DE4123057A1 - Kuehlvorrichtung an einer brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus der DE 30 26 208 A1 bekannt. In der DE 30 26 208 A1 bilden an einer Brennkraftmaschine zwei Zylinderreihen in V-Stellung und ein am Scheitel des V angeordnetes Kurbelgehäuse einen im Querschnitt konkaven Raum. Dieser Raum ist dicht verschlossen und wird zur Kühlung der Brennkraftmaschine mit Kühlflüssigkeit durchspült. Gleichzeitig sind innerhalb dieses Raumes Kühlkammern einer Abgaskrümmeranlage untergebracht, die von der Kühlflüssigkeit ummantelt sind. Die Kühlkammern der Abgaskrümmeranlage sind unzugänglich. Durch die in Fig. 5 der DE 30 26 208 A1 dargestellten Konstruktion des konkaven Raumes mit den integrierten Kühlkammern wird ein großes Kühlflüssigkeitsvolumen zur Füllung der Hohlräume innerhalb des konkaven Raumes benötigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde unter Ausnutzung eines vorhandenen, von einer Kühlflüssigkeit durchflossenen Raumes der Brennkraftmaschine eine Kühlkammer zu schaffen, die für den Einbau zu kühlender Bauteile zugänglich ist und gleichzeitig zur Einsparung von Kühlflüssigkeit beiträgt, um die Brennkraftmaschine schnellstmöglich auf Betriebstemperatur zu bringen.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 erreicht.

In einem Kraftfahrzeug sind Bauteile vorhanden, die aufgrund ihrer hohen maximal zulässigen Betriebstemperaturen mittels der Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine kühlbar sind, jedoch mit der Kühlflüssigkeit nicht in direkte Berührung kommen dürfen. Dies sind z. B. elektrische Bauteile von Generatoren wie Gleichrichter und Spannungsregler. Solche Bauteile werden in die erfindungsgemäße Kühlkammer austauschbar eingesetzt. Die erfindungsgemäße Kühlkammer ist, ähnlich einer Wanne, ein konvexer, hohler Körper, der mit seiner Wölbung in den konkaven, mit einer Kühlflüssigkeit durchspülten Raum der Brennkraftmaschine eingepaßt wird und diesen Raum dicht verschließt. Die Außenwand der Kühlkammer-Wölbung hat von der Innenwand des durchspülten Raumes einen den Kühlanforderungen entsprechenden Abstand und wird von der Kühlflüssigkeit umspült. Der in trockener Umgebung befindliche, zugängliche Hohlraum der so angeordneten Kühlkammer dient zur Aufnahme der zu kühlenden Bauteile. Auch elektrische Leitungen sind in dieser Kühlkammer anschließbar.

Die erfindungsgemäße Kühlkammer ist demnach multifunktional einsetzbar. Sie dient vorwiegend zur Kühlung verschiedener auswechselbarer Bauteile, insbesondere zur Vermeidung von Wärmespitzen in den Bauteilen, unter Ausnutzung einer vorhandenen Kühleinrichtung. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Kühlkammer zugleich Verdrängungskörper zur Volumenverringerung der Kühlflüssigkeit und Verschlußteil des mit Kühlflüssigkeit gefüllten Raumes.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bietet der Gegenstand des Patentanspruchs 2.

Der Hohlraum der Kühlkammer zur Aufnahme der zu kühlenden Bauteile ist bei Bedarf mittels eines Deckels dicht verschließbar. Der Deckel ist vorzugsweise abnehmbar. Somit können auch schmutz- und feuchtigkeitsempfindliche Bauteile, wie z. B. die elektronischen Bauteile des Generators, in geschützter Umgebung gekühlt werden. Ein abnehmbarer Deckel erleichtert die Montierbarkeit z. B. beim Auswechseln defekter Bauteile.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bietet der Gegenstand des Patentanspruchs 3.

Die Bauteile werden wärmeleitend mit der Innenwand der Kühlkammer verbunden. Dazu sind sie beispielsweise in einem wärmeleitenden Träger eingebettet, der innerhalb der Kühlkammer mit größtmöglicher Auflagefläche und kleinstmöglichem Wärmewiderstand, z. B. unter Verwendung von einer Wärmepaste, an der mit Kühlflüssigkeit umspülten Wand der Kühlkammer befestigt ist. Die Kühlkammer besteht aus wärmeleitendem Material, vorzugsweise Aluminium. Somit sind die Bauteile einerseits von der Kühlflüssigkeit galvanisch isoliert, andererseits in bestmöglichen Wärmekontakt mit der Kühlflüssigkeit.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bietet der Gegenstand des Patentanspruchs 4.

Die in dem Gehäuse untergebrachten Bauteile haben eine höhere maximal zulässige Betriebstemperatur als die Kühlflüssigkeit. So wird eine zuverlässige Kühlung bei jedem Betriebszustand der Brennkraftmaschine gewährleistet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Sie zeigt den Querschnitt durch einen von zwei Zylinderreihen gebildeten konkaven Raum mit einer erfindungsgemäßen Kühlkammer.

Die zwei Zylinderreihen 1 und das Kurbelgehäuse 2 bilden einen konkaven, hier V-förmigen Raum 3, der durch die Kühlkammer 4 geschlossen ist.

Die Kühlkammer 4 besteht aus einer Wanne 5, deren Wölbung sich in den Raum 3 erstreckt, und aus einem Deckel 6, der auf der Wanne 5 aufgeschraubt ist. Innerhalb der Kühlkammer 4 ist ein Träger 7 mit größtmöglicher Auflagefläche an der Wanne 5 angebracht. Im Träger 7 sind elektrische Bauteile 8 eingebettet. Die Bauteile 8 schließen mit der Unterseite des Trägers 7 plan ab. Zwischen der Wanne 5 und dem Träger 7 bzw. der Wanne 5 und den Bauteilen 8 liegt eine galvanisch isolierende, wärmeleitende Kunststoffolie 9. Elektrische Anschlüsse 10 sind gemeinsam aus der Kühlkammer 4 durch eine Öffnung 11 im Deckel 6 herausgeführt.

Der durch die Kühlkammer 4 abgeschlossene V-förmige Raum 3 wird zur Kühlung der Zylinderreihen 1 mit Kühlflüssigkeit durchspült. Diese Kühlflüssigkeit umspült gleichzeitig die Wanne 5 außerhalb der Kühlkammer 4. Die Bauteile 8 und der von den Bauteilen 8 erwärmte Träger 7 übertragen ihre Wärme über die Kunststoffolie 9 an die Wanne 5, die die Wärme an die Kühlflüssigkeit abführt. Da der Boden der Wanne 5 mit dem Träger 7 weitmöglichst von den ebenfalls zu kühlenden Zylinderreihen 1 entfernt ist, wird bei der Kühlung der Bauteile 8 der bestmögliche Wirkungsgrad erzielt. Der Deckel 6 schützt das Innere der Kühlkammer 4 vor Verschmutzung und Feuchtigkeit. Darüber hinaus wirkt die Wanne 5 als Verdrängungskörper, der das Volumen des Raumes 3 verkleinert und dadurch Kühlflüssigkeit einspart.

Diese erfindungsgemäße Ausführungsform ermöglicht die Kühlung von schmutz- und feuchtigkeitsempfindlichen Bauteilen in einer bereits vorhandenen Kühlvorrichtung. Gleichzeitig erlaubt sie durch die Einsparung von Kühlflüssigkeit eine schnelle Erwärmung der Brennkraftmaschine auf Betriebstemperatur.

Claims (4)

1. Kühlvorrichtung an einer Brennkraftmaschine mit einem im Querschnitt konkaven, von einer Kühlflüssigkeit durchflossenen Raum mit mindestens einer in diesem Raum befindlichen kühlflüssigkeitsleeren Kühlkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (4), dem konkaven Raum (3) angepaßt, als konvexer Verdrängungskörper ausgebildet ist, der einerseits das Volumen der Kühlflüssigkeit in diesem Raum (3) verkleinert und ande­ rerseits diesen Raum (3) dicht verschließt.

2. Kühlvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlkammer (4) durch einen abnehmbaren Deckel (6) verschlossen ist.

3. Kühlvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu kühlende Bauteile (8) in Wärmekontakt mit der Innenwand der Kühlkammer (4) verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ma­ ximal zulässige Temperatur der zu kühlenden Bauteile (8) höher als die maximal erreichbare Temperatur der Kühlflüssigkeit ist.