EP0940565A2 - Water pump for the cooling circuit of an internal combustion engine - Google Patents
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- EP0940565A2 EP0940565A2 EP99101947A EP99101947A EP0940565A2 EP 0940565 A2 EP0940565 A2 EP 0940565A2 EP 99101947 A EP99101947 A EP 99101947A EP 99101947 A EP99101947 A EP 99101947A EP 0940565 A2 EP0940565 A2 EP 0940565A2
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Definitions
- the invention relates to a water pump for a Cooling circuit of an internal combustion engine according to the generic term of claim 1.
- cooling circuit of an internal combustion engine commonly known to use a water pump, being control via thermostats, which is temperature-dependent switch the cooling circuit.
- the drive the water pump can be operated mechanically via one of the Internal combustion engine driven belt drive or can also be done electrically.
- To switch the Coolant flows and the heating circuit are Cycle valves, slide and rotary valves with stepper motor drives known from practice.
- DE 43 24 749 A1 is a control valve for one Cooling circuit described, with a radial inlet and three radial outlets, the distribution of the Coolant is done by a rotary valve.
- a disadvantage of this control valve is that always has resulting forces on the rotary valve, which can lead to deadlocks and / or accordingly strong drive motors for its adjustment make necessary. In addition, the adjustment or Mixed positions limited.
- DE 44 38 552 C1 is a temperature control device for the cooling circuit of an internal combustion engine described, which with actuators for a switching flap arranged on a selector shaft is provided.
- the control valve shaft is in the Area of an imaginary wall line of the radiator return line or pump feed and in the confluence area the short-circuit line into the pump supply line.
- the switching flap is a thermal expansion element, a so-called wax cartridge.
- the present invention is based on the object a control device for the cooling circuit To create internal combustion engine, which in a very compact design of several sections of the cooling circuit and several functions of actuating and switching elements includes.
- control valve in the housing of the water pump is a very compact Component reached, at the same time by the Control valve with a corresponding design several Switch positions are realizable, so that if necessary further control elements in a cooling and if necessary a heating circuit of an internal combustion engine can be omitted. Not only that various functions or switching positions but also the mechanical parts necessary for control be added to the pump housing or accordingly be flanged to the pump housing.
- control valve as a rotary valve with the axial feed or Removal of the cooling medium and the inlet or outlet openings there are none on the circumference of the pump housing resulting forces on the rotary valve, so that one with low positioning and holding forces for the rotary valve gets along.
- Control valve only slight pressure losses on, with high positioning speeds at the same time.
- the axial opening in the rotary valve serves for feeding of coolant in its interior when the Rotary valve on the pressure side of the pump device is arranged, in which case that in the peripheral wall of the pump housing arranged openings Outlet openings for the transmission of the cooling medium represent.
- a simple thermal expansion element e.g. a wax cartridge
- One becomes a rotary valve in the peripheral wall of the pump housing provide only two sub-circuits, namely one for the cooler line and the second sub-circuit for the short circuit of the cooling water during the warm-up phase.
- a servomotor for the rotary valve can also have several sub-circuits with corresponding Inlet or outlet openings in the peripheral wall of the Pump housing may be provided.
- a possible design consists in that in addition to the partial circuit another sub-circuit for the cooler line for a short circuit circuit line and a third Partial circuit for a heat exchanger of a heating circuit are provided.
- a partial circuit can also be used for an additional heater and / or an exhaust gas heat exchanger be provided.
- the water pump shown in the figures is fundamental of known design, which is why only below on the parts essential to the invention is received.
- the water pump as Pump device one arranged in a pump housing 1 Centrifugal pump with one in a spiral channel 2 arranged impeller 3 be.
- the impeller 3 is in known manner driven by a drive motor 4.
- the drive via the drive motor 4 is also a mechanical drive via one of the Belt drive driven by an internal combustion engine, e.g. With a V-belt, conceivable for the water pump.
- a control valve 5 arranged with a rotary valve 6 in the form of a sleeve, the longitudinal axis of the rotary valve coaxial with Longitudinal pump axis or the impeller 3 is.
- a axial collecting opening 7 of the rotary valve 6 forms a Inlet opening to the impeller 3 of the water pump.
- cooler line 8 opens into the with an inlet opening 9 Circumferential wall of the pump housing 1.
- the Circumferential wall of the pump housing 1 also with provided two further inlet openings 10 and 11, the for further partial circuits of the cooling medium in the Cooling circuit are provided.
- the rotary valve 6 Completed on the front and on this side too with an actuator 12 for rotating the rotary valve Mistake.
- the rotary valve 6 is in its peripheral wall with a Control opening 13 provided. Via the control opening 13 takes place depending on the rotary position of the rotary valve 6 a connection from the inlet opening 9, 10 or 11 to the collecting opening 7 and thus a connection to the suction side of the impeller 3 of the water pump.
- Fig. 3 the angles are by means of a sectional view represented by the center plane of the connection cross-sections. All angles are directly related with the cross-sectional functions. In addition to the relatively simple form of a hole for the openings you can also choose other, non-circular cross-sections become. That way you can get another one Degree of freedom in determining the actuating behavior to reach.
- connection piece radially from the pump housing 1.
- the connecting piece semi-axially or against to apply the radial inclined to the pump housing 1.
- FIGS. 4 shows the position in normal operation 5 shows a first mixed operation in the warm-up phase of the engine with simultaneous heating operation, the inlet opening 9 of the cooler line being shut off and the inlet openings 10 and 11 being open for the short-circuit circuit line and for the heating circuit.
- FIG. 6 shows one second mixed operation in the phase Warm up “and Cooling ", whereby the heating circuit is shut off.
- Short circuit e.g. for the cylinder head be.
- the rotary valve 6 can do any circuit switch separately. You can also choose between each two circuits set any mixing levels be.
- control valve 5 also with only two inlet or outlet openings provided in the peripheral wall of the pump housing 1 be. In this case, one becomes the circumferential openings for the cooler line and the short circuit circuit line provide.
- a servomotor 12 is sufficient then for changing the angle of rotation of the rotary valve 6 a simple wax cartridge.
- the rotary valve 6 with a bimetal strip to be provided as an adjustment device.
- a peripheral opening can also be used as a partial circuit for an additional heater or an exhaust gas heat exchanger is provided be. Also combinations of different sub-circuits are self-evident in the context of the invention possible.
- an electronic one Interface can be a central connection for data exchange, for setpoint specifications and for serve a further exchange of information.
- the two interfaces in one Housing 14 sit, which to the pump housing 1 and the Drive motor 4 is flanged.
- control valve By integrating the control valve into the pump housing 1 offers the possibility of the flow all important partial flows in a cooling circuit switch. Through the integration is still a compact, cost-saving and reliable design a central working and control element for vehicle repair possible. A regulatory body for the speed of the water pump is thus around the control function extended for the control valve 5.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Wasserpumpe für einen
Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1.The invention relates to a water pump for a
Cooling circuit of an internal combustion engine according to the generic term
of
Für den Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine ist es allgemein bekannt eine Wasserpumpe zu verwenden, wobei die Steuerung über Thermostate erfolgt, welche temperaturabhängig den Kühlkreislauf schalten. Der Antrieb der Wasserpumpe kann mechanisch über einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Riemenantrieb oder auch elektrisch vorgenommen werden. Zur Schaltung der Kühlmittelströme und des Heizungskreislaufes sind Taktventile, Schieber- und Drehventile mit Schrittmotorenantriebe aus der Praxis bekannt.It is for the cooling circuit of an internal combustion engine commonly known to use a water pump, being control via thermostats, which is temperature-dependent switch the cooling circuit. The drive the water pump can be operated mechanically via one of the Internal combustion engine driven belt drive or can also be done electrically. To switch the Coolant flows and the heating circuit are Cycle valves, slide and rotary valves with stepper motor drives known from practice.
In der DE 43 24 749 A1 ist ein Regelventil für einen Kühlkreislauf beschrieben, mit einem radialen Zulauf und drei radialen Abgängen, wobei die Verteilung des Kühlmittels durch einen Drehschieber erfolgt.DE 43 24 749 A1 is a control valve for one Cooling circuit described, with a radial inlet and three radial outlets, the distribution of the Coolant is done by a rotary valve.
Nachteilig bei diesem Regelventil ist jedoch, daß man stets resultierende Kräfte auf dem Drehschieber hat, die zu Verklemmungen führen können und/oder entsprechend starke Antriebsmotoren zu dessen Verstellung erforderlich machen. Darüber hinaus sind die Verstell- bzw. Mischstellungen beschränkt.A disadvantage of this control valve, however, is that always has resulting forces on the rotary valve, which can lead to deadlocks and / or accordingly strong drive motors for its adjustment make necessary. In addition, the adjustment or Mixed positions limited.
Aus der DE 41 25 366 C1 ist ein 3/2-Wegeventil für Flüssigkeitskreisläufe in Fahrzeugen bekannt, mit einem axialen Zulauf und zwei radialen Abführungen. Auch bei diesem Ventil sind die Einstellmöglichkeiten beschränkt, so daß zur Steuerung bzw. Regelung eines Kühl- und Heizungskreislaufes noch weitere Einrichtungen erforderlich sind.From DE 41 25 366 C1 is a 3/2-way valve for Liquid circuits in vehicles known with a axial inlet and two radial outlets. Also the setting options for this valve are limited, so that for the control or regulation of a Cooling and heating circuit still other facilities required are.
Aus der DE 44 38 552 C1 ist eine Temperaturregelvorrichtung für den Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine beschrieben, welche mit Betätigungselementen für eine auf einer Schaltwelle angeordnete Schaltklappe versehen ist. Die Schaltklappenwelle liegt dabei im Bereich einer gedachten Wandlinie der Kühlerrücklaufleitung bzw. Pumpenzuleitung und im Einmündungsbereich der Kurzschlußleitung in die Pumpenzuleitung. Zur Betätigung der Schaltklappe ist ein Temperaturdehnstoffelement, eine sogenannte Wachspatrone, vorgesehen.DE 44 38 552 C1 is a temperature control device for the cooling circuit of an internal combustion engine described, which with actuators for a switching flap arranged on a selector shaft is provided. The control valve shaft is in the Area of an imaginary wall line of the radiator return line or pump feed and in the confluence area the short-circuit line into the pump supply line. For actuation the switching flap is a thermal expansion element, a so-called wax cartridge.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steuervorrichtung für den Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine zu schaffen, welche in einer sehr kompakten Bauweise mehrere Glieder des Kühlkreislaufes und mehrere Funktionen von Stell- und Schaltelementen beinhaltet. The present invention is based on the object a control device for the cooling circuit To create internal combustion engine, which in a very compact design of several sections of the cooling circuit and several functions of actuating and switching elements includes.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch
1 genannten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is achieved by the
Durch die erfindungsgemäße Integration des Stellventiles in das Gehäuse der Wasserpumpe wird ein sehr kompaktes Bauteil erreicht, wobei gleichzeitig durch das Stellventil bei entsprechender Ausgestaltung mehrere Schaltstellungen realisierbar sind, so daß im Bedarfsfalle weitere Regelglieder in einem Kühl- und gegebenenfalls einem Heizungskreislauf einer Brennkraftmaschine entfallen können. Dabei können nicht nur die verschiedenen Funktionen bzw. Schaltstellungen realisiert werden, sondern darüber hinaus können auch die für eine Steuerung notwendigen mechanischen Teile in dem Pumpengehäuse aufgenommen werden oder entsprechend an das Pumpengehäuse angeflanscht werden.The inventive integration of the control valve in the housing of the water pump is a very compact Component reached, at the same time by the Control valve with a corresponding design several Switch positions are realizable, so that if necessary further control elements in a cooling and if necessary a heating circuit of an internal combustion engine can be omitted. Not only that various functions or switching positions but also the mechanical parts necessary for control be added to the pump housing or accordingly be flanged to the pump housing.
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann praktisch mit einem einzigen Gerät der gesamte Kreislauf zur Kühlung und gegebenenfalls auch zur Heizung für nahezu alle in der Praxis vorkommenden Fälle geregelt werden. Mit dem erfindungsgemäßen Stellventil sind sowohl einzelne Öffnungen ansteuerbar als auch Mischbetriebe möglich, so daß auf weitere Steuer- und Regelglieder im Kühl- und Heizungskreislauf verzichtet werden kann.With the configuration according to the invention can be practical the entire circuit with a single device Cooling and possibly also for heating for almost all cases occurring in practice are regulated. With the control valve according to the invention, both are individual Openings can be controlled as well as mixed operations possible, so that on further control and regulation elements can be dispensed with in the cooling and heating circuit.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Stellventiles als Drehschieber mit der axialen Zuführung oder Abführung des Kühlmediums und den Zu- oder Auslauföffnungen am Umfang des Pumpengehäuses ergeben sich keine resultierenden Kräfte auf den Drehschieber, so daß man mit geringen Stell- und Haltekräften für den Drehschieber auskommt. Darüber hinaus treten bei dem erfindungsgemäßen Stellventil nur geringe Druckverluste auf, bei gleichzeitig hohen Stellgeschwindigkeiten.The inventive design of the control valve as a rotary valve with the axial feed or Removal of the cooling medium and the inlet or outlet openings there are none on the circumference of the pump housing resulting forces on the rotary valve, so that one with low positioning and holding forces for the rotary valve gets along. In addition, occur in the invention Control valve only slight pressure losses on, with high positioning speeds at the same time.
Die axiale Öffnung in dem Drehschieber dient zur Zufuhr von Kühlmedium in dessen Innenraum, wenn der Drehschieber auf der Druckseite der Pumpeinrichtung angeordnet ist, wobei in diesem Falle die in der Umfangswand des Pumpengehäuses angeordneten Öffnungen Auslauföffnungen zur Weiterleitung des Kühlmediums darstellen.The axial opening in the rotary valve serves for feeding of coolant in its interior when the Rotary valve on the pressure side of the pump device is arranged, in which case that in the peripheral wall of the pump housing arranged openings Outlet openings for the transmission of the cooling medium represent.
Umgekehrt, wenn der Drehschieber auf der Saugseite der Pumpeinrichtung angeordnet ist, so erfolgt die Abfuhr von Kühlmedium über die axiale Öffnung zur Saugseite der Pumpe und entsprechend eine Zufuhr in das Drehschieberinnere über die Steueröffnung durch die in der Umfangswand des Pumpengehäuses angeordneten Öffnungen.Conversely, if the rotary valve on the suction side of the Pump device is arranged, so the discharge takes place of cooling medium through the axial opening to the suction side the pump and accordingly a feed into the inside of the rotary valve through the control opening through the in the Circumferential wall of the pump housing arranged openings.
Bei Verwendung eines einfachen Temperaturdehnstoffelementes, z.B. einer Wachspatrone, als Antrieb für den Drehschieber wird man in der Umfangswand des Pumpengehäuses lediglich zwei Teilkreisläufe vorsehen, nämlich einen für die Kühlerleitung und den zweiten Teilkreislauf für die Kurzschlußkreislaufleitung des Kühlwassers während der Aufwärmphase.When using a simple thermal expansion element, e.g. a wax cartridge, as a drive for the One becomes a rotary valve in the peripheral wall of the pump housing provide only two sub-circuits, namely one for the cooler line and the second sub-circuit for the short circuit of the cooling water during the warm-up phase.
Bei Verwendung eines Stellmotors für den Drehschieber können auch mehrere Teilkreisläufe mit entsprechenden Zulauf- oder Auslauföffnungen in der Umfangswand des Pumpengehäuses vorgesehen sein. Eine mögliche Ausgestaltung besteht dabei darin, daß neben dem Teilkreislauf für die Kühlerleitung ein weiterer Teilkreislauf für eine Kurzschlußkreislaufleitung und ein dritter Teilkreislauf für einen Wärmetauscher eines Heizungskreislaufes vorgesehen sind.When using a servomotor for the rotary valve can also have several sub-circuits with corresponding Inlet or outlet openings in the peripheral wall of the Pump housing may be provided. A possible design consists in that in addition to the partial circuit another sub-circuit for the cooler line for a short circuit circuit line and a third Partial circuit for a heat exchanger of a heating circuit are provided.
Alternativ oder in Kombination kann auch ein Teilkreislauf für eine Zusatzheizung und/oder eine Abgaswärmetauscheinrichtung vorgesehen sein.Alternatively or in combination, a partial circuit can also be used for an additional heater and / or an exhaust gas heat exchanger be provided.
In den übrigen Unteransprüchen und in dem nachfolgend anhand der Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel sind vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung aufgezeigt.In the remaining subclaims and in the following based on the drawing embodiment described in principle are advantageous developments and Embodiments of the invention shown.
Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Darstellung der erfindungsgemäßen Wasserpumpe, teilweise im Schnitt;
- Fig. 2
- eine perspektivische Darstellung der Wasserpumpe nach Fig. 1;
- Fig. 3
- einen schematischen Querschnitt durch das in die Wasserpumpe integrierte Stellventil; und
Figuren 4 bis 7- verschiedene Steuerstellungen des Stellventiles.
- Fig. 1
- a representation of the water pump according to the invention, partly in section;
- Fig. 2
- a perspective view of the water pump of FIG. 1;
- Fig. 3
- a schematic cross section through the control valve integrated in the water pump; and
- Figures 4 to 7
- different control positions of the control valve.
Die in den Figuren dargestellte Wasserpumpe ist grundsätzlich
von bekannter Bauart, weshalb nachfolgend nur
auf die für die Erfindung wesentlichen Teile näher
eingegangen wird. So kann die Wasserpumpe z.B. als
Pumpeinrichtung eine in einem Pumpengehäuse 1 angeordnete
Kreiselpumpe mit einem in einem Spiralkanal 2
angeordnetes Flügelrad 3 sein. Das Flügelrad 3 wird in
bekannter Weise durch einen Antriebsmotor 4 angetrieben.
Alternativ zu dem Antrieb über den Antriebsmotor
4 ist auch ein mechanischer Antrieb über einen von der
Brennkraftmaschine angetriebenen Riementrieb, z.B. mit
einem Keilriemen, für die Wasserpumpe denkbar.The water pump shown in the figures is fundamental
of known design, which is why only below
on the parts essential to the invention
is received. For example, the water pump as
Pump device one arranged in a
In einer axialen Erweiterung des Pumpengehäuses 1 bzw.
im Bereich des in üblicher Weise vorhandenen Zulaufes
zu dem Flügelrad 3 der Wasserpumpe ist ein Stellventil
5 mit einem Drehschieber 6 in Hülsenform angeordnet,
wobei die Längsachse des Drehschiebers koaxial zur
Pumpenlängsachse bzw. des Flügelrades 3 liegt. Eine
axiale Sammelöffnung 7 des Drehschiebers 6 bildet eine
Zulauföffnung zu dem Flügelrad 3 der Wasserpumpe. Eine
mit einem nicht dargestellten Kühler verbundene Kühlerleitung
8 mündet mit einer Zulauföffnung 9 in die
Umfangswand des Pumpengehäuses 1.In an axial extension of the
Wie aus den Figuren 3 bis 7 ersichtlich ist, ist die
Umfangswand des Pumpengehäuses 1 zusätzlich noch mit
zwei weiteren Zulauföffnungen 10 und 11 versehen, die
für weitere Teilkreisläufe des Kühlmediums in dem
Kühlkreislauf vorgesehen sind. Auf der von der Sammelöffnung
7 abgewandten Seite ist der Drehschieber 6
stirnseitig abgeschlossen und auf dieser Seite auch
mit einem Stellmotor 12 zur Verdrehung des Drehschiebers
versehen.As can be seen from Figures 3 to 7, the
Circumferential wall of the
Der Drehschieber 6 ist in seiner Umfangswand mit einer
Steueröffnung 13 versehen. Über die Steueröffnung 13
erfolgt in Abhängigkeit von der Drehstellung des Drehschiebers
6 eine Verbindung von der Zulauföffnung 9,
10 oder 11 zu der Sammelöffnung 7 und damit eine Verbindung
zur Saugseite des Flügelrades 3 der Wasserpumpe. The
Wie aus den Figuren 3 bis 7 ersichtlich ist, sind -
entsprechend der Drehstellung des Drehschiebers 6 -
verschiedene Betriebsstellungen möglich und zwar nicht
nur Einzelströmungen, sondern auch Mischbetriebsströmungen.
Hierzu besitzt die Sammelöffnung 13 in der
Umfangswand des Drehschiebers 6 eine derartige Öffnungsweite,
daß sowohl Einzelströmungen als auch
Mischbetriebsströmungen möglich sind.As can be seen from FIGS. 3 to 7,
according to the rotary position of the rotary valve 6 -
different operating positions possible and not
only single flows, but also mixed operating flows.
For this purpose, the collection opening 13 in the
Circumferential wall of the
Gemäß Fig. 3 müssen hierzu folgende Bedingungen erfüllt
sein:
Dabei bedeuten:
- γ
- Öffnungswinkel des Drehschiebers
- δ
- Winkel zwischen den Stutzen
- ϕ
- Winkelöffnung der Anschlußstutzen
- β
- freigeschalteter Öffnungswinkel des entsprechenden Stutzens
- γ
- Opening angle of the rotary valve
- δ
- Angle between the nozzles
- ϕ
- Angular opening of the connecting piece
- β
- unlocked opening angle of the corresponding nozzle
δ1 + δ2 + δ3 = 360°, wobei die einzelnen Winkel möglichst
gleich gewählt werden sollten
In Fig. 3 sind die Winkel mittels Schnittdarstellung durch die Mittenebene der Anschlußquerschnitte dargestellt. Alle Winkel stehen in einem unmittelbaren Zusammenhang mit den Querschnittsfunktionen. Neben der relativ einfachen Form einer Bohrung für die Öffnungen können auch andere, nicht kreisrunde Querschnitte gewählt werden. Auf diese Weise kann man einen weiteren Freiheitsgrad bei der Festlegung des Stellverhaltens erreichen.In Fig. 3, the angles are by means of a sectional view represented by the center plane of the connection cross-sections. All angles are directly related with the cross-sectional functions. In addition to the relatively simple form of a hole for the openings you can also choose other, non-circular cross-sections become. That way you can get another one Degree of freedom in determining the actuating behavior to reach.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gehen die
Anschlußstutzen radial von dem Pumpengehäuse 1 ab. Um
eine strömungsgünstigere Form zu erreichen, ist es
auch möglich die Anschlußstutzen halb-axial bzw. gegen
die Radiale geneigt an das Pumpengehäuse 1 anzusetzen.In the illustrated embodiment, the
Connection piece radially from the
In den Figuren 4 bis 7 sind verschiedene Steuerstellungen
der Steuervorrichtung 1 dargestellt. So zeigt
Fig. 4 die Stellung im Normalbetrieb Kühlen". In der
Fig. 5 ist ein erster Mischbetrieb in der Warmlaufphase
des Motores bei gleichzeitigem Heizbetrieb dargestellt,
wobei die Zulauföffnung 9 der Kühlerleitung
abgesperrt und die Zulauföffnungen 10 und 11 für die
Kurzschlußkreislaufleitung und für den Heizungskreislauf
offen sind. Fig. 6 zeigt einen zweiten Mischbetrieb
in der Phase
Die Fig. 7 zeigt einen dritten Mischbetrieb in der
Phase
Entsprechend dem in der Fig. 4 dargestellten Betrieb,
sind auch im Bedarfsfalle noch andere einzelne Verbindungen
von der Steueröffnung 13 des Drehschiebers 6 zu
einer einzelnen Umfangsöffnung möglich.According to the operation shown in FIG. 4,
are other individual connections if necessary
from the control opening 13 of the
Anstelle des Heizungskreislaufes kann auch ein zweiter Kurzschlußkreis, z.B. für den Zylinderkopf, vorgesehen sein. Instead of the heating circuit, a second one can also be used Short circuit, e.g. for the cylinder head be.
Wie ersichtlich, kann der Drehschieber 6 jeden Kreislauf
separat schalten. Zusätzlich können zwischen jeweils
zwei Kreisläufen jegliche Mischstufen eingestellt
sein.As can be seen, the
An dem Stellventil 5 liegen keine resultierenden Strömungskräfte
vor, die ein Moment um die Drehachse des
Drehschiebers 6 erzeugen würden. Dies bedeutet, Veränderungen
der Drehschieberstellung infolge einer Durchströmung
sind nicht möglich, weshalb die Antriebsleistung
für den Stellmotor 12 entsprechend gering gehalten
werden kann. Durch die geringen Stellkräfte ist im
Normalfall auch keine besondere Lagerung des Drehschiebers
6 erforderlich. Da in jeder Winkelstellung
Querschnitte in radialer Richtung freigeschaltet sind,
treten außerdem auch nur sehr geringe Druckabfälle
über der Steuervorrichtung auf, womit besondere Abdichtungen
der einzelnen Zu- und Abläufe entfallen
können.There are no resulting flow forces at the control valve 5
a moment around the axis of rotation of the
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegen alle
drei Zulauföffnungen 9, 10 und 11 in der gleichen Radialebene,
womit eine sehr kurze Baulänge erreicht
wird.In the illustrated embodiment, all are
three
Bei einer vereinfachten Ausgestaltung kann das Stellventil
5 auch nur mit zwei Zulauf- oder Auslauföffnungen
in der Umfangswand des Pumpengehäuses 1 versehen
sein. In diesem Falle wird man die Umfangsöffnungen
für die Kühlerleitung und die Kurzschlußkreislaufleitung
vorsehen. Anstelle eines Stellmotors 12 genügt
dann für die Änderung des Drehwinkels des Drehschiebers
6 eine einfache Wachspatrone. Alternativ ist es
auch möglich, den Drehschieber 6 mit einem Bimetallstreifen
als Verstelleinrichtung zu versehen.In a simplified embodiment, the
Eine Umfangsöffnung kann auch als Teilkreislauf für eine Zusatzheizung oder einen Abgaswärmetauscher vorgesehen sein. Auch Kombinationen verschiedener Teilkreisläufe sind im Rahmen der Erfindung selbstverständlich möglich.A peripheral opening can also be used as a partial circuit for an additional heater or an exhaust gas heat exchanger is provided be. Also combinations of different sub-circuits are self-evident in the context of the invention possible.
Wie aus dem Ausführungsbeispiel ersichtlich, ist nicht
nur das gesamte Stellventil in dem Pumpengehäuse 1 der
Wasserpumpe integriert, sondern gleiches gilt für eine
elektrische und auch eine elektronische Schnittstelle,
wobei über die elektrische Schnittstelle eine zentrale
Energieversorgung der Wasserpumpe und des Stellmotores
12 vom Bordnetz aus vorgesehen sein kann. Eine elektronische
Schnittstelle kann eine zentrale Anbindung
für einen Datenaustausch, für Sollwertvorgaben und für
einen weiteren Informationsaustausch dienen. Hierzu
können die beiden Schnittstellen in einem gemeinsamen
Gehäuse 14 sitzen, das an das Pumpengehäuse 1 bzw. den
Antriebsmotor 4 angeflanscht ist.As can be seen from the exemplary embodiment, is not
only the entire control valve in the
Durch die Integration des Stellventiles in das Pumpengehäuse
1 bietet sich die Möglichkeit, den Durchfluß
aller wichtigen Teilströme in einem Kühlkreislauf zu
schalten. Durch die Integration ist weiterhin auch
eine kompakte, kostensparende und betriebssichere Gestaltung
eines zentralen Arbeits- und Stellorganes für
die Fahrzeugreparierung möglich. Ein Regelorgan für
die Drehzahl der Wasserpumpe wird somit um die Kontrollfunktion
für das Stellventil 5 erweitert.By integrating the control valve into the
Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden zwei wesentliche
Merkmale eines Kühlsystemes vereint, nämlich:
Insbesondere mit einer drehzahlgeregelten elektrischen
Wasserpumpe und ein über den Stellmotor 12 elektrisch
angetriebenes Stellventil 5 läßt sich eine genaue Temperierung
von allen Teilkreisläufen erreichen. Hierzu
wird man auch entsprechende Temperaturmeßstellen für
die Regelung der Pumpe und des Kühlkreislaufes in die
Wasserpumpe integrieren.In particular with a speed-controlled electrical
Water pump and an electric via the
Claims (15)
dadurch gekennzeichnet, daß in das Pumpengehäuse (1) ein Stellventil (5) mit einem Drehschieber (6) integriert ist, wobei der Drehschieber (6) wenigstens annähernd eine Hülsenform aufweist und mit einer axialen Sammelöffnung (7) zur Zufuhr oder Abfuhr von Kühlmedium zur Saug- oder Druckseite der Pumpeinrichtung (3) versehen ist, wobei in der Umfangswand des Pumpengehäuses (1) Zulauf- oder Auslauföffnungen (9,10,11) für eine mit dem Kühler verbundene Kühlerleitung (8) und für wenigstens einen weiteren Teilkreislauf vorgesehen sind, und wobei der Drehschieber (6) in seiner Umfangswand eine Steueröffnung (13) mit einer Öffnungsweite aufweist, durch die eine Verbindung von der Sammelöffnung (7) zu einer einzelnen Zulauf- oder Ablauföffnung (9,10,11) oder für einen Mischbetrieb eine überlappende Verbindung zu zwei benachbart zueinander liegende Zulauf- oder Auslauföffnungen (9,10,11) geschaffen wird.Water pump for the cooling circuit of an internal combustion engine, in particular a motor vehicle, with a pump housing and a pump device, in particular a centrifugal pump, driven in the pump housing,
characterized in that a control valve (5) with a rotary slide valve (6) is integrated in the pump housing (1), the rotary slide valve (6) having at least approximately a sleeve shape and with an axial collecting opening (7) for supplying or removing cooling medium for The suction or pressure side of the pump device (3) is provided, with inlet or outlet openings (9, 10, 11) being provided in the peripheral wall of the pump housing (1) for a cooler line (8) connected to the cooler and for at least one further partial circuit , and wherein the rotary slide valve (6) has in its peripheral wall a control opening (13) with an opening width through which a connection from the collecting opening (7) to a single inlet or outlet opening (9, 10, 11) or for a mixed operation overlapping connection to two adjacent inlet or outlet openings (9,10,11) is created.
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Pumpengehäuse (1) eine elektrische Schnittstelle für eine zentrale Energieversorgung vom Bordnetz vorgesehen ist.Water pump according to claim 1,
characterized in that an electrical interface for a central energy supply from the vehicle electrical system is provided in the pump housing (1).
dadurch gekennzeichnet, daß in dem Pumpengehäuse (1) eine elektronische Schnittstelle für eine zentrale Anbindung für einen Datenaustausch, für Sollwertvorgaben oder für einen weiteren Informationsaustausch vorgesehen ist.Water pump according to claim 1 or 2,
characterized in that an electronic interface is provided in the pump housing (1) for a central connection for data exchange, for setpoint specification or for a further information exchange.
dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schnittstellen in einem gemeinsamen Gehäuse (14) angeordnet sind, das an das Pumpengehäuse (1) angeflanscht ist.Water pump according to claim 2 and 3,
characterized in that the two interfaces are arranged in a common housing (14) which is flanged to the pump housing (1).
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (6) mit einer Wachspatrone als Verstelleinrichtung versehen ist.Water pump according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the rotary slide valve (6) is provided with a wax cartridge as the adjusting device.
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (6) mit einem Bimetallstreifen als Verstelleinrichtung versehen ist.Water pump according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the rotary slide valve (6) is provided with a bimetal strip as the adjusting device.
dadurch gekennzeichnet, daß der Drehschieber (6) mit einem Stellmotor (12) versehen ist.Water pump according to one of claims 1 to 4,
characterized in that the rotary slide valve (6) is provided with a servomotor (12).
dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine weitere Teilkreislauf (11) für eine Kurzschlußkreislaufleitung des Kühlwassers vorgesehen ist.Water pump according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the at least one further sub-circuit (11) is provided for a short-circuit circuit of the cooling water.
dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Teilkreislauf (10) für einen Heizungskreislauf vorgesehen ist.Water pump according to one of claims 1 to 8,
characterized in that a further partial circuit (10) is provided for a heating circuit.
dadurch gekennzeichnet, daß der wenigstens eine oder ein zweiter Teilkreislauf (10 bzw. 11) für eine Zusatzheizung und/oder eine Abgaswärmetauscheinrichtung vorgesehen sind.Water pump according to one of claims 1 to 7,
characterized in that the at least one or a second partial circuit (10 or 11) are provided for an additional heater and / or an exhaust gas heat exchange device.
dadurch gekennzeichnet, daß die Zulauf- oder Auslauföffnungen (9,10,11) in einer gleichen Radialebene des Pumpengehäuses (1) liegen.Water pump according to one of claims 1 to 10,
characterized in that the inlet or outlet openings (9, 10, 11) lie in the same radial plane of the pump housing (1).
dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelabstände zwischen den Zulauf- oder Auslauföffnungen (9,10,11) gleichmäßig über den Umfang des Pumpengehäuses (1) verteilt sind.Water pump according to claim 11,
characterized in that the angular distances between the inlet or outlet openings (9, 10, 11) are distributed uniformly over the circumference of the pump housing (1).
dadurch gekennzeichnet, daß von den Zulauf- oder Auslauföffnungen (9,10,11) Anschlußstutzen halbaxial abzweigen.Water pump according to one of claims 1 to 11,
characterized in that the connecting pieces branch off semi-axially from the inlet or outlet openings (9, 10, 11).
dadurch gekennzeichnet, daß sie über einen Antriebsmotor (4) elektrisch antreibbar ist.Water pump according to one of claims 1 to 13,
characterized in that it can be driven electrically via a drive motor (4).
dadurch gekennzeichnet, daß sie über einen von der Brennkraftmaschine angetriebenen Riementrieb mechanisch antreibbar ist.Water pump according to one of claims 1 to 13,
characterized in that it can be driven mechanically via a belt drive driven by the internal combustion engine.
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