DE8202493U1

DE8202493U1 - Kuehlvorrichtung fuer brennkraftmaschinen mit kombinierter seewasser-frischwasser-kuehlung

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Publication number: DE8202493U1
Application number: DE19828202493U
Authority: DE
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1982-02-01
Filing date: 1982-02-01
Publication date: 1982-07-01
Also published as: US4553585A; CA1237032A

Description

Kühlvorrichtung für Brennkraftmaschinen mit kombinierter Seewasser-Frischwasser-Kühlung

Die Neuerung betrifft eine Kühlvorrichtung, deren Bauart aus der DE-OS 29 16 691 bekannt ist. Dabei ist inieinem Gehäuse ein von Seewasser durchströmter und von Frischwasser umspUlter Wärmetauscher, ein Vorratsbehälter und ein Kurzschlußkanal für Frischwasser sowie ein Thermostat zur Temperaturregelung des Frischwassers eingebaut,

Aufgabe der Neuerung ist es, die bekannte vorteilhafte Anordnung in der Weise weiterzubilden, daß mit geringstem Bauaufwand die Kühlung und die Temperaturregelung des Schmieröls zu einer Baueinheit mit der Kühlung des vom Frischwasser gebildeten Motorkühlmittels zusammengefaßt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Neuerung die Merkmale des Anspruches 1 vor. Auf diese Weise ergibt sich eine kompakte Baueinheit, in deren Gehäuse der Vorratsbehälter, ^Q beide Wärmetauscher und der Thermostat für Frischwasser sowie deren Verbindungsleitungen und Anschlüsse gemäß Anspruch 2 weitgehend mit dem Gehäuse einteilig ausgebildet werden können. Dadurch verringern sich freiliegende Leitungen sowohl hinsichtlich Anzahl als auch Länge und damit Inhalt an Seewasser, Frischwasser und Schmieröl, wodurch sich nicht nur der Bauaufwand, sondern auch das Gewicht der Kühlvorrichtung verringern. Schließlich wird auch noch der Platzbedarf verringert.

Ferner wird durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 gewährleistet, daß insbesondere die in ihrem Inneren vom Seewasser durchströmten Wärmetauscher, die dadurch üblicherweise einer relativ kurzfristigen Wartung oder Erneuerung bedürfen, mit gutem Zugang, und geringem Arbeitsaufwand austauschbar sind. Das gleiche gilt auch für die Einsätze der Thermostate für Frischwasser und Schmieröl und für den am einteiligen Gehäuse angebauten Schmieröl-Wechselfilter.

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Die Merkmale des Anspruches 5 ermöglichen eine raumsparende Anordnung der Kanäle und Thermostate für Frischwasser und Schmieröl sowie des Wechselfilters für Schmieröl im Bereich des Wärmetauschers für Schmieröl. Im Bereich des 15 Wärmetauschers für Frischwasser wird dadurch Raum für andere Nebenaggregate der Maschine freigehalten.

Durch die Merkmale des Anspruches 6 wird erreicht, daß bei einer relativ hohen Anordnung der Kühlvorrichtung an der Maschine eine unerwünschte Entleerung des Schmieröl-Wärmetauscher-Inhalts in die ölwanne im Stillstand der Maschine ausgeschlossen wird.

Das Merkmal des Anspruches 7 beinhaltet eine für die V/artung der Maschine und den fertigungsgerechten Aufbau der Kühlvorrichtung vorteilhafte Anordnung des Thermostats und des Wechselfilters für das Schmieröl. Ein Schmieröl-Filterkopf enthält nämlich zusätzlich zu einem Thermostat für das Schmieröl üblicherweise auch noch Steuerelemente für die Drucksteuerung des Schmierölkreislaufes, so daß das dadurch gegebene verwundene Leitungssystem im Schmieröl-Filterkopf eine für den Gußvorgang nachteilige Materialanhäufung im Bereich der mechanisch zu bearbeitenden Schmieröl-Kanäle aufweisen müßte. Dem Austausch des " Schmieröl-Filterkopfes bei Funktionsstörungen und des Wechselfilters als üblicher Wartungsvorgang kommt diese Ausbildung sinnvoll zugute.

|; ι Die Merkmale des Anspruches 8 ergeben einen inneren Aufbau und einen Anschluß dar Kühlvorrichtung an das Kühlsystem der Maschine, durch den sowohl die Maschine als auch der

k im Umlauf befindliche Inhalt der Kühlvorrichtung weitest-

c gehend entlüftet wird. ^:■ , ■ ^f

-■ In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung

dargestellt. Es zeigen:

J₁O Fig. 1 eine Kühlvorrichtung für Bootsmotoren im Längsschnitt mit Darstellung des See- und Frischwasser-Strömungsverlaufes ,

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig. mit Darstellung des Frischwasser-Strömungsver

laufes ,

Fig. 3 einen Teillängsschnitt entsprechend Fig. 1 mit Darstellung des Seewasser- und des Schmieröl-Strömungsverlaufes,

Fig, H einen Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3 und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4.

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Eine Kühlvorrichtung 1 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine für den Einbau in Wasserfahrzeuge enthält zur kombinierten Süßwasser-Seewasser-Kühlung in einem im wesentlichen einteiligen Gehäuse 2 einen Wärmetauscher 3 für das als Maschinen-Kühlmittel wirkende, mit Gefrier- und/oder Korrosions-Schutzmittel gemischte Frischwasser und das zur Wärmeableitung dienende Seewasser, das auch durch anderes Rohwasser, wie Leitungswasser, Flußwasser oder Meerwasser je nach Einsatz der Brennkraftmaschine

³^ ausgetauscht werden kann. In Strömungsrichtung Ü des

Seewassers ist dem Wärmetauscher 3 ein weiterer Wärmetauv scher 5 nachgeschaltet, der zur Kühlung des Schmieröls der

Maschine dient und wie der Wärmetauscher 3 vom Seewasser

in seinem Inneren gemäß der Strömungsrichtung 4 durchströmt wird. Die Wärmetauscher 3 und 5 weisen abgesehen /on ihrer Baulänge einen weitestgehend gleichen Aufbau auf. Der Einbau der Wärmetauscher 3 und 5 in das Gehäuse

κ ist mittels je eines Befestigungsflansches 6 und nicht ^ . ι.

dargestellten Befestigungsmitteln ausgeführt. Die Befestigungsflansche 6 weisen je einen Anschluß 7 für die Zu- und Ableitung des Frischwassers cuf. Die im Gehäuse 2 ausgeformten, von Frischwasser einerseits und Schmieröl ande-

IQ rerseits durchströmten und die Wärmetauscher 3 bzw. 5 enthaltenden Gehäuseräume 8 und 9 sind mittels einer Trennwand 10 voneinander flüssigkeitsdicht getrennt. Die Trennwand 10 enthält eine zylindrische öffnung 11, in der zugleich konzentrisch ineinander je ein zylindrischer Verbindungs- und Lagerstutzen 12 bzw. 13 der beiden Wärmetauscher 3 und 5 gelagert und abgedichtet sind. Die Wärmetauscher 3 und 5 bilden mit den Befestigungsflanschen 6, Anschlüssen 7 und Verbindungs- und Lagerstutzen 12 bzw. je eine als Einschubteil ausgebildete Baueinheit. Über den Aussparungen 8 und 9 enthält das Gehäuse 2 einen im wesentlichen allseits geschlossenen Vorratsbehälter 14, der zugleich als Ausdehnungs- und Entlüftungsraum dient. Zum Befüllen der Kühlvorrichtung und des gesamten Kühlsystems der nicht dargestellten Brennkraftmaschine ist auf der Oberseite des Vorratsbehälters 14 eine Befüllöffnung 15 mit einem Verschlußdeckel 16 angeordnet, der in üblicher Weise ein den Höchstdruck im Kühlsystem begrenzendes Überdruckventil und ein einen Unterdruck vermeidendes Belüftungsventil enthält. Zur Entlüftung der vom Süßwasser durchströmten Aussparung 8 und damit des gesamten Kühlsystems der Brennkraftmaschine ist die Aussparung 8 an einem Hochpunkt über .eine enge Entlüftungsbohrung 17 mit dem Inneren des Vorratsbehä.lters 14 verbunden. Zusätzlich weirt der Vorratsbehälter 14 eine Eintrittsöffnung 18 zur Verbindung mit einem Entlüftungsanschluß und eine Austrittsöffnung 19 zur Verbindung mit dem Saugdruckbereich des Kühlkreislaufes der Maschine auf.

Für den Hauptdurchfluß des Frischwassers durch die Kühlvorrichtung 1 und durch den Wärmetauscher 3 ist am Gehäuse 2 ein unmittelbarer Anschluß 20 an den Austritt des Kühlmantels der Maschine angeordnet. In Strömungsrichtung 21 des Frischwasser verzweigen sich die für dieses im Gehäuse 2 einteilig ausgeformten Leitungsverbindungen in einen Zulaufkanal 22 und in einen Kurzschlußkanal 22', wobei der erstere (22) über den Wärmetauscher 3 und der letztere (22') unmittelbar in einen Gehäuseraum 23 eines Thermostats 24 für die Temperatur-Regelung des Frischwassers führt. Aus dem Mischraum 25 des Thermostats 24 mündet ein Anschluß 26 zur Saugseite der Kühlmittelpumpe der Maschine. Der Gehäuseraum 23 für den Thermostat 24 ist ebenfalls als Aussparung im einteiligen Genäuse 2 ausgebildet. Darin ist der Thermostat 24 mittels eines Flansches 27 und nicht dargestellter Befestigungselemente eingesetzt und gehalten.

Zwischen der den Wärmetauscher 3 enthaltenden Aussparung 8 und dem den Thermostat 24 enthaltenden Gehäuseraum 23 ist eine Verbindungsöffnung 28 für den Durchtritt des Frischwassers angeordnet. Im Bereich des Wärmetauschers 3 ist damit außerhalb des Gehäuses 2 Raum für die Anordnung anderer Bauteile und Nebenaggregate der Maschine freigehalten. Zum gleichen Zweck ist ein Schmieröl-Filterkopf 29 und unter diesem anschließend ein Wechselfilter 30 für Schmieröl dem Gehäuse 2 an der Unterseite des Gehäusesraumes 23 angeflanscht. Zur Verbindung des Schmierölsyetems der Maschine über den Schmieröl-Filterkopf 29 mit dem Wärmetauscher 5 für das Schmieröl sind Jem Gehäuse 2 an dessen Unter- und Rückseite Schmierölkanäle 31 angeformt. Der in den unteren Bereich des Gehäuseraumes 9 mündende Schmierölkanal 31 weist in seinem Verlauf eine Höchststelle 32 auf, die ein Entleeren des Gehäuseraumes 9 im Stillstand der Maschine verhindert. Im Schmieröl-Filterkopf 29 ist zur Temperaturregelung des Schmieröles und damit zur Steuerung der den Wärmetauscher 5 durchströmenden Schmieröl-Menge ein Thermostat 33 eingebaut. Ferner weist der

fit I ItII III

ff »

Schmierölkopf 29 und der Wechselfilter 30 übliche nicht dargestellte Drucksteuerventil sowie Anschlüsse 34 und 35 für den Zu- bzw. Rücklauf von und zum Schmiersystem der Maschine auf.

Die in der Zeichnung beispielsweise dargestellte Kühlvorrichtung nach der Neuerung beinhaltet eine kompakte Zusammenfassung der für die Kühlung und Schmierung von Brennkraftmaschinen mit kombinierter Seewasser-Frischwasser- ^und Seewasser-Schmieröl-Kühlung notwendigen Nebenaggregace einschließlich der Schmieröl-Drucksteuerung und -Filterung. Dabei ergibt die Zusammenfassung dieser Aggregate zusätzlich eine Verminderung des Gewichtes und eine geringere Anzahl von Verbindungsleitungen und deren Befestigungen. Durch letzteres wird auch die Anzahl möglicher Leckstellen im Kühl- und Schmiersystem verringert. Schließlich ist durch den Aufbau der Kühlvorrichtung und durch die Anordnung des Schmieröl-Filterkopfes und Wechsel filters eine günstige Wartungszugänglichkeit mit dadurch geringem Wartungs-Zeitaui'wand erreicht.

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Claims

Schutzansprüche:

1. Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen

- mit kombinierter Seewasser-Frischwasser-Kühlung, dadurch gekennzeichnet,

- daß je ein Wärmetauscher (3 und 5) für Seewasser-Frischwasser und Seewasser-Schmieröl in einem gemeinsamen Gehäuse (2) angeordnet sind und

- daß dem Gehäuse (2) einerseits ein Zulaufkanal (22), ein Kurzscnlußkanal (22 ') und ein Thermostat (24) für

das Frischwasser sowie

- andererseits ein Thermostat (33) und ein Wechselfilter (30) für Schmieröl neben den Wärmetauschern (3 und 5) zugeordnet gird.

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2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-

- daß ein Vorratsbehälter (14), die Wärmetauscher (3 und 5) und der Thermostat (24) für Frischwasser mit

^O den gegenseitigen Leitungsverbindungen in einem

einteiligen Gehäuse (2) ausgeformt bzw. in dieses · eingebaut sind. ,

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-"° zeichnet,

- daß die Wärmetauscher (3 und 5) in Strömungsrichtung des Seewassers hintereinander angeordnet sind und

- daß die Wärmetauscher (3 und 5) und/oder der Thermo-

stat (24) für Frischwasser mittels je eines Flansches

(6 bzw. 27) in je einem Gehäuseraum (8 bzw. 9 bzw. 23) befestigt sind,

- wobei die Gehäuseräume (8 und 9) der Wärmetauscher (3*· und 5) einander gegenüberliegend angeordnet sind und

- in ihrer Trennwand (10) eine Öffnung (11) als innere Lagerstelle und Verbindungsleitung beider Wärmetauscher (3 und 5) aufweisen,

4, Kühlvorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeich-

- daß die Wärmetauscher (3 und 5) als Einschu^Kteile mit außenliegenden Befestigungsflanschen (6) und Anschlüssen (7) sowie

- mit inneren zylindrischen Verbindungs- und Lagerstutzen (12 und 13) ausgebildet sind,

- wobei letztere konzentrisch ineinander und in der zylindrischen öffnung (11) der Trennwand (10) gelagert und abgedichtet sind.

5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ,

- daß der Thermostat (24) für Frischwasser im wesentlichen im Bereich querab des Wärmetauschers (5) für Schmieröl angeordnet ist,

- wobei Kanäle für Frischwasser vom Wärmetauscher (3) und vom Kurzschlußkanal (22') zum Thermostat (£4) im Bereich der Trennwand (10) beider Wärmetauscher (3 und 5) angeordnet sind^und

- daß die Sc!.. .xerölkanäle (31) zwischen dem Wärmetauscher (5) einerseits und dem Thermostat (33) und dem Wechselfilter (30) andererseits außen an den Gehäuseräumen (9 bzw. 2,3) des Wärmetauschers (5) für Schmieröl und des Thermostats (24) für Frischwasser sowie

- der Thermostat (33) und der Wechselfilter (30) für Schmieröl außen an dem Gehäuseraum(23) des Thermostats (24) für Frischwasser angeordnet sind.

6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet ,

- daß ein Schmierölkanal (31) in den unteren Bereich des Gehäuseraumes (9) für den Wärmetauscher (5) für

I j

Schmieröl mündet und |, .: i

- daß dieser Schmierölkanal (31) einen Verlauf mit ^; einer Höchststelle (32) in Höhe des oberen Bereiches dieses Gehäuseraumes (9) aufweist.

7· Kühlvorrichtung nach den Ansprüchen 2 und/oder 5, dadurch gekennzeichnet,

- daß dem Gehäuse (2) ein den Thermostat (33) für Schmieröl enthaltender Schmieröl-Filterkopf (29) und der Wechselfilter (30) außen angeflanscht sind.

8. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Vorratsbehälter (14) mit Zulaufkanal (22), Kurzschlußkanal (22·) und Gehäuseraum (8) für den Wärmetauscher (3) für Frischwasser ausschließlich mittels einer engen Entlüftungs- und Volumenausgleichsöffnung (17) verbunden ist,

- daß der Vorratsbehälter (14) je eine Ein- und Austrittsöffnung (18 und 19) zur Verbindung mit einem Entlüftungsanschluß bzw. mit dem Saugdruckbereich des ;

Kühlkreislaufes der Maschine aufweist und ί

- daß der Zulaufkanal (22), der Kurzschlußkanal (22')

und der Gehäuseraum (8) des Wärmetauschers (3) einer- -1

;i seits und der Gehäuseraum (23) des Thermostats (24) ξ andererseits je einen unmittelbaren Anschluß (20) bzw, Anschluß (26) für eine Verbindungsleitung an den Austritt des Kühlmantels der Maschinen bzw. zum Saugbereich des Kühlkreislaufes der Maschine aufweisen«