Ölkühler für Verbrennungmotoren

Abstract

 Ölkühler für Verbrennungsmotoren mit einer vom zu kühlenden Öl durchströmten Gehäusekammer und mit einem von einer Kühl­flüssigkeit, insbesondere Wasser durchströmten Rippen-Rohr­block, bei dem der Rippen-Rohrblock (2) aus mindestens zwei Zügen von Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) und aus quer zu den Schenkeln (7) der Rohrgabeln verlaufenden Rippen (8) besteht und die Scheitelpunkte (9) aller Bögen der Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) in einer gemeinsamen Ebene liegen. Es ist ein einziger, den offenen Rohrenden (12, 12′) zugeordneter Wasserkasten (13) mit Trennwänden (14, 15, 16) vorgesehen, die jeweils zwischen die offenen Enden (12, 12′) der Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) eines Zuges greifen. Der Ölkühler hat bei sehr hoher Kühlleistung einen kleinen Raumbedarf.

Beschreibung

[0001] Die Neuerung betrifft einen Ölkühler für Verbrennungsmotoren mit einer vom zu kühlenden Öl durchströmten Gehäusekammer und mit einem von einer Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser durch­strömten Rippen-Rohrblock.

[0002] Ein Ölkühler dieser Art ist bekannt (DE 34 40 064 A1). Solche Ölkühlerbauarten weisen den Vorteil einer relativ hohen Kühl­leistung auf, lassen sich aber wegen des benötigten Einbau­raumes nicht überall einsetzen.

[0003] Der Neuerung liegt die daher die Aufgabe zugrunde, einen Öl­kühler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er trotz kleinem Raumbedarf eine sehr hohe Kühlleistung aufweist.

[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Ölkühler der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Rippen-Rohrblock aus min­destens zwei Zügen von Rohrgabeln und aus quer zu den Rohr­schenkeln verlaufenden Rippen besteht, daß die Scheitelpunkte aller Rohrbögen in einer gemeinsamen Ebene liegen und daß ein einziger, den offenen Rohrenden zugeordneter Wasserkasten mit Trennwänden vorgesehen ist, die jeweils zwischen die offenen Enden der Rohrgabeln eines Zuges greifen.

[0005] Durch diese Ausgestaltung wird nur ein Wasserkasten benötigt. Der Einbauraum ist daher sehr klein. Dazu kommt, daß bedingt durch die mehrfache Umlenkung des Kühlwassers eine intensive Ausnutzung des Kühlmediums erreicht werden kann. Die Kühl­leistung ist daher hoch, ohne daß besondere Einbauvorgaben ein­gehalten werden müssen.

[0006] Vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung sind in den Unter­ansprüchen gekennzeichnet, wobei die Merkmale der Ansprüche 2 und 3 eine relativ enge Packung von Rohren erlaubt, die einen hohe Durchfluß von Kühlmittel ermöglicht. Die Merkmale der Ansprüche 4 und 5 erlauben zum einen in sehr einfacher Weise trotz der dicken Rohrpackung die Führung des Wassers und zum anderen die Strömungsführung für das zu kühlende Öl. Die Merk­male des Anspruches 8 und 9 schließlich sichern eine einfache Bauart zu, die insbesondere für den Kraftfahrzeugbau geeignet ist. Die Merkmale des Anspruches 10 ergeben neben einer strö­mungsgünstigen Umlenkung auch einen sehr stabilen Wasserkasten, der die vom Öldruck auf den Rohrboden ausgeübten Kräfte sicher aufnehmen kann.

[0007] In der Zeichnung ist die Neuerung anhand eines Ausführungsbei­spieles dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht eines Ölkühlers gemäß der Neuerung,

Fig. 2 den schematischen Schnitt längs der Ebenen II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit III der Fig. 1 am Rand des Rippen-Rohrblockes,

Fig. 4 eine Abwandlung der Einzelheit III der Fig. 1,

Fig. 5 eine Draufsicht auf die offenen Enden der Rohrgabeln des Rippen-Rohrblockes der Fig. 1 und 2 bei abge­nommenem Gehäusdeckel,

Fig. 6 die Ansicht auf die Rohrbögen der Ausführung der Fig. 2 und

Fig. 7 die Ansicht des Rippenrohrblockes (2) der Fig. 5 und 6 in Richtung des Pfeiles VII der Fig. 6.

[0008] In den Fig. 1 und 2 ist ein Ölkühler für Kraftfahrzeugmotoren gezeigt, der aus einer Gehäusekammer (1) und aus einem in diese Gehäusekammer (1) eingesetzten Rippen-Rohrblock (2) besteht, der nur einen Rohrboden (24) besitzt, der fest zwischen einem Befestigungsflansch (41) der Gehäusekammer (1) und einem Befestigungsflansch (40) des aufgesetzten Wasserkastens (13) eingefügt ist. Diese Art der Ausbildung gewährleistet, daß die für den Wärmeaustausch verwendeten Medien (Kühlwasser und Öl) jeweils gegen Atmosphäre abgedichtet sind. Bei Undichtwerden einer Dichtung kann daher Wasser oder Öl nur in die Umgebung austreten. Eine Mischung von Wasser mit Öl ist ausgeschlossen.

[0009] In dem Rohrboden (24) sind, wie insbesondere den Fig. 5 bis 7 entnommen werden kann, jeweils die offenen Enden (12, 12′) von Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) gehalten, insbesondere dicht einge­lötet, die im Bereich ihrer parallel zueinander verlaufenden Schenkel (7) mit quer zu ihrer Längsrichtung verlaufenden Rippen (8) verbunden sind, die jeweils von den Schenkeln (7) durchstoßen werden. Die Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) und die Vielzahl der Rippen (8) bilden in bekannter Weise einen ver­löteten Rippen-Rohrblock (2), der beim Ausführungsbeispiel von dem zu kühlenden Öl durchströmt wird. Dies wird dadurch er­reicht, daß zwischen einem Zufluß (20) in der Unterseite der Gehäusekammer (1) und einem ebenfalls an der Unterseite der Gehäusekammer (1) vorgesehenen Abfluß (21) für das Öl eine Trennwand (19) vorgesehen ist, die beim Ausführungsbeispiel fest mit dem Rippen-Rohrblock (2) verbunden ist und dicht an der Gehäusekammerwand anliegt. Öl, das im Sinne des Pfeiles (25) durch die Öffnung (20) eintritt, wird daher in dem Innen­raum der Gehäusekammer (1) links von der Trennwand (Fig. 2) im Sinn des Pfeiles (26) umgelenkt, durchströmt den Rippen-Rohr­block, wird in der anderen Kammer der Gehäusekammer (1) im Sinn des Pfeiles (27) nach unten umgelenkt und kann dann, nach der Kühlung, in Richtung des Pfeiles (28) aus der Öffnung (21) aus­treten. Möglich wäre natürlich auch ein Zu- und Abfluß des Öls durch die Seitenwände der Gehäusekammer.

[0010] Der Strömungsweg des zur Kühlung des Öles verwendeten Wassers geht zunächst in Richtung des Pfeiles (29) durch den Einlaß­stutzen (22) in einen ersten Zug (3) von Rohrgabeln (6), deren linke Schenkelenden, siehe Fig. 2 und 5, jeweils als Zufluß­öffnungen für das Wasser dienen, das im Sinne des Pfeiles (30) durch die Schenkel (7) der Rohrgabeln (6) strömt. Dies wird dadurch erreicht, daß der Wasserkasten (13) beim Ausführungs­beispiel mit der ersten Trennwand (14) zwischen die offenen Enden (12) und (12′) der Rohrgabeln (6) und mit weiteren Trenn­wänden (15) und (16) jeweils wieder zwischen die offenen Enden von Rohrgabeln greift, die jeweils mit einem Schenkel in eine der Kammern im Wasserkasten (13) und mit dem anderen Schenkel in die andere Kammer reichen. Die Kammern (31, 32, 33) im Wasserkasten (13) sind gewölbeartig ausgebildet; die Trennwände (14, 15, 16) dienen auch als Abstützung des Rohrbodens (24) gegen den Wasserkasten (13).

[0011] Dabei ist die Anordnung so getroffen, wie insbesondere aus den Fig. 5 und 6 hervorgeht, daß jeweils zwei Reihen (17) und (18) von Rohrgabeln einem Zug (3) bzw. (4) und (5) zugeordnet sind, wobei die einzelnen Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) zwar untereinander parallel, aber jeweils in den verschiedenen Reihen (17) und (18) so versetzt zueinander angeordnet sind, daß jeweils die offenen Enden (12) des ersten Schenkels der Rohrgabeln in der Reihe (18) in der Mittelebene zwischen den offenen Enden (12a, 12a′) der ersten Reihe (17) von Rohrgabeln verlaufen, so daß die jeweils zugeordneten Rohrbögen (10, 10′; Fig. 6) versetzt zueinander auf der Unterseite des Rippen-Rohrblockes (2) lie­gen. Die erste Trennwand (14) ist dabei, wie aus Fig. 5 erkenn­bar ist, so ausgebildet, daß sie im Zick-Zack jeweils zwischen den ersten offenen Rohrenden (12a, 12) und dem zweiten offenen Rohrenden (12a′, 12′) der beiden Reihen (17) und (18) von Rohr­ gabeln verlaufen. Die Enden (12′, 12a′) münden dabei in die von der ersten Kammer im Wasserkasten (13) getrennten zweiten Kammer (31). Es erfolgt daher die Umlenkung des durchströmenden Wassers im Sinne des Pfeiles (34) in den nächsten Zug (4) und von dort aus wegen der Anordnung der Trennwand (15) in die Kammer (32) und dann, wegen der Trennwand (16) in die Aus­trittskammer (33). Das Kühlwasser wird daher dreimal umgelenkt, ehe es in Richtung des Pfeiles (35) die letzte Kammer (33) im Wasserkasten (13) verlassen kann. Dies ergibt eine ausgezeich­nete Ausnützung des Kühlvermögens des verwendeten Kühlwassers, das wegen der zweiflutigen Anordnung auch in ausreichender Menge durch den Ölkühler strömen kann. Die Kühlleistung des neuen Ölkühlers ist daher ausgezeichnet. Der Raumbedarf ist gering.

[0012] Die Scheitelpunkte (9) aller Bögen (10, 10′) der Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) liegen (Fig. 7) in einer gemeinsamen Ebene (11). Alle Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) besitzen gleiche Abmessungen. Die Her­stellung des Rippenrohrblockes (2), der in üblicher Weise ver­lötet wird, ist daher äußerst einfach. Der Einbauraum erhält wegen der kompakten Ausbildung des Rippen-Rohrblockes (2) ein­fache geometrische Abmessungen.

[0013] In den Fig. 3 und 4 ist jeweils eine Variante der Randausbil­dung des Rippen-Rohrblockes (2) gezeigt. Es ist erkennbar, daß jede der Rippen (8) mit einem hochgezogenen Rand (36) bzw. (37) versehen sein kann, der nach dem Verlöten eine dichte Trennwand ergibt, die mit dazu beiträgt, daß das Öl im Sinne der Pfeile (26) in den Rippen-Rohrblock (2) ein- und im Sinn der Pfeile (27) wieder aus dem Rippen-Rohrblock austritt. Fig. 4 zeigt dabei eine Variante, bei der in den Rand (37) Ausprägungen (38) eingedrückt sind, die zusammen eine Rippe bilden, die sich nach dem Einbau in die Gehäusekammer (1) an die zugeordnete Gehäuse­wand anlegen und dadurch verhindern kann, daß das zu kühlende Öl etwa zwischen der Gehäusewand der Gehäusekammer (1) und der von den Rändern (36) bzw. (37) gebildeten Strömungswand hin­durchströmen kann.

Ansprüche

1. Ölkühler für Verbrennungsmotoren mit einer vom zu kühlenden Öl durchströmten Gehäusekammer und mit einem von einer Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser durchströmten Rippen-Rohrblock, gekennzeichnet dadurch, daß der Rippen-­Rohrblock (2) aus mindestens zwei Zügen (3, 4, 5) von Rohr­gabeln (6, 6′, 6˝) und aus quer zu den Schenkeln (7) der Rohrgabeln verlaufenden Rippen (8) besteht, daß die Scheitel­punkte (9) aller Bögen (10, 10′) der Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) in einer gemeinsamen Ebene (11) liegen und daß ein einziger, den offenen Rohrenden (12, 12′) zugeordneter Wasserkasten (13) mit Trennwänden (14, 15, 16) vorgesehen ist, die jeweils zwischen die offenen Enden (12, 12′) der Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) eines Zuges (3, 4, 5) greifen.

2. Ölkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zug (3, 4, 5) aus zwei Reihen (17, 18) von Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) besteht, deren Bögen (10, 10′) versetzt zueinander liegen.

3. Ölkühler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Bögen (10, 10′) der Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) jedes Zuges (3, 4, 5) so angeordnet sind, daß jeweils ein Rohr­schenkel (7) einer Rohrgabelreihe (17, 18) in der Mitte der Schenkel (7) der anderen Rohrgabelreihe verläuft.

4. Ölkühler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Trennwände (14, 15, 16) des Wasserkastens (13) im Zick-Zack zwischen den ersten Rohrschenkeln (7a) der zweiten Rohrgabelreihe (18) und den zweiten Schenkeln (7b) der ersten Rohrgabelreihe (17) verlaufen.

5. Ölkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei Züge (3, 4, 5) mit je zwei Rohrgabelreihen (17, 18) vor­gesehen sind.

6. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Züge (3, 4, 5) quer zur Durchströmungs­richtung des Öles angeordnet sind und daß zwischen die Bögen (10, 10′) der Rohrgabeln (6, 6′) von zwei Zügen (3, 4) eine Trennwand (19) eingreift, die dicht an der Gehäusekammer (1) anliegt.

7. Ölkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß beidseits der Trennwand (19) die Zu- und Abflußöffnung (20, 21) für das Öl angebracht sind.

8. Ölkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (19) fest am Rippen-Rohrblock (2) angebracht ist.

9. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Rohrgabeln (6, 6′, 6˝) gleiche Ab­messungen haben.

10. Ölkühler nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeich­net, daß die Trennwände (14, 15, 16) Teile der Wandung von ge­wölbeartig ausgebildeten Kammern (31, 32, 33) sind, die im Wasserkasten (13) zur Umlenkung der Kühlflüssigkeit ausgebildet sind.

11. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Rippen-Rohrblock (2) einen Rohrboden (24) besitzt, der zwischen die dichtend miteinander verbundenen Be­festigungsflansche (40, 41) des Wasserkastens (13) und der Ge­häusekammer (1) eingefügt ist.

Zeichnung