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Dokumentenidentifikation DE19706893A1 27.08.1998
Titel Scheibenölkühler
Anmelder Behr GmbH & Co, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Armbruster, Horst, 75428 Illingen, DE
Vertreter Patentanwälte Wilhelm & Dauster, 70174 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 21.02.1997
DE-Aktenzeichen 19706893
Offenlegungstag 27.08.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.08.1998
IPC-Hauptklasse F01M 5/00
IPC-Nebenklasse F28D 9/00   
Zusammenfassung Der für den Kaltstart vorgesehene Einbau eines Überdruckventils in Scheibenölkühler bekannter Art ist sowohl in der Herstellung als auch bei der Montage aufwendig.
Es wird vorgeschlagen, das Ventil mit einem unmittelbar in die Verbindungsöffnung zwischen einer Eintrittskammer und dem vom Öl durchströmten Hohlraum einsteckbaren Schaft zu versehen, den Schaft zur Aufnahme einer koaxial angeordneten auf den Ventilverschluß wirkenden Druckfeder auszunützen und den Schaft im Bereich der Verbindungsöffnung mit mindestens einer Sollknickstelle der Art zu versehen, daß sich die Schaftwandung beim Auftreffen des Schaftendes auf einen Widerstand bleibend nach außen verformt und das Ventil in der Verbindungsöffnung sichert.
Verwendung für Scheibenölkühler von Kraftfahrzeugmotoren.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen Scheibenölkühler für einen Fahrzeugmotor mit einem Gehäuse mit Anschlüssen für die Zu- und Abfuhr eines Kühlmittels und mit mehreren im Abstand übereinander angeordneten Hohlräumen, die fluchtend zu einer Zutrittsöffnung in einer Eintrittskammer jeweils mit Zulauföffnungen und versetzt dazu mit untereinander fluchtenden Austrittsöffnungen für das zu kühlende Öl versehen sind, die über ein in eine zusätzliche Verbindungsöffnung zwischen der Eintrittskammer und dem ersten Hohlraum eingesetztes Ventil beim Kaltstart des Fahrzeugmotors den direkten Rücklauf des Öls ermöglichen.

Ein Scheibenölkühler dieser Art ist aus der DE 41 28 153 C2 bekannt. Dort hat man für den Fall des sogenannten Kaltstartes, wenn also noch relativ kaltes und viskoses Öl vorliegt, das einem zu großen Druckverlust unterliegen würde, wenn es durch die Hohlräume des Scheibenölkühlers umgelenkt werden müßte, ein Ventil vorgesehen, das die unmittelbare Durchströmung der Hohlräume ohne die Ölumlenkung ermöglicht. Dieses dort vorgesehene Ventil besteht aus einem Blattfederstreifen, der an einem Ende mit einer Kugelkalotte als Ventilstück versehen ist und mit letzterer eine kreisförmige Öffnung in der Stirnwand des Gehäuses und der Wandung des ersten Hohlraumes des Scheibenpaketes verschließt. Dieser Blattfederstreifen muß mit einem Sockelstück eingesetzt werden, was relativ aufwendig ist, da zum einen der gesonderte Einbauvorgang notwendig ist, zum anderen aber auch Toleranzen eingehalten werden müssen, um sicherzustellen, daß die Kugelkalotte die vorgesehene Öffnung auch dicht abschließt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen vereinfachten Scheibenölkühler dieser Art zu schaffen, bei dem ein wesentlich einfacherer Einbau des unter dem erhöhten Druck von noch kaltem Öl öffnenden Ventils möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Scheibenölkühler der eingangs genannten Art vorgesehen, daß das Ventil mit einem unmittelbar in die Verbindungsöffnung einsteckbaren und in den Hohlraum ragenden Schaft versehen ist, daß der Schaft eine koaxial zu seiner Achse angeordnete auf den Ventilverschluß wirkende Druckfeder aufnimmt, und daß er im Bereich der Verbindungsöffnung mit mindestens einem nach außen knickenden Wandbereich versehen ist, der sich beim Auftreffen des Schaftendes auf einen Widerstand bleibend verformt und am Rand der Verbindungsöffnung anliegt.

Durch diese Ausgestaltung genügt es zum Einbau dieses Ventils, dessen Schaft in die vorhandene Verbindungsöffnung einzuführen und das Schaftende auf einen Widerstand treffen zu lassen, beispielsweise auf ein zur Montage verwendetes Werkzeug, so daß dann durch weiteren Druck auf den Kopf des Ventils die Sollknickstelle nachgibt und sich zumindest ein Bereich der Schaftwand bleibend nach außen verformt und an dem inneren Rand der Verbindungsöffnung anliegt. Das Ventil ist damit in einfacher Weise dauerhaft montiert.

Für das Ventil sind verschiedene Ausführungsformen möglich. Bei einer ersten Ausführungsform ist in Weiterbildung der Erfindung der Schaft des Ventils mit einer im wesentlichen zylindrischen Wand ausgestattet, die in einen mit dem Ventilverschluß versehenen Deckel übergeht und im Bereich dieses Deckels mit einer umlaufenden Querschnittsschwächung versehen ist. Diese Ausgestaltung führt nach dem Einsetzen des Ventils zu einem satten Anliegen des Deckelbereiches, wobei in Weiterbildung der Erfindung dieser Deckel als ein nach außen über die Wand des Schaftes überstehender Flansch ausgebildet sein kann, der mit der Trennwand zwischen Eintrittskammer und erstem Hohlraum dicht verbindbar ist, vorzugsweise dadurch, daß er auf der der Trennwand zugewandten Seite gummiert ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann bei dieser Ausführungsform an dem vom Deckel abgewandten freien Ende der Wand des Schaftes ein nach innen abstehender Kragen vorgesehen sein, auf dem sich die als Wendelfeder ausgebildete Druckfeder mit einem Ende abstützt, die mit ihrem anderen Ende an einer Ventilplatte anliegt, die mit einer Öffnung im Deckel den Ventilverschluß bildet.

Bei einer anderen möglichen Ausführungsform der Erfindung kann der Schaft als mindestens ein U-förmiger Bügel ausgebildet sein, der mit seinen beiden Schenkeln an einem in der Eintrittskammer die Verbindungsöffnung überdeckenden Flansch angebracht ist. Auch dieser Bügel läßt sich bei der Eindrückmontage entsprechend verformen. In Weiterbildung der Erfindung kann dabei der Flansch mit dem Ventilverschluß versehen sein und der Bügel mindestens einseitig im Bereich des Flansches eine Sollknickstelle aufweisen. Zweckmäßig ist er auf beiden Seiten mit einer Sollknickstelle versehen, so daß dadurch eine gleichmäßige Fixierung und Abdichtung des Flansches an der Verbindungsöffnung eintritt.

In Weiterbildung der Erfindung kann dabei der Stegteil des U-Bügels ein Ende einer wendelförmigen Druckfeder aufnehmen, deren anderes Ende an einer mit einer zentralen Öffnung im Flansch den Ventilverschluß bildenden Ventilplatte anliegt.

Die Erfindung ist anhand von zwei Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend anhand dieser Ausführungsbeispiele beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 die teilweise aufgeschnittene Seitenansicht eines Scheibenölkühlers nach der Erfindung,

Fig. 2 die Draufsicht auf den Scheibenölkühler der Fig. 1,

Fig. 3 die Draufsicht auf das in den Scheibenölkühler der Fig. 1 und 2 eingesetzte Ventil,

Fig. 4 den Schnitt durch das Ventil der Fig. 3, in der linken Hälfte vor der Ventilmontage und in der rechten Hälfte in der Form nach der Ventilmontage,

Fig. 5 die Ansicht des Ventils nach Fig. 4 in Richtung des Pfeiles 5 gesehen und

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform eines Ventils in einer Darstellung ähnlich Fig. 4.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Stapelölkühler nach der Erfindung gezeigt, der in bekannter Weise aus mehreren ineinander gestapelten schalenförmigen Scheiben 1 besteht, die an ihren äußeren Rändern sich gegenseitig überlappen und dort abgedichtet sind. Diese Übereinandergestapelten Schalen 1 bilden auf diese Weise Hohlräume 2 bzw. 3, von denen jeweils aneinander angrenzende Hohlräume von unterschiedlichen Medien durchströmt werden. Jeweils ein Teil der Hohlräume 3 wird dabei von einem Kühlmittel durchströmt, das durch den Anschluß 4 zugeführt und durch den Anschluß 5 wieder abgeführt wird.

Das zu kühlende Öl wird in nicht näherer, weil bekannter Weise, einer Eintrittskammer 6 im Sinn des Pfeiles 7 zugeführt, was in bekannter Weise dadurch geschieht, daß diese Eintrittskammer 6 unmittelbar an einer hier nicht gezeigten Fläche am Motorblock oder an einem Ölfilter angelegt wird. Das zu kühlende Öl tritt von der Eintrittskammer 6 aus über eine Öffnung 8 in den obersten Hohlraum 2 ein und strömt von dort auf die gegenüberliegende Seite und dann im Sinn des Pfeiles 9 nach unten zu einer Auslaßöffnung 11 und von dort wiederum im gekühlten Zustand in bekannter Weise durch eine zentrale Hülse 10 nach oben zurück zum Motor. In die Eintrittskammer 6 ist ein Ventil 12 eingesetzt, das im einzelnen in den Fig. 3 bis 5 vergrößert dargestellt ist. Dieses Ventil 12 sitzt dabei in einer Verbindungsöffnung 13 in einer Trennwand 14 zwischen der Eintrittskammer 6 und dem obersten Hohlraum 2, wie das in Fig. 4 auch angedeutet ist. Es ragt beim Ausführungsbeispiel durch zwei im einzelnen nicht näher dargestellte Rückflußöffnungen der Hohlräume 2 hindurch und ermöglicht daher, wenn es geöffnet ist, den direkten Durchlauf von in der Eintrittskammer 6 anstehendem Öl über die Öffnung 11 zur Hülse 10, wie das mit dem Pfeil 9' angedeutet ist. Dieser Vorgang tritt insbesondere beim Kaltstart des Motors ein, wenn das in die Kammer 6 gelangende Öl noch kalt und daher sehr zäh ist. Der dadurch entstehende höhere Druck in der Kammer 6 führt zum Öffnen des Ventils 12 und zur direkten Rückführung des Öls wieder zum Motor. Das Ventil 12 schließt, wenn der Öldruck durch die Erwärmung desselben niedriger geworden ist. Das Öl tritt dann über die Öffnung 8 in das Innere der Hohlräume 2 ein und wird daher in diesen Hohlräumen, die auch noch mit Turbulenzeinlagen versehen sein können, jeweils nach links (Fig. 1) umgelenkt und verläßt die Hohlräume koaxial oder etwa koaxial zu der Verbindungsöffnung 13 bzw. zum Ventil 12.

Wie die Fig. 3 bis 5 zeigen, ist dieses Ventil 12 als ein Einbauteil, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Stapelscheiben 1, d. h. vorzugsweise aus Aluminium hergestellt, und zwar - wie die linke Hälfte der Fig. 4 zeigt - mit einem im wesentlichen zylindrischen Schaft 15 versehen, der oben in einen einen Deckel für den Schaft 15 bildenden Flansch 16 übergeht. Dieser Flansch kann auf seiner der Trennwand 14 zugewandten Seite gummiert sein. Der Schaft 15 ist an seinem unteren freien Ende mit einer rinnenförmigen Ausnehmung 18 versehen, die beispielsweise durch ein entsprechendes Einbördeln geschaffen werden kann und in dieser umlaufenden rinnenförmigen Nut 18 ist ein Ring 17 eingesetzt, an dem sich eine wendelförmige Druckfeder 20 mit ihrem unteren Ende abstützt. Das obere Ende dieser wendelförmigen Druckfeder liegt an einer Ventilplatte 21 an, die zusammen mit der Öffnung 22 im Flansch 16 einen Ventilverschluß bildet. Ist dieser Ventilverschluß geöffnet, dann ist der Raum innerhalb des Schaftes 15 nach unten offen, wobei zweckmäßig die lichte Weite 19 des Ringes 17 dem Durchmesser der Öffnung 22 entspricht. Die Ventilplatte 21 ist in Fig. 5 nicht dargestellt.

Die innere Wandung des Schaftes 15 ist mit einer umlaufenden Nut 23 versehen, die somit auf der Innenseite der Schaftwandung eine Sollknickstelle bildet.

Die rechte Hälfte der Fig. 4 zeigt, daß die Wandung des Schaftes 15 bei der Montage des Ventils 12 nach außen geknickt wird, was dadurch erreicht wird, daß das untere Ende der Wandung 15 beim Einsetzen des Ventils auf einen Widerstand, beispielsweise auf eine von einem nicht gezeigten Werkzeug zur Verfügung gestellte Gegenfläche, auftrifft, so daß die Wand gestaucht wird und damit, wie in der rechten Hälfte der Fig. 4 gezeigt ist, nach außen knickt. Diese ausgeknickte Wand legt sich damit am Rand der Öffnung 13 an der Trennwand 14 an und fixiert auf diese Weise den Flansch 16 und damit das Ventil 12 an dieser Trennwand 14. Dieser Stauchvorgang wird dabei durch Eindrücken des Ventils in den bereits fertig verlöteten Scheibenölkühler erreicht. Die Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Ventiles 12' insofern, als hier kein zylindrischer Schaft, sondern ein U-förmiger Bügel 24 vorgesehen ist, dessen beide Schenkel mit dem Flansch 16' verbunden sind. An dem unteren Quersteg 25 des Bügels 24 liegt das untere Ende der wendelförmigen Druckfeder 20' an, deren oberes Ende wiederum auf die Ventilplatte 21' drückt, die mit der Öffnung 22' zusammen den Ventilverschluß bildet. Analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 4 wird hier durch Anordnung einer nicht näher gezeigten Sollknickstelle ein Ausknicken des Schenkels 26 in die Lage 26' erreicht, wenn beim Einsetzen des Ventils 12' in der in der linken Hälfte der Fig. 6 gezeigten Lage ein Druck auf den Bügel im Sinn der gegeneinander gerichteten Pfeile 27 ausgeübt wird. Dies kann durch das Anlegen einer Gegenfläche geschehen, die Teil eines nicht näher gezeigten Werkzeuges ist und die schematisch mit dem Bezugszeichen 28 gekennzeichnet ist. Das Werkzeug kann z. B. mit einem Schaft von unten her durch die Öffnung 13 geführt sein. Durch eine solche Kraft knickt der Schenkel 26 in die Lage 26' (Fig. 6 rechts) aus und legt sich mit seinem oberen Bereich an der Unterseite der Trennwand 14 im Bereich der Öffnung 13 an. Auch diese Ausführungsform ist einfach herzustellen und zu montieren. Sie kann, da die diametral gegenüberliegenden Schenkel an der Trennwand 14 anliegen, auch eine gute Fixierung des Flansches 16' an der Trennwand 14 gewährleisten, die durch die bleibende Verformung der Schenkel 26 in der in der Fig. 6 auf der rechten Seite gezeigten Art eintritt. Da auch bei diesem Beispiel der Flansch 16' auf seiner der Trennwand 14 zugewandten Seite gummiert sein kann, sitzt das Ventil auch dicht an der Trennwand 14. Es wird aber auch erkennbar, daß die Ausführungsform nach Fig. 4, bei der ein kreisförmiges Anliegen der Wände des Schaftes eintritt, in der Art einer Niete eine sehr feste Fixierung des Flansches 16 ergibt.


Anspruch[de]
  1. 1. Scheibenölkühler für einen Fahrzeugmotor mit einem Gehäuse mit Anschlüssen (4, 5) für die Zu- und Abfuhr eines Kühlmittels und mit mehreren im Abstand übereinander angeordneten Hohlräumen (2), die fluchtend zu einer Eintrittsöffnung (8) einer Eintrittskammer (6) jeweils mit Zulauföffnungen und versetzt dazu mit fluchtenden Austrittsöffnungen für das zu kühlende Öl versehen sind, die über ein in eine zusätzliche Verbindungsöffnung (13) zwischen Eintrittskammer (6) und dem ersten Hohlraum (2) eingesetztes Ventil (12) beim Kaltstart des Fahrzeugmotors den direkten Rücklauf des Öls ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (12, 12') mit einem unmittelbar in die Verbindungsöffnung (13) einsteckbaren und in den Hohlraum (2) ragenden Schaft (15, 24) versehen ist, daß der Schaft eine koaxial zu seiner Achse angeordnete, auf den Ventilverschluß (21, 22, 21', 22') wirkende Druckfeder (20, 20') aufnimmt, und daß er im Bereich der Verbindungsöffnung (13) mit mindestens einer Sollknickstelle (23, 23') versehen ist, die beim Auftreffen des Schaftendes auf einen Widerstand eine Verformung eines Wandbereiches nach außen bewirkt, die sich am Rand der Verbindungsöffnung (13) anlegt.
  2. 2. Scheibenölkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft (15) des Ventils (12) mit einer im wesentlichen zylindrischen Wand ausgestattet ist, die in einen mit dem Ventilverschluß (21, 22) versehenen Deckel (16) übergeht und im Bereich dieses Deckels mit einer umlaufenden Querschnittsschwächung (23) versehen ist.
  3. 3. Scheibenölkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsschwächung in der Form einer an der Innenseite der Wand (15) des Schaftes umlaufenden Nut (23) ausgebildet ist.
  4. 4. Scheibenölkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel als ein nach außen über die Wand des Schaftes (15) überstehender Flansch (16) ausgebildet ist, der mit der Trennwand (14) zwischen der Eintrittskammer (6) und dem ersten Hohlraum (2) dicht verbindbar ist.
  5. 5. Scheibenölkühler nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (16, 16') auf seiner der Trennwand (14) zugewandten Seite gummiert ist.
  6. 6. Scheibenölkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem vom Deckel (16) abgewandten freien Ende der Wand des Schaftes (15) ein nach innen abstehender Kragen (17) vorgesehen ist, auf dem sich die als Wendelfeder ausgebildete Druckfeder (20) mit einem Ende abstützt.
  7. 7. Scheibenölkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (20) mit ihrem anderen Ende an einer Ventilplatte (21) anliegt, die mit einer Öffnung (22) im Deckel (16) den Ventilverschluß bildet.
  8. 8. Scheibenölkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der nach innen abstehende Kragen von einem in die Schaftinnenwandung eingesetzten Ring (17) gebildet ist.
  9. 9. Scheibenölkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft als mindestens ein U-förmiger Bügel (24) ausgebildet ist, der mit seinen beiden Schenkeln (26) an einem in der Eintrittskammer die Verbindungsöffnung (13) überdeckenden Flansch (16') angebracht ist.
  10. 10. Scheibenölkühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (16') mit dem Ventilverschluß (21', 22') versehen ist und der Bügel (24) mindestens einseitig im Bereich des Flansches (16') eine Sollknickstelle (23') aufweist.
  11. 11. Scheibenölkühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stegteil (25) des U-Bügels (24) ein Ende einer wendelförmigen Druckfeder (20') aufnimmt.
  12. 12. Scheibenölkühler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende der Druckfeder (20') an einer mit einer zentralen Öffnung (22') im Flansch (16') den Ventilverschluß bildenden Ventilplatte (21') anliegt.






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