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Dokumentenidentifikation DE102006059371A1 19.07.2007
Titel An einem Zylinderblock angebrachter Ölkühler mit zwei Durchgängen
Anmelder GM Global Technology Operations, Inc., Detroit, Mich., US
Erfinder Ledbetter, Kelly B., Linden, Mich., US
Vertreter Manitz, Finsterwald & Partner GbR, 80336 München
DE-Anmeldedatum 15.12.2006
DE-Aktenzeichen 102006059371
Offenlegungstag 19.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.07.2007
IPC-Hauptklasse F01M 5/00(2006.01)A, F, I, 20070413, B, H, DE
Zusammenfassung Ein Wasser-Öl-Wärmeaustauscher oder -Kühler dient dazu, in einer Maschine mit einem Zylinderblock enthaltenes Öl zu kühlen. Der Kühler ist an dem Zylinderblock derart entfernbar befestigt, dass Öl direkt von dem Zylinderblock an den Kühler und von dem Kühler an den Zylinderblock übertragen wird. Der Kühler weist eine Architektur mit zwei Durchgängen auf.

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft Ölkühler für eine Fahrzeugmaschine und insbesondere einen Ölkühler mit zwei Durchgängen, der direkt an dem Zylindergehäuse oder dem Zylinderblock der Fahrzeugmaschine angebracht ist.

HINTERGRUNG DER ERFINDUNG

Moderne Fahrzeugmaschinen setzen Kühler oder Wärmeaustauscher ein, um das in der Maschine enthaltene Öl zu kühlen. Es ist wichtig, kühles Öl aufrecht zu erhalten, um die Schmiereigenschaften des Öls unter schwierigen Betriebsbedingungen aufrecht zu erhalten, wie beispielsweise unter hohen Maschinendrehzahlen oder einer hohen Maschinenlast. Ölkühler können in zwei Hauptgruppen kategorisiert werden, Luft-Öl und Wasser-Öl. Bei einem Luft-Öl-Kühler gelangt das zu kühlende Öl durch eine Serie von Rohren, die im Allgemeinen daran befestigte Kühlrippen aufweisen, welche dazu dienen, den Oberflächenbereich zu erhöhen, der verfügbar ist, um ein Kühlen zu bewirken. Der Luft-Öl-Kühler wird dann einer Luftströmung ausgesetzt, wie beispielsweise von einem Lüfter oder dem "Staudruckluft"-Effekt des sich bewegenden Fahrzeugs. Wenn die Luft über die Kühlrippen und Rohre gelangt, wird die Wärmeenergie des Öls durch den Luftstrom über Konvektion abgeführt. Da für den Betrieb des Luft-Öl-Kühlers eine Luftströmung erforderlich ist, werden die Luft-Öl-Kühler typischerweise in Bezug auf die Maschine entfernt angebracht.

Alternativ gelangt das zu kühlende Öl bei einer Variation des Wasser-Öl-Kühlers über eine erste Serie von gestapelten Platten, während Wasser oder Kühlmittel von der Maschine über eine zweite Serie von gestapelten Platten gelangt, die mit der ersten Serie verschachtelt ist, so dass ein Wärmetransfer zwischen dem Öl und dem Kühlmittel stattfinden kann. Der Öl-Wasser-Kühler ist typischerweise sehr effizient und kann somit hergestellt werden, um weniger Raum einzunehmen als der Luft-Öl-Kühler. Moderne Fahrzeugentwürfe geben jedoch dichtere Packungsanforderungen in dem Maschinenraum von Fahrzeugen vor, wodurch entfernt angebrachte Öl-Wasser-Kühler zur Norm werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es wird ein Ölkühler für eine Maschine mit einem Zylinderblock bereitgestellt. Der Ölkühler weist eine Basisplatte und mindestens eine Befestigungseinrichtung auf, die in der Lage ist, die Basisplatte direkt an dem Zylinderblock der Maschine entfernbar anzubringen. Der Kühler umfasst auch eine obere Platte. Zusätzlich sind mehrere Platten zwischen der Basisplatte und der oberen Platte angeordnet, um eine Kühlerausgestaltung mit zwei Durchgängen auszubilden. Die Basisplatte definiert eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung. Die erste Öffnung dient dazu, Öl von dem Zylinderblock an den Kühler zu übertragen, und die zweite Öffnung dient dazu, Öl von dem Kühler an den Zylinderblock zu übertragen. Die obere Platte umfasst ein daran befestigtes erstes und zweites Rohrformstück. Das erste Rohrformstück dient dazu, Kühlfluid an den Kühler zu übertragen, und das zweite Rohrformstück dient dazu, Kühlfluid von dem Kühler weg zu übertragen.

Die obigen Merkmale und Vorteile und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der geeignetsten Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leicht ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein seitlicher Aufriss eines Abschnitts eines Fahrzeuggetriebes und einer Fahrzeugmaschine, wobei an der Maschine ein an einem Block angebrachter Öl-Wasser-Kühler mit zwei Durchgängen gemäß der vorliegenden Erfindung befestigt ist;

2 ist ein Aufriss der Vorderseite des in 1 gezeigten Öl-Wasser-Kühlers mit zwei Durchgängen, der die Kühlmitteleinlass- und Kühlmittelauslassausgestaltung zeigt; und

3 ist ein Aufriss der Rückseite des in 1 und 2 gezeigten Öl-Wasser-Kühlers mit zwei Durchgängen, der die Öleinlass- und Ölauslassausgestaltung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Bezugnehmend auf die Figuren, in denen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten gleiche Komponenten bezeichnen, ist in 1 ein Abschnitt eines Fahrzeugantriebsstrangs 10 mit einer Maschine 12 und einem Getriebe 14 gezeigt. In Bezug auf ein Zylindergehäuse oder einen Zylinderblock 15 der Maschine 12 ist ein Maschinenölwärmeaustauscher oder Kühler 16 entfernbar angebracht. Der Kühler 16 weist eine Öl-Wasser-Ausgestaltung vom Plattentyp auf, wobei mehrere Platten 18 mit Kanälen ineinander verschachtelt sind und durch bekannte Verfahren, wie beispielsweise Löten, nacheinander befestigt sind. Die innere Struktur des Kühlers 16 ermöglicht, dass Kühlmittel 17, gezeigt in 2, und Öl 19, gezeigt in 3, derart in Wechselwirkung stehen, dass in dem Öl 19 enthaltene Wärmeenergie an das Kühlmittel 17 transferiert wird. Außerdem ist der Kühler 16 ein Kühler vom Typ mit zwei Durchgängen. Die Architektur mit zwei Durchgängen zwingt das Öl 19, zweimal über die Platten 18 zu gelangen, so dass ein größerer Umfang an Wärmetransfer im Vergleich zu einem Kühler mit einem Durchgang mit ähnlicher Größe und ähnlichem Aufbau stattfindet. Außerdem zwingt der Kühler 16 bei der bevorzugten Ausführungsform das Kühlmittel 17, zweimal über die Platten 18 zu gelangen, bevor es den Kühler 16 verlässt.

Bezugnehmend auf 2 ist ein Aufriss der Vorderseite des Kühlers 16 dargestellt, der ferner zusätzliche Aspekte des Kühlers 16 zeigt. Der Kühler 16 umfasst eine Basisplatte 20 und eine obere Platte 22, wobei die Mehrzahl von Platten 18 dazwischen angeordnet ist. Die Basisplatte 20 dient dazu, für den Kühler 16 eine Struktur bereitzustellen, wodurch die Befestigung des Kühlers 16 an dem Zylinderblock 15 vereinfacht wird. Die Basisplatte 20 dient dazu, die mit dem Befestigen des Kühlers 16 an dem Zylinderblock 15 in Verbindung stehenden Spannungen zu isolieren. Die Basisplatte 20 definiert mehrere Bohrungen 24, die ausreichend ausgestaltet sind, um eine Befestigungseinrichtung 26, wie beispielsweise eine Sechskantschraube, aufzunehmen. Fachleute werden andere Verfahren zum Befestigen der Basisplatte 20 an dem Zylinderblock 15 erkennen, wie beispielsweise Stift- und Mutterbefestigungstechniken. Außerdem umfasst die Basisplatte 20 ferner Maßnahmen, um die Strömung von ÖL 19 in den und aus dem Kühler 16 zu ermöglichen. Diese Maßnahmen werden hierin nachstehend in Bezug auf 3 beschrieben.

Ein im Wesentlichen rohrförmiges Winkelstück 28 ist in Bezug auf die obere Platte 22 angebracht und dient dazu, ein Fluid, wie beispielsweise das Kühlmittel 17, von dem Kühlsystem des Fahrzeugs an den Kühler 16 zu übertragen. Ein zweites im Wesentlichen rohrförmiges Winkelstück 30 ist in Bezug auf die obere Platte 22 angebracht und dient dazu, das Kühlmittel 17 von dem Kühler 16 an das Kühlsystem des Fahrzeugs zu übertragen. Die Rohrformstücke 28 und 30 sind ausreichend ausgestaltet, um ein Schlauchelement, nicht gezeigt, aufzunehmen. Eine im Wesentlichen ringförmige Lippe 32, 32' ist jeweils an den Rohrformstücken 28 und 30 bereitgestellt, um als ein Stopp zu dienen, wodurch der Eingriff der Rohrformstücke 28 und 30 mit den Schlauchelementen, nicht gezeigt, beschränkt wird. Außerdem ist ein im Wesentlichen ringförmiger Widerhaken 34, 34' in Bezug auf die Rohrformstücke 28 und 30 bereitgestellt und dient dazu, die Schlauchelemente, nicht gezeigt, in Bezug auf die Rohrformstücke 28 und 30 zu halten. Fachleute werden erkennen, dass die Rohrformstücke 28 und 30 in Abhängigkeit von den Anforderungen einer gegebenen Anwendung des Kühlers 16 anders als jene, die in 2 gezeigt sind, ausgerichtet sein können. Zusätzlich ermöglicht die Ausgestaltung mit zwei Durchgängen des Kühlers 16 den Rohrformstücken 28 und 30, an der oberen Platte 22 im Wesentlichen benachbart zueinander vorgesehen zu sein, wodurch ein dichteres Packen ermöglicht wird. Die Pfeile, die das Kühlmittel 17 bzw. das Öl 19 in 2 bzw. 3 darstellen, zeigen die Natur mit zwei Durchgängen des Kühlers 16. Die innere Ausgestaltung des Kühlers 16 zwingt das Kühlmittel 17 und 19 durch nur einen Teil des Kühlers 16, wodurch das Kühlmittel 17 und das Öl 19 gezwungen werden, zweimal die Länge des Kühlers 16 zu durchströmen.

Bezugnehmend auf 3 ist ein Aufriss der Rückseite des Kühlers 16 gezeigt, der verschiedene Merkmale der Basisplatte 20 darstellt. Die Basisplatte 20 definiert eine erste Öffnung 36 und eine zweite Öffnung 38, die dazu dienen, Öl 19 in den bzw. aus dem Kühler 16 zu übertragen. Die Basisplatte 20 weist eine im Wesentlichen kreisförmige Rille oder einen im Wesentlichen kreisförmigen Kanal 40 auf, die oder der darin ausgebildet ist. Der Kanal 40 ist in der Lage, eine elastomere O-Ring-Dichtung 42 aufzunehmen. Ähnlich weist die Basisplatte 20 eine im Wesentlichen kreisförmige Rille oder einen im Wesentlichen kreisförmigen Kanal 44 auf, die oder der darin ausgebildet ist und dazu dient, einen elastomeren O-Ring oder eine elastomere Dichtung 46 aufzunehmen. Die Dichtungen 42 und 46 dienen dazu, einen Verlust von Öl 19 zwischen dem Zylinderblock 15 und dem Kühler 16 zu verhindern. Fachleute werden erkennen, dass andere Dichtungsverfahren statt der Dichtungen 42 und 46 eingesetzt werden können, wie beispielsweise eine bei Raumtemperatur vulkanisierende Dichtungsmasse (RTV-Dichtungsmasse), eine gefangene Dichtung etc. Im Betrieb gelangt das Öl 19 von einem durch den Zylinderblock 15 definierten vorbestimmten Öldurchgang 48 durch die Öffnung 36 direkt in den Kühler. Nach dem Abkühlen tritt das sich in dem Kühler 16 befindende Öl 19 dann durch die Öffnung 38 aus dem Kühler aus und gelangt in einen anderen durch den Zylinderblock 15 definierten vorbestimmten Öldurchgang 48' zurück.

Durch direktes Anbringen des Kühlers 16 an dem Zylinderblock 15 werden die zum Übertragen von Öl 19 zu einem entfernt angebrachten Kühler erforderlichen zusätzlichen Schläuche und Klemmelemente stark reduziert. Außerdem wird das Volumen oder der Raum, das oder der für das Paket des Kühlers 16 erforderlich ist, durch Bereitstellen des kompakten Kühlers 16 mit einer Architektur mit zwei Durchgängen im Vergleich zu dem viel größeren Kühler mit einem Durchgang reduziert, der erforderlich ist, um ähnliche Wärmeabfuhrfähigkeiten für einen gegebenen Öldruckabfall über dem Kühler zu erreichen.

Während die geeignetsten Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung ausführlich beschrieben wurden, werden Fachleute, die diese Erfindung betrifft, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen zum Ausführen der Erfindung innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche erkennen.


Anspruch[de]
Maschine, umfassend:

einen Zylinderblock, der einen ersten Öldurchgang und einen zweiten Öldurchgang definiert;

einen Kühler, der direkt an dem Zylinderblock entfernbar angebracht ist, wobei der Kühler in direkter Fluidverbindung mit dem ersten und dem zweiten Öldurchgang steht;

wobei der Kühler in der Lage ist, Öl direkt von dem ersten Öldurchgang aufzunehmen, und der Kühler in der Lage ist, das Öl direkt an den zweiten Durchgang zu übertragen;

wobei der Kühler dazu dient, Wärmeenergie von dem Öl in dem Kühler an ein Kühlfluid in dem Kühler zu transferieren; und

wobei der Kühler eine Ausgestaltung mit zwei Durchgängen aufweist.
Maschine nach Anspruch 1, wobei der Kühler eine Basisplatte umfasst, wobei die Basisplatte in der Lage ist, den Kühler direkt an dem Zylinderblock entfernbar anzubringen. Maschine nach Anspruch 2, wobei die Basisplatte eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung definiert, wobei die erste Öffnung in der Lage ist, Öl von dem ersten Öldurchgang an den Kühler zu übertragen, und die zweite Öffnung in der Lage ist, Öl von dem Kühler an den zweiten Durchgang zu übertragen. Maschine nach Anspruch 3, wobei die ersten und zweiten Öffnungen mit elastomeren O-Ringen abgedichtet sind. Maschine nach Anspruch 1, wobei der Kühler ferner eine obere Platte mit einem daran befestigten ersten und zweiten Rohrformstück umfasst, wobei das erste Rohrformstück in der Lage ist, das Kühlfluid an den Kühler zu übertragen, und das zweite Rohrformstück in der Lage ist, das Kühlfluid von dem Kühler weg zu übertragen. Maschine nach Anspruch 1, wobei der Kühler durch mehrere Befestigungseinrichtungen entfernbar an dem Zylinderblock angebracht ist. Ölkühler für eine Maschine mit einem Zylinderblock, wobei der Öl-kühler umfasst:

eine Basisplatte;

mindestens eine Befestigungseinrichtung, die in der Lage ist, die Basisplatte direkt an dem Zylinderblock der Maschine entfernbar anzubringen;

eine obere Platte; und

mehrere Platten, die zwischen der Basisplatte und der oberen Platte angeordnet sind, wobei die mehreren Platten eine Kühlerausgestaltung mit mehreren Durchgängen ausbilden.
Ölkühler nach Anspruch 7, wobei die Basisplatte eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung definiert, wobei die erste Öffnung in der Lage ist, Öl von dem Zylinderblock an den Kühler zu übertragen, und die zweite Öffnung in der Lage ist, Öl von dem Kühler an den Zylinderblock zu übertragen. Kühler nach Anspruch 8, wobei die ersten und zweiten Öffnungen mit elastomeren O-Ringen abgedichtet sind. Maschine nach Anspruch 7, wobei die obere Platte ein daran befestigtes erstes und zweites Rohrformstück umfasst, wobei das erste Rohrformstück in der Lage ist, Kühlfluid an den Kühler zu übertragen, und das zweite Rohrformstück in der Lage ist, Kühlfluid von dem Kühler weg zu übertragen. Ölkühler für eine Maschine mit einem Zylinderblock, wobei der Öl-kühler umfasst:

eine Basisplatte;

mindestens eine Befestigungseinrichtung, die in der Lage ist, die Basisplatte direkt an dem Zylinderblock der Maschine entfernbar anzubringen;

eine obere Platte;

mehrere Platten, die zwischen der Basisplatte und der oberen Platte angeordnet sind, wobei die mehreren Platten eine Kühlerausgestaltung mit zwei Durchgängen ausbilden;

wobei die Basisplatte eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung definiert, wobei die erste Öffnung in der Lage ist, Öl direkt von dem Zylinderblock an den Kühler zu übertragen, und die zweite Öffnung in der Lage ist, das Öl direkt von dem Kühler an den Zylinderblock zu übertragen; und

wobei die obere Platte ein daran befestigtes erstes und zweites Rohrformstück umfasst, wobei das erste Rohrformstück in der Lage ist, Kühlfluid an den Kühler zu übertragen, und das zweite Rohrformstück in der Lage ist, das Kühlfluid von dem Kühler weg zu übertragen.
Kühler nach Anspruch 11, wobei die ersten und zweiten Öffnungen mit elastomeren O-Ringen abgedichtet sind.






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