EP0915237A2 - Kühlsystem für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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EP0915237A2
EP0915237A2 EP98890316A EP98890316A EP0915237A2 EP 0915237 A2 EP0915237 A2 EP 0915237A2 EP 98890316 A EP98890316 A EP 98890316A EP 98890316 A EP98890316 A EP 98890316A EP 0915237 A2 EP0915237 A2 EP 0915237A2
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EP
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thermostat
cooling system
cooling water
water pump
side housing
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Siegfried Ing. Heer
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    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00Controlling of coolant flow
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    • F01P7/16Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D15/0263Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the pump the condition being temperature, ingress of humidity or leakage
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01PCOOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2070/00Details

Definitions

  • the present invention relates to a cooling system for motor vehicles with a radial pump trained cooling water pump and a thermostat for regulating the cooling, which is installed in a thermostat housing, the cooling water pump being a suction side Has housing which is integrally formed with the thermostat housing.
  • Such a cooling system should be as simple as possible own and be compact.
  • the simple structure enables an inexpensive production and the greatest possible reliability.
  • the compact structure is necessary because the installation space for ancillaries an increasing number of restrictions subject to.
  • a cooling system consists in its entirety of a cooling water pump, which is usually designed as a radial pump and the cooling water to the engine block and / or to the cylinder head of an internal combustion engine. From the engine block or Cylinder head leads a bypass line directly to a thermostat, while another line is also led to the thermostat via a cooler.
  • a heating heat exchanger provided that uses the heat of the cooling water in the interior to heat the air to be injected into the vehicle.
  • a thermostat In conventional cooling systems, a thermostat is occasionally arranged in the area of the cooler. Below a predetermined temperature, an expansion element blocks the Cooling water passage through the cooler, so that the cooling water only through the bypass line in the so-called small cycle. This enables a quick heating of the Engine after cold start. When the predetermined temperature is reached, the expansion element changes its length and clears the way of the cooling water through the radiator, so that proper engine cooling is achieved.
  • a thermostat is in the Area of the cooling water pump arranged.
  • the suction side and pressure side housing of the Cooling water pump consists of two separate components, and is for the thermostat at least a third component is provided.
  • Such cooling systems are functional satisfactory, but the manufacture and assembly is relatively complex.
  • WO 96/03574 describes a cooling system for an internal combustion engine known in which the cooling water pump and the thermostat arranged relatively compact are.
  • the flow to the thermostat is essentially frustoconical Housing, and the flow to the thermostat is essentially along its axis. It has it turned out that the response time with such a construction is relatively long. This means that the thermostat is closed during a cold start to keep the cooling water on Pass the cooler. With the engine warm, however, the thermostat should open to to ensure adequate cooling.
  • certain Operating conditions the cooling water reach its target temperature relatively quickly and exceed for a certain period of time until the thermostat opens. It can undesirable overheating.
  • the object of the present invention is to develop the cooling system described at the outset in such a way that that a simple and inexpensive production is possible and that a particularly simple structure is achieved. In particular, a quick response should be the thermostat.
  • this object is achieved in that on a connection part for the heating return is integrally formed a flow deflection bar, which partially the thermostat surrounds.
  • a holder for the thermostat is made in one piece with a bearing part is designed for the cooling water pump. Due to the inventive design of the Cooling system, the number of components can be reduced and it can be a special one compact and easy to manufacture cooling water pump thermostat unit shown become.
  • a pressure-side housing the cooling water pump is partly formed by the component that is the suction side Housing forms and the other part is formed by the bearing part, and especially when the sealing plane between the suction side housing and the bearing part the pressure side housing essentially divides along a middle plane.
  • connection part for a heating return is provided, which is attached to a flange on the thermostat housing is oriented essentially parallel to the axial direction of the thermostat. Of the Thereby the cooling medium flows directly from the heating return.
  • a flow deflection bar is in one piece is formed with a fastening part on which a connection part for a heating return can be fastened in two different orientations.
  • a position of the connector is particularly suitable for a longitudinal installation of the engine, while the another position is suitable for transverse installation.
  • a further significant simplification can be achieved if the suction side Housing formed as part of the engine block or the cylinder head of an internal combustion engine is. In this way, a further component can be omitted and the effort involved in Machining can be reduced because, for example, the cylinder head in any case for different other machining operations must be clamped.
  • the water pump thermostat unit of FIG. 1 consists of a first component 1, which is in one piece the suction-side housing 1a of the cooling water pump 2 and the thermostat housing 1b forms.
  • On the first component 1 is the bearing part 4 for the cooling water pump via a seal 3 2 flanged, which simultaneously forms the holder 4a for the thermostat 5.
  • a connection 6 on the bearing part 4 is for the return of the cooling water from the cooler, not shown intended.
  • a pump impeller 7 is placed on a pump shaft 8 in order to move from it Rotary motion to be offset.
  • the pressure-side space of the cooling water pump 2 is partial as a recess 9a in the bearing part 4 and the other part as a recess 9b in the first Component 1 is formed.
  • the thermostat 5 has an expansion element 10 which is mounted on a bracket 11 which is held by brackets 21.
  • a first spring 12 presses a first poppet valve 13 into the closed position.
  • a second spring 14 loads a second poppet valve 15 in the closing direction.
  • the springs 12 and 14 are designed as compression diaphragm springs.
  • the poppet valve 13 controls an opening through which cooling water from the radiator, not shown, to the cooling water pump 2 is returned.
  • the poppet valve 15 controls the bypass connection 16, via the Cooling water is returned directly from the engine block or cylinder head, not shown.
  • On a side flange 17 of component 1 is a connector 18 for the return of a heating heat exchanger, not shown, is provided.
  • a Flow deflection bracket 19 formed, which surrounds the thermostat 5.
  • the bracket 19 has the Task to redirect the cooling water that flows through the poppet valve 15 so that it Thermostat 5 flows safely. This ensures that the thermostat increases the temperature of the returning cooling water reacts quickly and reliably and when a predetermined temperature is exceeded, the poppet valve 15 closes. Training the flow deflection bracket 19 made of plastic allows a significant simplification of the manufacturing process for component 1 compared to one molded on it Rib. This can result in significant cost savings.
  • a seal 20 is provided to seal the connector 18 against the flange 17.
  • the flow deflection bracket 19 can be integrally formed with the connecting part 18, in An alternative embodiment variant can, however, provide that the flow deflection bracket 19 is formed on its own fastening part, which with the connecting part 18 in two different positions can be connected, for example via a dovetail guide. This makes it possible to use the connection part using the same components 18 in different positions, d. H. in a position in which the Connection part 18 shows in Fig. 2 to the left. as shown, or alternatively in one Position in which he points to the right.
  • the present invention enables an assembly consisting of a cooling water pump and thermostat, with few components and low manufacturing costs.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für Kraftfahrzeuge mit einer als Radial-pumpe ausgebildeten Kühlwasserpumpe und einem Thermostat (5) zur Regelung der Kühlung, der in einem Thermostatgehäuse (1b) eingebaut ist, wobei die Kühlwasserpumpe (2) ein saugseitiges Gehäuse (1a) aufweist, das einstückig mit dem Thermostatgehäuse (1b) ausgebildet ist. Eine wesentliche bauliche Vereinfachung wird dadurch erreicht, daß an einem Anschlußteil (18) für den Heizungsrücklauf einstückig ein Strömungsumlenkbügel (19) ausgebildet ist, der den Thermostat (5) teilweise umgibt. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für Kraftfahrzeuge mit einer als Radialpumpe ausgebildeten Kühlwasserpumpe und einem Thermostat zur Regelung der Kühlung, der in einem Thermostatgehäuse eingebaut ist, wobei die Kühlwasserpumpe ein saugseitiges Gehäuse aufweist, das einstückig mit dem Thermostatgehäuse ausgebildet ist.
An das Kühlsystem von Brennkraftmaschinen für Kraftfahrzeuge werden versehiedene Ansprüche gestellt. Insbesonders soll ein solches Kühlsystem einen möglichst einfachen Aufbau besitzen und kompakt ausgeführt sein. Der einfache Aufbau ermöglicht eine kostengünstige herstellung und eine möglichst große Ausfallssicherheit. Der kompakte Aufbau ist notwendig, da der Einbauraum für Nebenaggregate einer zunehmenden Anzahl von Beschränkungen unterliegt. Ein solches Kühlsystem besteht in seiner Gesamtheit aus einer Kühlwasserpumpe, die üblicherweise als Radialpumpe ausgebildet ist und die Kühlwasser zu dem Motorblock und/oder zu dem Zylinderkopf einer Brennkraftmaschine zuführt. Von dem Motorblock bzw. Zylinderkopf führt eine Bypaßleitung direkt zu einem Thermostat, während eine weitere Leitung über einen Kühler ebenfalls zu dem Thermostat geführt wird. Darüber hinaus ist ein Heizungswärmetauscher vorgesehen, der die Wärme des Kühlwassers dazu nützt, die in den Innenraum des Fahrzeugs einzublasende Luft zu erwärmen.
Bei herkömmlichen Kühlsystemen ist ein Thermostat fallweise im Bereich des Kühlers angeordnet. Unterhalb einer vorbestimmten Temperatur sperrt dabei ein Dehnstoffelement den Kühlwasserdurchtritt durch den Kühler ab, so daß das Kühlwasser nur über die Bypaßleitung im sogenannten kleinen Kreislauf geführt wird. Dies ermöglicht eine schnelle Erwärmung des Motors nach dem Kaltstart. Bei Erreichen der vorbestimmten Temperatur ändert das Dehnstoffelement seine Länge und gibt den Weg des Kühlwassers durch den Kühler frei, so daß eine ordnungsgemäße Kühlung des Motors erreicht wird.
Bei einer anderen bekannten Ausführungsvariante eines Kühlsystems ist ein Thermostat im Bereich der Kühlwasserpumpe angeordnet. Das saugseitige und druckseitige Gehäuse der Kühlwasserpumpe besteht dabei aus zwei getrennten Bauteilen, und für den Thermostat ist mindestens ein dritter Bauteil vorgesehen. Solche Kühlsysteme sind von ihrer Funktion her zufriedenstellend, die Herstellung und die Montage ist jedoch relativ aufwendig.
Aus der WO 96/03574 ist ein Kühlsystem für eine Brennkraftmaschine mit innerer Verbrennung bekannt, bei dem die Kühlwasserpumpe und das Thermostat relativ kompakt angeordnet sind. Die Anströmung des Thermostats erfolgt über ein im wesentlichen kegelstumpfförmiges Gehäuse, und der Thermostat wird im wesentlichen entlang seiner Achse angeströmt. Es hat sich herausgestellt, daß die Ansprechdauer bei einer solchen Bauweise relativ lang ist. Dies bedeutet, daß bei einem Kaltstart der Thermostat geschlossen ist, um das Kühlwasser am Kühler vorbeizuführen. Bei betriebswarmen Motor sollte jedoch der Thermostat öffnen, um eine ausreichende Kühlung zu gewährleisten. Bei der herkömmlichen Lösung kann unter bestimmten Betriebsbedingungen das Kühlwasser seine Solltemperatur relativ rasch erreichen und für einen bestimmten Zeitraum überschreiten bis der Thermostat öffnet. Dadurch kann es zu unerwünschten Überhitzungen kommen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das eingangs beschriebene Kühlsystem so weiterzubilden, daß eine möglichst einfache und kostengünstige Herstellung möglich ist und daß ein besonders einfacher Aufbau erreicht wird. Insbesonders soll ein schnelles Ansprechverhalten des Thermostates gesichert sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an einem Anschlußteil für den Heizungsrücklauf einstückig ein Strömungsumlenkbügel ausgebildet ist, der den Thermostat teilweise umgibt.
Besonders günstig ist es, wenn eine Halterung für den Thermostat einstückig mit einem Lagerteil für die Kühlwasserpumpe ausgebildet ist. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Kühlsystems kann die Anzahl der Bauteile verringert werden und es kann eine besonders kompakte und einfach herzustellende Kühlwasserpumpen-Thermostat-Einheit dargestellt werden.
Gußtechnisch und strömungstechnisch besonders günstig ist es, wenn ein druckseitiges Gehäuse der Kühlwasserpumpe zum einen Teil von dem Bauteil gebildet wird, der das saugseitige Gehäuse bildet und zum anderen Teil vom Lagerteil gebildet wird, und insbesonders, wenn die Dichtebene zwischen dem saugseitigen Gehäuse und dem Lagerteil das druckseitige Gehäuse im wesentlichen entlang einer mittleren Ebene teilt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist ein Anschlußteil für einen Heizungsrücklauf vorgesehen, der an einer Flanschfläche am Thermostatgehäuse befestigt ist, die im wesentlichen parallel zur Axialrichtung des Thermostats orientiert ist. Der Thermostat wird dabei von dem Kühlmedium aus dem Heizungsrücklauf direkt angeströmt.
Um mit einer möglichst großen Anzahl von Gleichteilen verschiedene Einbausituationen eines Motors bewältigen zu können, ist es weiters günstig, wenn ein Strömungsumlenkbügel einstückig mit einem Befestigungsteil ausgebildet ist, an dem ein Anschlußteil für einen Heizungsrücklauf in zwei unterschiedlichen Orientierungen befestigbar ist. Eine Stellung des Anschlußteils ist dabei etwa besonders für einen Längseinbau des Motors geeignet, während die andere Stellung für einen Quereinbau geeignet ist.
Eine weitere bedeutende Vereifachung kann dadurch erreicht werden, wenn das saugseitige Gehäuse als Teil des Motorblocks oder des Zylinderkopfs einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist. Auf diese Weise kann ein weiterer Bauteil entfallen, und es kann der Aufwand bei der Bearbeitung verringert werden, da beispielsweise der Zylinderkopf in jedem Fall für verschiedene andere Bearbeitungsvorgänge eingespannt werden muß.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine axonometrische Explosionsdarstellung des wesentlichen Teils eines erfindungsgemäßen Kühlsystems und
Fig. 2
einen Schnitt durch die Vorrichtung von Fig. 1.
Die Wasserpumpen-Thermostat-Einheit der Fig. 1 besteht aus einem ersten Bauteil 1, der einstückig das saugseitige Gehäuse 1a der Kühlwasserpumpe 2 und das Thermostatgehäuse 1b bildet. An dem ersten Bauteil 1 ist über eine Dichtung 3 der Lagerteil 4 für die Kühlwasserpumpe 2 angeflanscht, der gleichzeitig die Halterung 4a für den Thermostat 5 bildet. Ein Anschluß 6 am Lagerteil 4 ist für den Rücklauf des Kühlwassers vom nicht dargestellten Kühler vorgesehen. Ein Pumpenlaufrad 7 ist auf einer Pumpenwelle 8 aufgesetzt, um von dieser in Drehbewegung versetzt zu werden. Der druckseitige Raum der Kühlwasserpumpe 2 ist teilweise als Ausnehmung 9a im Lagerteil 4 und zum anderen Teil als Ausnehmung 9b im ersten Bauteil 1 ausgebildet.
Der Thermostat 5 besitzt ein Dehnstoffelement 10, das über eine Halterung 11 gelagert ist, die von Klammern 21 gehalten wird. Eine erste Feder 12 drückt ein erstes Tellerventil 13 in die geschlossene Stellung. Eine zweite Feder 14 belastet ein zweites Tellerventil 15 in Schließrichtung. Die Federn 12 und 14 sind als Drucksehraubenfedern ausgebildet. Das Tellerventil 13 steuert eine Öffnung, durch die Kühlwasser vom nicht dargestellten Kühler zur Kühlwasserpumpe 2 rückgeführt wird. Das Tellerventil 15 steuert den Bypaßanschluß 16, über den Kühlwasser direkt vom nicht dargestellten Motorblock bzw. Zylinderkopf rückgeführt wird. An einem seitlichen Flansch 17 des Bauteils 1 ist ein Anschlußteil 18 für den Rücklauf von einem nicht dargestellten Heizungswärmetauscher vorgesehen. Am Anschlußteil 18 ist ein Strömungsumlenkbügel 19 angeformt, der den Thermostat 5 umschließt. Der Bügel 19 hat die Aufgabe, das Kühlwasser, das durch das Tellerventil 15 einströmt, so umzulenken, daß es den Thermostat 5 sicher umströmt. Dadurch wird gewährleistet, daß der Thermostat auf eine Erhöhung der Temperatur des rücklaufenden Kühlwassers schnell und zuverlässig reagiert und bei Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur das Tellerventil 15 schließt. Die Ausbildung des Strömungsumlenkbügels 19 aus Kunststoff ermöglicht eine wesentliche Vereinfachung des Herstellungsverfahrens für den Bauteil 1 im Vergleich zu einer an diesem augeformten Rippe. Dadurch kann eine wesentliche Kostenersparnis erzielt werden.
Eine Dichtung 20 ist vorgesehen, um dem Anschlußteil 18 gegenüber dem Flansch 17 abzudichten.
Der Strömungsumlenkbügel 19 kann einstückig mit dem Anschlußteil 18 ausgebildet sein, in einer alternativen Ausführungsvariante kann jedoch vorgesehen sein, daß der Strömungsumlenkbügel 19 an einem eigenen Befestigungsteil angeformt ist, der mit dem Anschlußteil 18 in zwei unterschiedlichen Stellungen verbindbar ist, beispielsweise über eine Schwalbenschwanzführung. Dadurch ist es möglich, unter Verwendung von gleichen Bauteilen den Anschlußteil 18 in unterschiedlichen Stellungen zu befestigen, d. h. in einer Stellung, in der der Anschlußteil 18 in der Fig. 2 nach links zeigt. wie dargestellt, oder alternativ dazu in einer Stellung, in der er nach rechts zeigt.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Baugruppe, bestehend aus Kühlwasserpumpe und Thermostat, mit wenigen Bauteilen und geringem Herstellungsaufwand zu realisieren.

Claims (8)

  1. Kühlsystem für Kraftfahrzeuge mit einer als Radialpumpe ausgebildeten Kühlwasserpumpe und einem Thermostat (5) zur Regelung der Kühlung, der in einem Thermostatgehäuse (1b) eingebaut ist, wobei die Kühlwasserpumpe (2) ein saugseitiges Gehäuse (1a) aufweist, das einstückig mit dem Thermostatgehäuse (1b) ausgebildet ist dadurch gekennzeichnet, daß an einem Anschlußteil (18) für den Heizungsrücklauf einstückig ein Strömungsumlenkbügel (19) ausgebildet ist, der den Thermostat (5) teilweise umgibt.
  2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung (4a) für den Thermostat (5) einstückig mit einem Lagerteil (4) für die Kühlwasserpumpe (2) ausgebildet ist.
  3. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein druckseitiges Gehäuse (9a, 9b) der Kühlwasserpumpe (2) zum einen Teil von dem Bauteil (1) gebildet wird, der das saugseitige Gehäuse (1a) bildet, und zum anderen Teil vom Lagerteil (4) gebildet wird.
  4. Kühlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtebene zwischen dem saugseitigen Gehäuse (1a) und dem Lagerteil (4) das druckseitige Gehäuse (9a, 9b) im wesentlichen entlang einer mittleren Ebene teilt.
  5. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlußteil (18) für einen Heizungsrücklauf vorgesehen ist, der an einer Flanschfläche (17) am Thermostatgehäuse (1b) befestigt ist, die im wesentlichen parallel zur Axialrichtung des Thermostats (5) orientiert ist.
  6. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußteil (18) für den Heizungsrücklauf so ausgerichtet ist, daß der Thermostat (5) im wesentlichen rechtwinkelig zu seiner Achse angeströmt wird.
  7. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungsumlenkbügel (19) einstückig mit einem Befestigungsteil ausgebildet ist, an dem ein Anschlußteil (18) für einen Heizungsrücklauf in zwei unterschiedlichen Orientierungen befestigbar ist.
  8. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das saugseitige Gehäuse als Teil des Motorblocks oder des Zylinderkopfs einer Brennkraftmaschine ausgebildet ist.
EP98890316A 1997-11-06 1998-10-29 Kühlsystem für Kraftfahrzeuge Expired - Lifetime EP0915237B1 (de)

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US (1) US6112706A (de)
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