EP1774148B1 - Kühlmittelkühler mit in einen der wasserkästen integriertem getriebeölkühler - Google Patents

Kühlmittelkühler mit in einen der wasserkästen integriertem getriebeölkühler Download PDF

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EP1774148B1
EP1774148B1 EP05771897A EP05771897A EP1774148B1 EP 1774148 B1 EP1774148 B1 EP 1774148B1 EP 05771897 A EP05771897 A EP 05771897A EP 05771897 A EP05771897 A EP 05771897A EP 1774148 B1 EP1774148 B1 EP 1774148B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
coolant
thermostat
transmission oil
outlet
engine
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP05771897A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP1774148A1 (de
Inventor
Eberhard Pantow
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP1774148B1 publication Critical patent/EP1774148B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0234—Header boxes; End plates having a second heat exchanger disposed there within, e.g. oil cooler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/04—Lubricant cooler
    • F01P2060/045—Lubricant cooler for transmissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2070/00—Details
    • F01P2070/04—Details using electrical heating elements

Definitions

  • the invention relates to a coolant radiator with integrated in one of the water tanks transmission oil cooler for cooling transmission oil according to the preamble of claim 1.
  • Fig. 6 1 shows a coolant circuit 201 for cooling a coolant flowing through the engine 203 and a transmission oil circuit 202 for cooling a gear oil 204 flowing through a gear 204 according to the prior art.
  • the transmission oil is cooled due to the increased heat input by the colder coolant in arranged in a water tank 206 of the coolant radiator 207 transmission oil cooler 205, wherein the cooling capacity of the transmission oil cooler 205 is coupled to the flow of the coolant radiator 207.
  • the flow directions of coolant and transmission oil are indicated by arrows.
  • an engine thermostat 211 is arranged on the coolant outlet side of the engine 203 and allows the coolant to pass directly through a bypass 213 to the pump 212 and back into the engine 203 when the engine is cold 203, ie no coolant flows in the coolant radiator 207 ,
  • the transmission oil in normal operation, the transmission oil reaches transmission oil temperatures that are below the maximum value for continuous operation.
  • the coolant radiator is usually not flowed through, so that a cooling of the transmission is prevented.
  • the coolant flow rates through the coolant cooler are so low that only a small cooling capacity for the transmission oil cooler in the water box is available, so that again excessive cooling of the transmission is prevented.
  • the patent DE761433 discloses a coolant circuit which is similar to the coolant circuit of FIG. 6 is.
  • the coolant radiator should be as inexpensive as possible.
  • the invention relates to a coolant radiator with a transmission oil cooler integrated in one of the water boxes of the coolant radiator, wherein a second coolant inlet and / or a second coolant outlet is provided on the water tank, which coolant circulation also at closed engine thermostat, especially when the engine is cold but allows too hot transmission oil.
  • the transmission oil circuit here preferably corresponds completely to a conventional transmission oil circuit, so that no changes are required in this area and the old components can continue to be used.
  • Only at the water box is a second coolant inlet and / or a second coolant outlet to be provided, wherein the control preferably takes place via a thermostat, which can be integrated into the water box or integrated in the coolant inlet and outlet.
  • a bypass line to the second coolant inlet or outlet and a further branch in the conventional coolant circuit no changes are required, wherein the branch can also be integrated directly into the engine thermostat.
  • the second coolant inlet and / or the second coolant outlet is preferably arranged in the outlet water box, in which the coolant temperature is below that of the coolant flowing into the inlet water box, from the engine, so that due to the lower temperature more effective Transmission oil cooling is possible.
  • the inlet or outlet is preferably above the transmission oil cooler, since in this upper region, the coolant temperature at not flowed through the coolant radiator, which is the case especially when the engine is cold, is higher than in the lower region of the water box, since the warm coolant rises.
  • the thermostat has a Dehnscherlement which projects into the water tank.
  • the expansion element which expands at high temperatures and according to the arrangement thereof opens a valve, the inlet or outlet can be controlled inexpensively and easily.
  • a flow divider is arranged in the water box, which separates a sensor region of the thermostat, that is, for example, the region in which an expansion element is arranged, in a region substantially free of coolant flow from the inflow region of the second coolant inlet.
  • a regulation of the flow through the water box, in which the transmission oil cooler is arranged, as a function of the coolant temperature ensures that the transmission oil is sufficiently cooled and prevents overheating of the transmission oil, which is done without a corresponding regulation, especially in not yet warm engine and warm gear oil could.
  • the entire arrangement is only slightly more expensive than a conventional arrangement with coolant circuit and transmission oil circuit.
  • a valve closing off the second coolant inlet and / or the second coolant outlet, in particular the thermostat is actuated externally, for example via electronics, particularly preferably by heating.
  • This makes it possible to actively heat the transmission oil to bring it to operating temperature faster at low loads and thus reduce friction losses. Opening the valve at a coolant temperature slightly below the temperature at which the engine thermostat opens is particularly advantageous. This allows the transmission oil to be heated before the coolant radiator releases heat to the environment.
  • Fig. 1 shows a coolant circuit 1 and a transmission oil circuit 2 of a connected to a motor 3 transmission 4 continuously variable transmission according to the first embodiment.
  • a transmission oil cooler 5 is arranged in a water tank 6, in this case the outlet water box 6 ', a coolant cooler 7.
  • the transmission oil circuit 2 corresponds to the transmission oil circuit 102 according to the prior art described above, so that will not be discussed further here.
  • coolant flows in normal operation - according to conventional coolant circuits - via a line 8 to the coolant cooler 7, which it leaves the coolant outlet nozzle 9, a line 10 to a motor-thermostat 11 and a coolant pump 12 again to the engine 3.
  • the motor-thermostat 11 blocks the line 10 and the coolant passes through a bypass 13 from the motor 3 directly to the motor-thermostat 11 and the pump arranged thereafter 12.
  • the coolant circuit 1 corresponds to a conventional coolant circuit.
  • a second coolant outlet 20 is provided, which is controlled by a second thermostat 21 is, and from which via a bypass line 22, the coolant can be fed directly to the bypass 13.
  • the thermostat 21 determines the temperature of the coolant, which is convectively heated in the water tank 6 by the transmission oil cooler 5 flowing through, hot transmission oil.
  • the thermostat 21 is mounted directly on the water box 6, but it can also be integrated into a second coolant outlet nozzle. Since the warm coolant in the water box 6 rises upward, the second thermostat 21 is mounted above, above the transmission oil cooler 5.
  • a sufficient pressure gradient is required.
  • the heated coolant passes through the bypass 13 on the engine thermostat 11, so that even when the engine thermostat 11 is closed, there is a sufficient pressure drop and thus a flow is possible.
  • bypass line 22 leads to an additional mares directly into the housing of the engine thermostat, wherein the mares is arranged so that it opens behind the actual valve in the engine return.
  • a thermostat with expansion element 23 is used in the present case, wherein the expansion element 23 protrudes into the water tank 6.
  • the thermostatic valve 24 By heating the expansion element 23 gives the thermostatic valve 24, of which in Fig. 3 the valve seat 25 and the valve plate 26 are indicated, the flow path through the second outlet nozzle 27 via the bypass line 22 free.
  • the convection is in Fig. 3 indicated by an unfilled arrow above the transmission oil cooler 5.
  • a coolant circuit 101 and a transmission oil circuit 102 are provided, in which case the transmission oil circuit 102 corresponds to the transmission oil circuit 2 and the transmission oil circuit 202 according to the previously described embodiment and the prior art, so that not will be discussed in more detail.
  • the motor thermostat 111 is arranged on the engine outlet side in the coolant circuit 101.
  • the coolant coming from the engine 103 flows through the engine thermostat 111, a line 108 to the coolant cooler 107, which it leaves at a coolant outlet nozzle 109, and a line 110 to a coolant pump 112 and back to the engine 103.
  • the motor thermostat 111 blocks the line 108 and the coolant passes through a bypass 113 from the motor 103 directly to the line 110 and the pump 112. In so far corresponds to the coolant Cycle 1 again a conventional coolant circuit, in this case the in Fig. 6 illustrated refrigerant circuit 201 according to the prior art.
  • a second coolant inlet 130th provided, which is controlled by a second thermostat 131.
  • coolant via a bypass line 132 from the engine thermostat 111 to the second thermostat 131 and enter the water tank 106. From the water box 106 from the coolant, after it has absorbed heat from the transmission oil cooler 105, via the coolant outlet nozzle 109 in the usual way via the line 110 to the pump 112 and back into the engine 103.
  • bypass line 132 is so in the Housing the motor thermostat 111 integrates that it is closed when the engine thermostat 111 is open, so that no coolant passes through the bypass line 132 in the water tank 106, but the entire coolant takes the normal flow path via the line 108 to the coolant radiator 107 and enters the same via the inlet water box 106 ".
  • the thermostat 131 determined according to the thermostat 21 of the first embodiment, the temperature of the coolant, which is convectively heated in the water tank 106 by the transmission oil cooler 105 flowing through hot transmission oil.
  • the thermostat 131 is mounted directly in the water box 106 (see. Fig. 5 ), but it may also be integrated in a second coolant inlet nozzle.
  • the second thermostat 131 corresponding to the thermostat 21 of the first embodiment is mounted above the transmission oil cooler 105, but in the present case, the configuration of the thermostat 131 differs from that of the thermostat 21.
  • the expansion element of the thermostat 131 is in this case on a valve with valve seat and valve disc opposite wall of the water box 106 arranged with a flow divider in the form of a partition wall is arranged therebetween, so that when not warm engine 103, no cool coolant in contact with the expansion element and thus closes the thermostat again, although a flow is desired.
  • the second thermostat 131 in turn has an expansion element 133 and a thermostatic valve 134 with a valve seat 135 and valve disc 136, which are arranged on a second inlet stub 137 on.
  • the expansion element 133 disposed on one side of the water box 106 above the transmission oil cooler 105 and forming a sensor portion of the thermostat 131
  • the thermostat valve 134 disposed on the opposite side of the water box 106 above the transmission oil cooler 105 through a flow divider 138 is separated, which is formed by a projecting towards the transmission oil cooler 105 wall, which prevents that when the thermostat valve 134 is formed in the region of the expansion element 133, a same cooling flow instead of the flow as a result of the heat convection, so that an unwanted closing of the second thermostat 131 is prevented.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkühler mit in einen der Wasserkästen integriertem Getriebeölkühler zur Kühlung von Getriebeöl gemäß dem Ober begriff des Anspruchs 1.
  • In Fig. 6 ist ein Kühlmittel-Kreislauf 201 zur Kühlung eines den Motor 203 durchströmenden Kältemittels und ein Getriebeöl-Kreislauf 202 zur Kühlung eines ein Getriebe 204 durchströmenden Getriebeöls gemäß dem Stand der Technik dargestellt. Dabei wird das Getriebeöl auf Grund des erhöhten Wärmeeintrags durch das kältere Kühlmittel in dem in einem Wasserkasten 206 des Kühlmittelkühlers 207 angeordneten Getriebeölkühler 205 gekühlt, wobei die Kühlleistung des Getriebeölkühlers 205 mit der Durchströmung des Kühlmittelkühlers 207 gekoppelt ist. Die Strömungsrichtungen von Kühlmittel und Getriebeöl sind durch Pfeile angedeutet. Vorliegend ist ein Motor-Thermostat 211 kühlmittelaustrittsseitig des Motors 203 angeordnet und ermöglicht, dass bei kaltem Motor 203 das Kühlmittel unter Umgehung des Kühlmittelkühlers 207 direkt über einen Bypass 213 zur Pumpe 212 und wieder in den Motor 203 gelangt, d.h. im Kühlmittelkühler 207 strömt kein Kühlmittel.
  • Üblicherweise erreicht bei einer derartigen Anordnung im Normalbetrieb das Getriebeöl Getriebeöltemperaturen, die unter dem für den Dauerbetrieb liegenden Höchstwert liegen. Bei niedrigen Kühlmitteltemperaturen, die unter halb der Öffnungstemperatur des Thermostats des Motors liegen, wird der Kühlmittelkühler in der Regel nicht durchströmt, so dass eine Auskühlung des Getriebes verhindert wird. Bei einer kleinen Thermostatleckage oder bei Beginn der Öffnung des Thermostats sind die Kühlmitteldurchsätze durch den Kühlmittelkühler so gering, dass nur eine kleine Kühlleistung für den Getriebeölkühler im Wasserkasten zur Verfügung steht, so dass wiederum ein zu starkes Auskühlen des Getriebes verhindert wird.
  • Allerdings kann es zu Betriebszuständen kommen, bei denen das Getriebe sehr hohe Abwärmen erzeugt, der Motor aber noch nicht betriebswarm ist, so dass keine ausreichende Getriebeölkühlung gewährleistet werden kann und die Gefahr einer Überhitzung des Getriebes besteht. Diese Gefahr kann durch eine Grundleckage des Thermostats verringert werden, aber durch die damit verbundene ständige Wärmeabgabe des Kältemittelkühlers verzögert sich die Aufwärmung des Motors, wodurch sich der Kraftstoffverbrauch und die Schadstoffemissionen erhöhen und der Heizkomfort zu Wünschen lässt.
  • Die Patentschrift DE761433 offenbart einen Kühlmittelkreislauf, welcher ähnlich zum Kühlmittelkreislauf der Figur 6 ist.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Kühlmittelkühler mit in einen der Wasserkästen integrierten Getriebeölkühler zu stellen, gemäß dem auch bei einem geschlossenen Motor-Thermostat eine ausreichende Getriebeölkühlung sichergestellt werden kann. Der Kühlmittelkühler soll dabei möglichst kostengünstig sein.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmeübertrager mit in einen der Sammelkästen integriertem Zusatzwärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Die Erfindung betrifft insbesondere einen Kühlmittelkühler mit in einen der Wasserkästen des Kühlmittelkühlers integriertem Getriebeölkühler, wobei am Wasserkasten ein zweiter Kühlmittel-Eintritt und/oder ein zweiter Kühlmittel-Austritt vorgesehen ist, welcher eine Kühlmittelzirkulation auch bei geschlossenem Motor-Thermostat, insbesondere bei kaltem Motor aber zu heißem Getriebeöl ermöglicht. Der Getriebeöl-Kreislauf entspricht hierbei vorzugsweise vollständig einem herkömmlichen Getriebeöl-Kreislauf, so dass in diesem Bereich keine Veränderungen erforderlich sind und die alten Bauteile weiter verwendet werden können. Lediglich am Wasserkasten ist ein zweiter Kühlmittel-Eintritt und/oder ein zweiter Kühlmittel-Austritt vorzusehen, wobei die Regelung bevorzugt über einen Thermostaten erfolgt, welcher in den Wasserkasten integriert oder im Kühlmittel-Eintritt bzw. -Austritt integriert sein kann. Abgesehen von einer Bypass-Leitung zum zweiten Kühlmittel-Ein- oder -Austritt und einer weiteren Verzweigung im herkömmlichen Kühlmittel-Kreislauf sind keine Veränderungen erforderlich, wobei die Verzweigung auch direkt in den Motor-Thermostaten integriert sein kann.
  • Der zweite Kühlmittel-Eintritt und/oder der zweite Kühlmittel-Austritt ist bevorzugt im Austritts-Wasserkasten angeordnet, in welchem die Kühlmitteltemperatur unter der des in den Eintritts-Wasserkasten einströmenden, vom Motor kommenden Kühlmittels liegt, so dass auf Grund der niedrigeren Temperatur eine effektivere Getriebeölkühlung möglich ist. Der Ein- bzw. Austritt liegt vorzugsweise oberhalb des Getriebeölkühlers, da in diesem oberen Bereich die Kühlmitteltemperatur bei nicht durchströmtem Kühlmittelkühler, was insbesondere bei kaltem Motor der Fall ist, höher ist als im unteren Bereich des Wasserkastens, da das warme Kühlmittel nach oben steigt.
  • Bevorzugt weist der Thermostat ein Dehnstoffelement auf, welches in den Wasserkasten hineinragt. Mit Hilfe des Dehnstoffelements, das sich bei hohen Temperaturen ausdehnt und entsprechend der Anordnung desselben ein Ventil öffnet, lässt sich der Ein- oder Austritt kostengünstig und auf einfache Weise regeln.
  • Dabei ist, insbesondere bei einströmendem Kühlmittel, im Wasserkasten ein Strömungsteiler angeordnet, der einen Sensorbereich des Thermostaten, also beispielsweise den Bereich in welchem ein Dehnstoffelement angeordnet ist, in einem von Kühlmittelströmung im Wesentlichen freien Bereich von dem Einströmbereich des zweiten Kühlmittel-Eintritts abtrennt.
  • Eine Regelung der Durchströmung des Wasserkastens, in welchem der Getriebeölkühler angeordnet ist, in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur stellt sicher, dass das Getriebeöl ausreichend gekühlt wird und verhindert ein Überhitzen des Getriebeöls, was ohne eine entsprechende Regelung insbesondere bei noch nicht betriebswarmem Motor und zu warmem Getriebeöl erfolgen könnte. Dabei ist die gesamte Anordnung nur unwesentlich teurer als eine herkömmliche Anordnung mit Kühlmittel-Kreislauf und Getriebeöl-Kreislauf.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird ein den zweiten Kühlmittel-Eintritt und/oder den zweiten Kühlmittel-Austritt verschließendes Ventil, insbesondere das Thermostat, von außen beispielsweise über eine Elektronik angesteuert, besonders bevorzugt durch Beheizen. Dadurch ist es möglich, das Getriebeöl aktiv zu erwärmen, um es bei geringen Lasten schneller auf Betriebstemperatur zu bringen und somit Reibungsverluste zu reduzieren. Ein Öffnen des Ventils bei einer Kühlmitteltemperatur etwas unterhalb der Temperatur, bei der der Motor-Thermostat öffnet, ist dabei besonders vorteilhaft. Hierdurch kann das Getriebeöl erwärmt werden, bevor der Kühlmittelkühler Wärme an die Umgebung abgibt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines Kühlmittelkreislaufs und eines Getriebeölkreislaufs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 2
    eine schematische Seitenansicht des Austrittswasserkastens mit Getriebeölkühler gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 3
    eine schematische Detaildarstellung des oberen Bereichs des Austrittswasserkastens von Fig. 2,
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung eines Kühlmittelkreislaufs und eines Getriebeölkreislaufs gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel,
    Fig. 5
    eine schematische Detaildarstellung des oberen Bereichs des Austrittswasserkastens gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, und
    Fig. 6
    eine schematische Darstellung eines Kühlmittelkreislaufs und eines Getriebeölkreislaufs gemäß dem Stand der Technik.
  • Fig. 1 zeigt einen Kühlmittel-Kreislauf 1 und einen Getriebeöl-Kreislauf 2 eines mit einem Motor 3 verbundenen Getriebes 4 mit stufenloser Übersetzung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Hierbei ist - entsprechend dem Stand der Technik - zur Kühlung des Getriebeöls ein Getriebeölkühler 5 ist in einem Wasserkasten 6, vorliegend dem Austrittswasserkasten 6', eines Kühlmittelkühlers 7 angeordnet. Der Getriebeöl-Kreislauf 2 entspricht hierbei dem Getriebeöl-Kreislauf 102 gemäß dem zuvor beschriebenen Stand der Technik, so dass hierauf nicht näher eingegangen wird.
  • Das vom Motor 3 kommende Kühlmittel strömt im Normalbetrieb - entsprechend bei herkömmlichen Kühlmittel-Kreisläufen - über eine Leitung 8 zum Kühlmittelkühler 7, den es am Kühlmittel-Austrittsstutzen 9 verlässt, eine Leitung 10 zu einem Motor-Thermostat 11 und eine Kühlmittel-Pumpe 12 wieder zum Motor 3. Ist das Kühlmittel ausreichend kühl, beispielsweise bei einem Start des Motors 3, so sperrt der Motor-Thermostat 11 die Leitung 10 und das Kühlmittel gelangt über einen Bypass 13 vom Motor 3 direkt zum Motor-Thermostat 11 und der danach angeordneten Pumpe 12. In soweit entspricht der Kühlmittel-Kreislauf 1 einem herkömmlichen Kühlmittel-Kreislauf.
  • Zusätzlich ist, um eine ausreichende Kühlung des Getriebeöls bei bezüglich der Leitung 10 geschlossenem Motor-Thermostat 11 sicherzustellen, am Austrittswasserkasten 6' des Kühlmittelkühlers 7, in welchem der Getriebeölkühler 5 angeordnet ist, ein zweiter Kühlmittelaustritt 20 vorgesehen, welcher durch einen zweiten Thermostat 21 geregelt wird, und von welchem aus über eine Bypass-Leitung 22 das Kühlmittel direkt dem Bypass 13 zugeführt werden kann. Dabei ermittelt der Thermostat 21 die Temperatur des Kühlmittels, welches im Wasserkasten 6 durch das den Getriebeölkühler 5 durchströmende, heiße Getriebeöl konvektiv erwärmt wird. Vorliegend ist der Thermostat 21 direkt am Wasserkasten 6 montiert, jedoch kann er auch in einen zweiten Kühlmittel-Austrittsstutzen integriert sein. Da das warme Kühlmittel im Wasserkasten 6 nach oben steigt, ist der zweite Thermostat 21 oben, oberhalb des Getriebeölkühlers 5 angebracht.
  • Damit sich durch die Bypass-Leitung 22 eine Strömung ausbildet, ist ein ausreichendes Druckgefälle erforderlich. Bei einer Regelung der Motortemperatur über einen Motor-Thermostaten 11 am Motoreintritt, wie in Fig. 1 dargestellt, gelangt das erwärmte Kühlmittel über den Bypass 13 am Motor-Thermostat 11 vorbei, so dass auch bei geschlossenem Motor-Thermostat 11 ein ausreichendes Druckgefälle vorhanden und somit eine Strömung möglich ist.
  • Gemäß einer nicht in der Zeichnung dargestellten Variante führt die Bypass-Leitung 22 zu einem zusätzlichen Stuten direkt in das Gehäuse des Motor-Thermostats, wobei der Stuten so angeordnet ist, dass er hinter dem eigentlichen Ventil im Motorrücklauf mündet.
  • Bei geringen Kühlmitteltemperaturen kann somit sichergestellt werden, dass - bei einer relativ hohen Temperatur des Kühlmittels im Bereich des Getriebeölkühlers 5 - die Funktion des Getriebeölkühlers 5 durch eine ausreichende Durchströmung des Austrittswasserkastens 6' gewährleistet werden kann.
  • Als zweiter Thermostat 21 wird vorliegend ein Thermostat mit Dehnstoffelement 23 verwendet, wobei das Dehnstoffelement 23 in den Wasserkasten 6 hineinragt. Durch die Erwärmung des Dehnstoffelements 23 gibt das Thermostat-Ventil 24, von dem in Fig. 3 der Ventilsitz 25 und der Ventilteller 26 angedeutet sind, den Strömungsweg durch den zweiten Austrittsstutzen 27 über die Bypass-Leitung 22 frei. Die Konvektion ist in Fig. 3 durch einen nicht ausgefüllten Pfeil oberhalb des Getriebeölkühlers 5 angedeutet.
  • Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 das zweite Ausführungsbeispiel näher erläutert. Hierbei sind gleiche oder gleichwirkende Elemente mit um 100 höheren Bezugzeichen als beim ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet.
  • Hierbei sind wiederum ein Kühlmittel-Kreislauf 101 und ein Getriebeöl-Kreislauf 102 vorgesehen, wobei hierbei der Getriebeöl-Kreislauf 102 dem Getriebeöl-Kreislauf 2 und dem Getriebeöl-Kreislauf 202 gemäß dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel und dem Stand der Technik entspricht, so dass hierauf nicht näher eingegangen wird.
  • Ein mit einem Motor 103 verbundenes Getriebe 104, vorliegend ein Automatikgetriebe mit Wandlerkupplung, wird vom den Getriebeöl-Kreislauf 102 durchströmenden Getriebeöl gekühlt, das in einem Getriebeölkühler 105, der in einem Wasserkasten 106, vorliegend wiederum dem Austrittswasserkasten 106', eines Kühlmittelkühlers 107 angeordnet ist, die aufgenommene Wärme an das Kühlmittel abgibt, das im Kühlmittel-Kreislauf 101 zirkuliert.
  • Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Motor-Thermostat 111 motoraustrittsseitig im Kühlmittel-Kreislauf 101 angeordnet. Im Normalbetrieb strömt das vom Motor 103 kommende Kühlmittel durch den Motor-Thermostat 111 eine Leitung 108 zum Kühlmittelkühler 107, den es an einem Kühlmittel-Austrittsstutzen 109 verlässt, und eine Leitung 110 zu einer Kühlmittel-Pumpe 112 und wieder zum Motor 103.
  • Ist das Kühlmittel ausreichend kühl, beispielsweise bei einem Start des Motors 103, so sperrt der Motor-Thermostat 111 die Leitung 108 und das Kühlmittel gelangt über einen Bypass 113 vom Motor 103 direkt zur Leitung 110 und zur Pumpe 112. In soweit entspricht der Kühlmittel-Kreislauf 1 wiederum einem herkömmlichen Kühlmittel-Kreislauf, vorliegend dem in Fig. 6 dargestellten Kühlmittel-Kreislauf 201 gemäß dem Stand der Technik.
  • Zusätzlich ist, um eine ausreichende Kühlung des Getriebeöls bei bezüglich der Leitung 108 geschlossenem Motor-Thermostat 111 sicherzustellen, am Austrittswasserkasten 106' des Kühlmittelkühlers 107, in welchem der Getriebeölkühler 105 angeordnet ist, anstelle des zweiten Kühlmittelaustritts 20 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein zweiter Kühlmitteleintritt 130 vorgesehen, welcher durch einen zweiten Thermostat 131 geregelt wird. Hierbei kann im Bedarfsfall Kühlmittel über eine Bypass-Leitung 132 vom Motor-Thermostat 111 zum zweiten Thermostat 131 und in den Wasserkasten 106 gelangen. Vom Wasserkasten 106 aus gelangt das Kühlmittel, nachdem es Wärme vom Getriebeölkühler 105 aufgenommen hat, über den Kühlmittel-Austrittsstutzen 109 auf übliche Weise über die Leitung 110 zur Pumpe 112 und wieder in den Motor 103. Vorliegend ist die Bypass-Leitung 132 derart in das Gehäuse des Motor-Thermostats 111 integriert, dass sie bei geöffnetem Motor-Thermostat 111 verschlossen ist, so dass kein Kühlmittel über die Bypass-Leitung 132 in den Wasserkasten 106 gelangt, sondern das gesamte Kühlmittel den normalen Strömungsweg über die Leitung 108 zum Kühlmittelkühler 107 nimmt und in denselben über den Eintrittswasserkasten 106" gelangt.
  • Dabei ermittelt der Thermostat 131 entsprechend dem Thermostat 21 des ersten Ausführungsbeispiels die Temperatur des Kühlmittels, welches im Wasserkasten 106 durch das den Getriebeölkühler 105 durchströmende, heiße Getriebeöl konvektiv erwärmt wird. Der Thermostat 131 ist direkt im Wasserkasten 106 montiert (vgl. Fig. 5), jedoch kann er auch in einen zweiten Kühlmittel-Eintrittsstutzen integriert sein. Da das warme Kühlmittel im Wasserkasten 106 nach oben steigt, ist der zweite Thermostat 131 entsprechend dem Thermostat 21 des ersten Ausführungsbeispiels oben, oberhalb des Getriebeölkühlers 105 angebracht, jedoch unterscheidet sich vorliegend die Ausgestaltung des Thermostaten 131 von der des Thermostaten 21.
  • Das Dehnstoffelement des Thermostats 131 ist hierbei an einer dem Ventil mit Ventilsitz und Ventilteller gegenüberliegenden Wand des Wasserkastens 106 angeordnet, wobei ein Strömungsteiler in Form einer Trennwand dazwischen angeordnet ist, damit bei nicht betriebswarmem Motor 103 kein kühles Kühlmittel in Kontakt mit dem Dehnstoffelement gelangt und so den Thermostaten wieder verschließt, obwohl eine Strömung gewünscht ist.
  • Der zweite Thermostat 131 weist wiederum ein Dehnstoffelement 133 und ein Thermostat-Ventil 134 mit einem Ventilsitz 135 und Ventilteller 136, die an einem zweiten Einlassstutzen 137 angeordnet sind, auf. Allerdings sind das Dehnstoffelement 133, das auf einer Seite des Wasserkastens 106 oberhalb des Getriebeölkühlers 105 angeordnet ist und einen Sensorbereich des Thermostaten 131 bildet, und das Thermostat-Ventil 134, das auf der gegenüberliegenden Seite des Wasserkastens 106 oberhalb des Getriebeölkühlers 105 angeordnet ist, durch einen Strömungsteiler 138 getrennt, welcher durch eine in Richtung auf den Getriebeölkühler 105 ragende Wand gebildet ist, welcher verhindert, dass bei geöffnetem Thermostat-Ventil 134 sich im Bereich des Dehnstoffelements 133 eine dasselbe kühlende Strömung anstelle der Strömung in Folge der Wärmekonvektion ausbildet, so dass ein ungewolltes Schließen des zweiten Thermostats 131 verhindert wird.
    • Bezugszeichenliste
    • 1, 101, 201
    Kühlmittel-Kreislauf
    2, 102, 202
    Getriebeöl-Kreislauf
    3, 103, 203
    Motor
    4, 104, 204
    Getriebe
    5, 105, 205
    Getriebeölkühler
    6, 106, 206
    Wasserkasten
    6', 106'
    Austrittswasserkasten
    6", 106"
    Eintrittswasserkasten
    7, 107, 207
    Kühlmittelkühlers
    8, 108
    Leitung
    9, 109
    Kühlmittel-Austrittsstutzen
    10, 110
    Leitung
    11, 111, 211
    Motor-Thermostat
    12, 112, 212
    Kühlmittel-Pumpe
    13, 213
    Bypass
    20
    zweiter Kühlmittelaustritt
    21
    zweiter Thermostat
    22
    Bypass-Leitung
    23
    Dehnstoffelement
    24
    Thermostat-Ventil
    25
    Ventilsitz
    26
    Ventilteller
    27
    zweiter Austrittsstutzen
    130
    zweiter Kühlmitteleintritt
    131
    zweiter Thermostat
    132
    Bypass-Leitung
    133
    Dehnstoffelement
    134
    Thermostat-Ventil
    135
    Ventilsitz
    136
    Ventilteller
    137
    zweiter Einlassstutzen
    138
    Strömungsteiler

Claims (12)

  1. Kühlmittelkühler mit in einen der Sammel- öder Wasserkästen (6; 106) des Kühtmittetkühters (7; 107) integriertem Zusatzwärmeübertrager, insbesondere Getriebeölkühler (5; 105), dadurch gekennzeichnet. dass am Sammel- oder Wasserkasten (6; 106) ein zweiter Kühlmittel-Eintritt (130) und/oder ein zweiter Kühlmittel-Austritt (20) vorgesehen ist, wobei der zweite Kühlmittel-Eintritt (130) und/oder der zweite Kühlmittel-Austritt (20) durch einen Thermostat (21; 131) geregelt verschließbar ist.
  2. Kühlmittelkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmittel-Eintritt (130) und/oder der zweite Kühlmittel-Austritt (20) mit einer Bypass-Leitung (22; 132) verbünden ist, welche von einem Motor-Thermostat (11) abzweigt oder zu einem Motor-Thermostat (111) führt:
  3. Kühlmittelkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmittel-Eintritt (130) und/oder der zweite Kühlmittel-Austritt, (20) im Austritts-Wasserkasten (6'; 106') angeordnet ist.
  4. Kühlmittelkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmittel-Eintritt (130) und/oder der zweite Kühlmittel-Austritt (20) oberhalb des Getriebeölkühlers (5; 105) angeordnet ist.
  5. Kühlmittelkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermostat (21; 131) ein Dehnstoffelement (23) aufweist, welches in den Wasserkasten (6; 106) hineinragt.
  6. Kühlmittelkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Wasserkasten (106) ein Strömungsteiler (138) angeordnet ist, der einen Sensorbereich des Thermostaten in einem von Kühlmittelströmung im Wesentlichen freien Bereich von dem Einströmbereich des zweiten Kühlmittet-Eintritts (130) abtrennt.
  7. Kühlmittelkühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Kühlmittel-Eintritt (130) und/oder der zweite Kühlmittel-Austritt (20) durch ein insbesondere elektronisch steuerbares Ventil geregelt verschließbar ist.
  8. Kühlmittelkühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Thermostat insbesondere mit einem Dehnstoffelement ist, der insbesondere eine Heizung zur Steuerung des Thermostaten aufweist.
  9. Verfahren zur Regelung eines Kühlmittelkühlers (7; 107), nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Thermostaten (21; 131) der zweite Kühlmittel-Eintritt (130) und/oder der zweite Kühlmittel-Austritt (20) in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur geregelt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine offnung des zweiten Kühlmittel-Eintritts (130) und/oder des zweiten Kühlmittel-Austritts (20) bei noch nicht betriebswarmem Motor (3; 103) und zu warmem Getriebeöl'erfolgt.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung des zweiten Kühlmittel-Eintritts (130) und/oder des zweiten Kühlmittel-Austritts (20) bei insbesondere noch nicht betriebswarmem Motor (3; 103) und noch nicht betriebswarmen Getriebeöl erfolgt
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Öffnung des zweiten Kühlmittel-Eintritts (130) und/oder des zweiten Kühlmittel-Austritts (20) von außen vorgegeben wird, insbesondere durch Beheizen eines die Öffnung verschließenden Thermostaten.
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