DE940328C

DE940328C - Lubricating oil cooler for adjusting the temperature of the lubricating oil to that of the coolant in motor vehicle engines

Info

Publication number: DE940328C
Application number: DEB5026D
Authority: DE
Inventors: Fritz Fiedler; Karl Schaefer; Werner Dipl-Ing Strobel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1941-09-07
Filing date: 1941-09-07
Publication date: 1956-03-15

Description

Schmierölkühler zum Angleichen der Temperatur des Schmieröles an die des Kühlmittels bei Kraftfahrzeugmotoren Brennkraftmaschinen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, werden bekanntermaßen mit Wärmeaustauschern ausgerüstet, die zwischen dem für die Versorgung der Lagerstellen der Maschine bestimmten Schmieröl und dem zur Kühlung der Verbrennungsräume dienenden Kühlmittel einen Temperaturausgleich schaffen. Durch diese Einrichtungen wird einmal bei Inbetriebnahme der noch kalten Maschinen ein schnelles Aufheizen des zähflüssigen, kalten Schmieröles bewirkt, zum anderen das Auftreten von Temperaturspannungen im Motorgehäuse verhindert und insbesondere bei starker Beanspruchung der Brennkraftmaschine, also beispielsweise bei hohen Fahrgeschwindigkeiten auf der Autobahn oder auf langen Steigungen im Gebirge, erreicht, daß die Temperatur des Schmiermittels nur unwesentlich über die Kühlwassertemperatur ansteigen kann und daher in durchaus zulässigen Grenzen bleibt.Lube oil cooler to adjust the temperature of the lube oil to the of the coolant in motor vehicle engines internal combustion engines, in particular for motor vehicles, are known to be equipped with heat exchangers that are between the Supply of the bearing points of the machine and the lubricating oil intended for cooling the coolant used in the combustion chambers create a temperature equalization. By these facilities are switched on once the machines are still cold rapid heating of the viscous, cold lubricating oil causes, on the other hand that The occurrence of temperature stresses in the motor housing is prevented, and in particular with heavy load on the internal combustion engine, for example at high driving speeds on the highway or on long inclines in the mountains, that the temperature reaches of the lubricant can only rise insignificantly above the cooling water temperature and therefore remains within permissible limits.

Zur Herbeiführung dieses Temperaturausgleiches zwischen dem Schmier- und Kühlmittel ist bereits vorgeschlagen worden, die ölwanne des Motors doppelwandig auszuführen und den dadurch entstehenden Hohlraum in den Kühlwasserraum einzubeziehen. Derartige Motorgehäuse sind aber verhältnismäßig teuer und schwer.To bring about this temperature equalization between the lubricant and coolant has already been proposed, the oil pan of the engine double-walled and to include the resulting cavity in the cooling water space. Such motor housings are relatively expensive and heavy.

Bei einem anderen bekannten Wärmeaustauscher werden die Kühlmittel führenden Rohre im ölvorrat der Ölwanne oder umgekehrt die das Schmiermittel führenden Rohre im Wasserraum des Motorkühlers untergebracht. Das erfordert lange Rohrleitungen, die bei den im Fahrbetrieb auftretenden Erschütterungen leicht zu Bruch gehen können.In another known heat exchanger, the coolants leading pipes in the oil reservoir the oil pan or vice versa the that Pipes carrying lubricant are housed in the water space of the engine cooler. That requires long pipelines, which are affected by the vibrations that occur while driving can easily break.

Schließlich ist es an sich auch bekannt, die Schmiermittelleitung von Kraftfahrzeugmotoren zu einem vom Kühlmittel umflossenen Hohlraum zu erweitern, wobei die Trennwand zwischen Schmieröl und Kühlmittel aus einem glatten oder auch aus einem Wellrohr besteht. Diese Ausführungsformen, bei denen die Rohre in der Regel eingewalzt werden, weisen große Abmessungen auf und erschweren die Wartung des Ölkühlers bzw. den Austausch einzelner Teile.Finally, it is also known per se, the lubricant line to expand motor vehicle engines to a cavity surrounded by coolant, whereby the partition between lubricating oil and coolant consists of a smooth or even consists of a corrugated pipe. These embodiments, in which the tubes in the Are usually rolled in, have large dimensions and make maintenance difficult the oil cooler or the replacement of individual parts.

Um den Aufbau zu verringern und im übrigen neben einem guten Wärmeübergang ein leichtes Auseinandernehmen der Einzelteile des Wärmetauschers zu erreichen, wird nach der Erfindung das Wellröhr an einem Ende durch einen Stopfen verschlossen und am anderen Ende mit einem Endstück durch eine Verschraubung in einem Verteilerblock befestigt, welcher zugleich ein zweites, in das Wellrohr ragendes Rohr geringeren Durchmessers trägt. Erfindungsgemäß dient hierbei der Verteilerblock einerseits zur Befestigung des Ölkühlers und andererseits zur Zuführung des Schmieröles in den zwischen Wellrohr und Innenrohr liegenden Raum bzw. zur Abführung des Schmieröles aus dem Innenrohr. Die Verschraubung schließt dabei einen Raum für das Schmiermittel ein, aus dem letzteres durch Leitungen nach den Lagerstellen gelangt und in dem ein Überdruckventil angeordnet ist, das bei unzulässig hohem Druckanstieg im Ölkühler dem Öl den Weg nach den Lagerstellen über Öffnungen in einer Scheibe unmittelbar freigibt.To reduce the build-up and, moreover, in addition to good heat transfer to achieve an easy dismantling of the individual parts of the heat exchanger, According to the invention, the corrugated tube is closed at one end by a plug and at the other end with an end piece through a screw connection in a distribution block attached, which at the same time a second tube protruding into the corrugated pipe smaller Diameter carries. According to the invention, the distributor block is used here on the one hand for fastening the oil cooler and, on the other hand, for supplying the lubricating oil in the space between the corrugated pipe and the inner pipe or for draining off the lubricating oil from the inner tube. The screw connection closes a space for the lubricant one, from which the latter arrives through lines to the bearings and in which a pressure relief valve is arranged, which in the event of an impermissibly high pressure increase in the oil cooler the oil finds its way directly to the bearings via openings in a disk releases.

Weiterhin kann das Wellrohr erforderlichenfalls an seinem mit einem Stopfen verschlossenen Ende durch einen Schraubenbolzen gehalten sein. Ferner kann das Innenrohr im Wellrohr durch Blattfedern abgestützt werden.Furthermore, the corrugated pipe, if necessary, on his with a Plug closed end be held by a screw bolt. Furthermore can the inner pipe in the corrugated pipe are supported by leaf springs.

Die Vorteile dieser neuen Aufbauform bestehen, wie bereits angedeutet, im wesentlichen darin, daß der Wärmeaustauscher leicht ausgebaut, gereinigt oder durch einen anderen ersetzt Werden kann. Ferner wird durch die hohe Durchflußgeschwindigkeit des Öles durch die schraubenförmigen Kanäle der Bildung von den Wärmeübergang störenden Grenzschichten weitgehendst entgegenwirkt.The advantages of this new design are, as already indicated, essentially that the heat exchanger is easily removed, cleaned or can be replaced by another. Furthermore, due to the high flow rate of the oil through the helical channels of the formation of the heat transfer disruptive Counteracts boundary layers as much as possible.

In der Zeichnung ist im Schnitt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine dargestellt.The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention in section shown for a water-cooled internal combustion engine.

In dem Kühlwasserraum des Motorblockes i ist ein Wellrohr 2 eingeführt, das vom Kühlwasser allseitig umspült wird. An dem linken Ende ist es dicht in ein Endstück 3 eingepreßt oder eingelötet, am rechten Ende ist das Wellrohr 2 durch einen Stopfen q. abgeschlossen. Im Innern des Wellrohres 2 befindet sich ein glattes Rohr 5, das im Durchmesser etwas kleiner als das Rohr 2 ist und durch Blattfedern 6 gehalten ist, die ein Klappern des Rohres 5 im Rohr 2 verhüten. Das von der Ölpumpe herkommende Öl wird durch die Bohrung 7 im Kurbelgehäuse oder Zylinderblock zum Schmierölkühler geleitet und strömt von dort nach den gewünschten Stellen. Damit der Schmierölkühler leicht gereinigt und ausgewechselt werden kann, ist er an einem Verteilerkopf 8 befestigt. Das Endstück 3 wird über eine gelochte Scheibe 9 durch eine Verschraubung io in einer Bohrung des Verteilergehäuses 8 festgehalten. Das Öl fließt durch die Bohrung 7 in eine entsprechende Bohrung I F des Verteilergehäuses 8 und von dort in das Wellrohr 2. Da das innere Rohr 5 den Hohlraum 2 fast ganz ausfüllt, wird das Öl durch die schraubenförmig verlaufende Wand des Rohres 2 in kreisende Bewegung versetzt. Durch den verhältnismäßig kleinen Querschnitt der Schraubengänge fließt das Öl mit hoher Geschwindigkeit durch den Wärmeaustauscher. Hierdurch wird die Bildung von Grenzschichten an der Innenwand weitgehend unterbunden. Ferner wird durch die Zentrifugalkraft das kalte Öl, das bekanntlich schwerer ist als das «arme, nach außen gedrängt, so daß die Wärmeübergangszahl sehr groß ist.A corrugated pipe 2 is inserted into the cooling water space of the engine block i, around which the cooling water flows on all sides. At the left end it is tightly pressed or soldered into an end piece 3, at the right end the corrugated tube 2 is through a plug q. closed. Inside the corrugated pipe 2 there is a smooth pipe 5, which is slightly smaller in diameter than the pipe 2 and is held by leaf springs 6 which prevent the pipe 5 from rattling in the pipe 2. The oil coming from the oil pump is directed through the bore 7 in the crankcase or cylinder block to the lubricating oil cooler and flows from there to the desired points. So that the lubricating oil cooler can be easily cleaned and replaced, it is attached to a distributor head 8. The end piece 3 is held in place in a hole in the distributor housing 8 by means of a screw connection via a perforated disk 9. The oil flows through the bore 7 in a corresponding bore I F of the distributor housing 8 and from there into the corrugated tube 2. As the inner tube 5 the cavity 2 almost completely fills the oil through the helically extending wall of the tube 2 in circular motion is offset. Due to the relatively small cross-section of the screw threads, the oil flows through the heat exchanger at high speed. This largely prevents the formation of boundary layers on the inner wall. Furthermore, the centrifugal force pushes the cold oil, which is known to be heavier than the poor oil, outwards, so that the heat transfer coefficient is very high.

Nachdem das Öl das Wellrohr 2 durchlaufen hat, kehrt es durch das Innenrohr 5 nach dem Verteilergehäuse 8 zurück und fließt von dort durch die Leitung i 2. nach den Lagerstellen des Motors.After the oil has passed through the corrugated tube 2, it returns through the Inner tube 5 back to the distributor housing 8 and flows from there through the line i 2. according to the bearing points of the motor.

Bei kaltem und dickflüssigem Öl ist der Durchflußwiderstand durch das Wellrohr 2 hoch. Damit hierbei keine zu hohen Drücke entstehen, ist zwischen Eintritts- und Austrittsseite des Wärmeaustauschers ein Kurzschlußventil geschaltet. Dieses besteht aus einer Ventilscheibe 13, die auf der gelochten Scheibe 9 dicht aufliegt, und einer Schraubenfeder 1q., die die Scheibe 13 auf die Scheibe 9 anpreßt. Ist der Druckwiderstand zu hoch, so hebt sich die Ventilscheibe 13 ab, und das Öl gelangt durch die gelochte Scheibe 9 unmittelbar in die Leitung 12.When the oil is cold and thick, the flow resistance through the corrugated pipe 2 is high. A short-circuit valve is connected between the inlet and outlet sides of the heat exchanger so that the pressures are not too high. This consists of a valve disk 13, which rests tightly on the perforated disk 9, and a helical spring 1q., Which presses the disk 13 onto the disk 9. If the pressure resistance is too high, the valve disk 13 lifts off and the oil passes through the perforated disk 9 directly into the line 12.

Das Wellrohr 2 wird auf der dem Verteilergehäuse 8 gegenüberliegenden Seite durch eine Abstützschraube 15 gehalten.The corrugated tube 2 is on the opposite side the distributor housing 8 supported by a support screw 1. 5

Der Erfindungsgegenstand ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Selbstverständlich kann er auch für luftgekühlte Motoren Verwendung finden. In diesem Falle ist der Wärmeaustauscher' so angeordnet, daß der Kühlluftstrom ihn auf der Außenseite des Wellrohres umspült. Auch die Befestigung des Well- und Innenrohres kann in anderer Weise als dargestellt erfolgen. Wesentlich ist nur, daß die beiden Rohre leicht auswechselbar und austauschbar am Motor befestigt sind.The subject matter of the invention is not limited to the exemplary embodiment. Of course, it can also be used for air-cooled engines. In this Case is the heat exchanger 'arranged so that the cooling air flow him on the Washed around the outside of the corrugated pipe. Also the fastening of the corrugated and inner pipe can be done in a different way than shown. It is only essential that the two Pipes are easily interchangeable and interchangeable attached to the engine.

Claims

PATENT CLAIMS; i. Lube oil cooler for internal combustion engines to drive of motor vehicles, which are arranged in a coolant chamber of the internal combustion engine and whose dividing wall between lubricating oil and coolant consists of a corrugated pipe, characterized in that the corrugated tube (2) at one end by a plug (q.). locked and at the other end with an end piece (3) through a screw connection (io) in a manifold block (8) is attached, which at the same time a second, in the world pipe protruding tube of smaller diameter and which on the one hand for fastening the oil cooler, on the other hand for feeding the lubricating oil into the between the world pipe (2) and pipe (5) or for draining the lubricating oil from the pipe (5) serves.

2. Lube oil cooler according to claim i, characterized in that the screw connection (i o) includes a space for the lubricating oil, from which the latter by ducts (12) reaches the bearing points and in which a pressure relief valve (13, 14) is arranged is which, in the event of an impermissible pressure increase in the lubricating oil cooler, leads the way to the oil directly releases the bearing points via openings in a disc (9).

3. Lube oil cooler according to claims i and 2, characterized in that the universal pipe (2) with the pipe (5) at one end easily exchangeable attached to the distribution block (8) and with the other end, if necessary, supported by a screw bolt (15) is.

4. Lubricating oil cooler according to claim i to 3, characterized in that the tube (5) is supported in the world tube (2) by leaf springs (6). Cited publications: German Patent Nos. 696378, 732481, 734 o98; French Patent No. 714943; U.S. Patent No. 1,992,796.