DE594875C

DE594875C - Cooling device for internal combustion engines with forced cooling oil circuit

Info

Publication number: DE594875C
Application number: DEA66328D
Authority: DE
Inventors: Dr Fredrik Ljungstroem
Original assignee: SPONTAN AB
Current assignee: SPONTAN AB
Priority date: 1932-06-21
Filing date: 1932-06-21
Publication date: 1934-03-26

Description

Kühleinrichtung für Brennkraftmaschinen mit zwangläufigem Kühlölkreislauf Bekanntlich hat Öl als Kühlmittel für Brennkraftmaschinen gegenüber der Verwendung von Wasser unbestreitbare Vorzüge, die unter anderem dadurch gegeben sind, da ß in der Maschine mit höheren Temperaturen gearbeitet werden kann, als dieses bei Verwendung von Wasser als Kühlmittel möglich ist, weil Wasser bei Temperaturen über zoo° verdampft. Wenn sich trotzdem bei Brennkraftmaschinen die Ölkühlung bisher nicht so eingebürgert hat, wie es ihrer Bedeutung entspricht, so liegt dieses daran, daß einmal die praktische Ausgestaltung derartiger Kühlöleinric.htungen rein technische Schwierigkeiten bietet, andererseits aber auch daran, daß man gewisse Schwierigkeiten, die sich bei Verwendung von Öl in bezug auf die Wärmeübertragung ergeben, nicht klar erkannt und nicht zu beheben verstanden hat, vielleicht weil man sich zu sklavisch an Vorbilder gehalten hat, die sich durch die Wasserkühlung zur Genüge herausgebildet haben.Cooling device for internal combustion engines with an inevitable cooling oil circuit As is well known, oil has been opposed to use as a coolant for internal combustion engines undeniable advantages of water, which are given, among other things, by the fact that ß it is possible to work in the machine with higher temperatures than this at Use of water as a coolant is possible because water is at temperatures above zoo ° evaporates. If, however, the oil cooling in internal combustion engines has so far has not been naturalized as it corresponds to its meaning, this is because that once the practical design of such Kühlöleinric.htungen purely technical Offers difficulties, but on the other hand also because of certain difficulties, which result from the use of oil in relation to the heat transfer, do not recognized clearly and did not understand how to fix it, perhaps because you are too slavish has stuck to models that have developed sufficiently through the water cooling to have.

Die vorliegende Erfindung zeigt hier neue Wege. Sie bezieht sich auf Brennkraftmaschinen, die zweckmäßig mittels unter Druck stehenden Öles gekühlt werden und deren Kühlmittel (Öl) durch eine Pumpe, in erster Linie durch eine Umwälzpumpe; zwangsläufig gefördert wird. Es ist der Zweck der Erfindung, derartige Kühlanlagen praktisch auszugestalten, und zwar ohne Rücksichtnahme auf die bisher bekannten Wasserkühlanlagen, die insbesondere wegen ihrer Ausbildung als offene Kühlanlagen, z. B. bei Kraftfahrzeugen, der Schwerkraft Rechnung tragen mußten, wobei die Kühlrohre im wesentlichen zwischen einer oberen, gewöhnlich unter Atmosphärendruck stehenden Zulaufkammer und einer unteren Ablaufkammer verliefen.The present invention shows new ways here. She relates to Internal combustion engines, which are expediently cooled by means of pressurized oil and its coolant (oil) by a pump, primarily by a circulation pump; is inevitably promoted. It is the purpose of the invention to provide such cooling systems practical to design, regardless of the previously known Water cooling systems, which, in particular because of their training as open cooling systems, z. B. in motor vehicles, the gravity had to take into account, the cooling pipes essentially between an upper one, usually at atmospheric pressure Feed chamber and a lower discharge chamber ran.

Wenn vorstehend gesagt ist, daß sich die Erfindung auf geschlossene Kühlanlagen bezieht, in denen das Kühlmittel zwangsläufig umläuft, so sei hier erwähnt, daß unter geschlossener Anlage auch solche Anlagen mitverstanden werden sollen, die in irgendeiner Weise, z. B. nach früher gemachten Vorschlägen, mit der Schinieröleinrichtung der Maschine in Verbindung stehen können, so daß in der Kühleinrichtung dasselbe Öl Verwendung finden kann wie in der Schmieröleinrichtung. In erster Linie erstrebt die Erfindung eine Verbesserung der Ölrückkühlung. Sie bezieht sich also auf die Rückkühlanlage und insbesondere auf den eigentlichen Ölrückkühler selbst, der bei Kraftmaschinen mit Wasserkühlung gewöhnlich kurzweg als Kühler bezeichnet wird, und auf die mit ihm zusammenhängenden und zusammenarbeitenden Teile und deren gegenseitige Anordnung und Ausbildung. Gemäß der Erfindung ausgebildete Kühleinrichtungen sind in erster Linie für Kraftfahrzeuge, Automobile, Motorboote; Flugzeuge, Schienenwagen usw. gedacht; es sei aber darauf hingewiesen, daß die Vorschläge und Einrichtungen gemäß der Erfindung ebensogut bei ortsfesten Motoren Andendungfinden können wie auch bei anderen Maschinen, bei denen ähnliche Verhältnisse vorliegen.When it is said above that the invention relates to closed-loop Refers to cooling systems in which the coolant inevitably circulates, so it should be mentioned here, that under a closed system such systems should also be understood, which in some way, e.g. B. according to suggestions made earlier, with the lubricating oil device the machine can be in communication, so that the same in the cooling device Oil can be used as in the lubricating oil device. Primarily aspires to the invention an improvement of the oil recooling. So it refers to that Recooling system and in particular on the actual oil recooler itself, which is used in Power machines with water cooling are usually referred to as coolers for short, and on the parts that are related and cooperating with him and their mutual Arrangement and training. According to the invention trained cooling devices are primarily for automobiles, automobiles, motor boats; Planes, Rail car, etc. thought; but it should be noted that the proposals and Devices according to the invention are equally applicable to stationary engines can as well as with other machines with similar conditions.

Die Erfindung ermöglicht eine erhebliche Kühlwirkung trotz verhältnismäßig kleiner Wärmeübertragungsflächen und kleinem Raumbedarf. Einrichtungen nach der Erfindung können ferner außerordentlich haltbar ausgeführt werden, und sie sind unempfindlich gegen äußere Beanspruchungen aller Art. Mit der Erhöhung der Betriebssicherheit geht eine durch die Einfachheit bedingte Herabminderung der Herstellungskosten Hand in Hand.The invention enables a significant cooling effect despite being relatively small heat transfer surfaces and small space requirements. Facilities according to the Invention can also be made extremely durable, and they are insensitive to external stresses of all kinds. With the increase in operational safety A reduction in manufacturing costs due to the simplicity goes hand in hand in hand.

Eines der Hauptmerkmale der Erfindung besteht darin, daß die Kanäle .oder Rohre des Ölrückkühlers, die von der Kühlluft umstrichen werden, zwischen der Eintrittsstelle des Kühlmittels und der Austrittsstelle bogenförmig, d. h. in einer Richtung gekrümmt, verlaufen und gewissermaßen nach der Kühlmittelaustrittsstelle zu zurückgebogen sind. Ein weiteres :Merkmal der Erfindung, das je- doch nicht unerläßlich ist, wird darin erblickt, daß diese Kühlrohre ganz oder teilweise nach der Form von Evolventen gekrümmt sind, und auch darin, daß sie nicht nur in einer Ebene gekrümmt sind, sondern auch senkrecht dazu, so daß ihre Ein- und Austrittsstellen nicht nur in der Richtung des Umfanges, sondern auch axial gegeneinanderversetzt sind. Vollkommen neu ist auch die Raumausnutzung durch die erfindungsgemäß ausgebildeten Kühlrohre, deren Bündel zu Drehkörpern ausgestaltet werden können, die konzentrisch um die Achse der L rnwälzpumpe herum liegen, und deren Ein- und Ab1L2ufkammern konzentrisch oder auch zentral neben einander um die Achse herum verlaufen können, wodurch die obenerwähnten Vorteile, gedrängte Bauart, geringes Gewicht, Betriebssicherheit, niedrige Herstellungskosten, noch mehr zum Ausdruck kommen. Weitere ?Merkmale des Erfindungsgedankens werden all Hand der Zeichnung und der zugehörigen Beschreibung klargestellt.One of the main features of the invention is that the ducts or pipes of the oil cooler, which are surrounded by the cooling air, are curved between the entry point of the coolant and the exit point, that is, curved in one direction, and are, so to speak, bent back towards the coolant exit point. Another feature of the invention, which, however, is not indispensable, is seen in the fact that these cooling tubes are completely or partially curved in the shape of involutes, and also in the fact that they are not only curved in one plane, but also vertically in addition, so that their entry and exit points are not only offset in the direction of the circumference, but also axially with respect to one another. Also completely new is the use of space thanks to the cooling tubes designed according to the invention, the bundles of which can be configured to form rotating bodies which are concentric around the axis of the circulating pump, and whose inlet and outlet chambers can run concentrically or centrally next to each other around the axis, whereby the above-mentioned advantages, compact design, low weight, operational reliability, low manufacturing costs, are expressed even more. Further features of the concept of the invention are made clear by the drawing and the associated description.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einigen beispielsweisen Ausführungsformen veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i einen waagerechten Schnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Kühleinrichtung, die unmittelbar an dein einen Längsende der Maschine oder der zugehörigen Brennkraftmaschine angebaut ist, von welcher Maschine in der Zeichnung nur der erste Zylinder angedeutet werden konnte. Dieses Ausfübrungsbeispiel läßt nicht nur eine Ausführungsforrn für die Ausbildung der Kühlrohre erkennen, sondern zeigt gleichzeitig eine vorzugsweise Ausführungsform der gesamten Rückkühlanlage einschließlich Pumpe, Ventilator nebst deren Antriebsvorrichtung sowie die Zu- und Abflußkanäle des Kühlmittels von und zu der Maschine.The subject matter of the invention is shown in some examples in the drawing Embodiments illustrated, namely Fig. I shows a horizontal section by a cooling device designed according to the invention, which is directly connected to your one longitudinal end of the machine or the associated internal combustion engine is attached, of which machine in the drawing only the first cylinder could be indicated. This Ausfübrungsbeispiel not only has one embodiment for training recognize the cooling tubes, but at the same time shows a preferred embodiment the entire recooling system including pump, fan and their drive device as well as the inlet and outlet channels of the coolant from and to the machine.

Abb. :2 stellt einen Querschnitt durch die Zu- und Abfuhrkanäle dar, wobei gleich bemerkt werden mag, daß die dargestellte rechteckige Querschnittsform natürlich keine unerläßliche Bedingung ist.Fig.: 2 shows a cross section through the supply and discharge channels, it should be noted immediately that the illustrated rectangular cross-sectional shape is of course not an indispensable condition.

Abb. 3 zeigt in verkleinertem Maßstabe eine Vorderansicht auf den Ventilator und die Kühlrohre, Zoobei nur die eine Hälfte dieser Teile dargestellt ist.Fig. 3 shows, on a reduced scale, a front view of the Fan and the cooling pipes, Zoobei only shows one half of these parts is.

Die zusammengehörigen Abb. d. und 5 zeigen zwei verschiedene Ansichten eines gemäß der Erfindung ausgebildeten, fertiggebogenen und an die Zu- und Ablaufkammer angeschlossenen Kühlrohres.The related fig. D. and Fig. 5 show two different views one designed according to the invention, ready-bent and attached to the inlet and outlet chamber connected cooling pipe.

Die Abb. 6 und 7 zeigen weitere Ausführungsformen derartiger Rohre.Figs. 6 and 7 show further embodiments of such tubes.

Abb. 8 zeigt eine andere Formgebung für die Kühlrohre.Fig. 8 shows a different shape for the cooling tubes.

Abb. j zeigt eine Teilansicht eines Kühlers mit Rohren von ovalem OOuerschnitt und die zugehörige Abb. io einen Querschnitt durch die Einrichtung nach Abb. g.Fig. J shows a partial view of a cooler with tubes of oval shape OOuschnitt and the associated Fig. Io a cross section through the device according to fig. g.

Aus den Abb. i i bis 17 geht die Herstellungsweise eines besonders geformten Kühlrohrs hervor und die Art und Weise, wie ein solches Rohr beispielsweise in die Zulauf-und Ablaufkammer des Oles eingeführt sein kann.From the Fig. I i to 17, the production method is a particular shaped cooling tube and the way such a tube, for example can be introduced into the inlet and outlet chamber of the oil.

Die zusammengehörigen Abb.18 und ig zeigen in teilweisen Schnittdarstellungen einen Kühler mit Kühlrohren gemäß den Abb. i i bis 17. The associated Fig. 18 and ig show, in partial sectional views, a cooler with cooling tubes according to Figs. Ii to 17 .

Abb. 2o und :2i zeigen in zwei verschiedenen Schnittdarstellungen einen Flugzeugmotor, :dessen Rückkühlanlage nach der Erfindung ausgebildet ist.Fig. 2o and: 2i show two different sectional views an aircraft engine, whose recooling system is designed according to the invention.

In Abb. i bezeichnen i die Flügel eines Ventilators, welche auf der Nabe a sitzen, die ihrerseits fest auf die Welle 3 aufgekeilt ist. Die Welle 3 läuft in zwei Kugellagern 4. und 5 und trägt außer dem Ventilator das Laufrad 6 der Kühlmittelpumpe sowie deren Antriebskeilriemenscheibe 7, die mittels Riemens 8 z. B. von der Welle der Brennkraftmaschine aus angetrieben wird. Zur Abdichtung der Kühlmittelflüssigkeit auf der Saug-und Druckseite der Pumpe 6 dienen die beiden federbelasteten Stopfbüchsen g und io. Die beiden Kugellager 4 und 5 sind in den inneren Gehäuseteilen ii und 12 angeordnet, die zusammen mit einem äußeren Gehäuseteil 13 getrennte Flüssigkeitskammern i 4 und. 15 bilden. In dem äußeren Gehäuseteil 13 sind die den Kühler bildenden Kühlrohre 16 vorzugsweise durch Einwalzen befestigt. Die Kühlrohre 16 sind so angeordnet, daß sie mit einem Ende in die Kammer 14 und mit dem anderen Ende in die Kammer 15 einmünden. Die Kühlrohre 16 sind auf der oberen Hälfte von Abb. i schematisch angedeutet, während die untere Hälfte einen wirklichen Schnitt durch die Rohre nach einer durch die Drehachse gehenden Ebene zeigt. Auf die Form dieser Rohre sei später mit Bezug auf Abb. 3 und 4. eingegangen. Der Kanal 17 dient zur Zuführung des Kühlmittels zur Pumpe 6 und Kanal i8 zur Fortleitung des Kühlmittels aus der Kammer 15. Die Kanäle 17 und 18 sind mit dem inneren Gehäuseteil 12 zusammengegossen. Abb. a zeigt einen Querschnitt durch die Kanäle 17 und 18, wobei darauf hingewiesen wird, daß an Stelle des rechteckigen Querschnitts naturgemäß eine beliebige andere Querschnittsform angewendet werden kann. Wie ersichtlich, bilden diese Kanäle gleichzeitig zwei Stutzen, die zur Verbindung der Kühleinheit mit dem Gehäuse ig der Maschine dienen, so daß der Rückkühler eine vollkommen . selbständige Einheit bildet, die von diesem Stutzen getragen wird.In Fig. I i denote the blades of a fan, which on the Hub a, which in turn is firmly keyed onto shaft 3. Wave 3 is running in two ball bearings 4. and 5 and, in addition to the fan, carries the impeller 6 of the coolant pump as well as their drive V-belt pulley 7, which by means of belt 8 z. B. from the wave the internal combustion engine is driven off. For sealing the coolant liquid The two spring-loaded stuffing boxes are used on the suction and pressure side of the pump 6 g and io. The two ball bearings 4 and 5 are in the inner housing parts ii and 12 arranged, which together with an outer housing part 13 separate liquid chambers i 4 and. 15 form. In the outer housing part 13 are the radiator forming Cooling tubes 16 preferably attached by rolling. The cooling pipes 16 are arranged to go into chamber 14 with one end and the other End into chamber 15. The cooling tubes 16 are on the upper half of Fig. I indicated schematically, while the lower half is a real section through the tubes on a plane passing through the axis of rotation. On the shape these pipes will be discussed later with reference to Figs. The channel 17 is used for supplying the coolant to the pump 6 and channel i8 for forwarding the coolant from the chamber 15. The channels 17 and 18 are cast together with the inner housing part 12. Fig. A shows a cross section through the channels 17 and 18, with reference to this is that in place of the rectangular cross-section naturally any other Cross-sectional shape can be applied. As can be seen, these channels form simultaneously two nozzles that connect the cooling unit to the housing ig of the machine serve so that the dry cooler is a perfect. forms an independent unit that is carried by this neck.

Die Wirkungsweise der Kühleinrichtung ist die folgende: Die von der Brennkraftniaschine ig kommende angewärmte Kühlflüssigkeit wird von der Pumpe 6 durch den Kanal 17 angesaugt und in die Kammer 14 gedrückt. Von hier strömt die Kühlflüssigkeit unter Wärmeabgabe durch die Kühlrohre 16 in die Kammer i5 und durch Kanal 18 weiter in die Kühlräume der Maschine ig zurück, worauf sich der Kreislauf wiederholt. Die Kühlkammern der Brennkraftmaschine o. dgl. bilden zusammen mit dem eigentlichen Kühler eine geschlossene Anlage, die von. der zur Wärmeübertragung dienenden Flüssigkeit ausgefüllt wird. Je nach dem Druck, unter dem die Kühlflüssigkeit gehalten wird, wird die Entwicklung von Gasen und Dämpfen aus ihr auch bei höheren Temperaturen vermieden. Der Überdruck kann in bekannter Weise erzielt werden, z. B. vermittels einer Hilfspumpe, welche die durch Lecken entstandenen Verluste ersetzt und in Verbindung mit Regeleinrichtungen den Druck der Kühlflüssigkeit selbsttätig und unabhängig von Wärmeausdehnung, Leclv#er lusten usw. gleichbleibend hält.The mode of operation of the cooling device is as follows: That of the Heated coolant coming from the internal combustion engine is supplied by the pump 6 sucked through the channel 17 and pressed into the chamber 14. From here the flows Cooling liquid with heat dissipation through the cooling tubes 16 into the chamber i5 and through Channel 18 continues back into the cold rooms of the machine, whereupon the circuit begins repeated. The cooling chambers of the internal combustion engine o. The like. Form together with the actual cooler a closed system made by. the one for heat transfer serving liquid is filled. Depending on the pressure under which the coolant is is kept, the development of gases and vapors from it is also at higher levels Temperatures avoided. The overpressure can be achieved in a known manner, e.g. B. by means of an auxiliary pump, which replaces the losses caused by leakage and in connection with control devices the pressure of the cooling liquid automatically and remains the same regardless of thermal expansion, leakage, etc.

Die vom Ventilator i kommende Kühlluft umströmt die Kühlrohre 16 im Querstrom, wodurch bekanntlich ein besonders hoher Wirkungsgrad der Ä,#% ärmeübertragung erzielt wird: Wie in Abb. i gezeigt, ist der Ventilator vorzugsweise vor dem Kühler angeordnet, der also in der Richtung des Luftstromes hinter dem Ventilator liegt. Durch diese Anordnung werden die Wirbel, die sich immer unmittelbar hinter einem Ventilator einstellen, auf das wirksamste zu einer weiteren Steigerung der Wärmeübergangszahl ausgenutzt.The cooling air coming from the fan i flows around the cooling tubes 16 im Cross flow, which is known to result in a particularly high degree of efficiency in the Ä, #% arm transmission is achieved: As shown in Fig. i, the fan is preferably in front of the cooler arranged, which is therefore in the direction of the air flow behind the fan. Through this arrangement, the eddies that are always immediately behind one become Adjust the fan to be as effective as possible to further increase the heat transfer coefficient exploited.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i finden zwei verschiedene Kühlrohrbündel Anwendung, wobei die Rohre des äußeren Bündels um die des inneren herumgeführt- sind. an Stelle zweier Bündel kann unter Umständen ein Rohrbündel genügen, oder es können auch mehr als zwei verschiedene Bündel vorgesehen sein. Die Ein- und Austrittsenden der Rohre eines Bündels können zweckmäßig in zur Symmetrieebene der Maschine senkrechten Ebenen liegen, gegebenenfalls können aber auch die Ein- oder Austrittsstellen aufeinanderfolgender Rohre eines Bündels gegeneinander versetzt sein.In the embodiment according to Fig. I, there are two different bundles of cooling tubes Application, whereby the tubes of the outer bundle are led around those of the inner bundle. are. Instead of two bundles, one tube bundle may be sufficient, or more than two different bundles can also be provided. The entry and exit ends the tubes of a bundle can expediently be perpendicular to the plane of symmetry of the machine Levels are, but if necessary, the entry or exit points can also be consecutive Tubes of a bundle can be offset from one another.

Eine bevorzugte Anordnung und Formgebung der zur Wärmeübertragung dienenden Rohre ist aus Abb.3 ersichtlich. Man ersieht aus Abb. 3 die auf der Nabe :2 sitzenden Ventilatorflügel i und dahinter die Kühlrohre 16.A preferred arrangement and shape of the heat transfer The pipes used can be seen in Figure 3. The one on the hub can be seen in Fig. 3 : 2 seated fan blades i and behind them the cooling pipes 16.

Zum besseren Verständnis der Form der Rohre 16 ist in Abb. .4 ein einzelnes Rohr zusammen mit der zentralen Zuflußkammer 14 und Abflußkammer 15 in kleinerem Maßstabe in zwei verschiedenen Ansichten dargestellt. Die. mit b bezeichneten Rohrlängen sind vorzugsweise in der Form von Evolv enten gebogen, während die anschließenden Rohrlängen a und c Übergangskurven darstellen. Durch die Übergangskurve a wird unter Verineidung einer zu scharfen Krümmung ein senkrechter Eintritt der Rohre in die Außenwand der Kammern 14 und 15 ermöglicht. Der Übergang c ist, wie ersichtlich, eine räumliche Kurve und vermittelt den Übergang in axialer Richtung aus einer der beiden Kaminern in die andere. Die Rohre bilden also im wesentlichen halbkreisförmige Kurven, welche die Kammern 14 und 15 mehr oder weniger umfassen.For a better understanding of the shape of the tubes 16 is shown in Fig. 4 a single pipe together with the central inflow chamber 14 and outflow chamber 15 in shown on a smaller scale in two different views. The. marked with b Pipe lengths are preferably bent in the shape of evolve, while the subsequent Show pipe lengths a and c transition curves. The transition curve a becomes under Avoidance of too sharp a curvature a perpendicular entry of the pipes into the Outer wall of the chambers 14 and 15 allows. The transition c is, as can be seen, a spatial curve and mediates the transition in the axial direction from one of the two chimneys in the other. The tubes are therefore essentially semicircular Curves which comprise the chambers 14 and 15 to a greater or lesser extent.

Dadurch, daß die. Strecken b der Rohre nach Evolventen geformt sind, wird erreicht, daß die gegenseitigen Abstände zwischen den in einer Ebene liegenden Rohrteilen gleich sind. Diese Anordnung bietet den Vorteil, daß die Kühlluft je Einheit der Gesamtfläche überall den gleichen Durchgangsquerschnitt findet. Dies wäre nicht der Fall, wenn die Rohre z. B. im wesentlichen radial verlaufen würden, in welchem Fall die Rohre im Innern verhältnismäßig dicht stehen, dagegen nach außen hin verhältnismäßig große Zwischenräume aufweisen würden. Durch die Bauart gemäß der vorliegenden Erfindung wird also erreicht, daß der gesamte zur Verfügung stehende Raum von den Kühlrohren gleichmäßig ausgenutzt wird, so daB der Luftstrom überall den gleichen Widerstand findet.Because the. Stretches b of the pipes are shaped like involutes, it is achieved that the mutual distances between the lying in one plane Pipe parts are the same. This arrangement has the advantage that the cooling air depending Unit of the total area finds the same passage cross-section everywhere. this would not be the case if the pipes z. B. would run essentially radially, in which case the pipes are relatively tight on the inside, but on the outside would have relatively large gaps. Due to the design according to The present invention is thus achieved that the entire available Space is used evenly by the cooling tubes, so that the Airflow finds the same resistance everywhere.

Die in zwei aufeinanderfolgenden, zur Symmetrieachse senkrechten Ebenen liegenden Rohrlängen sind vorzugsweise wechselweise nach entgegengesetzter Richtung gekrümmt, so daß sich die in einer Ebene liegenden Rohrlängen mit denen in der nächstfolgenden Ebene liegenden Rohrlängen kreuzen. Dadurch werden die Wirbel des das Kühlelement durchströmenden Gasstromes und damit die Wärmeübergangszahl zwischen dem Gas und der Rohrwandung vergrößert.The planes in two successive planes perpendicular to the axis of symmetry lying pipe lengths are preferably alternately in the opposite direction curved, so that the pipe lengths lying in one plane coincide with those in the next Cross pipe lengths lying flat. This creates the eddies of the cooling element flowing gas stream and thus the heat transfer coefficient between the gas and the pipe wall enlarged.

Wenn auch die in den Abb.@ i und 3 gegebenen Ausführungsformen bevorzugte Ausführungsformen darstellen, so ist doch noch eine große Anzahl weiterer Ausführungsmöglichkeiten möglich, die zum Teil auch eine ebenso gute Raumausnutzung gestatten wie nach Abb. i und 3. So können die Kühlrohre, die wieder ganz oder teilweise in Form von Evolventen gekrümmt sein können, auch beispielsweise, wie in Abb. 8 dargestellt, so zurückgebogen werden, daß ihre Ein- und Austrittsstellen in der Umfangsrichtung nicht oder nur unwesentlich gegeneinander versetzt sind. Diese Ausführungsform ist aber nicht so gut wie die frühere; einmal erfordert sie eine scharfe Krümmung an der Umkehrstelle, und weiterhin dürfte die Stabilität der ganzen Anlage der früheren Ausführungsform nachstehen, selbst wenn die einzelnen Rohre gegeneinander verstrebt werden, was naturgemäß auch bei den Ausführungsformen nach den Abb. i und 3 möglich ist.Even if the embodiments given in Figs. @ I and 3 are preferred Representing embodiments, there are still a large number of other possible embodiments possible, some of which also allow just as good use of space as shown in Fig. i and 3. So the cooling tubes, which again wholly or partly in the form of involutes can be curved, for example, as shown in Fig. 8, so bent back be that their entry and exit points in the circumferential direction not or only are insignificantly offset from one another. However, this embodiment is not so as good as the previous one; once it requires a sharp curve at the turning point, and furthermore, the stability of the whole system is likely to be the previous embodiment inferior, even if the individual tubes are braced against each other, what Naturally, this is also possible in the embodiments according to FIGS. 1 and 3.

Der von den Kühlrohren ausgefüllte Raum kann durch entsprechende Formgebung der Rohre verschiedenen Bedürfnissen angepaßt werden. Durch entsprechende Wahl der Länge und" Form der Rohre kann man z. B. erreichen, daß der Kühler, in der Richtung der Symmetrieachse gesehen, einen annähernd rechteckigen Querschnitt ausfüllt. Die bevorzugten Formen des Kühlers sind jedoch solche, bei denen die Rohre von einem Drehkörper umschlossen werden, so daß die äußere Begrenzung der Rohre, in Richtung der Symmetrieachse gesehen, annähernd kreisförmig ist. In diesem Fall sind die je ein Bündel bildenden Rohre kongruent, was für die Herstellung von Vorteil ist. Die kreisrunde Form des Kühlers ist vor allem auch von Vorteil in bezug auf den vom Ventilator erzeugten Kühlluftstrom, der naturgemäß einen kreisförmigen Querschnitt hat.The space filled by the cooling tubes can be shaped accordingly the pipes can be adapted to different needs. By choosing the The length and "shape of the tubes can be achieved, for example, that of the cooler, in the direction seen the axis of symmetry, fills an approximately rectangular cross-section. the However, preferred forms of the cooler are those in which the tubes of a Rotating body are enclosed, so that the outer boundary of the tubes, in the direction seen the axis of symmetry, is approximately circular. In this case they are ever a bundle forming tubes congruent, which is advantageous for the production. the circular shape of the cooler is especially advantageous in relation to the dated Fan generated cooling air flow, which by its nature has a circular cross-section Has.

Bei den heute üblichen Kühlern für Kraftfahrzeuge z. B. hat der Kühler gewöhnlich eine rechteckige Form. Da aber der die Kühlluft liefernde Ventilator nur eine kreisrunde Fläche bestreicht, werden größere Teile des Kühlers schlecht beaufschlagt. Es ist ferner üblich, den Ventilator hinter dein Kühler anzuordnen. Der Ventilator saugt deshalb die Kühlluft in einem verhältnismäßig geordneten Strom durch das. Kühlelement, und die durch den Ventilator erzeugten Wirbel werden nicht zur Erhöhung der Kühlwirkung ausgenutzt. Diese Nachteile werden gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden. Der Kühler wird vollständig vorn Ventilator bestrichen und gleichmäßig mit Kühlluft versorgt. Sehr wesentlich ist die erfindungsgemäße Anordnung des Ventilators vor dein Kühler, weil dadurch die durch den Ventilator erzeugten Wirbel auf das wirksamste zur Erhöhung des Wärmeüberganges ausgenutzt «-erden. Dieses gilt selbstverständlich ganz allgemein, d. h. auch für Kühler von anderer Bauart als der beschriebenen. Zufolge des verbesserten Wärmeüberganges ist beim Kühler gemäß der Erfindung für die gleiche Leistung eine kleinere Kühlfläche erforderlich, so daß der Kühler, der schon infolge der hohen Kühlölteinperatur sehr leicht gehalten werden kann, dadurch noch kleiner und leichter wird, was besonders bei Kraft- und Luftfahrzeugen von Bedeutung ist und wodurch die Herstellungskosten herabgesetzt werden. Besonders zweckmäßig ist es, für die Kühleinrichtung Ventilatoren mit großer Flügelanzahl zu verwenden, um die Wirbel über den gesamten Querschnitt zu verteilen.In today's common coolers for motor vehicles z. B. has the cooler usually a rectangular shape. But there is the fan supplying the cooling air If only a circular area is covered, larger parts of the cooler will be bad applied. It is also common to place the fan behind your radiator. The fan therefore draws in the cooling air in a relatively orderly flow by the. Cooling element, and the vortices generated by the fan are not exploited to increase the cooling effect. These disadvantages are in accordance with the present Invention avoided. The cooler is completely painted in front of the fan and evenly supplied with cooling air. The arrangement according to the invention is very important of the fan in front of your cooler, because the generated by the fan Vortex exploited in the most effective way to increase the heat transfer «- earth. This applies of course very generally, i. H. also for coolers of other types than the one described. As a result of the improved heat transfer is at the cooler According to the invention, a smaller cooling surface is required for the same performance, so that the cooler, which is already kept very light due to the high cooling oil temperature can be, thereby becoming even smaller and lighter, which is especially true for strength and Aircraft is important and thereby reduces manufacturing costs will. It is particularly useful for the cooling device fans with large Use the number of wings to distribute the vortices over the entire cross-section.

Ein weiterer Vorteil des kreisrunden oder nahezu kreisrunden Kühlers mit zentralem Zufluß und Abfluß gemäß der Erfindung besteht darin, daß diese Bauart eine besonders einfache und zweckmäßige Anordnung der zum Umlauf des Kühlmittels dienenden Zentrifugalpumpe ermöglicht. Wie aus Abb. i ersichtlich, kann die Pumpe im Innern des Kühlers selbst angeordnet werden, wobei das Pumpengehäuse gleichzeitig als Zu- und Abflußkammer sowie zur Befestigung der Kühlrohre dient. Auch hierdurch kann wiederum an Raum und Gewicht gespart werden.Another advantage of the circular or nearly circular cooler with a central inflow and outflow according to the invention is that this type a particularly simple and expedient arrangement of the coolant to circulate serving centrifugal pump allows. As can be seen from Fig. I, the pump be placed inside the cooler itself, with the pump housing at the same time serves as an inflow and outflow chamber as well as for fastening the cooling pipes. Also because of this can in turn be saved in space and weight.

Wenn Wasser oder eine ähnliche Flüssigkeit zur Wärmeübertragung benutzt wird, erhält man bekanntlich einen guten Wärmeübergang zwischen Rohrinnenwand und Wasser, und der Hauptwiderstand für den Wärmedurchgang liegt zwischen Rohraußenwand und Luft. Gewöhnlich pflegt man deshalb auch die Außenflächen der Kühlrohre z. B. durch Aufsetzen von Rippen o. dgl. zu vergrößern.When water or a similar liquid is used for heat transfer is known, one obtains a good heat transfer between the pipe inner wall and Water, and the main resistance for the heat transfer lies between the pipe outer wall and air. Usually one therefore also maintains the outer surfaces of the cooling pipes z. B. by placing ribs or the like. To enlarge.

Der Wärmeübergang zwischen der Rohrinnenwand und dem Ö1 ist schlechter als bei der Verwendung von Wasser. Bei Verwendung von Rohren mit großer Außenkühlfläche würden deshalb in diesem Falle die Rohre annähernd die Temperatur der Kühlluft annehmen, und es besteht die Gefahr, daß das Öl an den kalten Rohrwandungen so stark abgekühlt wird, daß sich an der Innenwand der Rohre eine kalte, dickflüssige Ölschicht bildet, welche zufolge der großen Viskosität des Öles bei niedriger Temperatui die Wärmeübertragung - ungünstig beeinflußt. Erfindungsgemäß finden deshalb vorzugsweise Kühlrohre mit glatter Außenfläche ohne Rippen o. dgl. Verwendung, wie dieses auch in Abb. i und 3 gezeigt ist und deren luft- und ölbenetzte Flächen ungefähr gleich groß sind. Der Hauptwiderstand für den Wärmedurchgang liegt dann zwischen der Rohraußenwand und der Luft, so daß die Rohre eine höhere Temperatur annehmen, die der des zu kühlenden Öles ganz oder nahezu entspricht. Das 01 bleibt deshalb auch an den Rohrwandungen dünnflüssig, wodurch ein guter Wärmeübergang gewährleistet ist und die Verwendung von dünnen, glattwandigen Stahlrohren als Kühlrohre ermöglicht wird. ' Unter Umständen kann es sogar vorteilhaft sein, den Wärmeübergang zwischen der Rohrinnenwand und der Kühlflüssigkeit mit besonderen Mitteln zu verbessern. Dies kann allgemein dadurch geschehen, daß durch besondere Formgebung der Rohre oder durch Anwendung besonderer Hilfsmittel Wirbel in den Rohren hervorgerufen werden unter Vermeidung einer Strömung in parallelen Schichten. Z. B. können gemäß Abb. 6 gewellte Blechstreifen 2i in den Kühlrohren vorgesehen -werden, wodurch die Flüssigkeitswirbel und damit der Wärmeübergang erhöht werden. Der gleiche Zweck kann in einfacher Weise auch dadurch erreicht werden, daß gemäß Abb.7 die Kühlröhre in regelmäßigen Abständen mehr oder -weniger flach gedrückt werden, wodurch die Rohrwandungen in der Längsrichtung der Rohre eine wellenähnliche Form erhalten, die ebenfalls zur Erhöhung der Wirbel und des Wärmeüberganges dient. Schließlich können die Kühlrohre nach Abb. g und io- mit ovalen Ouerschnitten ausgebildet sein, deren Längsachsen in der Richtung der durchströmenden Luft liegen.The heat transfer between the inner wall of the pipe and the oil is worse than when using water. If pipes with a large external cooling surface are used, the pipes would in this case assume approximately the temperature of the cooling air, and there is a risk that the oil on the cold pipe walls will be cooled so much that a cold, viscous one will form on the inner wall of the pipes An oil layer forms which, due to the high viscosity of the oil at low temperatures, has an unfavorable effect on the heat transfer. According to the invention, therefore, cooling tubes with a smooth outer surface without ribs or the like are preferably used, as is also shown in FIGS. 1 and 3 and whose air and oil-wetted surfaces are approximately the same size. The main resistance for the passage of heat then lies between the outer wall of the pipe and the air, so that the pipes assume a higher temperature which corresponds completely or almost to that of the oil to be cooled. The oil therefore remains thin on the pipe walls, which ensures good heat transfer and enables thin, smooth-walled steel pipes to be used as cooling pipes. Under certain circumstances, it can even be advantageous to use special means to improve the heat transfer between the inner wall of the pipe and the cooling liquid. This can generally be done by creating eddies in the pipes through a special shape of the pipes or by using special aids while avoiding a flow in parallel layers. For example, as shown in Fig. 6, corrugated sheet metal strips 2i can be provided in the cooling tubes, whereby the fluid eddies and thus the heat transfer are increased. The same purpose can also be achieved in a simple manner in that, as shown in Fig the heat transfer is used. Finally, the cooling tubes according to Fig. G and 10 can be designed with oval cross-sections, the longitudinal axes of which lie in the direction of the air flowing through.

Durch die Abb. i i und 17 ist die Herstellung eines Kühlrohres von besonderer Form ersichtlich. Das aus einem üblichen runden, dünnwandigen Stahlrohr bestehende Rohr 22 wird zunächst an den Enden etwas verjüngt, wie Abb. 13 erkennen läßt, wodurch die Rohrlänge um ein geringes zunimmt. Daraufhin -wird das Rohr in seiner Mitte gekröpft, wie Abb. 13 erkennen läßt, worauf die größte Länge des Rohres plattgedrückt wird, wie Abb. 14 und 15 erkennen lassen. Danach wird das Rohr, wie Abb. 16 zeigt, evolventenförmig gebogen, und seine Enden werden in den Wandungen der zentral nebeneinanderliegenden Kammern durch Einwalzen befestigt, woraus sich die aus Abb. 17 ersichtliche Form ergibt, die in den Abb. 18 und ig in vergrößertem Maßstab wiedergegeben ist.Through the Fig. I i and 17 is the production of a cooling tube of special shape. The one made from a conventional round, thin-walled steel tube Existing pipe 22 is initially tapered slightly at the ends, as can be seen in FIG. 13 leaves, whereby the pipe length increases by a small amount. The pipe will then go into its center cranked, as Fig. 13 shows, whereupon the greatest length of the tube is pressed flat, as shown in Figs. 14 and 15. After that the pipe will like Fig. 16 shows it is involute bent, and its ends are in the walls of the centrally adjacent chambers attached by rolling, from what the form shown in Fig. 17, the one in Fig. 18 and ig in an enlarged view Scale is reproduced.

Da das Öl in der Kühlanlage bei niedrigen Temperaturen dickflüssig wird, empfiehlt es sich, eine Einrichtung zu treffen, die eine möglichst rasche Erwärmung des öles errriöglicht. Zu diesem Zweck genügt es unter T_Tmständen schon, wenn der Spalt in der Ölumwälzpumpe zwischen deren Saug- und Druckseite genügend groß gehalten wird, so daß das Kühlöl aus der Druckseite in die Saugseite oder die Brennkraftmaschine überzutreten vermag, an deren Zylinderwandungen es sich schnell erwärmen kann. Unter Umständen kann es aber auch zweckmäßig sein, um einen sicheren Ölumlauf zwischen der Eintrittskammer des öles in die 'Kühlrohre und der Ablaufkammer und durch die Maschine hindurch zu erhalten, daß man die beiden Kammern durch eine oder mehrere kleine Öffnungen 2o (Abb. i) miteinander in Verbindung bringt. Das in dieser Weise durch die Pumpe und die Maschine umlaufende Ö1 kommt sehr schnell auf höhere Temperaturen und erwärmt dann auch sehr bald das Öl in den eigentlichen Kühlrohren dementsprechend, worauf der gewöhnliche Ölumlauf in der ganzen Anlage einsetzt.Because the oil in the cooling system is thick at low temperatures it is advisable to find a facility that will provide the fastest possible The oil can be heated. For this purpose it is sufficient under T_Tmstands, if the gap in the oil circulation pump between its suction and pressure side is sufficient is kept large, so that the cooling oil from the pressure side in the suction side or the Internal combustion engine can pass over, the cylinder walls of which it quickly can heat up. Under certain circumstances, however, it can also be useful to have a safe Oil circulation between the inlet chamber of the oil in the cooling tubes and the outlet chamber and through the machine to get the two chambers through one or brings several small openings 2o (Fig. i) together. That Oil circulating in this way through the pump and the machine comes very quickly to higher temperatures and then very soon heats up the oil in the actual Cooling tubes accordingly, whereupon the normal oil circulation in the whole system begins.

In den Abb.2o und 21 ist ein Flugzeugmotor in teilweiser Schnittdarstellung wiedergegeben, dessen Kühlanlage nach der Erfindung ausgebildet ist und dessen "Zylinder sternförmig um die Antriebswelle 23 des Propellers 24. herum angeordnet sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Kühlkammern um die gemeinsame Welle der Maschine und des Propellers herum angeordnet, wobei der Propeller gleichzeitig den sonst üblichen Kühlluftventilator ersetzt. Auch in diesem Falle ist wieder der Rückkühler als eine besondere Einheit ausgebildet und an der Maschine befestigt, wobei die Zu- und Ablaufkanäle 25,26 für das Kühlmittel in die Befestigung hinein verlegt sein können, wie dieses Abb. 21 erkennen läßt. Für den Fall, daß der Propeller nicht unmittelbar auf der Welle der Brennkraftmaschine angeordnet sein, sondern eine eigene Welle haben sollte, die mittels einer Übersetzung von der Maschine aus angetrieben wird, kann der Kühler um diese Welle herum verlegt werden in ähnlicher Weise, wie dieses in der Abb. i veranschaulicht worden ist. Ein Vorteil, der sich insbesondere bei der Verwendung der Erfindung bei Flugzeugen u. dgl. ergibt, besteht darin, daß der Luftwiderstand nicht unbeträchtlich dadurch verkleinert -wird, daß der Kühler selbst kleiner gehalten -werden kann, aus -welchem Grunde heraus man auch heute bereits vielfach von der sternförmigen Anordnung der Zylinder abgegangen und zur Reihenanordnung übergegangen ist.In the Fig.2o and 21 an aircraft engine is shown in partial section, the cooling system is designed according to the invention and the "cylinders are arranged in a star shape around the drive shaft 23 of the propeller 24. In this embodiment, the cooling chambers are around the common shaft of the arranged engine and the propeller around the propeller replaced the usual cooling air fan at the same time. also in this case the rear cooler is again formed as a separate unit and attached to the engine, wherein the inlet and outlet ducts 25,26 for the coolant in the Fastening can be relocated into it, as can be seen in Fig. 21. In the event that the propeller should not be arranged directly on the shaft of the internal combustion engine, but should have its own shaft, which is driven by the engine by means of a transmission the cooler can be routed around this shaft in a similar way to this i n Fig. i has been illustrated. One advantage that arises particularly when the invention is used in aircraft and the like is that the air resistance is not negligibly reduced by the fact that the cooler itself can be kept smaller, for whatever reason it is today has already often departed from the star-shaped arrangement of the cylinders and switched to the in-line arrangement.

Wie schon erwähnt, ist der eigentliche Rückkühler, bestehend aus den gebogenen und in zentrale Kammern eingewalzten Rohren, von außerordentlich einfacher und unverwüstlicher Bauart. Dies ist von besonderer Bedeutung bei Verwendung des Kühlers für Land- und Luftfahrzeugmaschinen, bei denen die Kühler ständigen Erschütterungen ausgesetzt sind, die bei den heute gebräuchlichen Kühlern mit einer großen Zahl von Schweiß-oder Lötstellen sehr häufig zu Leckverlusten Anlaß geben. Bei der Bauart gemäß der Erfindung ist dagegen die Möglichkeit für Lekken so gut wie ausgeschlossen, was auch die praktische Erfahrung bereits weitgehend bestätigt hat.As already mentioned, the actual dry cooler consists of the bent tubes rolled into central chambers, of extremely simple and indestructible construction. This is of particular importance when using the Coolers for land and aircraft machines where the cooler is subject to constant vibrations are exposed to the coolers in use today with a large number of welding or soldering points very often give rise to leakage losses. In the type of construction according to the invention, however, the possibility for lekken is as good as excluded, which practical experience has already largely confirmed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cooling device for internal combustion engines with inevitable Cooling oil circuit, in which the air-cooled ones used for recooling the cooling oil Cooling channels in the form of a tube bundle between a central inflow chamber and a likewise centrally mounted outflow chamber and in the inflow chamber an inlet centrifugal pump is arranged, characterized in that the cooling channels (16) near the inlet and outlet openings in the chambers (i4, 15) after involute (b) are curved, «-which are connected by a bend (c) (Fig. 4.), see above that the tubes are in an almost perpendicular to the axis of the central chambers Lie level.

2. Cooling device according to claim i, characterized in that a arranged in the flow direction of the cooling air in front of the tube bundle on the pump shaft Compressed air fan with the cooling tube bundle (16) and the drive belt pulley (7) as a unit to be connected to the front of the internal combustion engine (ig) is formed, the z. B. from the inlet and outlet nozzles (17, 18) of the cooling chambers will be carried.