DE3347363A1

DE3347363A1 - Kuehleinrichtung fuer einen verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE3347363A1
Application number: DE19833347363
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl.-Ing. Kuchelmeister (FH), 7035 Waldenbuch
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1985-07-11
Also published as: FR2557632A1; FR2557632B1

Description

Kühleinrichtung für einen Verbrennungsmotor

Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges mit einem Kühlmittelkühler, der zwei einen Kühlerblock zwischen sich aufnehmende Wasserkästen aufweist, von welchen einer mit einem Kühlmitteleinlaß und der andere mit einem Kühlmittelauslaß versehen ist, wobei zwischen einem Vorlauf und einem Rücklauf eine mit einem thermostatischen Ventil gesteuerte Kurzschlußverbindung vorgesehen ist.

Bei Kühleinrichtungen der eingangs genannten Art (DE-OS 32 11 793) ist es allgemein üblich, die Kurzschlußverbindung in Form einer Verbindungsleitung zwischen dem vom Motor zum Kühlmittelkühler führenden Vorlauf und dem vom Kühlmittelkühler zum Motor zurückführenden Rücklauf zwischen dem Motor und dem vorgeschalteten Kühler anzuordnen. Diese Kurzschlußverbindung erfordert somit einen zusätzlichen Bauraum innerhalb des Motorraumes des Kraftfahrzeuges. Außerdem ist die Kurzschlußleitung von dem Automobil-Hersteller, der in der Regel weder den Kühler noch Thermostatventile selbst herstellt, zu montieren und zu überprüfen, was bei dem Automobil-HersteHer einen erhöhten Aufwand erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühleinrichtung der eingangs genannten Art dadurch zu verbessern, daß der für sie benötigte Bauraum verringert wird und daß gleichzeitig die Montage vereinfacht wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Kühlmitteleinlaß über einen das Rohrbündel umgehenden Kurzschlußkanal mit dem den Kühlmittelauslaß aufweisenden Wasserkasten verbunden ist, und daß in dem Kühlmitteleinlaß ein thermostatisches Ventil angeordnet ist, dessen Ventilglied einem Zulauf zu dem Kurzschlußkanal und einem Zulauf zu dem Wasserkasten zugeordnet ist.

Durch diese Ausbildung werden die Kurzschlußverbindung und das thermostatische Ventil in den Kühler integriert, so daß ein geringerer Bauraum vor dem Motor benötigt wird. Außerdem wird der Vorteil erhalten, daß eine gesonderte Montage der Kurzschlußverbindung und des thermostatischen Ventils bei dem Kraftfahrzeughersteller entfällt. Dabei ist es möglich, daß der Hersteller bereits den Kühler mit der KurζSchlußverbindung auf Dichtheit prüft, so daß eine gesonderte Prüfung bei dem Automobilhersteller entfallen kann.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist als Ventilglied ein Schieber vorgesehen, in dessen Verschiebeweg der Zulauf zu dem Kurζschlußkanal und der Zulauf zu dem Wasserkasten liegen. Ein derartiger Schieber läßt sich einfach von dem Arbeitskolben eines thermostatischen Ventils betätigen, der temperaturabhängig eine lineare Bewegung ausführt. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgesehen, daß der Schieber eine Hülse ist, die zwischen zwei Endstellungen hin- und her-schiebbar geführt ist, wobei sie in der einen Endstellung mit einem Stirnrand an einem Ringbund des Kühlmitteleinlasses anliegt und mit ihrem Mantel den Zulauf zu dem Wasserkasten verschließt, und wobei sie in der anderen Endstellung mit ihrem anderen Stirnrand an einem Ventilsitz anliegt und mit ihrem Mantel den Zulauf zu dem Kurzschlußkanal verschließt. Auf diese Weise wird ein sehr einfach zu realisierendes thermostatisches Ventil geschaffen, das mit nur einem verstellbaren Ventilglied auskommt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß der Arbeitskolben des thermostatischen Ventils mit einer Verlängerung aus dem Kühler herausragt und an einen Verstellmechanismus für den •Kühler zugeordnete, den Luftzuströnquerschnitt einstellende Luftleitelemente angelenkt ist. Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Luftleitkibappen in zwischen den Wasserkästen angeordneten Haltern gelagert sind. Auf diese Weise werden die Luftleitklappen, die eine sogenannte Jalousie bilden, und der zugehörige Verstellmechanismus in einfacher Weise ebenfalls in den Kühler integriert, so daß eine weiter vereinfachte Montage für den Kraftfahrzeughersteller erhalten v/ird. ·

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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen und den Unteransprüchen.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kühleinrichtung,

Fig. 2 eine Ansicht auf den Kühler der Kühleinrichtung der Fig. 1 vom Verbrennungsmotor aus gesehen,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Kühler der Fig. 1 und 2,

Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch die Ausbildung des in den Kühler integrierten thermostatischen Ventils bei Betriebstemperatur oder erhöhter Temperatur und

Fig. 5 das thermostatische Ventil nach Fig. 4 bei kaltem Kühlmittel.

Die Kühleinrichtung nach Fig. 1 besitzt einen Kühler, der aus einem oberen Wasserkasten '8 und einem unteren Wasserkasten 9 gebildet ist, die zwischen sich einen Kühlerblock 3 aufnehmen. Der Kühlerblock 3 weist in üblicher Weise ein Rohrbündel mit quer verlaufenden Rippen auf.

Der obere Wasserkasten 8 ist mit einem

Kühlmitteleinlaβ 24 (Fig. 4 und 5) versehen, zu dem eine Vorlaufleitung 1 von einem Verbrennungsmotor 30 führt. Der untere Wasserkasten 9 ist mit einem Kühlmittelauslaß versehen, der über eine Rücklaufleitung 4 ebenfalls mit dem Verbrennungsmotor 30 verbunden ist. Innerhalb der Rücklaufleitung 4 ist eine Kühlmittelpumpe 6 angeordnet, die das rücklaufende Kühlmittel von dem Kühler in den Verbrennungsmotor 30 pumpt. Zwischen dem Motor 30 und dem Kühler ist noch ein Gebläse 31 angeordnet. Der Kühler und der Verbrennungsmotor 30 sind derart in einem Motorraum im Vorderteil eines Kraftfahr-zeuges untergebracht, daß der Kühler vorne liegt und von der kalten Umgebungsluft entsprechend den Pfeilen in Fig. 1 angeströmt wird.

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Vor dem Kühler sind noch mehrere Reihen von Luftklappen angeordnet, die zusammen eine Jalousie bilden, durch welche der Luftzuströmguerschnitt eingestellt werden kann. Es sind auch andere Elemente anwendbar, die den gleichen Zweck erfüllen. Die horizontal liegenden Luftklappen 12 sind drehbar in seitlichen Haltern 11 gelagert. Die vorderen Enden der Luftklappen 12 sind an eine vertikal verstellbare Stange und einen Winkelhebei 10 angelenkt, der derart verschwenkbar ist, daß die Luftklappen 12 zwischen einer im wesentlichen horizontalen Stellung (Fig. 4) und einer annähernd vertikalen Stellung (Fig. 5) ver schwenkt werden können.

In Fig. 1 ist angedeutet, daß -in den oberen Wasserkasten 8 bzw. in den Kühlmitteleinlaß 24 ein thermostatisches Ventil 2 eingebaut ist, das die Verbindung zwischen dem Kühlmitteleinlaß und dem Wasserkasten und die Verbindung zwischen dem Kühlmitteleinlaß und einem in den Kühler integrierten Kurzschlußkanal regelt, der den oberen Wasserkasten 8 unter Umgehung des Rohrbündels direkt mit dem unteren Wasserkasten 9 verbindet. Wie aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, ist das Rohrbündel 3 von zwei Seitenteilen oder Befestigungszargen 28 und 29 eingefaßt, über die der Kühler an Halteteilen im Motorraum eines Fahrzeuges befestigt wird . Die auf der Seite des Kühlmitteleinlasses 24 befindli-che Befestigungszarge 29 ist hohl ausgebildet und dient als Kurzschlußkanal 5. Sie ist sowohl mit dem unteren Wasserkasten 9 als auch mit dem oberen Wasserkasten 8 derart verbunden, daß das Kühlmittel durch sie unter Umgehung des Rohrbündels direkt von dem oberen Wasserkasten 8 zu dem unteren Wasserkasten 9 und dann zu der Rücklaufleitung 4 strömen kann. Der Kurzschlußkanal 5 ist somit in den Kühler integriert, so daß für ihn kein zusätzlicher Bauraum vor dem Verbrennungsmotor 30 erforderlich ist. Außerdem wird die Montage bei dem Automobilhersteller dadurch vereinfacht, daß nur die Vorlaufleitung 1 und die Rücklaufleitung 4 von ihm an den Kühler angeschlossen werden müssen, ohne daß zusätzliche Montagearbeiten für das Anbringen der Kurzschlußverbindung notwendig sind.

Die Gestaltung des thermostatischen Ventils 2 wird aus Fig. 4 und 5 ersichtlich. Das thermostatische Ventil 2 besitzt ein

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Gehäuse, das in dem Kühlmitteleinlaß 24 in nicht näher dargestellter Weise ortsfest montiert ist. Gegebenenfalls kann eine Überdruckfeder zur Aufnahme von Überwegen vorgesehen werden. In dem Gehäuse des thermostatischen Ventils befindet sich ein bei Erwärmung ausdehnender Dehnstoff, der dann einen Arbeitskolben 14 entsprechend der Erwärmung ausfährt. Der Arbeitskolben, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 14 bezeichnet ist, besteht aus einem in dem Gehäuse des Ventils 2 geführten Teil und einer von diesem Teil angetriebenen Verlängerung. Die Verlängerung des Arbeitskolbens 14 ist mit einer Hülse 15 verbunden, die als ein Ringschieber ausgebildet ist. Die Verlängerung des Arbeitskolbens 14 ist in einem Quersteg 18 der Hülse und in einer von der Mantelfläche ausgebogenen Lasche 17 dieser Hülse 15 geführt. Auf dieser Verlängerung des Arbeitskolbens 14 sind zwei Mitnahmeringe 26 und 27 angeordnet. Der Mitnahmering 26 liegt auf der dem Gehäuse des Ventils 2 abgewandten Seite der Lasche 17 gegenüber. Der Mitnahmering 27 befindet sich bezüglich der Lasche auf der dem Gehäuse des Ventils 2 zugewandten Seite, wobei zwischen dem Mitnahmering 27 und der Lasche 17 eine Druckfeder 16 angeordnet ist. Die Hülse 15 ist mit ihrem Mantel in einer Führung 21 einer Trennwand 33 axial verschiebbar geführt, die den Wasserkasten 8 von dem Kurzschlußkanal 5 trennt. In dem Verschiebeweg der Hülse 15 liegen dann jeweils ein Zulauf zu dem Kurzschlußkanal 5 und zu dem Wasserkasten 8, die wechselweise von dem Mantel der Hülse 15 verschlossen werden können.

Der dem Kühlmitteleinlaß zugekehrte Stirnrand der Hülse 15 liegt einem den Kühlmitteleinlaß 24 begrenzenden Ringbund 19 gegenüber, an welchen ein abgewinkelter Flansch 20 anschließt, der als ein Ventilsitz für den ihm zugewandten Stirnrand der Hülse dient. Dem gegenüberliegenden Stirnrand der Hülse 15 ist ein Ventilsitz 32 zugeordnet, der von einem Ringwulst gebi-ldet wird.

Wird der Verbrennungsmotor 30 in kaltem Zustand gestartet, so befindet sich das thermostatische Ventil 2 in dem in Fig. 5 dargestellten Zustand, d.h. der Arbeitskolben 14 befindet sich

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in der zurückgezogenen Stellung, in welcher der dem Gehäuse des Ventils 2 zugekehrte Stirnrand der Hülse 15 an dem Flansch 20 des Ringbundes 19 dichtend anliegt, so daß durch den Mantel der Hülse 15 der Zulauf zu dem Wasserkasten 8 abgesperrt ist. Das Kühlmittel strömt von dem Kühlmitteleinlaß 24 durch die Hülse 15 hindurch zu dem Kurzschlußkanal 5. Mit zunehmender Erwärmung des Kühlmittels wird das Gehäuse des thermostatischen Ventils 2 und damit der darin befindliche Dehnstoff erwärmt, so daß der Arbeitskolben 14 ausgefahren wird. Dieser Arbeitskolben 14 nimmt über den Mitnahmering 27 und die Feder 16 die Hülse 15 mit, bis diese sich nach einer- vorgegebenen Temperatur und einem entsprechenden Weg mit ihrem dem Gehäuse des Ventils 2 ab-.gewandten Stirnrand gegen den von dem Ringwulst gebildeten Ventilsitz 32 anlegt. Durch Abheben des dem Gehäuse des Ventils 2 zugewandten Stirnrandes der Hülse 15 von dem Flansch 20 wird der Zulauf zu dem Wasserkasten 8 geöffnet, während der Zulauf zu dem Kurzschlußkanal 5 geschlossen wird. Bei zunehmender Erwärmung kann der Arbeitskolben 14 weiter ausfahren, wobei dieser Überweg dann von der Druckfeder 16 aufgenommen wird. Bei einer Abkühlung des Kühlmittels unter die Betriebstemperatur zieht sich der in dem Gehäuse des thermostatischen Ventils 2 enthaltene Dehnstoff zusammen, so daß der Arbeitskolben 14 durch eine Zugfeder 13 wieder in seine Ausgangslage zurückgedrückt wird, wobei dann die Hülse 15 wieder die in Fig. 5 dargestellte Ausgangslage einnimmt.

Die Verlängerung des Arbeitskolbens 14 ist durch eine Führung hindurch herausgeführt und an einen Winkelhebel 10 angelenkt, der über einen Verstellhebel 10' an die eine Jalousie bildenden Luftklappen 1-2 angelenkt ist. Der Winkelhebel 10 seinerseits ist an einem Halter 23 verschwenkbar gelagert. Die Zug-feder 13 ist zwischen der Führung 22 und einem Mitnahmering 25 der Verlängerung des Arbeitskolbens eingespannt, so daß sie beim Ausfahren der Verlängerung des Arbeitskolbens 14 gespannt wird. Nach einem Abkühlen des Dehnstoffes fährt die Zug-feder 13 den Arbeitskolben 14 mit der Verlängerung wieder zurück, wobei die Klappen 12

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wieder in ihre Schließstellung (Fig. 5) gebracht werden. Die Halter 11 der Luftklappen 12 sind in die seitlichen Befestigungszargen 28 und 29 integriert, so daß insgesamt auch die Jalousie in den Kühler integriert ist. Der Kraftfahrzeughersteller muß deshalb auch keinerlei Montagearbeiten mehr für die Installation der Jalousie übernehmen. Diese wird bereits von dem Hersteller des Kühlers in den Kühler integriert und fertig montiert.

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Claims

Patent- und Schutzansprüche

Kühleinrichtung für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges mit einem Kühlmittelkühler, der zwei einen Kühlerblock zwischen sich aufnehmende Wasserkästen aufweist, von welchen einer mit einem Kühlmitteleinlaß und der andere mit einem Kühlmittelauslaß versehen ist, wobei zwischen einem Vorlauf und einem Rücklauf eine mit einem thermostatischen Ventil gesteuerte Kurzschlußverbindung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlmitteleinlaß (24) über einen das Rohrbündel (3) umgehenden Kurzschlußkanal (5) mit dem den Kühlmittelauslaß aufweisenden Wasserkasten (9) verbunden ist, und daß in dem Kühlmitteleinlaß'(24) ein thermostatisches Ventil (2) angeordnet ist, dessen Ventilglied (15) einem Zulauf zu dem Kurzschlußkanal (5) und einem Zulauf zu dem Wasserkasten (8) zugeordnet ist.

Kühleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ventilglied ein Ringschieber (15) vorgesehen ist, in dessen Verschiebeweg der Zulauf zu dem Kurzschlußkanal (5) und der Zulauf zu dem Wasserkasten (8) liegen.

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3. Kühleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringschieber eine Hülse (15) enthält, die zwischen zwei Endstellungen hin- und herschiebbar geführt ist, wobei sie in der einen Endstellung mit einem Stirnrand an einem Ringbund (19) des Kühlmitteleinlasses (24) anliegt und mit ihrem Mantel den Zulauf zu dem Wasserkasten (8) verschließt, und wobei sie in der anderen Endstellung mit ihrem anderen Stirnrand an einem Ventilsitz (32) anliegt und mit .ihrem Mantel den Zulauf zu dem Kurzschlußkanal (5) verschließt.

4. Kühleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz aus einem erhabenen Ringwulst (32) besteht.

5. Kühleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (15) in einer Führung (21) einer Trennwand (33) geführt ist, die den Wasserkasten (8) von dem Kurzschlußkanal (5) trennt.

6. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbund (19) des Kühlmitteleinlasses (24) mit einem Randflansch (20) versehen ist, dem ein Stirrtrand der Hülse (15) zugeordnet ist.

7. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (14) des thermostatischen Ventils (2) mit einer Verlängerung aus dem Kühler herausragt und an einen Verstellmechanismus (10, 23) für dem Kühler zugeordnete Luftzuströmquerschnitte einstellende Luftleiteleinente (12) angelenkt ist.

8. Kühleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftleitklappen (12) in zwischen den Wasserkästen (8,9 ) angeordneten Haltern (11) gelagert sind.

9. Kühleinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (11) an die Seitenränder des Kühlerblockes (3) zwischen sich aufnehmenden Befestigungszargen (28, 29) angebracht sind.

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10. Kühleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9_F dadurch gekennzeichnet, daß eine der Befestigungszargen (29) hohl ausgebildet ist und als die beiden Wasserkästen (8, 9)
verbindender Kurzschlußkanal (5) dient.