DE19719199A1 - Kühlmittelpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Bei der Verwendung einer derartigen Kühlmittelpumpe in einem Kraftfahrzeug treibt diese ein Kühlmittel in einem Kühlmit­ telkreislauf an. Der Kühlmittelkreislauf dient im wesentli­ chen dazu, den Motor des Kraftfahrzeuges zu kühlen. Zusätz­ lich können an den Kühlmittelkreislauf jedoch weitere Aggre­ gate angeschlossen werden, bspw. ein Kühler für eine Klima­ anlage, ein Kühler für Kraftstoff, der aus dem Motor in den Tank zurückfließt, oder ein Kühler für das Schmieröl des Mo­ tors. Dazu können die genannten zu kühlenden Aggregate in Reihe an diesen Kühlmittelkreislauf angeschlossen werden oder es wird in einer Kühlmittelleitung an einer Stelle, bspw. mit einem T-Stück, ein Teil des Kühlmittelstroms abge­ zweigt, dem Aggregat zugeführt und an einer anderen Stelle in entsprechender Weise in den Kühlmittelkreislauf zurückge­ führt. Durch die dabei entstehende große Anzahl von unter­ schiedlichen Kühlmittelleitungen wird einerseits der Kühl­ mittelkreislauf in seinem Aufbau relativ unübersichtlich und andererseits wird der Austausch eines solchen Aggregates aufgrund der regelmäßig schwer zugänglichen Leitungen sehr aufwendig.

Die Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, den Anschluß eines zusätzlichen zu kühlenden Aggregates an einen Kühlmittelkreislauf konstruktiv zu vereinfachen.

Dieses Problem wird durch eine erfindungsgemäße Kühlmittel­ pumpe mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Der Erfindung liegt der allgemeine Gedanke zugrunde, direkt an der Kühlmittelpumpe von einem Hauptstrom des Kühlmittel­ kreislaufes, einen Nebenstrom abzuzweigen. Dazu wird an der Druckseite des Pumpengehäuses ein Nebenanschluß vorgesehen, von dem aus der Nebenstrom das zu kühlende Aggregat durch­ strömt. Durch einen weiteren Nebenanschluß an der Saugseite des Pumpengehäuses wird der Nebenstrom dem Hauptstrom wieder zugeführt. Da beide Nebenanschlüsse am Pumpengehäuse ange­ bracht sind, kann ein zusätzliches Aggregat direkt an die Kühlmittelpumpe bzw. an den Kühlmittelkreislauf angeschlos­ sen werden, wobei insbesondere bei einer geeigneten Anord­ nung der jeweiligen Anschlüsse keine zusätzlichen Leitungen notwendig sind.

In vorteilhafter Weise wird durch die erfindungsgemäße Kühl­ mittelpumpe eine modulare Bauweise für bestimmte Motor- Komponenten ermöglicht. Beispielsweise kann eine Ölpumpe und Ölkühler sowie die zugehörigen Verbindungsleitungen enthal­ tendes Öl-Modul als komplette Baugruppe an den Motor ange­ schlossen werden, wobei dann der darin enthaltene Ölkühler über entsprechende Anschlüsse des Öl-Moduls direkt an die - ebenfalls am Motorblock befestigte - erfindungsgemäße Kühl­ mittelpumpe bzw. an den Kühlmittelkreislauf anschließbar ist.

Um das Anschließen der Kühlmittelpumpe an das zusätzliche Aggregat, z. B. das Ölmodul bzw. der darin enthaltene Ölküh­ ler, weiter zu vereinfachen, weist die erfindungsgemäße Kühlmittelpumpe die Merkmale des Anspruches 2 auf, wonach eine einfache Steckverbindung zwischen Kühlmittelpumpe und Ölmodul ermöglicht wird.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfin­ dung weist die Kühlmittelpumpe die Merkmale des Anspruches 3 auf, mit deren Hilfe die Kühlmittelpumpe leicht an das Ag­ gregat anschließbar ist. Beispielsweise läßt sich die Kühl­ mittelpumpe auf das Ölmodul aufstecken und anschließend mit dem Motorblock verschrauben.

Bei einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kühlmittelpum­ pe mit den Merkmalen des Anspruches 4 wird eine besonders einfache, auf übliche Bauteile zurückgreifende, preiswerte Abdichtung der Steckverbindungen erzielt.

Bei einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe mit den Merkma­ len des Anspruches 5, insbesondere, mit den Merkmalen des Anspruches 6, ist es möglich, fertigungstechnische Maßabwei­ chungen wie Fertigungstoleranzen der Kühlmittelpumpe, des anzuschließenden Aggregates (z. B. Ölmodul) und des Motor­ blockes, die sich unter Umständen addieren können, auszu­ gleichen. Darüber hinaus können auch Relativbewegungen zwi­ schen der Kühlmittelpumpe und dem angeschlossenen Aggregat ausgeglichen werden. Derartige Relativbewegungen können dann auftreten, wenn bspw. die Kühlmittelpumpe aus Metall gefer­ tigt ist, während das Aggregat, z. B. ein Ölmodul, aus Kunst­ stoff besteht. Aufgrund der verschiedenen Wärmeausdehnungs­ koeffizienten unterschiedlicher Materialien können zwischen diesen Komponenten thermisch bedingte Verschiebungen auftre­ ten. Durch das mit Spiel in den Nebenanschluß bzw. in die Anschlußöffnung einbringbare Verbindungsrohr wird eine Art kardanische Gelenkverbindung zwischen den Komponenten herge­ stellt, die vorgenannte Toleranzen und Bewegungen bzw. Ver­ schiebungen ausgleichen kann.

Weitere wesentliche Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 eine Rückansicht auf ein Gehäuse einer erfindungsge­ mäßen Kühlmittelpumpe, wobei druck- und saugseitige Nebenanschlüsse im Längsschnitt dargestellt sind,

Fig. 2 teilweise Draufsicht auf das Gehäuse entsprechend Fig. 1 mit weiteren Bestandteilen einer Steckverbin­ dung zwischen den Anschlüssen nach der Erfindung,

Fig. 3 Draufsicht auf das Pumpengehäuse wie in Fig. 1, je­ doch mit einer anderen Ausführungsform der Nebenan­ schlüsse,

Fig. 4 Detailansicht im Längsschnitt eines Nebenanschlusses des Pumpengehäuses, der mit einem zugehörigen An­ schluß eines zusätzlichen Aggregates verbunden ist, und

Fig. 5 eine Detailansicht im Längsschnitt einer anderen Aus­ führungsform der Steckverbindung zwischen den einan­ der zugeordneten Anschlüssen der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe und des daran angeschlossenen Aggre­ gates.

Entsprechend Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Kühlmittelpum­ pe 1 als Radialpumpe ausgebildet, wobei in einem Gehäuse 2 ein entsprechender Rotor 3 als Kreis angedeutet ist. Das Ge­ häuse 2 ist an seiner in der Draufsicht gezeigten Gehäuse­ seite offen, d. h. das Gehäuse 2 wird mit dieser Seite direkt an ein entsprechendes Aggregat, z. B. an einen Motorblock ei­ nes Kraftfahrzeuges, angeschlossen und mit durch Öffnungen 4 durchgeführte Schrauben an diesem befestigt. Dabei bildet die offene Seite des Gehäuses 2 einen druckseitigen Anschluß 5 (im folgenden als druckseitiger Hauptanschluß 5 bezeich­ net).

Am Gehäuse 2 ist, entsprechend Fig. 1 auf der linken Seite, ein als Stutzen ausgebildeter saugseitiger Anschluß 6 (im folgenden als saugseitiger Hauptanschluß 6 bezeichnet) ange­ ordnet. Dieser saugseitige Hauptanschluß 6 bildet z. B. eine Zuleitung vom Kühler des Kühlmittelkreislaufes. Über einen Zusatzanschluß 7, entsprechend Fig. 1 oben, wird der Saug­ seite der Kühlmittelpumpe 1 bspw. von einem Thermostaten herkommendes Kühlmittel zugeleitet.

Im Gehäuse 2 ist, entsprechend Fig. 1 unten, zusätzlich zum druckseitigen Hauptanschluß 5 ein druckseitiger Nebenan­ schluß 8 angeformt, der mit dem druckseitigen Innenraum des Gehäuses 2 kommunizierend verbunden ist. In entsprechender Weise ist an einer anderen Stelle des Gehäuses 2, im gezeig­ ten Ausführungsbeispiel im Bereich des saugseitigen An­ schlußstutzens 6 ein saugseitiger Nebenanschluß 9 angeformt, der seinerseits mit der Saugseite der Kühlmittelpumpe 1 kom­ munizierend verbunden ist.

Diese Nebenanschlüsse 8 und 9 weisen jeweils einen deutlich geringeren Durchströmungsquerschnitt als die Hauptanschlüsse 5 und 6 auf. Dadurch wird gewährleistet, daß nur ein ver­ gleichsweise geringer Nebenstrom durch diese Nebenanschlüsse abgezweigt wird und der Hauptstrom dem übrigen Kühlmittel­ kreislauf im wesentlichen unverändert zur Verfügung steht. Da die Nebenanschlüsse 8 und 9 direkt am Gehäuse 2 der Kühl­ mittelpumpe 1 angeordnet sind, steht dem Nebenstrom die durch die Kühlmittelpumpe 1 erzeugte Druckdifferenz zur Ver­ fügung.

Die Nebenanschlüsse 8 und 9 sind als zylindrische Aufnahmen 10 ausgebildet und dienen entsprechend Fig. 2 jeweils als Muffe einer Steckverbindung. Als weiterer Bestandteil dieser Steckverbindung ist beim druckseitigen Nebenanschluß 8, ent­ sprechend Fig 2 links, ein zylindrischer Anschlußstutzen 11 vorgesehen, der an seinem axial freien Ende als Stecker 12 ausgebildet ist. An seinem anderen Ende ist der Anschluß­ stutzen 11 mit einem nicht gezeigten angeschlossenen Aggre­ gat direkt oder indirekt verbunden. Der Anschlußstutzen 11 bildet auf seiner Innenseite eine mit dem zu kühlenden Ag­ gregat kommunizierende Anschlußöffnung 25.

Beim saugseitigen Nebenanschluß 9, entsprechend Fig. 2 rechts, ist im Unterschied dazu als weiterer Steckverbin­ dungs-Bestandteil ein Verbindungsrohr 13 dargestellt, das an seinen beiden axialen Enden jeweils als Stecker 12 ausgebil­ det ist.

Die Abdichtung zwischen Anschlußstutzen 11 und druckseitigem Nebenanschluß 8 bzw. zwischen Verbindungsrohr 13 und saug­ seitigem Nebenanschluß 9 erfolgt jeweils durch einen radial wirkenden Dichtring 14, der in eine im Bereich des Steckers 12 im Anschlußstutzen 11 bzw. im Verbindungsrohr 13 ausge­ sparte Ringnut 15 eingebracht ist.

Die Nebenanschlüsse 8 und 9 verlaufen in axialer Richtung parallel zueinander, wodurch ein einfaches aufstecken der Kühlmittelpumpe 1 auf ein zusätzliches Aggregat oder umge­ kehrt ermöglicht wird. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform mit etwa auf gleicher Höhe endenden Muffen bzw. Aufnahmen 10 wiedergegeben.

Durch die räumlich relativ dicht beieinanderliegenden Neben­ anschlüsse 8 und 9, durch deren parallele Ausrichtung und deren Ausgestaltung als Steckanschlüsse wird auch eine Mo­ dul-Bauweise für anzuschließende Komponenten erleichtert, wobei die miteinander zu verbindenden Anschlußleitungen in den Modul-Elementen integriert sind. Durch die gewählten Steckverbindungen lassen sich die einzelnen Komponenten ohne außenliegende Leitungen zu einem Gesamtmodul zusammenfügen.

Bei einer anderen Ausführungsform entsprechend Fig. 3 sind die Nebenanschlüsse 8 und 9 jeweils als Stutzen 16 ausgebil­ det, die als Stecker der Steckverbindung dienen. Diese Stec­ ker bzw. Stutzen 16 der Nebenanschlüsse 8 und 9 wirken mit entsprechenden als Muffen ausgebildeten Aufnahmen 17 des an­ zuschließenden Aggregates zusammen. Auch hier wird eine Ab­ dichtung zwischen Stecker 16 und Muffe 17 durch einen Dich­ tring 18 gewährleistet, der in diesem Fall auf einen zurück­ genommenen Bereich 19 am axial freien Ende des Stutzens bzw. Steckers 16 aufgeschoben ist.

Bei einer speziellen Ausführungsform ist entsprechend Fig. 4 die als Muffe ausgebildete Aufnahme 10 des Nebenanschlusses 8 mit dem Anschlußstutzen 11 des zusätzlichen Aggregates verbunden, wobei als beispielhafte Ausführungsform der druckseitige Nebenanschluß 8 gewählt wurde, in der gleichen Weise kann diese Ausgestaltung jedoch auch am saugseitigen Nebenanschluß 9 vorgesehen sein. Vom angeschlossenen Aggre­ gat ist in Fig. 4 ein Anschlußbereich 20 dargestellt, der in dieser speziellen Ausführung als separates, an das Aggregat angeschlossenes Zwischenstück ausgebildet ist. Das axial freie Ende des Anschlußstutzens 11 ist wiederum als Stecker 12 ausgebildet, wobei in diesem Fall die Abdichtung durch einen Dichtring 21 erfolgt, der auf einen zurückgenommenen Bereich 22 am axial freien Ende des Anschlußstutzens 11 bzw. des Steckers 12 aufgeschoben ist.

Üblicherweise besteht das Gehäuse 2 der Kühlmittelpumpe 1 aus Metall, insbesondere aus Aluminium-Druckguß, während das angeschlossene Aggregat, z. B. ein Ölmodul, aus Kunststoff hergestellt sein kann. Da die genannten Bauteile großen Tem­ peraturdifferenzen ausgesetzt sind und da diese unterschied­ lichen Werkstoffe verschiedene Temperaturausdehnungskoeffi­ zienten aufweisen, kann es zu Relativbewegungen zwischen diesen Komponenten kommen. Die aus Muffe 10 und Stecker 12 gebildete Steckverbindung kann dabei Verschiebungen in ihrer axialen Richtung ausgleichen.

Bei einer anderen, bevorzugten Variante besteht entsprechend Fig. 5 die Steckverbindung zwischen der Kühlmittelpumpe 1 und dem angeschlossenen Aggregat aus dem Nebenanschluß 8, einer diesem gegenüberliegend angeordneten Aufnahme 23 und aus dem Verbindungsrohr 13. Auch hier ist der druckseitige Nebenanschluß 8 nur beispielsweise gewählt. Die geschilderte Ausführungsform kann auch mit dem saugseitigen Nebenanschluß 9 realisiert werden. Die Aufnahme 10 des Nebenanschlusses 8 und die Aufnahme 23 des hier wieder aus einem zusätzlichen Zwischenstück gebildeten Anschlußbereiches 20 des Aggregates sind als Muffen ausgebildet, in welche die als Stecker 12 ausgebildeten axialen Enden des Verbindungsrohres 13 ein­ steckbar sind. Die Abdichtung erfolgt durch die radial wir­ kenden Dichtringe 14, die in die ringförmig umlaufenden Nu­ ten 15 eingebracht sind.

In dem in Fig. 5 dargestellten Zustand sind Aufnahme 10 und Aufnahme 23 zueinander fluchtend ausgerichtet, so daß auch diese Verbindung Verschiebungen in Achsrichtung der Aufnah­ men 10 und 23 ausgleichen kann. Da aber sowohl die Kühlmit­ telpumpe 1 als auch das Aggregat (Ölmodul) beispielsweise an einem Motorblock 24 fixiert sind, kann es zusätzlich auch zu Wärmeausdehnungsbewegungen kommen, deren Bewegungsrichtung nicht mit der Achsrichtung der Aufnahme 10 und 23 zusammen­ fällt. Demnach kann sich die dargestellte fluchtende Aus­ richtung verändern. Damit dabei keine Verspannungen zwischen den Bauteilen entstehen, die frühzeitige Materialermüdung und somit verringerte Lebenszeit der Bauteile zur Folge ha­ ben, wird bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine ver­ spannungsfreie Relativbewegung zwischen den Komponenten er­ möglicht. Zu diesem Zweck ist der Außendurchmesser des Ver­ bindungsrohres 13 kleiner als die Innendurchmesser der Auf­ nahme 23 und der Aufnahme 10, so daß das Verbindungsrohr 13 mit Spiel in die Aufnahmen 10 und 23 einführbar ist. Diese Maßnahme gewährleistet zwischen der Kühlmittelpumpe 1 und dem Aggregat bzw. zwischen dem Nebenanschluß 8 des Kühlmit­ telpumpengehäuses 2 und der Anschlußöffnung 25 des Aggrega­ tes auch Verstellbewegungen in einer Richtung, die nicht mit den Längsachsen der Aufnahmen 10 und 23 zusammenfällt.

Durch diese Maßnahmen ist eine kardanische Steckverbindung ausgebildet, deren kardanische Beweglichkeit zusätzlich da­ durch unterstützt wird, daß die axialen Enden des Verbin­ dungsrohres 13 abgerundet ausgebildet sind.

Bei der Gestaltung dieser kardanischen Steckverbindung wird berücksichtigt, daß die Dichtringe 14 auch bei extremen Ver­ stellbewegungen der Aufnahmen 10 und 23 gegeneinander eine abgedichtete Verbindung gewährleisten.

Um das Einführen eines Steckers in seine zugehörige Muffe zu vereinfachen, sind die als Muffe ausgebildeten Aufnahmen an ihrer axial freien Öffnung mit einer Fase versehen.

In den Fig. 4 und 5 ist zwar nur der druckseitige Nebenan­ schluß 8 gezeigt, jedoch werden beide Nebenanschlüsse 8 und 9 vorzugsweise in der gleichen Weise ausgebildet.

Claims (6)

1. Kühlmittelpumpe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse, das einen saugseitigen Anschluß und einen druckseitigen Anschluß aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) zusätzlich einen saugseitigen Nebenan­ schluß (9) und einen druckseitigen Nebenanschluß (8) auf­ weist, wobei diese Nebenanschlüsse (8, 9) jeweils einen ge­ ringeren Durchströmungsquerschnitt aufweisen als die (Haupt-)Anschlüsse (5, 6).

2. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenanschlüsse (8, 9) als Bestandteil einer Steck­ verbindung zum Anschließen eines zu kühlenden Aggregates ausgebildet sind.

3. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenanschlüsse (8, 9) jeweils als Muffe (10) oder Stecker (12) der Steckverbindung ausgebildet sind und in Achsrichtung parallel zueinander ausgerichtet sind.

4. Kühlmittelpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Steckverbindung durch einen radial wirkenden Dich­ tring (14, 18, 21) abgedichtet ist, der zwischen Muffe (10, 17, 23) und Stecker (12) angeordnet ist.

5. Kühlmittelpumpe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens einer der Nebenanschlüsse (8,9) über ein Ver­ bindungsrohr (13) mit einer zugeordneten, mit dem zu kühlen­ den Aggregat kommunizierenden Anschlußöffnung (25) zusammen­ wirkt, wobei der Nebenanschluß (8, 9) und die Anschlußöffnung (25) jeweils als Muffe (10, 23) ausgebildet sind, während das Verbindungsrohr (13) an seinen axialen Enden jeweils als zu diesen Muffen (10, 23) korrespondierender Stecker (12) ausge­ bildet ist.

6. Kühlmittelpumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gehäuse (2) zugeordnete Muffe (10), die dem Ag­ gregat zugeordnete Muffe (23) und die Stecker (12) des Ver­ bindungsrohres (13) derart ausgebildet und aufeinander abge­ stimmt sind, daß das Verbindungsrohr (13) mit Spiel in den Nebenanschluß (8, 9) des Gehäuses (2) und in die dem Aggregat zugeordnete Anschlußöffnung (25) einführbar ist, wobei zur Abdichtung vorgesehene Dichtringe (14) entsprechend ausge­ bildet sind.