DE3418386C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patent­ anspruchs 1.

Kraftfahrzeuge mit Heckmotoren und Mittelmotoren sind in letzter Zeit relativ populär geworden. Bei diesen Kraftfahrzeugen treten gewisse Probleme in bezug auf das Erreichen einer angemessenen Kühlung des Schmieröles der Brennkraftmaschine auf, da die durch die Vorwärtsbewegung des Fahrzeuges verursachte Luftströmung keine ausreichende Kühl­ wirkung für die Brennkraftmaschine entfaltet. Dies trifft insbe­ sondere für die unteren Teile der Brennkraftmaschine zu, wo die Ölwanne angeordnet ist. Es besteht daher eine gewisse Gefahr, daß die Öl­ temperatur bis auf einen unerwünschten hohen Wert an­ steigt, bei dem das Schmiervermögen des Öles verloren gehen bzw. der Schmierfilm des Öles abreißen kann.

Um den Temperaturanstieg des Schmieröles der Brennkraftmaschine bei einem mit einem Heckmotor oder einem Mittel­ motor ausgestatteten Fahrzeug zu begrenzen, kann eine allseits bekannte Ölkühlvorrichtung in der Form eines Wärmetauschers oder eines Ölkühlers Verwendung finden. Bei Kraftfahrzeugen mit Heck­ motor oder Mittelmotor ist jedoch der Einsatz eines luftgekühlten Wärmetauschers nicht besonders günstig, da keine starke Luftströmung zur Verfügung steht, es sei denn, ein derartiger luftgekühlter Wärmetauscher würde am vorderen Endabschnitt des Fahrzeuges vorgesehen werden. Dies hätte jedoch den Nachteil, daß die Ölkanäle sehr lang ausge­ bildet werden müßten, um bei einer Montage eines luftgekühlten Wärmetauschers am Vorderende des Fahr­ zeuges den Aufprall einer geeigneten Luftströmung zu erzielen. Es ist daher bei einem solchen Fahrzeug wünschenswert, für das Schmieröl einen kühlmittel­ gekühlten Wärmetauscher vorzusehen, wenn es sich bei der Brennkraftmaschine um einen kühlmittelgekühlten Typ handelt.

Bei der Ausführung des Umwälzsystems für das Kühl­ mittel von derartigen mit einem Heckmotor oder ei­ nem Mittelmotor versehenen Fahrzeugen treten jedoch ebenfalls Probleme in bezug auf das Minimalhalten des Strömungswiderstandes auf, da das Kühlmittel­ kanalsystem, das das erhitzte Kühlmittel von der Brennkraft­ maschine zum Kühler führt und das gekühlte Kühlmittel vom Kühler zur Brennkraftmaschine zurückführt, relativ lang ausge­ bildet sein muß, da sich der Kühler nahezu am vorde­ ren Ende des Fahrzeuges befinden muß, um eine gute Luftströmung zu erhalten. Diese Probleme können be­ seitigt werden; der Einbau eines herkömmlich ausge­ bildeten kühlmittelgekühlten Wärmetauschers für das Öl bei einer derartigen Konstruktion führt je­ doch zu zusätzlichen Problemen im Hinblick auf ein Ansteigen des Strömungswiderstandes im Kühlmittel­ kanalsystem.

Aus der DE-OS 23 37 476 ist ein Kühlsystem mit den Merk­ malen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 bekannt. Bei diesem bekannten Kühlsystem ist der Schmierölkühler, der vom Kühlmittel der Brennkraftmaschine umströmt ist, in der Kühlerrücklaufleitung angeordnet. Der Kühler selbst ist kastenförmig ausgebildet, wobei das Kühlmittel eine Rohrschlange umströmt, die vom Schmieröl durchflossen wird.

Aus der US-PS 41 67 969 ist ein Kühlsystem bekannt, bei dem die Ölleitung durch die Kühlmittelleitung geführt ist. Hierbei ist die Ölleitung innerhalb der Kühlmittel­ leitung schlangenförmig angeordnet und weist Umlenkstel­ len auf.

Ein weiteres Kühlsystem ist aus der DE-PS 8 64 477 bekannt. Bei diesem bekannten Kühlsystem erfolgt eine Aufteilung in zwei Kühlmittelkanäle, zwischen denen ein Ölkanal an­ geordnet ist. Die Schmiermittelhauptleitung ist dabei mit einem Mantel umgeben, der von Kühlflüssigkeit durch­ flossen wird. Die Anströmung der Kühlflüssigkeit zum Mantel erfolgt vertikal zur Mantellängsachse.

Die Veröffentlichung Jp-Abstract 5 61 21 817 zeigt die Anordnung und Ausbildung eines Ölkühlers als Teil von Einrichtungen zum Leiten des Kühlmittels einer Brennkraft­ maschine. Hierbei ist der Ölkühler als allseitig vom Kühl­ mittel umströmter Ring ausgebildet, so daß sich ein äußerer und innerer Kühlmittelkanal an den einander gegen­ überliegenden Enden vereinigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kühlsystem der angegebenen Art zu schaffen, das bei einem besonders einfachen Aufbau und Geringhaltung von Druckverlusten im Kühlmittelkreis der Brennkraftmaschine gleichzeitig eine wirkungsvolle Kühlung des Getriebeöls des Kraftfahrzeuges sicherstellt.

Diese Aufgabe wird bei einem Kühlsystem der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch diese Ausführungsform ist es möglich, durch den Kühlmittelstrom der Brennkraftmaschine das Schmieröl der Brenn­ kraftmaschine und das Getriebeöl in wirksamer Weise zu kühlen. Auf diese Weise müssen die Leiteinrichtungen für den Kühlmittel­ strom nicht in besonderem Maße verlängert werden. Es reicht vielmehr eine Länge, die ohnehin zum Einbau des Kühlers für das Schmieröl in das Fahrzeug erforderlich ist, so daß auf diese Weise vermieden wird, daß der Strömungswiderstand der Kühlmittel­ leitungen zwischen der Brennkraftmaschine und dem Kühler unangemessen hoch wird, und das Auftreten von Problemen in bezug auf die Umwälzung des Kühlmittels der Brennkraftmaschine verhindert wird. Ferner be­ sitzt das System einen besonders unkomplizierten Auf­ bau, ein geringes Gewicht und eine geringe Anzahl von Teilen.

Die von dem Kühl­ mittel, das im Schmierölkühler das Öl gekühlt hat, aufgenommene Wärmeenergie wird danach im Kühler des Fahrzeuges vernichtet und nicht zur Brennkraft­ maschine zurückgeführt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Temperatur des durch die Kühlmittel­ ummantelung der Brennkraftmaschine fließenden Kühl­ mittels auf einem geeigneten Niveau gehalten wird.

Die Strömung des Kühlmittels durch die Ölkühler ist zu der Strömungs­ richtung des Öles durch diese entgegengesetzt. Hierdurch wird der Wirkungsgrad des Wärmeaus­ tausches zwischen dem Kühlmittel und dem Schmieröl bzw. Getriebeöl auf ein Maximum gebracht.

Durch die Gestaltung beider Ölkühler in der Form koaxialer, ineinandergesteckter Zylinder kann ein langer Wärmetauscherab­ schnitt zwischen Kühlmittel und Öl mit einem minimalen Anstieg des Strömungswider­ standes sowohl des Kühlmittels als auch des Öles erreicht werden.

Der Getriebeölkühler bildet einen Teil eines Teiles der Leiteinrichtungen für den Kühlmittelstrom, die das Kühlmittel von dem Kühler in Richtung auf die Kühlmittelummantelung der Brennkraftmaschine führen. Hierdurch werden keine Probleme in bezug auf ein Erhitzen des in die Kühlmittelummantelung der Brennkraftmaschine strömenden Kühlmittels hervorgerufen, da üblicherweise die zu vernichtende Wärmemenge des Getriebeöles relativ gering ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen in Verbindung mit der Zeichnung im ein­ zelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise nur angedeutet gezeigte schematische perspektivische Ansicht der Karosserie eines Kraftfahrzeuges mit einem Motor und einer Getriebeeinheit so­ wie mit verschiedenen anderen Teilen, wo­ bei dieses Kraftfahrzeug ein Ölkühlsystem auf­ weist;

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch den Mo­ tor und die Transaxle-Einheit sowie durch verschiedene Teile des zugehörigen Kühl­ systems;

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Ölkühler, der in das Ölkühlsystem eingebaut ist;

Fig. 4 einen Querschnitt durch diesen Ölkühler in einer Ebene senkrecht zur Mittelachse desselben in Richtung der Pfeile IV-IV in Fig. 3; und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Ölkühler in einer die Mittelachse desselben enthaltenden Ebene in Richtung der Pfeile V-V in Fig. 4.

In Fig. 1 ist die Karosserie eines Kraftfahrzeuges zum Teil strichpunktiert dargestellt, und das Fahr­ gastabteil ist mit C bezeichnet. Bei diesem Kraft­ fahrzeug handelt es sich um den vorstehend beschriebe­ nen Typ, bei dem der Motor und die Getriebeeinheit im hinteren Teil der Karosserie hinter dem Fahrgast­ abteil C angeordnet sind und sich die Mittelachse des Motors und der Getriebeeinheit quer zur Längs­ achse des Fahrzeuges erstreckt. Der Kühler des Fahr­ zeuges ist im Vorderteil der Karosserie vor dem Fahrgastabteil C montiert.

Das Kraftfahrzeug umfaßt einen flüssigkeitsgekühlten Motor 1 und eine Transaxle-Einheit 2, die am Motor 1 befestigt ist und eine bekannte automatische Ge­ triebeeinheit sowie ein Differential umfaßt. Der Motor 1 und die Transaxle-Einheit 2 sind in Querrichtung der Fahrzeugkarosserie hinter dem Fahrgastabteil C angeordnet (der Vorderteil des Fahrzeuges befindet sich in Fig. 1 links). Die Transaxle-Einheit steht naturgemäß über nicht gezeigte Antriebswellen mit den ebenfalls nicht gezeigten Hinterrädern des Fahr­ zeuges in Antriebsverbindung.

Fig. 2 zeigt einen schematischen Schnitt durch den flüssigkeitsgekühlten Motor 1 und die Transaxle- Einheit 2 und durch verschiedene Teile des Kühlsystems für den Motor. Der Motor 1 besitzt eine Kühlmittel­ ummantelung 3, die im Zylinderblock und Zylinderkopf des Motors ausgebildet ist und die Zylinder sowie Zylinderkammern (nicht besonders gezeigt) umgibt. Während des Betriebes des Fahrzeuges ist die Kühl­ mittelummantelung 3 mit einem Kühlmittel, beispielsweise Wasser und einem Frostschutzgemisch, das die in den Zylindern und Zylinderkammern durch den Betrieb des Motors 1 erzeugte Wärmeenergie bekannterweise absorbiert, gefüllt. Diese Kühlmittelummantelung 3 besitzt einen Kühlmittelauslaß 3 a und einen Kühlmitteleinlaß sowie eine Kühlmittelpumpe 25 ei­ ner bekannten Bauart, die einen Kühlmitteleinlaß und einen Kühlmittelauslaß aufweist, der unmittel­ bar mit dem Kühlmitteleinlaß der Kühlmittel­ ummantelung 3 in Verbindung steht. Die Pumpe 25 wird durch den Motor 1 angetrieben und pumpt Kühl­ mittel aus ihrem Kühlmitteleinlaß in die Kühlmittel­ ummantelung 3. Nachdem das Kühlmittel in der Kühl­ mittelummantelung 3 erhitzt worden ist, verläßt es den Kühlmittelauslaß 3 a der Ummantelung, wie durch die Pfeile in der Figur schematisch angedeutet. Der Kühlmitteleinlaß der Kühlmittelpumpe 25 steht mit dem Kühlmittelauslaß eines bekannten temperatur­ empfindlichen Ventils 24 in Verbindung, das ebenfalls einen Kühlmitteleinlaß 3 b besitzt. Dieses temperatur­ empfindliche Ventil (Thermostat) 24 ist so ange­ ordnet, daß es öffnet, d. h. seinen Kühlmitteleinlaß 3 b mit seinem Kühlmittelauslaß in Verbindung bringt, wenn die Temperatur des Kühlmittels größer ist als ein bestimmter vorgegebener Temperaturgrenzwert, und daß es schließt, d. h. die Verbindung zwischen seinem Kühlmitteleinlaß 3 b und seinem Kühlmittel­ auslaß unterbricht, wenn die Temperatur des Kühl­ mittels unter dem vorgegebenen Grenzwert liegt. Der Motor 1 besitzt ferner einen Bypass-Kanal (nicht be­ sonders gezeigt) einer reduzierten Größe, der den Kühlmitteleinlaß 3 b des temperaturempfindlichen Ventils 24 direkt mit dem Kühlmitteleinlaß der Kühlmittelpumpe 25 in Verbindung bringt.

Im vorderen Endabschnitt des Fahrzeuges vor dem Fahrgastabteil C ist ein Kühler 12 montiert, der bei dieser speziellen Ausführungsform der Er­ findung als Querstromkühler mit zwei Seitentanks 13 und 15 und einer Vielzahl von im wesentlichen horizontalen Rohren 16 ausgebildet ist, die die Seitentanks 13 und 15 miteinander verbinden. Der Kühler 12 ist so montiert, daß diese horizontalen Rohre 16 in Querrichtung zur Längsachse des Fahr­ zeuges verlaufen. Eine Vielzahl von Kühlrippen 17 ist zwischen den Rohren 16 angeordnet und sorgt für eine gute Kühlung. Der Kühler 12 ist in Ver­ tikalrichtung montiert, so daß die durch die Be­ wegung des Fahrzeuges hervorgerufene Luftströmung auf die Vorderseite des Kühlers trifft und zwischen die Rohre 16 und die Rippen 17 eindringt. Der Ein­ laßseitentank 13 ist an seinem oberen Abschnitt mit einem Kühlmitteleinlaß 14 versehen, während der Auslaßseitentank 15 an seinem unteren Abschnitt einen Kühlmittelauslaß 18 aufweist.

Der Kühlmittelauslaß 3 a der Kühlmittelummantelung 3 des Motors 1 ist an den Kühlmitteleinlaß 14 des zweiten Tanks 13 des Kühlers 12 über eine Kühlervorlaufleitung A angeschlossen, und der Kühlmitteleinlaß 3 b des temperaturempfindlichen Ventils 24 ist an den Kühlmittelauslaß 18 des anderen Seitentanks 15 des Kühlers 12 über eine Kühlerrücklaufleitung B angeschlossen. Diese Leitungen A und B verlaufen unter dem Fahrgastabteil C des Fahrzeuges in einem ge­ schützten Tunnel, der am Fahrzeugboden ausgebildet und in der Figur nur schematisch dargestellt ist.

Was die Details dieser Leitungen A und B, die in Fig. 1 im einzelnen, jedoch in Fig. 2 nicht vollständig gezeigt sind, anbetrifft, so um­ faßt die Kühlervorlaufleitung A in Richtung des Kühlmittelstromes einen ersten Gummischlauch 4, dessen aufstromseitiges Ende an den Kühlmittelaus­ laß 3 a der Kühlmittelummantelung 3 angeschlossen ist, ein Kühlmittelzuführelement 6, dessen aufstrom­ seitiges Ende an das abstromseitige Ende des ersten Gummischlauches 4 angeschlossen ist und das einen Einlaß 5 zur Zugabe des Kühlmittels, falls dies erforderlich ist, umfaßt, einen zweiten Gummischlauch 7, dessen aufstromseitiges Ende an das abstromseitige Ende des Kühlmittelzuführelementes 5 angeschlossen ist, einen Schmierölkühler 8 zum Kühlen des Schmieröles des Motors 1, der nachfolgend erläutert wird und dessen aufstromseitiges Kühlmitteleinlaß­ ende an das abstromseitige Ende des zweiten Gummi­ schlauches 7 angeschlossen ist, einen dritten Gummi­ schlauch 9, dessen aufstromseitiges Ende an das ab­ stromseitige Kühlmittelauslaßende des Schmierölkühlers 8 angeschlossen ist, ein erstes langes Metallrohr 10, dessen aufstromseitiges Ende an das abstromseitige Ende des dritten Gummischlauches 9 angeschlossen ist und das sich durch den vorstehend erwähnten Tunnel am Boden des Fahrgastabteiles C des Fahrzeuges erstreckt, und einen vierten Gummi­ schlauch 11, dessen aufstromseitiges Ende an das abstromseitige Ende des ersten langen Metallrohres 10 und dessen abstromseitiges Ende an den Kühlmittel­ einlaß 14 des Seitentanks 13 des Kühlers 12 ange­ schlossen ist. Die Kühlerrücklaufleitung B umfaßt ebenfalls in Richtung des Kühlmittelstromes einen fünften Gummischlauch 19, dessen aufstromseitiges Ende an den Kühlmittelauslaß 18 des Seitentanks 15 des Kühlers 12 angeschlossen ist, ein zweites langes Metallrohr, dessen aufstromseitiges Ende an das abstromseitige Ende des fünften Gummischlauches 19 angeschlossen ist und das sich parallel zu dem ersten langen Metallrohr 10 und entlang dessen Seite ebenfalls durch den vorstehend erwähnten Schutz­ tunnel am Boden des Fahrgastabteils C des Fahrzeuges erstreckt, einen sechsten Gummischlauch 21, dessen aufstromseitiges Ende an das abstromseitige Ende des zweiten langen Metallrohres 20 angeschlossen ist, einen Getriebeölkühler 22 zum Kühlen des Betriebsmittels dieser Transaxle- Vorrichtung 2, der nachfolgend im einzelnen erläutert wird und dessen aufstromseitiges Kühlmitteleinlaß­ ende an das abstromseitige Ende des sechsten Gummi­ schlauches 21 angeschlossen ist, und einen siebenten Gummischlauch 23, dessen aufstromseitiges Ende an das abstromseitige Kühlmittelauslaßende des Getriebeölkühlers 22 und dessen abstromseitiges Ende an den Kühlmitteleinlaß 3 b des temperaturempfind­ lichen Ventils 24 angeschlossen ist. Somit ist der Schmierölkühler 8 direkt in der Strömungsbahn des Kühlmittels von dem flüssig­ keitsgekühlten Motor 1 am Heck des Kraftfahrzeuges bis zum Kühler 12 am Vorderteil des Fahrzeuges vorgesehen, wobei keine speziellen Hilfsleitungen für die Leitung des Kühlmittels zum Schmierölkühler 8 erforderlich sind. Ferner ist der Getriebeölkühler 22 in ähnlicher Weise direkt in der Strömungsbahn des Kühlmittels vom Kühler 12 am Vorderteil des Fahrzeuges zum flüssigkeitsge­ kühlten Motor 1 am Heck des Fahrzeuges vorgesehen, wo­ bei keine speziellen Hilfsleitungen für die Leitung des Kühlmittels zum Getriebeölkühler 22 erforder­ lich sind.

Der Motor 1 umfaßt eine Ölwanne 26, die als Speicher für das vom Motor benötigte Schmieröl dient. Das Öl wird von der Wanne über ein Filter 27 durch eine Öl­ pumpe 28 angesaugt und in üblicher Weise unter Druck einer Ölleitung 30 zugeführt, die zu einem ersten Ent­ lastungsventil 31 führt, bei dem es sich um ein her­ kömmlich ausgebildetes Federventil handeln kann. Nachdem das unter Druck stehende Öl das erste Entlastungs­ ventil 31 passiert hat, wird es über eine andere Öl­ leitung 32 verschiedenen Teilen des Motors 1 zugeführt, die geschmiert und gekühlt werden müssen, beispielsweise den Ventilantriebsmechanismen und Kurbelwellenlagern etc., welche in den Figuren nicht dargestellt, jedoch durch einen Pfeil angedeutet sind. Von diesen geschmierten und gekühlten Mechanismen wird das verbrauchte Öl über eine Ölleitung 33 zurückgeführt und in die Ölwanne 26 abgegeben. Wenn der Öldruck am ersten Entlastungsventil 31 über einen bestimmten ersten vorgegebenen Druck an­ steigt, wird eine ausreichende Menge an Öl durch dieses erste Entlastungsventil 31 einer Entlastungsölleitung 34 zugeführt, um den Öldruck auf den ersten vorgegebenen Druck abzusenken. Diese Entlastungsölleitung 34 führt die entsprechende Ölmenge in den Ölkanal des Schmierölkühlers 8, so daß das Öl dort gekühlt wird, da ein Teil seiner Wärmeenergie auf das Kühlmittel über­ führt wird, das durch den Kühlmittelkanal des Schmierölkühlers 8 strömt, bevor das Öl über eine Abzugsleitung 51 wieder zu der Ölwanne 26 zurückgeführt wird.

Bei der dargestellten Konstruktion sorgt die Öl­ pumpe 28 zusätzlich für ein zweites Entlastungs­ ventil 36, das so voreingestellt ist, daß es bei einem zweiten vorgegebenen Druck öffnet, der beträcht­ lich höher ist als der vorgegebene erste Druck des ersten Entlastungsventils 31, so daß Öl zur Ölwanne 26 über eine Leitung 35 abströmen kann. Der Grund für die Anordnung dieses zweiten Entlastungsventils ist der folgende. Wenn der Druck des von der Ölpumpe 28 abgegebenen Öls über den ersten vorgegebenen Druck ansteigt, ermöglicht das erste Entlastungs­ ventil 31, wie vorstehend erläutert, daß eine gewisse Ölmenge zur Ölleitung 34 abströmen kann, um den Öl­ druck am ersten Entlastungsventil 31 derart zu be­ grenzen, daß dieser im wesentlichen dem ersten vorge­ gebenen Öldruck entspricht. Dies funktioniert jedoch nur dann, wie die Ölleitung 34 diese Ölmenge auf­ nehmen kann. Wie aus der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht, besitzt jedoch der Schmierölkühler 8 einen in keiner Weise vernachlässigbaren Strömungs­ widerstand. Wenn daher die abgeführte Ölmenge zu groß wird, wenn beispielsweise die Drehzahl des Motors 1 zu hoch wird, besteht die Gefahr, daß diese Ölmenge durch den zur Verfügung stehenden Druck nicht mehr durch den ersten Wärmetauscher 8 gedrückt werden kann. In einem solchen Fall steigt der Aus­ gangsdruck in der Ölleitung 32 des zum Schmieren und Kühlen der Teile des Motors 1 zugeführten Öles in unerwünschter Weise an. Diesem Druckanstieg in der Ölleitung 32 wird jedoch in wirksamer Weise durch die Anordnung des zweiten Entlastungsventils 36 ent­ gegengewirkt, das es nicht zuläßt, daß der Druck größer wird als der zweite vorgegebene Druck. Die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten in bezug auf das erste Entlastungsventil treffen auf das zweite Entlastungsventil 36 nicht zu, da die Ölbahn (ein­ schließlich der Leitung 35) von diesem zweiten Ent­ lastungsventil 36 keinen besonders hohen Strömungs­ widerstand besitzt.

In ähnlicher Weise umfaßt die Transaxle-Vorrichtung 2 eine Ölwanne 52, die als Speicher für Öl oder ein Betriebsmittel (das hiernach immer als Öl bezeichnet wird, da es dessen Eigenschaften aufweist) dient, das von der Transaxle-Vorrichtung 2 benötigt wird. Das Öl wird von der Ölwanne über ein Filter 54 von einer Ölpumpe 53 angesaugt und in üblicher Weise unter Druck einer Ölleitung 55 zugeführt, die zu einem Entlastungsventil (oder Leitungsdrucksteuer­ ventil) 56 führt, bei dem es sich wiederum um ein herkömmlich ausgebildetes Federventil handeln kann. Nachdem das unter Druck stehende Öl das Entlastungs­ ventil 56 passiert hat, wird es über eine andere Öl­ leitung verschiedenen Teilen der Transaxle-Vorrichtung 2 zugeführt, die mit Öl versorgt werden sollen, bei­ spielsweise einem Drehmomentwandler, Zahnradsystemen und einer Drucksteuervorrichtung für ein Hydraulik­ mittel etc., die in den Figuren nicht dargestellt, jedoch durch einen Pfeil schematisch angedeutet sind. Von diesen Mechanismen wird das verbrauchte Öl über eine Ölleitung zurückgeführt und wieder in die Ölwanne 52 abgegeben. Wenn der Öldruck am Entlastungsventil 56 größer wird als ein dritter vorgegebener Druck, wird durch das Entlastungsventil 56 eine ausreichende Ölmenge zu einer Entlastungsleitung 59 geführt, um den Öldruck auf den dritten vorgegebenen Druck abzu­ senken. Diese Entlastungsleitung 59 leitet die ent­ sprechende Ölmenge zu der Bahn des Getriebeölkühlers 22, um das Öl durch Wärmeaustausch mit dem durch den Getriebeölkühler 22 fließenden Kühlmittel abzukühlen, bevor es über eine Abführleitung 60 wieder der Ölwanne 52 zugeführt wird.

Es wird nunmehr die Konstruktion des Schmierölkühlers 8 bei diesem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel beschrieben. Fig. 3 ist eine Draufsicht auf diesen Ölkühler und zeigt, daß dieser ein äußeres Rohr oder Gehäuse 40 (äußerer Zylinder) umfaßt, das zwei konische kappenförmige Elemente aufweist:
Ein Kühlmitteleinlaßelement 41 a mit einer an seinem Scheitel ausgebildeten Kühlmitteleinlaßöffnung, das am rechten Ende des äußeren Rohres 40 montiert ist, und ein Kühlmittelauslaßelement 41 b, das in ähnlicher Weise an seinem Scheitel mit einer Kühl­ mittelauslaßöffnung versehen und am linken Ende des äußeren Rohres 40 montiert ist. Die inneren Einzelheiten des Schmierölkühlers 8 gehen aus den Fig. 4 und 5 hervor. Fig. 4 ist ein Quer­ schnitt durch den Ölkühler 8 in einer Ebene senkrecht zur längsverlaufenden Mittelachse desselben entlang der Pfeile IV-IV in Fig. 3, während Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Ölkühler 8 in einer Ebene, die dessen mittlere Längsachse enthält, entlang der Pfeile V-V in Fig. 4 ist. Wie aus diesen Figuren hervorgeht, ist im äußeren Rohr 40 koaxial dazu eine innere doppelwandige Rohreinheit 42 ange­ ordnet, die ein Zwischenrohr 42 a (mittlerer Zylinder) und ein koaxial darin montiertes Innenrohr 42 b (innerer Zylinder) umfaßt. Das Innenrohr 42 b ist im Außenrohr 42 a durch Endkappen in der Form von konischen Elementen (in den Figuren ist nur eines gezeigt) und durch ein gefaltetes oder wellenförmiges Rippenelement 48 fest gelagert. Das Rippenelement 48 ist als längliches Element ausgebildet, das in Längsrichtung gefaltet ist, so daß seine Außenfläche die Innenfläche des Außenrohres 42 a entlang einer Vielzahl von Erzeugenden berührt, während seine Innen­ fläche die Außenfläche des Innenrohres 42 b ebenfalls entlang einer Vielzahl von Erzeugenden berührt. Wenn man daher die innere Rohreinheit 42 allein betrachtet, so bildet diese einen inneren zylindrischen Raum 46, der an beiden Enden zur Außenseite der Einheit 42 hin offen ist, und den inneren zylindrischen Raum 46 um­ gebend einen äußeren hohlzylindrischen Raum 47, der an seinen beiden Enden zwischen der Innenfläche des Außenrohres 42 a und der Außenfläche des Innenrohres 42 b geschlossen ist. Das Innenrohr 42 b ist im Außen­ rohr 42 a durch ein Öleinlaßelement 43 und ein Ölaus­ laßelement 44 fest gelagert, welche beide als kurze Rohre ausgebildet sind, die sich allgemein radial von der Außenseite durch Öffnungen nach innen erstrecken, welche im Außenrohr 40 an dessen gegenüberliegenden Enden ausgebildet sind. Die Rohre sind ferner flüssig­ keitsdicht an den Umfängen der Öffnungen befestigt, wobei ihre Enden an der Außenfläche des Außenrohres 42 a befestigt sind und ihre inneren Löcher mit den entsprechenden Enden des hohlzylindrischen Raumes 47 in Verbindung stehen, der zwischen der Innenfläche des Außenrohres 42 a und der Außenfläche des Innen­ rohres 42 b ausgebildet ist. Daher wird um den hohl­ zylindrischen Raum 42 herum ein anderer hohlzylindrischer Raum 45 zwischen der Innenfläche des äußeren Rohres 40 und der Außenfläche des Außenrohres 42 a gebildet, der an seinen beiden Enden zu den entsprechenden End­ kappen 41 a und 41 b hin offen ist, wie dies bei dem zylindrischen Raum 46 der Fall ist.

Einlaß- und Auslaßrohre 49 und 50 sind jeweils in die Löcher des Öleinlaßelementes 43 und des Ölauslaßelementes 44 eingepaßt, wobei das Einlaßrohr 49 an die vorstehend erwähnte Entlastungsleitung 34, die vom ersten Ent­ lastungsventil 31 für das Öl zum Schmieren des Motors 1 abführt, angeschlossen ist, während das Auslaßrohr 50 an die vorstehend erwähnte Abführleitung 51 ange­ schlossen ist, die zur Ölwanne 26 des Motors 1 führt und zum Abführen des Öls dient. Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung ist das Einlaßrohr 49 an dem Ende des Schmierölkühlers 8 vorgesehen, an dem das Kühlmittel herausgeführt wird, d. h. an dem­ jenigen Ende, an dem der Kühlmittelauslaß 41 b (der an das aufstromseitige Ende des dritten Gummischlauches 9 angeschlossen ist) vorgesehen ist, während das Aus­ laßrohr 50 an dem Ende des Schmierölkühlers 8 vor­ gesehen ist, an dem das Kühlmittel eingeführt wird, d. h. an demjenigen Ende, an dem der Kühlmitteleinlaß 41 a (der an das abstromseitige Ende des zweiten Gummi­ schlauches 7 angeschlossen ist) vorgesehen ist. Somit sind bei diesem Ölkühler 8 während des Betriebes des Ölkühlsystems die Strömungsrichtungen des Kühl­ mittels und des Schmieröles entgegengesetzt. Der Grund hierfür wird später erläutert.

Der Getriebeölkühler 22 ist in ähnlicher Weise aus­ gebildet wie der Schmierölkühler 8. Auf eine Be­ schreibung von Einzelheiten von dessen Innenaufbau wird daher verzichtet. Sein Einlaßrohr ist an die Ent­ lastungsleitung 59 der Transaxle-Vorrichtung 2 ange­ schlossen, die von dem zweiten Entlastungsventil 56 für das die Transaxle-Vorrichtung 2 schmierende Öl ab­ führt, während sein Auslaßrohr an die Abführleitung 60 angeschlossen ist, die zur Ölwanne 52 der Transaxle- Vorrichtung 2 zum Abführen des gekühlten Öles führt. In ähnlicher Weise wie bei dem vorstehend erläuterten Schmierölkühler 8 ist das Öleinlaßrohr des Getriebe­ ölkühlers 22 an dem Ende vorgesehen, an dem das Kühlmittel ausgeführt wird, d. h. an demjenigen Ende, an das das aufstromseitige Ende des siebenten Gummi­ schlauches 23 angeschlossen ist, während das Ölauslaß­ rohr des Getriebeölkühlers 22 an dem Ende vorge­ sehen ist, an dem das Kühlmittel eingeführt wird, d. h. an demjenigen Ende, an das das abstromseitige Ende des sechsten Gummischlauches 21 angeschlossen ist. So­ mit sind bei dem Getriebeölkühler 22 entsprechend dem Schmierölkühler 8 während des Betriebes des Ölkühlsystems die Strömungsrichtungen des Kühlmittels und des Schmieröles entgegengesetzt. Der Grund hierfür wird nachfolgend erläutert.

Während des Betriebes des Fahrzeuges, das das vorstehend beschriebene Kühlsystem aufweist, wird das Kühlmittel durch die Kühlmittelpumpe 25 in der folgenden Weise umge­ wälzt: Das in der Kühlmittelummantelung 3 erhitzte Kühl­ mittel wird aus dem Kühlmittelauslaß 3 a der Ummantelung ausgeführt, durch die Kühlervorlaufleitung A, die den Kühlmittelkanal des Schmierölkühlers 8 (welcher aus der parallelen Anordnung des inneren zylindrischen Raumes 46 und des hohlzylindrischen Raumes 45 besteht) umfaßt, geführt, durch den es von rechts nach links zum Kühler 12 an der Vorderseite des Fahrzeuges strömt, durch den Kühler 12 geleitet, wobei es gekühlt wird, durch die Kühlerrücklaufleitung B gesaugt, die den Kühlmittelkanal des Getriebeölkühlers 22 umfaßt, durch den das Kühlmittel von rechts nach links zum Motor 1 am Heck des Fahrzeuges strömt, und in den Kühlmittel­ einlaß 3 b des temperaturempfindlichen Ventils 24 gesaugt, von dem es dann zur Kühlmittelummantelung 3 zurückgeführt wird. Wenn mittlerweile die Drehzahl des Motors 1 hoch genug ist, damit die Ölpumpe 28 einen ausreichend hohen Öldruck erzeugen kann, um durch das erste Entlastungs­ ventil 31 eine Ölmenge zur Entlastungsleitung 34 abzu­ führen (was bei dieser bevorzugten Ausführungsform als ein Fall angesehen wird, bei dem die Gefahr eines Überhitzens des Motoröles gegeben ist), wird dieses ab­ geführte Öl über die Leitung 34 und das Öleinlaßrohr 49 sowie das Öleinlaßelement 43 in den Ölkanal des Schmierölkühlers 8 geführt, der aus dem hohl­ zylindrischen Raum 47 besteht, welcher eng benachbart zu dem Kühlmittelkanal des Schmierölkühlers 8 angeordnet ist und mit diesem in wärmetauschender Be­ ziehung besteht. Nach Durchführung eines Wärmetausches mit dem durch den Kühlmittelkanal des Schmierölkühlers 8 strömenden Kühlmittel (das sich auf einer niedrigeren Temperatur als das Öl befindet, obwohl es etwas erhitzt worden ist) wird das gekühlte Öl von dem Ölkanal des Schmierölkühlers 8 über das Auslaß­ element 44 und das Ölauslaßrohr 50 sowie die Leitung 51 abgezogen und zur Ölwanne 26 des Motors 1 zurückgeführt.

Wenn mittlerweile die Drehzahl der Transaxle- Vorrichtung 2 hoch genug ist, damit die Ölpumpe 53 einen ausreichend hohen Öldruck erzeugen kann, um das zweite Entlastungsventil 56 zu veranlassen, eine Ölmenge zur Entlastungsleitung 59 abzuführen (was bei dieser bevorzugten Ausführungsform als der Fall angesehen wird, bei dem die Gefahr einer Über­ hitzung des Öles der Transaxle-Vorrichtung 2 gegeben ist), wird dieses abgeführte Öl über die Leitung 59 dem Ölkanal des Getriebeölkühlers 22 zuge­ führt, der in enger Nachbarschaft mit und in wärme­ tauschender Beziehung zu dem Kühlmittelkanal des Getriebeölkühlers 22 angeordnet ist. Nachdem durch Wärmetausch mit dem durch den Kühlmittelkanal des Getriebeölkühlers 23 fließenden Kühlmittel (das sich auf einer viel niedrigeren Temperatur als das Öl befindet und im Kühler 12 gekühlt worden ist) das Öl gekühlt worden ist, wird es vom Ölkanal des Getriebeölkühlers 22 über die Leitung 60 abgeführt und zur Ölwanne 52 der Transaxle-Vorrichtung 2 zurückgeführt.

Die vorstehend beschriebene Aus­ führungsform weist die folgenden Vorteile auf. Durch die direkte Anordnung des Schmierölkühlers 8 in der Bahn des Kühlmittels, das zwischen dem Motor 1 und dem Kühler 12 umgewälzt wird, ist es im Gegen­ satz zu komplizierter ausgebildeten Konstruktionen möglich, das Motoröl durch den Schmierölkühler 8 in wirksamer Weise zu kühlen, indem von dem Kühl­ mittel des Motors 1 Gebrauch gemacht wird, das ohne­ hin durch die Kühlervorlaufleitung A, in die der Schmierölkühler 8 eingebaut ist, geführt wird, um durch den Kühler 12 umgewälzt zu werden. Daher muß die Kühlervorlaufleitung A nicht weiter verlängert werden als dies ohnehin erforderlich ist, um den Schmierölkühler 8 am Fahrzeug anzuordnen. Auf diese Weise wird vermieden, daß der Strömungs­ widerstand der Kühlmittelleitungen zwischen dem Motor 1 und dem Kühler 12 des Fahrzeuges übermäßig hoch wird und daß hieraus Probleme in bezug auf die Umwälzung des Kühlmittels des Motors entstehen. Gleichzeitig wird dadurch der Aufbau des Systems möglichst wenig kompliziert gehalten, und das Gewicht und die Anzahl der Teile werden minimal gehalten. Der spezielle Vorteil der Ausbildung des Kühlmittelkanales des Schmierölkühlers 8 als Teil des Teiles A der Kühlervorlaufleitung zwischen dem Motor 1 und dem Kühler 12, die Kühlmittel von der Kühlmittelummantelung 3 des Motors zum Kühler 12 führt, besteht darin, daß die von dem Kühlmittel, das das Öl im Schmierölkühler 8 gekühlt hat, aufgenommene Wärme danach im Kühler 12 vernichtet und nicht zum Motor 1 zurückgeführt wird. Dadurch wird sichergestellt, daß die Temperatur des durch die Kühlmittelummantelung 3 des Motors 1 fließenden Kühlmittels auf einem geeigneten Niveau gehalten wird, d. h. die Kühlung des Motors 1 wird durch den Schmierölkühler 8 nicht verschlechtert. Dadurch, daß die Strömungs­ richtung des Kühlmittels durch den Kühlmittelkanal des Schmierölkühlers 8 zur Strömungsrichtung des Öls durch den Ölkanal des Schmierölkühlers ent­ gegengesetzt ist, wird der Wirkungsgrad in bezug auf den Wärmeaustausch zwischen dem im Kühlmittel­ kanal des Schmierölkühlers strömenden Kühlmittel und dem im Ölkanal desselben strömenden Öl maximal gehalten.

Ferner wird durch Anordnung des Kühlmittelkanales und des Ölkanales des Schmierölkühlers 8 in Form von koaxialen Zylindern der Ölkanal in Radialrichtung zwischen zwei Kühlmittelkanälen vorgesehen und mit axial und radial verlaufenden Rippen versehen, die an gegenüberliegenden radialen Enden mit den Zylindern verbunden sind, die den äußeren und inneren Kühlmittel­ kanal bilden, wodurch ein Wärmetauscherabschnitt mit hoher Leistungsfähigkeit und einer minimalen Erhöhung des Strömungswiderstandes zwischen dem Kühlmittel­ kanal und dem Ölkanal erreicht wird. Durch Zuführung von Öl zu dem Schmierölkühler 8 von der Ent­ lastungsseite des ersten Entlastungsventils 31 wird sichergestellt, daß das Motoröl nur dann zum Kühlen des Schmierölkühlers 8 zugeführt wird, wenn der Motor 1 mit hoher Drehzahl läuft, so daß seine Ölpumpe 28 einen hohen Ausgangsdruck zur Verfügung stellt und Öl vom Entlastungsventil 31 abgeführt wird. Da es sich hierbei um den Fall handelt, bei dem ein relativ großes Risiko einer Überhitzung des Motoröls besteht, wird hierdurch gerade dann für eine Kühlung des Motoröles gesorgt, wenn dies erforderlich ist. Da ferner nur das vom Entlastungsventil abgeführte Öl gekühlt wird, wirkt sich die Kühlung des Öles nicht wesentlich auf den Öldruck des Motors 1 aus, weder nach oben noch nach unten, was in bezug auf die Einschränkung von Schwankungen des Öldrucks des Motors wünschenswert ist. Durch Anordnung des zweiten Entlastungsventils 36, das eine unterstützende Entlastungsfunktion wahrnimmt, wird verhindert, daß der Öldruck des Motors über den voreingestellten Grenzwert ansteigt. Durch die Anordnung des Getriebeölkühlers 22 zum Kühlen des Öls der Transaxle- Vorrichtung 2 in ähnlicher Weise wie bei dem Motor­ öl wird ein Temperaturanstieg des Getriebeöles ver­ hindert. Obwohl der Kühlmittelkanal des Getriebeöl­ kühlers 22 dabei einen Teil des Teiles B der Kühlmittelleitung darstellt, die das Kühlmittel vom Kühler 12 zur Kühlmittelummantelung 3 des Motors 1 führt, werden hierdurch keine Probleme in bezug auf eine Erhitzung des in die Kühlmittelummantelung 3 des Motors strömenden Kühlmittels erzeugt, da die vom Öl der Transaxle-Vorrichtung 2 abzugebende Wärme­ menge relativ gering ist.

Claims (5)

1. Kühlsystem für das Schmieröl der Antriebseinrichtung eines mit einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine und einem Getriebe versehenen Kraftfahrzeugs, mit einer Kühl­ mittelummantelung der Brennkraftmaschine zur Umwälzung ei­ nes Kühlmittels zum Kühlen derselben, einem Kühler zum Kühlen des Kühlmittels, einer Kühlervorlaufleitung und einer Kühlerrücklaufleitung zwischen der Kühlmittel­ ummantelung der Brennkraftmaschine und dem Kühler und ei­ nem Schmierölkühler, der vom Kühlmittel der Brennkraft­ maschine umströmt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei im Bereich der Hinterachse angeordneter Brennkraftmaschine (1) ein zweiter Ölkühler (22) für Getriebeöl vorgesehen ist, der ebenfalls vom Kühlmittel der Brennkraftmaschine (1) umströmt ist, daß der Schmierölkühler (8) in die Kühlervorlaufleitung (A) und der Kühler (22) für Getriebeöl in die Kühlerrücklauf­ leitung (B) geschaltet sind und daß beide Kühler (8, 22) zur Vermeidung von Druckverlusten in Form ineinander­ gesteckter, koaxialer Zylinder (40, 42 a, 42 b) gestaltet sind.

2. Kühlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölkühler (8, 22) drei ineinandergesteckte, koaxiale Zylinder (40, 42 a, 42 b) aufweisen, die zwi­ schen sich einen äußeren und inneren Kühlmittelkanal und einen mittleren Ölkanal bilden.

3. Kühlsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der den inneren Kühlmittelkanal bildende Innenraum (46) des inneren Zylinders (42 b) an beiden axialen Enden offen ist, während der den mittleren Ölkanal bildende Innenraum (47) des mittleren Zylinders (42 a) an beiden axialen Enden geschlossen ist.

4. Kühlsystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der innere Zylinder (42 b) im mittleren Zylinder (42 a) durch ein wellenförmiges, die Außenflä­ che des inneren Zylinders (42 b) und die Innenfläche des mittleren Zylinders (42 a) berührendes Rippenele­ ment (48) fixiert ist.

5. Kühlsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Zylinder (42 b) im mittle­ ren Zylinder (42 a) ferner durch ein radial verlaufendes Öleinlaßelement (43) und ein radial verlaufendes Ölaus­ laßelement (44) fixiert ist.