DE202007003291U1

DE202007003291U1 - Brennkraftmaschine mit Kühlmittelpflegezusatz

Info

Publication number: DE202007003291U1
Application number: DE200720003291
Authority: DE
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Current assignee: Hengst SE and Co KG
Priority date: 2007-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2017-03-03

Abstract

Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine,
mit einem die Kühlflüssigkeit führenden Kanalsystem, welches als Kanäle bezeichnete Abschnitte mit vergleichsweise geringerem Querschnitt sowie als Hohlräume bezeichnete Abschnitte mit vergleichsweise größerem Querschnitt aufweist,
und mit einem Kühlmittelpflegezusatz in Form eines oder mehrerer Feststoffkörper, die innerhalb des Kanalsystems angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zusatz (7) in einem lediglich der Flüssigkeitsführung dienenden und ansonsten funktionslosen Bereich des Kanalsystems angeordnet ist.

Description

Die Neuerung betrifft eine Brennkraftmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Brennkraftmaschinen sind aus der Praxis bekannt. Der Kühlmittelpflegezusatz kann dabei beispielsweise innerhalb eines Kühlwasserfilters angeordnet sein, so dass beispielsweise ein Siebkorb innerhalb eines auswechselbaren Filtereinsatzes vorgesehen ist, wobei der Kühlmittelpflegezusatz als Granulat innerhalb dieses Siebkorbes angeordnet ist. Alternativ kann in derselben Einbaustelle, also innerhalb des Filtereinsatzes eines Kühlmittelfilters, der Kühlmittelpflegezusatz als Feststoffkörper, ohne eine siebkorbartige Umhüllung, angeordnet sein.
Dabei ist nachteilig, dass der Flüssigkeitsfilter, um die gewünschte Durchströmung sicherzustellen, größere bauliche Abmessungen aufweisen muss, um den Kühlmittelpflegezusatz aufnehmen zu können, so dass bei der konstruktiven Auslegung des Kühlmittelfilters die Abmessungen des Filters größer dimensioniert werden müssen als ohne den Kühlmittelpflegezusatz.
Weiterhin ist es aus der Praxis bekannt, ein eigenes Gehäuse zur Aufnahme des Kühlmittelpflegezusatzes vorzusehen, wobei auch in diesem Fall ein entsprechender Platzbedarf besteht, da dieses Gehäuse hergestellt und insbesondere ein Platz dafür an den Komponenten der Brennkraftmaschine vorgesehen sein muss, beispielsweise am Motorgehäuse oder im Bereich der Wasserpumpe oder im Bereich eines vom Kühlmittel durchströmten Wärmetauschers.
Insbesondere im Bereich der Automobilindustrie besteht beim Einsatz von Brennkraftmaschinen das Problem, innerhalb eng vorgegebener Grenzen die Brennkraftmaschine und zugehörige Komponenten, die beispielsweise zum Kühlmittelkreislauf gehören, auf möglichst kleinem Bauraum unterzubringen.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Brennkraftmaschine dahingehend zu verbessern, dass diese möglichst wirtschaftlich gefertigt werden kann und möglichst wenig Bauraum benötigt, insbesondere mit einem möglichst geringen Platzbedarf die Anordnung eines Kühlmittelpflegezusatzes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, für die Unterbringung des Kühlmittelpflegezusatzes ohnehin vorhandene Hohlräume im Kanalsystem der Kühlflüssigkeit zu nutzen. Hierdurch wird weder ein zusätzlicher Platzbedarf bei Komponenten verursacht, die zusätzlich zu ihrer eigentlichen Funktion – wie beispielsweise als Kühlmittelfilter – auch noch die Unterbringung des Kühlmittelpflegezusatzes ermöglichen sollen; ebenso wenig wird die Schaffung eines eigenen Gehäuses zur Unterbringung des Kühlmittelpflegezusatzes erforderlich. Auf diese Weise wird einerseits der für die Anordnung der Brennkraftmaschine erforderliche Bauraum möglichst gering gehalten und insbesondere wird eine möglichst wirtschaftliche Fertigung der Brennkraftmaschine dadurch ermöglicht, dass eigene Gehäuse für den Kühlmittelpflegezusatz nicht benötigt werden und dass auch die Gehäuse von anderen Komponenten im Kühlflüssigkeitskreislauf der Brennkraftmaschine nicht größer als für diese Komponente erforderlich ausgestaltet werden müssen, weil sie nämlich nicht zusätzlich auch noch den Pflegezusatz aufnehmen müssen, so dass eine Materialeinsparung derartiger ansonsten größer als nötig hergestellten Komponenten bewirkt wird.
Vorschlagsgemäß werden Hohlräume im Kanalsystem des Kühlmittels zur Unterbringung des Pflegezusatzes genutzt, die ansonsten keine weitere Funktion aufweisen als die Kühlmittelflüssigkeit zu führen. Es werden also keine Hohlräume genutzt, die beispielsweise für die Unterbringung eines Filters oder anderer funktionaler Komponenten dienen.
Vorteilhaft kann der Zusatz an einem Bauteil gehalten werden, welches eine Gehäuseöffnung verschließt. Auf diese Weise ist eine problemlose Montage des Kühlmittelpflegezusatzes möglich, so dass bei Montage dieses entsprechenden Bauteils automatisch auch der Kühlmittelpflegezusatz in dem Kanalsystem der Kühlflüssigkeit montiert wird. Es kann sich bei derartigen Bauteilen beispielsweise um Platten handeln, die fertigungstechnisch bedingte Gehäuseöffnungen verschließen oder um Schrauben, die als reine Verschlussschrauben dienen und Querbohrungen verschließen, die herstellungstechnisch, beispielsweise gießtechnisch, erforderlich sind, um zwei andere Abschnitte des Kanalsystems miteinander zu verbinden, oder dieses Bauteil kann als Ablassschraube ausgestaltet sein, die beispielsweise vorgesehen sein kann, um Kühlflüssigkeit aus dem Kühlflüssigkeitssystem ablassen zu können.
Vorteilhaft kann der Kühlmittelpflegezusatz an der Schnittstelle zweier Bauteile angeordnet sein. Wenn beispielsweise eine zusätzliche Komponente wie ein Öl-/Wasser-Wärmetauscher oder ein Kühlmittelfilter oder dergleichen mit dem Gehäuse der Brennkraftmaschine oder mit einer anderen Komponente verbunden wird, beispielsweise verschraubt wird, und wenn sich das Kanalsystem des Kühlmittels durch diese Schnittstelle erstreckt, so kann der Zusatz vorteilhaft im Bereich dieser Schnittstelle in dem Kanalsystem vorgesehen sein. Bei der Montage der beiden Bauteile wird daher automatisch auch der Kühlmittelpflegezusatz im Kanalsystem des Kühlmittels positioniert, so dass keine zusätzliche eigene Montage des Pflegezusatzes erforderlich ist.
Vorteilhaft kann der Pflegezusatz innerhalb eines flüssigkeitsdurchlässigen Behälters angeordnet sein, beispielsweise innerhalb eines Siebkorbes, eines gelochten Rohres oder dergleichen. Auf diese Weise können granulatförmige Zusätze verwendet werden, die eine möglichst große Oberfläche zum Austausch mit der Kühlflüssigkeit bereit stellen. Insbesondere, wenn ohnehin vorgesehen ist, den Zusatz in regelmäßigen Intervallen aufzufrischen, beispielsweise auszuwechseln, kann eine derartige Ausgestaltung vorteilhaft sein.
Alternativ kann vorteilhaft vorgesehen sein, den Zusatz als einen einzigen festen Körper auszugestalten. Auf diese Weise kann ggf. erforderlicher Bauraum für den Zusatz eingespart werden, indem auf die den Zusatz aufnehmende Umhüllung verzichtet wird. Zudem kann die Unterbringung des Zusatzes an komplizierten Einbauorten dadurch ermöglicht werden, dass der Kühlmittelpflegezusatz als Presskörper in einer an die Umgebung angepassten Form hergestellt wird, die zur optimalen Ausnutzung vorhandener Räume innerhalb des Kühlmittel-Kanalsystems geeignet ist. Einen derartigen einzigen festen Körper können beispielsweise Kühlmittelpflegezusätze dann aufweisen, wenn die reaktive Oberfläche, die vom Kühlwasser umströmt wird, vergleichsweise klein sein darf, beispielsweise bei Pflegezusätzen, die in vergleichsweise geringer Dosierung abgegeben werden sollen. Bei derartigen Pflegezusätzen kann insbesondere eine Anordnung innerhalb des Kanalsystems des Kühlmittels dort vorgesehen sein, wo während der Lebensdauer der Brennkraftmaschine ein Zugang zum Kanalsystem nicht erforderlich ist, so dass derartige Kühlmittelpflegezusätze nicht im Rahmen regelmäßiger Wartungsarbeiten zugänglich sind, was angesichts der geringen gewünschten Dosierung dieser Zusätze problemlos ist.
Insbesondere kann es vorteilhaft vorgesehen sein, mehrere derartiger fester Körper innerhalb des Kühlmittel-Kanalsystems verteilt anzuordnen. Auf diese Weise können die einzelnen Körper als Lebensdauerbauteile im Bereich der Brennkraftmaschine angeordnet werden, die keinerlei Wartung oder Zugänglichkeit erfordern. Durch die Verteilung auf mehrere Einbaustellen kann insgesamt eine hohe Dosierung des Kühlmittelpflegezusatzes bewirkt werden. Zudem können durch die Aufteilung des Zusatzes auf mehrere einzelne Körper die erforderlichen Einbauräume für den jeweiligen Körper des Pflegemittelzusatzes gering bemessen sein, so dass auch bei bestehenden Motorenkonzepten die Umstellung auf die vorschlagsgemäße Ausgestaltung des Kühlmittel-Kanalsystems samt Pflegezusätzen möglich ist. Auf diese Weise wird auch bei bestehenden Motorenkonzepten, wo der zur Verfügung stehende Bauraum an sich ausreichend ist, die Verkleinerung zusätzlicher Komponenten ermöglicht, die nun nicht mehr den Bauraum zur Aufnahme des Kühlmittelpflegezusatzes aufweisen müssen. Auf diese Weise kann auch während der laufenden Serienfertigung die Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung der Brennkraftmaschine und ihrer zugehörigen Komponenten verbessert werden.
Ausführungsbeispiele der Neuerung werden anhand der rein schematischen Darstellungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen die
1–4 unterschiedliche Ausführungsbeispiele eines Kühlflüssigkeitskanalsystems einer Brennkraftmaschine, mit im Kanalsystem angeordnetem Kühlmittel-Pflegezusatz, und die
5 und 6 zwei Ausführungsbeispiele aus dem Stand der Technik.
In 5 ist ein Flüssigkeitsfilter insgesamt mit 1 bezeichnet, der die Kühlflüssigkeit einer Brennkraftmaschine filtert. Der Flüssigkeitsfilter 1 weist ein Gehäuse 2 auf, welches mit einem Schraubdeckel 3 verschlossen ist. Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein Filtereinsatz 4 vorgesehen, der ein hohlzylindrisches Filter medium 5 beispielsweise in Form eines Faltenfilterelementes aufweist. Pfeile zeigen die Durchströmung des Flüssigkeitsfilters 1 an. Das Filtermedium 5 wird demzufolge radial von außen nach innen durchströmt. Um das Filtermedium 5 gegen Kollabieren zu sichern, ist ein so genannter Innendom 6 vorgesehen, der zirkumferent umlaufende Rippen aufweist und auf diese Weise das Filtermedium 5 stützt.
Innerhalb des Innendoms 6 ist ein Zusatz 7 in Form eines Feststoffkörpers vorgesehen, wobei dieser Zusatz Kühlmittel-Pflegeprodukte enthält. Als Kühlmittel-Pflegeprodukte können beispielsweise Korrosionsinhibitoren vorgesehen sein, den Frostschutz verbessernde Stoffe, oder die Schmierfähigkeit des Kühlmittels verbessernde Produkte, um nur ein einige Beispiele für die Kühlmittel pflegenden Eigenschaften zu nennen.
Um die Unterbringung des Zusatzes 7 im Flüssigkeitsfilter 1 zu ermöglichen, muss das Filtermedium 5 und dementsprechend das Gehäuse 2 einen ausreichend großen Durchmesser aufweisen.
In 6 ist ein Gehäuse 2 dargestellt, welches durch einen Schraubdeckel 3 verschlossen ist und eigens zur Aufnahme eines Zusatzes 7 vorgesehen ist, so dass der gesamte für dieses Gehäuse 2 erforderliche Bauraumbedarf ausschließlich daraus resultiert, dass der Zusatz 7 im Kanalsystem der Kühlmittelflüssigkeit angeordnet werden soll. Auch in dieser Zeichnung ist die Durchströmung des Kanalsystems mit Kühlmittel durch Pfeile angedeutet.
1 zeigt demgegenüber einen Ausschnitt aus dem Kanalsystem einer Kühlflüssigkeit einer Brennkraftmaschine, wobei ein Wärmetauscher 8 innerhalb dieses Kanalsystems vorgesehen ist und oberhalb des Wärmetauschers 8 eine Kühlmittelpumpe 9, die auch als Wasserpumpe bezeichnet ist.
Im Bereich des Wärmetauschers 8 weist das Kanalsystem der Kühlmittelflüssigkeit so große Hohlräume auf, dass hier problemlos ein Zusatz 7 angeordnet werden kann, ohne zusätzlichen Bauraum zu benötigen. Während der Zusatz 7 beim Ausführungsbeispiel der 5 gemäß dem Stand der Technik in einem Abschnitt des Kanalsystems angeordnet ist, der zur Filtrierung der Kühlflüssigkeit dient, und während beim Ausführungsbeispiel der 6 der Zusatz 7 in einem eigens zur Aufnahme des Zusatzes 7 geschaffenen Bereich des Kanalsystems der Kühlflüssigkeit vorgesehen ist, wird beim Ausführungsbeispiel der 1 also ein ohnehin vorhandener Bereich des Kanalsystems zur Unterbringung des Zusatzes 7 genutzt, welcher Bereich ansonsten funktionslos ist und lediglich der Aufnahme der Kühlflüssigkeit dient, ohne zusätzliche Funktionsweisen wie Filtrierung oder dergleichen zu erfüllen.
Der Zusatz 7 ist beim Ausführungsbeispiel der 1 an einer Abschlussplatte 10 gehalten, die eine Öffnung des Gehäuses 2 verschließt und die ohnehin montiert werden muss, beispielsweise nachdem der Wärmetauscher 8 in das Gehäuse 2 eingesetzt worden ist. Bei der Montage dieser Abschlussplatte 10 wird vorschlagsgemäß nun gleichzeitig auch der Zusatz 7 im Kanalsystem der Kühlflüssigkeit montiert. Ausgehend vom Anwendungsfall der Automobilfertigung kann daher die Abschlussplatte 10 von einem Zulieferer vorkonfektioniert sein, also mit dem Zusatz 7 versehen sein, so dass für den Automobilhersteller kein zusätzlicher Montageschritt erforderlich ist, um den Zusatz 7 zu montieren. Vielmehr ist beim Automobilhersteller lediglich die ohnehin erforderliche Montage der Abschlussplatte 10 vorgesehen, wobei vorschlagsgemäß nun auch der Zusatz 7 gleichzeitig und automatisch ebenfalls montiert wird.
Das Ausführungsbeispiel der 2 zeigt die Halterung eines Zusatzes 7 an einem Verschlusselement in Form einer Verschlussschraube 11. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Kanalsystem der Kühlflüssigkeit einen ersten Abschnitt 12 auf sowie einen zweiten Abschnitt 14. Aus fertigungstechnischen Gründen können die Abschnitte 12 und 14 nicht unmittelbar aufeinander treffen. Hierzu bedarf es vielmehr eines quer verlaufenden Abschnittes 15, der an die beiden ersten und zweiten Abschnitte 12 und 14 anschließt, diese somit miteinander verbindet und seinerseits durch die Verschlussschraube 11 verschlossen sein muss, um einen unerwünschten Kühlmittelaustritt aus dem Gehäuse 2 zu vermeiden.
Der Zusatz 7 mit Kühlmittelpflegestoffen ist an der Verschlussschraube 11 gehalten, so dass auch hier eine eigene Montage des Zusatzes 7 nicht erforderlich ist, sondern vielmehr bei Montage der Verschlussschraube 11 der Zusatz 7 automatisch mit montiert wird.
3 zeigt ein Gehäuse 2, an welches ein Flansch 16 anschließt. Vor Montage des Flansches 16 ist eine Öffnung des Gehäuses 2 problemlos zugänglich, so dass der Zusatz 7 in das Kanalsystem der Kühlflüssigkeit eingesetzt werden kann. Der Zusatz 7 ist stabförmig ausgestaltet, so dass er problemlos innerhalb des größeren Querschnittes des Kanalsystems vom Kühlmittel umströmt werden kann. Eine Halterung des Zusatzes 7 ist in Form einer Ausnehmung im Gehäuse 2 vorgesehen, in welche der Zusatz eintaucht. Er wird in seiner Lage anschließend durch den Flansch 16 gesichert.
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem innerhalb eines Gehäuses 2 ein erster Abschnitt 12 des Kanalsystems der Kühlflüssigkeit vorgesehen ist und die Kühlflüssigkeit anschließend außerhalb des Gehäuses 2 durch einen zweiten Abschnitt 14 in Form einer Rohrleitung geführt wird. Ein Winkelstück 17 ist vorgesehen, um den ersten Abschnitt 12 mit dem zweiten Abschnitt 14 zu verbinden und eine Strömungsumlenkung zu bewirken. Das Winkelstück 17 hält mit seinem in das Gehäuse 2 eintauchenden Ende auch einen stabförmigen Kühlmittelpflege zusatz 7, so dass bei Montage des Winkelstückes 17 automatisch auch der Zusatz 7 mit montiert wird.
Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Zusatz 7 entweder in Form eines siebartigen oder gelochten Gehäuses angeordnet sein und beispielsweise als Granulat ausgestaltet sein oder er kann als einteiliger fester Körper ausgestaltet sein.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 3 grenzt der Zusatz 7 an eine Schnittebene, die sich zwischen dem Flansch 16 und dem Gehäuse 2 ergibt. Beim Ausführungsbeispiel der 1 durchdringt der Zusatz 7 diese Schnittebene, und eine ähnliche Durchdringung könnte in abgewandelter Form auch bei einem rohrförmigen Anschluss zweier Bauteile aneinander vorgesehen sein, ähnlich wie beim Anschluss des Winkelstückes 17 an das Gehäuse 2 des Ausführungsbeispiels der 4.

Claims

Flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschine, mit einem die Kühlflüssigkeit führenden Kanalsystem, welches als Kanäle bezeichnete Abschnitte mit vergleichsweise geringerem Querschnitt sowie als Hohlräume bezeichnete Abschnitte mit vergleichsweise größerem Querschnitt aufweist, und mit einem Kühlmittelpflegezusatz in Form eines oder mehrerer Feststoffkörper, die innerhalb des Kanalsystems angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz (7) in einem lediglich der Flüssigkeitsführung dienenden und ansonsten funktionslosen Bereich des Kanalsystems angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz (7) an einem eine Gehäuseöffnung verschließenden Bauteil gehalten ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz (7) an der Schnittstelle zweier Bauteile angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz (7) innerhalb eines flüssigkeitsdurchlässigen Behälters angeordnet ist.
Brennkraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz (7) als ein einziger fester Körper ausgestaltet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei der jeweils als ein einziger fester Körper ausgestalteten Zusätze (7) im Kühlmittel-Kanalsystem verteilt angeordnet sind.
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz (7) als Granulat ausgestaltet ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz (7) an einer Verschlussschraube (11) gehalten ist.
Brennkraftmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz (7) sich durch die Schnittebene erstreckt, an welcher die zwei Bauteile aneinander grenzen.