ist. Der Pumpenmotor kann dann vom hydraulischen
Teil der Kühlmittelpumpe getrennt
und beispielsweise einzeln ersetzt werden, ohne dass ein Öffnen des
Kühlmittelkreislaufs
erforderlich ist.
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Die
erfindungsgemäße Absperreinrichtung ist
in der Regel manuell betätigbar.
Dabei ist es insbesondere vorteilhaft wenn an einem von außen betätigbaren
Absperrhebel bereits zu erkennen ist, in welcher Stellung sich das
damit betätigte.
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Absperrorgan
befindet.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe
anhand der beigefügten
schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigt:
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1 ein
Schema eines herkömmlichen Kühlsystems
mit einer Kühlmittelpumpe
sowie eines Kühlsystems
mit einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe,
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2 eine
vereinfachte Draufsicht einer erfindungsgemäßen Kühlmitelpumpe mit einer Absperreinrichtung
in Offenstellung sowie in Sperrstellung,
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3 eine
perspektivische Ansicht der Kühlmittelpumpe
gemäß 2 in
einer auseinandergezogenen Darstellung,
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4 eine
perspektivische Ansicht gemäß 3 im
montierten Zustand während
eines Filterwechsels,
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5 eine
perspektivische Ansicht gemäß 4 im
verschlossenen Zustand in Sperrstellung, und
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6 eine
perspektivische Ansicht gemäß 5 mit
demontiertem Pumpenmotor.
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Detaillierte
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 veranschaulicht
auf der linken Seite ein herkömmliches
Kühlmittelsystem,
durch das mit Hilfe einer Kühlmittelpumpe 10 ein
flüssiges
Kühlmittel
umgewälzt
wird. Der Kühlmittelpumpe 10 ist
eine Absperreinrichtung 12 in Gestalt eines manuell zu betätigenden
Absperrhahns mit einer daran gekoppelten Filtereinrichtung 14 zugeordnet,
oder alternativ allein eine Filtereinrichtung 14. Die Kühlmittelpumpe 10 umfasst
einen Pumpenkopf bzw. ein Pumpengehäuse 16, das an einem
Elektromotor 20 als Pumpenmotor fest vormontiert ist.
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Die
Absperreinrichtung 12 und die Filtereinrichtung 14 werden
beim Montieren des Kühlsystems mit
Hilfe von nicht dargestellten Schläuchen und Schlauchklemmen an
Flanschanschlüssen
der Kühlmittelpumpe 10 befestigt.
Dieses Befestigen ist aufwendig und daher in der Regel nur manuell
zu bewältigen.
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Die
rechte Seite der 1 zeigt die erfindungsgemäße Lösung, gemäß der die
Absperreinrichtung 12 und die Filtereinrichtung 14 zusammen mit
dem Pumpengehäuse 16 bzw.
dem Pumpenkopf zu einer vormontierten Baueinheit 18 zusammengefasst
sind.
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An
die Baueinheit 18, welche den Stator und Rotor der Kühlmittelpumpe 10 beinhaltet
ist als Antrieb für
den Rotor ein Elektromotor 20 drehmomentübertragend
angeschlossen. Der Rotor ist dabei gegenüber dem Stator abgedichtet,
so dass der Elektromotor 20 demontiert werden kann, ohne
dass am Pumpengehäuse 16 Kühlmittel
austritt.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 bis 6 wird nachfolgend
der Aufbau der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe 10 im
Detail erläutert.
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Wie
bereits erwähnt
weist die Kühlmittelpumpe 10 als
wesentliche Bautei e eine Absperreinrichtung 12, eine Filtereinrichtung 14,
ein Pumpengehäuse 16 und
einen Elektromotor 20 auf. Erfindungsgemäß dienst
das Pumpengehäuse 16 auch
als Grundelement zum Anordnen der Absperr- und der Filtereinrichtung.
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Das
Pumpengehäuse 16 weist
einen becherförmigen
Gehäuseabschnitt 22 auf,
von dessen Becherwand drei Rohransätze 24, 26 und 28 im
wesentlichen radial abstehen, von denen die Achsen je einen Winkelabstand
von ca. 90° einschließen.
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Der
bezogen auf 3 linke Rohransatz 24 bildet
den Eintritt für
Kühlmittel.
An diesem Rohransatz 24 kann ein nicht dargestellter Vorlaufschlauch angeschlossen
werden.
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Der
bezogen auf 3 rechte Rohranschluss 28 bildet
eine Aufnahme für
ein Pumporgan 30 und einen Austritt 32, der tangential
an den Rohranschluss 28 angeschlossen ist. An dem axialen Ende
des Rohranschlusses 28 ist ein Zwischenstück 34 angebracht,
in welchem insbesondere ein Pumpenrotor 36 gelagert ist.
Das Zwischenstück 34 ist
mit Hilfe von Schrauben 38 an das Ende des Rohranschlusses 28 angeschraubt.
In den vom Pumpengehäuse 16 angewandten
Endbereicht des Zwischenstücks 34 ist
ein Dichtring 40 eingelegt und nachfolgend ist der Elektromotor 20 angeschlossen,
der mit einem Sicherungsstift 42 lagegesichert ist. Der
Elektromotor 20 überträgt Drehmoment
auf den Pumpenrotor 36, der in dem als Stator wirkenden
Zwischenstück 34 und
dem Pumpengehäuse 16 geführt ist.
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In
dem becherförmigen
Gehäuseabschnitt 22 ist
ein Absperrorgan 44 in Gestalt eines Zylinders mit einer
radialen Durchgangsöffnung
bzw. -bohrung 46 eingesetzt. Das Absperrorgan 44 ist
durch eine Öffnung 48 eingesetzt
worden, welche den oberen Rand des becherförmigen Gehäuseabschnitts 22 definiert.
Auf das Absperrorgan 44 ist ein Dichtring 50 aufgelegt,
und nachfolgend ist ein scheibenförmiger Deckel 52 aufgesetzt.
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Der
Deckel 52 ist mit Hilfe von drei Schrauben 54 an
dem becherförmigen
Gehäuseabschnitt 22 befestigt.
Im Deckel 52 ist eine zentrale Durchgangsöffnung 56 ausgebildet,
durch die ein von der Oberseite des Absperrorgans 44 abstehender
profilierter Ansatz 58 in Form eines Vierkantprofils hindurchragt. Auf
den profilierten Ansatz 58 ist ein Absperrhebel 60 in
drehmomentübertragender Verbindung
aufgesteckt. Dieser Absperrhebel 60 ist mit einer Schraube 62 und
einer zugehörigen
Mutter 64 am Ansatz 58 gesichert.
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Mit
Hilfe des Absperrhebels 60 kann das Absperrorgan 44 in
dem becherförmigen
Gehäuseabschnitt 22 gedreht
werden. An der Oberseite des Absperrorgans 44 ist ein Stift 66 eingesteckt,
welcher in eine nicht dargestellte Viertelkreisnut an der Unterseite
des Deckels 52 eingreift und die Drehbewegung des Absperrorgans 44 auf
einen Winkel von ca. 90° begrenzt.
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Die
im Absperrorgan 44 ausgebildete Durchgangsbohrung 46 ist
in der dargestellten Drehstellung durch den bezogen auf 3 mittleren
Rohrarsatz 26 zugänglich.
Durch den Rohransatz 26 kann ein zylinderförmiger Filter 68 bzw.
eine Filterpatrone eingesetzt werden. Der Rohransatz 26 weist
dazu an seinem vom becherförmigen
Gehäuseabschnitt 22 abgewandten
Ende eine kreisförmige Öffnung 70 auf, die
mit einem Schraubdeckel 72 verschlossen werden kann. Der
geöffnete
Schraubdeckel 72 ist mit einem Halteband 74 gesichert.
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In
der genannten Stellung (siehe 2 unten)
ist der Strömungsweg
vom Rohransatz 24 als Eintritt zum Rohransatz 28 als
Austritt zum Pumpenrotor 36 geschlossen und zugleich an
den beiden Seiten von Eintritt und Austritt eine fluiddichter Abschluss
sichergestellt. Wenn der Schraubdeckel 72 geöffnet ist,
kann also kein Kühlmittel
austreten. Ferner kann der Elektromotor 20 vom Pumpengehäuse 16 und
dem Zwischenstück 34 abgenommen
werden, ohne das Kühlmittel
austritt, denn das Zwischenstück 34 ist
am Pumporgan 30 abgedichtet, so dass auch der Pumpenrotor 36 gewechselt
werden kann. Beim Wechseln des Pumporgans 30 wird in einfacher
Weise das Zwischenstück 34 demontiert, wobei
zumindest der Eintritt am Rohransatz 24 mit Hilfe des Absperrorgans 44 fluiddicht
abgeschlossen werden kann.
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Durch
Drehen des Absperrorgans 44 am Absperrhebel 60 kann
dieses zusammen mit dem in der Durchgangsbohrung 46 angeordneten
Filter 68 in eine zwischen dem Eintritt am Rohransatz 24 und dem
Austritt 32 fluidleitende Stellung gebracht werden (siehe 2 oben).
Die Öffnung 70 kann
vor oder nach dem Drehen des Absperrorgans 44 als zusätzliche
Sicherung mit dem Schraubdeckel 72 verschlossen werden.
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- 10
- Kühlmittelpumpe
- 12
- Absperreinrichtung
- 14
- Filtereinrichtung
- 16
- Pumpengehäuse
- 18
- Baugruppe
- 20
- Pumpenmotor
- 22
- becherförmiger Gehäuseabschnitt
- 24
- Kühlwassereintritt
- 26
- Rohransatz
Filtereinsetzen
- 28
- Rohransatz
Pumpenabschnitt
- 30
- Pumpenorgan
- 32
- Kühlwasseraustritt
- 34
- Zwischenstück
- 36
- Pumpenrotor
- 38
- Schrauben
- 40
- Dichtring
- 42
- Sicherungsstift
- 44
- Absperrorgan
- 46
- Durchgangsbohrung
- 48
- Öffnung
- 50
- Dichtring
- 52
- Deckel
- 54
- Schrauben
- 56
- Durchgangsöffnung
- 58
- profilierter
Ansatz
- 60
- Absperrhebel
- 62
- Schraube
- 64
- Mutter
- 66
- Stift
- 68
- Filter
- 70
- Entnahmeöffnung
- 72
- Schraubdeckel
- 74
- Halteband