EP0501018B1

EP0501018B1 - Ölkreislauf einer Maschine oder eines Fahrzeuges

Info

Publication number: EP0501018B1
Application number: EP91119829A
Authority: EP
Inventors: Axel Temmesfeld; Karl Tauber
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1991-02-23
Filing date: 1991-11-21
Publication date: 1995-01-11
Anticipated expiration: 2011-11-21
Also published as: EP0501018A1; DE59104256D1; ES2067125T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Ölkühler-Anordnung einer Maschine oder eines Fahrzeuges mit einer thermostatgesteuerten, den Ölkühler überbrückenden und mit diesem in wärmeübertragender Verbindung stehenden Kurzschluß-Überbrückungsleitung.
Bekannt ist eine derartige Ölkühler-Anordnung beispielsweise aus der DE-A-38 06 888 oder der US-A-2 394 672.
Die in erster Linie einen Bypass zu den Ölkühler-Rohren bildende Überbrückungsleitung dient auch dazu, nach Zu-schalten des Ölkühlers durch einen Thermostaten den Ölkreislauf sicherzustellen. In einem kalten Ölkühler kann es nämlich in den Ölkühler-Rohren aufgrund der dann äußerst hohen Ölviskosität zu Pfropfenbildungen kommen, die ein freies Durchströmen behindern würden. Indem nun die Überbrückungsleitung mit den Ölkühler-Rohren in wärmeübertragender Verbindung steht, werden unter Einfluß des warmen, in der Überbrückungsleitung strömenden Öles die Pfropfen in den Ölkühler-Rohren aufgelöst.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß aufgrund der Wärmeübertragung zwischen dem kalten Ölkühler und dem in der Überbrückungsleitung fließenden Ölstrom nach einer Inbetriebnahme der Maschine oder des Fahrzeuges die gewünschte Öltemperatur erst deutlich verzögert erreicht wird. Ferner sind bei der Ölkühler-Anordnung nach der US-A-2 394 672 zwei Thermostatventile erforderlich, um den Ölstrom wie gewünscht zu führen. Noch eine andere Lösung nach der DE-A-37 14 230 benötigt bei einer vergleichbaren Ölkühler-Anordnung ein Druckregelventil.
Eine demgegenüber einfachere Ölkühler-Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß in der den Ölkühler im wesentlichen in Form eines offenen Ringes umgebenden Überbrückungsleitung eine auf den Durchflußguerschnitt der Ölkühler-Rohre abgestimmte Drossel vorgesehen ist, wobei die Überbrückungsleitung von einem Vorlauf-Sammelkasten für die Ölkühler-Rohre abzweigt und diesen somit im wesentlichen vollständig durchquert, und wobei die Überbrückungsleitung einen Rücklauf-Sammelkasten im wesentlichen über dessen gesamter Länge tangiert und zwischen den beiden Sammelkästen seitlich des Ölkühlers von diesen beabstandet verläuft.
Die wärmeübertragende Verbindung zwischen der Überbrückungsleitung und den Ölkühler-Rohren erfolgt nur über die Sammelkästen für die Ölkühler-Rohre. Dabei kann die Überbrückungsleitung direkt an die Wand eines Sammelkastens angeflanscht oder in dieser integriert sein, es ist jedoch auch möglich, daß die Überbrückungsleitung einen Sammelkasten im wesentlichen vollständig durchguert. Dieses Durchqueren kann dabei in einem separat eingesetzten Rohr erfolgen, es ist jedoch auch möglich, daß der Sammelkasten selbst ein Bestandteil der Überbrückungsleitung bildet.
Mündet die Überbrückungsleitung im Seitenbereich eines Sammelkastens, der den Mündungsstellen der Ölkühler-Vorlaufleitung oder -Rücklaufleitung gegenüberliegt, so ist gewährleistet, daß dieser Sammelkasten von dem durch die Überbrückungsleitung strömenden Fluid vollständig durchströmt wird. Hierdurch wird die Wärmeabgabe an den Wärmetauscher und somit die Tendenz zur Auflösung von Propfen wesentlich gesteigert. Andererseits wird auf diese Weise auch nur soviel Wärme vom über die Überbrücklungsleitung geführten Kühlkreislauf an den Ölkühler abgegeben, daß eine Propfenauflösung möglich ist. Eine unerwünscht hohe Wärmeabgabe vom Ölkreislauf an den Ölkühler, die zur Folge hätte, daß der Ölkreislauf nur deutlich verzögert seine Betriebstemperatur erreicht, wird dadurch vermieden, daß die Überbrücklungsleitung zwischen den beiden Sammelkästen seitlich des Ölkühlers und von diesem beabstandet verläuft.
Es ist ausreichend, ein in der Überbrückungsleitung vorgesehenes Durchfluß-Bestimmungsorgan als einfache Drossel auszubilden, deren Durchflußquerschnitt auf denjenigen der Ölkühler-Rohre abgestimmt ist. Die jeweiligen Durchflußquerschnitte sind dabei unter Berücksichtigung der jeweiligen temperaturabhängigen Ölviskosität so aufeinander abgestimmt, daß entsprechend den Anforderungen bei kaltem Öl nur die Überbrückungsleitung und bei heißem Öl vorrangig die Ölkühler-Rohre beaufschlagt werden. Ein derartiger Ölkreislauf nutzt dabei die bekannten Vorteile der Überbrückungsleitung und bietet zugleich hohe Sicherheit bei einem Ausfall des die Kurzschluß-Überbrückungsleitung steuernden Thermostatelementes. Sollte dieses Thermostatelement nämlich stets in seiner die Ölkühler-Rohre absperrenden Position verharren, so stellt sich dennoch durch die Überbrückungsleitung eine zumindest geringfügige Ölkühlung ein, die eine Überhitzungsgefahr des Öles und somit die Gefahr von Schäden an Maschine oder Fahrzeug erheblich herabsetzt.
Aufgrund der den Durchflußquerschnitt der Überbrückungsleitung bestimmenden Drossel ist es ausreichend, wenn ein Thermostatelement lediglich den Durchflußquerschnitt einer zu den Ölkühler-Rohren führenden Vorlaufleitung oder Rücklaufleitung steuert. Bei anders abgestimmtem Drosselquerschnitt ist es jedoch auch möglich, durch das Thermostatelement allein den Durchflußquerschnitt der Überbrückungsleitung zu beeinflussen. In diesem Falle kann das Stellglied des Thermostatelementes bei geeigneter geometrischer Gestaltung zugleich die Funktion der Drossel übernehmen. Ebenfalls unter Zuhilfenahme eines einzigen Thermostatventiles ist eine besonders feine Abstimmung möglich, wenn dieses Thermostatelement ein Stellglied aufweist, das den Durchflußquerschnitt der Überbrückungsleitung gleichzeitig mit und gegensinnig zum Durchflußquerschnitt der Vorlaufleitung oder Rücklaufleitung zu oder von den Ölkühler-Rohren steuert. Bei geeigneter Ausbildung kann selbstverständlich auch hier wiederum das Stellglied die Funktion der Überbrückungsleitungs-Drossel übernehmen.
Im folgenden wird eine Prinzipskizze eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung beschrieben. In einen gemäß Pfeilrichtung laufenden Ölkreislauf 1 ist neben einer Ölpumpe 2 und diversen Verbrauchern 3 auch ein Ölkühler 4 eingeschaltet. Dieser besteht aus einem Vorlauf-Sammelkasten 5a, und einem Rücklauf-Sammelkasten 5b, die durch eine Vielzahl von mit Rippen versehenen Ölkühler-Rohren 6 miteinander verbunden sind. Der Sammelkasten 5a wird von einer Vorlaufleitung 7a versorgt, während vom Sammelkasten 5b eine Rücklaufleitung 7b wegführt. Ferner zweigt vom Sammelbehälter 5a eine Überbrückungsleitung 8 ab, die zusätzlich mit dem Sammelbehälter 5b in wärmeübertragender Verbindung steht und in der eine Drossel 9 angeordnet ist. Sowohl die Überbrückungsleitung 8 als auch die Rücklaufleitung 7b münden im Gehäuse eines Thermostatelementes 10, das ein thermostatisch gesteuertes Stellglied 11 aufweist.
In Abhängigkeit von der Temperatur des insbesondere über die Überbrückungsleitung 8 in das Gehäuse des Thermostatelementes 10 eindringenden Öles nimmt das Stellglied 11 verschiedene Positionen ein. In der gezeigten Position liegt das Stellglied unter Einfluß einer Druckfeder 12 an seinem linken Anschlag an und gibt somit eine Austrittsöffnung 13 der Rücklaufleitung 7b frei. Unter Einfluß eines nicht gezeigten Wachselementes kann das Stellglied 11 jedoch auch gegen die Kraft der Druckfeder 12 nach rechts verfahren werden, so daß die Austrittsöffnung 13 verschlossen wird.
In der gezeigten Position des Stellgliedes 11 bildet nicht nur die Drossel 9, sondern auch das Stellglied 11 selbst ein Strömungshindernis in der Überbrückungsleitung 8, während gleichzeitig die Rücklaufleitung 7b vollständig freigegeben ist. Somit wird der Ölkreislauf ausgehend von dem Sammelkasten 5a im wesentlichen über die Ölkühler-Rohre 6 und den Sammelkasten 5b geleitet, so daß das Öl eine ausreichende Kühlung erfährt. Bei kaltem Öl hingegen ist eine möglichst schnelle Erwärmung des Öles erwünscht, so daß dann die Ölkühler-Rohre 6 nicht durchströmt werden sollten. In diesem Zustand bewegt das nicht gezeigte Wachselement das Stellglied 11 gegen die Kraft der Druckfeder 12 in seinem rechten Anschlag, womit das Thermostatelement 10 die Rücklaufleitung 7 absperrt. Der Ölkreislauf wird somit ausgehend vom Sammelkasten 5a über die Überbrückungsleitung 8 geführt. Hierbei erfährt das sich in der Maschine bzw. im Verbraucher 3 erwärmende Öl allenfalls eine geringfügige Kühlung, die vorteilhafterweise dazu genutzt wird, die beiden Sammelkästen 5a, 5b zu erwärmen, da der Ölstrom hierbei den unteren Sammelkasten 5a vollständig durchguert und mit dem oberen Sammelkasten 5b immerhin in wärmeübertragender Verbindung steht. Durch diese Wärmeübertragung, die letztendlich auch auf die Ölkühler-Rohre wirkt, werden mögliche Pfropfen, die sich in den Ölkühler-Rohren gebildet haben, aufgelöst. Werden somit später die Ölkühler-Rohre 6 durch das Thermostatelement 10 zugeschaltet, tritt keine Unterbrechung des Ölkreislaufes ein.
Durch geeignete Abstimmung des Querschnitts der Drossel 9 unter Berücksichtigung des Durchflußquerschnittes der Ölkühler-Rohre 6 ist es möglich, das oben geschilderte Regelverhalten bezüglich des Durchströmens des Ölkühlers 4 bzw. bezüglich der Beaufschlagung der gleichzeitig die Funktion einer Kurzschlußleitung übernehmenden Überbrückungsleitung 8 zu erzielen.

Claims

Ölkühler-Anordnung einer Maschine oder eines Fahrzeuges mit einer thermostatgesteuerten, den Ölkühler (4) überbrückenden und mit diesem in wärmeübertragender Verbindung stehenden (Kurzschluß)-Überbrückungsleitung (8),
dadurch gekennzeichnet, daß in der den Ölkühler (4) im wesentlichen im Form eines offenen Ringes umgebenden Überbrückungsleitung (8) eine auf den Durchflußquerschnitt der Ölkühler-Rohre (6) abgestimmte Drossel (9) vorgesehen ist, wobei die Überbrückungsleitung (8) von einem Vorlauf-Sammelkasten (5a) für die Ölkühler-Rohre (6) abzweigt und diesen somit im wesentlichen vollständig durchguert, und wobei die Überbrückungsleitung (8) einen Rücklauf-Sammelkasten (5b) im wesentlichen über dessen gesamter Länge tangiert und zwischen den beiden Sammelkästen (5a, 5b) seitlich des Ölkühlers (4) von diesem beabstandet verläuft.
Ölkühler-Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein den Durchflußquerschnitt einer Vorlaufleitung (7a) oder Rücklaufleitung (7b) zu oder von den Ölkühler-Rohren (6) steuerndes Thermostatelement (10) ein Stellglied (11) aufweist, das den Durchflußquerschnitt der Überbrückungsleitung (8) gleichzeitig mit und gegensinnig zum Durchflußquerschnitt der Vorlauf- (7a) oder Rücklaufleitung (7b) steuert.