DE202004011114U1

DE202004011114U1 - Ölmodul mit Wasserpumpe und Wärmetauscher

Info

Publication number: DE202004011114U1
Application number: DE200420011114
Authority: DE
Original assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG; FEV Motorentechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Ing Walter Hengst GmbH and Co KG; FEV Europe GmbH
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2005-11-24
Anticipated expiration: 2014-07-15
Also published as: WO2006005328A1; EP1774152A1

Abstract

Ölmodul für einen Verbrennungsmotor,
mit einem Ölfilter,
einem Öl-/Wasser-Wärmetauscher,
wobei der Wärmetauscher als separates Bauteil ausgestaltet ist und mit einer Anschlussfläche an eine korrespondierende Anschlussfläche des Ölmodul-Gehäuses anschließt, und mit einer Wasserpumpe,
wobei die Wasserpumpe eine Drehachse aufweist – wie die Drehachse für das Flügelrad einer Flügelradpumpe,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anschlussfläche (12) des Wärmetauschers (14) in einem von 90° abweichenden Winkel zur Drehachse der Wasserpumpe ausgerichtet ist.

Description

Die Neuerung betrifft ein Ölmodul nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein gattungsgemäßes Ölmodul ist aus der Praxis bekannt. Die Integration des Ölfilters mit einer Wasserpumpe und einem Öl/Wasser-Wärmetauscher führt zu vorteilhaft kompakten Abmessungen des gesamten Ölmoduls im Vergleich zur Anordnung der drei Komponenten als jeweils eigenständige und separate Bauelemente, die an das Motorgehäuse des Verbrennungsmotors angeschlossen werden müssten.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Ölmodul dahingehend zu verbessern, dass dieses mit besonders kompakten Abmessungen und in möglichst wirtschaftlicher Weise herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Ölmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Neuerung schlägt mit anderen Worten vor, im Gegensatz zu dem bekannten Ölmodul, bei dem die Anschlussfläche des Wärmetauschers senkrecht zur Drehachse der Wasserpumpe ausgerichtet ist, einen davon abweichenden Winkel zu verwenden. Die Führung des Kühlmittels, welches im Rahmen des vorliegenden Vorschlags vereinfachend als „Wasser" bezeichnet wird, ist von der Wasserpumpe zum Wärmetauscher erforderlich. Diese Wasserkanäle von der senkrecht zur Drehachse der Wasserpumpe stehenden Anschlussfläche des Wärmetau schers zum Pumpengehäuse der Wasserpumpe zu führen, ist beim gattungsgemäßen Ölmodul nur dann möglich, wenn ein abgewinkelter Kanalverlauf gewählt wird. Dieser ist nicht einzügig herstellbar, also mit lediglich einem einzigen Kernwerkzeug, wenn das Gehäuse des Ölmoduls als Gussbauteil ausgeführt wird. Die zweizügige Ausgestaltung eines Strömungskanals bewirkt jedoch einerseits einen strömungstechnisch ungünstigen Kanalverlauf mit unerwünscht großem Strömungswiderstand und erfordert zudem ggf. einen erheblichen Nachbearbeitungsaufwand in dem Bereich, an dem sich die beiden Kernwerkzeuge treffen bzw. in dem beim fertiggestellten Gussstück der Winkel zwischen den beiden Abschnitten des jeweiligen Kanals vorliegt. In besonders einfacher Weise kann die Kanalführung für das Kühlmittel von der Wasserpumpe zum Wärmetauscher erfolgen, wenn die Anschlussfläche des Wärmetauschers parallel zur Drehachse der Wasserpumpe ausgerichtet ist. Aber auch bei anderen, von 90° abweichenden Ausrichtungen der Anschlussfläche zur Drehachse ergibt sich bei einem geradlinigen Verlauf des erwähnten Kühlmittelkanals, dass dieser, ausgehend von der Anschlussfläche, nach einer bestimmten Streckenlänge die Drehachse der Wasserpumpe treffen muss, wobei die vorerwähnte Streckenlänge umso kürzer ist, je weiter der Winkel von 90° abweicht, so dass bei einer parallelen Anordnung von Anschlussfläche zur Drehachse eine optimal kurze Ausgestaltung des Kühlmittelkanals und dementsprechend kompakte Abmessungen des gesamten Ölmoduls verwirklicht werden können.
Die Entnahme des Kühlwassers für den Wärmetauscher kann vorzugsweise nicht aus dem Kühlwasser-Hauptstrom erfolgen, welcher aus dem Kühlwasserauslass der Wasserpumpe gelangt und zur Kühlung des Verbrennungsmotors vorgesehen ist. Vielmehr kann vorzugsweise im Abstand vor diesem Kühlwasserauslass, das heißt, in Drehrichtung der Wasserpumpe vor dem Kühlwasserauslass eine Austrittsöffnung für Kühlwasser vorgesehen sein, welches zum Wärmetauscher des Ölmoduls geführt wird. Diese Entnahme des Kühlwassers vor dem eigentlichen Kühlwasserauslass hat im Wesentlichen zwei Vorteile: Einerseits kann die Entnahme des Kühlwassers für den Wärmetauscher an einer Stelle erfolgen, die für den Wärmetauscher ausreichenden Druck liefert, wobei die Wegstrecke innerhalb der Wärmepumpe zwischen der Austrittsöffnung und dem eigentlichen Kühlwasserauslass einen weiteren Druckaufbau des Kühlwassers ermöglicht, so dass der Hauptstrom des Kühlwassers, der am Kühlwasserauslass aus der Wasserpumpe gelangt, mit einem optimalen Druck erfolgen kann und auch im weiteren Verlauf des Kühlmittel-Hauptstroms keine Druckverluste durch die Entnahme von Kühlmittel für den Wärmetauscher erfolgen. Zudem können die Kühlmittelkanäle für den Hauptstrom des Kühlmittels strömungsgünstig ausgeführt werden ohne die erforderliche Abzweigung, um Kühlmittel zum Wärmetauscher zu führen. Der zweite Vorteil der vorbeschriebenen Entnahme des Kühlwassers an der Austrittsöffnung vor dem Kühlwasserauslass besteht darin, dass die Führung des Kanals von der Wasserpumpe zum Wärmetauscher konstruktiv freier gestaltet werden kann und nicht unbedingt ein Kanal von der Kühlwasser-Hauptleitung zum Wassereinlass des Wärmetauschers geführt werden muss. Die Kanalführung innerhalb des Gehäuses des Ölmoduls für die verschiedenen Öl- und Wasserkanäle kann daher entzerrt und vereinfacht werden, was einerseits strömungstechnische Vorteile für die in diesen Kanälen geführten Medien aufweist und andererseits die Herstellung des Ölmoduls vereinfacht, insbesondere seines Gehäuses, da aufgrund der vereinfachten Kanalführung in größerem Umfang geradlinige, einzügig hergestellte Kanäle verwendet werden können, so dass das Gehäuse als Gussteil besonders wirtschaftlich hergestellt werden kann.
Bei Anordnung der vorerwähnten Austrittsöffnung vor dem Kühlwasserauslass der Wasserpumpe kann vorteilhaft in Drehrichtung hinter der Austrittsöffnung eine Staukante vorgesehen sein. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Kühlwasser nicht innerhalb der Wasserpumpe über die Austrittsöffnung hinweg schießt, sondern aufgrund der Staukante in ausreichendem Umfang durch die Austrittsöffnung aus der Wasserpumpe heraustritt und in den Wärmetauscher gelangt.
Wenn – wie bereits vorerwähnt – das Gehäuse des Ölmoduls als Gussteil ausgestaltet ist, können vorteilhaft sämtliche Kanäle und sonstigen Hohlräume, wie zum Beispiel der Hohlraum für den Ölfilter oder für die Wasserpumpe, als ein- oder zweizügig herstellbare Hohlräume ausgestaltet sein, so dass eine besonders einfache, preisgünstige und nachbearbeitungsarme Herstellung dieses Gehäuses möglich ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung wird anhand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen die
1 – 4 ein Ölmodul aus unterschiedlichen Ansichten, und die
5 einen Schnitt durch das Ölmodul entlang der Linie A – A von 4.
In den Zeichnungen ist mit 1 insgesamt ein Ölmodul gekennzeichnet, welches ein zentrales Gehäuse 2 aufweist. Das Gehäuse 2 enthält mehrere Kanäle zur Führung von Schmieröl und Kühlwasser eines Verbrennungsmotors und wird über eine aus 1 ersichtliche Anschlussfläche 3 an ein Motorgehäuse angeschlossen. Innerhalb dieser Anschlussfläche 3 ist eine Einlassöffnung 4 für ungefiltertes Rohöl vorgesehen ist, eine Auslassöffnung 5 für gefiltertes Reinöl, eine Auslassöffnung 6 für Kühlwasser, welches von der Druckseite einer Wasserpumpe in den Kühlmittelkreislauf gelangt, sowie eine Auslassöffnung 7 für den so genannten „Ölablass", durch welche Auslassöffnung Öl in das Kurbelgehäuse des Motors zurückströmen kann, wenn der Ölfilter des Motors gewechselt wird und im Zuge des Filterwechsels das Ölfiltergehäuse leer läuft.
Dieser vorgenannte Ölfilter ist in den Zeichnungen mit 8 gekennzeichnet. Er weist als Gehäuse einen Filterbecher 9 auf, der Teil des Gehäuses 2 ist und mittels eines Schraubdeckels 10 verschlossen ist.
Weiterhin weist das Gehäuse 2 einen Stutzen 11 als Eintrittsöffnung für das Kühlwasser des Verbrennungsmotors auf.
Auf der Seite des Gehäuses 2, welche der motorseitigen Anschlussfläche 3 gegenüberliegt, ist eine Anschlussfläche 12 vorgesehen, an welcher ein Öl-/Wasser-Wärmetauscher 14 an das Gehäuse 2 anschließt. Der Wärmetauscher 14 ist mit einer Montageplatte 15 versehen, welche um das Gehäuse des Wärmetauschers 14 umläuft und zur Aufnahme von Befestigungsschrauben dient, mittels welcher der Wärmetauscher 14 mit dem Gehäuse 2 verbunden ist.
An der dem Stutzen 11 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 2 ist eine Wasserpumpe vorgesehen. In den 1 – 3 ist ein Antriebsrad 16 dargestellt, welches durch einen Keilriemen angetrieben ist und über eine Achse ein Flügelrad der Wasserpumpe antreibt. Diese Antriebsachse verläuft vom Antriebsrad 16 durch ein Achsgehäuse 17, welches mit dem zentralen Gehäuse 2 des Ölmoduls 1 durch mehrere Befestigungsschrauben verbunden ist und welches den Hohlraum abdichtet, der im Gehäuse 2 zur Aufnahme des Flügelrades der Wasserpumpe vorgesehen ist.
Die Drehachse des Antriebsrades 16, der im Achsgehäuse 17 laufenden Antriebsachse sowie des Flügelrades der Wasserpumpe verläuft parallel zur Anschlussfläche 12 des Wärmetauschers 14. Es kann daher, wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, eine kurze Verbindung zwischen der Wasserpumpe und dem Wärmetauscher 14 geschaffen werden, so dass abgesehen von dieser kurzen Verbindung ein erheblicher Freiraum im Gehäuse 2 zur Verfügung steht, um die übrigen öl- und wasserführenden Kanäle zu führen. Aufgrund dieses Freiraums besteht die Möglichkeit, sämtliche im Inneren des Gehäuses 2 vorzuse henden Hohlräume, seien es Strömungskanäle oder seien es Hohlräume, zur Aufnahme beispielsweise des Flügelrades der Wasserpumpe jeweils einzügig auszugestalten. So ist eine dementsprechend preisgünstige Herstellung des Gehäuses 2 möglich.
In 4 ist eine Ansicht auf die vordere Stirnseite des Ölmoduls 1 dargestellt, welche der aus 3 ersichtlichen Rückseite des Ölmoduls 1 gegenüberliegt. Bei der Darstellung in 4 ist das Achsgehäuse 17 mitsamt dem Antriebsrad 16 entfernt und ein Gehäuse 18 für eine Wasserpumpe ersichtlich, welches nicht als tatsächlich eigenes Gehäuse hergestellt ist, sondern welches lediglich einen Teil des gesamten Gehäuses 2 bildet. Innerhalb des Wasserpumpen-Gehäuses 18 ist ein Aufnahmeraum 19 für das Flügelrad der Wasserpumpe erkennbar, wobei um diesen Aufnahmeraum 19 ein schneckenartig verlaufender Kühlwasserkanal 20 ersichtlich ist. Der Kühlwasserkanal 20 führt zunächst zu einer Austrittsöffnung 21 für das Kühlwasser, von der aus ein gewisser Anteil des Kühlwassers zum Wärmetauscher 14 gelangt. Im weiteren Verlauf führt der Kühlwasserkanal 20 das Kühlwasser zu einem Kühlwasserauslass 22. Damit das Kühlwasser nicht über die Austrittsöffnung 21 hinweg schießt und unmittelbar zum Kühlwasserauslass 22 gelangt, ist in Strömungsrichtung hinter der Austrittsöffnung 21 eine insbesondere auch aus 5 ersichtliche Staukante 23 vorgesehen.

Claims

Ölmodul für einen Verbrennungsmotor, mit einem Ölfilter, einem Öl-/Wasser-Wärmetauscher, wobei der Wärmetauscher als separates Bauteil ausgestaltet ist und mit einer Anschlussfläche an eine korrespondierende Anschlussfläche des Ölmodul-Gehäuses anschließt, und mit einer Wasserpumpe, wobei die Wasserpumpe eine Drehachse aufweist – wie die Drehachse für das Flügelrad einer Flügelradpumpe, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfläche (12) des Wärmetauschers (14) in einem von 90° abweichenden Winkel zur Drehachse der Wasserpumpe ausgerichtet ist.
Ölmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussfläche (12) parallel zur Drehachse ausgestaltet ist.
Ölmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Umfang eines Gehäuses (18) der Wasserpumpe eine Austrittsöffnung (21) für Kühlwasser vorgesehen ist, von welcher das Kühlwasser zum Wassereinlass des Wärmetauschers (14) geführt ist, wobei in Drehrichtung hinter der Austrittsöffnung (21) der Kühlwasserauslass (22) vorgesehen ist, an welchen sich der Kühlkreislauf zur Motorkühlung anschließt.
Ölmodul nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine in Drehrichtung hinter der Austrittsöffnung (21) vorgesehene Staukante (23).
Ölmodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein als Gussteil ausgestaltetes Gehäuse (2), wobei Hohlräume in dem Gehäuse (2) vorgesehen sind, welche sämtlich jeweils ein- oder zweizügig herstellbar sind.