DE19921421A1

DE19921421A1 - Circulating pump with integral temperature control valve, suitable for cooling / heating control in internal combustion engine vehicle

Info

Publication number: DE19921421A1
Application number: DE1999121421
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Baruschke; Oliver Kaefer; Karl Lochmahr
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1999-05-08
Filing date: 1999-05-08
Publication date: 2000-11-09

Abstract

A circulating pump for a heating / cooling circuit in an internal combustion engine motor vehicle, has an integral control valve (V), within the pump housing (G). Valve (V) is a positionable rotary actuated temperature control valve which allows a heat exchanger / cooler, connected between A2 and Z1 to be by-passed by directing the liquid directly from inlet Z2 to port A1, for example to speed engine warm-up to optimum operating temperature at the start of a journey.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe für einen ein Ventil umfassenden Kühl- oder Heizkreislauf in einem Kraftfahrzeug.The invention relates to a pump for a cooling device comprising a valve. or heating circuit in a motor vehicle.

Verbrennungsmotoren für Kraftfahrzeuge werden meist durch ein Kühlmittel gekühlt, das in einem Kühlkreislauf mit Hilfe einer Pumpe umgewälzt wird. Neben der Pumpe umfaßt der Kühlkreislauf einen Kühler sowie oft ein Kühler-Bypassventil, mit dem sich der Kühlmittelfluß so regeln läßt, daß sich eine optimale Betriebstemperatur für den Verbrennungsmotor einstellt.Internal combustion engines for motor vehicles are usually powered by a coolant cooled, which is circulated in a cooling circuit with the help of a pump. In addition to the pump, the cooling circuit includes a cooler and often one Radiator bypass valve, with which the coolant flow can be regulated so that sets an optimal operating temperature for the internal combustion engine.

Für die Beheizung des Innenraums von Kraftfahrzeugen wird ein Teil des Kühlmittels aus dem Kühlkreislauf abgezweigt und in einem Heizkreislauf mit Hilfe einer weiteren Pumpe umgewälzt. Ein Ventil steuert die Menge des Kühlmittels, das aus dem Kühlkreislauf abgezweigt wird. Ein Heizkreislauf für ein Kraftfahrzeug mit einem zusätzlichen Latentwärmespeicher ist aus der EP 0 712 744 A1 bekannt. Die zum Einbinden des Latentwärme speichers in den Heizkreislauf notwendigen Ventile und die Umwälzpumpe sind dort gemeinsam auf einem Aggregatträger angeordnet. Ventile und Pumpe können so als vormontierte Einheit in das Fahrzeug eingebaut werden.For heating the interior of motor vehicles, part of the Coolant branched off from the cooling circuit and in a heating circuit with Circulated with the help of another pump. A valve controls the amount of Coolant that is branched from the cooling circuit. A heating circuit for a motor vehicle with an additional latent heat storage is off EP 0 712 744 A1. The for integrating the latent heat necessary valves in the heating circuit and the circulation pump are arranged together on an assembly carrier. Valves and Pump can be installed in the vehicle as a pre-assembled unit become.

Es stellt sich die Aufgabe, eine Pumpe für einen ein Ventil umfassenden Kühl- oder Heizkreislauf anzugeben, durch deren Verwendung die Funktio nalität des Kühl- oder Heizkreislaufs insgesamt verbessert wird. Insbeson dere solider Aufwand bei der Montage des Kühl- oder Heizkreislaufs verrin gert werden.The task is to create a pump for a valve Specify the cooling or heating circuit, by using the function functionality of the cooling or heating circuit is improved overall. In particular reduce the solid effort involved in installing the cooling or heating circuit be tied.

Diese Aufgabe wird gemäß Anspruch 1 von einer Pumpe gelöst, bei der das Ventil in dem Gehäuse der Pumpe angeordnet ist. Dies erlaubt eine sehr kompakte Bauweise des Kühl- oder Heizkreislaufs und erleichtert die Montage. Ferner läßt sich auf diese Weise der Gesamtströmungswiderstand des Kreislaufs verringern, was wiederum niedrigere Pumpleistungen erlaubt.This object is achieved according to claim 1 by a pump in which the Valve is arranged in the housing of the pump. This allows a very compact design of the cooling or heating circuit and makes it easier Assembly. Furthermore, the total flow resistance can be achieved in this way of the circuit, which in turn allows lower pumping capacities.

Bei einer Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 hat das Ventil einen ersten und einen zweiten Zulauf sowie einen ersten und einen zweiten Ablauf, wobei der erste Ablauf den Zulauf zur Pumpe bildet. Durch dieses Zusammenlegen eines Ventilablaufs mit dem Pumpzulauf wird die Kompaktheit der Anord nung weiter erhöht und der Gesamtströmungswiderstand verringert. Dies trifft insbesondere zu, wenn nach Anspruch 3 die Pumpkammer der Pumpe und das Ventil eine gemeinsame Wandung haben, die mit einer Öffnung versehen ist, welche den ersten Ablauf des Ventils und den Zulauf zur Pumpe bildet.In an embodiment according to claim 2, the valve has a first and a second inlet and a first and a second outlet, wherein the first drain forms the inlet to the pump. By this merging of a valve drain with the pump inlet becomes the compactness of the arrangement voltage further increased and the overall flow resistance decreased. This applies in particular if, according to claim 3, the pump chamber of the pump and the valve have a common wall, the one with an opening is provided, which the first outlet of the valve and the inlet to Pump forms.

Für die Anwendung der Pumpe in einem Kühlkreislauf ist diese gemäß Anspruch 4 vorzugsweise so ausgestaltet, daß das Ventil in einer ersten Ventilstellung einerseits den ersten Zulauf mit dem ersten Ablauf und ande rerseits den zweiten Zulauf mit dem zweiten Ablauf verbindet. In einer zwei ten Ventilstellung ist der zweite Zulauf mit dem ersten Ablauf verbunden. Wird der erste Zulauf und der zweite Ablauf an einen Kühler und der zweite Zulauf und der erste Ablauf an die Kühlkanäle eines Verbrennungsmotors angeschlossen, so fungiert das Ventil als Bypassventil, welches der Umwälzpumpe unmittelbar vorgeschaltet ist und daher mit dieser eine äußerst kompakte Einheit bildet.For the use of the pump in a cooling circuit, this is in accordance with Claim 4 preferably designed so that the valve in a first Valve position on the one hand the first inlet with the first outlet and others on the other hand connects the second inlet to the second outlet. In a two In the valve position, the second inlet is connected to the first outlet. The first inlet and the second outlet to a cooler and the second Inlet and the first outlet to the cooling ducts of an internal combustion engine connected, the valve acts as a bypass valve, which is the Circulation pump is connected immediately upstream and therefore with this one forms an extremely compact unit.

Bei einer Verwendung der Pumpe in einem Heizkreislauf für ein Kraftfahr zeug ist das Ventil vorzugsweise so ausgeführt, daß es in einer ersten Ventilstellung einerseits den ersten Zulauf mit dem ersten Ablauf und ande rerseits den zweiten Zulauf mit dem zweiten Ablauf verbindet. In einer zwei ten Ventilstellung sind beide Zuläufe jeweils mit beiden Abläufen verbunden. When using the pump in a heating circuit for a motor vehicle The valve is preferably designed so that it is in a first Valve position on the one hand the first inlet with the first outlet and others on the other hand connects the second inlet to the second outlet. In a two In the valve position, both inlets are each connected to both outlets.

Der erste Zulauf und der zweite Ablauf sind hierbei an die Kühlkanäle eines Verbrennungsmotors, der zweite Zulauf und der erste Ablauf an einen Wärmetauscher anzuschließen.The first inlet and the second outlet are one to the cooling channels Internal combustion engine, the second inlet and the first outlet to one Connect heat exchanger.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung nach Anspruch 6 handelt es sich bei dem Ventil, das in das Gehäuse der Pumpe integriert ist, um ein Dreh schieberventil. Ein derartiges Ventil läßt sich besonders gut in das Gehäuse einer Umwälzpumpe integrieren. Außerdem läßt sich ein Drehschieberventil mit konstanten Kräften betätigen und ist somit besonders geeignet, elek trisch verstellt zu werden, wie dies in modernen Motorkühlungssystemen und Kraftfahrzeugheizungen vorgesehen ist.In an advantageous embodiment according to claim 6, it is the valve, which is integrated into the housing of the pump, by one turn slide valve. Such a valve can be particularly well in the housing integrate a circulation pump. In addition, a rotary slide valve can be used operate with constant forces and is therefore particularly suitable for elec to be adjusted, as is the case in modern engine cooling systems and Motor vehicle heaters is provided.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen:Advantageous embodiments of the invention are in the drawings are shown and are described below. Show it:

Fig. 1 einen seitlichen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pumpe für eine Anwendung in einem Kühlkreislauf, Fig. 1 is a side section through a first embodiment of a pump according to the invention for use in a refrigeration cycle,

Fig. 2 einen Schnitt A-A durch die Pumpe aus Fig. 1, Fig. 2 is a section AA through the pump of FIG. 1,

Fig. 3 einen seitlichen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Pumpe für eine Anwendung in einem Heizkreislauf in einer ersten Ventilstellung, Fig. 3 is a side section through a second embodiment of a pump according to the invention for use in a heating circuit in a first valve position,

Fig. 4 einen Schnitt A-A durch die Pumpe aus Fig. 3, Fig. 4 shows a section AA, by the pump of FIG. 3

Fig. 5 die Pumpe aus Fig. 3 in einer zweiten Ventilstellung. Fig. 5 shows the pump of FIG. 3 in a second valve position.

Die Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein erstes, für die Verwendung in einem Motor kühlkreislauf besonders geeignetes Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen Pumpe in zwei unterschiedlichen Schnitten. Die Pumpe ist als Radialpumpe DP ausgeführt und hat ein Gehäuse G, das ari sich bekannte Innenbauteile der Radialpumpe DP und ein Ventil V mit einer Ventilkammer VK aufnimmt. Das Ventil V ist hier im Deckelteil des Gehäuses G unter gebracht. Zum Antrieb der Radialpumpe DP ist ein Elektromotor EMP vor gesehen. Die Einzelheiten der Radialpumpe DP und ihres Antriebs sind für die Erfindung nicht wesentlich und werden deswegen nicht näher erläutert. Figs. 1 and FIG. 2 show a first, for use in an engine cooling circuit particularly suitable embodiment of the invented proper pump in two different sections. The pump is designed as a radial pump DP and has a housing G which receives known internal components of the radial pump DP and a valve V with a valve chamber VK. The valve V is placed here in the cover part of the housing G. To drive the radial pump DP, an electric motor EMP is seen before. The details of the radial pump DP and its drive are not essential to the invention and are therefore not explained in detail.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, sind die Ventilkammer VK und die Pump kammer PK der Radialpumpe DP nur durch eine Wandung W voneinander getrennt. In der Wandung ist eine Öffnung O vorgesehen, die einen ersten Ablauf des Ventils V und gleichzeitig den Zulauf zur Radialpumpe DP bildet. Das Ventil V ist als Drehschieberventil ausgeführt, deren Drehschieber DS um eine Achse drehbar gelagert ist, die parallel und versetzt zur Drehachse der Radialpumpe DP angeordnet ist. Das Ventil V hat einen ersten Zulauf Z1 und einen ersten Ablauf A1 sowie einen zweiten Zulauf Z2 und einen zwei ten Ablauf A2. In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ventilstellung ist der erste Zulauf Z1 mit dem ersten Ablauf A1 und der zweite Zulauf Z2 mit dem zweiten Ablauf A2 verbunden. Der erste Ablauf A1 ist, wie oben bereits erwähnt, gleichzeitig der Zulauf zur Drehpumpe DP. Der Ablauf der Radial pumpe DP ist mit AP bezeichnet.As can be seen in Fig. 2, the valve chamber VK and the pump chamber PK of the radial pump DP are separated from each other only by a wall W. An opening O is provided in the wall, which forms a first outlet of the valve V and at the same time the inlet to the radial pump DP. The valve V is designed as a rotary slide valve, the rotary slide valve DS of which is rotatably mounted about an axis which is arranged parallel and offset to the axis of rotation of the radial pump DP. The valve V has a first inlet Z1 and a first outlet A1 and a second inlet Z2 and a second outlet A2. In the first valve position shown in FIGS. 1 and 2, the first inlet Z1 is connected to the first outlet A1 and the second inlet Z2 to the second outlet A2. As already mentioned above, the first outflow A1 is at the same time the inflow to the rotary pump DP. The process of the radial pump DP is designated AP.

Wird nun der Drehschieber DS mit Hilfe des hierzu vorgesehenen Verstell motors VM um etwa 40° nach rechts verdreht, so verschließt der Dreh schieber DS den ersten Zulauf Z1 sowie den zweiten Ablauf A2. In dieser zweiten Ventilstellung ist nur noch der zweite Zulauf Z2 mit dem ersten Ablauf A1 verbunden.If the rotary valve DS is now using the adjustment provided for this purpose motors VM rotated about 40 ° to the right, the rotation closes slide DS the first inlet Z1 and the second outlet A2. In this second valve position is only the second inlet Z2 with the first Process A1 connected.

Eine derartige Auslegung des Ventils V ist insbesondere zweckmäßig in der Anwendung der Pumpe in einem Kühlkreislauf für einen Verbrennungsmotor. Man stelle sich hierzu vor, daß in der in Fig. 1 gezeigten ersten Ventilstel lung vom Verbrennungsmotor erhitztes Kühlmittel über den Zulauf Z2 dem Ventil zugeführt wird. Das erhitzte Kühlmittel verläßt das Ventil über den Ablauf A2 und kühlt sich in einem daran angeschlossenen Kühler ab. Das abgekühlte Kühlmittel wird über den Zulauf Z1 dem Ventil zugeführt und gelangt über den Ablauf A1 in die Pumpkammer PK der Radialpumpe DP. Diese pumpt das abgekühlte Kühlmittel über den Ablauf der Pumpe AP zurück zur Verbrennungsmotor. Such a design of the valve V is particularly useful in the application of the pump in a cooling circuit for an internal combustion engine. Imagine that in the first valve position shown in FIG. 1, coolant heated by the internal combustion engine is supplied to the valve via the inlet Z2. The heated coolant leaves the valve via outlet A2 and cools down in a cooler connected to it. The cooled coolant is fed to the valve via the inlet Z1 and reaches the pump chamber PK of the radial pump DP via the outlet A1. This pumps the cooled coolant back to the internal combustion engine via the outlet of the pump AP.

In der oben angesprochenen zweiten Ventilstellung hingegen wird das erhitzte Kühlmittel über den Zulauf Z2 direkt dem Ablauf A1 zugeführt, ohne vorher den Kühler durchströmt zu haben. In diese Bypass-Stellung wird das Ventil V dann gebracht, wenn, wie etwa zu Beginn einer Fahrt, das Kühl mittel noch nicht seine Betriebstemperatur erreicht hat.In the second valve position mentioned above, however, it will heated coolant is fed directly to outlet A1 via inlet Z2 without to have flowed through the cooler beforehand. In this bypass position it will Valve V brought when, as at the beginning of a journey, the cooling medium has not yet reached its operating temperature.

Die Fig. 3 und Fig. 4 zeigen ein zweites, vor allem für die Anwendung in einer Kraftfahrzeugheizung vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Pumpe. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem oben erläu terten durch die Gestalt des Drehschiebers DS. Bei der in Fig. 3 gezeigten ersten Ventilstellung wirkt sich dieser Unterschied in der Gestalt auf die Funktion nicht aus. Wird jedoch der Drehschieber DS durch Verdrehen um etwa 45° nach rechts in eine zweite Ventilstellung gebracht, so gelangt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, der Drehschieber in eine Zwischenstellung, in der der erste Zulauf Z1 sowohl mit dem ersten Ablauf A1 als auch mit dem zweiten Ablauf A2 verbunden ist. Gleichzeitig ist der zweite Zulauf Z2 mit beiden Abläufen A1 und A2 verbunden. Es kommt somit in dieser zweiten Ventilstellung zu einer Mischung der Teilkreisläufe. FIGS. 3 and FIG. 4 show a second, especially for use in a motor vehicle heating advantageous embodiment of the pump. This second embodiment differs from the above-explained by the shape of the rotary valve DS. In the first valve position shown in FIG. 3, this difference in shape does not affect the function. However, if the rotary slide valve DS is brought into a second valve position by turning it about 45 ° to the right, then, as shown in FIG. 5, the rotary slide valve reaches an intermediate position in which the first inlet Z1 with both the first outlet A1 and is also connected to the second outlet A2. At the same time, the second inlet Z2 is connected to both processes A1 and A2. This results in a mixture of the partial circuits in this second valve position.

Schließt man den ersten Zulauf Z1 und zweiten Ablauf A2 an die Kühlkanäle eines Verbrennungsmotors sowie den Ablauf der Pumpe AP und den zwei ten Zulauf Z2 an einen Wärmetauscher an, so entsteht ein Heizkreislauf für ein Kraftfahrzeug. In der in den Fig. 3 und 4 dargestellten ersten Ventil stellung strömt erhitztes Kühlmittel über den ersten Zulauf Z1 dem Ventil V zu und wird von der Radialpumpe DP in den Heizkreislauf in Richtung der Wärmetauscher gepumpt. Nach Abkühlung im Wärmetauscher strömt das Kühlmittel über den zweiten Zulauf Z2 und den zweiten Ablauf A2 zum Ver brennungsmotor zurück. Wenn die Heizleistung verringert werden soll, so bringt man den Drehschieber in die in Fig. 5 dargestellte zweite Ventil stellung. Ein Teil des abgekühlten Kühlmittels gelangt nun vom zweiten Zulauf Z2 wieder unmittelbar zurück zur Radialpumpe DP. Um die Heizung auszuschalten, wird der Drehschieber DS noch weiter im Uhrzeigersinn gedreht, so daß beide Teilkreisläufe vollständig entkoppelt sind. Vom Ver brennungsmotor erhitztes Kühlmittel strömt dann vom ersten Zulauf Z1 innerhalb des Ventils V über den zweiten Ablauf A2 zum Verbrennungsmotor zurück.If you connect the first inlet Z1 and second outlet A2 to the cooling ducts of an internal combustion engine and the outlet of the pump AP and the two inlet Z2 to a heat exchanger, a heating circuit for a motor vehicle is created. In the first valve position shown in FIGS. 3 and 4, heated coolant flows through the first inlet Z1 to the valve V and is pumped by the radial pump DP into the heating circuit in the direction of the heat exchanger. After cooling in the heat exchanger, the coolant flows back to the internal combustion engine via the second inlet Z2 and the second outlet A2. If the heating output is to be reduced, the rotary valve is brought into the second valve position shown in FIG. 5. Part of the cooled coolant now returns from the second inlet Z2 directly to the radial pump DP. In order to switch off the heating, the rotary valve DS is turned further clockwise so that both sub-circuits are completely decoupled. Coolant heated by the internal combustion engine then flows back from the first inlet Z1 within the valve V via the second outlet A2 to the internal combustion engine.

Es versteht sich, daß nicht nur ein, sondern auch mehrere Ventile vorteilhaft in das Gehäuse der Pumpe integriert werden können. Ferner ist die Erfin dung nicht auf die Verwendung bestimmter Typen von Ventilen oder Pumpen beschränkt.It is understood that not only one, but also several valves are advantageous can be integrated into the pump housing. Furthermore, the inventor not to use certain types of valves or Pumps limited.

Claims

1. Pump for a cooling or heating circuit comprising a valve (V) in a motor vehicle, characterized in that the valve (V) is arranged in the housing (G) of the pump.

2. Pump according to claim 1, wherein the valve (V) a first (Z1) and a second (Z2) inlet and a first (A1) and a second (A2) drain has, the first drain the inlet to the pump (DP) forms.

3. Pump according to claim 2, wherein the pump chamber (PK) of the pump and the valve (V) have a common wall (W) with an opening (O) is provided which the first outlet (A1) and the Inlet to the pump forms.

4. Pump according to one of claims 2 or 3, wherein the valve (V) so is carried out that it is in a first valve position on the one hand first inlet (Z1) with the first outlet (A1) and on the other hand the second inlet (Z2) connects to the second outlet (A2), and that it in a second valve position the second inlet with the first Process connects.

5. Pump according to one of claims 2 or 3, in which the valve so is that it is in a first valve position on the one hand the first Inlet (Z1) with the first outlet (A1) and on the other hand the second Inlet (Z2) connects to the second outlet (A2), and that it is in a second valve position ver both inlets with both outlets ver binds.

6. Pump according to one of the preceding claims, wherein the valve is an adjustable rotary slide valve (DS).

7. Cooling circuit for an internal combustion engine with a pump after Claim 4, in which the first inlet (Z1) and the second outlet (A2) to a cooler and the second inlet (Z2) and the outlet of the pump (AP) are connected to cooling ducts of an internal combustion engine.

8. heating circuit for a motor vehicle with a pump according to claim 5, in which the first inlet (Z1) and the second outlet (A2) to cooling channels an internal combustion engine and the second inlet (Z2) and the outlet the pump (AP) are connected to a heat exchanger.