Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Brennkraftmaschinen einer Bauart gemäss den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches.

[0002] Bei dieser bekannten Bauart nach der DE-A 29 16 691 ist die Kühlvorrichtung ausschliesslich für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen mit kombinierter Kühlung durch ein Maschinen-Kühlmittel und ein Aussen-Kühlmittel, insbesondere für Wasserfahrzeug-Antriebe, vorgesehen und möglich. Ferner nimmt dabei in nachteiliger Weise ein relativ grosses Volumen an Kühlmittel im Wärmetauscher und im Ausdehnungsraum am Anwärmvorgang teil.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, die Anwendung einer derartigen Kühlvorrichtung mit im Wärmetauscher integriertem Thermostat auch bei üblichen luftdurchströmten Wärmetauschern, wie insbesondere für Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Kraftfahrzeugen, zu ermöglichen und dabei zugleich die Funktion und den Bauaufwand zu verbessern.

[0004] Diese Aufgabe löst die Erfindung durch die Merkmale gemäss dem Kennzeichen des Patentanspruches. Der Bauaufwand einer derartigen Kühlvorrichtung ist besonders gering, da der Rücklauf-Wasserkasten des Kühlers mit dem Gehäuse des Thermostats, abgesehen von dessen Deckel, einteilig und als einfach ausformbares Kunststoff-Spritzteil herstellbar ist. Der Anwärmvorgang ist begünstigt, weil daran nur der Inhalt der Zu- und Ablaufleitung und der Mischkammer des Thermostats teilnimmt.

[0005] In den nicht vorveröffentlichten DE-A-31 17 543 und FR-A-2 481 791 ist eine ähnliche Kühlvorrichtung beschrieben, bei der der Kurzschluss innerhalb des Wärmetauschers angeordnet ist und die Vor- und Rücklauf-Wasserkästen des Wärmetauschers verbindet. Das Thermostatgehäuse ist nicht für die Verwendung handelsüblicher Thermostateinsätze geeignet.

[0006] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 die Prinzipdarstellung eines Querstromkühlers für Brennkraftmaschinen mit einem Thermostatam Rücklauf-Wasserkasten und

Fig. 2 den dem Rücklauf-Wasserkasten des Querstromkühlers einteilig angeformten Thermostat im Längsschnitt nach der Linie 11-11 in Fig.1.

[0007] Ein als Kühler für Brennkraftmaschinen von Kraftfahrzeugen, wie insbesondere Personenkraftwagen und Motorräder, bestimmter Wärmetauscher 1 für Luft und Kühlflüssigkeit ist als Querstromkühler ausgebildet. Er weist beiderseits seines Kühlerfeldes 2 je einen Vorlauf-Wasserkasten 3 und Rücklauf-Wasserkasten 4 auf.

[0008] In den Vorlauf-Wasserkasten 3 mündet ein Eintrittsstutzen 5 einer nicht dargestellten Vorlaufleitung, die gemäss Pfeil 6 die Kühlflüssigkeit von der Brennkraftmaschine in den Wärmetauscher 1 leitet. Das Kühlerfeld 2 wird gemäss den Pfeilen 7 horizontal von der Kühlflüssigkeit durchströmt und dabei die abzuführende Wärme aus der Kühlflüssigkeit an die das Kühlerfeld gleichfalls - senkrecht zur Zeichnungsebene - durchströmende Kühlluft übertragen. Der Rücklauf-Wasserkasten 4 weist an seiner Oberseite einen Einfüllstutzen 8 auf, der an seiner Einfüllöffnung mit einem übliche Überdruck- und Unterdruck-Ventile enthaltenden Verschlussdeckel 9 ausgestattet ist. An seiner Unterseite ist dem Rücklauf-Wasserkasten 4 ein im wesentlichen mehrfach-zylindrisch im Innenquerschnitt abgestuftes Gehäuse 10 eines Thermostats 10', ein Kurzschluss-Anschlussstutzen 11 und ein Austrittsstutzen 12 einteilig angeformt. Die Achse der zueinander konzentrischen Zylinder-Abschnitte des Gehäuses 10 und des Kurzschluss-Anschlussstutzens 11 ist in Richtung der aus der Zeichnungsebene gerichteten Luftströmung angeordnet. Der Austrittsstutzen 12 erstreckt sich radial dazu nach unten, oder ggf. zur Seite oder ggf. auch schräg nach seitlich-unten, je nach Weiterführung einer nicht gezeigten Rücklaufleitung zur Brennkraftmaschine.

[0009] Das Gehäuse 10 des Thermostats 10' enthält einen üblichen Thermostateinsatz 13 mit einem Befestigungsflansch 14 mit Kühler-Ventilöffnung, einem Dehnstoffelement 15, einem Kühler-Ventilteller 16 und einem Kurzschluss-Ventilteller 17. Der Befestigungsflansch 14 wird von einem Verschlussdeckel 18 dichtend gegen eine Abstufung des Innenquerschnitts des Gehäuses 10 gespannt. Der Verschlussdeckel 18 weist hierfür eine nicht dargestellte Flanschverbindung mit Dichtring 19 am Endbereich 20 des Gehäuses 10 sowie kronenförmig angeordnete Axial-Ansätze 21 auf, deren Stirnseiten am Befestigungsflansch 14 anliegen und deren fensterartige Aussparungen 22 Eintrittsöffnungen für die Kühlflüssigkeit in eine im Verschlussdeckel 18 angeordnete Zulaufkammer 23 des Gehäuses 10 bilden. Den Aussparungen 22 sind fensterartige Öffnungen 24 in der Trennwand des Gehäuses 10 zum Inneren des Rücklauf-Wasserkastens 4 zugeordnet. Eine enge Entlüftungsöffnung 25 verbindet den als Mischkammer 26 wirkenden Innenquerschnitt des Gehäuses 10 an einer in Betriebslage obenliegenden Stelle ebenfalls mit dem Inneren des Rücklauf-Wasserkastens 4. Die Abstufung des Innenquerschnitts des Gehäuses 10 von der Mischkammer 26 zum Kurzschluss-Anschlusstutzen 11 ist als Ventilsitz 27 für die zugeordnete Eintrittsöffnung 28 zur Mischkammer 26 ausgebildet.

[0010] Der Rücklauf-Wasserkasten 4 ist mit dem Gehäuse 10 des Thermostats 10' einteilig aus Metall oder insbesondere aus Kunststoff in Druckguss bzw. Spritzguss ausgeformt, so dass sowohl die Herstellungskosten als auch das Gewicht der erfindungsgemässen Kühlvorrichtung niedrig sind. Dies wird auch dadurch begünstigt, dass das Gehäuse 10 des Thermostats 10' im Gegensatz zu seiner üblichen Anordnung am Gehäuse von Brennkraftmaschinen nicht dessen Höchsttemperatur, sondern äusserstens der Höchsttemperatur der Kühlflüssigkeit ausgesetzt ist, die wesentlich niedriger liegt und die Anwendung preisgünstiger Kunststoffe ermöglicht.

Ansprüche

Kühlvorrichtung für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen,

- bestehend aus einem Wärmetauscher (1) und einem Thermostat (10') für die temperaturabhängig anteilige Durchflussregelung der Kühlflüssigkeit durch den Wärmetauscher (1 ) und einen zum Wärmetauscher (1) parallelgeschalteten Kurzschluss (-Anschlussstutzen 11 ),

- wobei der Thermostat (10') ein mit der Wandung eines Rücklauf-Wasserraumes (4) des Wärmetauschers (1) einstückiges Gehäuse (10) mit je einer wechselweise gesteuerten Eintrittsöffnung (24 bzw. 28) aus dem Wärmetauscher (1) und aus dem Kurzschluss (-Anschlusstutzen 11) aufweist,

- das Gehäuse (10) des Thermostats (10') und der Verschlussdeckel (18) zur Einbauöffnung eine Zulaufkammer (23) bilden,

- die über radiale Öffnungen (24) im Gehäuse (10) mit dem Inneren des Rücklauf-Wasserraumes (4) verbunden ist,

- die Eintrittsöffnung (28) aus dem Kurschluss (-Anschlussstutzen 11), eine dieser (28) gegenüberliegende Einbauöffnung (Zulaufkammer 23) mit Verschlussdeckel (18) und einem dazwischenliegenden Thermostateinsatz (13) gleichachsig angeordnet sind und

- ein aussen anschliessender Austrittsstutzen (12) an der Wandung des Rücklauf-Wasserraumes (4) im Bereich des Gehäuses (10) einstückig angeformt ist,

- zwischen die Zulaufkammer (23) durchsetzenden Axial-Ansätzen (21) des Verschlussdekkels (18) und einer radialen Abstufung des Gehäuses (10) der radiale Befestigungsflansch (14) eines handelsüblichen Thermostateinsatzes (13) dichtend eingespannt ist,

- der in seinem Befestigungsflansch (14) ein Kühler-Ventilteller (16) für eine zugehörige Durchtrittsöffnung und ein der Eintrittsöffnung (28) des Kurzschluss-Anschlussstutzens (11) zugeordnetes Kurzschluss-Ventilteller (17) aufweist, dadurch gekennzeichnet,

- dass das Gehäuse (10) des Thermostats (10') etwa zylinderförmig ausgebildet ist und mit seiner Längsachse etwa parallel zur Luftdurchströmrichtung durch das Kühlerfeld (2) des luftdurchströmten Wärmetauschers (1) an einem die Wandung des Rücklaufwasserraumes bildenden Wasserkasten (4) angeformt ist,

- dass die den Verschlussdeckel (18) aufweisende Zulaufkammer (23) - in Luftdurchströmrichtung gesehen - auf einer Stirnseite und ein Kurzschluss-Anschlussstutzen (11) auf der anderen Stirnseite des Wasserkastens (4) aussen angeformt sind und

- dass die Zulaufkammer (23), die Mischkammer (26) und der Kurzschluss-Anschlussstutzen (11) als gleichachsige, in der vorstehenden Reihenfolge im Durchmesser abnehmende Zylinder-abschnitte ausgebildet sind.

Revendications

Dispositif de refroidissement pour moteurs à combustion interne à refroidissement liquide,

- dispositif constitué d'un échangeur thermique (1 ) et d'un thermostat (10'), pour la régulation de la partie du débit dépendant de la température du liquide de refroidissement à travers l'échangeur thermique (1), et d'une dérivation de court-circuit (tubulure de raccordement 11) branchée en parallèle sur l'échangeur thermique (1).

le thermostat (10') comportant un boîtier (10) venu d'une seule pièce avec la paroi d'une chambre d'eau de retour (4) de l'échangeur thermique (1 ), avec un orifice d'entrée (24 ou bien 28) desservi alternativement à partir de l'échangeur thermique (1 ) et à partir du court-circuit (tubulure de raccordement 11),

- le boîtier (10) du thermostat (10') et le couvercle de fermeture (18) pour l'ouverture de montage, constituant une chambre d'entrée (23),

- laquelle est reliée par l'intermédiaire d'orifices radiaux (24) dans le boîtier (10) avec l'intérieur de la chambre d'eau de retour (4),

- l'orifice d'entrée (28) à partir du court-circuit (tubulure de raccordement 11), une ouverture de montage (chambre d'entrée 23), placée en face de cet orifice (28), avec un couvercle de fermeture (18), et un équipement thermostatique interposé (13) sont disposés co-axialement,

- une tubulure de sortie (12) se raccordant extérieurement est formée d'une seule pièce sur la paroi de la chambre d'eau de retour (4) au voisinage du boîtier (10),

- entre les appendices axiaux (21), traversant la chambre d'entrée (23), du couvercle de fermeture (18) et un épaulement radial du boîtier (10) est bridée de façon étanche, la bride radiale de fixation (14) d'un équipement thermostatique courant du commerce (13),

- qui comporte sur sa bride de fixation (14) une tête de soupape de radiateur (16) pour un orifice traversant associé et une tête de soupape de court-circuit (17) associée à l'orifice d'entrée (28) de la tubulure de raccordement de court-circuit (11 ) dispositif caractérisé:

- en ce que le boîtier (10) du thermostat (10') est de forme à peu près cylindrique, et, avec son axe longitudinal à peu près parallèle à l'écoulement de l'air à travers le panneau de refroidissement (2) de l'échangeur thermique (1) parcouru par l'air, il est formé sur une caisse d'eau (4) constituant la paroi de la chambre d'eau de retour,

- en ce que la chambre d'entrée (23) pourvue du couvercle de fermeture - vue selon le sens du courant d'air traversant - est formée sur une face frontale de la caisse d'eau (4) tandis qu'une tubulure de raccordement de court-circuit (11 ) est formée sur une face frontale de cette caisse.

- en ce que la chambre d'entrée (23), la chambre de mélange (26), et la tubulure de raccordement de court-circuit (11) sont constituées par des tronçons de cylindres co-axiaux dont les diamètres décroissent selon la succession ci-dessus.

Claims

A cooling system for liquid-cooled internal combustion engines,

- comprising a heat-exchanger (1) and a thermostat (10') for the temperature-dependent regulation of flow of the cooling liquid through the heat-exchanger (1) and a short-circuit (- port 11) connected in parallel with the heat-exchanger (1),

- wherein the thermostat (10') has a housing (10) which is formed integrally with the wall of a return water chamber (4) of the heat-exchanger (1) and which comprises alternately-operated inlet openings (24; 28), one associated with the heat-exchanger (1) and the other with the short-circuit (-port 11 ),

- the housing (10) of the thermostat (10') and the closure cover (18) for the assembly opening from a supply chamber (23),

- which is connected by way of radial openings (24) in the housing (10) to the interior of the return water chamber (4),

- the inlet opening (28) from the short-circuit (- port 11) and an assembly opening (supply chamber 23) which is disposed opposite this inlet opening (28) and is provided with the closure cover (18) and an intermediate thermostat insert

(13) are arranged coaxially, and

- an externally-connected outlet port (12) is formed integrally on the wall of the return water chamber (4) in the zone of the housing (10),

- the radial fixing flange (14) of a standard thermostat insert (13) is clamped in a fluid-tight manner between the axial portions (21) of the closure cover (18) which extend through the supply chamber (23), and a radial stepped portion of the housing (10),

- which thermostat insert (13) incorporates in its fixing flange (14) a cooler valve disc (16) for an associated throughput opening as well as a short-circuit valve disc (17) associated with the inlet opening (28) of the short-circuit port (11), characterized in

- that the housing (10) of the thermostat (10') is of substantially cylindrical shape and is integrally formed on a water box (4) constituting the wall of the return-flow water chamber with its longitudinal axis disposed generally parallel to the direction of air-flow through the cooler zone (2) of the heat-exchanger (1) through which air flows,

- that, seen in the direction of flow of air, the supply chamber (23) comprising the closure cover (18) is integrally formed on the exterior of one end face of the water box (4), and a short-circuit port (11) is integrally formed on the exterior of the other end face of the water box, and

- that the supply chamber (23), the mixing chamber (26) and the short-circuit port (11) are formed as coaxial cylinder portions which diminish in diameter in the above-stated order.

Zeichnung