DEP0443424DA - Regelbare Kühlung, insbesondere für Fahrzeug-Brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

Es ist bekannt, den Kühlwasserkreislauf zwischen einem Fahrzeugantriebsmotor und einem vom Fahrwind beaufschlagten Rückkühler durch einen von der Temperatur des Kühlwassers abhängigen Wärmeregler, z.B. Wärmefühler oder Thermostaten, zu regeln. Die Regelung erfolgt hierbei in der Regel durch Drosselung des Kühlwasserstromes oder durch eine den Rückkühler umgehende Umleitung des Kühlwassers, so dass der Kühler je nach der Temperatur des vom Motor kommenden Kühlwassers mehr oder weniger ausgeschaltet ist. Die Kühlung wird hierdurch der wechselnden Belastung des Motors angepasst, indem ungefähr gleicher Betriebs- bzw. Wärmezustand des Motors erhalten bleibt. Der Lüfter wird hierbei üblicherweise mit unveränderlicher Übersetzung, z.B. mittels Riementriebes, vom Motor angetrieben und nimmt dabei stets die der Drehzahl des Motors bzw. die seiner Drehzahl entsprechende Leistung auf, gleichgültig ob hoher oder niedriger Kühlbedarf der Maschine besteht und die gleiche Kühlleistung auch ohne Lüfter durch den Rückkühler aufgebracht werden könnte.

Die Erfindung bezweckt demgegenüber einen wirtschaftlicheren Betrieb des Lüfters und somit der Maschine dadurch, dass der den Kühlflüssigkeitsumlauf regelnde Wärmefühler gleichzeitig auch zur Leistungsregelung des Lüfters, insbesondere durch Zu- und Abschalten desselben, dient. Zweckmässig ist hierbei der Lüfter so lange oder im wesentlichen so lange abgeschaltet bzw. unwirksam, als der Fahrwind eine ausreichende Kühlwirkung ausübt.

Die Schaltung des Lüfters kann ferner unmittelbar oder mittelbar durch eine Hilfskraft, z.B. hydraulisch, pneumatisch, elektrisch o.dgl. erfolgen. Statt einer Aussetzregelung durch Ein- und Ausschalten des Lüfters kann auch eine kontinuierliche Regelung, z.B. durch Verstellung der Lüfterflügel o.dgl. vorgesehen sein. Die Anwendung der Erfindung kann der für den Betrieb des Lüfters erforderliche Leistungsaufwand der Maschine ganz oder im wesentlichen auf diejenigen Fälle beschränkt werden, in denen der Fahrwind selbst nicht ausreicht, um eine genügende Kühlung zu gewährleisten. Gleichzeitig wird das vom umlaufenden Lüfter herrührende Geräusch mindestens teilweise unterbunden.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Abb. 1 ein regelbares Kühlsystem mit von der Temperatur des Kühlwassers durch Drucköl ein- und ausgeschalteten Ventilator und

Abb. 2 ein regelbares Kühlsystem mit auf elektrischem Wege verstellbaren Lüfterflügeln.

Das vom Motor a kommende erwärmte Kühlwasser fliesst durch eine Leitung b dem Kühler c zu und über eine Leitung d mit der Kühlwasserpumpe e zum Motor a zurück. In der Leitung b befindet sich ein Thermostat f, welcher einerseits eine Drossel g und andererseits in der nachfolgend beschriebenen Weise den durch Riementrieb h von einer Antriebswelle (z.B. der Ventilsteuerwelle l(sub)1) aus angetriebenen Ventilator i schaltet.

Die Riemenscheibe k ist lose drehbar auf der Welle l gelagert und mit einer Kupplungshälfte m(sub)2 einer Reibkupplung m verbunden, deren andere Kupplungshälfte m(sub)1 über einen Hebel n o.dgl. mit dem Kolben o einer Hilfskrafteinrichtung verbunden ist. Der Kolben o wird durch eine Feder p belastet und gleitet in einem Zylinder q, der mit Drucköl, z.B. Schmieröl, aus dem Behälter r

(z.B. auch dem Schmierölsumpf der Maschine) beliefert werden kann. Zur Förderung des Öles dient eine Pumpe s, welche das Öl aus dem Behälter r saugt und über eine Leitung s(sub)1 einem Steuerschieber t zuleitet, in welchem sich eine Steuernut t(sub)1 und eine Bohrung t(sub)2 befinden und welcher mittels eines Gestänges u vom Thermostaten f verstellt wird. Durch eine Leitung v steht das Gehäuse des Schiebers t mit dem Zylinder q in Verbindung. Eine Rückleitung w verbindet den Raum x im Schiebergehäuse mit dem Behälter r. Ferner ist eine vom Schieber gesteuerte, zum Raum x führende Leitung y und ein Überdruckventil z zwischen den Leitungen s(sub)1 und w vorgesehen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende:

Bei niederer Kühlwassertemperatur in der Leitung b ist der Thermostat f zusammengezogen und die Drosselklappe g geschlossen oder nahezu geschlossen. Der Schieber t befindet sich in seiner linken Stellung, in der die Leitung s(sub)1 über x mit der Rückleitung w verbunden ist. Das von der Pumpe s geförderte Drucköl kann also über s(sub)1, x, w in den Behälter r zurückfliessen. Gleichzeitig ist der Zylinder q über v, t(sub)1, t(sub)2, y mit x verbunden, also drucklos. Die Feder p hat den Kolben o nach links verschoben, wodurch die Kupplung m ausgerückt, der Ventilator i also stillgesetzt ist.

Steigt die Temperatur des Kühlwassers in der Leitung b, so dehnt sich der Thermostat f aus, was zunächst nur eine allmähliche Öffnung des Querschnittes durch die Drosselklappe g zur Folge hat. Erst bei voll geöffneter oder nahezu voll geöffneter Drosselklappe ist der Schieber t so weit nach rechts verschoben, dass er die gezeichnete rechte Endstellung einnimmt. Um gegebenenfalls eine Ausdehnung des Thermostaten f über die voll geöffnete Drosselklappenstellung hinaus zu ermöglichen, kann im Gestänge der Drosselklappe ein federndes Spiel g(sub)1 o.dgl. vorgesehen sein.

In der gezeichneten Stellung für höhere Kühlwassertemperatur steht der Zylinder q über die Leitung v und die Steueröffnungen t(sub)2, t(sub)1 mit der Leitung s(sub)1 in Verbindung und wird daher von der Pumpe s mit Drucköl beliefert, wobei der Druck durch die Spannung der das Ventil z belastenden Feder bestimmt wird, indem das von der Pumpe s überschüssig geförderte Öl über das Ventil z in die Leitung w abfliessen kann. Durch den Druck im Zylinder q wird der Kolben o entgegen der Wirkung der Feder p nach rechts verstellt, wodurch die Kupplung m eingerückt und der Ventilator in Umdrehung versetzt wird.

Bei abnehmender Kühlwassertemperatur wird Schieber t wieder nach links verstellt, der Zylinder q also von der Zuleitung s(sub)1 wieder abgesperrt und mit dem Raum x über y in Verbindung gebracht. Die Feder p drückt den Kolben o nach links und schaltet den Ventilator wieder aus. Die Anordnung kann hierbei (z.B. durch Reibung am Schieber t) z.B. auch derart getroffen sein, dass die Abschaltung des Ventilators erst bei einer mehr oder weniger niedrigeren Temperatur als das Einschalten desselben erfolgt.

Bei der Ausführung nach Abb. 2 betätigt der Thermostat f ausser der Drosselklappe g einen Schalter u(sub)1 für einen elektrischen Stromkreis derart, dass bei niedriger Kühlwassertemperatur (Stellung u(sub)1' des Schalters) der Stromkreis geöffnet, bei hohler Kühlwassertemperatur dagegen geschlossen ist. Durch Schliessen des Kreises wird eine Solenoid- oder Erregerspule q(sub)1 mit Strom beliefert, wodurch der Solenoidkern oder ein Elektromagnetanker o(sub)1 angezogen wird und damit über einen Hebel n(sub)1 und eine Schaltmuffe m(sub)3 die Flügel des Ventilators i auf grössere Leistung verstellt. Eine Feder p(sub)1 stellt die Flügel wieder in Stellung geringerer Förderleistung zurück, wenn bei zurückgehender Kühlwassertemperatur der Schalter u(sub)1 den Strom wieder unterbricht.

Statt einer Kühlregelung mit Aus- und Einschalten des Lüfters (Ventilators oder Gebläses) kann auch eine kontinuierliche oder stufenweise Regelung, z.B. mittels stufenlos oder stufenweise schaltbaren Getriebes bzw. mit allmählicher Verstellung der Lüfterflügel o.dgl. zwischen einer Stellung geringster und einer Stellung grösster Förderleistung vorgesehen sein. Der Schalter u(sub)1 kann zu diesem Zweck als elektrischer Widerstandsregler ausgebildet sein. Die Verstellung kann ferner ganz oder teilweise gleichzeitig mit der Verstellung der Drosselklappe g (bzw. eines entsprechenden anderen Regelorgans) oder erst nach Verstellung derselben in die voll geöffnete Stellung erfolgen.

Die Erfindung ist für alle Arten von Fahrzeugen (z.B. Strassen-, Schienen-, Luft- und Wasserfahrzeugen) sowie sinngemäss auch für andere ähnliche Zwecke verwendbar.

Claims (6)

1.) Regelbare Kühlung, insbesondere für Fahrzeug-Brennkraftmaschinen, mit einem den Kühlflüssigkeitsumlauf regelnden Wärmefühler und einem die Kühlluft zur Rückkühlung der Kühlflüssigkeit fördernden Lüfter, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmefühler ausser zur Regelung des Kühlflüssigkeitsumlaufes auch zur Leistungsregelung des Lüfters, insbesondere durch Zu- bzw. Abschalten desselben, dient.

2.) Regelbare Kühlung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter ausgeschaltet bzw. unwirksam ist, solange oder im wesentlichen solange der Fahrwind eine ausreichende Kühlwirkung ausübt.

3.) Regelbare Kühlung nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung des Lüfters, z.B. durch Ein- und Ausschalten desselben, durch Verstellung der Lüfterflügel o.dgl. unmittelbar oder mittelbar (z.B. über einen Kraftverstärker) erfolgt.

4.) Regelbare Kühlung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung des Lüfters durch Drucköl, z.B. mittels eines Steuerschiebers und eines Kolbens, erfolgt.

5.) Regelbare Kühlung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung des Lüfters auf elektrischem Wege, z.B. durch einen Schalter und einen Elektromagneten, erfolgt.

6.) Regelbare Kühlung nach Anspruch 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen Motor und Kühler angeordnete Wärmefühler die Kühlleistung durch Drosseln des Kühlwasserquerschnittes regelt.