DE362582C

DE362582C - Device for regulating the cooling water heat of vehicle engines

Info

Publication number: DE362582C
Application number: DESCH64420D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1922-03-14
Filing date: 1922-03-14
Publication date: 1922-10-30

Description

Vorrichtung zur Regelung der Kühlwasserwärme von Fahrzeugmaschinen. Bei Fahrzeugmaschinen wird bekanntlich das an den Zylinderwandungen der Verbrennungsmaschine erwärmte Kühlwasser durch einen Oberflächenfkühler gekühlt, an dessen Oberfläche die Kühlluft mittels eines vom Motor angetriebenen Ventilators vorbeibe«"egt wird. Die Kühlwirkung des Kühlers ist hierbei unter sonst gleichen Verhältnissen lediglich von der Temperatur der Außenluft abhängig. Die Kühlflächen sind daher unter Zugrundelegung der Höchstleistung der Maschine so berechnet, daß sich bei höchster Außenlufttemperatur gerade noch eine genügende Kühh@irkung ergibt. Daraus folgt, daß bei geringer Luftwärme eine zu große Kühlwirkung eintritt, die bei mehreren Kältegraden sogar ein Einfrieren des Kühlwassers bewirken kann. Diese Nachteile hat man bisher dadurch zu beheben gesucht, daß man in der kalten Jahreszeit den Kühler ganz oder teilweise abdeckte. Der Grad des Abdeckens konnte hierbei jedoch nur stufenweise erfolgen und blieb immer dem Gutdünken des Fahrzeugführers überlassen. Durch dieses Verf ahren kann wohl ein Einfrieren des Kühlwassers verhindert werden, dagegen nicht ein unwirtschaftliches Arbeiten der Maschine infolge zu großer Abkühlung der Zylinderwandungen und infolge des stets wechselnden Betriebsstoffes.Device for regulating the cooling water heat of vehicle engines. In vehicle engines, this is known to occur on the cylinder walls of the internal combustion engine heated cooling water cooled by a surface cooler on its surface the cooling air is passed by by means of a fan driven by the motor. The cooling effect of the cooler is only here under otherwise identical conditions depends on the temperature of the outside air. The cooling surfaces are therefore taken as a basis the maximum performance of the machine is calculated so that at the highest outside air temperature just gives a sufficient cooling effect. It follows from this that with little air heat too great a cooling effect occurs, which in the case of several degrees of cold even freezes of the cooling water can cause. So far, these disadvantages have been remedied in this way wanted that one completely or partially covered the radiator in the cold season. The degree of covering could only be gradual and remained always left to the driver's discretion. Through this procedure freezing of the cooling water can be prevented, but not an uneconomical one Working of the machine as a result of excessive cooling of the cylinder walls and as a result the constantly changing fuel.

Vorliegende Erfindung bezweckt die Beseitigung der oben genannten Nachteile durch eine automatische Regelung der Kühlwirkung, und zwar erfolgt die Regelung der Kühlwirkung durch Beeinflussen der Srömungsgeschwindigkeit der an den Kühlflächen vorbeistreichenden Luft. Diese wird erreicht durch einen Ventilator mit schwenkbaren Flügeln, deren Verstellung mittels eines vom Kühlwasser umspülten Thermostaten erfolgt.The present invention aims to eliminate the above Disadvantages of an automatic regulation of the cooling effect, namely the Regulation of the cooling effect by influencing the flow rate of the Cooling surfaces passing air. This is achieved by a fan with swiveling wings, the adjustment of which is carried out by means of a cooling water Thermostat takes place.

Ein derartig ausgebildeter Ventilator ist auf der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Abb. i den Achsialschnitt, Abb. 2 den Schnitt nach A-B der Abb. i und Abb. 3 den Schnitt nach C-D der Abb. i. Ähnlich wie bei den bekannten Ventilatoren für Fahrzeugmaschinen sind die Ventilatorflügel = und die Riemenscheibe 2 auf einer gemeinschaftlichen Nabe 3 befestigt, die auf einer feststehenden Achse q. gelagert ist. Die Flügel bestehen aus den Schaufelflächen ia und den von diesen umschlossenen Bolzen ib, die in radial in der Nabe befestigten Büchsen 5 gelagert sind. An dem der Nabe zugekehrten Ende besitzen die Bolzen ib als Scheiben ausgebildete Kurbelarme 6, deren Kurbelzapfen 6a unter Zwischenlagerung von Gleitsteinen 7 in tangential verlaufenden Gleitbahnen 8 eines in der Nabe achsial verschiebbaren Verstellorganes 9 geführt sind. Durch achsiale Verschiebung des Verstellorganes 9 kann daher eine Schwenkung der Flügel i um etwa 45' herbeigeführt werden.Such a trained fan is on the drawing in one Embodiment shown. It shows Fig. I the axial section, Fig. 2 the Section according to A-B of Fig. I and Fig. 3 the section according to C-D of Fig. I. Similar as with the known fans for vehicle engines are the fan blades = and the pulley 2 mounted on a common hub 3, which on a fixed axis q. is stored. The wings consist of the blade surfaces ia and the bolts ib enclosed by these, which are fastened radially in the hub Bushes 5 are stored. At the end facing the hub, the bolts ib designed as disks crank arms 6, the crank pin 6a with intermediate storage of sliding blocks 7 in tangentially extending slideways 8 one axially in the hub displaceable adjusting member 9 are performed. By moving the adjusting device axially 9, a pivoting of the wings i by about 45 'can therefore be brought about.

Die achsiale Verschiebung des mit der Nabe 3 umlaufenden Verstellungsorganes 9 wird bewirkt durch eine von einem Thermostaten beeinflußte, in der Bohrung der Achse 4. verschiebbare, aber nicht drehbare Schubstange 15. Die Kupplung zwischen dem V erstellungsorgan 9 und der Schubstange 15 wird hergestellt durch eine Muffe io, die einerseits .durch ihre Ringwulst ii in Verbindung mit der auf das Führungsorgan 9 aufgeschraubten Überwurfmutter 12 ein Kammlager bildet, und anderseits durch die beiden, mittels des Schraubenbolzens 14 gehaltenen Keile 13, welche durch Längsschlitze4a der Achse 4. greifen, mit der Schubstange 15 starr verbunden ist. Durch die Verbindungskeile 13 wird gleichzeitig eine Drehung der Mufie io und der Schubstange 15 verhindert.The axial displacement of the rotating with the hub 3 adjustment member 9 is caused by a thermostat-influenced, in the bore of the axis 4. Slidable but non-rotatable push rod 15. The coupling between the V adjustment organ 9 and the push rod 15 is made by a Sleeve io, which on the one hand .by its annular bead ii in connection with the union nut 12 screwed onto the guide member 9 forms a comb bearing, and on the other hand by the two wedges 13 held by means of the screw bolt 14, which engage through longitudinal slots4a of the axis 4, with the Push rod 15 is rigidly connected. The connecting wedges 13 prevent rotation of the Mufie io and the push rod 15 at the same time.

An dem aus der Achse 4 hervorragenden Ende der Schubstange 15 ist eine Ringnut 1511 angebracht, in welcher die Gabelung 1611 einer Feder 16 eingreift, deren Spannung die Schubstange 15 aus der Achse herauszuziehen sucht, soweit dies die Begrenzung des Federweges durch die Stellschraube 17 zuläßt.At the end of the push rod 15 protruding from the axis 4 an annular groove 1511 attached, in which the fork 1611 of a spring 16 engages, whose tension seeks to pull the push rod 15 out of the axis, as far as this the limitation of the spring travel by the adjusting screw 17 allows.

Entgegengesetzt der Spannung der Feder 16 wirkt die bei Erwärmung des Kühlwassers eintretende Verstellkraft des Thermostaten. Letzterer besteht aus einer serpentinförmig gewundenen Röhre 18 von flach ovalem Querschnitt und einem mit ihr durch ein Druckrohr verbundenen, vom Kühlwasser umspülten Behälter, mit dem sie ein mit Flüssigkeit gefülltes geschlossenes System bildet. Das eine Ende der Röhre 18 ist durch die Muffe ig mit dem Druckrohr verbunden und durch dieselbe zugleich an der mit der Achse 4 verschraubten Schutzkapsel 21 befestigt, während ihr freies Ende durch ein Gelenk 2o mit einem, in einer achsialen Bohrung der Schubstange 15 geführten Bolzen verbunden ist. Die dadurch geschaffene Verbindung zwischen der Schubstange 15 und der Röhre 18 gestattet eine Bewegung der Schubstange durch die Röhre iS nur im Gegensinne der Wirkung der Feder 16.The opposite of the tension of the spring 16 acts when it is heated of the cooling water entering the adjusting force of the thermostat. The latter consists of a serpentine wound tube 18 of flat oval cross-section and one connected to it by a pressure pipe, the cooling water rinsed container with which it forms a closed system filled with liquid. The one end the tube 18 is connected to the pressure pipe by the socket and through the same at the same time attached to the protective capsule 21 screwed to the axis 4, while its free end through a joint 2o with one in an axial bore of the push rod 15 guided bolt is connected. The connection created between the Push rod 15 and tube 18 allows movement of the push rod through the Tube only in the opposite sense of the action of the spring 16.

Die Abmessungen des die Expansionsflüssigkeit aufnehmenden Behälters einerseits und der Röhre 18 anderseits sind gegenseitig unter Berücksichtigung des Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Flüssigkeit so abgestimmt, daß bei einer Erwärmung um beispielsweise 5o' eine Streckung der Feder 18 um den vollen Verstellungsweg des Verstellorganes 9 erfolgt. Die gegenseitige Einstellung der Flügel, des Verstellungsorganes 9 und der Feder 16 hat vorher in der «'eise zu erfolgen, daß durch die Kraft der Feder 16, falls keine Wirkung des Thermostaten eintritt, die Flächen der Ventilatorflügel in eine gemeinschaftliche radiale Ebene geschwenkt «-erden. Unter diesen Voraussetzungen ist die Wirkungsweise der Vorrichtung folgende: Bei niederer Kühlwasserwärme übt der The-irflostat keine Verstellwirkung aus, der Ventilator arbeitet wirkungslos, d. h. es streicht kein kühlender Luftstrom durch die Kühlflächen, und das Kühlwasser erfährt lediglich durch die von dem Kühler ausgestrahlte Wärme eine Abkühlung, welche bekanntermaßen jedoch nicht einmal bei größter Kälte ausreicht. Bei steigender Kühlwassertemperatur tritt infolge der Temperatursteigerung der Expansionsflüssigkeit eine Streckung der Röhre 18 und damit ein Verstellen der Ventilatorfiügel, d. h. ihres Schaufelwinkels ein. Dann beginnt der Ventilator Kühlluft zu fördern, und zwar um so mehr, je höher die Temperatur des Kühlwassers steigt. Umgekehrt bewirkt der Thermostat eine Verringerung der Ventilatorwirkung bei abnehmender Kühlwasserwärme.The dimensions of the container holding the expansion liquid on the one hand and the tube 18 on the other hand are mutually considering the Coefficient of expansion of the liquid used so matched that at a Heating by, for example, 50 ′, the spring 18 is stretched by the full adjustment path of the adjusting member 9 takes place. The mutual adjustment of the wings, the adjustment organ 9 and the spring 16 must be done beforehand in such a way that by the force of the Spring 16, if there is no effect of the thermostat, the surfaces of the fan blades pivoted into a common radial plane. Under these conditions The mode of operation of the device is as follows: Exercises when the cooling water heat is low the irflostat does not have any adjustment effect, the fan works ineffectively, d. H. there is no cooling air flow through the cooling surfaces and the cooling water only experiences a cooling due to the heat emitted by the cooler, which as is known, however, it is not sufficient even in extremely cold weather. When the cooling water temperature rises a stretching occurs as a result of the increase in temperature of the expansion liquid of the tube 18 and thus an adjustment of the fan blades, d. H. their blade angle a. Then the fan starts to deliver cooling air, the more the higher it is the temperature of the cooling water rises. Conversely, the thermostat causes a decrease the fan effect with decreasing cooling water heat.

Bei entsprechender Abstimmung der Ventilatorwirkung kann die Kühlwassertemperatur also unabhängig von der Außenluft in bestimmten Grenzen gehalten werden. Eine Feineinstellung der Vorrichtung ist sowohl möglich durch Regelung der Spannung der Feder 16, die etwa durch Änderung der wirksamen Federlänge erfolgen kann, als auch durch eine Verschiebung der Befestigungsmuffe i9 der Röhre 18 in achsialer Richtung. Für den Fall des Versagens der automatischen Regelung kann außerdem noch durch die Stellschraube 17 die Feder 16 und damit die Schubstange 15 in einer bestimmten Lage gehalten und damit ein bestimmter Flügelwinkel eingestellt werden: Die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ist durchaus nicht an die beschrieb;me Vorrichtung gebunden, insbesondere kann als Thermostat auch eine Quecksilbersäule u. dgl. oder eine vorn Kühlwasser umspülte Feder -,-crwendet :-erden, die aus zwei llctallstreifen %-on verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten zusammengesetzt ist und daher bei Temperaturschwankungen des Kühlwassers Formänderungen erfährt,-die auf die zur Verstellung der Ventilatorflügel dienenden Organe übertragen werden können. In manchen Fällen wird es auch zweckmäßig sein, den die Regelungsarbeit leistenden Teil des Thermostaten nicht unmittelbar an die Ventilatorachse anzubauen, sondern die Regelungsarbeit vom Thermostaten mittels eines Hebelwerkes oder Bautenzuges auf die Ventilatororgane zu übertragen.With the appropriate coordination of the fan effect, the cooling water temperature thus be kept within certain limits regardless of the outside air. A fine adjustment the device is possible both by regulating the tension of the spring 16, the can be done about by changing the effective spring length, as well as by a Displacement of the fastening sleeve i9 of the tube 18 in the axial direction. For the In the event of failure of the automatic control, the adjustment screw can also be used 17, the spring 16 and thus the push rod 15 held in a certain position and so that a certain wing angle can be set: The implementation of the procedure according to the invention is by no means bound to the described; me device, In particular, a mercury column and the like or a front thermostat can also be used as a thermostat Cooling water rinsed around the spring -, - crverts: - earth, which consists of two metal strips% -on is composed of different expansion coefficients and therefore with temperature fluctuations of the cooling water undergoes changes in shape, -the on the adjustment of the fan blades serving organs can be transferred. In some cases it also becomes useful not directly the part of the thermostat that does the control work to be attached to the fan axis, but rather the control work of the thermostat by means of to transfer a lever mechanism or component train to the ventilator organs.

Claims

PATE- # T-AN sPIRü c HE: i. Device for regulating the heat of the cooling water of vehicle engines, characterized in that the on clen cooling surfaces of the radiator Passing amount of cooling air by adjusting the blade angle of the fan blades is regulated. z. Device according to claim i, characterized in that the blade angle the fan blade by means of a thermostat influenced by the heat of the cooling water is adjusted.