DE2407433A1 - Kuehlsystem - Google Patents

Kuehlsystem

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DE2407433A1
DE2407433A1 DE19742407433 DE2407433A DE2407433A1 DE 2407433 A1 DE2407433 A1 DE 2407433A1 DE 19742407433 DE19742407433 DE 19742407433 DE 2407433 A DE2407433 A DE 2407433A DE 2407433 A1 DE2407433 A1 DE 2407433A1
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cooling system
cooler
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fans
chamber
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Erwin John Herman Bentz
Marvin George Getz
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Caterpillar Inc
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Caterpillar Tractor Co
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    • E02F9/08—Superstructures; Supports for superstructures
    • E02F9/0858—Arrangement of component parts installed on superstructures not otherwise provided for, e.g. electric components, fenders, air-conditioning units
    • E02F9/0866—Engine compartment, e.g. heat exchangers, exhaust filters, cooling devices, silencers, mufflers, position of hydraulic pumps in the engine compartment
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
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    • B60K11/04—Arrangement or mounting of radiators, radiator shutters, or radiator blinds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/08—Air inlets for cooling; Shutters or blinds therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04D17/08—Centrifugal pumps
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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Description

-JJamkurg,.. cLgn. 12,„Februar 1974— 156774 .1227
Priorität: 20. Februar 1973, U Pat.Anm.Ur. 333 684
Anmelder: 2407433
Caterpillar Tractor Co.
Peoria, 111., U-r3.Ao
Kühlsystem
Die Erfindung betrifft ein Kühlsystem, das insbesondere für Erdbearbeitungsfahrzeuge oder dergleichen geeignet
Eine übliche Kühlereinrichtung für ein Erdbearbeitungs— fahrzeug weist wenigstens eine vom Motor angetriebene Yentilatorvorrichtung auf, die unmittelbar benachbart zu einem Radiator angeordnet ist, um zum Zweck der Motor-
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kühlung luft durch diesen hindurch zu blasen oder zu saugen· Während des Betriebes einer solchen Einrichtung ergibt sich ein beträchtlich hoher Geräuschpegel, so daß bereits zahlreiche Versuche unternommen worden sind, um diese Begleitgeräusche zu verringern, ohne dadurch die Sicherheit oder die sonstigen Betriebserfordernisse zu beeinträchtigen. Aufgrund der bisherigen Versuche, diese Schwierigkeiten zu beseitigen, sind unter anderem sehr komplizierte und dementsprechend kostspielige Kühlsysteme geschaffen worden·
Die Erfindung bezweckt deshalb, ein wirtschaftliches, einfaches und wirksames Kühlsystem zu schaffen, das mit einem niedrigen Geräuschpegel und einem hohen Maß an Sicherheit während des Betriebes arbeitet· Das erfindungsgemäße Kühlsystem weist ein Paar axial auseinanderliegender Ventilatoren auf, die eine dazwischen liegende Kammer begrenzen und durch eine mit ihnen verbundene Antriebsvorrichtung drehbar sind· Quer zwischen den zwei Ventilatorvorrichtungen erstreckt sich wenigstens eine ilüssigkeitskühlungsvorrichtung, wie etwa ein luftgekühlter Badiator, die bzw„ der eine Seite der Kammer bildet, so daß die in die Kammer hineingepumpte, verdichtete Luft durch den Radiator hindurch austritt·
In einer praktischen Ausführungsform ist die vorzugsweise am hinteren Ende eines Schleppers angeordnet· Kühlerein— richtung mit einem Paar Ventilatoren versehen, die an einer gemeinsamen Antriebswelle befestigt sind, die in der Längsachse des Traktors liegt, Ferner weist die Einrichtung ein Paar senkrecht angeordneter und im seitlichen Abstand liegen-
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der Radiatoren aufo Zwischen den .Radiatoren ist ein senkrecht liegendes Ablenkblech so angeordnet, daß gesonderte Kammern gebildet werden, welche die Luft von den Ventilatoren zugeführt erhalten»
Die Umlenk- oder Ablenkplatte ist derart zwischen den zwei Ventilatorvorrichtungen angeordnet, daß für eine im wesentlichen gleichförmige und nicht turbulente luftströmung dazwischen gesorgt ist· Durch Anordnung der Kühlereinrichtung am rückwärtigen Ende.eines Fahrzeuges, zoBe eines auf Spurketten laufenden Laders, ergibt sich der weitere Vorzug, daß während des Betriebes irgendwelcher Staub zur Seite weggeblasen wirde
Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung ausführlich erläutert und dargestellt ist. Es zeigen»
Fig« 1 eine Seitenansicht eines auf Spurketten fahrenden Laderfahrzeuges mit einem erfindungsgemäßen Kühlsystem am rückwärtigen Ende,
Pig. 2 einen.Schnitt durch das erfindungsgemäße Kühlsystem, gesehen in Richtung der Pfeile II-II in Pig. I, und
Pig· 5 einen vergrößerten Schnitt durch einen für das erfindungsgemäße Kühlsystem verwendeten Ventilatorflügel.
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Bin in RLg. 1 gezeigter, auf Spurketten laufender Frontlader 10 weist an seinem Vorderende eine bewegliche Ladersehauf elanordnung 11 auf. Das Laderfahrzeug ist ferner mit einer fahrerkabine 12 versehen und auf einem Paar mit Abstand nebeneinander liegender endloser Spurketten 13 angeordnet, die von einem Motor 14 angetrieben werden. Der Motor 14 dient dazu, nach Wahl ein Paar Kettenräder 15, von denen nur eines gezeigt ist, zu drehen· Die Verbindung zwischen Motor und Kettenrädern enthält eine Transmission 16.
Ein erfindungsgemäßes Kühlsystem ist am hinteren Ende des Laders vorzugsweise über der Transmission 16 angeordnet· Das Kühlsystem weist eine erste und eine zweite Ventilatorvorrichtung 18 bzw-«· 19 auf, die in axialem Abstand voneinander an gegenüberliegenden Enden einer gemeinsamen Antriebswelle 20 befestigt sind. Die Welle 20 wird von dem Motor 14 über eine Zapfwelle angetrieben, die durch Treibriemen 21 mit der Welle verbunden ist· Die Antriebswelle ist vorzugsweise in der Längsachse des Laders angeordnet und wird drehbar durch Stützstreben gehaltene Hierzu sind die Querstreben 22 und 23 am Hauptrahmen des Laders befestigt und mit Lagervorrichtungen 24 bzw. 25 versehen.
Eine erste und eine zweite Kühlvorrichtung 26 bzw. 27, die als übliche, luftgekühlte Radiatoren ausgebildet sein können, die Teile des Kühlsystems des Motors sind, sind mit seitlichem Abstand voneinander und senkrecht stehend zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilator so angeordnet, daß sie wenigstens im wesentlichen parallel zur Antriebs·*
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welle 20 sind· Eine dritte fflüssigkeitskühlvorriohtung 28, in diesem Fall ein Oelkühler für die Transmission, ist am hinteren Ende des Fahrzeugs so angeordnet, daß sie quer zwischen den Kühlvorrichtungen 26 und 27 und benachbart zum Ventilator 18 liegt«, Eine erste Eckenhalterung 29 ist an den benachbarten Enden der Querstrebe 22, des Eadiators 26 und des Oelkühlers 28 befestigt.
Das andere Ende der Querstrebe 22 ist in gleicher Weise durch eine zweite- Eckenhalterung. 30 fest mit den benachbarten Enden des Radiators 27 und des Oelkühlers 28 verbunden. Die vorderen Enden der Radiatoren 27 und 26 sind an den gegenüberliegenden Enden der Querstrebe 23 durch eine dritte bzw« vierte Halterung 31 bzw. 32 befestigt· Jede der vier Halterungen 29, 30, 31, 32 ist am Rahmen des. ITahrzeugs durch lösbare Befestigungsmittel, wie etwa Schraubbolzen 33, befestigt·
Eine Leitvorrichtung oder-platte 34 ist abnehmbar zwischen den Radiatoren 26 und 27 angeordnet und liegt vorzugsweise in der Mitte zwischen den beiden Ventilatoren 18 und 19 und zumindest alllgemein zu diesen· Eine Luftaufnahmekammer, die auf drei Seiten von den Kühlvorrichtungen 26, 27 und 28 begrenzt wird, ist derart in eine erste und eine zweite Kammer 35 bzw. 36 durch die Umlenkplatte 34 unterteilt. Die Platte ist mit einer entsprechend bemessenen Öffnung versehen, durch die die Antriebswelle 20 hindurchgeht. Das Kühlsystem weist vorzugsweise ferner eine Schutzabdeckung
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oder -umschließung aufj zu der Netz- oder Gitterschirme 38, 39 und 40 gehören, welche einen ungehinderten Luftdurohfluß ermöglichen.
Währenu des Laderbetriebes arbeiten die Ventilatoren 18 · und 19 derart, daß sie Luft in die Kammern 35 bzw. 36 pumpen.» Der vor dem Ventilator 19 liegende Bereich ist zur Umgebung hin offen, so daß eine ausreichende Luftzufuhr gewährleistet ist. Die Luft wird in den Kammern zusammengedrückt und fließt im wesentlichen gleichförmig durch die Kerne der Radiatoren 26 und 27 mit einem merklich erhöhten Druck und Dichte hindurch» Der Geräuschpegel des .Kühlsystems wird auf einer annehmbar geringen Höhe durch die Leitplätte 34 gehalten, die bewirkt, daß die Bildung von Luftturbulenz behindert und eingeschränkt und ein gleichmäßiger Luftdurchfluß durch die Kammern gefördert wird»
Der Luftdruck in den Kammern 35 und 36 kann dadurch im Gleichgewicht gehalten werden, das für die an den Ventilatoren 18 und 19 vorhandenen, jeweils zwei ader mehr Flügel 41 verschiedene Anstellwinkel benutzt werden. ZeB., siehe Fig. 3» kann ein erster Anstellwinkel "a" für die Flügel des Ventilators 18 angenähert 27° betragen, während für die Flügel des vorne liegenden Ventilators 19 ein geringerer Anstellwinkel, etwa 24°$ gewählt wird» Während der Erprobung wurde festgestellt, daß zwei derartige Ventilatoren bei 600 Umdrehungen pro Minute etwa 11.800 cfm (etwa 334 a /min) durch das System umwälzten und dadurch für die erforderliche Kühlung sorgten.
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Das Ausstoßen der Luft durch die Schirme 38 und 39 trägt dazu bei, daß der gewöhnlich durch die Spurketten 13 im Bereich der Kettenräder 15 aufgewirbelte Staub von dem fahrzeug aus seitlich nach außen befördert wird· Eine solche β staubabweisende Wirkung begünstigt, daß die Ventilatoren verhältnismäßig ,staubfreie Luft ansaugen und daß die Sicherheit und Sichtmöglichkeit des Fahrers und damit seine Bequemlichkeit vergrößert wirde Es ist noch zu beachten, daß der Hauptteil des Kühlungssystems schnell als Baugruppe entfernt werden kann, indem nur die Bolzen 33, die Treibriemen 21 und die lösbare Motorhaube 42, Pig. 1, entfernt zu werden braucheno
Die Ausführung des Kühlsystems als Baugruppe bringt noch den Vorteil mit sich, indem die Wartung ausgeführt werden kann, ohne daß die Anordnung von geräusohdämpfendem Material gestört wird, das jetzt vielfach benutzt wird, um die Fahrerkabinen abzuschirmen. Dieses Material muß sorgfältig angeordnet werden, um alle Öffnungen oder Durchlässe abzudichten, durch die möglicherweise Geräusch zum Fahrer hin übertragen werden kann. Aus diesem G-rund ist das Material vor der Kühleinrichtung angeordnet, und die Gitter oder Schirme 43 sind vorgesehen, um am vorderen Ende der Baugruppe Kühlluft eintreten zu lassen·
409835/0324 - Patentansprüche -

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Ι« Kühlsystem, insbesondere für Erdbearbeitungsfahrzeuge, mit einem von einem Motor angetriebenen Ventilator und einem die zu kühlende Flüssigkeit führenden Kühler, dadurch gekennzeichnet, daß zwei in axialem Abstand voneinander angeordnete Ventilatoren (18, 19) zusammen mit mindestens einem quer zwischen ihnen angeordneten Kühler (26) eine Kammer (35, 36) begrenzen, wobei die Ventilatoren an eine gemeinsame Antriebsvorrichtung (20, 21, 14) angeschlossen sind und die von den Ventilatoren in die Kammer eingepumpte luft durch den Kühler austritt.
  2. 2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilator (18, 19) eine Leitvorrichtung (34) im wesentlichen parallel zu den Ventilatoren angeordnet ist und zwischen diesen eine erste und eine zweite Kammer (35, 36) abteilto
  3. 3. Kühlsystem nach Anspruch 1 -» 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung eine Antriebswelle (20) aufweist, die sich durch die Leitvorrichtung (34) hindurch erstreckt und auf ihren gegenüber liegenden Enden mit dem ersten bzw0 zweiten Ventilator verbunden ist«,
    Kühlsystem nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Kühler (27) sich quer zwischen dem ersten und dem zweiten Ventilator und zumindest allge-
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    mein parallel und im seitlichen Abstand zum ersten Kühler (26) erstreckt und eine zweite Seite der Kammer (35, 36) bildete
    5ο Kühlsystem nach Anspruch 1 — 4» dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Plüssigkeitskühler (26, 27) Eadiatoren sindo
    6ο Kühlsystem nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter Kühler (28) sich quer zwischen dem ersten und dem zweiten Kühler (26, 27) und benachbart zum ersten Ventilator (18) erstreckt und eine dritte Seite der Kammer (35, 36) bildet„
    7ο Kühlsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Kühler ein Oelkühler iste
    8ο Kühlsystem nach Anspruch 4 — 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar axial im Abstand voneinander liegender Stützvorrichtungen (22, 23) lösbar mit einem Träger verbunden sind und sich quer zwischen dem ersten und dem zweiten Kühler (26, 27) erstrecken und mit diesen ebenfalls verbunden sind»
    9ο Kühlsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Halterung an jedem Ende des ersten und des zweiten Flüssigkeitskühlers (26, 27) befestigt ist und ferner die erste und die zweite Stützvorrichtung fest mit den entsprechenden Halterungen verbunden sind, die abnehmbar
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    am Trägerrahmen durch, lösbare Befestigungsmittel angeordnet sind ο
    ΙΟ» Kühlsystem nach Anspruch 2-9, dadurch, gekennzeichnet,· daß die Leitvorrichtung (34) sich quer zwischen dem ersten und dem zweiten Kühler (2.6, 27) erstreckt und mit diesen verbunden isto
    IJ.ο Kühlsystem nach Anspruch 8 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (20) drehbar in den Stützvorrichtungen (22, 23) mit Lagern (24-, 25) angeordnet ist.
    β Kühlsystem nach Anspruch 1-11, gekennzeichnet durch seine Anordnung am hinteren Ende eines Erdbearbeitungsfahrzeuges (10) hinter der Fahrerkabine (12)„
    ο Kühlsystem nach Anspruch 1-12, für ein Spurkettenfahrzeug, dessen Antriebskettenräder am hinteren Ende des Fahrzeugs liegen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlsystem im wesentlichen über den Antriebskettenrädern angeordnet ist·
    14o Kühlsystem nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskühler (26, 27) im β wesentlichen parallel zur Längsachse des Fahrzeugs liegen·
    15· Kühlsystem nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilatoren (18, 19) mit mehreren Hügeln (41) versehen sind, wobei der Anstellwinkel der Flügel des einen Ventilators (18) größer als der der Flügel
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    des zweiten Ventilators (19) ist.
    16ο Kühlsystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anstellwinkel etwa 27 und der zweite Anstellwinkel etwa 24° beträgt»,
    17ο Kühlsystem nach Anspruch 6-16, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Hüssigkeitskühler (28) hinter dem ersten und dem zweiten Kühler (26, 27) und hinter dem ersten Ventilator (18) liegt.
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