DE19711396B4

DE19711396B4 - Wärmeübertrager

Info

Publication number: DE19711396B4
Application number: DE1997111396
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl.-Ing. Grüner (FH)
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2017-03-20
Also published as: DE19711396A1

Abstract

Wärmeübertrager mit mehreren aus aneinandergefügten Platten (10, 11) aufgebauten Hohlkammern (1, 2) von denen jeweils aneinander grenzende von den verschiedenen zur Wärmeübertragung vorgesehenen Medien durchströmt sind und bei dem jede Verbindungsöffnung (15) zwischen den von einem Medium durchflossenen Kammern (2) von einem Distanzring (9) gleicher Höhe wie die Kammer umgeben ist, der die benachbarte Kammer gegenüber der Verbindungsöffnung abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (9) mit koaxial von ihm abragenden Kragenabschnitten (14) versehen ist, die in die Verbindungsöffnungen (15) hereinragen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit mehreren aus aneinandergefügten Platten aufgebauten Hohlkammern, von denen jeweils aneinander grenzende von den verschiedenen zur Wärmeübertragung vorgesehenen Medien durchströmt sind, und bei dem jede Verbindungsöffnung zwischen den von einem Medium durchflossenen Kammern von einem Distanzring gleicher Höhe wie die Kammer umgeben ist, der die benachbarte Kammer gegenüber der Verbindungsöffnung abdichtet.
Solche aus parallel zueinander angeordneten Platten oder Scheiben aufgebaute Wärmeübertrager, die vorwiegend als Öl-Kühlmittelkühler eingesetzt werden, sind aus der EP 06 23 798 A2 bekannt. Dort sind zur Bildung der Hohlkammern mehrere Halbschalen vorgesehen, die übereinander gestapelt werden und mit ihren aneinanderliegenden Rändern die Außenwand bilden. In jede der auf diese Weise gebildeten Hohlkammern ist eine Turbulenzeinlage und in dieser jeweils eingebettet im Bereich der Verbindungsöffnungen zwischen den beispielsweise von Öl durchflossenen Kammern ein Distanzring vorgesehen, der zwei benachbarte Verbindungsöffnungen jeweils zu der dazwischen liegenden Kammer hin abdichtet. Diese Distanzringe werden bei bekannten Bauarten entweder durch die eingelegten Turbulenzeinlagen zu den Verbindungsöffnungen ausgerichtet oder, wenn es auf einen exakteren Zusammenbau ankommt, durch von den einzelnen Platten an den Verbindungsöffnungen hochstehenden Rändern zentriert. Sowohl die Herstellung dieser als relativ massive Scheiben ausgebildeten Distanzringe, als auch ihre Zentrierung sind relativ aufwendig. Dazu kann kommen, daß die Verlötung wegen der Toleranzen der Scheibendicke und der an diesen Stellen vorhandenen Materialanhäufung nicht immer gleichmäßig genug erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine einfache Zentrierung und eine sichere Verlötung der Distanzringe erreicht werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Wärmeübertrager der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Distanzring mit koaxial von ihm abragenden Kragen versehen ist, die in die Verbindungsöffnungen hereinrage.
Die so ausgebildeten Distanzringe sind dadurch selbst zentrierend, besondere Ausprägungen an den Platten oder Scheiben werden überflüssig.
In Weiterbildung der Erfindung kann der Distanzring einen Ω-förmigen Querschnitt aufweisen und in der Art eines Reifens zur Ringachse hin offen sein. Er besitzt damit zwei axial verlaufende Bereiche, welche die Zentrierkragen bilden. Gleichzeitig ist es in besonders einfacher Weise möglich, einen solchen Distanzring aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium, in der Art eines Abschnittes eines Wellrohres herzustellen, so daß damit auch ein sehr geringer Materialverbrauch für die Bildung des Distanzringes erreicht werden kann, der aufgrund seiner geringeren Masse – seine Materialstärke kann der Stärke der zum Aufbau der Hohlkammern verwendeten Platten entsprechen – eine besonders einfache Verlötung möglich macht.
Die axial zur Ringachse verlaufenden Kragenabschnitte des Distanzringes können in Weiterbildung der Erfindung eine Länge aufweisen, die höchstens der Stärke der für die Bildung der Kammern verwendeten Scheiben entspricht. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß diese Zentrierkragen des Distanzringes nicht als Strömungswiderstände in eine der Kammern hereinragen.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:
1 Eine Explosionszeichnung eines Teiles eines aus Platten aufgebauten Getriebeölkühlers, der in einem Wasserkasten eines Motorkühlers montiert wird, einschließlich der für den Ölanschluß notwendigen Teile und
2 eine vergrößerte Schnittdarstellung der in der 1 zum Aufbau des Plattenwärmetauschers verwendeten Distanzringe.
Aus der 1 ist zu erkennen, daß der Getriebeölkühler aus mehreren übereinander angeordneten Hohlkammern 1, 2 besteht von denen die Hohlkammern 1 jeweils im Sinn der Pfeile 3 von dem im nicht gezeigten Wasserkasten umlaufenden Kühlmittel für einen ebenfalls nicht gezeigten Motor durchströmt sind.
Die Kammern 2 dagegen, die jeweils alternierend zu den Kammern 1 angeordnet sind, werden von dem zu kühlenden Getriebeöl durchströmt, das im Sinn des Pfeiles 4 durch einen Schraubstutzen 5 zugeführt wird, der mit einem Außengewinde 6 in das Innengewinde 7 eines Gewinderinges 8 eingeschraubt wird, der fest mit dem Körper des Getriebeölkühlers verbunden ist und die oberste Kammer 1 gegenüber dem im Sinn des Pfeiles 4 zugeführten Getriebeöl abdichtet. Jeweils zwischen den Kammern 2 und den Kammern 1 sind Distanzringe 9 vorgesehen, die, wie die zur Bildung der Kammern 1 und 2 vorgesehenen Platten 10 bzw. 11 aus Aluminiumblech bestehen, das in der Art des Abschnittes eines Wellrohres zu einem Reifen mit ei nem Ω-förmigen Querschnitt geformt ist. Jeder Distanzring 9 – siehe auch 2 – weist daher einen zu seiner Achse 12 offenen umlaufenden Reifenbereich 13 und zwei jeweils axial verlaufende Kragenabschnitte 14 auf. Mit diesen Kragenabschnitten 14 ragt jeder Distanzring 9 jeweils in Öffnungen 15 in den Platten 10 und 11 herein, die untereinander und fluchtend zu den Achsen 12 der Distanzringe so angeordnet sind, daß das im Sinn des Pfeiles 4 zugeführte Getriebeöl durch die Öffnungen 15 hindurch jeweils in die Kammern 2 eintreten kann. Gegenüber den Kammern 1 dagegen dichten die Distanzringe 9 die Zuführöffnungen 15 ab, so daß das Getriebeöl ausschließlich in die Kammern 2, aber nicht in die Kammern 1 gelangen kann.
Wie 1 zu entnehmen ist, sind die Kammern 2 jeweils nach außen durch umgebördelte Falze 16 dicht abgeschlossen. Das im Sinn der Pfeile 3 strömende Kühlmittel kann daher seinerseits nicht in die Kammern 2 eintreten. Der Getriebeölkühler ist außerdem oben und unten mit jeweils einer Endplatte 17 und 18 verschlossen, wobei die Endplatte 18 mit einer Auswölbung 19 in die Verbindungsöffnung 15 der untersten Platte 11 hereinragt und so die unterste Kammer 2 nach außen abschließt.
Wie 1 zeigt, ist der Anschlußstutzen 5 mit einem weiteren Gewinde 20 zum Aufsetzen einer mit einer Verbindungsleitung 22 zur Zuführung von Getrieböl verbundenen Schraubmutter 21 versehen. Ein Flansch 5a des Anschlußstutzens 5 schließlich dient dazu, außen an die nicht gezeigte Seitenwand des Wasserkastens angelegt zu werden, in welchen der Getriebeölkühler eingebaut wird. Zwischen der Seitenwand und dem Gewindering 8 wird ein (nicht gezeigter) Dichtungsring eingesetzt, der dann durch den eingesetzten Anschlußstutzen 5 in einer entsprechenden Öffnung der Seitenwand des Wasserkastens gehalten ist.
Die axial verlaufenden Kragenabschnitte 14 der Distanzringe 9 sind mit einer Länge a versehen, die in etwa der Stärke der zur Bildung der Kammern 1 und 2 verwendeten Platten 10 und 11 entspricht. Die Länge a darf aber nicht größer als diese Plattenstärke werden, damit die axial verlaufenden Kragenabschnitte 14 beim Zusammenbau des Getriebeölkühlers nicht in benachbarte Kammern 2 hereinragen und dort zur Bildung unerwünschter Strömungswiderstände dienen.
In bekannter Weise sind die Kammern 1 und 2 mit Turbulenzblechen 23 und 24 ausgefüllt, die zur Erhöhung des Wärmeübergangs dienen.
Die Höhe H_R des Reifenbereiches 13 – siehe 2 – wird dabei so gewählt, daß sie etwas größer oder gleich der Höhe H_T der Turbulenzeinlage ist. Aufgrund der Elastizität der Distanzringe 9 liegen diese daher stets gut an den zugeordneten Platten 10 und 11 an und können dicht verlötet werden. Ein eventueller Höhenunterschied kann bei der Herstellung durch eine bekannte Lötspanneinrichtung egalisiert werden.

Claims

Wärmeübertrager mit mehreren aus aneinandergefügten Platten (10, 11) aufgebauten Hohlkammern (1, 2) von denen jeweils aneinander grenzende von den verschiedenen zur Wärmeübertragung vorgesehenen Medien durchströmt sind und bei dem jede Verbindungsöffnung (15) zwischen den von einem Medium durchflossenen Kammern (2) von einem Distanzring (9) gleicher Höhe wie die Kammer umgeben ist, der die benachbarte Kammer gegenüber der Verbindungsöffnung abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (9) mit koaxial von ihm abragenden Kragenabschnitten (14) versehen ist, die in die Verbindungsöffnungen (15) hereinragen.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (9) einen Ω-förmigen Querschnitt aufweist und in der Art eines Reifens zur Ringachse (12) hin offen ist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (9) aus einem Metallblech, insbesondere Aluminium besteht.
Wärmeübertrageer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial zur Ringachse (12) verlaufenden Kragenabschnitte (14) des Querschnitts eine Länge a aufweisen, die höchstens der Stärke der für die Bildung der Kammern (1, 2) verwendeten Scheiben (10, 11) entspricht.