DE3440064C2

DE3440064C2 -

Info

Publication number: DE3440064C2
Application number: DE3440064A
Authority: DE
Inventors: Gebhard 7000 Stuttgart De Schwarz
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1984-11-02
Filing date: 1984-11-02
Publication date: 1989-04-20
Also published as: US4696339A; DE3575765D1; EP0180086A2; DE3440064A1; EP0180086B1; EP0180086A3

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölkühler nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In der DE-PS 8 29 300 wird ein Wärmetauscher beschrieben, der aus mit Rippen versehenen Rohren aufgebaut ist, die jeweils aus einem Werkstoff hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen. Neben diesen den Wärmeaustausch bewirkenden Rippenrohren sind noch mehrere glatte Rohre vorgesehen, die im Gegensatz zu den Rippenrohren aus einem Werkstoff mit hoher Festigkeit bestehen. Diese Rohre sollen als Zuganker wirken, die die erheblichen Druckkräfte aufnehmen können, die auf die Abdichtungsplatten ausgeübt werden. Die Enden der Rohre sind in den Abdichtplatten durch Verlöten befestigt. Der bekannte Wärmetauscher besitzt relativ zu den Gehäuseabmessungen eine geringe Wärmeaustauschfläche.

Demgegenüber zeichnen sich Wärmetauscher, die als Ölkühler für Verbrennungsmotoren ausgebildet sind, durch sehr kompakte Ge häuse und große Wärmeaustauschflächen aus. Ein bekannter Ölküh ler dieser Art (DE-AS 28 43 423) ist in der Form eines Schei benkühlers ausgebildet. Bei diesem Scheibenkühler sind in einem vom Kühlwasser durchflossenen Gehäuse mehrere hohle Scheiben hintereinander und parallel zueinander angeordnet, die vom öl durchflossen und vom Kühlwasser umspült sind. Nachteilig bei diesen Scheibenkühlern ist die relativ aufwendige Art der Her stellung, die Löt- oder Schweißvorgänge voraussetzt. Nachteilig ist ferner das relativ hohe Gewicht und die für manche Anwen dungsfälle nicht ausreichende Kühlleistung.

Aus der DE-PS 19 34 193 ist auch ein Ölkühler bekannt, bei dem das von dem Verbrennungsmotor kommende heiße Öl durch eine im Inneren eines wasserdurchströmten Gehäuses angeordnete Rohr schlange geführt wird. Auch diese Bauart weist jedoch den Nach teil einer aufwendigen Herstellung auf, weil auch dort die Rohrschlange eingeschweißt oder eingelötet werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölkühler der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfacher und ohne Löt- oder Schweißvorgang herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Ölkühler durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Ölkühler ist der vom Öl durchströmte Wär metauschraum als eine mit einem rahmenförmigen Mittelteil ver sehene Gehäusekammer ausgebildet, in die ein von der Kühlflüs sigkeit durchströmter Rippen-Rohrblock dicht eingesetzt ist, der aus einer Vielzahl von parallelen Rohren besteht, die mit im wesentlichen in senkrecht zu ihrer Längsrichtung verlaufen den Ebenen liegenden und vom Öl umspülten, durchgehenden Rippen untereinander verbunden sind. Die Enden der Rohre sind in den Böden von gegenüberliegenden und durch haubenförmige Wasserkä sten abgeschlossenen Kühlflüssigkeitssammelräumen durch Aufwei ten und/oder durch Einfügen von Dichtungen abgedichtet gehal ten, wobei in die offenen Seiten des Mittelteils jeweils die Wasserkästen mit Dichtungen eingesetzt und durch einen umgebör delten Rand des Mittelteils gehalten sind. Solche von Wasser- Luftkühlern her im Prinzip bekannten Wärmetauschkörper lassen sich in einfacher Weise ohne Löt- oder Schweißvorgänge in die Gehäusekammer einsetzen. Sie bedürfen auch zu ihrer Herstellung selbst keines Lötvorganges. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Wasserdurchströmung durch die parallelen Rohre genau definiert ist, was bei bekannten Bauformen nicht gewährleistet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes erge ben sich aus den Unteransprüchen.

Der gesamte Aufbau des Ölkühlers kann sehr einfach ausgestaltet werden, wenn die Kühlflüssigkeitssammelräume durch die zwei sich gegenüberliegenden Böden und je einen aufgesetzten hauben förmigen Wasserkasten gebildet sind. Weil es dann möglich ist, die Gehäusekammer als einen an zwei Seiten offenen Rahmen aus zubilden, in dessen offene Seiten die Wasserkästen mit Dichtun gen eingesetzt und jeweils durch einen umgebördelten Rand der Gehäusekammer gehalten sind. Auch hierzu ist kein Lötvorgang notwendig.

In an sich bekannter Weise können die im Wärmetauschkörper vor gesehenen Rohre solche mit kreisringförmigem Querschnitt sein, deren Enden in den Böden durch Aufweiten und/oder durch Einfü gen von Dichtringen abgedichtet sind. Die Rohre können wiederum über eine Vielzahl von Rippen oder Lamellen, die im wesentlichen in senkrecht zur Längsrichtung der Rohre verlaufenden Ebenen liegen und vom Öl umspült werden, zu einem Rohrrippenblock ver bunden sein, der mit den an seinen beiden Endseiten vorgesehen en Böden dicht in der Gehäusekammer verklemmt werden kann, ehe die beiden Wasserkästen aufgesetzt werden. Auch in diesem Fall kann zwischen den Böden und der Gehäusekammer eine umlaufende Dichtung vorgesehen sein. Durch das Aufweiten der Rohrenden werden die Böden zusammengezogen und verklemmen sich am Rand der Gehäusekammer.

Die Gehäusekammer kann eine quer zu den Rohren des Wärmetausch körpers verlaufende durchgehende Bohrung besitzen, durch die in einfacher Weise ein hohler Anschlußstutzen durchführbar ist, dessen eines Ende mit dem Motor und dessen anderes Ende mit dem Ölfilter verschraubt werden kann. Auf diese Weise kann die Ge häusekammer über eine umlaufende Dichtung am Motor anliegen, wobei innerhalb des Bereiches dieser Dichtung Öleintrittsöff nungen vorgesehen sein können und der von der Dichtung abge schlossene Raum mit mindestens einer Anschlußöffnung zum Motor in Verbindung steht. Das heiße Motoröl tritt dadurch durch die Öleintrittsöffnungen in die Gehäusekammer ein, strömt an den vom Kühlmittel, beispielsweise von Wasser, durchströmten Rohren und an den daran anliegenden Lamellen vorbei und tritt zweckmä ßig über eine Mehrzahl von Austrittsöffnungen in einen Ringraum des Filters ein, wobei diese Austrittsöffnungen wiederum in ei nen Raum münden, der durch eine umlaufende Dichtung gegenüber dem Ölfilter abgegrenzt ist. Die beiden von Dichtungen einge schlossenen Räume auf beiden Seiten der Gehäusekammer können von je einem umlaufenden Rand der Gehäusekammer gebildet werden, an dessen Stirnseite jeweils die Dichtung angeordnet ist.

Um aus Einbaugründen sowohl den Anschlußstutzen als auch den Abflußstutzen für das Kühlmittel auf derselben Seite des Ölküh lers anordnen zu können, kann schließlich einer der beiden Was serkästen mit beiden Anschlußstutzen und mit einer Trennwand zwischen Zu- und Abflußstutzen versehen sein, so daß das Kühl mittel nur durch einen Teil der Rohre in der einen Richtung und nach der Umlenkung in dem anderen Wasserkasten dann durch den zweiten Teil der Rohre wieder in den ersten Wasserkasten zu rückfließen kann.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Die teilweise aufgeschnittene Draufsicht auf einen vorschlagsgemäßen Ölkühler,

Fig. 2 die teilweise geschnittene Ansicht des Ölkühlers der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II gesehen,

Fig. 3 die teilweise geschnittene Ansicht des Ölkühlers in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1 gesehen und

Fig. 4 die Ansicht des Ölkühlers nach Fig. 3 im eingebau ten Zustand zwischen einem Motorblock und einem Öl filter.

Der in der Fig. 1 gezeigte Ölkühler ist im ganzen mit 1 be zeichnet. Er besitzt eine Gehäusekammer 2, die aus einem im wesentlichen als offener Rahmen ausgebildeten Mittelteil 2 a mit zwei gegenüberliegenden geschlossenen Stirnwänden 2 b und zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 2 c besteht, in den an den beiden anderen offenen Seiten je ein haubenförmiger Wasserka sten 2 d bzw. 2 e eingesetzt ist. Das Mittelteil 2 a bildet einen Gehäuseteil, in den ein Wärmetauschkörper in Form eines Rohrrippenblockes 18 eingesetzt ist. Der Rohrrippenblock 18 besteht dabei aus mehreren parallel zueinander angeordneten Rohren 11 a, 11 b, 11 c bzw. 17 a, 17 b, in die nicht dargestellte Turbulenzeinlagen eingesetzt sein können, und aus lamellenförmigen Rippen 18 a, die in Ebenen liegen, die senkrecht zu den Achsen der Rohre 11 a bis 11 c und 17 a und 17 b verlaufen. Diese lamellenförmigen Rippen 18 a vergrößern somit in bekannter Weise die Wärmetauschfläche. Sie sind mit den Rohren 11 a bis 11 c bzw. 17 a, 17 b lötlos, z. B. durch Aufweiten der Rohre verbunden und stehen mit diesen in Wärmekontakt.

Die Rohre 11 a bis 11 c bzw. 17 a und 17 b sind mit ihren Enden in Böden 8 und 13 eingesetzt, die in den Mittelteil 2 a nach dem Einsetzen des Rohrrippenblockes 18 von beiden Seiten her unter Zwischenfügung je einer Dichtung 13 a bzw 8a eingelegt und dann gegen den Mittelteil 2 a verklemmt werden. Dies kann dadurch geschehen, daß die freien, über die Rohrböden 8 bzw. 13 hinaus stehenden Enden der Rohre 11 a bis 11 c bzw. 17 a, 17 b aufgeweitet werden, so daß sie einerseits dicht in den Rohrböden verpreßt sind, andererseits diese wiederum aufeinander zu und damit gegen die Dichtungen 13 a, 8 a und das Mittelteil 2 a drücken. Der durch die Rohrböden 8 bzw. 13 auf beiden zunächst noch offenen Seiten abgeschlossene Mittelteil 2 a wird dann nach außen jeweils durch die haubenförmigen Wasserkästen 2 d und 2 e abge schlossen, die mit den Böden 8 bzw. 13 Kühlflüssigkeitssammelräume 7, 9 bzw. 15 bilden, durch die das durch einen Anschlußstutzen 3 in Richtung des Pfeiles 4 zugeführte Kühlwasser in Richtung des Pfeiles 16 zu einem Abführstutzen 5 und von dort dann in Richtung des Pfeiles 6 abströmen kann. Zu- und Abführstutzen 3 bzw. 5 sind an dem Wasserkasten 2 d angebracht, der außerdem noch mit einer Trennwand 10 versehen ist, die sich dicht auf den zugeordneten Boden 8 des oberen Wasserkastens aufsetzt. Durch diese Ausge staltung werden die Rohre in zwei Gruppen unterteilt, wobei durch die Rohre 11 a bis 11 c das Kühlwasser nach unten in den Sammelraum 15 strömt, dort umgelenkt wird und durch die Rohre 17 a, 17 b in den Kühlflüssigkeitssammelraum 9 des oberen Wasserkastens 2 d gelangt und von dort in Richtung des Pfeiles 6 austritt.

Die beiden Wasserkästen 2 d bzw. 2 e sind dadurch fest mit dem Mittelteil 2 a verbunden, daß jeweils ein Rand 2 f des Mittel teiles 2 a um einen Rand der Wasserkästen 2 d bzw. 2 e umgebördelt wird, so daß diese gegen die zugeordneten Böden 8 bzw. 13 und gegen Dichtungen 12 gedrückt werden, die die Abdichtung zwi schen den Wasserkästen 2 d, 2 e und den zugeordneten Böden 8 bzw. 13 herstellen. Der gesamte Aufbau des Ölkühlers 1 kann daher ohne einen Löt- oder Schweißvorgang erfolgen.

Der Mittelteil 2 a ist auf den in etwa senkrecht zu den Seiten wänden 2 b verlaufenden Seiten 2 c mit mehreren, beim Ausfüh rungsbeispiel als Bohrungen ausgeführten Öffnungen 19 versehen, die den Zugang zum Innenraum der Gehäusekammer 2 ermöglichen. Auf der gegenüberliegenden Seite sind Öffnungen 25 in gleicher Ausgestaltung vorgesehen. Die Öffnungen 19 bzw. 25 münden jeweils in einen Ringraum 26 a bzw. 26 b, der nach außen offen ist und von einem umlaufenden Rand 30 a bzw. 30 b begrenzt ist. Zentral durch die Gehäusekammer 2 verläuft eine eingesetzte Hülse 21, die durch entsprechende Öffnungen in den Seitenwänden 2 c und in dem Rohrrippenblock 18 hindurchgeführt ist. Diese Hülse 21 und die Öffnungen 19 bzw. 25 sind für die Öldurchströ mung gedacht. Das Öl strömt dabei zunächst beispielsweise in Richtung des Pfeiles 22 durch die Öffnungen 25 in die Gehäuse kammer, umströmt den Rohrrippenblock 18 und tritt in Richtung des Pfeiles 23 wieder aus den Öffnungen 19 aus, durchströmt beispielsweise einen Ölfilter und kehrt dann in Richtung des Pfeiles 24 a und 24 b durch die Hülse 21 wieder zum Motor zurück, wie dies aus Fig. 3 deutlich wird.

Fig. 4 zeigt den Ölkühler in der Darstellung gemäß Fig. 3 jedoch im eingebauten Zustand, wobei auch die Anschlußteile ebenfalls zum Teil geschnitten dargestellt sind. Der ausschnittsweise gezeigte Motorblock 40 eines Verbrennungsmotors ist mit einer Bohrung 34 versehen, die an ihrem äußeren Ende mit einem Innengewinde versehen ist. In dieses Innengewinde ist ein hohler Anschlußstutzen 28 eingeschraubt, der durch die Öffnung 20 des Ölkühlers 1 hindurch gesteckt ist. Auf seiner dem Motorblock 40 gegenüberliegenden Seite ist auf den Anschlußstutzen 28 ein Ölfilter 29 aufgeschraubt. Der Ölkühler 1 ist gegenüber dem Motorblock 40 durch eine umlaufende Dich tung 36 abgedichtet, die in eine Nut in dem Rand 30 b eingelegt ist. Gegenüber dem Ölfilter 29 ist der Ölkühler 1 durch eine umlaufende Dichtung 31 abgedichtet, die außen an der Stirnflä che des Randes 30 a anliegt. Der Ölfilter 29 weist Öffnungen 35 auf, durch die das aus den Öffnungen 19 (Fig. 3) in Richtung des Pfeiles 23 ausströmende Öl in den Filter 29 eindringen kann, dort umgelenkt wird und durch die Öffnung 33 des Anschlußstutzens 28 zur Bohrung 34 des Motorblockes 40 gelangt und von dort zum Motor zurückgeführt wird. Das ungereinigte und heiße Motoröl gelangt über einen Anschlußkanal 32 im Motorblock 40 in den Raum 26 b, gelangt von dort durch die Öffnungen 25 in die Gehäusekammer 2 und wird, wie anhand von Fig. 3 bereits ge schildert, am Rohrrippenblock 18 vorbeigeführt, der vom Kühlwasser durchströmt ist.

Der neue Ölkühler weist auf Grund seiner Bauart zum einen herstellungstechnische Vorteile auf. Er besitzt aber auch eine wesentlich größere Kühlkapazität und einen wesentlich geringeren Durchgangswiderstand für das Öl, das deshalb auch in größerer Menge durch Kühler und Filter geführt werden kann.

Claims

1. Ölkühler für Verbrennungsmotoren, insbesondere zum Einbau zwischen Motor und einem Ölfilter, mit vom zu kühlenden Öl durchströmten und von einer Kühlflüssigkeit, insbesondere Wasser, durchströmten Wärmeaustauschräumen, die aneinander grenzen, dadurch gekennzeichnet, daß der vom Öl durchströmte Wärmetauschraum als eine mit einem rahmenförmigen Mittelteil (2 a) versehene Gehäusekammer (2) ausgebildet ist, in die ein von der Kühlflüssigkeit durchströmter Rippen-Rohrblock (18) dicht eingesetzt ist, der aus einer Vielzahl von parallelen Rohren (11 a bis 11 c, 17 a, 17 b) besteht, die mit im wesentlichen in senkrecht zu ihrer Längsrichtung verlaufenden Ebenen liegenden und vom Öl umspülten, durchgehenden Rippen (18 a) untereinander verbunden und mit ihren Enden in den Böden (8, 13) von gegenüberliegenden und durch haubenförmige Wasserkästen (2 d, 2 e) abgeschlossenen Kühlflüssigkeitssammelräumen (7, 9, 15) durch Aufweiten und/oder durch Einfügen von Dichtungen abgedichtet gehalten sind, und daß in die offenen Seiten des Mittelteils (2 a) jeweils die Wasserkästen (2 d, 2 e) mit Dich tungen (12) eingesetzt und durch einen umgebördelten Rand (2 f) des Mittelteils (2 a) gehalten sind.

2. Ölkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine quer zu der Richtung der Rohre den Rippen-Rohrblock (18) durchquerende und gegenüber der Gehäusekammer abgedichtete Öffnung (20) vorgesehen ist, die als Befestigungsöffnung dient.

3. Ölkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Öffnung (20) durchsetzender hohler Anschlußstutzen (28) zur Befestigung vorgesehen ist, dessen eines Ende mit dem Motorblock (40) und dessen anderes Ende mit dem Ölfilter (29) verschraubbar ist.

4. Ölkühler nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekammer (2) über eine umlaufende Dichtung (36) am Motorblock (40) anliegt und innerhalb des Bereiches dieser Dichtung mit Öleintrittsöffnungen (25) versehen ist, wobei der von der Dichtung abgeschlossene Raum (26 b) mit einem Anschluß kanal (32) zum Motorblock (40) in Verbindung steht.

5. Ölkühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusekammer (2) mit einer umlaufenden Dichtung (31) an dem Ölfilter (29) anliegt, und daß die Dichtung einen Raum (26 a) der Gehäusekammer abgrenzt, in den eine Mehrzahl von Ölaustrittsöffnungen (19) mündet, über die das Öl in einen Ringraum des Ölfilters eintreten kann.

6. Ölkühler nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die beiden von Dichtungen (36, 31) eingeschlos senen Räume von je einem umlaufenden Rand (30 b, 30 a) der Ge häusekammer (2) gebildet werden, an dessen Stirnseite jeweils die Dichtung angeordnet ist.

7. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Wasserkästen (2 d) mit den Zu- und Abflußstutzen (3, 5) für das Kühlmittel und mit einer zwischen diesen verlaufenden Trennwand (10) versehen ist, die an dem zu geordneten Boden (8) dicht anliegt.