DE2828557C2

DE2828557C2 - Zwischenkühler für Verbrennungsmotoren

Info

Publication number: DE2828557C2
Application number: DE2828557A
Authority: DE
Inventors: Tejandra N. Columbus Ind. Bose; Harshad Himabhai Patel
Original assignee: Cummins Engine Co Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 1977-06-30
Filing date: 1978-06-29
Publication date: 1982-06-16
Also published as: IT7850067A0; AU3742178A; SE7807369L; JPS5417411A; FR2396167A1; GB2000583A; DE2828557A1; GB2000583B; BR7804129A; JPS561456B2; CA1078276A; MX146126A; AU511794B2; ES471273A1; FR2396167B1; US4191148A

Description

Die Erfindung betrifft einen Zwischenkühler für Verbrennungsmotoren, mit einem von zwei langgestreckten, im wesentlichen parallel verlaufenden Seitenwänden, zwei Stirnwänden und einem Boden gebildeten, nach oben offenen Gehäuse, mit einem das Gehäuse abdeckenden, langgestreckten Deckel, der auf den Oberkanten der Seitenwände und ggf. der Stirnwände des Gehäuses befestigbar ist, mit einem am Gehäuse ausgebildeten Einlaß sowie einem Auslaß für die zu kühlende bzw. für die gekühlte Luft und mit einem in dem Gehäuse befestigten Kühlerblock, der eine Mehrzahl von parallel zur Längsachse des Gehäuses verlaufenden Kühlerrohren, endseitig jeweils einen plattenförmigen, mit den Kühlrohren fest verbundenen, quer zur Längsachse der Kühlrohre verlaufenden Querträger und zwischen den endseitigen Querträgern eine Vielzahl von quer zur Längsachse der Kühlrohre angeordneten, mit den Kühlrohren fest verbundenen Kühlrippen aufweist und der mit seiner horizontalen Mittelebene etwa in der Höhe der Oberkanten der Seitenwände des Gehäuses angeordnet ist,
s Bei den bekannten Zwischenkühlern liegt ein konstruktives Problem darin, daß der Kühlerblock so angebracht sein muß, daß er auch bei erheblichen Motor- und Fahrzeugschwingungen unter al'en Umständen wasserdicht bleibt. Um dies zu erreichen, ist bei dem bekannten Zwischenkühler, von dem die Erfindung ausgeht (vgl. die DE-OS 14 26 074), der Zwischenkühler durch seitlich an den Kühlrohren angeordnete, im wesentlichen parallel zu den Kühlrohren verlaufende Leitbleche abgestützt, die mit nach außen weisenden

is Flanschen versehen sind. Diese Leitbleche sind fest mit dem Kühlerblock verbunden und dienen zur Abstützung des Kühlerblocks. Die Flansche der Leitbleche sind zwischen dem Gehäuse und dem Deckel eingeklemmt, wodurch dann auch der Kühlerblock selbst gegenüber dem Gehäuse festgelegt ist

Die Herstellung des Kühlerbiockes für den bekannten, zuvor erläuterten Zwischenkühler ist zeit- und kostenaufwendig, da die Leitbleche mit dem Kühlerblock und die Flansche ihrerseits mit den Leitblechen verschweißt werden müssen. Außerdem liegt eine potentielle Gefahr darin, daß bei Auftreten hoher Drücke die Seitenwände des Gehäuses des Zwischenkühlers ausgebeult werden, wobei die Flansche zwischen dem Gehäuse und dem Deckel herausrutschen können, was dann dazu führt, daß der Kühlerblock nicht mehr abgestützt ist

Im übrigen ist ein weiterer Zwischenkühler für Verbrennungsmotoren bekannt (vgl. die US-PS 38 81 455), bei dem das Gehäuse allseitig geschlossen ist Die Stirnwände des Gehäuses sind hier im Bereich des Kühlerblockes abnehmbar, so daß der Kühlerblock von einer Stirnwand her in Längsrichtung in das Gehäuse eingeschoben werden kann. Der Kühlerblock besteht hier aus einer Mehrzahl von parallev zur Längsachse des Gehäuses verlaufenden Kühlrohren, endseitig jeweils einem plattenförmigen, mit den Kühlrohren fest verbundenen Querträger und zwischen den Querträgern angeordneten, mit den Kühlrohren fest verbundenen Kühlrippen. Zwischen den endseitigen Querträgern sind außerdem noch weitere plattenförmige Querträger angeordnet Nur die endseitigen Querträger des Kühlerblocks sind allerdings fest mit dem Gehäuse des Zwischenkühlers verbunden, und zwar über Flanschverbindungen. Die zwischen den endseitigen Querträgern angeordneten weiteren Querträger sind querschnittsmäßig genau dem Querschnitt: des Gehäuses in diesem Cereich angepaßt und kommen so über ihre gesamte Höhe an den Seitenwänden des Gehäuses zur Anlage. Die Querträger gleiten also in dem Gehäuse wie in einer Art Führung. Ohne besonderen zusätzlichen fertigungstechnischen Aufwand ist auch bei diesem Zwischenkühler das Auftreten von Undichtigkeiten nicht sicher auszuschließen.
Ausgehend von dem zuvor erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, den bekannten, eingangs erläuterten Zwischenkühler für Verbrennungsmotoren so auszugestalten und weiterzubilden, daß bei möglichst geringem fertigungstechnischen Aufwand unter allen Betriebsbedingungen das Auftreten von Undichtigkeiten sicher ausgeschlossen ist.

Der erfindungsgemäße Zwischenkühler für Verbrennungsmotoren, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe

gelöst ist, ist dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, zwischen den endseitjgen plattenförmigen Querträgern des Kühlerblocks mindestens ein weiterer plattenförmiger Querträger angeordnet ist, daß die plattenförmigen Querträger einen solchen Querschnitt aufweisen, daß sie unmittelbar unterhalb der Oberkanten der Seitenwände des Gehäuses an diesen Seitenwänden anliegen und daß zur Befestigung der plattenförmigen Querträger im Bereich ihrer Anlage an den Seitenwänden durch Bohrungen in den Seitenwänden hindurch sowie in Bohrungen in den Querträgem eingreifende Befestigungselemente, vorzugsweise Befestigungsschrauben, vorgesehen sind. Vorzugsweise sind dabei an den Oberkanten der Seitenwände Außenflansche und den Außenflanschen gegenüberliegende Innenflansche vorgesehen und liegen die Querträger nur an den Innenflanschen an.

Erfindungsgemäß werden die Querträger selbst zur Befestigung des Kühlerblockes an den Seitenwänden des Gehäuses herangezogen. Dadurch wird zum einen eine sichere Festlegung des Kühlerbiockes innerhalb des Gehäuses, zum anderen eine wesentliche Stabilisierung des Gehäuses erreicht, da die Sei ten wände über die jeweils als eine Art Zwischenwand wirkenden Querträger fest miteinander verbunden sind. Hier kommt der Anordnung der Befestigungselemente unmittelbar unterhalb der Oberkanten der Seitenwände eine besondere Bedeutung zu, da gerade dort die stärksten Ausbeulungen an den Seitenwänden auftreten können. Insgesamt ist also ein Zwischenkühler für Verbrennungsmotoren verwirklicht, bei dem mit Sicherheit der Kühlerblock auch bei erheblichen Motor- und/oder Fahrzeugschwingungen unter allen Umständen wasserdicht bleibt Dabei zeichnet sich die beanspruchte Konstruktion durch besonders geringen fertigungstechnischen Aufwand aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Verbrennungsmotor mit einem Zwischenkühler in schematischer Seitenansicht,

F i g. 2 in gegenüber der F i g. 1 kleinerem Maßstab, ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Zwischenkühlers in schematischer Seitenansicht,

F i g. 3 in gegenüber der F i g. 1 .kleinerem Maßstab, den Gegenstand nach Fig.2 in einer schematischen Draufsicht,

Fig.4 einen Schnitt durch den Gegenstand nach F i g. 2 längs der Linie 4-4.

Fig.5 einen Schnitt durch den Gegenstand nach F i g. 2 längs der Linie 5-5 und

Fig.6 einen Schnitt durch den Gegenstand nach F i g. 2 längs der Linie 6-6.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Verbrennungsmotor 10, nämlich einen in üblicher Weise aufgebauten Diesol-Hubkolbenmotor. Von einem Zylinderkopf 12 des Verbrennungsmotors 10 wird hier Verbrennungsluft Einlassen 14 der Zylinder des Verbrennungsmotors 10 zugeführt Über Auslaßventile gelangen die Auspuffgase zu einem Auspuffkrümmer, von dem sie durch eine Turbine 18 eines Turboladers 20 strömen. Von der Turbine 18 des Turboladers 20 wird ein Kompressor 22 zur Vorverdichtung der Ansaugluft angetrieben. Die vorverdichtete Ansaugluft wird durch eine Einlaß-Druckleitung 24 in einen Zwischenkühler 26 geleitet Der Zwischenkühler 26 empfängt Kühlflüssigkeit aus dem Motorkühlsystem über einen Kühlmittelzulauf 28 und gibt die Kühlflüssigkeit an das Motorkühlsystem über einen Kühlmittelrücklauf 30, der über einen Auslaß 32 und einen flexiblen Zwischenstutzen 34 mit dem Zwischenkühler verbunden ist, wieder ab (F i g, 1),
Erfindungsgemäß weist der Zwischenkühler ein eine langgestreckte Kammer bildendes, wannenartiges Gehäuse 36 auf. Das Gehäuse 36 wird durch zwei langgestreckte, einander gegenüberliegende Seitenwände 40 bzw. 42 und mit den Seitenwänden 40, 42 verbundene vordere bzw. hintere Stirnwände 44 bzw. 46

to gebildet Die Seitenwand 42 verläuft in ihrem unteren Bereich schräg in Richtung der gegenüberliegenden Seitenwand 40 und ist über einen Boden 48 mit dieser verbunden. In der Seitenwand 40 sind mehrere Auslässe 50 für die gekühlte Luft vorgesehen, die mit den Lufteinlässen 14 für die Zylinder des Verbrennungsmotors 10 fluchten (F i g. 2, F i g. 5). Neben den Auslassen 50 verlaufen zwischen den Seitenwänden 40 und 42 Querstege 52, Das Gehäuse 36 ist über Befestigungselemente 54, die in Bohrungen 56 der Querstege 52 verlaufen, mit dem Zylinderkopf 1';.4es Verbrennungsmotors 10 verbunden und an db^em befestigt Zusätzlich sind im unteren Teil der Seitenwand 40 des Gehäuses 36 Bohrungen 58 mit Befestigungselementen 60 vorgesehen (vgL insbesondere Fig.5 und Fig.6).

Von d*r Seitenwand 42 führt eine Abluftleitung 61 zu einem Nachverdichter 63.

An der Oberkante der Seitenwände 40 und 42 sind Außenflansche 62 bzw. 62 und diesen Außenflanschen 62 bzw. 64 gegenüberliegende Innenflansche 66 bzw. 68 vorgesehen. Zwischen den Innenflanschen 66 bzw. 68 ist ein Kühlerblock 70 so angeordnet daß er sich teilweise oberhalb, teilweise unterhalb der Innenflansche 66 bzw. 68 befindet Der Kühlerblock 70 ist so angeordnet, daß von der Einlaß-Druckleitung 24 her kommende Verbrennungsluft über ihn hinwegstreichen muß, bevor sie durch die Auslässe 50 in die Zylinder des Verbrennungsmotors 10 strömen kann. Der Kühlerblock 70 weist eine Mehrzahl von Kühlrohren 72, die parallel zur Längsachse des Gehäuses 36 verlaufen, auf.

Die Kühlrohre 72 sind dabei in miteinander fluchtenden Bonrungen 74 in einer Mehrzahl von plattenförmigen Querträgern 76 gelagert Die Kühlrohre 72 sind dabei an den plattenförmigen Querträgern 76 in geeigneter Weise befestigt, beispielsweise an diese angelötet Im übrigen sind die Kühlrohre 72 mit einer Vielzahl plattenförmiger Kühlrippen 75 versehen.

An den beiden Enden der Kühlrohre 72 sind, unmittelbar an den ersten bzw. letzten der plattenförmigen Querträger 76 angrenzend, Speichervolumina 78

so bzw. 80 vorgesehen. Das Einlaß-Speichervolumen 80 besteht dabei aus einer Grundplatte 82 und einem Deckel 84. Durch die Grundplatte 82 und den Deckel 84 wird tine Kammer gebildet, in die die Enden der Kühlrohre 72 einmünden. Über Flansche 86 und 88 ist der Deckel 84 des Hinlaß-Speichervolumenc 80 mit dem Kühlmittelzulauf 28 verbunden. Das Auslaß-Speichervolumen 78 besteht in gleicher Weise aus einer Grundplatte 90 und einem Deckel 92, wobei in die so gebildete Kammer die Kühlrohre 72 einmünden. Über einen Stutzen 94 ist das Auslaß-Speichervolumen 78 mit dem Kühlmittelrücklauf 30 verbunden (vgl. F i g. 2).

Das Gehäuse 36 ist mit einem Deckel 96 versehen, der über einen Deckelflansch 100 an den Seitenwänden 40 bzw. 42 und Stirnwänden 44 bzw, 46 befestigt ist Die Befestigung erfolgt Über Befestigungselemente 9β. Am Deckel 96 ist die Einlaß-Druckleitung 24 befestigt Gleichfalls ist am Deckel 96 der Zwischenstutzen 34 für den Kühlmittelrücklauf 30 befestigt

Die plattenförmigen Querträger 76 sind in ihrem Querschnitt so ausgebildet, daß ihre Seitenkanten 104 an den innenflanschen 66 bzw. 68 anliegen. Befestigungselemente 108 greifen durch Bohrungen HO hindurch und in Bohruftgen 112 in den plattenförmigen

Querträgern 76 ein. Diese Befestigungselemente sind als Befestigungsschrauben ausgebildet. Somit sind die plattenförmigen Querträger 76 feil mit den Seitenwänden 40 bzw. 42 des Gehäuses 36 verbunden (vgl. F ig. 4).

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

X, Zwischenkühler für Verbrennungsmotoren, mit einem von zwei langgestreckten, im wesentlichen parallel verlaufenden Seitenwänden, zwei Stirnwänden und einem Boden gebildeten, nach oben offenen Gehäuse, mit einem das Gehäuse abdeckenden, langgestreckten Deckel, der auf den Oberkanten der Seitenwände und ggf. der Stirnwände des Gehäuses befestigbar ist, mit einem am Gehäuse ausgebildeten Einlaß sowie einem Auslaß für die zu kühlende bzw. für die gekühlte Luft und mit einem in dem Gehäuse befestigten Kühlerblock, der eine Mehrzahl von parallel zur Längsachse des Gehäuses verlaufenden Kühlrohren, endseitig jeweils einen plattenförmigen, mit den Kühlrohren fest verbundenen, quer zur Längsachse der Kühlrohre verlaufenden Querträger und zwischen den endseitigen Querträgern eine Vielzahl von quer zur Längsachse der Kühlrohre angeordneten, mit den Kühlrohren fest verbundenen Kühlrippen aufweist und der mit seiner horizontalen Mittelebene etwa in der Höhe der Oberkanten der Seitenwände des Gehäuses angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, zwischen den endseüigen plattenförmigen Querträgern (76) des Kühlerblocks (70) mindestens ein weiterer plattenförmiger Querträger (76) angeordnet ist, daß die plattenförmigen Querträger (76) einen solchen Querschnitt aufweisen, daß sie unmittelbar unterhalb der Oberkanten der Seitenwände (40, 42) des Gehzc-ses (36) an diesen Seitenwänden (40, 42} anliegen, und daß zur Befestigung der plattenförmiger· Querträger (76) im Bereich ihrer Anlage an den Seitenwänden (40, 42) durch Bohrungen (110) in den Seitenwänden (40,42) hindurch sowie in Bohrungen (112) in den Querträgern (76) eingreifende Befestigungselemente (108), vorzugsweise Befestigungsschrauben, vorgesehen sind.

Z Zwischenkühler nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Oberkanten dc; Seitenwände (40,42) Außenflansche (62,64) und den Außenflanschen (62, 64) gegenüberliegende Innenflansche (66, 68) vorgesehen sind und das die Querträger (76) nur an den Innenflanschen (66, 68) anliegen.