DE2450739A1

DE2450739A1 - Waermeaustauscher, insbesondere oelkuehler

Info

Publication number: DE2450739A1
Application number: DE19742450739
Authority: DE
Inventors: Frank Bachmann; Dirk Pietzcker
Original assignee: Autokuehler GmbH and Co KG
Current assignee: Autokuehler GmbH and Co KG
Priority date: 1974-10-25
Filing date: 1974-10-25
Publication date: 1976-04-29

Description

TVYTE NTA N WA LTE

lrg. HANS PUCHERT
Dipl.-Phys. REINFRIED Frhr. ν. SCHORLEMER 3506 HELSA/KASSEL · MARIENQRUND 3

TELEFON: (05605) Ϊ367

D 4562

Autokühler-Gesellschaft mbH. 352 Hofgeismar

Wärmeaustauscher, insbesondere Ölkühler.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher, insbesondere einen ölkühler für Verbrennungsmaschinen, der aus einem Stapel von aufeinandergeschichteten, durch Profile auf Abstand gehaltenen Wärmeaustauschkörpern, zwischen denen Wärmeübertragungselemente angeordnet sind, und aus mindestens einem am Stapel befestigten Sammelkasten für das die Wärmeaustauschkörper durchströmende Medium besteht.

Wärmeaustauscher der genannten Art werden bekanntlich in Platten- oder in Schalenbauweise hergestellt. Bei der Plattenbauweise (DT-OS 2 048 010) besteht jeder Wärmeaustauschkörper aus zwei im wesentlichen ebenen Platten, die durch zwei in Längsrichtung verlaufende Profile auf Abstand gehalten sind, so daß zwischen diese Platten die Innenverrippung für das die Wärmeaustauschkörper durchströmende Medium gelegt werden kann. Die Wärmeaustauschkörper sind außerdem durch in Querrichtung verlaufende Profile voneinander beabstandet, zwischen denen Wärmeübertragungselemente, z. B. Luftlamellen, zwecks Durchführung des anderen Wärmeaustauschmediums angeordnet

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sind. Nach dem Zusammensetzen, Ausrichten, Verspannen und Verlöten des aus den Platten, Innenverrippung, Wärmeübertragungselementen und Längs- bzw. Querprofilen gebildeten Stapels wird an mindestens eine Breitseite des Stapels ein Sammelkasten mit den Zu- und Ableitungen des die Wärmeaustauschkörper durchströmenden Mediums angeschweißt.

Die Plattenbauweise besitzt Yor- und Nachteile. Während es vorteilhaft ist, daß die Größe und Form der verschiedenen Kühlertypen praktisch beliebig variiert werden kann, ohne daß hierfür aufwendige Werkzeuge benötigt werden, besteht ein schwerwiegender Nachteil darin, daß aufgrund der Vielzahl der Teile lange Setz- und Richtzeiten in Kauf genommen werden müssen. Nachteilig ist ferner auch der Umstand, daß sich die einzelnen Teile selbst nach der Verspannung noch relativ leicht verschieben können, was insbesondere beim Löten mittels Flußmittel gilt.

Bei Schalenkühlern (DT-AS 1 551 521) werden die Wärmaaustauschkörper nicht aus ebenen Platten, sondern aus zwei profilierten Schalen komplementärer Porm zusammengesetzt, die so ausgebildet sind, daß zwischen ihnen nach dem Setzen ausreichend Raum zur Aufnahme der Turbulatoren verbleibt. Im Gegensatz zur Plattenbauweise sind in den Schalen außerdem Öffnungen, die nach der Stapelbildung den Sammelkasten bilden, und komplementäre Erhöhungen bzw· Vertiefungen vorgesehen, die nach der Stapelbildung die zum Einlegen der Wärmeübertragungselemente notwendigen Abstände zwisohen den Wärmeaustauschkörpern sicherstellen. Sohließlioh sind die Schalen in der Regel noch mit

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Mitteln versehen, welche nach der Stapelbildung ein Verrutschen der Schalen· vermeiden. . ·..- ·

Die Schalenbauweise besitzt den Vorteil, daß zum Zusammensetzen der Wärmeaustauscher wesentlich weniger Teile als beim Plattenkühler benötigt werden. Diesem Vorteil steht jedoch der Nachteil entgegen, daß zur Herstellung jedes Wärmeauatauschertyps ein besonderes Stanzwerkzeug benötigt wird, so* daß die auf jeden Y/ärmeaustauschertyp entfallenden Grundkosten wesentlich größer als bei der Plattenbauweise sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend vom Wärmeaustauscher der eingangs bezeichneten Art einen Wärmeaustauscher neuen Typs zu schaffen, der die Vorteile der Platten- und der Schalenbauweise in sich vereinigt, die bei diesen bestehenden Ufachteile dagegen weitgehend nicht aufweist.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustausohkörper aus zwei Schalen komplementärer Form bestehen und die Profile mit einer der Schalenform angepaßten Profilierung versehen sind.

Die Erfindung bringt einerseits den Vorteil mit sioh, daß die Wärmeaustauschkörper zwar ähnlich der Schalenbauweise aus zwei Schalen zusammengesetzt sind, daß diese Schalen jedoch auf den eigentlichen Wärmeaustauschbereich des Wärmeaustauschers beschränkt sind, d.h., den Bereich des Sammelkastens nicht umfassen. Hierdurch ist es möglioh, beispielsweise mittels einer mit einem Kombi-'

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werkzeug ausgerüsteten Stanzmaschine oder mittels einer verstellbaren Profilwalzvorrichtung Schalen unterschiedlicher Größe und Form zu stanzen oder zu walzen, ohne daß wie bei der Schalenbauweise für jeden Schalentyp ein besonderes Werkzeug benötigt wird. Andererseits fallen im Vergleich zur Plattenbauweise sämtliche Längsprofile weg, während aufgrund der Anpassung der Querprofile an die Schalenform automatisch ein Verrutschen der Profile in Querrichtung unterbunden und eine genaue Ausrichtung ermöglicht wird, so daß die Setz- und Hichtzeiten wesentlich geringer sind. Das Ausrichten der verschiedenen Teile kann schließlich gänzlich vermieden werden, wenn die Profile und Schalen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit komplementären Löchern bzw. Vorsprüngen versehen werden, die bei der Stapelbildung miteinander in Eingriff gelangen.

Die erfindungsgemäßen Wärmeaustauscher eignen sich insbesondere zur Herstellung von Ölkühlern aus Aluminium, an deren Stirnseiten wie bei der Plattenbauweise vorgefertigte Sammelkasten befestigt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in den Fig« 1 und 2 perspektivisch

und in Fig. 3 in einer Schematischen Schnitt- und Seiten ansicht dargestellt sind.

Der in Fig. 1 dargestellte Wärmeaustauscher enthält .

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Wärmeaustauschkörper 1, die an den Breitseiten der Wärmeaustauscher durch in Querrichtung verlaufende Profile 3 voneinander beabstandet sind. Jeder Wärmeaustauschkörper 1 wird durch zwei Schalen 4a und 4b gebildet, die in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise profiliert sind. Im Querschnitt gesehen weist jede Schale 4a zwischen den beiden Längskanten eine Erhöhung 5a und jede Schale 4a eine Vertiefung 5b auf, so daß beim Aufeinanderlegen von zwei Schalen 4a und 4b ein Raum geschaffen wird, durch den in der Regel das zu kühlende Medium, z. B. Öl, strömt und in dem im Bedarfsfall eine Innenverrippung 7 angeordnet werden kann. Die Profile 3 weisen vorzugsweise an ihren Enden Elemente auf, die mit entsprechenden, an den Schalen 4a und 4b angebrachten Elementen 9 in Eingriff gelangen, wenn aus den Schalen und Profilen ein Stapel gemäß Fig. 1 gebildet wird. Die Elemente 8 und 9 können beispielsweise aus komplementären VorSprüngen und Löchern bestehen.

In den durch die Profile 3 gebildeten Zwischenräumen zwischen den Wärmeaustauschkörpern sind Wärmeübertragungselemente 10 in Form von Lamellen angeordnet, durch die in der Regel das Kühlmedium, z.B. Luft, strömt.

Die in Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Fig. 1 lediglich dadurch, daß in den Schalen 4a und 4b jeweils zwei Erhöhungen 5a bzw. Vertiefungen 5b vorgesehen sind. Hierdurch werden zwei Passagen 11 und 12 geschaffen, so daß das zu kühlende Medium im Gegensatz zur Fig. 1 durch die eine

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Passage hin- und durch die andere Passage zurückströmen kann und nur an der einen Breitseite ein Sammelkasten für den Zu- und Abstrom des Mediums benötigt wird.

Etwa im mittleren Teil der Schalenbreitseiten kann gemäß Fig. 2 und 3 eine die Schalen und die Profile 3 durchsetzende Nut 14 vorgesehen sein, in die ein am Sammelkasten 13 ausgebildeter Vorsprung 15 entsprechender Größe eingesetzt wird. In die Nut 14 wird vor dem Anschweißen des Sammelkastens 13 vorzugsweise ein elastisches, im Falle eines Aluminiumkühlers aus Aluminium bestehendes Dichtungsband 16 eingelegt. Hierdurch wird vermieden, daß die Nut 14 und der Vorsprung 15 fertigungsmäßig genau aneinander angepaßt werden müssen, weil das Dichtungsband eventuell bestehende Unebenheiten ausgleicht.

Die Erfindung ist nicht auf die beiden dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern läßt sich in verschiedener Weise abwandeln. Wie sich den Fig. 1 und 2 entnehmen läßt, können die Schalen 4a und 4b im Bereich ihrer Längskanten nach oben bzw. unten aufgebogen sein, um eine den Lötvorgang begünstigende V-Naht 17 zu schaffen. Im Bereich derjenigen Stellen, an denen die Schalen auf den Profilen aufliegen, sind diese Aufbiegungen abgeflacht, um eine gute Auflage auf den ebenen, an den Enden der Profile 3 ausgebildeten Auflageflächen 18 zu schaffen. Alternativ könnten sich die Aufbiegungen auch über die gesamte Länge der Schalen 4a und 4b erstrecken, in welchem Fall die Enden der Profile 3 mit entsprechenden Profilierungen versehen werden, damit ihre Auflageflächen genau der Schalenform angepaßt sind, Denkbar sind schließ-

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"" 7 —

lieh auch Schalen, die im Bereich der Längskanten keine Aufbiegung aufweisen

Im übrigen weisen die Profile 3 im Bereich der Erhöhungen 5a bzw.. Vertiefungen 5b entsprechende Erhöhungen bzw. Vertiefungen 3a bzw. 3b auf, so daß sich ihre Ober- bzw. Unterflächen über die gesamte Breite des Wärmeaustauschers eng an die Auflageflächen der zugehörigen Schalen anschmiegen und eine allseits dichte. Verlötung ermöglichen.

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Claims

Patentansprüche

nj) Wärmeaustauscher, insbesondere Ölkühler, bestehend aus einem Stapel von aufeinandergeschichteten, durch Profile auf Abstand gehaltenen Wärmeaustauschkörpern, zwischen denen Wärmeubertragungselemente angeordnet sind, und aus mindestens einem am Stapel befestigten Sammelkasten für das die Wärmeaustauschkörper durchströmende Medium, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaustauschkörper (1) aus zwei Schalen (4a,b) komplementärer Form bestehen und die Profile (3) mit einer der Schalenform angepaßten Profilierung (3a,b) versehen sind.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile (3) nur an den Breitseiten des Stapels vorgesehen sind.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (4a,b) an ihren Längsseiten aufgebogen sind.
4. Wärmeaustauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalen (4a,b) im Bereich der Profilauflageflächen (18) abgeflacht sind.
5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Profile (3) und Schalen (4a,b) mit komplementärer Zentrierungs- bzw. Ausrichthilfen (8,9) versehen sind.
6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in den Breitseiten des Stapels durchlaufende Nuten (14) zur Aufnahme.von entsprechenden Vorsprüngen (15) der Sammelkästen (13) ausgebildet und in die Nuten (14) elastische Dichtungsbänder (16) eingelegt sind.

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