DE10254690B3

DE10254690B3 - Förder-Steuereinheit

Info

Publication number: DE10254690B3
Application number: DE10254690A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. Giez
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2002-11-23
Filing date: 2002-11-23
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-11-24

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuer- und Fördervorrichtung (1) von Heizkreisläufen für Kraftfahrzeuge. Die einzelnen funktionalen Elemente wie Steuereinheit (3), Fördereinheitt (4), Umschalt- oder Absperreinheit bilden jeweils für sich eine selbstständig funktionsfähige Bauteilgruppe. Die Bauteilgruppen (3, 4) sind zueinander und gegenüber einem Halteelement (6) lösbar befestigt. Mit Hilfe einer Art Baukastensystem wird mit einer festen Auswahl an Typen von Bauteilgruppen jede beliebige Steuer- und Fördervorrichtung (1) zusammengebaut.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuer- und Fördervorrichtung für Heizkreisläufe von Kraftfahrzeugen mit einem Gehäuse, mindestens einer Steuereinheit und mindestens einer Fördereinheit.

Es ist bereits ein Heizkreislaufsystem eines Fahrzeugs mit einem Verbrennungsmotor aus der DE 43 07 841 Cl bekannt. Das Heizkreislaufsystem verbindet den Verbrennungsmotor, ein vom Motor unabhängiges Heizgerät, einen Innenraumwärmetauscher, eine Umwälzpumpe und eine Bypassleitung, die eine Rücklaufleitung mit einer Vorlaufleitung verbindet. Die Umwälzpumpe wird von einem in seiner Drehrichtung umkehrbaren Elektromotor angetrieben und dient als Steuerelement für einen Betrieb im kleinen Kreislauf unter Einschluss des Heizgerätes und des Fahrzeugwärmetauschers oder im großen Kreislauf unter zusätzlicher Einbeziehung des Verbrennungsmotors. Die Umwälzpumpe und das Steuergerät bilden eine Baueinheit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuer- und Fördervorrichtung derart auszubilden und anzuordnen, dass sie hinsichtlich der Anpassung an verschiedene Leistungsmerkmale eine höhere Flexibilität aufweist und wartungsfreundlicher ist.

Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass das Gehäuse in mindestens ein erstes Teilgehäuse und ein zweites Teilgehäuse unterteilt ist, wobei die Teilgehäuse als einzelne Bauteilgruppen lösbar miteinander verbunden sind.

Hierdurch wird erreicht, dass die Steuer- und Fördervorrichtung zum Einbau vor Ort komplettierbar ist und einzelne, in Teilgehäuse zusammengefasste Bauteilgruppen separat montiert, demontiert und ausgetauscht werden können. Die gesamte Steuer- und Fördervorrichtung wird als Verbaueinheit aus mehreren Bauteilgruppen zusammengesetzt. Je nach den Leistungsmerkmalen der einzelnen Bauteilgruppen weisen die Steuer- und Fördervorrichtungen unterschiedliche Leistungsmerkmale auf.

Hierzu ist es vorteilhaft, dass das erste Teilgehäuse als Gehäuse einer Umschalt-, Absperr- oder einer Steuereinheit und das zweite Teilgehäuse als Gehäuse einer Fördereinheit ausgebildet ist. Mit der Aufteilung der Steuer- und der Fördervorrichtung in Bauteilgruppen wird jeder Bauteilgruppe nur eine Funktion wie beispielsweise Umschalten, Absperren, Steuern oder Pumpen zugeordnet. Durch diese Funktionentrennung, werden die Montage und die Wartung weiter vereinfacht. Funktionsspezifisch bildet jede Bauteilgruppe einen Typ. Eine minimale Anzahl von Typen von Bauteilgruppen bilden eine Art Baukastensystem, das es , ermöglicht, Steuer- und Fördervorrichtung mit unterschiedlichen Leistungsmerkmalen zu bauen. Produktions-, Logistik- und Montagekosten werden dadurch reduziert.

Die Leistungsmerkmale einer Bauteilgruppe variieren hinsichtlich des Komforts und der Dimension der jeweiligen Steuer- oder Fördervorrichtung. Im Prinzip sind alle Steuer-, Fördervorrichtungen und sonstige Bauteilgruppen für eine Vielzahl verschiedener Kraftfahrzeugmodelle identisch aufgebaut. Sie unterscheiden sich lediglich in den Leistungsmerkmalen. Die Flexibilität der Steuer- und Fördervorrichtung hinsichtlich verschiedener Leistungsmerkmale, ermöglicht eine Anpassung an individuelle Kundenwünsche.

Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass das erste Teilgehäuse ein Ventil aufnimmt und dem Ventil ein Stellelement zugeordnet ist. Die Funktion der Steuerung des Warmwasserstroms wird somit durch eine Ventilanordnung gewährleistet, die je nach Leistungsmerkmal unterschiedlich aufgebaut ist. Eine rein mechanisch einstellbare Ventilanordnung findet ebenso ihren Einsatz wie eine elektrisch oder hydraulisch einstellbare Ventilanordnung.

Ferner ist es vorteilhaft, dass das zweite Teilgehäuse ein Pumpenrad aufnimmt und dem Pumpenrad eine Antriebseinheit zugeordnet ist, wobei das zweite Teilgehäuse mit dem Pumpenrad und der Antriebseinheit die Fördereinheit bildet. Als zweite wesentliche Baueinheit wird erfindungsgemäß eine Pumpeneinheit gebildet, die ebenso wie die Steuereinheit unterschiedliche Leistungsmerkmale wie Förderleistung, Geräuschentwicklung oder Bedienbarkeit aufweisen kann.

Vorteilhaft ist es hierzu auch, dass die Steuereinheit und die Fördereinheit selbstständig funktionsfähige Einheiten bilden. Dadurch wird erreicht, dass mit entsprechender Aufnahme von elektrischer Leistung und gegebenenfalls Steuersignalen jede Bauteilgruppe für sich betrieben werden kann. Das Zusammenwirken mehrerer Bauteilgruppen hat eine Steuer- und Fördervorrichtung zum Ergebnis.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass das erste Teilgehäuse und das zweite Teilgehäuse jeweils mindestens einen Einlassstutzen und/oder einen Auslassstutzen aufweisen. Jede Bauteilgruppe ist dadurch an eine oder mehrere benachbarte Bauteilgruppen anschließbar. Erfindungsgemäß wird dadurch erreicht, dass aus einer Vielzahl von selbstständigen Bauteilgruppen ein System einer Steuer- und Fördervorrichtung aufgebaut wird.

Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass mindestens das erste Teilgehäuse und das zweite Teilgehäuse mittels einer Schlauchverbindung miteinander lösbar verbunden sind und in Durchflussverbindung stehen. Die Befestigung und die hydraulische Kopplung sind in einem Bauteil zusammengefasst.

Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass das erste und/oder das zweite Teilgehäuse mittelbar durch mindestens ein Halteelement oder durch ein drittes Teilgehäuse oder durch ein Grundgehäuse an einem Karosserieteil lösbar befestigt sind. Damit ist die Steuer- und Fördervorrichtung je nach Größe oder Leistungsmerkmalen mit einem entsprechenden Halteelement an der Karosserie zu befestigen. Die Halteelemente sind entsprechend an die verschiedenen Größen der Steuer- und Fördervorrichtung angepasst.

Es ist vorgesehen, alle Halteelemente unabhängig der Größe und der Leistungsmerkmale der Steuer- und Fördervorrichtung identisch auszubilden. Zusammen mit den einzelnen Bauteilgruppen wird somit erfindungsgemäß das Baukastensystem erweitert, das mit einer festen Anzahl, von Bauteil- und Halteelementtypen allen Anforderungen an eine Steuer- und Fördervorrichtung gerecht wird.

Vorteilhaft ist es ferner, dass zwischen dem ersten und/oder dem zweiten Teilgehäuse und dem Halteelement eine mechanische Entkopplung vorgesehen ist. Die mechanische Entkopplung dient der einfachen Montage oder dem einfachen Austausch der Steuerund Fördervorrichtung oder einer einzelnen Bauteilgruppe. Die mechanische Entkopplung bildet eine Art Adapter zwischen dem Halteelement und der Steuer- und Fördervorrichtung. Die einzelnen Adapter sind zum Ausbau des Baukastensystems identisch ausgebildet.

Es ist zur Erweiterung des Baukastensystems vorgesehen, das Halteelement mit einer Vielzahl von Lagern oder Lagerschienen zur Aufnahme der Adapter auszubilden. Zur Montage der einzelnen Bauteilgruppen werden entsprechend der erforderlichen Position der jeweiligen Bauteilgruppe ein oder mehrere bestimmte Lager oder Positionen der Lager innerhalb der Lagerschiene ausgewählt. Die zur Positionierung nicht verwendeten Lager oder Bereiche innerhalb einer Lagerschiene bleiben gegebenenfalls für die Positionierung weiterer Adapter frei.

Durch das Baukastensystem ist erreichbar, dass alle Halteelemente einer Steuer- und Fördervorrichtung und/oder alle Entkopplungen einer Steuer- und Fördervorrichtung gleich sind. Dadurch werden Produktions-, Logistik-, und Montagekosten reduziert.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung basiert somit auf einem Baukastensystem, das es ermöglicht, mit einer begrenzten Anzahl an Bauteiltypen und Typen von Befestigungsvorrichtungen eine Steuer- und Fördervorrichtung mit beliebigen Leistungsmerkmalen zu fertigen und zu montieren.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt.
Dabei zeigt:

1 eine Schnittansicht einer Steuer- und Fördervorrichtung mit einer mechanischen Entkopplung;
2 eine Schnittansicht einer Steuer- und Fördervorrichtung mit einem zentralen Halteelement.

In 1 ist eine Schnittansicht einer Steuer- und Fördervorrichtung 1 mit einer mechanischen Entkopplung 8, 8.1, 8.2 dargestellt. Die Entkopplung ist adapterförmig ausgebildet. Karosserieseitig werden die Adapter 8, 8.1, 8.2 durch Lagerschienen 6.1, 6.2, 6.3 eines Halteelements 6 aufgenommen. Das Halteelement 6 ist über Verschraubungen 7.1, 7.2 an einem Karosserieteil 7 verschraubt Innerhalb der Lagerschienen 6.1, 6.2, 6.3 sind die Adapter 8, 8.1, 8.2 transversal verstell- und justierbar. Jede der Lagerschienen 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 kann mehrere Adapter 8, 8.1, 8.2 aufnehmen. Die Adapter 8, 8.1, 8.2 sind nach der Positionierung fixierbar. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform sind zur Positionierung der Adapter 8, 8.1, 8.2 die drei Lagerschienen 6.1, 6.2, 6.3 besetzt.
Eine Steuereinheit 3 ist über die Adapter 8.1, 8.2 und eine Fördereinheit 4 über den Adapter 8 formschlüssig lösbar mit dem Halteelement 6 verbunden. Die Steuereinheit 3 und die Fördereinheit 4 bilden jeweils. eine von mehreren möglichen Typen von Bauteilgruppen der Steuer- und Fördervorrichtung 1. Neben der Steuereinheit 3 und der Fördereinheit 4 sind nicht dargestellte Umschalt- und Absperreinheiten vorgesehen.
Durch die Anordnung mehrerer Lagerschienen 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 und die damit verbundene Möglichkeit, die Adapter 8, 8.1, 8.2 transversal zu verschieben, lassen sich verschieden dimensionierte Bauteilgruppen 3, 4 optimal zueinander justieren. Hierzu werden mehrere Adapter 8, 8.1, 8.2 in verschiedenen Lagerschienen 6.1, 6.2, 6.3, 6.4 an verschiedenen Positionen fixiert.
Die Adapter 8, 8.1, 8.2 nehmen die Steuereinheit 3 und die Fördereinheit 4 auf. Die Steuereinheit 3 bildet ein erstes Teilgehäuse 3.1 mit einem Einlassstutzen 3.4 und einem Auslassstutzen 3.5. Der Strömungskanal 3.6 ist durch ein Ventil 3.2 verschließbar und der Massestrom innerhalb der Steuereinheit 3 einstellbar. Das Ventil 3.2 wird über ein Stellelement 3.3 gesteuert.
Die Fördereinheit 4 bildet ein zweites Teilgehäuse 4.1 mit einem Einlassstutzen 4.4 und einem Auslassstutzen 4.5. Innerhalb des Strömungskanals 4.6 ist ein Pumpenrad 4.2 angeordnet, das über eine Antriebseinheit 4.3 drehzahlgesteuert ist.
Die beiden Bauteilgruppen, Steuereinheit 3 und Fördereinheit 4, sind über eine Schlauchverbindung 5 miteinander hydraulisch, form- und kraftschlüssig verbunden. Die Schlauchverbindung 5 ist über Schlauchklemmen 5.1, 5.2 am Auslassstutzen 3.5 und am Einlassstutzen 4.4 befestigt und abgedichtet.
Der Aufbau der Steuereinheit 3 und der Fördereinheit 4 gemäß 2 entspricht dem gemäß 1. Identische Bauteile sind mit gleichen Bezugsziffern beziffert. Die beiden Bauteilgruppen 3, 4 sind über eine Dichtung 9 in einem Gehäuse 2 gelagert. Zum Befestigen sind der Auslassstutzen 3.5 und der Einlassstutzen 4.4 lediglich in die rohrförmige Dichtung 9 hineingesteckt und durch die unterschiedlichen Durchmesser der Stutzen und der Dichtung 9 mit dieser form- und kraftschlüssig verbunden.
Das Gehäuse 2 bildet ein einteiliges und materialidentisches Bauteil mit einem zentralen Halteelement 6. Das Halteelement 6 nimmt die gesamte Steuer- und Fördervorrichtung 1 auf und ist über Verschraubungen 7.1, 7.2 an dem Karosserieteil 7 befestigt.

Claims

Steuer- und Fördervorrichtung (1) von Heizkreisläufen für Kraftfahrzeuge mit einem Gehäuse (2), mindestens einer Steuereinheit (3) und mindestens einer Fördereinheit (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) in mindestens ein erstes Teilgehäuse (3.1) und ein zweites Teilgehäuse (4.1) unterteilt ist, wobei die Teilgehäuse (3.1, 4.1) als einzelne Bauteilgruppen lösbar miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilgehäuse (3.1) als Gehäuse einer Umschalt-, Absperr- oder einer Steuereinheit (3) und das zweite Teilgehäuse (4.1) als Gehäuse einer Fördereinheit (4) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilgehäuse (3.1) ein Ventil (3.2) aufnimmt und dem Ventil (3.2) ein Stellelement (3.3) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Teilgehäuse (4.1) ein Pumpenrad (4.2) aufnimmt und dem Pumpenrad (4.2) eine Antriebseinheit (4.3) zugeordnet ist, wobei das zweite Teilgehäuse (4.1) mit dem Pumpenrad (4.2) und der Antriebseinheit (4.3) die Fördereinheit (4) bildet.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (3) und die Fördereinheit (4) selbstständig funktionsfähige Einheiten bilden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Teilgehäuse (3.1) und das zweite Teilgehäuse (4.1) jeweils mindestens einen Einlassstutzen (3.4, 4.4) und/oder einen Auslassstutzen (3.5, 4.5) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das erste Teilgehäuse (3.1) und das zweite Teilgehäuse (4.1) mittels einer Schlauchverbindung (5) miteinander lösbar verbunden sind und in Durchflussverbindung stehen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste (3.1) und/oder das zweite Teilgehäuse (4.1) mittelbar durch mindestens ein Halteelement (6) oder durch ein drittes Teilgehäuse oder durch ein Grundgehäuse an einem Karosserieteil (7) lösbar befestigt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten (3.1) und/oder dem zweiten Teilgehäuse (4.1) und dem Halteelement (6) eine mechanische Entkopplung (8) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Halteelemente (6) einer Steuer- und Fördervorrichtung (1) und/oder alle Entkopplungen (8) einer Steuer- und Fördervorrichtung (1) gleich sind.