DE10222758A1 - Coolant pump for coolant circuit for internal combustion engine, has outer surface of rotary slide element provided with teeth for engaging drive device for displacing rotary slide element - Google Patents
Coolant pump for coolant circuit for internal combustion engine, has outer surface of rotary slide element provided with teeth for engaging drive device for displacing rotary slide elementInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kühlmittelpumpe für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Pumpengehäuse, einem in dem Pumpengehäuse drehbar gelagerten kreiszylinderförmigen Drehschieber und einer Antriebseinrichtung zum Verstellen des Drehschiebers. Die Erfindung betrifft auch ein Drehschieberventil für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine. The invention relates to a coolant pump for a Cooling circuit of an internal combustion engine, in particular for a Motor vehicle, with a pump housing, one in the pump housing rotatably mounted circular cylindrical rotary valve and a Drive device for adjusting the rotary valve. The The invention also relates to a rotary valve for a Cooling circuit of an internal combustion engine.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 09 123 A1 ist eine Wasserpumpe für den Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine bekannt, bei der in das Pumpengehäuse ein Stellventil mit einem Drehschieber integriert ist. Der Drehschieber weist wenigstens annähernd eine Hülsenform auf und kann an einer Saug- oder Druckseite der Wasserpumpe angeordnet sein. Ein Stellmotor dient zur Verstellung des Drehschiebers. Der Drehschieber ist als einziges Stellventil im Kühlkreislauf vorgesehen, so dass weitere Regelglieder in einem Kühlkreislauf entfallen können. From the German patent application DE 198 09 123 A1 is a Water pump for the cooling circuit of an internal combustion engine known in which in the pump housing, a control valve with a Rotary valve is integrated. The rotary valve has at least approximately on a sleeve shape and can be attached to a suction or Be arranged pressure side of the water pump. A servomotor is used for adjusting the rotary valve. The rotary valve is as single control valve provided in the cooling circuit, allowing more Control elements in a cooling circuit can be omitted.
Mit der Erfindung sollen kompakte Komponenten für eine bedarfsgerechte Kühlmittelverteilung im Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine angegeben werden. With the invention, compact components for a needs-based coolant distribution in the cooling circuit of a Internal combustion engine can be specified.
Erfindungsgemäß ist hierzu eine Kühlmittelpumpe für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Pumpengehäuse, einem in dem Pumpengehäuse drehbar gelagerten kreiszylinderförmigen Drehschieber und einer Antriebseinrichtung zum Verstellen des Drehschiebers vorgesehen, bei der die Mantelfläche des Drehschiebers mit einer Verzahnung für den Eingriff der Antriebseinrichtung versehen ist. According to the invention, this is a coolant pump for a Cooling circuit of an internal combustion engine, in particular for a Motor vehicle, with a pump housing, one in the pump housing rotatably mounted circular cylindrical rotary valve and a Drive device provided for adjusting the rotary valve, in which the lateral surface of the rotary valve with a toothing is provided for the engagement of the drive device.
Durch diese Maßnahmen wird ein einfacher und kompakter Aufbau einer Kühlmittelpumpe erreicht. Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe kann die Kühlmittelverteilung im Kühlkreislauf sowie gegebenenfalls im Heizkreislauf einer Brennkraftmaschine alleine durch die Kühlmittelpumpe geregelt werden, so dass insbesondere ein Thermostatventil entfallen kann. Indem die Mantelfläche des Drehschiebers mit einer Verzahnung versehen ist, ist keine zusätzliche Verbindung eines Zahnradgetriebes zu dem Drehschieber erforderlich. Durch die Verzahnung auf der Mantelfläche ist eine fein abgestufte, exakte Einstellung des Drehschiebers möglich. Aufgrund der kompakten Bauform muss gegenüber einer konventionellen Wasserpumpe kein zusätzlicher Bauraum geschaffen werden. These measures will make a simple and compact design achieved a coolant pump. When using the Coolant pump according to the invention, the coolant distribution in Cooling circuit and optionally in the heating circuit a Internal combustion engine to be controlled by the coolant pump alone, so that in particular a thermostatic valve can be omitted. By the The lateral surface of the rotary valve provided with a toothing is, is no additional connection of a gear train too the rotary valve required. Due to the gearing on the The lateral surface is a finely graduated, exact adjustment of the Rotary valve possible. Due to the compact design must be opposite a conventional water pump no additional space be created.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Drehschieber hülsenförmig ausgebildet und umgibt eine Antriebswelle der Kühlmittelpumpe. In a further development of the invention, the rotary valve is sleeve-shaped formed and surrounds a drive shaft of the coolant pump.
Durch diese Maßnahmen wird ein besonders kompakter Aufbau der Kühlmittelpumpe erreicht. Beispielsweise umgibt der Drehschieber die Antriebswelle der Kühlmittelpumpe in einem Bereich zwischen einem Pumpenrad und einer Riemenscheibe der Kühlmittelpumpe. By these measures, a particularly compact structure of Coolant pump reached. For example, the rotary valve surrounds the drive shaft of the coolant pump in a range between an impeller and a pulley of the coolant pump.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Drehschieber topfförmig ausgebildet, wobei ein Topfboden mit einer konzentrisch angeordneten Bohrung versehen ist, die die Antriebswelle umgibt. In a further development of the invention, the rotary valve is cup-shaped formed, with a pot bottom with a concentric arranged bore is provided which surrounds the drive shaft.
Diese Maßnahmen tragen zum kompakten Aufbau der Kühlmittelpumpe bei. Im Bereich der konzentrischen Bohrung ist eine Lagerung oder Abstützung des Drehschiebers möglich. These measures contribute to the compact design of the coolant pump at. In the area of the concentric bore is a storage or support of the rotary valve possible.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Drehschieber innerhalb eines an einen Pumpenraum angrenzenden Saugraumes angeordnet. In a further development of the invention, the rotary valve is within arranged adjacent to a pump chamber suction chamber.
Dadurch kann auf Verbindungsleitungen und/oder Verbindungskanäle zwischen dem Drehschieber und dem Pumpenraum verzichtet werden, wodurch zu einem kompakten Aufbau beigetragen wird. In dem Pumpenraum ist beispielsweise ein Flügelrad oder dergleichen angeordnet, das in Drehung versetzt wird, um Kühlmittel aus dem Saugraum anzusaugen. An den Saugraum sind wenigstens zwei Zuläufe angeschlossen, beispielsweise von einer Kurzschlussleitung und vom Fahrzeugkühler. Am Motoraustritt genügt dann ein einfaches Y-Stück. Im Saugraum können weitere Anschlüsse enden, beispielsweise der Heizungsrücklauf. Dieser weitere Kreislauf kann durch den Drehschieber mit geregelt werden, kann aber auch als passiver Rücklauf angeschlossen sein. This allows for connection lines and / or connection channels be dispensed between the rotary valve and the pump room, thereby contributing to a compact construction. In that Pump chamber is for example an impeller or the like arranged to be rotated to remove coolant from the Aspirate suction. At the suction chamber are at least two Inlets connected, for example, from a short-circuit line and the vehicle radiator. At the engine exit then suffices simple Y-piece. In the suction chamber further connections can end, for example, the heating return. This further cycle can can be controlled by the rotary valve with, but can also be as be connected passive return.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebseinrichtung Zahnradmittel zum Eingreifen in die Verzahnung des Drehschiebers und eine mit den Zahnradmitteln verbundene Antriebswelle auf, wobei die Antriebswelle durch das Pumpengehäuse hindurchgeführt und gegen dieses abgedichtet ist. In a further development of the invention, the drive device Gear means for engaging in the teeth of the rotary valve and a drive shaft connected to the gear means, wherein the drive shaft passed through the pump housing and sealed against this.
Durch diese Maßnahmen erfolgt eine Abdichtung von der Verzahnung des Drehschiebers aus gesehen erst hinter dem Zahnradgetriebe im Bereich der Antriebswelle, wodurch sich einerseits ein kompakter Aufbau ergibt, da das Zahnradgetriebe unmittelbar an dem Drehschieber angeordnet ist und andererseits ist eine einfache Abdichtung durch einen Radialwellendichtring möglich. These measures seal the teeth seen from the rotary valve from behind the gear transmission in Area of the drive shaft, which on the one hand a compact Structure results because the gear transmission directly to the Rotary valve is arranged and on the other hand is a simple Sealing by a radial shaft seal possible.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebseinrichtung eine in die Verzahnung des Drehschiebers eingreifende Zahnradschnecke auf. In a further development of the invention, the drive device one engaging in the toothing of the rotary valve Gear screw on.
Auf diese Weise sind bei kompaktem Aufbau hohe Getriebeübersetzungen realisierbar. Beispielsweise kann der Eingriff zwischen Zahnradschnecke und Verzahnung des Drehschiebers selbst sperrend ausgebildet sein, so dass die Antriebseinrichtung keine Haltekraft aufbringen muss, um den Drehschieber in einer bestimmten Stellung zu halten, die Haltekraft vielmehr von der Zahnradschnecke aufgebracht wird. In this way, in a compact structure high Gear ratios realizable. For example, the intervention between Gear worm and toothing of the rotary valve self-locking be formed so that the drive device no Holding force must apply to the rotary valve in a certain To hold position, the holding power of the Gear worm is applied.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Drehschieber in einem kreiszylinderförmigen Raum des Pumpengehäuses aufgenommen, wobei der Raum mit wenigstens einem radialen Einlass versehen ist und auf einer dem Drehschieber zugewandten Innenwandung des Raums eine den Einlass umgebende Dichtung vorgesehen ist, die gegen die Mantelfläche des Drehschiebers vorgespannt ist. In a further development of the invention, the rotary valve in one circular cylindrical space of the pump housing, wherein the space is provided with at least one radial inlet and on an inner wall of the room facing the rotary valve a gasket surrounding the inlet is provided which bears against the lateral surface of the rotary valve is biased.
Durch die Vorspannung der Dichtung ergibt sich eine gute Dichtwirkung. Zweckmäßigerweise werden im Bereich der Kontaktfläche zwischen Dichtung und Drehschieber verschleiß- und reibungsarme Materialpaarungen vorgesehen. Due to the bias of the seal results in a good Sealing effect. Conveniently, in the area of the contact surface Wear and friction between seal and rotary valve Material pairings provided.
In Weiterbildung der Erfindung ist in einer Stellung des Drehschiebers ein Kühlmittelstrom durch die Kühlmittelpumpe verhindert. In development of the invention is in a position of Rotary valve a coolant flow through the coolant pump prevented.
Dadurch kann eine Strömung im Kühlkreislauf verhindert werden, wodurch die Brennkraftmaschine nach einem Kaltstart im Hinblick auf optimierte Abgas- und Verbrauchswerte schnell erwärmt werden kann. Bei Einsatz in einem Kraftfahrzeug lässt sich auf diese Weise auch ein guter Innenraumheizkomfort erreichen. As a result, a flow in the cooling circuit can be prevented whereby the internal combustion engine after a cold start in terms be heated quickly to optimized exhaust gas and fuel consumption can. When used in a motor vehicle can be on this Way also achieve a good interior heating comfort.
In Weiterbildung der Erfindung sind Mittel zur Lageerkennung des Drehschiebers vorgesehen. In development of the invention means for detecting the position of Rotary valve provided.
Auf diese Weise ist eine exakte Positionierung des Drehschiebers möglich. In this way, an exact positioning of the rotary valve possible.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebseinrichtung einen Elektromotor, ein Steuergerät zum Vorgeben einer Drehstellung des Elektromotors und Mittel zum Erkennen eines Drehstellung des Elektromotors und/oder des Drehschiebers auf. In a further development of the invention, the drive device an electric motor, a control unit for setting a Rotary position of the electric motor and means for detecting a Rotary position of the electric motor and / or the rotary valve.
In Weiterbildung der Erfindung weist das Steuergerät zum Vorgeben einer Drehstellung des Elektromotors Mittel zum Regeln der Drehstellung des Elektromotors und/oder des Drehschiebers auf. In development of the invention, the control unit for Specifying a rotational position of the electric motor means for regulating the Rotary position of the electric motor and / or the rotary valve.
In Weiterbildung der Erfindung weist die Antriebseinheit Mittel zur Temperaturregelung des Kühlmittels im Kühlkreislauf auf. In a further development of the invention, the drive unit means for controlling the temperature of the coolant in the cooling circuit.
Durch diese Maßnahmen kann bei Einsatz der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe auf ein zusätzliches Thermostatventil verzichtet werden. By these measures, when using the inventive Coolant pump dispensed with an additional thermostatic valve become.
Das der Erfindung zugrundeliegende Problem wird auch durch ein Drehschieberventil für einen Kühlkreislauf einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem in einem Ventilgehäuse drehbar gelagerten kreiszylinderförmigen Drehschieber und einer Antriebseinrichtung zum Verstellen des Drehschiebers gelöst, bei dem die Mantelfläche des Drehschiebers mit einer Verzahnung für den Eingriff der Antriebseinrichtung versehen ist. The problem underlying the invention is also by a Rotary valve for a cooling circuit Internal combustion engine, in particular for a motor vehicle, with one in one Valve housing rotatably mounted circular cylindrical Rotary slide and a drive device for adjusting the Rotary slide solved, in which the lateral surface of the rotary valve with a toothing for the engagement of the drive device is provided.
Durch diese Maßnahmen wird ein sehr kompaktes Drehschieberventil geschaffen, das fein abgestuft und exakt einstellbar ist. These measures make a very compact rotary valve created, which is finely graded and precisely adjustable.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformender Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen: Other features and advantages of the invention will become apparent from the Claims and the following description are more preferred Embodiments of the invention in conjunction with the drawings. In show the drawings:
Fig. 1 eine erste Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe, Fig. 1 shows a first sectional view of a coolant pump according to the invention,
Fig. 2 eine abschnittsweise Schnittansicht entlang der Linie II- II der Fig. 1, Fig. 2 is a partially sectional view taken along the line II-II of Fig. 1,
Fig. 3a bis 3e abschnittsweise Schnittansichten der Kühlmittelpumpe der Fig. 1 bei unterschiedlichen Stellungen des Drehschiebers, Fig. 3a to 3e partially sectional views of the coolant pump of Fig. 1 in different positions of the rotary slide,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Regelung der erfindungsgemäßen Kühlmittelpumpe und Fig. 4 is a schematic representation of a control of the coolant pump according to the invention and
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Regelung einer Kühlmittelpumpe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Fig. 5 is a schematic representation of a control of a coolant pump according to another embodiment of the invention.
In der Schnittansicht der Fig. 1 ist eine Kühlmittelpumpe 10 mit einem Pumpengehäuse 12 und einem in dem Pumpengehäuse drehbar gelagerten, kreiszylinderförmigen Drehschieber 14 zu erkennen. Der Drehschieber 14 weist eine Hülsenform auf. Der Drehschieber 14 wird mittels eines Gleichstrommotors 16 in seiner Drehstellung verstellt. Der Gleichstrommotor 16 kann als Getriebemotor ausgebildet sein. Der Drehschieber 14 ist innerhalb eines kreiszylinderförmigen Saugraums 18 angeordnet. Der Saugraum 18 weist an seiner Umfangswandung einen Kühlereinlass 20 und einen Kurzschlusseinlass 22 auf. Der Drehschieber 14 ist in seiner Umfangswandung mit zwei Öffnungen versehen, so dass je nach Drehstellung des Drehschiebers 14 eine Verbindung vom Kühlereinlass 20 zum Saugraum 18 und/oder vom Kurzschlusseinlass 22 zum Saugraum 18 geöffnet, teilweise geöffnet oder geschlossen ist. In der in der Fig. 1 dargestellten Stellung des Drehschiebers 14 sind sowohl der Kühlereinlass 20 als auch der Kurzschlusseinlass 22 vom Saugraum 18 getrennt. In der in der Fig. 1 dargestellten Stellung würde somit in einem Kühlkreislauf eines Verbrennungsmotors, in dem sich die Kühlmittelpumpe 10 befindet, keine Kühlflüssigkeit zirkulieren. In the sectional view of Fig. 1, a coolant pump 10 with a pump housing 12 and a rotatably mounted in the pump housing, circular cylindrical rotary valve 14 can be seen. The rotary valve 14 has a sleeve shape. The rotary valve 14 is adjusted by means of a DC motor 16 in its rotational position. The DC motor 16 may be formed as a geared motor. The rotary valve 14 is disposed within a circular cylindrical suction chamber 18 . The suction chamber 18 has on its peripheral wall a cooler inlet 20 and a short-circuit inlet 22 . The rotary valve 14 is provided in its peripheral wall with two openings, so that depending on the rotational position of the rotary valve 14, a connection from the radiator inlet 20 to the suction chamber 18 and / or open from the short-circuit inlet 22 to the suction chamber 18 , partially open or closed. In the position of the rotary valve 14 shown in FIG. 1, both the radiator inlet 20 and the short-circuit inlet 22 are separated from the suction chamber 18 . In the position shown in FIG. 1, no cooling liquid would thus circulate in a cooling circuit of an internal combustion engine in which the coolant pump 10 is located.
Aus dem Saugraum 18 angesaugte Kühlflüssigkeit wird von der Kühlmittelpumpe 10 zu einem Auslass 24 gefördert, der beispielsweise mit einem Motoreinlass verbunden sein kann. In der Darstellung der Fig. 1 ist weiterhin ein Ausschnitt einer Druckspirale 26 der Kühlmittelpumpe 10 zu erkennen. From the suction chamber 18 sucked cooling liquid is conveyed by the coolant pump 10 to an outlet 24 , which may be connected for example to an engine inlet. In the illustration of FIG. 1, a section of a pressure spiral 26 of the coolant pump 10 can also be seen.
Der Drehschieber 14 ist in dem Pumpengehäuse 12 drehbar gelagert und weist über einen Abschnitt seiner Mantelfläche eine Verzahnung 28 auf. In die Verzahnung 28 greift eine Spindel 30 ein, die mittels einer Antriebswelle 32 mit dem Gleichstrommotor 16 verbunden ist. Von der Spindel 30 aus in Richtung auf den Gleichstrommotor 16 gesehen ist die Antriebswelle 32 in einer Lagerbuchse 34 aufgenommen. Von der Spindel 30 aus in einer Richtung vom Gleichstrommotor 16 weg gesehen ist ein Lagerzapfen der Spindel 30 in einem Sackloch des Pumpengehäuses 12 drehbar gelagert. Die Antriebswelle 32 und die Spindel 30 sind einstückig ausgebildet. Die Antriebswelle 32 ist mittels einer Kupplung 36 mit dem Gleichstrommotor 16 verbunden. Ausgehend von einer Aufnahme für den Gleichstrommotor 16 im Pumpengehäuse 12 erstreckt sich eine Bohrung in das Pumpengehäuse, wobei die Bohrung tangential in den Saugraum 18 übergeht und in dem Sackloch zur Aufnahme des Lagerzapfens der Spindel 30 endet. In diese Bohrung wird die Antriebswelle 32 mit der Spindel 30 eingeschoben. The rotary valve 14 is rotatably mounted in the pump housing 12 and has a toothing 28 over a portion of its lateral surface. In the toothing 28 , a spindle 30 engages, which is connected by means of a drive shaft 32 to the DC motor 16 . Seen from the spindle 30 in the direction of the DC motor 16 , the drive shaft 32 is received in a bearing bush 34 . Seen from the spindle 30 in a direction away from the DC motor 16 , a bearing journal of the spindle 30 is rotatably mounted in a blind hole of the pump housing 12 . The drive shaft 32 and the spindle 30 are integrally formed. The drive shaft 32 is connected by means of a coupling 36 with the DC motor 16 . Starting from a receptacle for the DC motor 16 in the pump housing 12 , a bore extends into the pump housing, the bore tangentially merges into the suction chamber 18 and ends in the blind hole for receiving the journal of the spindle 30 . In this bore, the drive shaft 32 is inserted with the spindle 30 .
Die abschnittsweise Schnittansicht der Fig. 2 entlang der Linie II-II der Fig. 1 zeigt eine gegenüber der Fig. 1 gedrehte Stellung des Drehschiebers 14, so dass eine Verbindung zwischen dem Kurzschlusseinlass 22 und dem Saugraum 18 geöffnet ist. The sectional sectional view of FIG. 2 along the line II-II of FIG. 1 shows a relation to FIG. 1 rotated position of the rotary valve 14 , so that a connection between the short-circuit inlet 22 and the suction chamber 18 is opened.
Wie in der Darstellung der Fig. 2 zu erkennen ist, weist der Drehschieber 14 eine Hülsenform auf mit einer Umfangswand 38 und einem bodenartigen Abschnitt 40, so dass sich insgesamt eine topfartige Form des Drehschiebers 14 ergibt. Der bodenartige Abschnitt 40 ist mit einer zentralen Bohrung versehen, in deren Bereich der Drehschieber 14 am Pumpengehäuse 12 gelagert ist. Der Drehschieber 14 umgibt eine Antriebswelle 42 der Kühlmittelpumpe 10, die sich ausgehend von einer Riemenscheibe 44 durch das Pumpengehäuse 12 bis zu einem Flügelrad 46 erstreckt. Das Flügelrad 46 ist in einem Pumpenraum angeordnet, von dem aus Kühlmittel durch das Flügelrad 46 zu dem Auslass 24 gedrückt wird. Die Antriebswelle 42 ist im Gehäuse 12 mittels eines Lagers 44 drehbar gelagert. Das Lager 44 ist gegen den Saugraum 18 mittels einer die Antriebswelle 42 umgebenden Gleitringdichtung 50 abgedichtet, die einerseits an der Antriebswelle 42 und andererseits an einem Flansch des Pumpengehäuses 12 anliegt. As can be seen in the illustration of FIG. 2, the rotary valve 14 has a sleeve shape with a circumferential wall 38 and a bottom-like section 40 , so that the overall result is a pot-like shape of the rotary valve 14 . The bottom-like portion 40 is provided with a central bore, in the region of the rotary valve 14 is mounted on the pump housing 12 . The rotary valve 14 surrounds a drive shaft 42 of the coolant pump 10 , which extends from a pulley 44 through the pump housing 12 to an impeller 46 . The impeller 46 is disposed in a pump room from which coolant is forced through the impeller 46 to the outlet 24 . The drive shaft 42 is rotatably mounted in the housing 12 by means of a bearing 44 . The bearing 44 is sealed against the suction chamber 18 by means of a drive shaft 42 surrounding the mechanical seal 50 which rests on the one hand on the drive shaft 42 and on the other hand on a flange of the pump housing 12 .
An seinem, dem bodenartigen Abschnitt 40 gegenüberliegenden Ende ist die Umfangswandung mit einem umlaufenden Flansch 52 versehen. Neben Lagerschalen 54 zum Lagern des Drehschiebers 14 im Bereich der konzentrischen Bohrung des bodenartigen Abschnitts 40 am Pumpengehäuse 12 ist auf einer, der Riemenscheibe 44 abgewandten Seite der Lagerung eine Axialsicherung in Form eines Federringes 56 vorgesehen. Der Drehschieber 14 ist somit einerseits drehbar an dem Pumpengehäuse 12 gelagert und andererseits gegen eine axiale Verschiebung parallel zur Antriebswelle 42 gesichert. Eine Drehung der Spindel 30 bewirkt somit über den Eingriff in die Verzahnung des Drehschiebers 14 lediglich dessen Verdrehung um die Antriebswelle 42. At its, the bottom portion 40 opposite end of the peripheral wall is provided with a circumferential flange 52 . In addition to bearings 54 for supporting the rotary valve 14 in the region of the concentric bore of the bottom-like portion 40 on the pump housing 12 , an axial securing in the form of a spring ring 56 is provided on a side facing away from the pulley 44 of the bearing. The rotary valve 14 is thus on the one hand rotatably mounted on the pump housing 12 and on the other hand secured against axial displacement parallel to the drive shaft 42 . A rotation of the spindle 30 thus causes via the engagement in the toothing of the rotary valve 14 only its rotation about the drive shaft 42nd
Die Umfangswandung des Saugraums 18 ist im Bereich des Kurzschlusseinlasses 22 mit einer Dichtung 53 versehen, die den Kurzschlusseinlass 22 umgibt. Die Dichtung 53 ist in einer umlaufenden Nut in der Umfangswandung angeordnet und gegen den Drehschieber 14 vorgespannt. An der Berührungsfläche zwischen Drehschieber 14 und Dichtung 53 kommt ein Material zum Einsatz, das verschleißarm ist und einen geringen Reibwert sicherstellt. The peripheral wall of the suction chamber 18 is provided in the region of the short-circuit inlet 22 with a seal 53 which surrounds the short-circuit inlet 22 . The seal 53 is arranged in a peripheral groove in the circumferential wall and biased against the rotary valve 14 . At the interface between the rotary valve 14 and seal 53 , a material is used, which is wear-resistant and ensures a low coefficient of friction.
Es ist festzuhalten, dass der Drehschieber 14 auch unabhängig von einer Kühlmittelpumpe in einem elektrisch verstellbaren Drehschieberventil eingesetzt werden könnte. It should be noted that the rotary valve 14 could also be used independently of a coolant pump in an electrically adjustable rotary valve.
Die Darstellungen der Fig. 3a bis 3e zeigen verschiedene Drehstellungen des Drehschiebers 14 im Pumpengehäuse 12. In der Stellung der Fig. 3a ist sowohl der Kühlereinlass 20 als auch der Kurzschlusseinlass 22 verschlossen. Eine solche Stellung des Drehschiebers 14 würde bei einem Verbrennungsmotor für ein Kraftfahrzeug nach einem Kaltstart oder bei sehr niedriger Last gewählt werden. In dieser Stellung findet keinerlei Durchströmung des Kühlkreislaufes statt, so dass eine sehr rasche Erwärmung des Verbrennungsmotors stattfinden wird. The representations of FIGS . 3 a to 3 e show different rotational positions of the rotary valve 14 in the pump housing 12 . In the position of FIG. 3a, both the radiator inlet 20 and the short-circuit inlet 22 are closed. Such a position of the rotary valve 14 would be selected in an internal combustion engine for a motor vehicle after a cold start or at very low load. In this position, no flow through the cooling circuit takes place, so that a very rapid heating of the engine will take place.
In der Stellung der Fig. 3b ist die Kurzschlussöffnung 22 geöffnet und die Kühleröffnung 20 verschlossen. Ausgehend von der Stellung der Fig. 3a wird die Stellung der Fig. 3b durch Verdrehen der Spindel 30 erreicht. In dieser Stellung ist somit ein Kurzschlusskreislauf des Kühlkreislaufes geöffnet, so dass die Kühlmittelpumpe Kühlmittel aus dem Kurzschlusseinlass 22 ansaugt, in den Motorblock fördert und aus dem Motorblock, vorbei am Fahrzeugkühler wieder in den Kurzschlusseinlass 22 fördert. Diese Stellung wird beispielsweise für einen Warmlauf nach einem Kaltstart oder bei niedriger Last gewählt. Bei einer Erwärmung des Kühlmittels würde eine Regelbewegung in der Darstellung der Fig. 3b im Uhrzeigersinn, bei einer Abkühlung des Kühlmediums entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgen. In the position of FIG. 3b, the short-circuit opening 22 is opened and the radiator opening 20 is closed. Starting from the position of FIG. 3 a, the position of FIG. 3 b is achieved by turning the spindle 30 . In this position, a short circuit of the cooling circuit is thus opened, so that the coolant pump sucks coolant from the short-circuit inlet 22 , promotes into the engine block and from the engine block, passing back into the short-circuit inlet 22 past the vehicle radiator. This position is selected, for example, for a warm-up after a cold start or at low load. Upon heating of the coolant, a control movement in the illustration of FIG. 3b would take place in a clockwise direction, with a cooling of the cooling medium in the counterclockwise direction.
Die Darstellung der Fig. 3c zeigt einen Mischbetrieb bei niedriger Last oder Teillastbetrieb. In dieser Stellung des Drehschiebers 14 sind sowohl die Kurzschlussöffnung 22 als auch die Kühleröffnung 20 teilweise geöffnet. Sowohl der Kühlkreislauf als auch der Kurzschlusskreislauf werden somit gedrosselt durchströmt. Bei Erwärmung des Kühlmittels würde eine Regelbewegung im Uhrzeigersinn, bei Abkühlung des Kühlmediums wieder entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgen. The illustration of Fig. 3c shows a mixing operation at low load or partial load operation. In this position of the rotary valve 14 , both the short-circuit opening 22 and the radiator opening 20 are partially open. Both the cooling circuit and the short circuit are thus flowed through throttled. When the coolant is heated, a control movement in the clockwise direction, and cooling of the coolant again in the counterclockwise direction.
Gemäß der Darstellung der Fig. 3d ist die Kurzschlussöffnung 22 geschlossen und die Kühleröffnung 20 vollständig geöffnet. Eine solche Stellung des Drehschiebers 14 wird bei Vollastbetrieb gewählt. Wird der Drehschieber 14 ausgehend von der in der Fig. 3d dargestellten Vollaststellung weiter im Uhrzeigersinn gedreht, kommt es zu einer Querschnittsverengung der Kühleröffnung und somit zu einer Drosselung des Kühlmittelstroms durch den Fahrzeugkühler. According to the illustration of FIG. 3d, the short-circuit opening 22 is closed and the radiator opening 20 is completely opened. Such a position of the rotary valve 14 is selected at full load. If the rotary slide valve 14 is rotated further clockwise starting from the full-load position shown in FIG. 3d, the condenser opening is narrowed in cross-section and thus the coolant flow through the vehicle radiator is reduced.
In der Stellung der Fig. 3e ist die Kurzschlussöffnung 22 verschlossen und die Kühleröffnung 20 teilweise geöffnet. Dabei ist festzustellen, dass dadurch lediglich der Kühlkreislauf durchströmt wird, allerdings wirkt die lediglich teilweise geöffnete Kühleröffnung 20 als Drossel. Bei einer Drehung des Drehschiebers 14 ausgehend von der Fig. 3e dargestellten Stellung im Uhrzeigersinn bleibt die Kurzschlussöffnung 22 geschlossen und die Kühleröffnung 20 schließt sich weiter. Die Wassermenge, die über den Kühler fließt, wird dadurch reduziert und somit verringert sich auch die Wärmemenge, die über den Fahrzeugkühler abgeführt wird. Dadurch kann eine Kühlmitteltemperatur auch bei Teillastbetrieb hoch gehalten werden, ohne den Kurzschlusskreislauf öffnen zu müssen. In the position of FIG. 3e, the short-circuit opening 22 is closed and the radiator opening 20 is partially opened. It should be noted that this only flows through the cooling circuit, however, the only partially open radiator opening 20 acts as a throttle. Upon rotation of the rotary valve 14, starting from the position shown in FIG. 3e in a clockwise direction, the short-circuit opening 22 remains closed and the radiator opening 20 closes further. The amount of water that flows through the radiator is thereby reduced and thus also the amount of heat that is dissipated via the vehicle radiator is reduced. As a result, a coolant temperature can be kept high even at partial load operation without having to open the short circuit.
Die schematische Darstellung der Fig. 4 zeigt die Kühlmittelpumpe 10 mit angedeuteten Ein- bzw. Auslässen. Der Drehschieber der Kühlmittelpumpe 10 wird mittels einer Antriebseinheit 58 verstellt, die ein Steuergerät 60, den Gleichstrommotor 16 sowie einen Sensor 62 zur Erfassung einer Drehstellung des Gleichstrommotors 16 aufweist. Das Steuergerät 60 ist für die Ansteuerung des Gleichstrommotors 16 zuständig. Ein weiteres Steuergerät 64 außerhalb der Antriebseinrichtung 58 ist für eine Temperaturregelung im Kühlkreislauf zuständig und kann beispielsweise ein Motorsteuergerät sein. Das Steuergerät 60 wird über eine Leitung 66 mit elektrischer Energie versorgt. Das Steuergerät 60 steuert über eine Leitung 68 den Gleichstrommotor 16 an und versorgt diesen mit Energie. Der Sensor 62 meldet über eine Leitung 70 eine Drehstellung des Gleichstrommotors 16 an das Steuergerät 60. Das Steuergerät für die Temperaturregelung 64 gibt über eine Leitung 72 eine Vorgabe für eine Stellung des Drehschiebers in der Kühlmittelpumpe 10 und somit für eine Drehstellung des Gleichstrommotors 16 an das Steuergerät 60. Die übergeordnete Temperaturregelung im Steuergerät 64 weist der Lageregelung im Steuergerät 60 somit Sollpositionen zu. The schematic representation of FIG. 4 shows the coolant pump 10 with indicated inlets and outlets. The rotary valve of the coolant pump 10 is adjusted by means of a drive unit 58 , which has a control unit 60 , the DC motor 16 and a sensor 62 for detecting a rotational position of the DC motor 16 . The control unit 60 is responsible for the control of the DC motor 16 . Another control unit 64 outside the drive device 58 is responsible for a temperature control in the cooling circuit and may be, for example, an engine control unit. The control unit 60 is supplied with electrical energy via a line 66 . The control unit 60 controls the DC motor 16 via a line 68 and supplies it with energy. The sensor 62 reports via a line 70 a rotational position of the DC motor 16 to the control unit 60th The control unit for the temperature control 64 is via a line 72 a default for a position of the rotary valve in the coolant pump 10 and thus for a rotational position of the DC motor 16 to the controller 60th The higher-level temperature control in the control unit 64 thus assigns set positions to the position control in the control unit 60 .
Durch die Elektronik für die Lagerückmeldung wird eine Umsetzung einer elektronischen Notlaufstrategie möglich. The electronics for the warehouse confirmation is an implementation an electronic emergency drive strategy possible.
In der Darstellung der Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der eine Antriebseinheit 74 neben dem Gleichstrommotor 16 und dem Sensor 62 für die Lageerkennung des Gleichstrommotors 16 mit einem Steuergerät 76 versehen ist, das sowohl eine Temperaturregelung im Kühlkreislauf als auch eine Ansteuerung des Gleichstrommotors 16 bzw. des Drehschiebers in der Kühlmittelpumpe 10 übernimmt. Hierzu erhält das Steuergerät 76 Eingangssignale von einem Temperatursensor 78. Weiterhin erhält das Steuergerät 76 Temperaturvorgaben sowie gegebenenfalls weitere Temperaturinformationen von einem Steuergerät 80, das für das gesamte Thermomanagement des Kraftfahrzeugs zuständig ist und beispielsweise ein Motorsteuergerät darstellt. Wie in der Darstellung der Fig. 4 erfolgt eine elektrische Energieversorgung über eine Leitung 66 und eine Ansteuerung des Gleichstrommotors 16 über eine Leitung 68 sowie eine Lagerückmeldung vom Lagesensor 62 über eine Leitung 70. Anhand der Temperaturvorgaben vom Steuergerät 80 ermittelt das Steuergerät 76 anhand eines Messwerts vom Temperatursensor 78 eine Temperaturregeldifferenz. Das Steuergerät 76 versucht dann, mittels einer Einstellung der Drehstellung des Drehschiebers in der Kühlmittelpumpe 10, diese ermittelte Temperaturregeldifferenz auszuregeln. In the illustration of FIG. 5, a further embodiment of the invention is shown, the sensor 62 is provided for the position detection of the DC motor 16 with a controller 76 in which a drive unit 74 in addition to the DC motor 16 and having both a temperature control in the cooling circuit and a Control of the DC motor 16 and the rotary valve in the coolant pump 10 takes over. For this purpose, the control unit 76 receives input signals from a temperature sensor 78 . Furthermore, the control unit 76 receives temperature specifications and optionally further temperature information from a control unit 80 , which is responsible for the entire thermal management of the motor vehicle and, for example, represents an engine control unit. As in the illustration of FIG. 4, an electrical power supply via a line 66 and a control of the DC motor 16 via a line 68 and a bearing feedback from the position sensor 62 via a line 70 . On the basis of the temperature specifications from the control unit 80, the control unit 76 uses a measured value from the temperature sensor 78 to determine a temperature control difference. The control unit 76 then tries, by means of an adjustment of the rotational position of the rotary valve in the coolant pump 10 , to correct this determined temperature control difference.
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