EP0061597A1 - Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen - Google Patents

Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen Download PDF

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EP0061597A1
EP0061597A1 EP82101629A EP82101629A EP0061597A1 EP 0061597 A1 EP0061597 A1 EP 0061597A1 EP 82101629 A EP82101629 A EP 82101629A EP 82101629 A EP82101629 A EP 82101629A EP 0061597 A1 EP0061597 A1 EP 0061597A1
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mixing chamber
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return water
thermostat
heat exchanger
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Günther Ing. Schmid (grad.)
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/06—Derivation channels, e.g. bypass

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for internal combustion engines of a type according to the features of the preamble of claim 1.
  • the cooling device is provided and possible exclusively for liquid-cooled internal combustion engines with combined cooling by an engine coolant and an external coolant, in particular for watercraft drives.
  • the object of the invention is to enable the use of such a cooling device with a thermostat integrated in the heat exchanger also in all other conventional liquid-cooled internal combustion engines, such as in particular in internal combustion engines for driving motor vehicles.
  • the invention achieves this purpose by the features according to the characterizing part of patent claim 1.
  • This also enables general use in all liquid-cooled internal combustion engines.
  • the claims 2 to 5 contain features that enable the use of the invention in conventional coolers with heat exchange between the ambient air and the machine coolant particularly advantageous and the construction cost keep such a cooling device particularly low, since the return water tank of the cooler with the housing of the thermostat, apart from its cover, can be produced in one piece and as an easily molded plastic injection-molded part.
  • a heat exchanger 1 for air and coolant which is designed as a cooler for internal combustion engines of motor vehicles, such as, in particular, automobiles and motorcycles, is designed as a cross-flow cooler. It has a flow water box 3 and a return water box 4 on both sides of its cooler field 2.
  • the cooler field 2 is flowed through horizontally by the coolant according to the arrows 7 and the heat to be dissipated is thereby transferred from the coolant to the cool air also flowing through the cooler field - perpendicular to the plane of the drawing.
  • the return water tank 4 has on its top a filler neck 8, which is equipped at its filler opening with a conventional cover 9 containing pressure and vacuum valves.
  • a housing 10 of a thermostat 10 ', a short-circuit connecting piece 11 and an outlet piece 12 is formed in one piece in a substantially multi-cylindrical internal cross section.
  • the axis of the concentric cylinder sections of the housing 10 and the short-circuit connecting piece 11 is arranged in the direction of the air flow directed from the plane of the drawing.
  • the outlet nozzle 12 extends radially downward, or possibly to the side or possibly also obliquely to the side and down, depending on the continuation of a return line, not shown, to the internal combustion engine.
  • the housing 10 of the thermostat 10 'contains a conventional thermostat insert 13 with a mounting flange 14 with a radiator valve opening, an expansion element 15, a radiator valve plate 16 and a short-circuit valve plate 17.
  • the mounting flange 14 is sealed by a cover 18 against a gradation of Clamped internal cross section of the housing 10.
  • the closure cover 18 has a flange connection (not shown) with a sealing ring 19 at the end region 20 of the housing 10 and axial projections 21 arranged in a crown, the end faces of which abut the fastening flange 14 and whose window-like recesses 22 have inlet openings for the cooling liquid in an inlet chamber arranged in the closure cover 18 23 of the housing 10 form.
  • the cutouts 22 are assigned window-like openings 24 in the partition of the housing 10 to the interior of the return water tank 4.
  • a narrow ventilation opening 25 connects the inner cross section of the housing 10, which acts as a mixing chamber 26 at an upper position in the operating position also with the inside of the return water tank 4.
  • the gradation of the inner cross section of the housing 10 from the mixing chamber 26 to the short-circuit connecting piece 11 is designed as a valve seat 27 for the associated inlet opening 28 to the mixing chamber 26.
  • the return water tank 4 is formed with the housing 10 of the thermostat 10 'in one piece from metal or in particular from plastic in die casting or injection molding, so that both the manufacturing costs and the weight of the cooling device according to the invention are low. This is also favored by the fact that the housing 10 of the thermostat 10 ', in contrast to its usual arrangement on the housing of internal combustion engines, is not exposed to its maximum temperature, but rather to the maximum temperature of the coolant, which is much lower and enables the use of inexpensive plastics.

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Abstract

Der Kühler der als Wärmetauscher (1) zwischen Luft und Kühlflüssigkeit ausgebildet ist, ist mit dem Rücklauf-Wasserkasten 4) die Mischkammer (26) des Gehäuses (10) eines Thermostats (10') verbunden, in die die temperaturabhängig geregelten Anteile gekühlter und ungekühlter Kühlflüssigkeit strtmen. Das Gehäuse (10) des Thermostats (10'), ein Kurzschluf-Anschlußstutzen (11) und ein Austrittsstutzen (12) sind den Rücklauf-Wasserkasten (4) des Wärmetauschers (1) eirteilig angeformt. Ein Verschlußdeckel (8) mit Aussparungei (22) sowie fensterartige Öffnungen (24) im Gehäuse (101 des Thermostats (10') bilden eine innere Verbindung wischen dem Rücklauf-Wasserkasten (4) und der Mischka;nmer (26) über ein Kühler-Ventilteller (16) des Thermostateinsatzes (13).
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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Brennkraftmaschinen einer Bauart gemäß den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.
  • Bei dieser bekannten Bauart nach der DE-OS 29 16 691 ist die Kühlvorrichtung ausschließlich für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinenmit kombinierter Kühlung durch ein Maschinen-Kühlmittel und ein Außen-Kühlmittel, insbesondere für Wasserfahrzeug-Antriebe, vorgesehen und möglich.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, die Anwendung einer derartigen Kühlvorrichtung mit im Wärmetauscher integriertem Thermostat auch bei allen anderen üblichen flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen, wie insbesondere bei Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Kraftfahrzeugen zu ermöglichen. Diesen Zweck erreicht die Erfindung durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1. Damit ist auch eine allgemeine Anwendung bei allen flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschinen möglich. Die Patentansprüche 2 bis 5 enthalten Merkmale, die die Anwendung der Erfindung bei üblichen Kühlern mit Wärmetausch zwischen der Umgebungsluft und der Maschinen-Kühlflüssigkeit besonders vorteilhaft ermöglichen und den Bauaufwand einer derartigen Kühlvorrichtung besonders gering halten, da dabei der Rücklauf-Wasserkasten des Kühlers mit dem Gehäuse des Thermostats, abgesehen von dessen Deckel, einteilig und als einfach ausformbares Kunststoff-Spritzteil herstellbar sind.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1 die Prinzipdarstellung eines Querstromkühlers für Brennkraftmaschinen mit einem Thermostat am Rücklauf-Wasserkasten und
    • Fig. 2 den dem Rücklauf-Wasserkasten des Querstromkühlers einteilig angeformten Thermostat im Längsschnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.
  • Ein als Kühler für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, wie insbesondere Personenkraftwagen und Motorräder bestimmter Wärmetauscher 1 für Luft und Kühlflüssigkeit ist als Querstromkühler ausgebildet. Er weist beiderseits seines Kühlerfeldes 2 je einen Vorlauf-Wasserkasten 3 und Rücklauf-Wasserkasten 4 auf.
  • In den Vorlauf-Wasserkasten 3 mündet ein Eintrittsstutzen 5 einer nicht dargestellten Vorlaufleitung, die gemäß Pfeil 6 die Kühlflüssigkeit von der Brennkraftmaschine in den Wärmetauscher 1 leitet. Das Kühlerfeld 2 wird gemäß den Pfeilen 7 horizontal von der Kühlflüssigkeit durchströmt und dabei die abzuführende Wärme aus der Kühlflüssigkeit an die das Kühlerfeld gleichfalls - senkrecht zur Zeichnungsebene - durchströmende Kühlluft übertragen.
  • Der Rücklauf-Wasserkasten 4 weist an seiner Oberseite einen Einfüllstutzen 8 auf, der an seiner Einfüllöffnung mit einem übliche Überdruck- und Unterdruck-Ventileenthaltenden Verschlußdeckel 9 ausgestattet ist. An seiner Unterseite ist dem Rücklauf-Wasserkasten 4 ein im wesentlichen mehrfach-zylindrisch im Innenquerschnitt abgestuftes Gehäuse 10 eines Thermostats 10',ein Kurzschluß-Anschlußstutzen 11 und ein Austrittsstutzen 12 einteilig angeformt. Die Achse der zueinander konzentrischen Zylinder-Abschnitte des Gehäuses 10 und des Kurzschluß-Anschlußstutzens 11 ist in Richtung der aus der Zeichnungsebene gerichteten Luftströmung angeordnet. Der Austrittsstutzen 12 erstreckt sich radial dazu nach unten, oder ggf. zur Seite oder ggf. auch schräg nach seitlich-unten, je nach Weiterführung einer nicht gezeigten Rücklaufleitung zur Brennkraftmaschine.
  • Das Gehäuse 10 des Thermostats 10' enthält einen üblichen Thermostateinsatz 13 mit einem Befestigungsflansch 14 mit Kühler-Ventilöffnung, einem Dehnstoffelement 15, einem Kühler-Ventilteller 16 und einem Kurzschluß-Ventilteller 17. Der Befestigungsflansch 14 wird von einem Verschlußdeckel 18 dichtend gegen eine Abstufung des Innenquerschnitts des Gehäuses 10 gespannt. Der Verschlußdeckel 18 weist hierfür eine nicht dargestellte Flanschverbindung mit Dichtring 19 am Endbereich 20 des Gehäuses 10 sowie kronenförmig angeordnete Axial-Ansätze 21 auf, deren Stirnseiten am Befestigungsflansch 14 anliegen und deren fensterartige Aussparungen 22 Eintrittsöffnungen für die Kühlflüssigkeit in eine'im Verschlußdeckel 18 angeordnete Zulaufkammer 23 des Gehäuses 10 bilden. Den Aussparungen 22 sind fensterartige Öffnungen 24 in der Trennwand des Gehäuses 10 zum Inneren des Rücklauf-Wasserkastens 4 zugeordnet.Eine enge Entlüftungsöffnung 25 verbindet den als Mischkammer 26 wirkenden Innenquerschnitt des Gehäuses 10 an einer in Betriebslage obenliegenden Stelle ebenfalls mit dem Inneren des Rücklauf-Wasserkastens 4. Die Abstufung des Innenquerschnitts des Gehäuses 10 von der Mischkammer 26 zum Kurzschluß-Anschlußstutzen 11 ist als Ventilsitz 27 für die zugeordnete Eintrittsöffnung 28 zur Mischkammer 26 ausgebildet.
  • Der Rücklauf-Wasserkasten 4 ist mit dem Gehäuse 10 des Thermostats 10' einteilig aus Metall oder insbesondere aus Kunststoff in Druckguß bzw. Spritzguß ausgeformt, so daß sowohl die Herstellungskosten als auch das Gewicht der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung niedrig sind. Dies wird auch dadurch begünstigt, daß das Gehäuse 10 des Thermostats 10' im Gegensatz zu seiner üblichen Anordnung am Gehäuse von Brennkraftmaschinen nicht dessen Höchsttemperatur, sondern äußerstens der Höchsttemperatur der Kühlflüssigkeit ausgesetzt ist, die wesentlich niedriger liegt und die Anwendung preisgünstiger Kunststoffe ermöglicht.

Claims (6)

1. Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen,
- mit einem Wärmetauscher (1) und einem Kurzschluß parallel zum Wärmetauscher (1),
- mit einer Mischkammer (26) für den gekühlten und den ungekühlten Teil der Kühlflüssigkeit und
- mit einem Thermostat (10') für die temperaturabhängig anteilige Durchflußregelung durch den Wärmetauscher (1) und durch den Kurzschluß
- wobei die Mischkammer (26) in Strömungsrichtung der Kühlflüssigkeit im Abstand von der Austrittsseite des Wärmetauschers (1) und
- der Thermostat (10')in der Mischkammer (26) angeordnet sind sowie
- der Thermostat (10') wechselweise je eine einerseits mit dem Wärmetauscher (1) und andererseits mit dem Kurzschluß verbundene Eintrittsöffnung (24 bzw. 28) in die Mischkammer (26) steuert,

gekennzeichnet durch
- die Anwendung bei einem Kühler, der als Wärmetauscher (1) für Luft- und Kühlflüssigkeit mit einem Vorlauf-und einem Rücklauf-Wasserkasten (3 bzw. 4) ausgebildet ist,
- wobei die Mischkammer (26) am Rücklauf-Wasserkasten (4) angeordnet und
- die mit dem Wärmetauscher (1) verbundene Eintritts-. öffnung (24) in die Mischkammer (26) mit dem Inneren des Rücklauf-Wasserkastens (4) strömungsmäßig verbunden ist.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1,
- wobei ein außen am Gehäuse (10) des Thermostats (10') abnehmbar befestigter Verschlußdeckel (18) einer Eintrittsöffnung (28) der Mischkammer (26) gegenüberliegend angeordnet ist und
- eine Einbauöffnung für einen Thermostateinsatz (13) verschließt,

dadurch gekennzeichnet,
- daß die dem Verschlußdeckel (18) gegenüberliegende Eintrittsöffnung (28) der Mischkammer (26) in einen Kurzschluß-Anschlußstutzen (11) mündet,
- der, wie der Austrittsstutzen (12) der Mischkammer (26), außen am Rücklauf-Wasserkasten (4) angeordnet ist.
3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Zulaufkammer (23), die Mischkammer (26) und der Kurzschluß-Anschlußstutzen (11) als gleichachsige, in der vorstehenden Reihenfolge im Durchmesser abnehmende Zylinderabschnitte ausgebildet sind,
- die zum einen Teil außen und zum übrigen Teil in den Rücklauf-Wasserkasten (4) hineinragenddessen Außenwand einteilig angeformt sind,
- deren gemeinsame Mittelachse sich etwa parallel zur Luftdurchströmrichtung durch das Kühlerfeld (2) und zur seitlichen Außenwand des Rücklauf-Wasserkastens (4) knapp außerhalb des Verlaufes der Außenwand erstreckt,
- daß die Zulaufkammer (23) mit Verschlußdeckel (18) auf einer Stirnseite und der Kurzschluß-Anschlußstutzen (11) auf der anderen Stirnseite des Rücklauf-Wasserkastens (4) angeordnet sind und
- daß der Austrittsstutzen (12) aus der Mischkammer (26) der Außenwand des Rücklauf-Wasserkastens (4) gleichfalls einteilig angeformt ist.
4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Zulaufkammer (23) zur Mischkammer (26) für den gekühlten Teil der Kühlflüssigkeit mittels fensterartiger Öffnungen (24) in der Trennwand zwischen dem Inneren des Rücklauf-Wasserkasten (4) und dem Gehäuse (10) des Thermostats (10') an den Rücklauf-Wasserkasten (4) angeschlossen ist.
5. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
- daß die Mischkammer (26) zur Verbindung mit dem Inneren des Rücklauf-Wasserkastens (4) eine enge Entlüftungsöffnung (25) aufweist,
- die an einer in Einbaulage obenliegenden Stelle der Mischkammer (26) angeordnet ist.
6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
- daß der Rücklauf-Wasserkasten (4), die Zulaufkammer (23), die Mischkammer (26), der Kurzschluß-Anschlußstutzen (11), der Austrittsstutzen (12) aus der Mischkammer (26) und die Einbauöffnung mit Befestigungsflansch für den Verschlußdeckel (18) als einteiliges Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet sind.
EP82101629A 1981-03-27 1982-03-03 Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen Expired EP0061597B1 (de)

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DE3112202A DE3112202C2 (de) 1981-03-27 1981-03-27 Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen
DE3112202 1981-03-27

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EP0061597A1 true EP0061597A1 (de) 1982-10-06
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EP (1) EP0061597B1 (de)
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DE (2) DE3112202C2 (de)
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