-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet von Kühlkreisen
für thermische
Motoren und bezieht sich auf ein zentrales Modul für einen solchen
Kreis, das vor einer Installation eine integrale Struktur bildet.
-
Kühlkreise
tendieren derzeit dazu, dass sie mehr und mehr Teilkreise für eine zusätzliche
Funktionalität
aufweisen, wogegen der Raum, der unter der Motorhaube und insbesondere
um die Motoreinheit herum verfügbar
ist, begrenzt ist; siehe zum Beispiel
EP 1 201 889 A .
-
Die
Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Kühlkreis für Fahrzeuge mit einem Verbrennungsmotor,
der, insbesondere, einen Hauptabschnitt eines Zirkulationskreislaufes
zum Kühlen
der Zylinder und Zylinderköpfe,
eine Speisepumpe, einen Wärmetauscher
für Abgase,
einen Kühler
einer Hauptheizeinheit, die die zurückgewonnene Wärme in dem
umgebenden Medium abführt,
einen Kühler einer
sekundären
Heizeinheit, die die zurückgewonnene
Wärme in
die Fahrzeugkarosserie abführt,
aufweist, wobei zwei Heizeinheiten und der Wärmetauscher in drei entsprechenden
Zirkulations-Teilkreisläufen
installiert sind, die zueinander im Nebenschluss oder parallel nach
dem Hauptabschnitt des Zirkulationskreislaufes eingesetzt sind und
damit eine mehrfach verzweigte Zirkulationsschleife bilden, der
Hauptabschnitt in einem Einzelsegment die Speisepumpe enthält, die
stromauf mit den drei Teilkreisläufen
und stromab mit den Kühleinrichtungen
für die Zylinder
und Zylinderköpfe
verbunden sind.
-
Die
Aufgabe der Erfindung ist diejenige, den Raum, der für einen
solchen Kreislauf erforderlich ist, die Zahl von Bauteilen, die
in situ installiert und montiert werden müssen, ebenso wie die Dauer
für die
Installation, die Kosten und die Komplexität der Kühlflüssigkeits-Zirkulationsschleifen
zu verringern.
-
Hierzu
ist die Idee, die hinter der Erfindung steht, diejenige, unterschiedliche
Bereiche des Kreislaufes in eine einzelne, vorgefertigte Struktur
in der Form eines zentralen Moduls für einen Kühlkreis des vorstehend angegebenen
Typs einzuschließen,
wobei das Modul dadurch gekennzeichnet ist, dass es einen starren
Hohlkörper
mit einer Vielzahl von Hohlräumen
bildet, der durch das Zusammensetzen von drei strukturellen Teilmodulen
gebildet wird, nämlich einem
ersten Teilmodul, das einen hohlen Teil mit einer Stromverteilungskammer,
zwei Leitungsabschnitte des Teilkreislaufes, die den Kühler der
Hauptheizeinheit speisen, einen Leitungsabschnitt des Teilkreislaufes,
der den Kühler
der sekundären
Heizeinheit speist, und einen Leitungsabschnitt des Teilkreislaufes
umfasst, der den Wärmetauscher
speist, einem zweiten Teilmodul, das wenigstens einen Teil des Gehäuses des
Wärmetauschers,
zusätzliche Leitungsabschnitte
des Teilkreislaufes, die letzteren speisen, und einen zusätzlichen
Leitungsabschnitt des Teilkreislaufes umfasst, der den Kühler der Hauptheizeinheit
speist, und einen dritten Teilkreislauf, der die Speisespumpe, Leitungsendabschnitte des
Teilkreislaufes, der den Kühler
der Hauptheizeinheit speist, des Teilkreislaufes, der den Wärmetauscher
speist, bzw. des Teilkreislaufes, den der Kühler der sekundären Heizeinheit
speist, und Leitungsabschnitte umfasst, die einen Teil des gemeinsamen Segmentes
des Abschnitts des Hauptkreislaufes bilden, die sich stromauf und
stromab von der Speisepumpe erstrecken, wobei das erste und das
dritte Modul mit dem zweiten Modul dem Bereich von zwei Zusammensetz-Zonen
zusammengesetzt sind, die sich an zwei einander gegenüberliegenden
Enden derselben befinden, und wobei das Zusammensetzen erreicht
wird, indem zusammenpassende Leitungsabschnitte der gleichen Teilkreisläufe, die
Teil der verschiedenen Teilmodule sind, zusammengepasst werden,
und eine erste Einstelleinrichtung in dem Teilkreislauf installiert
ist, der den Kühler
der Hauptheizeinheit speist, und eine zweite Einstelleinrichtung
in dem Teilkreislauf installiert ist, der den Wärmetauscher für Abgas
speist.
-
Die
Erfindung wird besser anhand der nachfolgenden Beschreibung verstanden
werden, die sich auf eine bevorzugte Ausführungsform bezieht, die als ein
nicht einschränkendes
Beispiel angegeben und unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen
Zeichnungen erläutert
wird, in denen:
-
1 zeigt
eine symbolische Darstellung eines Kühlkreises, der teilweise aus
einem zentralen Modul gemäß der Erfindung
besteht;
-
2 zeigt
in einer schraffierten Ansicht, in der Form einer Rückseitenansicht,
eines zentralen Moduls gemäß der Erfindung;
-
3 zeigt
eine schraffierte Ansicht in einer Perspektive des Moduls der 1,
wobei das dritte Teilmodul entfernt worden ist;
-
4 bis 8 zeigen
Seitenansichten aus unterschiedlichen Richtungen des zentralen Moduls der 1 und 2,
der Einstelleinrichtung des Teilkreises, der den Wärmetauscher
versorgt, und des Segments des Befüllkreises, der entfernt worden
ist, und
-
9 und 10 zeigen
Seitenansichten aus zwei unterschiedlichen Richtungen und in einem unterschiedlichen
Maßstab
des zweiten Teilmoduls, das einen Teil des zentralen Moduls der 2 bildet.
-
Wie
die 1 der beigefügten
Zeichnungen zeigt, bezieht sich die Erfindung auf einen Kühlkreis 2,
der insbesondere einen Hauptabschnitt 3 eines Zirkulationskreises
zum Kühlen
der Zylinder 4 und Zylinderköpfe 4', eine Speisepumpe 5,
einen Wärmetauscher 6 für Abgas,
einen Kühler 7' einer Hauptheizeinheit 7,
der die zurückgewonnene
Wärme in
das umgebende Medium abführt,
einen Kühler 8' einer sekundären Heizeinheit 8,
der die zurückgewonnene Wärme in die
Fahrzeugkarosserie abführt,
aufweist, wobei die zwei Kühler
der Heizeinheiten und des Wärmetauschers 6 in
drei jeweiligen Zirkulations-Teilkreisläufen 9, 10 und 11 installiert
sind, die gegenseitig in einem Nebenschluss oder parallel nach dem
Hauptabschnitt des Zirkulationskreislaufes 3 eingesetzt
sind und damit eine mehrfach verzweigte Zirkulationsschleife bilden,
wobei der Hauptabschnitt 3 in einem Einzelsegment eingesetzt
ist, wobei die Speisepumpe 5, einströmseitig, mit den drei Teilkreisläufen 9, 10 und 11 und,
ausströmseitig,
mit der Kühleinrichtung
für die
Zylinder und die Zylinderköpfe
(in der Motoreinheit 4'' durch unterbrochene
Linien dargestellt), einen Wasser-/Öl-Austauscher (bezeichnet mit "modine" in 1)
verbunden ist.
-
Das
Modul 1 bildet, entsprechend der Erfindung, einen hohlen,
festen Körper
mit einer Vielzahl von Hohlräumen,
die aus drei baulichen Teilmodulen 1', 1'' und 1''' aufgebaut
sind.
-
Ein
erstes Teilmodul 1' weist
einen hohlen Teil 12 mit einer Strömungsverteilungskammer 12', wobei zwei
Bereiche der Kanäle 13, 13' des Teilkreislaufes 9 den
Kühler 7' der Haupt heizeinheit 7 versorgen,
einen Bereich eines Kanals 14, der den Teilkreislauf 10 des
Kühlers 8' der sekundären Heizeinheit 8 versorgt,
und einen Bereich eines Kanals 15 des Teilkreislaufes 11,
der den Wärmetauscher 6 versorgt,
auf.
-
Ein
zweites Teilmodul 1'' weist mindestens einen
Teil des Gehäuses 16 des
Wärmetauschers 6 auf,
wobei zusätzliche
Bereiche der Kreisläufe 17, 17' des Teilkreislaufes 11 den
letzteren und einen zusätzlichen
Bereich des Kreislaufes 18 des Teilkreislaufes 9 versorgen,
der den Kühler 7 der
Hauptheizeinheit 7 versorgt.
-
Ein
drittes Teilmodul 1''' weist eine Speisepumpe 5,
Endabschnitte eines Kanals 19, 19' und 19'' jeweils
des Teilkreislaufes 9, der den Kühler 7' der Hauptheizeinheit 7 versorgt,
des Teilkreislaufes 11, der den Wärmetauscher 6 versorgt,
und des Teilkreislaufes 10, der den Kühler 8' der sekundären Heizeinheit 8 versorgt,
und Bereiche des Kanals 20 und 20', die einen Teil des gemeinsamen
Segments des Hauptbereichs 3 des Kreislaufes bildet, der
sich einströmseitig
und ausströmseitig
der Speisepumpe 5 erstreckt, auf.
-
Das
erste 1' und
das dritte 1'' Modul sind
mit dem zweiten Modul 1'' in dem Bereich
der zwei Montagezonen ZA1 und ZA2, die an zwei gegenüberliegenden
Enden davon liegen, zusammengebaut, wobei das Zusammenfügen dadurch
erreicht wird, dass passende Bereiche des Kanals derselben Teilkreisläufe, die
einen Teil der verschiedenen Teilmodule 1', 1'' und 1''' sind,
passend befestigt werden, und wobei eine primäre Einstelleinrichtung 21 in
dem Teilkreislauf 9 installiert ist, der den Kühler 7' der Hauptheizeinheit 7 versorgt,
und eine zweite Einstelleinrichtung 22 in dem Teilkreislauf 11 installiert
ist, der den Wärmetauscher
für das
Abgas 6 versorgt.
-
Auf
diese Art und Weise gruppiert das zentrale Modul 1 relativ
große
Teile der Hauptteile des Kühlkreislaufes
in einer vordefinierten und reproduzierbaren Anordnung entsprechend
dem Aufbau des Kreislaufes zusammen, was dessen Installation, dessen
Verbindung und dessen Wartung erleichtert und seine Baugröße verringert
(Verringern von leeren Räumen
zwischen Rohren, so dass die beste Ausnutzung des verfügbaren Raums
erzielt wird).
-
Für den Zusammenbau
des ersten und des dritten Teilmoduls 1' und 1'' mit
dem zweiten Teilmodul 1'' weist letzteres
gerade Enden des Bereichs der Kanäle auf, die positive (male)
Teile bilden, wogegen die zwei anderen Teilmodule 1' und 1''' Endbereiche der
Kanäle haben,
die über
eine bestimmte Tiefe abgeflacht oder vergrößert sind, was eine enge Passung
der geraden Enden der Bereiche des Teilmoduls 1' ermöglicht (das
Vorhandensein von inneren Bünden,
die Anschläge
bilden).
-
Die
unterschiedlichen Anschlussteile bzw. Fittings, die Verbindungszonen
für die
Teilkreise 9 und 11 bilden, werden miteinander
fest verbunden, indem Montageplatten zusammenwirken, die Befestigungseinrichtungen
aufnehmen (zum Beispiel Kombinationen von Schrauben und Muttern)
und durch Druckverbindungen, zum Beispiel O-Ringe, abgedichtet sind.
-
Entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, die eine gute Verteilung der Baugröße des Moduls
ermöglicht
und in den 2 bis 8 dargestellt
ist, besitzt letzteres eine lang gestreckte Struktur mit einer dreidimensionalen
Erstreckung, die sich nach der Installation über mindestens zwei Flächen der
Motoreinheit 4'' erstreckt.
Die Teilmodule 1', 1'' und 1''' sind aus einem
thermoplastischen Material gebildet, wobei das erste 1' und dritte 1''' Teilmodul
durch Vibrationsverschweißen
von zwei integral geformten Teilen gebildet ist, wobei das zweite
Teilmodul 1'' insgesamt in
einem Teil gebildet ist. Das erste 1' und das zweite 1'' Teilmodul bestehen, wie in den 2 bis 8 dargestellt
ist, im Wesentlichen aus zwei Kanalstrukturen, die Seite an Seite
gesetzt sind.
-
Das
dritte Teilmodul 1''' besitzt, um dessen industrielle
Herstellung zu erleichtern, eine Verbindungsfläche 23, die durch
das Gehäuse
der Speisepumpe 5 verläuft,
wobei eine der zwei Hälften
davon insgesamt in einem Teil mit einem Montage- und Verbindungsflansch 24 eines
Antriebsmotors 25 der Pumpe 5 gebildet ist.
-
Gemäß einer
anderen Charakteristik der Erfindung kann das zentrale Modul 1 zusätzlich einen Bereich
eines Kanals 26' eines
Segments des Kreislaufes 26 zum Befüllen der Speisepumpe 5,
die extern zu dem Modul 1 mit einem Entgasungsreservoir 27 verbunden
ist, aufweisen, in das sich hinein zwei parallele Segmente der Entgasungskreise 28, 28' erstrecken,
wobei einer, 28, davon flüssigkeitsmäßig mit dem Kühler 7' der Hauptheizeinheit 7 verbunden ist,
und der andere, 28',
davon flüssigkeitsmäßig an der
Oberseite des Oberteils 12 mit der Strömungsverteilungskammer 12' verbunden ist,
wobei der integrale Teil des Kanals 26' des Segments des Befüllkreises 26 eine
Einstelleinrichtung 29 für die Strömung einsetzt, die durch das
Segment 26 führt,
und das hohle Teil der Verteilungskammer 12 ein Gehäuse 12'' für einen Temperatursensor aufweist.
-
Ein
solcher Kühlkreis,
der schematisch in einer Fluid-Form dargestellt ist, ist insbesondere
aus der
französischen Patentanmeldung Nr.
02 08794 vom 12. Juli 2002 in dem Namen des Anmelders bekannt.
-
Um
eine einfache Fluid-Verbindung des zentralen Moduls 1 zu
ermöglichen,
liegen die Schnittstellen der äußeren Verbindungen
der Bereiche der Kanäle,
die Teile bilden, die in dem Modul 1 eingesetzt sind, der
Teilkreisläufe 9, 10,
die die Kühler 7', 8' der zwei Heizeinheiten 7, 8 versorgen,
des einen der Segmente der Entgasungskreise 28', des Segments
des Befüllkreises 26 und
des Teils 20 des Bereichs des Hauptkreislaufes 3,
der sich einströmseitig der
Speisepumpe 5 erstreckt, in der Form von Verbindungsteilen 30 vor,
die alle in einem Teil mit den jeweiligen, entsprechenden Teilmodulen 1', 1'', 1''' gebildet sind,
wobei der hohle Teil 12 mit der Verteilungskammer 12' eine Einlassöffnung 31 besitzt,
die durch einen Befestigungsflansch 31' für ein dichtes Befestigen an
dem Auslass von der Motoreinheit 4'' des
Hauptbereiches des Zirkulationskreislaufes 3 in dem Bereich
der Zylinderköpfe 4' umgeben ist.
-
Um
das Verständnis
der Übereinstimmung zwischen
der symbolischen 1 und den anderen Figuren der
beigefügten
Zeichnungen zu erleichtern, sind Referenzpunkte A bis O in den 2 und 3 wiederholt
worden.
-
Das
proportionale oder Öffnungs-
und Verschließventil 22 entsprechend
zu der Einstelleinrichtung für
den Teilkreislauf 11, der den Wärmetauscher 6 versorgt,
besteht, wie 3 zeigt, aus einem hinzugefügten Teil,
wobei der Körper 22' davon einen Teil
des Teilkreislaufes 11 bildet und in dem Bereich seiner
Einlass- und Auslassöffnung
jeweilige Befestigungsflansche 32, 32' für ein dichtes
Befestigen an einem Flansch 33 der Auslassöffnung des
Gehäuses 16 des
Wärmetauschers 6 besitzt
und an dem Endbereich des Kanals 19' des Teilkreislaufes 11 den Wärmetauscher 6 versorgt,
der ein integraler Teil des dritten Teilmoduls 1''' ist.
Der Endbereich des Kanals 19' wird
natürlich
mit einem angepassten komplementären
Befestigungsflansch 19''' befestigt werden.
-
Entsprechend
einer besonders vorteilhaften Varianten der Erfindung, die auch
in 3 der beigefügten
Zeichnungen dargestellt ist, liegen die Einstelleinrichtung 22 für die Strömung in
dem Teilkreislauf 11, die den Wärmetauscher 6 versorgt,
und die Einstelleinrichtung 29 für die Strömung in dem Segment des Füllkreislaufes 26 für die Speisepumpe 5 in
der Form einer einzelnen Ventilvorrichtung 34 mit zwei Einlässen und
einem Auslass, zum Beispiel einem linearen Ventil, vor, wobei die
Strömungen
von dem vorstehend angegebenen Teilkreislauf 11 und einem Segment
des Kreislaufes 16, der in dem Bereich der Auslassöffnung des
Doppel-Ventils kombiniert ist, ankommen.
-
Ein
solches lineares Ventil mit zwei Absperrventilen ist insbesondere
aus der
französischen Patentanmeldung Nr.
02 08632 vom 9. Juli 2002 in dem Namen des Anmelders bekannt.
-
Zusätzlich könnte die
Einstelleinrichtung
21, wobei das Stellglied davon in einem
Schutzkasten
21' installiert
ist, möglicherweise
einem proportionalen Steuerventil entsprechen, wie beispielsweise demjenigen,
das aus der
französischen
Patentanmeldung Nr. 2 805 878 vom 1. März 2000 im Namen des Anmelders
oder aus der
französischen
Patentanmeldung Nr. 01 16314 vom 17. Dezember 2001 im Namen
des Anmelders bekannt ist.
-
Um
ein schnelles Erwärmen
der Zirkulationsflüssigkeit
unter bestimmten Betriebszuständen
des Motors zu ermöglichen,
insbesondere dann, wenn gestartet wird, kann vorgesehen werden,
dass der Wärmeverlust
in dem Teilkreislauf 11, der durch den Wärmetauscher 6 für Abgas
versorgt oder durch diesen hindurch geht, im Wesentlichen äquivalent
zu dem Wärmeverlust
in dem Teilkreislauf 9 ist, der den Kühler 7' der Hauptheizeinheit 7 versorgt
oder durch diesen hindurch geht.
-
Wie 1 zeigt,
bezieht sich die vorliegende Erfindung auch auf einen Kühlkreis
für ein
Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, der dadurch gekennzeichnet
ist, dass er ein zentrales Modul 1, wie es vorstehend beschrieben
ist, aufweist, das mit der Kühleinrichtung
der Zylinder 4 und der Zylinderköpfe 4', mit den Kühlern 7' und 8' der Hauptheizeinheit 7 und
der sekundären
Heizeinheit 8, und, falls benötigt, mit einem Entgasungsreservoir 27 über Teile
einer Rohrleitung oder angepasster Hülsen verbunden ist.
-
Das
Management der Strömung
in diesem Kreislauf 2 wird durch Steuern der Einstelleinrichtungen 21, 22 und 29 vorgenommen.
-
Es
ist offensichtlich, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsform,
die in den beigefügten Zeichnungen
beschrieben und dargestellt ist, beschränkt ist. Modifikationen sind
insbesondere von der Sichtweise der Bildung der verschiedenen Elemente
oder durch Substitution technischer Äquivalente möglich, ohne
allerdings den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.