-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ölkühler mit zumindest zwei in Stapelrichtung übereinander gestapelten Wärmetauscherplatten und einer Abdeckplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Ölkühlers sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Ölkühler.
-
Aus der
EP 1 559 980 A1 ist ein gattungsgemäßer Ölkühler mit zumindest zwei in Stapelrichtung übereinander gestapelten Wärmetauscherplatten und einer Abdeckplatte bekannt, wobei zwischen der Abdeckplatte und der benachbarten Wärmetauscherplatte ein Fluidkanal verläuft. Darüber hinaus ist ein Thermostatventil vorgesehen, das über sein Thermostatventilgehäuse fluidübertragend mit dem Fluidkanal der Abdeckplatte verbunden ist.
-
Aus der
DE 10 2008 020 609 A1 ist ein weiterer Ölkühler mit in einem Gehäuse angeordneten Kühlungskanälen und einem Bypass bekannt, der von einem Bypassventil verschließbar ist. Der Ventilkörper des Bypassventils ist durch eine Öffnung im Gehäuse geführt und ragt in Querrichtung in den Bypasskanal ein. Hierdurch soll ein variabel einsetzbarer Ölkühler geschaffen werden können.
-
Aus der
DE 10 2005 048 294 A1 ist ein weiterer Ölkühler mit gestapelten Wärmetauscherplatten mit wenigstens zwei Öffnungen bekannt, wobei die beiden Öffnungen zwei entsprechende Kanäle bilden und wobei in Abständen zwischen den Wärmetauscherplatten vorzugsweise senkrecht zu den Kanälen stehende Strömungskanäle ausgebildet sind, die mit den Kanälen hydraulisch verbunden sind. Darüber hinaus vorgesehen ist ein Ventilglied vorgesehen, welches einen der Kanäle öffnet bzw. schließt, um das dort strömende Medium, beispielsweise Öl, entweder durch die Strömungskanäle oder durch einen Bypasskanal zu leiten.
-
Generell ist bei bislang aus dem Stand der Technik bekannten Ölkühlern bekannt, ein Thermostatventil separat zu fertigen und dieses an einen fertig verlöteten Wärmeübertragerblock anzubauen. Hierzu muss selbstverständlich eine dichte Verbindung zwischen dem Wärmeübertragerblock und dem Thermostatventil geschaffen werden, was mittels aufwändiger Dichtprüfungen, in diesem Fall sogar doppelter Dichtprüfungen, kontrolliert und nachgewiesen werden muss. Dabei wird zunächst der Wärmeübertragerblock einer Dichtprüfung unterzogen und anschließend die Baueinheit aus Wärmeübertragerblock und Thermostatventilgehäuse einer nochmaligen Dichtprüfung.
-
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Ölkühler der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, mittels welcher insbesondere der Ölkühler kostengünstiger herstellbar ist.
-
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Thermostatventilgehäuse aus einem sehr gut lötbaren Material herzustellen und dieses vor dem eigentlichen Verlöten mit einem Wärmeübertragerblock eines Ölkühlers zu verbinden, so dass anschließend der gesamte Wärmeübertragerblock zusammen mit dem Thermostatventilgehäuse in einem Lötofen zuverlässig und dicht verlötet werden kann. Anschließend kann dieser mit lediglich einer einzigen Dichtprüfung kontrolliert werden. Der erfindungsgemäße Ölkühler weist dabei in bekannter Weise zumindest zwei in Stapelrichtung übereinander gestapelte Wärmetauscherplatten sowie eine Abdeckplatte auf. Zwischen der Abdeckplatte und der benachbarten Wärmetauscherplatte verläuft dabei ein Fluidkanal, wobei das Thermostatventil über sein Thermostatventilgehäuse fluiddicht mit dem Fluidkanal der Abdeckplatte verbunden ist. Erfindungsgemäß weist nun die Abdeckplatte zwei in Richtung des Thermostatventils aufgetulpte und dadurch abstehende Anschlussstutzen mit einem jeweiligen Rand auf. Das Thermostatventilgehäuse selbst ist aus einem Aluminiumprofil, insbesondere aus einem Aluminiumstrangpressprofil oder einem gewalzten Aluminiumprofil, ausgebildet, welches separat nachbearbeitet und insbesondere sogar fertig bearbeitet wird. Durch die Ausführungsform des Thermostatventilgehäuses aus einem Material, welches insbesondere für ein Strangpressen oder Walzen geeignet ist, kann eine Aluminiumlegierung verwendet werden, welche problemlos verlötbar ist. Das Thermostatventilgehäuse weist zusätzlich zwei komplementär zu den Anschlussstutzen ausgebildete Stutzen auf, die vor dem eigentlichen Verlöten in den abdeckplattenseitigen Anschlussstutzen mechanisch fixiert werden. Hierbei können die Stutzen in den abdeckplattenseitigen Anschlussstutzen mittels einer Presspassung fixiert werden, beispielsweise verstemmt oder vertaumelt. Das Thermostatventilgehäuse ist dabei mit seinen Stutzen in den Anschlussstutzen der Abdeckplatte verlötet, wobei diese Verlötung nach dem Fixieren gemeinsam mit dem Verlöten des Wärmeübertragerblocks im Lötofen erfolgt. Durch die mechanische Fixierung der thermostatventilgehäuseseitigen Stutzen in den abdeckplattenseitigen Anschlussstutzen kann auch auf eine zusätzlich erforderliche Lotfolie verzichtet werden, da das erforderlich Lotangebot zur dichten Verlötung zwischen Thermostatventilgehäuse und Abdeckplatte von der einseitig lotplattierten Abdeckplatte bereitgestellt werden kann. Mit dem erfindungsgemäß hergestellten Ölkühler kann dieser nicht nur kostengünstiger ausgebildet werden, da beispielsweise auf separate Dichtelemente oder eine doppelte Dichtprüfung (einmal für den Wärmeübertragerblock separat und das andere Mal in montiertem Zustand) verzichtet werden kann, sondern auch auf eine Lotfolie. Auch Befestigungselemente können bei dem erfindungsgemäßen Ölkühler entfallen, da durch die mechanische und zugleich stoffliche Verbindung zwischen dem Thermostatventilgehäuse und dem Wärmeübertragerblock eine zuverlässige Fixierung der beiden Komponenten aneinander gewährleistet werden kann.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist der jeweilige Rand des Anschlussstutzens eine konische Innenkontur auf, wobei zusätzlich oder alternativ vorgesehen ist, dass sich eine Außenkontur der Stutzen zu einem freien Ende hin verjüngt. Dies kann beispielsweise in der Art einer Fase vorgesehen sein. Sowohl eine derartige Verjüngung/Fase als auch der im Anschlussstutzen ausgebildete konische Rand erleichtert zum einen das Einführen des thermostatventilgehäuseseitigen Stutzens in den abdeckplattenseitigen Anschlussstutzen, ebenso wie ein Verklemmen bzw. Verstemmen der Stutzen in den Anschlussstutzen. Mit den genannten Methoden lässt sich somit die Fertigung vereinfachen und zugleich verbessern.
-
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die Abdeckplatte an ihrer der benachbarten Wärmetauscherplatte abgewandten Seite eine Lotplattierung auf. Eine derartige Lotplattierung ist an der Abdeckplatte ohnehin vorhanden, um diese zuverlässig mit der benachbarten Wärmetauscherplatte verlöten zu können. Im erfindungsgemäßen Ölkühler wird diese Lotplattierung jedoch zusätzlich dazu genutzt, um ein dichtes Verlöten zwischen den abdeckplattenseitigen Anschlussstutzen und den thermostatventilgehäuseseitigen Stutzen gewährleisten zu können.
-
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Verfahren zur Herstellung eines zuvor beschriebenen Ölkühlers anzugeben, bei welchem zunächst das Thermostatventilgehäuse als Aluminiumstrangpressvollprofil, beispielsweise quaderförmig, hergestellt wird. In dieses Aluminiumstrangpressvollprofil werden nun anschließend, beispielsweise durch Bohren, die entsprechenden inneren Kanäle eingebracht, sowie beispielsweise durch Fräsen oder Laserschneiden die Außenkonturen, insbesondere die Stutzen, geschaffen. Im Großen und Ganzen können die zuvor beschriebenen Arbeitsschritte subsummierend unter dem Begriff Nachbearbeiten bzw. Fertigbearbeiten des Thermostatventilgehäuses zusammengefasst werden. Anschließend werden zumindest zwei in Stapelrichtung übereinander gestapelte Wärmetauscherplatten mit der Abdeckplatte abgedeckt, wobei vorher oder danach das Thermostatventilgehäuse mit seinen beiden Stutzen in den Anschlussstutzen der Abdeckplatte mechanisch fixiert, insbesondere verstemmt, und damit vorfixiert wird. Der gesamte Wärmeübertragerblock mit Abdeckplatte und Wärmetauscherplatten sowie das in der Abdeckplatte fixierte Thermostatventilgehäuse werden nun im Lötofen gemeinsam verlötet und damit dicht miteinander verbunden. Anschließend können weitere Komponenten, wie beispielsweise zumindest ein Wachsdehnelement und/oder eine Feder sowie ein Ventilkörper in das Thermostatventilgehäuse eingebaut und dieses mittels eines Deckels verschlossen werden. Der große Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass das Verlöten sowohl des Wärmeübertragerblocks als auch des Thermostatventilgehäuses gemeinsam in einem einzigen Arbeitsschritt erfolgt und dadurch auch lediglich eine sich daran anschließende Dichtprüfung erforderlich ist.
-
Zweckmäßig erfolgt ein Verlöten des Ölkühlers im CAB-Verfahren (Closed Atmosphere Brazing) oder unter Vakuum. Das sogenannte CAB-Verfahren wird dabei bereits langjährig in der Herstellung von Aluminiumwärmeübertragern, wie beispielsweise Ölkühlern, eingesetzt und ist dadurch sowohl ausgereift als auch bewährt.
-
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 Komponenten beziehen.
-
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
-
1 eine Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Ölkühler mit an einer Abdeckplatte angeordnetem Thermostatventilgehäuse,
-
2 eine Ansicht auf die Abdeckplatte,
-
3 eine Ansicht auf das Thermostatventilgehäuse,
-
4 eine Darstellung wie in 3, jedoch mit angedeuteten Innenkonturen,
-
5 eine Schnittdarstellung durch den Ölkühler im Bereich der Abdeckplatte und des daran angelöteten Thermostatventilgehäuses.
-
Entsprechend den 1 und 5 weist ein erfindungsgemäßer Ölkühler 1 zumindest zwei in Stapelrichtung übereinander gestapelte Wärmetauscherplatten 2 sowie eine Abdeckplatte 3 auf. Generell soll der zuvor und im Folgenden benutzte Begriff des Ölkühlers 1 auch andere Wärmeübertrager umfassen, mittels welchen andere Fluide gekühlt oder temperiert werden. Ein solcher Ölkühler 1 ist beispielsweise in einem Nutzfahrzeug 14 eingesetzt. Zwischen der Abdeckplatte 3 und der benachbarten Wärmetauscherplatte 2 verläuft dabei ein Fluidkanal 4. Darüber hinaus vorgesehen ist ein Thermostatventil 5, welches über sein Thermostatventilgehäuse 6 fluidübertragend mit dem Fluidkanal 4 der Abdeckplatte 3 verbunden ist. Betrachtet man nun die 1, 2 und 5, so kann man erkennen, dass die Abdeckplatte 3 zwei in Richtung des Thermostatventils 5 abstehende Anschlussstutzen 7 mit einem Rand 8 aufweist, wogegen das Thermostatventilgehäuse 6 zwei komplementär zu den Anschlussstutzen 7 ausgebildete Stutzen 9 aufweist, welche in den abdeckplattenseitigen Anschlussstutzen 7 mechanisch fixiert, insbesondere verstemmt, sind. Erfindungsgemäß ist nun das Thermostatventilgehäuse 6 aus einem nachbearbeiteten Aluminiumprofil, insbesondere aus einem nachbearbeiteten Aluminiumstrangpressprofil oder einem gewalzten Aluminiumprofil, ausgebildet und dadurch aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, die optimal gelötet werden kann. Das Thermostatventilgehäuse 6 ist dabei über seine Stutzen 9 in den Anschlussstutzen 7 der Abdeckplatte 3 verlötet.
-
Betrachtet man insbesondere die 2 und 5, so kann man erkennen, dass der jeweilige Rand 8 des Anschlussstutzens 7 eine konische Innenkontur 10, insbesondere in der Art einer Fase, aufweist, wobei zusätzlich oder alternativ die Stutzen 9 sich zu einem freien Ende hin verjüngen können. Sowohl die konische Innenkontur 10 als auch die sich verjüngenden Stutzen 9 können dabei das Einführen der Stutzen 9 in die Anschlussstutzen 7 erleichtern, ebenso wie ein Fixieren, insbesondere ein Verstemmen, der Stutzen 9 in den abdeckplattenseitigen Anschlussstutzen 7. An ihrer der benachbarten Wärmetauscherplatte 2 zugewandten Seite, besitzt die Abdeckplatte 3 eine Lotplattierung 11, wodurch auf eine zusätzliche Lotzugabe beim Verlöten des Thermostatventilgehäuses 6 mit der Abdeckscheibe 3 verzichtet werden kann.
-
Hergestellt wird der erfindungsgemäße Ölkühler 1 wie folgt:
Zunächst wird das Thermostatventilgehäuse 6 als Aluminiumprofil, insbesondere als Aluminiumstrangpressprofil, hergestellt, wobei beispielsweise die Außenkonturen des als Vollprofil hergestellten, insbesondere stranggepressten oder gewalzten Thermostatventilgehäuses 6 in 3 mit unterbrochen gezeichneter Linie dargestellt ist. Anschließend werden beispielsweise innere Kanäle 12 sowie auch die außenliegenden Stutzen 9 bzw. weitere Komponenten des Thermostatventilgehäuses 6 durch Nachbearbeiten des Aluminiumvollprofils, beispielsweise durch Bohren, Fräsen und/oder Schleifen, hergestellt. Zur weiteren Herstellung des Ölkühlers 1 werden nun zumindest zwei in Stapelrichtung übereinander gestapelte Wärmetauscherplatten 2 mit der Abdeckplatte 3 abgedeckt, wobei vorher oder danach das Thermostatventilgehäuse 6 mit seinen beiden Stutzen 9 in den Anschlussstutzen 7 der Abdeckplatte 3 fixiert, insbesondere verstemmt oder vertaumelt, wird. Der beispielsweise gemäß der 1 gezeigte Verbund aus Thermostatventilgehäuse 6, Abdeckplatte 3 sowie Wärmetauscherplatten 2 kann nun in einem einzigen Arbeitsschritt in einem entsprechenden Lötofen gelötet werden. Reintheoretisch ist auch denkbar, dass das Thermostatventilgehäuse 6 ohne mechanische Vorfixierung und ohne Stutzen 9 direkt mit den Anschlussstutzen 7 der Abdeckplatte 3 verlötet wird.
-
Der große Vorteil dieser Herstellung basiert darauf, dass aufgrund der Materialauswahl für das Thermostatventilgehäuse 6 (strangpressfähige Aluminiumlegierung) eine dichte Verlötung zwischen dem Thermostatventilgehäuse 6 und der Abdeckplatte 3 erreicht werden kann, ohne dass hierfür beispielsweise separate Dichtungen erforderlich sind. Durch das gemeinsame Verlöten reicht nunmehr auch lediglich eine einzige Dichtheitsprüfung aus, wogegen bei aus dem Stand der Technik bekannten Ölkühlern stets die Dichtheit des Wärmeübertragerblocks und zusätzlich noch die Dichtheit der aus Wärmeübertragerblock und angebautem Thermostatventil bestehenden Baueinheit überprüft werden mussten.
-
Ist der Lötprozess abgeschlossen, können weitere Bauteile in das Thermostatventilgehäuse 6 eingebaut werden, wie beispielsweise ein Wachsdehnelement, eine Feder sowie ein Ventilkörper, wobei dieses anschließend mittels eines nicht gezeigten Deckels verschlossen wird. Ein derartiger Deckel kann beispielsweise in das Thermostatventilgehäuse 6 eingeschraubt werden, wozu beispielsweise ein entsprechendes Innengewinde 13 vorgesehen wird. Ein Verlöten des Thermostatventilgehäuses 6 mit der Abdeckplatte 3 und den Wärmetauscherplatten 2 erfolgt dabei üblicherweise im sogenannten CAB-Verfahren (Closed Atmosphere Brazing) oder unter Vakuum, wobei insbesondere das zuerst genannte Lötverfahren bereits langjährig beim Herstellen von Aluminiumwärmeübertragern eingesetzt und damit erprobt ist. Mit dem erfindungsgemäß, erstmals aus einem Aluminiumvollprofil hergestellten Thermostatventilgehäuse 6 kann eine deutliche Vereinfachung der Montage des Ölkühlers 1 erreicht werden, da das Thermostatventilgehäuse 6 zunächst über seine Stutzen 9 in den abdeckplattenseitigen Anschlussstutzen 7 vorfixiert und anschließend zusammen mit dem Ölkühler 1 im Lötofen verlötet wird. Hierdurch kann insbesondere auf eine bisher erforderliche zusätzliche Dichtprüfung verzichtet werden, ebenso wie auf zusätzliche Dichtelemente oder Befestigungsmittel, beispielsweise Schrauben, da das an der Abdeckplatte 3 verstemmte und verlötete Thermostatventilgehäuse 6 ausreichend an der Abdeckplatte 3 fixiert ist.
-
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
-
- EP 1559980 A1 [0002]
- DE 102008020609 A1 [0003]
- DE 102005048294 A1 [0004]
