DE1997943U - SEALED COOLING DEVICE FOR COMBUSTION MACHINERY. - Google Patents
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Description
"Abgedichtete Kühlvorrichtung für Brennkraftmaschinen""Sealed cooling device for internal combustion engines"
Für diese Anmeldung wird die Priorität der Anmeldung Ser.Uo. 355 727 vom 30. März 1964- in den Vereinigten Staaten von Hordamerika in Anspruch genommen.For this registration, the priority of registration will be Ser.Uo. 355 727 dated March 30, 1964- in the United States of Hord America claimed.
Die Neuerung "bezieht sich auf eine abgedichtete Kühlvorrichtung für Brennkraftmaschinen und insbesondere auf eine abgedichtete Kühlvorrichtung, "bei welcher eine Luft berührung mit dein Kühlmittel in einer neuen Weise ausgeschlossen wird.The innovation "refers to a sealed cooling device for internal combustion engines and in particular to a sealed one Cooling device, "in which air is in contact with your coolant is excluded in a new way.
Das Verlangen nach Kraftfahrzeugen mit geringer Wartung schuf die Forderung nach a1 gedichteten Kühlvorrichtungen. Bei Fluss igkeitsgeklthlten Brennkraftmaschinen muss das Kühlmittel des abgedichteten Systeme ausreichend Verhütungsmittel enthalten, um die Bildung von Rost aus zus chi less en „ .Das Kühlmittel muss ausserdem einen niedrigen Gefrierpunkt besitzen, um allen klimatischen Anforderungen gewachsen zu sein. Zusätzlich ist es zweckmässig, ein Kühlmittel mit einem hohen Siedepunkt zuThe need for low maintenance automobiles created the demand for a 1 sealed coolers. In liquid-cooled internal combustion engines, the coolant in the sealed system must contain sufficient contraceptives to prevent rust from forming. The coolant must also have a low freezing point in order to cope with all climatic requirements. In addition, it is advisable to use a coolant with a high boiling point
verwenden, us höhere Betriebstemperaturen für die Maschine zuzulassen und um die Möglichkeit von Kühlmittelverlusten durch Sieden su verringern.use us higher operating temperatures for the machine and to avoid the possibility of coolant losses Reduce the boil.
ihre rostverhütenden Eigenschaften und den niedrigen Gefrierpunkt beibehielten, indessen können diese Kühlmittel innerhalb einer normalen Pahrzeuglefaensdauer angegriffen werden. Eine Hauptursache des Angriffes des Kühlmittels besteht in der chemischen Wirkung, die sich aus der Berührung des Kühlmittels mit Luft bei hohen Maschinenbetriebateapeyaturen ergibt- Es ist daher zv/eckmässig, die Kühlvorrichtung von Lxift zu be freien, um die Lebensdauer des Kühlmittels zu erhöhen« have retained their anti-rust properties and low freezing point, but these coolants can be attacked within a normal vehicle life. A major cause of the onset of the coolant is the chemical effect ergibt- from contact of the coolant with air at high Maschinenbetriebateapeyaturen It is therefore zv / eckmässig, the cooling device of Lxift to be free to the life to increase the coolant "
Das Volumen des flüssigen Kühlmittels verändert sich starrte zwischen der niedrigsten voraussichtlichen freien Temperatur und der normalen Betriebstemperatur der Hasshise^ Es irgendeine Ausdehnungsvorrichtung vorgesehen sein, um die Veränderungen im Kühlmittelvolumen aufzunehmen. Bei einem üblichen Abstromkühler dient der Kopfbehälter als Ausdehuungsvorrichtung. Bei einem Querstromkünler muss ein besonderer Ausdehnungsbehälter verwendet werden.The volume of liquid coolant changes staring between the lowest anticipated free temperature and the normal operating temperature of the Hasshise ^ Some expansion device may be provided to accommodate the changes in coolant volume. In a conventional downflow cooler, the head container serves as an expansion device. A special expansion tank must be used with a cross-flow collector.
Der Kopfbehälter eines Abstromkühlers oder der Ausdehnungsbehälter eines Querstromkühlers besitzen ausreichend Luftraum, um eine Ausdehnung des Kühlmittels zuzulassen. Die Turbulenz der Flüssigkeit in der Ausdehnungsvorrichtung lässt indessenThe head tank of a downflow cooler or the expansion tank a cross-flow cooler have sufficient air space, to allow the coolant to expand. The turbulence of the liquid in the expansion device can, however
Luft in die Kühlvorrichtung eintreten. Obgleich also das System ursprünglich von Luft "befreit war, kann die Luft alsbald in das System eintreten und einen Angriff des Kühlmittels hervorrufen. Air to enter the cooler. So although the system was originally freed of air, the air can immediately enter the system and cause the coolant to attack.
Es ist daher die Hauptaufgabe der Neuerung, eine abgedichtete Kühlvorrichtung zu schaffen, die die Berührung von Luft mit dem flüssigen Kühlmittel unmöglich macht.It is therefore the main task of the innovation to provide a sealed To create cooling device that makes the contact of air with the liquid coolant impossible.
Eine abgedichtete Kühlvorrichtung für flüssiges Kühliaittfcl "bei einer Brennkraftmaschine gemäss der Neuerung "besteht zunächst bus einem Kühlnantel für die Maschine. Kin Wärmeaustauscher ist zur Ableitung der Wärme, die durch die Maschine erzeugt wird, vorgeselien. Weiter sin^ Mittel vorgesehen, um das flüssige Kühlmittel zwischen dem Wärmeaustauscher und den Kühlsnantel derA sealed cooler for liquid refrigeration is included an internal combustion engine according to the innovation "exists initially bus a cooling jacket for the machine. Kin heat exchanger is to dissipate the heat generated by the machine. Further are ^ means provided to the liquid Coolant between the heat exchanger and the cooling jacket of the
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ι9ίο giagjgLny.a-irMy hürvnyjrey^afene» VqI upevi ο 5«j e^nav< typ-wι9ίο giagj Gln-y.a Irmy jw rvnyjrey ^ afene "VQI upevi ο 5« j e ^ nav <p ty-w
des flüssigen Kühlnittels aufzunehmen« Die Ausdshaungsvorrichtung besteht aus einem starren Behälter mit einer undurchlässigen "biegsamen Wand. Die biegsame Wand steht in Berührung alt des flüssigen Kühlmittel und zwar "bei dem au erwartenden MindestvtJLumen des Kühlmittels innerhalb des Systems und ist durch das Kühlmittel deformierbar, wenn die Temperatur das Kühlmittelvolumen steigert.of the liquid coolant «The exhausting device consists of a rigid container with an impermeable "flexible wall. The flexible wall is in contact with the old liquid coolant, namely "at the expected minimum vtJLumen of the coolant within the system and is deformable by the coolant when the temperature exceeds the coolant volume increases.
Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Neuerung an Hand der Zeichnung, av " der zeigen:Further features and advantages of the innovation emerge from the following description of exemplary embodiments Innovation based on the drawing, which show:
4 -4 -
Pig. 1 eine scheinatische Darstellung einer Brennkraftmaschine und der Kühlvorrichtung in einer erBten Ausführungsform gemäss der Neuerung,Pig. 1 is a schematic representation of an internal combustion engine and the cooling device in a first embodiment according to the innovation,
Pig. 2 einen Teilquerschnitt eines Kühlers für eine Brennkraftmaschine nach einer andei'en Ausführungsform aerPig. 2 shows a partial cross section of a cooler for an internal combustion engine according to another embodiment aer
In der Pig. 1 ist eine durch Flüssigkeit gekühlte Brennkraftmaschine mit 11 "bezeichnet. Die Maschine 11 besitzt einen Zylinderblock 12 und einen Zylinderkopf 13, die mit Kühlmänteln versehen sind, in welchen ein geeignetes flüssiges Kühlmittel zirkuliert. Vor dem Zylinderblock 12 sitzt eine durch die Kurbelwelle angetriebene Kühlmittelpumpe H, um das flüssige Kühlmittel umzuwälzen.In the pig. 1 is a liquid-cooled internal combustion engine denoted by 11 ". The engine 11 has a cylinder block 12 and a cylinder head 13, which are provided with cooling jackets are provided in which a suitable liquid coolant circulates. In front of the cylinder block 12 there is one through the crankshaft driven coolant pump H to the liquid coolant to overturn.
Ein Querstromkühler oder Wärmeaustauscher 15 sitzt vor der Maschine 11. Der Kühler 15 besitzt einen mittleren Abschnitt 16, ^hä aus einex Anzahl Röiir^ii % !Sliü^SA cross-current cooler or heat exchanger 15 is seated in front of the engine 11. The radiator 15 has a central portion 16, from an x ^ hä number Röiir ii ^%! Sliü ^ S
Hippen. An jedem Ende des Abschnittes 16 sind Kopfbehälter 17 und 18 angeordnet, die in offener Verbindung mit den Rohren stehes. Ein von äer Maschine angetriebener ¥entilator 19 bewirlrfc eine Luftzirkulation durch den Qitilereii Kühl erteil 16, vst Sie Wärme abzuleiten, die beim Betrieb der Haschine erzeugt wird.Hip. At each end of the section 16, head containers 17 and 18 are arranged, which are in open communication with the pipes. A generator driven by OCE machine ¥ entilator 19 bewirlrfc an air circulation through the cooling Qitilereii erteil 16, VST dissipate heat generated during operation of the Haschine.
Aa vorderen Ende des Zylinderkopfes 13 ist ein Anschluss 21 für den Kühlmittelauslass vorgesehen. Am oberen Ende des Eopfbehälters 17 ist ein Stutzen 22 für den Kühlmitteleinlass angeordnet. Ein biegsamer Schlauch 23 ist mit seinen beiden EndenAa front end of the cylinder head 13 is a connector 21 intended for the coolant outlet. At the top of the pot 17 a connection piece 22 is arranged for the coolant inlet. A flexible hose 23 is at both ends
mit den Anschlüssen 21 und 22 verbunden und zwar durch. Klemmen 24 und 25, um den Kühlmittelstrom von dem Kühlmantel der Maschine in den Kühler 15 zu leiten. Unten an dem Kopfbehälter ist ein Anschluss 26 für den Kühlmittelauslass angeordnet. Ein "biegsamer Schlauch 27 verbindet den Auslasstutzen 26 mit derconnected to the terminals 21 and 22 through. Clamps 24 and 25 to direct the coolant flow from the cooling jacket of the machine into the radiator 15. At the bottom of the head container a connection 26 for the coolant outlet is arranged. A "flexible hose 27 connects the outlet port 26 with the
, Einlasseite der Kühlmittelpumpe 14., Inlet side of the coolant pump 14.
. Das Kühlmittel in der Maschine 11, den Schläuchen 23 und 27. The coolant in the machine 11, the hoses 23 and 27
j und dem Kühler 15 wird von Luft "befreit, wenn die Kühlvorrichtungj and the cooler 15 is "purged of air" when the cooling device
anfänglich gefüllt wird. Die Kühlvorrichtung wird vollständig mit Kühlmittel unter normaler freier Temperatur gefüllt. Das Kühlmittel dehnt sich "bei der Betriebstemperatur der Maschine aus. Es ist eine Ausdehnungsvorrichtung 28 vorgesehen, um die Yolumenänderungen des Kühlmittels der Haschine aufzunehmen. Die AusäehnungsYorriciitung 28 stellt den höchsten Punkt der Vorirzcntrang däx ixEra. besxeiii süs ein^äi Im hälter 29, sii eines- Sühlaiitelanschluss 31* Schlauch 32 ist mit dem einen Ende mit den Anschluss 31 durch eine Klemme 33 verbunden. Das andere Ende des Schlauches 32 ist mit einem Kühlmittelanschluss 34 am o"beren Ende des Kopf-Behälters 17 durch eine Klemme 35 verbunden.is initially filled. The cooler is completely filled with coolant under normal free temperature. That Coolant expands "at the operating temperature of the machine the end. An expansion device 28 is provided to accommodate changes in volume of the coolant of the machine. the Expansion concern 28 represents the highest point of priority däx ixEra. besxeiii sweet a ^ äi Im container 29, sii one- Sühlaiitel connection 31 * One end of the hose 32 is connected to the connector 31 a terminal 33 connected. The other end of the hose 32 is with a coolant connection 34 at the upper end of the head container 17 connected by a terminal 35.
An einer Seite des Anschlusses 31 erstreckt sich eine "biegsame "Wand 36 quer durch den Behälter 29. Die Kühlvorrichtung ist mit ausreichend Kühlmittel versehen, dass es die "biegsame Wand 36 in unausgedehntem Zustand "berührt, wie durch die Linie 36a ■abgegeben und zwar "bei der geringsten voraussichtlichen freienOn one side of the connector 31 extends a "flexible "Wall 36 across the container 29. The cooling device is with sufficient coolant to contact "flexible wall 36 in the unexpanded state", as indicated by line 36a ■ given and that "at the lowest probable free
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Temperatur. Wird das Kühlmittel innerhalb der Vorrichtung durch den Betrieb der Maschine oder beim Steigen der freien Temperatur erwärmt, se dehnt es sich aus und deformiert die biegsame Wand 36. Es zeigt sich also, dass die imdurchlässige biegsame Wand bei sämtlichen Maschinentemperaturen den Eintritt von Luft in die Kühlvorrichtung ausschliesst, obgleich Ausdehnungen des KühlmittelvoluBiens aufgenommen werden.Temperature. Is the coolant inside the device through When the machine is running or when the free temperature rises, it expands and deforms the flexible wall 36. It thus appears that the permeable, flexible wall excludes the entry of air into the cooling device at all machine temperatures, although expansion of the Coolant volumes are added.
Das innere Volumen des Behälters 29 ist so gewählt, dass die Deformation der biegsamen Wand 36, wie sie in der Zeichnung mit der Linie 36b gestrichelt dargestellt ist, begrenzt wird. Z\tfeckmässig wird die Kühlvorrichtung unter Druck gesetzt, so dass der Siedepunkt des Kühlmittels erhöht wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass ein zweckmäßiges inneres Volumen des Behälters 29 ausgewählt wird, um die gewünschte Drucksteigerung zu erreichen» Der Behälter 29 kann ein Überdruckventil 37 an der Kühlmittelseite der biegsamen Wand 36 besitzen. Das Überdruckventil kann auf einen Stutzen 38 des Behälters 29 aufgeschraubt sein, um ein Abnehmen beim Pullen des Kühlsystems 2U ermöglichen. Es besitzt einen beweglichen Ventilteil 39 der durch eine Schraubenfeder 41 in Verschlusslage gedrückt wird. Die Federspannung ist so gewählt, dass das Ventil 39 abgehoben wir«, wenn der Kühlmitteldruck einen bes+immten Wert übersteigt. In den meisten normalen Betriebszustätiden der Masehl'ne wird das Ventil 39 geschlossen soin.The internal volume of the container 29 is chosen so that the Deformation of the flexible wall 36, as shown in dashed lines in the drawing with the line 36b, is limited. The cooling device is partially pressurized, so that the boiling point of the coolant is increased. This can be done by having an appropriate inner volume of the Container 29 is selected to the desired pressure increase to achieve »The container 29 can have a pressure relief valve 37 on the coolant side of the flexible wall 36 have. The pressure relief valve can be screwed onto a connector 38 of the container 29 be to a decrease when pulling the cooling system 2U enable. It has a movable valve part 39 which is pressed into the closed position by a helical spring 41. The spring tension is selected so that the valve 39 is lifted off when the coolant pressure exceeds a certain value. In most normal operating conditions the Masehl'ne is the valve 39 is closed soin.
Die beschriebene Ausführungsform verwendet einen Querstrom-The embodiment described uses a cross-flow
kühler und erfordert eine besondere Ausdehnungsvorrichtung. 3ofern ein Abstromkühler verwendet wird, ist es möglich, die Ausdehnungsvorrichtung mit dem oberen Kopfbehälter des Kühlers zu ■verbinden. Eine selche Ausführung ist in der 3?ig. 2 dargestellt. Die Maschine und der untere Teil des Kühlers wurden nicht dargestellt, da diese Teile die übliche Ausführung "besitzen. Die Maschine und der Kühlmitteleinlass und -auslass können die gleichen sein, wie in Pig. 1. Der Einlass des Kühlmittels in die Maschine kann mit dem unteren Kopfbehälter äes Kühlers durch einen "biegsamen Schlauch in an sich bekann ^r Weise verbunden sein.cooler and requires a special expansion device. 3of that If a downflow cooler is used, it is possible to use the expansion device to connect to the upper head container of the cooler. A same version is in the 3? Ig. 2 shown. The machine and the lower part of the cooler have not been shown as these parts are of the usual design The machine and the coolant inlet and outlet can be the same as in Pig. 1. The inlet of the coolant in the machine can be connected to the lower head container of the cooler by a flexible hose in a manner known per se be.
In der Fig. 2 ist ein A"bstromkühler mit 51 bezeä chnet. Dieser Kühler 51 "besitzt eine Anzahl Durchströmrohre 52, die von Wärmeaustauschrippen 53 umschlossen sind. Der obere Kopf behälter 54 steht mit seiner unteren Seite in offener Verbindung mit den Rohren 52. Dem Einlassanschluss 55 für das Kühlmittel des Kühlers 51 strömt flüpsiges Kühlmittel über einen biegsamen Schlauch 56 zu, der mit der Maschine verbunden ist. Eine Klemme 57 stellt eine dichte Verbindung zwischen dem Schlauch 56 und dem Einlas stutz-en 55 dar.In FIG. 2, a flow cooler is denoted by 51. This Cooler 51 ″ has a number of through-flow tubes 52, which are formed by heat exchange fins 53 are enclosed. The upper head container 54 is with its lower side in open communication with the Pipes 52. The inlet connection 55 for the coolant of the cooler 51 flows liquid coolant over a flexible one Hose 56, which is connected to the machine. A clamp 57 provides a tight connection between the hose 56 and the inlet stutz-en 55.
Quer durch den Kopfbehälter 54 erstreckt sich eine biegsame, undurchlässige Wand 58. Wie bei der bereits beschriebenen Ausführungsform werden die Flüssigkeit in dem Kühler 51 -, die Maschine und die Kühlmittelschläuche von Luft befreit, wenn das Kühlsystem anfänglich gefüllt wird. Die biegsame Wand 58 stehtTransversely through the head container 54 extends a flexible, impermeable wall 58. As in the embodiment already described become the liquid in the cooler 51 -, the machine and purge the coolant hoses of air if that Cooling system is initially filled. The flexible wall 58 is in place
10979431097943
"bei der niedrigsten voraus si c3rt Ii chen freien Temperatur quer durch den Kopfbehälter 54 in Berührung mit dem Kühlmittel. Der Einlassanschluss 55 liegt "bei dieser Temperatur unter der Wand 58."at the lowest possible free temperature through the head container 54 in contact with the coolant. Of the Inlet port 55 is below wall 58 ″ at this temperature.
Steigt die Kühlmitteltemperatur, so deformiert die Volumensteigerung des Kühlmittels die "biegsame Wand 58. Das innere Volumen des Kopfbehälters 54 reicht aus, um die Volumensteigerung "bei normalen Betriebstemperaturen der Maschine aufzunehmen. Hierbei wird die "biegsame Wand 58 in Berührung mit der oberen Fläche des Kopf"behälters 54 gebrPzht, wie in der Mg. 2 gestrichelt dargestellt. Gegebenenfalls kann das System durch Verminderung des Volumens des Kopfbehälters 54 unter Druck gesetzt v/erden.If the coolant temperature rises, the increase in volume is deformed of the coolant the "flexible wall 58. The inner The volume of the head container 54 is sufficient to accommodate the increase in volume "at normal operating temperatures of the machine. Here, the" flexible wall 58 is in contact with the upper surface of the head container 54 is burned, as in the Mg. 2 shown in dashed lines. Optionally, the system can be pressurized by reducing the volume of the head container 54 set v / earth.
Es kann eine Einrichtung vorgesehen sein, um das Einfüllen des Kühlmittels in das Sj-stem zu ermöglichen und um einen Übsrdrucl? abzulassen. Diese Einrichtung besteht aus einem Stutzen 59» de sich von einer Stelle über der Oberfläche des Kopfbehälters 54 bis in den Kopfbehälter unterhalb der biegsamen Wand 58 erstreckt» Am Einlass des Stutzens 59 ist eine mit einem Überdruc ventil 61 versehene Füllkappe vorgesehen, die die Ausbildung nach Fig. 1 besitzenkanns A device can be provided to enable the coolant to be filled into the system and to allow transfer pressure. to drain. This device consists of a connection piece 59 which extends from a point above the surface of the head container 54 to the head container below the flexible wall 58. At the inlet of the connection piece 59 a filler cap provided with an overpressure valve 61 is provided Fig. 1 can have s
Es sind viele Abänderungen möglich, ohne aus dem Rahmen des Neuerungsgedankens herauszutreten.Many modifications are possible without going beyond the scope of the The idea of innovation to emerge.
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