DE19654362A1 - Wärmeübertrageranordnung - Google Patents
WärmeübertrageranordnungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertrageranordnung, insbe
sondere eine Ölkühleranordnung für den Kraftfahrzeugbau, mit
mindestens einem Wärmeübertrager, in dem in benachbarten und
durch wärmeübertragende Wände voneinander getrennten Schich
ten ein flüssiges Kühlmittel und ein flüssiges zu kühlendes
Medium geführt sind, sowie mit einer dem Wärmeübertrager zu
geordneten Adapterplatte, die Verbindungskanäle zwischen
Zu- und Abflußbohrungen für den Wärmeübertrager aufweist.
Eine solche Wärmeübertrageranordnung ist aus dem DE-GBM 93 09 741
bekannt. Dort hat man einem aus plattenförmigen Wärme
tauschelementen aufgebauten Kühler wie er in der Praxis zur
Ölkühlung verwendet wird, an der Unterseite eine Adapterplat
te zugeordnet, die mit einer Befestigungsplatte verbunden
ist, welche die mit Aussparungen zur Bildung eines Kanales
vorgesehene Adapterplatte einseitig abschließt und mit einer
Zuführöffnung für das Kühlmittel versehen ist. Durch diese
Ausgestaltung kann der Wärmeübertrager als Einheit befestigt
werden, wobei gleichzeitig auch der Zu- und Ablauf über die
Befestigungsplatte von unten her erfolgen kann.
Es gibt eine Reihe von Anwendungsmöglichkeiten, bei denen
mehrere Kühler für Zusatzaggregate, beispielsweise ein Motor
ölkühler, ein Servoölkühler oder auch Kühler für das Getrie
beöl oder für Dieselöl vorgesehen sein sollen, die dann alle
einzeln an geeigneter Stelle unterzubringen sind. Dies ist
zum einen aufwendig, zum anderen steht aber auch nicht immer
der Platz für die Unterbringung der einzelnen Kühleraggregate
zur Verfügung.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
eine Wärmeübertrageranordnung der eingangs genannten Art so
auszubilden, daß mehrere Kühler zu einer Einheit zusammenfaß
bar sind, ohne daß ein gesonderter Aufwand für die Zuführung
des Kühlmittels getrieben werden muß.
Ausgehend von der Idee, eine Adapterplatte zu verwenden, be
steht die Erfindung zur Lösung dieser Aufgabe darin, daß die
Adapterplatte durch eine Deckplatte abgeschlossen ist, die
mit einem gemeinsamen Anschlußstutzen für das Kühlmittel, ei
nem Verbindungskanal und einer Öffnung für die Weiterführung
des Kühlmittels und mit zwei weiteren Anschlüssen für die
Zu- und Abfuhr je eines zu kühlenden Mediums von zwei nebeneinan
der auf ihr angeordneten und an dem gemeinsamen Anschlußstut
zen für das Kühlmittel angeschlossenen Wärmeübertragern ver
sehen ist.
Durch diese Ausgestaltung können über einen gemeinsamen Kühl
mittelanschluß zwei, oder wie später noch gezeigt werden
wird, auch mehr Wärmeübertrager angeschlossen werden, die al
le gemeinsam über die Adapterplatte befestigbar sind. Dabei
können in Weiterbildung der Erfindung beide Wärmeübertrager
parallel von Kühlmittel durchströmt sein und ihre Anschlußka
näle für das Kühlmittel über den Verbindungskanal an einem
gemeinsamen, einem der beiden Wärmeübertrager zugeordneten,
Abschlußstutzen anliegen.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, einen dieser beiden Wär
meübertrager für die Kühlung des Motoröles, und den anderen
für die Kühlung des Öles für die Servolenkung auszulegen,
weil diese beiden Kühler sozusagen die Grundausstattung für
Fahrzeuge verschiedener Typen und Leistungen darstellen.
In Weiterbildung der Erfindung können wahlweise auf den Block
des Motorkühlers und/oder des Servoölkühlers Wärmeübertrager
für die Kühlung zusätzlicher Medien, insbesondere für die
Kühlung von Getriebeöl und Dieselöl aufgesetzt sein, deren
Anschlüsse für das Kühlmittel mit jenen der Blöcke der ande
ren beiden Kühler und mit jenen der Deckplatte fluchten. Auf
diese Weise kann ein kompakter Zusammenbau verschiedener Küh
ler erreicht werden, die alle einen gemeinsamen Kühlmittelan
schluß und -abfluß haben, wobei der Abflußstutzen für das
Kühlmittel dem Motorölkühler, oder dem auf diesen aufgesetz
ten Dieselölkühler zugeordnet werden kann. Durch die Erfin
dung ergibt sich eine Wärmeübertrageranordnung, die individu
ell den Bedürfnissen verschiedener Fahrzeugtypen anpaßbar
ist, die aber, da sie nur eine Adapterplatte als Befestigung
selement aufweist und äußerst kompakt aufgebaut ist, in ein
facher und platzsparender Weise einbaubar ist. Dabei kann für
jeden der Kühler der schon vorhandene Kühlmittelanschluß und
-abfluß verwendet werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand eines Ausführungs
beispieles dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es
zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivische Darstellung einer Wärmeübertra
geranordnung nach der Erfindung,
Fig. 2 die Darstellung einer Draufsicht der für die Anord
nung der Fig. 1 verwendeten Adapterplatte,
Fig. 3 die Draufsicht auf die auf der Adapterplatte sitzen
den Deckplatte,
Fig. 4 einen Querschnitt durch die beiden auf der Deckplat
te angeordneten Scheibenölkühler für das Motoröl und
für das Servolenkungsöl,
Fig. 5 die Ansicht der beiden die zuletzt genannten Kühler
abschließenden Zwischenplatte,
Fig. 6 einen schematischen Querschnitt durch die beiden
oben aufgesetzten Kühler für Dieselöl und für Ge
triebeöl, und
Fig. 7 die Draufsicht auf die beiden Abschlußplatten für
die zuletzt genannten Kühler.
In der Fig. 1 ist eine Wärmetauscheranordnung nach der Erfin
dung gezeigt, die aus einer Adapterplatte 1 und aus fest mit
ihr verbundenen Wärmeübertragern 2, 3, 4 und 5 besteht. Die
Adapterplatte 1 ist von einer Deckplatte 6 abgedeckt, auf der
die beiden Wärmeübertrager 2 und 5 montiert sind. Adapter
platte 1 und Deckplatte 6 sind dabei etwas größer als die
Grundfläche der Wärmeübertrager 2 und 5, und auf dem in Fig.
1 nach links vorne freien Bereich der Deckplatte 6 sind zwei
Anschlußstutzen 7 und 8 jeweils mit Anschlüssen 9 und 10 bzw.
11 und 12 vorgesehen, sowie ein zwischen diesen beiden Stut
zen liegender Anschlußstutzen 13, der - wie noch erläutert
werden wird - als gemeinsamer Zuflußstutzen für das die Wär
meübertrager 2, 3, 4 und 5 durchströmende Kühlmittel dient.
Die Anschlüsse 9 und 10 des Stutzens 7 dienen zur Beaufschla
gung des Wärmeübertragers 2 mit dem zu kühlenden Medium, beim
Ausführungsbeispiel des Motoröles. Die Anschlußöffnungen 11
und 12 dienen zur Zuführung des Öles für die Lenkhilfe, d. h.
des sogenannten Servoöles. Die beiden jeweils oben aufgesetz
ten Wärmeübertrager 3 und 4 sind jeweils wieder mit einem Zu
fuhrstutzen 14 und 15 mit den Zufuhr- und Abfuhröffnungen 16,
17 bzw. 18, 19 einerseits für Dieselöl (Wärmeübertrager 3)
und andererseits für Getriebeöl (Wärmeübertrager 4) ausge
legt. Beim Ausführungsbeispiel steht vom Wärmeübertrager 3
ein Ablaufstutzen 20 ab, durch den das durch den Stutzen 13
zugeführte Kühlmittel wieder abströmt.
Alle Wärmeübertrager 2, 3, 4 und 5 sind in der Art von Schei
benkühlern ausgestaltet, bei denen die jeweils mit einem be
stimmten Abstand zueinander aufeinandergeschichteten Scheiben
zwischen sich jeweils Strömungsräume bilden, die abwechselnd
vom Kühlmittel bzw. von dem zu kühlenden Mittel durchströmt
werden. Dabei erfolgt die Durchströmung und Zuführung der
beiden Medien zu den einzelnen Kammern jeweils in bekannter
Weise. Die Kammern sind außen durch nach einer Seite umgebo
gene und sich gegenseitig überlappende Ränder der aufeinan
dergeschichteten Scheiben abgeschlossen. Alle Wärmeübertrager
sind dicht verlötet.
Wie aus Fig. 1 schon hervorgeht, wird das durch den Zulauf
stutzen 13 eingeführte Kühlmittel zur Durchströmung aller
Wärmeübertrager 2 bis 5 ausgenützt, während das zu kühlende
Medium jeweils den einzelnen Wärmeübertragern getrennt, aber
ebenfalls von derselben Seite aus zugeführt wird, von der aus
auch das Kühlmittel in den Stutzen 13 eintritt. Auch der Ab
flußstutzen 20 ragt nach derselben Seite ab, so daß alle An
schlüsse für die die Wärmeübertrager durchströmenden Medien
von einer Seite her erfolgen. Die Adapterplatte ist daher
nach der anderen Seite hin geschlossen und kann als gemeinsa
me Befestigungsplatte dienen, wie das in Fig. 2 auch angedeu
tet ist.
Die Fig. 2 zeigt, daß die Adapterplatte 1 mit mehreren Nuten
in der Form von Verbindungskanälen 21 bis 27 versehen ist,
die alle in die beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung
bestehende Adapterplatte eingefräst sind. Natürlich wäre es
auch möglich, anstelle einer Aluminiumdruckgußplatte eine
Kunststoffplatte vorzusehen.
Diese Adapterplatte 1 ist durch die in der Fig. 3 gezeigte
Deckplatte 6 abgeschlossen, so daß auch die Kanäle 21 bis 27
geschlossen sind. Diese Kanäle stehen aber durch die Deck
platte 6 hindurch nach oben mit verschiedenen Anschlüssen in
Verbindung, auf die kurz eingegangen werden soll.
Die Fig. 3 zeigt, daß die Deckplatte außer mit den Anschluß
stutzen 7 und 8 bzw. 13, die vorher schon Erwähnung gefunden
haben, noch mit Öffnungen 28 bis 35 versehen ist, die jeweils
mit den Enden der in der Adapterplatte 1 vorgesehenen Kanäle
21 bis 27 fluchten. Die Lage der Öffnungen 28 bis 35 ist ge
strichelt in Fig. 2 eingezeichnet.
Das Kühlmittel, beispielsweise das auch zur Kühlung des Mo
tors verwendete Kühlmittel, strömt daher durch den Stutzen 13
in die beiden Kanäle 23 und 24 der Adapterplatte 1 ein und
verteilt sich von dort aus auf die Öffnungen 31 und 32 in der
Deckplatte 6. In der entsprechenden Schicht des auf die Deck
platte 6 aufgesetzten Wärmeübertragers 2 strömt das Kühlmit
tel dann aus der Öffnung 31 bzw. aus den mit ihr fluchtenden
Öffnungen 38 im Sinn der gestrichelten Pfeile der Fig. 4 in
jeder Kammer des Wärmeübertragers 2 U-förmig zu den mit der
Öffnung 30 in der Deckplatte 6 fluchtenden Öffnungen 39 und
kann von dort aus weiter nach oben zu den mit der Öffnung 39
fluchtenden Durchlässen 40 und 42 in der nachgeschalteten
Zwischenplatte 41, die zwischen den Wärmeübertragern 2 und 3
sitzt, und von da durch die Öffnung 42 zum Auslaßstutzen 20
gelangen.
Das zu kühlende Medium, im vorliegenden Beispiel das Motoröl,
tritt beispielsweise durch die Öffnung 9 im Stutzen 7 ein,
gelangt in den Kanal 21 und zur Öffnung 28 in der Deckplatte
6, von wo aus es durch die Öffnungen 36 im Wärmeübertrager 2
in die den von Kühlmittel durchströmten Schichten benachbarte
Kammern kommt und im Sinn der Pfeile 43 durch die in bekann
ter Weise durch eine Trennwand 44 U-förmig gestalteten Kam
mern des Wärmeübertragers 2 zu den Öffnungen 37 geführt wird,
die mit der Öffnung 29 in der Deckplatte 6 fluchten, so daß
das zu kühlende Medium über diese zu dem zum Auslaßanschluß
10 führenden Kanal 22 gelangt. Kühlmittel und zu kühlendes
Medium werden daher in versetzt zueinander angeordneten
Schichten in an sich bekannter Weise im Gegenstrom zueinander
geführt, wobei hier aber der Zuführstutzen 13 und der Abführ
stutzen 20 für das Kühlmittel nicht nur für den Wärmeübertra
ger 2 oder, wie noch erläutert werden wird, für den darauf
angeordneten Wärmeübertrager 3, sondern auch für den Wärme
übertrager 5 für das Servoöl für die Lenkung und für den dar
auf sitzenden Getriebeölwärmeübertrager 4 genutzt wird.
Dies geschieht dadurch, daß das Kühlmittel durch den Anschluß
13 und über den Kanal 23 auch zu der Öffnung 32 in der Deck
platte 6 geführt wird, von wo aus es über die mit der Öffnung
32 fluchtenden Öffnungen 45 (siehe Fig. 4) im Sinn der ge
strichelten Pfeile 47 zu den Öffnungen 46 bewegt wird, die
wiederum mit der Öffnung 35 in der Deckplatte 6 und über die
se und den Kanal 27 mit der Öffnung 30 in der Deckplatte 6 in
Verbindung steht, die wiederum, wie vorher erläutert wurde,
mit dem Abflußstutzen 20 verbunden ist. Auch innerhalb des
Wärmeübertragers 5 erfolgt die Durchströmung mit Kühlmittel
und mit dem zu kühlenden Medium in den einzelnen Schichten in
der gleichen Weise wie anhand des Wärmeübertragers 2 geschil
dert. Das bedeutet, daß das durch den Zuführstutzen 11 zuge
führte zu kühlende Medium innerhalb der Adapterplatte durch
den Kanal 25 zur Öffnung 34 der Deckplatte 6 kommt und von da
zu den Öffnungen 48 im Wärmeübertrager 5 gelangt und in den
entsprechenden Schichten gemäß den Pfeilen 50 zu den Öffnun
gen 49 strömt, von wo aus es über die Öffnungen 33 in der
Deckplatte 6 in den Kanal 26 und von dort zum Auslaßstutzen
12 geführt wird. Es erübrigt sich noch einmal zu erklären,
daß die Durchströmung längs den Pfeilen 47 mit Kühlmittel
bzw. 50 mit dem zu kühlenden Medium jeweils in benachbarten
Schichten der Plattenkühler erfolgt und daß demzufolge die
Öffnungen 48 bzw. 45 jeweils nur zu den entsprechenden Kam
mern offen sind, in denen die Durchströmung gewünscht ist.
Beide Wärmetauscher 2 und 5 werden auf die geschilderte Weise
aber gemeinsam und parallel vom Kühlmittel durchströmt.
In gleicher Weise kann das Kühlmittel aber auch noch zur
Durchströmung von zwei weiteren Wärmeübertragern 3 und 4 aus
genützt werden, die oben auf den Wärmetauscher 2 bzw. 5 fest
aufgesetzt sind.
Um dies zu erreichen, wird jeweils in einer Zwischenplatte 41
und 53 vorgesehen, daß die Anschlüsse für das Kühlmittel mit
jenen des darunter liegenden Wärmeübertragers und mit der Ad
apterplatte 1 fluchten. Die Zwischenplatte 41 besitzt daher
die Öffnung 38, welche mit der gleich bezifferten Öffnung in
dem Wärmeübertrager 2 und damit mit der Öffnung 31 in der
Deckplatte 6 fluchtet. Über diese Öffnungen, die wieder in
den einzelnen Kammern des auf der Zwischenplatte 41 aufsit
zenden Wärmeübertragers 3 münden, kann nun das Kühlmittel
wiederum im Sinn der Pfeile 47 in den zugeordneten Kammern
des Wärmeübertragers 3 zirkulieren und tritt jeweils wieder
durch die Öffnung 39 zum Austrittsstutzen 20 hin aus.
In gleicher Weise wird mit dem Wärmeübertrager 4 verfahren,
der durch eine Zwischenplatte 53 (Fig. 5) vom darunter lie
genden Wärmeübertrager 5 getrennt ist. Hier fluchtet die Öff
nung 45 in der Zwischenplatte 53 mit den Zufuhröffnungen 45
und mit der Öffnung 32 in der Deckplatte 6, so daß das Kühl
mittel ebenfalls im Sinn der Pfeile 47 aus den Öffnungen 45'
kommend durch die zugeordneten Kammern des Wärmeübertragers 4
strömt, während das zu kühlende Medium, das durch die Öffnung
18 des Anschlußstutzens 15 zuströmt, über die Öffnungen 48'
jeweils im Sinn der Pfeile 50 in benachbarten Kammern zu den
Öffnungen 49 geführt wird, die wiederum mit der Abflußöffnung
19 in Verbindung stehen.
Natürlich wäre es möglich, die beiden Wärmeübertrager 3 und 4
auch auf die andere Seite der Adapterplatte 1 zu legen und
die Zufuhr des Kühlmittels jeweils an den Stellen 31 und 32
nach unten erfolgen zu lassen, wenn die Adapterplatte 1 nicht
mit Nuten sondern mit durchgehenden Aussparungen versehen
ist. In diesem Fall allerdings wäre es notwendig, die Zu- und
Abfuhr von Dieselöl oder Getriebeöl zu den Anschlußstutzen 14
und 15 von der anderen Seite her vorzunehmen. Dies ist nicht
immer einfach.
Claims (6)
1. Wärmeübertrageranordnung, insbesondere Ölkühler für
den Kraftfahrzeugbau, mit mindestens einem Wärmeübertrager,
in dem in benachbarten und durch wärmeübertragende Wände von
einander getrennten Schichten ein flüssiges Kühlmittel und
ein flüssiges, zu kühlendes Medium geführt sind, sowie mit
einer dem Wärmeübertrager zugeordneten Adapterplatte (1), die
Verbindungskanäle (21 bis 27) zwischen Zu- und Abflußbohrun
gen für den Wärmeübertrager aufweist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Adapterplatte (1) durch eine Deckplatte (6) abge
schlossen ist, die mit einem gemeinsamen Anschlußstutzen (13)
für das Kühlmittel, einem Verbindungskanal (23, 24) und einer
Öffnung (31, 32) für die Weiterführung des Kühlmittels, sowie
mit zwei weiteren Anschlüssen (7, 8) für die Zu- und Abfuhr
eines zu kühlenden Mediums von zwei nebeneinander auf ihr an
geordneten und an dem gemeinsamen Anschlußstutzen (13) für
das Kühlmittel angeschlossenen Wärmeübertragern (2, 5) verse
hen ist.
2. Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Adapterplatte (1) einen geschlossenen
Boden aufweist und nur nach einer Seite durch die Deckplatte
(6) abgeschlossen ist.
3. Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertrager (2, 5) parallel
vom Kühlmittel durchströmt sind und ihre Abflußkanäle (35,
30) für das Kühlmittel über den Verbindungskanal (27) an ei
nem gemeinsamen, einem der beiden Wärmeübertrager zugeordne
ten Abflußstutzen (20) angeschlossen sind.
4. Wärmeübertrageranordnung nach den Ansprüchen 1 und
3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Wärmeübertra
ger (2) für die Kühlung des Motoröls und der andere (5) für
die Kühlung des Öles für die Servolenkung ausgelegt ist.
5. Wärmübertrageranordnung nach nach Anspruch 4, da
durch gekennzeichnet, daß wahlweise auf den Block des Motor
ölkühlers (2) und/oder des Servoölkühlers (5) Wärmeübertrager
(3, 4) für die Kühlung zusätzlicher Medien, insbesondere für
Getriebeöl und Dieselöl aufgesetzt sind, deren Anschlüsse
(45', 38') für das Kühlmittel mit jenen der Blöcke der ande
ren beiden Kühler (2 und 5) und mit jenen der Deckplatte (6)
fluchten.
6. Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 1 oder 5, da
durch gekennzeichnet, daß der Abflußstutzen (20) für das
Kühlmittel dem Motorölkühler (2) oder dem auf diesen aufge
setzten Dieselölkühler (3) zugeordnet ist.
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Family Applications (2)
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