SE529136C2 - Styrväxelkylare - Google Patents

Description

20 25 30 529 156 US 5513490 A och US 5718281 A visar behållare av metall fór hydraulvätska med integ- rerade kylflänsar för kylning av vätskan. Denna lösning är beroende av den omgivande lufitemperatirren.

US 5002117 A visar ett system där returledningen är mycket längre än nödvändigt, vilket skapar en kylkrets. Denna lösning ger upphov till en stor förlust i returledningen, vilket kan kräva en större pump för att kompensera för förlusterna.

Alla de föreslagna lösningarna kan fungera i vissa fall, men de uppvisar alla olika nackde- lar, huvudsakligen genom att öka systemets vikt, kostnad och arrangemangets komplexitet.

Beskrivning av uppfinningen Syfiet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett kompakt kylsystem för kylning av servostyrningsvätskan hos ett motorfordon. Ett annat syfte med uppfinningen är att till- handahålla ett kylsystem som kan användas för att modifiera redan monterade servo- styrningssystern för att tillhandahålla kylning fór servostyrningsvätskan.

Föreliggande uppfinning avser i en första aspekt styrservoväxel som innefattar ett hus och en flödesväg för en servostymingsvätska samt en värmeväxlare som är monterad på nämn- da hus eller utgör en del av detsamma, Styrservoväxeln innefattar vidare ett inlopp för högtrycksvätska och ett utlopp för lågtrycksvätska, och enligt uppfinningen är värmeväxla- ren är monterad intill nämnda utlopp och innefattar en första flödesväg för servostyrnings- vätskan som är ansluten till nämnda utlopp, och en andra flödesväg för ett kylmedel som är anordnat för värmeväxling med servostyrningsvätskan för att därigenom kyla servostyr- ningsvätskan.

Lämpligen kan en styrservoväxel enligt uppfinningen innefatta en plattkylare med ett in- lopp och utlopp för kylmedlet.

Vidare kan lämpligen kylmedlet vara motorkylvätskan från en motor hos fordonet på vilket servostyrningen är monterad. 10 15 20 25 30 529 136 3 Som ett alternativ kan dessutom kylsystemet innefatta luftkylningsmedel för kylning av servostymingsvätskan.

Eftersom värmeväxlaren är en separat enhet kan den antingen integreras vid konstruktio- nen av nya styrservoväxlar eller användas för att modifiera funktionsdugliga system som redan är i användning när ett problem med otillräcklig kylning av servostymingsvätskan uppstår. Föreliggande uppfinning tillhandahåller därvid en relativt billig och flexibel lös- ning. Möjligheten att montera värmeväxlaren på redan monterade styrservosystem gör dessutom det möjligt att justera nya fordon till kundens specifika behov vid tidpunkten fór leverans.

Enligt en andra aspekt avser uppfinningen ett kylsystem för en styrservoväxel, som inne- fattar en värmeväxlare som är anpassad för att monteras på styrservoväxelns hus, eller som utgör en del av detsamma och som innefattar en första flödesväg fór servostyrningsvâtskan som är ansluten till styrservoväxelns utlopp samt dessutom en andra flödesväg fór ett kyl- medel som är anordnat för värmeväxling med servostymingsvätskan.

Lämpligen är kylsystemet enligt uppfinningen en integrerad del av styrservoväxeln.

Värmeväxlaren kan i en utföringsforrn innefatta medel för montering av densamma på ut- loppet för servostyrningsvätska hos en styrservoväxel.

Vidare kan värmeväxlaren innefattar en plattkylare med inlopp och utlopp för kylmedlet.

Dessutom kan kylsystemet innefatta en anslutningsplatta för montering av värmeväxlaren på olika slags styrservoväxlar som har olika utloppsrörstosar eller andra delar som skjuter ut från dess hus.

Kylsystemet kan vara anordnat för att använda motorkylvätskan från en motor hos ett for- don på vilket styrservoväxeln är monterad.

I en uttöringsform kan kylsystemet dessutom innefatta luftkylningsmedel för kylning av servostymingsvätskan. 10 15 20 25 30 529 136 Enligt en tredje aspekt avser föreliggande uppfinning ett tungt fordon som innefattar en styrservoväxel i enlighet med den första aspekten och/eller ett kylsystem i enlighet med den tredje aspekten.

Enligt en fjärde aspekt avser föreliggande uppfinning ett förfarande för kylning av en servostyrningsvätska hos en styrservoväxel på ett tungt fordon, vilket förfarande innefattar stegen av: - att tillhandahålla en värmeväxlare som är monterad på nänmda styrservoväxel eller utgör en del av detsamma, på ett utlopp fór servovätska hos styrservoväxeln, - att pmnpa ett kyhnedel genom värmeväxlaren fór värmeväxling med servovätskan för att därigenom kyla servovätskan.

Pumpningssteget tillhandahålls företrädesvis av en kylvätskepump hos fordonets motor, varvid nämnda kylmedel kyls av motoms kylare.

En fördel med användningen av ett kylsystem där pumpvätskan kyls av motorkylvätskan är att det är möjligt att öka pumpflödet utan att riskera att överhetta systemet. En sådan ök- ning av flödet kan t.ex. vara fördelaktig vid tomgångsvarvtal. En ytterligare fördel med föreliggande uppfinning är att den kan utnyttjas utan något behov av att förändra den före- liggande system~ och pumputforrnningen. En ytterligare fördel med föreliggande uppfin- ning är att servostyrningsvätskan kan ledas genom värmeväxlaren via t.ex. rör med relativt låg väggtjocklek. Detta gör kylningen mera effektiv än när systemet bygger på kylning av andra delar hos pumparna, såsom hela pumphuset.

Kortfattad beskrivning av figurerna I det följ ande kommer föredragna utföringsfonner av föreliggande uppfinning att beskrivas med hänvisning till de medföljande flgurema där: fig. 1 är en schematisk vy av en fóredragen utföringsform av kylsystemet enligt uppfin- ningen som är anordnad på ett fordon, 10 15 20 25 30 529 136 5 fig. 2 visar ett kylsystem där värmeväxlaren är monterad på huset hos en styrservoväxel via en mellanliggande anslutningsplatta, samt fig. 3 visar en utfóringsform av insidan hos en vänneväxlare enligt uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av figurerna Fig. 1 visar schematískt en föredragen utformning av ett kylsystem där motorkylvätskan används också för att kyla servostymingsvätskan. Styrservoväxeln 1 används för att mins- ka den krafiansträngning som krävs för att styra fordonet. En värmeväxlare 2 är monterad på styrservoväxeln via en anslutningsplatta 3. Pumpen 5 bygger upp ett högt tryck i servostyrningsvätskan som kommer in i styrservoväxeln 1. Trycket hos styrvätskan redu- ceras i styrservoväxeln, så att styrvätskan har ett lågt tryck när den lämnar styrvâxeln och kommer in i värrneväxlaren. Från värmeväxlaren strömmar styrvätskan till en vätskebehål- lare 4.

I den föredragna utfóringsfonnen som visas använder kylsystemet motorkylvätskan för att kyla servostyrningsvätskan för styrservoväxelsysternet. En kylvätskepump 6 på motom används för att cirkulera kylmedlet från motorn 7 via motorns kylare 8 genom värmeväxla- ren 2 fór styrservopumpvätskan. Värmeväxlaren innefattar en första flödesväg fór styrser- vopumpvätskan och en andra flödesväg fór kylmedlet.

I en annan utfóringsforrn är vätskan som används fór att kyla servostyrningsvätskan inte motorkylvätskan utan en vätska som används speciellt för detta ändamål. I detta fall kan ett separat kylsystem med pump och kylare användas.

Fig. 2 visar en styrservoväxel 1, där en värmeväxlare 2 är monterad på huset 9 hos den- samma via en mellanliggande anslutningsplatta 3. Servostyrningssystemet fungerar på egen hand, dvs. utan kylsystemet, vilket kommer att vara lämpligt när systemet används under förhållanden där kylning av pumpvätskan är onödig. Servostymingsvätskan kom- mer, vid högt tryck, in i styrservoväxeln 1 genom ett inlopp 10 vid en forsta sektion 11 och lärnnar styrservoväxeln 1 genom ett utlopp (12) vid en andra sektion 13. I den utfórings- form som visas är värmeväxlaren 2 monterad på den andra sektionen 13, men i en annan utfóringsforrn av uppfinningen kan den vara monterad på ett liknande sätt på den första sektionen 11. Beroende på placeringen av inloppet och/eller utloppet kan värmeväxlaren 10 15 20 25 30 529 136 6 också vara monterad på husets sida. Värmeväxlaren 2 innefattar kopplingsmedel (ej visa- de) för att via anslutningsplattan 3 koppla styrservoväxelns utlopp till inloppet (ej visat) hos den första flödesvägen hos värmeväxlaren 2. Den första flödesvägen hos värmeväxla- ren 2 innefattar en returledning 15 genom vilken servostymingsvätskan återfórs till vätske- behållaren 4 enligt fig. 1.

Anslutningsplattan 3 möjliggör montering av kylsystemet på en styrservoväxel som har en utloppsrörstos (12), bultar 16 eller andra delar som skjuter ut från en plan yta. Denna utfö- ringsform medger en enkel modifiering av styrservoväxelsystemet, efiersom inga ytterliga- re modifieringar av själva styrservoväxeln är nödvändiga. Den specifika utformningen av anslutningsplattan 3 kan varieras tör att möjliggöra stabil montering på olika styrservoväx- elkonstiuktioner.

I en annan töredragen utfóringsforrn av uppfinningen är värmeväxlaren 3 monterad direkt på huset 9 hos en styrservoväxel 1 utan användning av en anslutningsplatta, vilken uttö- ringsforni säkerställer en mera kompakt lösning. Derma integrering av anslutningsplattan i värmeväxlaren kan vara tördelaktig, t.ex. när endast en typ av styrservoväxel används. Det kan häiigenom vara möjligt att utforma kylsystemet som en integrerad del av servo- styrväxeln, exempelvis genom att integrera kylningen i styrservoväxelns bottenplatta 22.

Monteringen av värmeväxlaren, med eller utan anslutningsplattan, kan göras på flera sätt.

Ett sätt är att avlägsna några av eller alla bultarna 16 som fäster bottenplattan 22 vid huset och att ersätta dem med bultar (ej visade) som faster värmeväxlaren tillsammans med bot- tenplattan vid huset. Ett armat sätt är att avlägsna bottenplattan och att ersätta den med värmeväxlaren, med användning av samma bulthål. Värmeväxlaren kan även spännas fast vid huset, t.ex. genom fastspänning vid bottenplattans kant.

I en töredragen utíöringsforin av uppfinningen kommer kylvätskan in i den andra flödes- vägen i värmeväxlaren 2 genom en inloppsrörstos 17 och lärnnar värmeväxlaren 2 via en returrörstos 18. Kylvätskan kan vara motorkylvätskan eller en annan vätska som används enbart för kylningen av servostyrningspumpvätskan. 10 15 529 136 7 Fig. 3 visar en utfóringsforrn av insidan hos en värmeväxlare 2 där kylvätskan strömmar i ett delvis spiralforrnat rör 19 som definierar en fórsta flödesväg 20. Insidan hos värmeväx- laren bildar en kammare 21 som definierar en andra flödesväg genom vilken pumpvätskan passerar. De två vätskoma skiljs åt enbart av det spiralformade rörets väggar, vilket resul- terar i en värmeväxling och därigenom en kyleffekt. Den utvändiga geometrin hos värme- vâxlaren kan variera från den som visas i figuren. Vidare kan den specifika utformningen av de två flödesvägarria variera från den beskrivna. T.ex. kan pumpvätskan strömma i ett spiralformat rör som följer formen hos flödesvägen som innehåller kylvätskan.

Om nödvändigt kommer det att vara möjligt att öka kylningen av pumpvätskan om kylsy- stemet dessutom innefattar lufikylning. Sådan lufikylning kan t.ex. tillhandahållas genom att låta ledningen, i vilken pumpvätskan strömmar, passera genom ett konventionellt luft- kylningssystern.

Det bör inses att talrika modifikationer och förändringar av utfóringsformema beskrivna ovan kan göras inom ramen för de bilagda patentkraven.

Claims (15)

10 15 20 25 30 529 136 PATENTKRAV

1. Styrservoväxel (1), innefattande ett hus (9), en flödesväg fór en servostyrningsvätska och en värrneväxlare (2) som är monterad på nämnda hus (9) eller utgör en del av detsarn- ma, där styrservoväxeln innefattar ett inlopp (10) för högtrycksvätska och ett utlopp (12) för lågtrycksvätska, kännetecknad av att värmeväxlaren (2) är monterad intill nämnda utlopp (12) och innefattar en första flödesväg för servostyrningsvätskan som är ansluten till nämnda utlopp (12), och en andra flödesväg för ett kylmedel som är anordnat fór vårmeväxling med servostyrningsvåtskan för att där- igenom kyla servostyrriingsvätskan.

2. Styrservovåxel enligt patentkravl, varvid värmeväxlaren (2) innefattar en plattkylare (2) med ett inlopp (17) och utlopp (18) för kylmedlet.

3. Styrservoväxel enligt något av patentkraven 1 eller 2, varvid kylmedlet är en motorkyl- vätska från en motor (7) hos fordonet på vilket servostyrningen (1) är monterad.

4. Styrservoväxel enligt något av patentkraven 1-3, varvid kylsysternet dessutom innefattar lufikylningsmedel för kylning av servostyrningsvätskan.

5. Kylsystem fór en styrservoväxel (1), varvid nämnda system innefattar en vårmeväxlare (2) som är avpassad för att monteras på styrservoväxelns (1) hus (9) eller som utgör en del av detsamma och som innefattar en forsta flödesväg för servostyrningsvätskan som är an- sluten till styrservoväxelns utlopp (12) och en andra flödesväg för ett kylmedel som är an- ordnat fór värmeväxling med servostyrningsvätskan.

6. Kylsystem enligt patentkrav 5, varvid värmevåxlaren (2) är en integrerad del av styrser- voväxeln (l).

7. Kylsystem enligt något av patentkraven Sveller 6, varvid vårmevâxlaren (2) innefattar medel för montering av densamma på närrmda utlopp (12) för servostyrningsvätska hos en styrservoväxel (1). 10 15 20 25 30 529 156 9

8. Kylsystem enligt något av patentkraven 5-7, varvid värmeväxlaren (2) innefattar en plattkylare (2) med ett inlopp (17) och utlopp (18) för kylmedlet.

9. Kylsystem enligt något av patentkraven 5, 7 eller 8, dessutom innefattande en anslut- ningsplatta (3) som medger montering av värmeväxlaren (2) på olika slags styrservoväxlar (1) som har olika utloppsrörstosar (12) eller andra delar som skjuter ut från dess hus (9).

10. Kylsystem enligt något av patentkraven 5-9, varvid kylsysternet är anordnat för att an- vända en motorkylvätska från en motor (7) hos ett fordon på vilket styrservoväxeln (1) är monterad.

11. ll. Kylsystem enligt något av patentkraven 5-10, varvid kylsystemet dessutom innefattar lufikylningsmedel för kylning av servostyrningsvätskan.

12. Tungt fordon, innefattande en styrservoväxel (1) enligt något av patentkraven 1-4.

13. Fordon enligt patentkrav 12 och som innefattar ett kylsystem enligt något av patentkra- ven 5-11.

14. Förfarande för kylning av en servostymingsvätska hos en styrservoväxel (1) på ett tungt fordon, varvid förfarandet innefattar stegen av: - att tillhandahålla en värmevâxlare (2), som är monterad på nämnda styrservoväxel (1) eller utgör en del av detsamma, på ett utlopp (12) fór servovätska hos styrservoväxeln (1), - att pumpa ett kylmedel genom värmevâxlaren (2) tör värmeväxling med servovätskan för att därigenom kyla servovätskan.

15. Förfarande enligt patentkrav 14, varvid pumpningssteget tillhandahålls av en kylväts- kepump (6) hos fordonets motor (7), varvid nämnda kylmedel kyls av motoms kylare (S).