DE7912021U1 - Kuehlvorrichtung fuer fluessigkeitsgekuehlte brennkraftmaschinen, insbesondere fuer wasserfahrzeuge mit kombinierter suesswasser-seewasser-kuehlung der brennkraftmaschine - Google Patents

Description

BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 München AO

Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen, insbesondere für Wasserfahrzeuge mit kombinierter Süßwasser-Seewasser-Kühlung der Brennkraftmaschine

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung der Bauart mit der« Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer bekannten Kühlvorrichtung dieser Bauart (Hermann Mettig, Die Konstruktion Schnellaufender Verbrennungsmotoren, Seite 325) sind innerhalb des Gehäuses dem Wärmetauschereintritt zwei Thermostate vorgeschaltet, die wechselweise den Zulauf des Maschinenkühlmittels zum Wärmetauscher oder zu je einem dem Gehäuse innen und außen angeformten Kurzschlußkanälen zuleiten. Dadurch ergibt sich sowohl ein sehr aufwendiger Gehäuseaufbau als auch eine ungünstige Zugänglichkeit zu den Thermostateinsätzen. So weist das Gehäuse in seinem Inneren zusätzliche Einbauöffnungen für die Thermostateinsätze und für die Kurzschlußkanalanschlüsse auf. An der Oberseite des Gehäuses ist ein großflächiger abnehmbarer Flanschdeckel zur Sicherung des Zugangs zu den Thermostateinbauten vorgesehen. Schließlich ist auch der Wärmetauscher im Gehäuse mit beiderseitigen Flanschdeckeln befestigt, die Flanschanschlüsse für die Zu- und Abfuhr des Außen-Kühlmittels aufweisen. Insgesamt ist damit der Bauaufwand und das Gewicht dieser Kühlvorrichtung nachteilig hoch. Auch ist die Einbaulage der Thermostate an der zulaufseitigen Verzweigungsstelle zum Wärmetauschereintritt und zum Kurzschlußkanal funktionell ungünstig, weil die Temperaturregelung des Maschinen-Kühlmittels damit nicht ohne erhebliche Temperaturschwanku&gen möglich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kühlvorrichtung der genannten Bauart so weiterzubilden, daß sie einen geringer-sn Bauaufwand, geringeres Gewicht und auch eine gleichmäßigere Temperaturregelungsfunktion aufweist.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Auf diese Weise ergibt sich ein einfacher Gesamtaufbau der Kühlvorrichtung, geringere Bauabmessungen desselben, eine bessere Punktion des Thermostats, der hierbei an der Mischstelle der gekühlten und ungekühlten Anteile des Maschinen-Kühlmittels angeordnet ist, und eine günstige Zugänglichkeit für den Einbau und den eventuellen Ersatz des Thermostateinsatzes.

In den weiteren Patentansprüchen 2 bis 5 sind Weiterbildungen und Einzelheiten der Erfindung beansprucht, die die bauliche Ausbildung der Kühlvorrichtung in vorteilhafter Weise ausgestalten. Für die Merkmale des Patentanspruches 5 wird selbständiger Schutz beansprucht, da diese Merkmale Vorteile hinsichtlich eines geringen Bauaufwandes beim Einbau und Anschluß eines Wärmetauschern ergeben, die auch unabhängig von den übrigen Gestaltungsmerkmalen einer derartigen Kühlvorrichtung zur Geltung kommen können.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Kühlvorrichtung für Wasserfahrzeuge mit kombinierter Süßwasser-Seewasser-Kühlung einer flüssigkeitsgekühlten Brennkraftmaschine im Längsschnitt und

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie II-II in Fig.

und
Fig. 3 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt aus Fig. 1 im Bereich eines Thermostat-Einbaues.

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Eine Kühlvorrichtung 1 für eine nicht dargestellte Brennkraftmaschine zum Einbau in Wasserfahrzeuge mit kombinierter Süßwasser-Seewasser-Kühlung enthält in einem Gehäuse 2 einen Flüssigkeits-Wärmetauscher 3 für ein Maschinen-Kühlmittel, das wie üblich aus Süßwasser und Gefrier- und/oder Korrosions-Schutzmittel besteht, und für ein Außen-Kühlmittel, das von Rohwasser, wie Leitungswasser, Flußwasser, Seewasser oder Meerwasser, gebildet wird. Das Maschinen-Kühlmittel durchströmt den Wärmetauscher 3 von einem Eintrittsstutzen 4 über einen oberen Wasserkasten 5 mit Ausdehnungsraum 6 und Füllverschluß 7 von oben nach unten. Unter dem Wärmetauscher 3 liegt ein unterer Wasserkasten 8.

Für das Außen-Kühlmittel weist der Wärmetauscher 3 je einen Eintrittsstutzen 9 und einen Austrittsstutzen 10 auf. Diese Stutzen 9 und 10 dienen zugleich sowohl als Halterungen für den Wärmetauscher 3 in den Gehäusedurchtrittsöffnungen 11 und 12 als auch als Schlauchanschlüsse für Außen-Kühlmittel-Schläuche 13 und 14. Die Durchtrittsöffnungen 11 und 12 enthalten in je einer Ringnut 15 je einen O-Ring 16 als Dichtung. Während die Durchtrittsöffnung 12 unmittelbar im Gehäuse 1 angeordnet ist, ist die Durchtrittsöffnung 11 in einem Gehäusedeckel 17 ausgebildet, der den Einbau und gegebenenfalls den Austausch des Wärmetauschers 3 durch eine seitliche öffnung 18 des Gehäuses ermöglicht.

Parallel zum Wärmetauscher 3 enthält das Gehäuse 2 einen Kurzschlußkanal 19, der sich schachtförmig schmal über die Länge des Wärmetauschers 3 erstreckt und unter dem unteren Wasserkasten 8 in eine Zulaufkammer 20 mündet, die über eine Eintrittsöffnung 21 mit einer Mischkammer 22 in Verbindung steht. Eine weitere Eintrittsöffnung 23

der Mischkammer 22 ist über eine zweite Zulaufkammer 24 mit dem unteren Wasserkasten 8 verbunden. Die Eintrittsöffnungen 21 und 23 der Mischkammer 22 werden wechselweise von den Ventilen eines Thermostateinsatzes 25 temperaturabhängig gesteuert. Bei kaltem Maschinen-Kühlmittel ist entsprechend der dargestellten Anordnung die Eintrittsöffnung 23 geschlossen.

Die zweite Zulaufkammer 24 weist im Gehäuse 2 eine der Eintrittsöffnung 23 gegenüberliegende Einbauöffnung 26 auf, die durch einen Verschlußdeckel 27 abgedichtet ist. Der Verschlußdeckel 27 trägt an seiner Innenseite axial

28, die einen Flansch 29 des Thermostateinsatzes 25 unter Beilage einer Dichtung 30 an die die Eintrittsöffnung 23 umschließende Gehäusewand andrücken. Zwischen den Stützansätzen 28 ist die Strömungsverbindung mit dem unteren Wasserkasten 8 gewährleistet und innerhalb dieser Stützansätze 28 ist die Zulaufkammer 24 angeordnet.

An die Mischkammer 22 ist ein Austrittsstutzen 31 für die Weiterleitung des auf die vorbestimmte Betriebstemperatur geregelten Maschinen-Kühlmittels zu den zu kühlenden Stellen der Maschine bzw. zur Saugseite der Kühlmittelpumpe angeformt.

Für den Betrieb der Maschine wird die Kühlvorrichtung 1 durch den Verschlußdeckel 7 bis zu einem vorbestimmten Kühlmittelstand gefüllt. Der verbleibende Luftraum dient als Ausgleichraum für das bei der Erwärmung sich ausdehnende Kühlmittel. Bei laufender Brennkraftmaschine wird ständig mittels einer nicht dargestellten Kühlmittelpumpe durch den Eintrittsstutzen 4 Maschinen-Kühlmittel in den oberen Wasserkasten 5 gefördert. Bis zum Er-

reichen der vorbestimmten Betriebstemperatur verschließt der Thermostateinsätζ 25 die Eintrittsöffnung 23 und damit den Durchgang von Maschinen-Kühlmittel durch d§n Wärmetauscher 3, den unteren Wasserkasten 8, die zweite Zulaufkammer 24 und die Eintrittsöffnung 23 in die Mischkammer 22. Dagegen kann das Maschinen-Kühlmittel ungehindert durch den Kurzschlußkanal 19 in die erste Zulaufkammer 20 und durch die Eintrittsöffnung 21 in di^ Mischkammer 22 gelangen und durch den Austrittsstutzen 31 zur Kühlmittelpumpe und zur Brennkraftmaschine strömen. Gleichzeitig wird von einer gesonderten nicht dargestellten Außen-Kühlmittelpumpe das Außen-Kühlmittel durch die Kühlmittelschläuche 13 und 14 und die Schlauchanschlußstutzen 9 und 10 des Wärmetauschers 3 durch diesen hindurch gefördert. Ein Wärmeaustausch zwischen Außen Kühlmittel und Maschinen-Kühlmittel findet hierbei mangels Durchströmen des Wärmetauschers 3 mit Maschinen-Kühlmittel nicht statt. Die Maschine kann sich daher sehr schnell erwärmen. Damit erwärmt sich auch das durch den Kurzschlußkanal 19 strömende Maschinen-Kühlmittel und beaufschlagt den Thermostateinsatz 25, der bei Erreichen der vorgegebenen Regeltemperatur anspricht und die Eintrittsöffnung 23 zu öffnen beginnt. Damit mischt sich in der Mischkammer 22 durch den Wärmetauscher 3 abgekühltes Maschinen-Kühlmittel mit durch den Kurzschlußkanal 19 strömendem nicht abgekühltem Maschinen-Kühlmittel, so daß aufgrund der jeweiligen Einstellung der die Eintrittsöffnungen 21 und 23 steuernden Ventile des Thermostateinsatzes 25 in der Mischkammer 22 die vorbestimmte Betriebstemperatur des Maschinen-Kühlmittels/geregelt wird. Der Maschine wird damit über den Leitungsstutzen 31 nach Erreichen der Betriebstemperatur ein stets in engsten. Grenzen eingeregeltes Maschinen-Kühlmittel zugeleitet.

Für den Austausch zu Kontroll- oder Ersatzzwecken kann sowohl der Wärmetauscher 3 als auch der Thermostatein satz 25 auf einfache Weise durch Abnahme des Deckels 17 bzw. des Verschlußdeckels 27 ausgebaut, geprüft und ggf. wieder eingebaut bzw. erneuert werden.

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   BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT, 8000 München

   Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen, insbesondere für Wasserfahrzeuge mit kombinierter Süßwasser-Seewasser-Kühlung der Brennkraftmaschine

   ansprüche

   Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen,

   - insbesondere für Wasserfahrzeuge mit kombinierter Süßwasser-Seewasser-Kühlung der Brennkraftmaschine,

   - mit einem Gehäuse, das

   - einen Flüssigkeits-Wärmetauscher für ein Maschinen-Kühlmittel und ein Außen-Kühlmittel,

   - einen Kurzschlußkanal für das Maschinen-Kühlmittel parallel zum Wärmetauscher,

   - eine Mischkammer für den gekühlten und den ungekühlten Teil des Maschinen-Kühlmittels und

   - einen Thermostat für die temperaturabhängig anteilige Durchflußregelung des Maschinen-Kühlmittels durch den Wärmetauscher und durch den Kurzschlußkanal aufweist,

   dadurch gekennzeichnet,

   - daß die Mischkammer (22) im Abstand von der Austrittsseite des Wärmetauschers (3) angeordnet ist,

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   G 79 12 021.1 16. JuIi 1979

   I - daß der Thermostat (Thermostateinsatζ 25) in der

   I;. Mischkammer (22) angeordnet und

   f - je einer einerseits mit dem Wärmetauscher (3) und

   • andererseits mit dem Kurzschlußkanal (19) verbun-

   I denen Eintrittsöffnung (21 bzw. 23) in die Misch-

   ^:. kammer (3) wechselseitig zugeordnet ist und

   ι - daß ein außen am Gehäuse (2) abnehmbar befestigter

   j Verschlußdeckel (27) einer Eintrittsöffnung (23)

   I" der Mischkammer (22) gegenüberliegend angeordnet ist

   I - sowie eine Einbauöffnung (26) für einen Thermostat-

   j einsatz (25) verschließt.

   ? 2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet,

   I - daß in Längsrichtung des Wärmetauschers (3) beider-

   I seits vor den Eintrittsöffnungen (21 und 23) der

   I Mischkammer (22) je eine Zulaufkammer (20 bzw. 24)

   I angeordnet ist,

   I - die einerseits mit der Austrittsseite (unterer Was-

   I serkasten 8) des Wärmetauschers (3) und andererseits

   mit dem Kurzschlußkanal (19) verbunden sind.

   3 ο Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

   - daß sich der Kurzschlußkanal (19) schachtförmig schmal im wesentlichen über die gesamte Länge des Wärmetauschers (3) erstreckt und

   - im Abstand von der Austrittsseite (unterer Wasserkasten 8) des Wärmetauschers (3) über einen Teil der Länge des Wärmetauschers (3) in die erste Zulauf kammer (20) übergeht,

   - während sich im wesentlichen über den übrigen Teil ■ der Länge des Wärmetauschers (3) die Mischkammer

   (22) und die zweite, mit der Austrittsseite (un- \

   terer Wasserkasten 8) des Wärmetauschers (3) ver- %

   bundene ZuIaufkammer (24) gleichfalls im Abstand I

   von der Austrittsseite (unterer Wasserkasten 8) des ^A Wärmetauschers (3) erstrecken.

   4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3,

   dadurch gekennzeichnet, '

   - daß die von der Mischkammer (22) abgewandte Außenwand der zweiten Zulaufkammer (24) als lösbarer Verschlußdeckel (27) ausgebildet ist,

   - der mittels axialer ringförmig im Abstand zueinander angeordneter Stützansätze (28) einen Thermostateinsatz (25) dichtend an eine Ftntrittsöffnung (23)
   der Mischkammer (22) andrückt und

   - der zwischen den Stützansätzen (28) Verbindungs- ■ öffnungen von der Austrittsseite (unterer Wasser- ι kasten 8) des Wärmetauschers (3) in die innerhalb

   der Stützansätze (28) angeordnete Zulaufkammer (24)
   aufweist.

   5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, I

   - daß der Wärmetauscher (3) an beiden Längsenden je ■ einen Schlauchanschlußstutzen (9 und 10) für das

   Außen-Kühlmittel aufweist, %

   - die ihnen zugeordnete Durchtrittsöffnungen (11 und 1 12) im Gehäuse (2) und in einem Gehäusedeckel (17) I durchdringen,

   - wobei die Durchtrittsöffnungen (11 und 12) je eine
   radiale Ringnut (15) für einen O-Ring (16) enthalten.