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Die
Neuerung betrifft eine Doppelpumpe für die Förderung zweier verschiedener
Flüssigkeiten.
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Der
Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Doppelpumpe für die Förderung
zweier verschiedener Flüssigkeiten
zu geben, welche an unterschiedliche Betriebsverhältnisse
anpassbar ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Doppelpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
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Die
Neuerung schlägt
mit anderen Worten vor, durch eine gemeinsame Antriebseinheit zwei Pumpen
für zwei
verschiedene zu fördernde
Medien gleichzeitig anzutreiben. Durch voneinander getrennte Strömungswege
für die
beiden Flüssigkeiten
ist eine Vermischung der beiden Flüssigkeiten ausgeschlossen.
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Im
Gegensatz zu hintereinander geschalteten Pumpen innerhalb desselben
Flüssigkeitskreislaufs,
die eventuell auch als „Doppelpumpe" bezeichnet werden
könnten
und bei denen die zweite Pumpe entweder die Verstärkung der
Förderleistung
bewirken soll oder im Abstand von der ersten Pumpe angeordnet Strömungsverluste
innerhalb des Kreislaufs kompensieren soll, ist neuerungsgemäß unter
dem Begriff der „Doppelpumpe" vorgesehen, durch
die Trennung der beiden Kreisläufe
unterschiedliche Flüssigkeiten
fördern
zu können,
beispielsweise das Kühlwasser
und das Schmieröl
einer Brennkraftmaschine, insbesondere eines Verbrennungsmotors, wie
er im Bereich der Automobilindustrie eingesetzt wird.
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Aus
der
DE 101 62 973
A1 ist es bekannt, mittels einer Antriebssteuerung die
Förderleistung
einer elektrischen Ölpumpe zu
beeinflussen, indem die Pumpendrehzahl durch Veränderung der zugeführten elektrischen
Betriebsspannung beeinflusst wird. Dabei ist allerdings keine zweite
Pumpe vorgesehen, die von derselben elektrischen Antriebseinheit
angerteiben wird und von den Förderleistungs-Schwankungen
der genannten Pumpe unabhängig
ist.
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Neuerungsgemäß ist gegenüber diesem
bekannten Stand der Technik vorgesehen, dass von den zwei an die
gemeinsame Antriebseinheit angeschlossenen Pumpen die Förderleistung
zumindest einer der beiden Pumpen auch bei gleichbleibendem Betrieb
der Antriebseinheit variabel ist, beispielsweise bei gleichbeibender
Drehzahl der Antriebseinheit Derartige Beeinflussungsmöglichkeiten
für die
Förderleistung
einer Pumpe sind dem Fachmann an sich bekannt, beispielsweise aus
der
DE 10 2004
003 335 A1 , der zufolge das Fördervolumen einer bei einem Verbrennungsmotor
einzusetzenden Schmierölpumpe
durch Pumpkammern mit variablem Fördervolumen verändert werden
kann. Es wird dabei mechanisch die Geometrie der Pumpkammern verändert.
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Eine
für die
vorgeschlagene Doppelpumpe vorgesehene Steuerung ermöglicht es
beispielsweise bei Anwendung bei einem flüssigkeitsgekühlten Verbrennungsmotor,
bei gleichbleibender Förderleistung
der Schmierölpumpe
die Förderleistung
der Kühlwasserpumpe
zu verändern.
So ist beispielsweise bei Start des Motors von Anfang an eine ausreichende
Schmiermittelversorgung sichergestellt, die Umwälzung des Wasserkreislaufs
kann jedoch zunächst
noch in nur geringem Maße
vorgesehen sein, um eine möglichst
schnelle Erwärmung
des Motors zu ermöglichen.
Der Motor kann demzufolge möglichst
schnell seine optimale Betriebstemperatur erreichen, was hinsichtlich
des Kraftstoffverbrauchs und der Abgasemissionen vorteilhaft ist.
Bei Erreichen der optimalen Betriebstemperatur kann dann die Förderleistung
im Kühlwasserkreislauf
durch entsprechende Beeinflussung der Wasserpumpe vergrößert werden,
selbst wenn die Antriebseinheit, beispielsweise hinsichtlich der
Drehzahl der Antriebseinheit, für
die Doppelpumpe unverändert
bleibt.
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Zusätzlich zu
dieser Beeinflussungsmöglichkeit
zumindest einer der beiden Pumpen kann die Antriebsleistung insgesamt
verändert
werden, beispielsweise in an sich bekannter Weise dadurch, die Drehzahl
der Antriebseinheit verändert
wird.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Doppelpumpe über einen Treibriemen angetrieben
wird, wie dies beispielsweise für
den Bereich des Antriebs von Kühlwasserpumpen
bei Kraftfahrzeugen an sich bekannt ist. Der Treibriemen kann dabei
von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors aus angetrieben werden
und somit abhängig
von der Motordrehzahl die Förderleistung
der beiden Pumpen beeinflussen.
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Alternativ
kann der Antrieb der Doppelpumpe durch einen eigenen Antriebsmotor
erfolgen, beispielsweise einen Elektromotor, der sich beispielsweise
in dem vorbeschriebenen Anwendungsfall für den Verbrennungsmotor eines
Kraftfahrzeugs durch die ohnehin vorgesehene zentrale Motorsteuerung beeinflussen
lässt,
so dass unabhängig
von der Motordrehzahl eine optimale Anpassung an den Förderungsbedarf
im Schmieröl-
bzw. Kühlwasserkreislauf möglich ist.
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Der
elektrische Antrieb der Doppelpumpe bietet die Möglichkeit, die Doppelpumpe
und deren Antriebseinheit an nahezu beliebiger Stelle anzuordnen,
insbesondere unabhängig
von der Ebene, die ansonsten bei der Verwendung eines Riemenantriebs
für die
Plazierung der Antriebseinheit und deren Riemenscheibe notwendigerweise
vorgegeben wären.
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Falls
der Antriebsmotor für
die Doppelpumpe, wie vorbeschrieben, als Elektromotor ausgeführt ist,
kann vorgesehen sein, die sen Elektromotor intensiv zu kühlen, beispielsweise
durch eine Wasserkühlung.
Hierdurch ist auch bei hoher Leistungsfähigkeit des Elektromotors und
dementsprechend hoher Wärmeentwicklung
des Elektromotors eine hohe Betriebssicherheit des Elektromotors
gewährleistet,
und zudem wird die konstruktive Freiheit füe die Anordnung der Doppelpumpe
erweitert, da diese auch in einer thermisch ungünstigen Einbaulage angeordnet werden
kann.
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Durch
die vorgeschlagene Doppelpumpe kann eine von zwei ansonsten separat
erforderlichen Antriebseinheiten eingespart werden, was einerseits hinsichtlich
der Kosten und andererseits hinsichtlich des benötigten Bauraums und des Gewichts
vorteilhaft ist. Durch die Kombination beider Pumpen in einem gemeinsamen
Pumpengehäuse
kann die Anzahl der Bauteile verringert werden, was sich vorteilhaft
auf die Herstellungskosten auswirkt. Zudem kann die Anzahl von Dichtflächen durch
eine höhere Bauteilintegration
verringert werden, was für
die Montagekosten wirtschaftlich vorteilhaft ist und für die Betriebssicherheit
hinsichtlich der Verringerung von Dichtstellen und damit von möglichen
Leckagestellen vorteilhaft ist.
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Insbesondere
kann vorgesehen sein, die Doppelpumpe in ein sogenanntes Ölmodul zu
integrieren. Ein derartiges Ölmodul
stellt ein vergleichsweise komplexe Bauteil dar, in dem beispielsweise ein Öl-/Wasser-Wärmetauscher,
ein Ölfilter
sowie eine Ölpumpe
integriert sein kann. Durch die Erhöhung der Integrationsdichte
mittels der vorgeschlagenen Doppelpumpe können Leitungswege innerhalb des Ölkreislaufs
sowie innerhalb des Wasserkreislaufs verkürzt werden, wodurch die Strömungswiderstände der
jeweiligen Kreisläufe
reduziert werden. Zudem kann eine ansonsten erforderliche Verschlauchung
bzw. die Verlegung von Rohrleitungen bei entsprechend geschickter
Anordnung der Doppelpumpe entfallen, so dass die Anzahl von Bauteilen
und Dichtungsteilen reduziert werden kann.
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Eine
besonderes kompakte Bauform der Doppelpumpe kann dadurch verwirklicht
sein, dass beide Pumpen der Doppelpumpe an einer gemeinsamen Antriebswelle
angeordnet sind, und zwar bezüglich
dieser Antriebswelle axial hintereinander angeordnet sind.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Neuerung wird anhand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Dabei
zeigt
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1 eine
perspektivische Ansicht auf ein sogenanntes Ölmodul mit integrierter Doppelpumpe, und
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2 eine
schematische Darstellung eines Ölmoduls
mit einer Doppelpumpe.
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In 1 ist
mit 1 insgesamt ein Ölmodul
bezeichnet, wobei lediglich das Gehäuse des Ölmoduls 1 dargestellt
ist, und wobei an dieses Gehäuse
eine Doppelpumpe 2 montiert ist. Die Doppelpumpe 2 weist
an ihrem in der Zeichnung rechts dargestellten Stirnende eine Antriebseinheit 3 auf,
die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als schematisch angedeuteter Elektromotor 4 ausgestaltet
ist. Vom Elektromotor 4 verläuft eine Antriebswelle durch
zwei einzelne Pumpen 5 und 6, welche gemeinsam
die Doppelpumpe 2 bilden, so dass die beiden Pumpen 5 und 6 axial
hintereinander auf der Antriebswelle angeordnet sind, die von dem
Elektromotor 4 angetrieben ist.
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Das
Gehäuse
des Ölmoduls 1 weist
weiterhin ein becherartiges Gehäuse 7 für einen Ölfilter
auf und weiterhin eine Anschlussfläche 8 für einen Öl-/Wasser-Wärmetauscher,
wobei die Anschlussfläche 8 vier Öffnungen 9 umfasst,
die jeweils den Einlass und den Auslass für sowohl einen Ölstrom als auch
einen Kühlwasserstrom
darstellen, welcher jeweils den an die Anschlussfläche 8 grenzenden Öl-/Wasser-Wärmetauscher
durchströmt.
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Auf
der in 1 dem Betrachter entfernten Seite weist das Ölmodul 1 eine
sogenannte Flanschfläche
auf, mit welcher es an das Motorgehäuse eines Verbrennungsmotors
angeflanscht werden kann, so dass hier der Anschluss an den Kühlwasser- sowie den Ölkreislauf
des Verbrennungsmotors erfolgen kann, ohne dass Rohrleitungen oder
Schlauchleitungen zur Verbindung erforderlich wären.
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2 zeigt
schematisch die Ausgestaltung des Ölmoduls 1, wobei strichpunktiert
die Systemgrenze dieses Ölmoduls 1 angedeutet
ist. An den mit Punkten versehenen Stellen, die am unteren Rand dieser
Systemgrenze eingezeichnet sind, sind Anschlussstellen nach Außen vorgesehen,
beispielsweise Öffnungen
in der vorbeschriebenen Flanschfläche, durch welche Eintritt
oder Austritt von Öl
bzw. Kühlwasser
in das Motorgehäuse
bzw. aus dem Motorgehäuse
möglich
ist.
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In 2 ist
der Antrieb 3 mit „A" gekennzeichnet,
welcher die beiden Pumpen 5 und 6 antreibt. Dabei
ist die Pumpe 5 als Ölpumpe
ausgelegt und die Pumpe 6 als Kühlwasserpumpe. Der entsprechende
Zustrom der Medien zu den Pumpen 5 und 6 erfolgt
durch Zuleitungen 10 des Ölkreislaufs und 11 des
Kühlwasserkreislaufs.
Beide Kreisläufe
führen
zu dem vorerwähnten
Wärmetauscher,
der in dieser schematischen Darstellung mit 12 gekennzeichnet ist.
Im weiteren Verlauf der Ölleitung 10 ist
ein Rücklaufsperrventil 14 vorgesehen
sowie eine Bypass-Drossel oder ein Wärmetauscher-Umgehungsventil,
welches mit 15 gekennzeichnet ist.
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Der
im Ölmodul 1 vorgesehene Ölfilter,
dessen Gehäuse 7 in 1 ersichtlich
ist, ist als Hauptstromfilter vorgesehen und in 2 mit 16 gekennzeichnet.
Er ist als Durchtrittsfilter mit einem vom Öl durchströmbaren Filtermedium ausgestaltet.
Auch ihm ist ein Umgehungsventil als Filterumgehungsventil 17 zugeordnet.
Ein Ablassventil 18 ermöglicht beim
Wechsel des auswechselbaren Filtermediums den Ablauf des Öls über eine
Ablasslei tung 19 in das Kurbelgehäuse des Motors, während ansonsten
das durch den Ölfilter 16 gefilterte
Reinöl
durch eine Reinölleitung 20 zu
den Schmierstellen des Motors fließen kann.
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Das
Kühlwasser
wird, nachdem es durch den Öl-/Wasser-Wärmetauscher 12 gelangt
ist, durch eine Kühlwasserleitung 21 zum
Kühlwasserkreislauf des
Motorgehäuses
geführt.
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Eine
Nebenstromfilter 22 ist vorgesehen, welcher bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel wie
der Haupt-Ölfilter 16 als
Durchtrittsfilter ausgestaltet ist, welcher jedoch auch abweichend
von dem dargestellten Ausführungsbeispiel
beispielsweise in Form einer Zentrifuge ausgestaltet sein kann.
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Abweichungen
von dem dargestellten Schema sind je nach Ausgestaltung des Ölmoduls
möglich,
beispielsweise kann der Nebenstromfilter eine andere Bauform als
dargestellt aufweisen oder ganz entfallen, und weiterhin kann in
einem Leitungsabschnitt 23, der vom Öl-Hauptstrom zum Nebenstromfilter 22 führt, ein
Rückschlagventil
vorgesehen sein, welches erst bei einem vorgegebenen Druck öffnet, so
dass eine druckabhängige
Durchströmung
des Nebenstromfilters 22 bzw. Umgehung des Haupt-Ölfilters 16 bewirkt
wird.