DE102010063141A1

DE102010063141A1 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE102010063141A1
Application number: DE102010063141A
Authority: DE
Inventors: Klaus Otahal
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2012-06-21
Also published as: JP2012127645A; US9151542B2; EP2466241B1; EP2466241A1; JP6118496B2; US20120152506A1; CN102564177A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher (1), insbesondere einenÖl-Wasser-Wärmetauscher, mit einer Anschlussplatte (2) zum Befestigen an einem Bauteil, insbesondere an einem Verbrennungsmotor, und mit mehreren aufeinandergestapelten und miteinander verlöteten Wannenelementen (3). Erfindungswesentlich ist dabei, dass zumindest das direkt zur Anschlussplatte (2) benachbarte Wannenelement (3) einen nach außen abstehenden, laschenartigen Rand (4) aufweist, der bei montiertem Wärmetauscher (1) an der Anschlussplatte (2) anliegt und diese aussteift. Hierdurch lässt sich die Dicke der Anschlussplatte (2) reduzieren und eine besonders kompakte Bauform erreichen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Öl-Wasser-Wärmetauscher, mit einer Anschlussplatte zum Befestigen an einem Bauteil, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Wärmetauscher, insbesondere sogenannte Öl-Wasser-Wärmetauscher an Verbrennungsmotoren sind nicht unerheblichen Schwingungen und Vibrationen ausgesetzt, weshalb eine Anschlussplatte, über welche der Wärmetauscher beispielsweise am Verbrennungsmotor angebaut ist, vergleichsweise dick und dadurch verstärkt ausgebildet ist. Eine derartig verstärkte Anschlussplatte bedingt jedoch ein vergleichsweise hohes Gewicht und benötigt zudem einen gewissen Bauraum, was insbesondere im Hinblick auf ein stetig knapper werdendes Bauraumangebot innerhalb moderner Motorräume problematisch sein kann.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Wärmetauscher der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine kompakte und zugleich stabile Bauweise auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem an sich bekannten Wärmetauscher, beispielsweise bei einem Öl-Wasser-Wärmetauscher, mit einer Anschlussplatte zum Befestigen an einem Verbrennungsmotor und mit mehreren aufeinander gestapelten und miteinander verlöteten Wannenelementen, an zumindest dem direkt zur Anschlussplatte benachbarten Wannenelement einen nach außen abstehenden, laschenartigen Rand vorzusehen, der bei montiertem Wärmetauscher an der Anschlussplatte vorzugsweise vollflächig anliegt, beispielsweise mit dieser fest verbunden, insbesondere verlötet, ist und diese dadurch aussteift. Durch den laschenartigen Rand wird somit die zur Aussteifung der Anschlussplatte erforderliche Materialstärke lediglich an diesem Rand vorgesehen und nicht über die gesamte Fläche der Anschlussplatte, wodurch diese im Vergleich zu bisher aus dem Stand der Technik bekannten Anschlussplatten deutlich dünner und leichter ausgebildet werden kann. Die dünnere Ausbildung ermöglicht dabei eine kompakte Bauweise des Wärmetauschers, wobei der laschenartige Rand des zur Anschlussplatte direkt benachbarten Wannenelements die erforderliche Steifigkeit liefert.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, weisen zumindest zwei direkt zur Anschlussplatte benachbarte Wannenelemente jeweils einen nach außen abstehenden, laschenartigen Rand auf, wobei diese Ränder und die Anschlussplatte parallel und vorzugsweise vollflächig aneinander anliegen und fest miteinander verbunden sind. Die zumindest zwei Ränder und die damit verbundene Anschlussplatte gewährleisten somit die erforderliche Steifigkeit der Anschlussplatte, ohne dass diese im gesamten Bereich eine deutlich größere Dicke aufweisen muss. Dabei ist selbstverständlich das zweite Wannenelement hinsichtlich seines Randes anders gestaltet als das erste Wannenelement, insbesondere ist der nach außen abstehende Rand weiter in Richtung des ersten Wannenelementes gezogen, um beim Zusammenbau eine flächige Anlage der Ränder aneinander und an der Anschlussplatte gewährleisten zu können. Werden weitere Wannenelemente mit derartigen Rändern ausgestattet, so müssen diese ebenfalls hinsichtlich ihrer Ausgestaltung entsprechend geformt sein.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
1 eine Explosionsdarstellung aus unterschiedlichen Richtung sowie eine zugehörige Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher,
2 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einem geringfügig modifizierten Wärmetauscher,
3 wiederum eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers bei einer weiteren Ausführungsform.
Entsprechend den 1 bis 3, weist ein erfindungsgemäßer Wärmetauscher 1, welcher beispielsweise als Öl-Wasser-Wärmetauscher ausgebildet sein kann, eine Anschlussplatte 2 zum Befestigen an einem Bauteil, insbesondere zum Befestigen an einem Verbrennungsmotor, sowie mehrere aufeinander gestapelte Wannenelemente 3 auf. Erfindungsgemäß weist nun zumindest das direkt zur Anschlussplatte 2 benachbarte Wannenelement 3 einen nach außen abstehende, laschenartigen Rand 4 auf, der bei montiertem Wärmetauscher 1 an der Anschlussplatte 2 anliegt und mithilft, diese auszusteifen. Betrachtet man die 1 bis 3, so kann man erkennen, dass bei den dort abgebildeten Wärmetauschern 1 zwei direkt zur Anschlussplatte 2 benachbarte Wannenelemente 3 diesen nach außen abstehenden, laschenartigen Rand 4 besitzen.
Um den Wärmetauscher 1 unempfindlich gegenüber Schwingungen und Vibrationen eines damit verbundenen Verbrennungsmotors zu machen, wurde bisher die Anschlussplatte, auch Grundplatte genannt, steif, das heißt mit einer vergleichsweise großen Dicke, ausgeführt. Beim erfindungsgemäßen Wärmetauscher 1 hingegen kann die Anschlussplatte 2 deutlich dünner und damit leichter ausgebildet werden, da die für die Vibrations- und Schwingungsunempfindlichkeit verantwortliche Steifigkeit durch die an den Wannenelementen 3 angeordneten Ränder erzeugt wird. Betrachtet man die 1 bis 3 weiter, so kann man erkennen, dass zwischen der Anschlussplatte 2 und dem ersten benachbarten Wannenelement 3 eine Distanzplatte 5 angeordnet ist. Alternativ kann man auch von einer zweiteiligen Anschlussplatte 2 sprechen, wobei beide Teile sehr dünn ausgestaltet sind und dadurch der Wärmetauscher 1 besser verlötet werden kann. Die Distanzplatte 5 kann optional eingesetzt werden und ebenfalls Aussteifungszwecken dienen. Durch die Distanzplatte 5 kann auch eine Beschädigungs- bzw. Verletzungsgefahr reduziert werden, da die Ränder 4 der Wannenelemente 3 direkt über die Distanzplatte 5 an der Anschlussplatte 2 anliegen. Zwischen den einzelnen Wannenelementen 3 selbst können darüber hinaus Turbulenzerzeuger in Form von Turbulenzblechen 6 oder anderen dazu geeigneten Mitteln vorgesehen werden, die eine turbulente Strömung innerhalb des Wärmetauschers 1 erzeugen und damit eine verbesserte Wärmeübertragung gewährleisten können.
Durch die nach unten weisenden umlaufenden Wannenränder und die laschenartig nach außen abstehenden Ränder 4 der Wannenelemente 3 kann sich direkt im Anschluss an die Anschlussplatte 2 ein erster Wärmetauschkanal erstrecken. Bei diesem Typ Wärmetauscher 1 können die Zu- und Abläufe der beiden Medien durch die Anschlussplatte 2 erfolgen wie in 1 zu sehen oder wie in 2 und 3 das eine Medium, meist Öl durch die Anschlussplatte 2 und. das andere Medium durch die obere Deckplatte 8. Die Wannenelemente 3 sind so ausgebildet, dass sie in sich die vertikalen Zu- und Abläufe beider Medien und die horizontalen Wärmetauscherkanäle beider Medien abwechselnd bilden. Zu Details solcher Wannenelemente wird beispielsweise auf die DE 20 2010 003 080 U1 oder die AT 407 920 B verwiesen.
Weiter zu erkennen ist, dass an dem laschenartig nach außen abstehenden Rand 4 Durchgangsöffnungen 7 vorgesehen sind, durch welche Befestigungsschrauben geführt sind und dadurch ein Verspannen der mit dem Rand 4 ausgestatteten Wannenelemente 3 mit der Anschlussplatte 2 bewirken. Zur dichten Verbindung der Wannenelemente 3 untereinander und zur Distanzplatte 5 bzw. zur Anschlussplatte 2 können diese insbesondere im bereich des Randes 4 miteinander verlötet werden. Wobei der Wärmetauscher 1 generell an einen nicht gezeigten Filter insbesondere an einen Ölfilter, angeschlossen werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Wärmetauscher 1 lassen sich zudem folgende Vorteile realisieren:

– eine deutliche verbesserte Krafteinleitung über die Ränder 4 in die Anschlussplatte 2 und damit eine Aussteifung der Anschlussplatte 2, ohne eine Kerbwirkung,
– eine geringe Beschädigungs- bzw. Verletzungsgefahr, da die Ränder 4 der Wannenelemente 3 direkt über die Distanzplatte 5 an der Anschlussplatte 2 anliegen,
– eine kompakte Bauform des erfindungsgemäßen Wärmetauschers durch die erfindungsgemäß reduzierte Dicke der Anschlussplatte 2.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202010003080 U1 [0016]
AT 407920 B [0016]

Claims

Wärmetauscher (1), insbesondere ein Öl-Wasser-Wärmetauscher, mit einer Anschlussplatte (2) zum Befestigen an einem Bauteil, insbesondere an einem Verbrennungsmotor, und mit mehreren aufeinandergestapelten und miteinander verlöteten Wannenelementen (3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das direkt zur Anschlussplatte (2) benachbarte Wannenelement (3) einen nach außen abstehenden, laschenartigen Rand (4) aufweist, der bei montiertem Wärmetauscher (1) an der Anschlussplatte (2) anliegt und diese aussteift.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei direkt zur Anschlussplatte (2) benachbarte Wannenelemente (3) einen nach außen abstehenden, laschenartigen Rand (4) aufweisen, wobei die Ränder (4) und die Anschlussplatte (2) parallel aneinander anliegen.
Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Anschlussplatte (2) und dem ersten benachbarten Wannenelement (3) eine Distanzplatte (5) angeordnet ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Wannenelementen (3) jeweils ein Turbulenzblech (6) angeordnet ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in dem laschenartigen Rand (4) Durchgangsöffnungen (7) vorgesehen sind, durch welche Befestigungsschrauben geführt sind.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das direkt zur Anschlussplatte (2) benachbarte Wannenelement (3) mit der Distanzplatte (5) und/oder der Anschlussplatte (2) verlötet ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) an einen Filter, insbesondere an einen Ölfilter, angeschlossen ist.