DE2916691A1 - Kuehlvorrichtung fuer fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschinen, insbesondere fuer wasserfahrzeuge mit kombinierter suesswasser-seewasser-kuehlung der brennkraftmaschine - Google Patents
Kuehlvorrichtung fuer fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschinen, insbesondere fuer wasserfahrzeuge mit kombinierter suesswasser-seewasser-kuehlung der brennkraftmaschineInfo
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Description
BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 München
Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen,
insbesondere für Wasserfahrzeuge mit kombinierter Süßwasser-Seewasser-Kühlung der Brennkraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung der Bauart mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
Bei einer bekannten Kühlvorrichtung dieser Bauart (Hermann Mettig, Die Konstruktion Schnellaufender Verbrennungsmotoren,
Seite 325) sind innerhalb des Gehäuses dem Wärmetauschereintritt zwei Thermostate vorgeschaltet,
die wechselweise den Zulauf des Maschinenkühlmittels zum Wärmetauscher oder zu je einem dem Gehäuse innen und
außen angeformten Kurzschlußkanälen zuleiten. Dadurch ergibt sich sowohl ein sehr aufwendiger Gehäuseaufbau
als auch eine ungünstige Zugänglichkeit zu den Thermostateinsätzen. So weist das Gehäuse in seinem Inneren
zusätzliche Einbauöffnungen für die Thermostateinsätze und für die Kurzschlußkanalanschlüsse auf. An der Oberseite
des Gehäuses ist ein großflächiger abnehmbarer Flanschdeckel zur Sicherung des Zugangs zu den Thermostateinbauten
vorgesehen. Schließlich ist auch der Wärmetauscher im Gehäuse mit beiderseitigen Flanschdeckeln
befestigt, die Flanschanschlüsse für die Zu- und Abfuhr des Außen-Kühlmittels aufweisen. Insgesamt ist damit
der Bauaufwand und das Gewicht dieser Kühlvorrichtung nachteilig hoch. Auch ist die Einbaulage der Thermostate
an der zulaufseitigen Verzweigungsstelle zum Wärmetauschereintritt und zum Kurzschlußkanal funktionell ungünstig,
weil die Temperaturregelung des Maschinen-Kühlmittels damit nicht ohne erhebliche Temperaturschwankungen möglich ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung der genannten Bauart so weiterzubilden, daß sie einen geringeren
Bauaufwand, geringeres Gewicht und auch eine gleichmäßigere Temperaturregelungsfunktion aufweist.
Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Auf diese Weise ergibt
sich ein einfacher Gesarotaufbau der Kühlvorrichtung, geringere Bauabmessungen desselben, eine bessere Funktion
des Thermostats, der hierbei an der Mischstelle der gekühlten und ungekühlten Anteile des Maschinen-Kühlmittels
angeordnet ist, und eine günstige Zugänglichkeit für den Einbau und den eventuellen Ersatz des Thermostateinsatzes.
In den weiteren Patentansprüchen 2 bis 5 sind Weiterbildungen
und Einzelheiten der Erfindung beansprucht, die die bauliche Ausbildung der Kühlvorrichtung in vorteilhafter
Weise ausgestalten. Für die Merkmale des Patentanspruches 5 wird selbständiger Schutz beansprucht, da
diese Merkmale Vorteile hinsichtlich eines geringen Bauaufwandes beim Einbau und Anschluß eines Wärmetauschers
ergeben, die auch unabhängig von den übrigen Gestaltungsmerkmalen einer derartigen Kühlvorrichtung zur Geltung
kommen können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Kühlvorrichtung für Wasserfahrzeuge mit kombinierter Süßwasser-Seewasser-Kühlung einer
flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine im Längsschnitt und
Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie XI-II in Fig. 1
und
Fig. 3 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich eines Thermostat-Einbaues»
Fig. 3 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich eines Thermostat-Einbaues»
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Eine Kühlvorrichtung 1 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine
zum Einbau in Wasserfahrzeuge mit kombinierter Süßwasser-Seewasser-Kühlung enthält in einem Gehäuse
2 einen Flüssigkeits-Wärmetauscher 3 für ein Maschinen-Kühlmittel,
das wie üblich aus Süßwasser und Gefrier- und/oder Korrosions-Schutzmittel besteht, und für
ein Außen-Kühlmittel, das von Rohwasser, wie Leitungswasser,
Flußwasser, Seewasser oder Meerwasser, gebildet wird. Das Maschinen-Kühlmittel durchströmt den Wärmetauscher
3 von einem Eintrittsstutzen 4 über einen oberen
Wasserkasten 5 mit Ausdehnungsraum 6 und Füllverschluß
7 von oben nach unten. Unter dem Wärmetauscher 3 liegt ein unterer Wasserkasten 8.
Für das Außen-Kühlmittel weist der Wärmetauscher 3 je einen
Eintrittsstutzen 9 und einen Austrittsstutzen 10 auf. Diese Stutzen 9 und 10 dienen zugleich sowohl als
Halterungen für den Wärmetauscher 3 in den Gehäusedurchtrittsöffnungen 11 und 12 als auch als Schlauchanschlüsse
für Außen-Kühlmittel-Schläuche 13 und 14. Die Durchtrittsöffnungen
11 und 12 enthalten in je einer Ringnut 15 je einen O-Ring 16 als Dichtung. Während die Durchtrittsöffnung
12 unmittelbar im Gehäuse 1 angeordnet ist, ist die Durchtrittsöffnung 11 in einem Gehäusedeckel 17
ausgebildet, der den Einbau und gegebenenfalls den Austausch des Wärmetauschers 3 durch eine seitliche öffnung
18 des Gehäuses ermöglicht.
Parallel zum Wärmetauscher 3 enthält das Gehäuse 2 einen Kurzschlußkanal 19, der sich schachtförmig schmal über
die Länge des Wärmetauschers 3 erstreckt und unter dem unteren Wasserkasten 8 in eine Zulaufkammer 20 mündet,
die über eine Eintrittsöffnung 21 mit einer Mischkammer 22 in Verbindung steht. Eine weitere Eintrittsöffnung
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der Mischkammer 22 ist über eine zweite Zulaufkammer 24 mit dem unteren Wasserkasten 8 verbunden. Die Eintrittsöffnungen 21 und 23 der Mischkammer 22 werden wechselweise
von den Ventilen eines Thermostateinsatzes 25 temperaturabhängig gesteuert. Bei kaltem Maschinen-Kühlmittel
ist entsprechend der dargestellten Anordnung die Eintrittsöffnung 23 geschlossen.
Die zweite Zulaufkammer 24 weist im Gehäuse 2 eine der Eintrittsöffnung 23 gegenüberliegende Einbauöffnung 26
auf, die durch einen Verschlußdeckel 27 abgedichtet ist. Der Verschlußdeckel 27 trägt an seiner Innenseite axial
ringförmig im Abstand zueinander angeordnete Stützansätze 28, die einen Flansch 29 des Thermostateinsatzes 25 unter
Beilage einer Dichtung 30 an die die Eintrittsöffnung 23 umschließende Gehäusewand andrücken. Zwischen den Stützansätzen
28 ist die Strömungsverbindung mit dem unteren Wasserkasten 8 gewährleistet und innerhalb dieser Stützansätze
28 ist die Zulaufkammer 24 angeordnet.
An die Mischkammer 22 ist ein Austrittsstutzen 31 für
die Weiterleitung des auf die vorbestimmte Betriebstemperatur geregelten Maschinen-Kühlmittels zu den zu kühlenden
Stellen der Maschine bzw. zur Saugseite der Kühlmittelpumpe
angeformt.
Für den Betrieb der Maschine wird die Kühlvorrichtung 1 durch den Verschlußdeckel 7 bis zu einem vorbestimmten
Kühlmittelstand gefüllt. Der verbleibende Luftraum dient als Ausgleichraum für das bei der Erwärmung sich ausdehnende
Kühlmittel. Bei laufender Brennkraftmaschine wird ständig mittels einer nicht dargestellten Kühlmittelpumpe
durch den Eintrittsstutzen 4 Maschinen-Kühlmittel in den oberen Wasserkasten 5 gefördert. Bis zum Er-
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reichen der vorbestimmten Betriebstemperatur verschließt der Thermostateinsatz 25 die Eintrittsöffnung 23 und damit
den Durchgang von Maschinen-Kühlmittel durch den Wärmetauscher 3, den unteren Wasserkasten 8, die zweite Zulaufkammer
24 und die Eintrittsöffnung 23 in die Mischkammer 22. Dagegen kann das Maschinen-Kühlmittel ungehindert
durch den Kurzschlußkanal 19 in die erste Zulaufkammer
20 und durch die Eintrittsöffnung 21 in die Mischkammer 22 gelangen und durch den Austrittsstutzen
31 zur Kühlmittelpumpe und zur Brennkraftmaschine strömen. Gleichzeitig wird von einer gesonderten nicht dargestellten
Außen-Kühlmittelpumpe das Außen-Kühlmittel
durch die Kühlmittelschlauche 13 und 14 und die Schlauchanschlußstutzen
9 und 10 des Wärmetauschers 3 durch diesen hindurch gefördert. Ein Wärmeaustausch zwischen Außen-Kühlmittel
und Maschinen-Kühlmittel findet hierbei mangels Durchströmen des Wärmetauschers 3 mit Maschinen-Kühlmittel
nicht statt. Die Maschine kann sich daher sehr schnell erwärmen. Damit erwärmt sich auch das durch den
Kurzschlußkanal 19 strömende Maschinen-Kühlmittel und beaufschlagt
den Thermostateinsatz 25» der bei Erreichen der vorgegebenen Regeltemperatur anspricht und die Eintrittsöffnung
23 zu öffnen beginnt. Damit mischt sich in der Mischkammer 22 durch den Wärmetauscher 3 abgekühltes
Maschinen-Kühlmittel mit durch den Kurzschlußkanal 19 strömendem nicht abgekühltem Maschinen-Kühlmittel, so
daß aufgrund der jeweiligen Einstellung der die Eintrittsöffnungen 21 und 23 steuernden Ventile des Thermostateinsatzes
25 in der Mischkammer 22 die vorbestimmte Betriebstemperatur des Maschinen-Kühlmittels/geregelt wird.
Der Maschine wird damit über den Leitungsstutzen 31 nach
Erreichen der Betriebstemperatur ein stets in engsten Grenzen eingeregeltes Maschinen-Kühlmittel zugeleitet.
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Für den Austausch zu Kontroll- oder Ersatzzwecken kann
sowohl der Wärmetauscher 3 als auch der Thermostateinsatz 25 auf einfache Weise durch Abnahme des Deckels
17 bzw. des Verschlußdeckels 27 ausgebaut, geprüft und ggf. wieder eingebaut bzw. erneuert werden.
17 bzw. des Verschlußdeckels 27 ausgebaut, geprüft und ggf. wieder eingebaut bzw. erneuert werden.
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Leerseite
Claims (3)
1. Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen,
- insbesondere für Wasserfahrzeuge mit kombinierter Süßwasser-Seewasser-Kühlung der Brennkraftmaschine,
- mit einem Gehäuse, das
- einen Flüssigkeits-Wärmetauscher für ein Maschinen-Kühlmittel und ein Außen-Kühlmittel,
- einen Kurzschlußkanal für das Maschinen-Kühlmittel
parallel zum Wärmetauscher,
- eine Mischkammer für den gekühlten und den ungekühlten
Teil des Maschinen-Kühlmittels und
- einen Thermostat für die temperaturabhängig anteilige Durchflußregelung des Maschinen-Kühlmittels
durch den Wärmetauscher und durch den Kurzschlußkanal auf v/eist,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die Mischkammer (22) im Abstand von der Austrittsseite des Wärmetauschers (3) angeordnet ist,
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- daß der Thermostat (Thermostateinsatz 25) in der Mischkammer (22) angeordnet ist und
- wechselweise Je eine einerseits mit dem Wärmetauscher
(3) und andererseits mit dem Kurzschlußkanal (19) verbundene Eintrittsöffnung (21 bzw. 23) in
die Mischkammer (3) steuert und
- daß ein außen am Gehäuse (2) abnehmbar befestigter Verschlußdeckel (27) einer Eintrittsöffnung (23)
der Mischkammer (22) gegenüberliegend angeordnet ist
- sowie eine Einbauöffnung (26) für einen Thermostateinsatz (25) verschließt.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- daß in Längsrichtung des Wärmetauschers (3) beiderseits vor den Eintrittsöffnungen (21 und 23) der
Mischkammer (22) je eine Zulaufkammer (20 bzw. 24) angeordnet ist,
- die einerseits mit der Austrittsseite (unterer Wasserkasten 8) des Wärmetauschers (3) und andererseits
mit dem Kurzschlußkanal (19) verbunden sind.
3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- daß sich der Kurzschlußkanal (19) schachtförmig schmal im wesentlichen über die gesamte Länge des
Wärmetauschers (3) erstreckt und
- im Abstand von der Ausstrittsseite (unterer Wasserkasten 8) des Wärmetauschers (3) über einen Teil
der Länge des Wärmetauschers (3) in die erste Zulaufkammer (20) übergeht,
- während sich im wesentlichen über den übrigen Teil der Länge des Wärmetauschers (3) die Mischkammer
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(22) und die zweite, mit der Austrittsseite (unterer Wasserkasten 8) des Wärmetauschers (3) verbundene
Zulaufkammer (24) gleichfalls im Abstand von der Austrittsseite (unterer Wasserkasten 8) des
Wärmetauschers (3) erstrecken.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- daß die von der Mischkammer (22) abgewandte Außenwand
der zweiten Zulaufkammer (24) als lösbarer Verschlußdeckel (27) ausgebildet ist,
- der mittels axialer ringförmig im Abstand zueinander angeordneter Stützansätze (28) einen Thermostateinsatz
(25) dichtend an eine Eintrittsöffnung (23) der Mischkammer (22) andrückt und
- der zwischen den Stützansätzen (28) Verbindungsöffnungen von der Austrittsseite (unterer Wasserkasten
8) des Wärmetauschers (3) in die innerhalb der Stützansätze (28) angeordnete Zulaufkammer (24)
aufweist.
Kühlvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- daß der Wärmetauscher (3) an beiden Längsenden Je einen Schlauchanschlußstutzen (9 und 10) für das
Außen-Kühlmittel aufweist,
- die ihnen zugeordnete Durchtrittsöffnungen (11 und 12) im Gehäuse (2) und in einem Gehäusedeckel (17)
durchdringen,
- wobei die Durchtrittsöffnungen (11 und 12) je eine
radiale Ringnut (15) für einen O-Ring (16) enthalten.
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