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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, der aus einer
Mehrzahl von ersten und zweiten Plattenelementen zusammengesetzt
ist, die abwechselnd gestapelt und verlötet sind, wobei jede einen
dreischichtigen, plattierten Aluminiumlegierungsaufbau bilden, oder
insbesondere auf einen gelöteten
Aufbau eines gehäuselosen Ölkühlers, der
in der Lage ist, die Korrosion der Wand des Pfades des Kühlwassers,
welches ein Kühlmedium für ein Öl bildet,
zu verhindern.
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2. Beschreibung des verwandten
Bereichs der Technik
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EP-A-551
545 beschreibt einen Wärmetauscher,
der aus Aluminium hergestellt ist, in welchem eine Mehrzahl von
ersten Platten einer Aluminiumlegierung und eine Mehrzahl von zweiten
Platten einer Aluminiumlegierung abwechselnd in der Richtung entlang
ihrer Dicke gestapelt und integral miteinander verlötet sind.
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Der
Wärmetauscher
umfasst eine Mehrzahl von ersten und zweiten Plattenelementen, die
alle einen dreischichtigen Aufbau aufweisen, wobei jedes der ersten
und zweiten Plattenelemente ein Kernelement aus einer Aluminiumlegierung
enthalten, wobei eine Opfermaterialschicht auf eine Endoberfläche des
Kernelements plattiert ist und eine niedrigere Korrosionsbeständigkeit
als das Kernelement hat, und ein Lötmaterial auf die andere Endoberfläche des
ersten Kernelements plattiert ist und einen niedrigeren Schmelzpunkt
als das Kernelement aufweist.
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Die
ersten Plattenelemente und die zweiten Plattenelemente sind abwechselnd
miteinander in der Richtung entlang deren Dicke in einer solchen Weise
angeordnet, dass die erste Opfermaterialschicht und die zweite Opfermaterialschicht
in gegenüberliegender
Beziehung zueinander mit einem ersten Fluidpfad angeordnet sind,
der dazwischenliegend ist, und die erste Lötmaterialschicht und die zweite
Lötmaterialschicht
in gegenüberliegender
Beziehung zueinander mit einem zweiten Fluidpfad angeordnet sind,
der dazwischenliegend ist.
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Die
ersten Plattenelemente enthalten alle einen flachen Begrenzungsabschnitt
zum Begrenzen des ersten Fluidpfades und des zweiten Fluidpfades, und
einen vertikalen Wandabschnitt, wobei der vertikale Wandabschnitt
eine Länge
aufweist, die länger als
der Abstand zwischen dem Begrenzungsabschnitt und dem zweiten Plattenelement
ist.
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In
einem konventionellen gehäuselosen Ölkühler 100,
wie er in den 12 und 13 gezeigt ist, sind eine
Mehrzahl von tellerförmigen
Platten 101 mit im Wesentlichen derselben Kontur gestapelt
und integral aneinander entlang der Dicke derselben verlötet. Ein
Aluminiumlegierungs-Sitzelement 103 ist auf dem unteren
Ende eines plattenstapelartigen Kernabschnitts 102 angeordnet,
der eine Mehrzahl der gestapelten Platten 101 enthält. Ein
flacher Kühlwasserpfad 104 ist
zwischen einigen nebeneinander liegenden der Platten 101 ausgebildet.
Ein flacher Ölpfad 105 ist
zwischen anderen benachbarten der Platten 101 ausgebildet.
Diese gepaarten Aufbauten sind abwechselnd in der Richtung entlang
der Dicke der Platten 101 angeordnet. Eine Kühlwassereinlassleitung 106 und
eine Kühlwasserauslassleitung 107 sind
in der obersten Platte 101 angebracht, und eine Dichtung 108 ist
auf dem Sitzelement 103 angebracht. Wärmeübertragungsrippen 109 sind
in jedem der Ölpfade 105 angeordnet.
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Jede
von einer Mehrzahl von Platten 101, die für diesen
gehäuselosen Ölkühler 100,
wie er in 14 gezeigt
ist, ist ein Aluminiumlegienrungs-Dreischichten-Plattierungsaufbau (dreischichtig aufgebautes
Plattenelement), das aus einem Aluminiumlegierungs-Kernelement 110 ausgebildet
ist, welches auf den zwei Seiten desselben mit ersten und zweiten
Lötmaterialschichten 111, 112 aus
einer Aluminiumlegierung wie Al-Si plattiert ist. Die flachen Abschnitte
einer Mehrzahl der Platten 101 sind alle derart aufgebaut,
dass die erste Lötmaterialschicht 111 und zweite
Lötmaterialschicht 112 in
gegenüberliegender
Beziehung zueinander angeordnet sind, wobei der Kühlwasserpfad 104 oder
wie es der Fall sein kann, der Ölpfad 105 dazwischen
liegt. Ebenso ist der äußere Umfangsabschnitt
von jeder der Platten 101, welcher außerhalb des flachen Abschnitts desselben
angeordnet ist, gebogen, so dass die Oberflächen der ersten Lötmaterialschicht 111 einer gegebenen
Platte 101 und die zweite Lötmaterialschicht 112 einer
benachbarten Platte 101 in Kontakt miteinander sind.
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Der
konventionelle gehäuselose Ölkühler 100 stellt
jedoch das Problem, dass wenn das Kühlwasser, das ein Ölkühlmedium
bereitstellt, einmal degeneriert ist und korrosiv wird, die Wand
aus den Aluminiumlegierungsplatten 101, die näher an dem Kühlwasserpfad
ist, leicht korrodiert wird und die Lebensdauer des Kühlers verkürzt wird.
Als eine Lösung
dieses Problems wurde ein Aluminiumlegierungs-Dreischichten-Plattierungsaufbau (dreischichtig
aufgebautes Plattenelement) vorgeschlagen, in welchem eine Aluminiumlegierungs-Opfermaterialschicht
auf die Seitenoberfläche
des Aluminiumkernelements plattiert ist, welches jede Platte 101 bildet, welches
näher an
dem Kühlwasserpfad
ist und in welchem eine Aluminiumlegierungs-Lötmaterialschicht auf die Seitenoberfläche des
Kernelements plattiert ist, die näher an dem Ölpfad ist. Dies stellt jedoch
ein weiteres Problem dar, da mangels eines Lötmaterials in der Verbindung
zwischen den Umfangsabschnitten der benachbarten Platten 101 die Umfangsabschnitte
von benachbarten Platten 101 nicht miteinander verlötet werden
können.
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Als
ein Verfahren zur Lösung
dieses Problems wurde ein gehäuseloser Ölkühler (japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung
Nr. 10-185462) aus einem Aluminiumlegierungs-Vierschichten-Plattierungsaufbau
(vierschichtig aufgebautes Plattenelement) vorgeschlagen, in welchem,
wie in 15 gezeigt ist,
eine erste Aluminiumlegierungs-Opfermaterialschicht 121 auf
eine Seitenoberfläche
des Aluminiumlegierungs-Kernelements 120 der Platte 101 plattiert
ist, während
ein zweites Aluminiumlegierungs-Opferelement 122 auf die
andere Seitenoberfläche
des Kernelements 120 plattiert ist, und die Oberfläche des
zweiten Opferelements 122 mit einer Aluminiumlegierungs-Lötmaterialschicht 123 plattiert ist.
Der äußere Umfangsabschnitt
jedes dieser Platten 101 ist derart gebogen, dass die Oberfläche der Lötmaterialschicht 123 in
Kontakt mit der Oberfläche der
ersten Opfermaterialschicht 121 einer benachbarten Platte 101 ist.
Mit diesem Aufbau verbessert das Vorliegen des Lötmaterials in der Verbindung
des äußeren Umfangsabschnitts
jeder Platte 101 die Koppelstärke und die Abdichtungseigenschaften
der Verbindung des äußeren Umfangsabschnitts
jeder Platte 101. Dennoch stellt die Verwendung eines vierschichtigen
Aufbaus für
die Platte 101 das Problem höherer Materialkosten und der
entstehenden höheren
Herstellungskosten dar.
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Ein
dreischichtig aufgebautes Plattenelement mit einer Zn-haltigen Lötmaterialschicht,
die als Opferelement auf die beiden Seitenoberflächen des Aluminiumlegierungs-Kernelements
plattiert ist, könnte
als eine noch weitere Lösung
in Betracht gezogen werden. Wenn jedoch dieser Aufbau integral in einem
Heizofen gelötet
wird, kann die Zn-Komponente einerseits verdampft werden und die
Lötmaterialschicht
an der Verbindung durch Oberflächenspannung
andererseits konzentriert werden. Somit ist die Menge des Opfermaterials
schwer zu kontrollieren, und die entstehende unzureichende Korrosionsbeständigkeit
kann zur Korrosion der Wandoberfläche des Plattenelements führen, das
näher zu
dem Kühlwasserpfad
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, einen preiswerten Wärmetauscher
aus Aluminium bereitzustellen, der erste und zweite dreischichtig
aufgebaute Plattenelemente jeweils als erste und zweite Platten umfasst.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmetauscher
aus Aluminium bereitzustellen, in welchem die Koppelstärke und
die Abdichtfähigkeit
der Verbindung der Umfangsabschnitte der ersten und zweiten Plattenelemente
verbessert werden kann, während
gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit
der ersten und zweiten Plattenelemente aufrechterhalten wird.
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Diese
Aufgaben werden durch den Wärmetauscher
mit den Merkmalen gelöst,
die in den Ansprüchen
1 und 6 genannt sind.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Wärmetauscher
aus Aluminium bereitgestellt, umfassend:
eine Mehrzahl von
ersten Platten, die jeweils ein dreischichtig aufgebautes erstes
Plattenelement bilden, das ein erstes Aluminiumlegierungs-Kernelement, eine
erste Opfermaterialschicht, die auf eine Seitenoberfläche des
ersten Kernelements plattiert ist, und eine erste Lötmaterialschicht,
die auf die andere Seitenoberfläche
des ersten Kernelements plattiert ist, enthält; und
eine Mehrzahl
von zweiten Platten, die alle ein dreischichtig aufgebautes zweites
Plattenelement bilden, das ein zweites Aluminiumlegierungs-Kernelement, eine
zweite Lötmaterialschicht,
die auf eine Seitenoberfläche
des zweiten Kernelements plattiert ist, und eine zweite Opfermaterialschicht,
die auf die andere Seitenoberfläche
des zweiten Kernelements plattiert ist, enthält. Als ein Ergebnis können die
Materialkosten des Wärmetauschers
aus Aluminium für
niedrigere Herstellungskosten reduziert werden.
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Eine
Mehrzahl der ersten Plattenelemente und der zweiten Plattenelemente
sind abwechselnd in der Richtung entlang der Dicke derselben derart angeordnet,
dass die erste Opfermaterialschicht und die zweite Opfermaterialschicht
einander gegenüberliegend
angeordnet sind, wobei ein erster Fluidpfad dazwischen ist, während die
erste Lötmaterialschicht und
die zweite Lötmaterialschicht
einander gegenüberliegend
angeordnet sind, wobei ein zweiter Fluidpfad dazwischen ist. Dieser
Zusammenbau wird in einem Heizofen oder dergleichen höher erhitzt
als die Schmelzpunkte der ersten und zweiten Lötmaterialschichten. Auf diese
Weise kann jede Verbindung zwischen den ersten und zweiten Platten
sicher verlötet
werden, um diese aneinander zu koppeln, während die ersten und zweiten
Opfermaterialschichten auf der Seite von jeder der ersten und zweiten
Platten gehalten wird, die der korrosiven Umgebung ausgesetzt sind.
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Der äußere Umfangskantenabschnitt
von jedem ersten Plattenelement ist derart deformiert, dass zumindest
die erste Lötmaterialschicht
in der Verbindung zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt
des ersten Plattenelements und des zweiten Plattenelements oder
des ersten Plattenelements zwischengelegt ist. Dieser Zusammenbau
wird in einem Heizofen oder dergleichen höher erhitzt, als die Schmelzpunkte
der ersten und zweiten Lötmaterialschichten.
Als ein Ergebnis kann die Verbindung zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt
des ersten Plattenelements und des zweiten Plattenelements oder
des ersten Plattenelements sicher verlötet und aneinander gekoppelt
werden, während
die ersten und zweiten Opfermaterialschichten auf der Seite von
jeder der ersten und zweiten Platten gehalten wird, die der korrosiven
Umgebung ausgesetzt sind.
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Des
weiteren weist das erste Plattenelement einen flachen Begrenzungsabschnitt
zum Begrenzen des ersten Fluidpfades und des zweiten Fluidpfades auf.
Ebenso enthält
der äußere Umfangsabschnitt des
ersten Plattenelements einen vertikalen Wandabschnitt, der in der
Richtung entlang der Dicke orthogonal zu der Richtung entlang der
Oberfläche des
Begrenzungsabschnitts von dem äußeren Umfangsende
des Begrenzungsabschnitts gebogen ist, und einen äußeren Umfangskantenabschnitt,
der in der Richtung entlang der Oberfläche des Begrenzungsabschnitts
von dem vorderen Ende des vertikalen Wandabschnitts gebogen ist.
Der äußere Umfangskantenabschnitt
ist derart angeordnet, dass die Oberfläche desselben in Kontakt mit
der Oberfläche des
zweiten Plattenelements durch die erste Lötmaterialschicht ist. Auf diese
Weise können
die Oberflächen
des äußeren Umfangsabschnitts
des ersten Plattenelements und des zweiten Plattenelements oder
des ersten Plattenelements aneinander verlötet werden, wodurch unzureichend
verlötete
Abschnitte minimiert werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher aus Aluminium vorgesehen, bei
welchem der äußere Umfangsabschnitt
von jedem der ersten Plattenelemente deformiert ist, um einen Querschnitt
aufzuweisen, der im Wesentlichen in U-, V- oder C-Form ist. Als
Ergebnis können,
selbst in dem Fall, in welchem die ersten und zweiten Plattenelemente
abwechselnd in der Richtung entlang der Dicke derselben derart gestapelt
sind, dass die erste Opfermaterialschicht und die zweite Opfermaterialschicht
einander gegenüberliegend
angeordnet sind, wobei der erste Fluidpfad dazwischen ist, die Verbindung
zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt
des ersten Plattenelements und des zweiten Plattenelements oder
des ersten Plattenelements sicher verlötet werden.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher aus Aluminium vorgesehen,
in welchem das zweite Plattenelement gebogen ist, um eine gestufte
Oberfläche
aufzuweisen. Der äußere Umfangsabschnitt
des zweiten Plattenelements ist gebogen, um einen Querschnitt aufzuweisen,
der im Wesentlichen in L-Form ist, und zwischen dem Erstreckungsabschnitt
und dem äußeren Kantenabschnitt
des zweiten Plattenelements ist ein zweiter gebogener Abschnitt
zum Eingriff in den ersten gebogenen Abschnitt zwischen dem Begrenzungsabschnitt
und dem vertikalen Wandabschnitt des ersten Plattenelements ausgebildet.
Als ein Ergebnis können
das erste Plattenelement und das zweite Plattenelement einfach in
Position zueinander gesetzt werden.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Wärmetauscher aus Aluminium vorgesehen,
in welchem ein erster Fluidpfad, durch welches ein korrosives Fluid
(erstes Fluid) strömt,
zwischen der zweiten opfermaterialschichtseitigen Oberfläche des
zweiten Plattenelements und der ersten opfermaterialschichtseitigen
Oberfläche
des ersten Plattenelements ausgebildet ist. Ebenso ist ein zweiter
Fluidpfad, durch welches ein nicht-korrosives Fluid (zweites Fluid)
strömt,
zwischen der ersten lötmaterialschichtseitigen
Oberfläche
des ersten Plattenelements und der zweiten lötmaterialschichtseitigen Oberfläche des
zweiten Plattenelements ausgebildet. Die Wand des ersten Fluidpfads
ist einer korrosiveren Umgebung ausgesetzt als die Wand des zweiten
Fluidpfads.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung ist ein Wärmetauscher aus Aluminium vorgesehen,
welcher vorzugsweise ein gehäuseloser
Wärmetauscher
ist, wobei zumindest ein Teil des äußeren Umfangsabschnitts des
ersten Plattenelements einen äußeren Wandabschnitt
bildet.
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Die
vorliegende Erfindung kann umfassender aus der Beschreibung der
bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung verstanden werden, die nachfolgend zusammen mit den
begleitenden Zeichnungen ausgeführt
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Querschnittsansicht,
die die Verbindungen der äußeren Umfangsabschnitte
der ersten und zweiten Plattenelemente gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt, die noch zu verlöten sind.
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2A und 2B sind jeweils eine obere Draufsicht
und eine Bodenansicht, die einen gehäuselosen Ölkühler gemäß einer ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigen.
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3 ist eine Seitenansicht,
die einen gehäuselosen Ölkühler gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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4 ist eine Querschnittsansicht
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung, die entlang der Linie A-A in 2A, 2B genommen
ist.
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5 ist eine Querschnittsansicht
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung, die entlang der Linie B-B in 2A, 2B genommen
ist.
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6A ist ein Modelldiagramm,
das die Strömung
entlang der Oberfläche
des Kühlwasserpfades zeigt,
und 6B ist ein Modelldiagramm,
das die Strömung
entlang der Oberfläche
des Ölpfades
zeigt.
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7 ist eine Querschnittsansicht,
welche die Verbindung zwischen den äußeren Umfangsabschnitten der
noch zu verlötenden
ersten und zweiten Platten gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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8 ist eine Querschnittsansicht
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung, die entlang der Linie A-A in 2A, 2B genommen
ist.
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9 ist eine Querschnittsansicht
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung, die entlang der Linie B-B in 2A, 2B genommen
ist.
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10 ist eine Querschnittsansicht,
welche die Verbindung zwischen den äußeren Umfangsabschnitten der
noch zu verlötenden
ersten und zweiten Platten gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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11 ist eine Querschnittsansicht,
welche die Verbindung zwischen den äußeren Umfangsabschnitten der
noch zu verlötenden
ersten und zweiten Platten gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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12 ist eine Querschnittsansicht,
welche einen gehäuselosen Ölkühler gemäß des Standes der
Technik zeigt.
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13 ist eine Querschnittsansicht,
welche einen gehäuselosen Ölkühler gemäß des Standes der
Technik zeigt.
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14 ist eine Querschnittsansicht,
welche den Hauptaufbau eines gehäuselosen Ölkühlers gemäß des Standes
der Technik zeigt.
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15 ist eine Querschnittsansicht,
welche den Hauptaufbau eines gehäuselosen Ölkühlers gemäß des Standes
der Technik zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Zusammensetzung der ersten
Ausführungsform
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird in den 1 bis 6B gezeigt,
in welchen 1 die Verbindung
zwischen den äußeren Umfangsabschnitten
der ersten und zweiten Plattenelementen vor dem Verlöten zeigt,
und in welchen die 2A bis 6 Diagramme sind, welche
einen gehäuselosen Ölkühler zeigen.
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Ein
gehäuseloser Ölkühler gemäß dieser Ausführungsform
ist auf der Wandoberfläche
eines Zylinderblocks (nicht gezeigt) eines Verbrennungsmotors eines
Kraftfahrzeugs angebracht und bildet einen Wärmetauscher aus Aluminium zum
Austausch von Wärme
zwischen dem Kühlwasser
zum Kühlen
des Motors und dem Motoröl
(nachfolgend als das Öl
bezeichnet) zur Schmierung der gleitenden Teile des Motors, durch
welchen das Öl
gekühlt
wird.
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Der
gehäuselose Ölkühler umfasst
einen plattenstapelartigen Kernabschnitt (Stapelelement) 10 zum
Wärmetausch
zwischen dem Öl
und dem Kühlwasser.
Der plattenstapelartige Kernabschnitt 10 enthält eine
Mehrzahl von ersten Platten 1 und zweiten Platten 2,
die durch Pressen in eine vorbestimmte, unebene Form gebildet sind
und abwechselnd in der Richtung entlang der Dicke derselben gestapelt sind.
Eine Aluminiumlegierungs-Abdeckplatte (Deckenplatte) 6 ist
auf der obersten Oberfläche
des plattenstapelartigen Kernabschnitts 10 angebracht, und
ein Aluminiumlegierungs-Dichtungselement (Bodenplatte oder Sockel) 7 ist
an der untersten Oberfläche
des plattenstapelartigen Kernabschnitts 10 angebracht.
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Die
Abdeckplatte 6 ist ein doppelschichtig aufgebautes Plattenelement
(Aluminiumlegierungs-Doppelschicht-Plattierungselement), in welchem
die innere Oberfläche
eines Aluminiumlegierungs-Kernelements (die Seitenoberfläche, die
näher bei
dem Kühlwasserpfad 21 ist)
mit einer Opfermaterialschicht plattiert ist, welche ein geringeres
Potential als das Kernelement aufweist. Die Abdeckplatte 6 ist
durch Löten
mit einer geraden Kühlwassereinlassleitung 8 gekoppelt,
welche einen kreisförmigen Querschnitt
aufweist, der mit einem Einlass 11 ausgebildet ist, um
ein Einströmen
des Kühlwassers
zu ermöglichen,
und mit einer geraden Kühlwasserauslassleitung 9 mit
kreisförmigem
Querschnitt, die mit einem Auslass 12 für das ausströmende Kühlwasser ausgebildet
ist. Die Abdeckplatte 6 ist ebenfalls mit einem gebogenen
Abschnitt 13 zum Eingriff in die erste Platte 1 ausgebildet.
Des weiteren weist die Oberfläche
des Dichtungselements 7, die von dem plattenstapelartigen
Kernabschnitt 10 entfernt ist (die Oberfläche des
Dichtungselements 7, welches in Kontakt mit der Wandoberfläche des
Zylinderblocks ist) darauf angebrachte Dichtungen 14, 15 aus
acrylhaltigem Gummi auf, um den Spalt zwischen der speziellen Oberfläche (nachfolgend
als die Dichtungsoberfläche
bezeichnet) und der Wandoberfläche
des Zylinderblocks hermetisch abzudichten.
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Stege 17,
die alle ein Bolzenloch 16 zum festen Befestigen des Dichtungselements 7 auf
der Wandoberfläche
des Zylinderblocks unter Verwendung eines Befestigungsmittels (nicht
gezeigt), wie Bolzen, aufweisen, sind an den vier Ecken des Dichtungselements 7 ausgebildet.
Des weiteren ist das Dichtungselement 7 mit einem runden Öleinlassloch 18 ausgebildet,
um dem Öl
zu ermöglichen,
in den plattenstapelartigen Kernabschnitt 10 zu strömen und
mit einem runden Ölauslassloch 19 für das von dem
plattenstapelartigen Kernabschnitt 10 ausströmende Öl.
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Der
plattenstapelartige Kernabschnitt 10 enthält eine
Mehrzahl von im Wesentlichen rechteckigen, im Wesentlichen kreisförmigen oder
im Wesentlichen elliptischen ersten Platten 1 und eine
Mehrzahl von im Wesentlichen rechteckigen, im Wesentlichen kreisförmigen oder
im Wesentlichen elliptischen zweiten Platten 2, die abwechselnd
in der Richtung entlang der Dicke derselben gestapelt sind. Auf
diese Weise ist ein flacher Kühlwasserpfad
(entsprechend einem ersten Fluidpfad gemäß der Erfindung) 21,
in welchem das Kühlwasser
strömt,
zwischen der ersten opfermaterialschichtseitigen Oberfläche der zweiten
Platte 2 und der ersten opfermaterialschichtseitigen Oberfläche der
ersten Platte 1 ausgebildet, während ein flacher Ölpfad (entsprechend
einem zweiten Fluidpfad gemäß der Erfindung),
in welchem das Öl
strömt,
zwischen der ersten lötmaterialschichtseitigen
Oberfläche
der ersten Platte 1 und der zweiten lötmaterialschichtseitigen Oberfläche der zweiten
Platte 2 ausgebildet, die dieser benachbart ist, ausgebildet
ist. Somit bauen jede der zweiten Platten 2 und die unmittelbar
darunter liegende Platte 1 einen Kühlwasserpfad auf, während jede
der ersten Platten 1 und die unmittelbar darunter liegende
zweite Platte 2 einen Ölpfad
bilden.
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Innere
Kühlrippen
(vorspringende Kühlrippen) 23 zur
Verbesserung der Wirksamkeit des Wärmetauschs zwischen dem Öl und dem
Kühlwasser sind
in jedem Ölpfad 22 angeordnet.
Eine Mehrzahl von Kühlwasserpfaden 21,
welche in der Richtung entlang der Dicke der zweiten Platte 2 und
der ersten Platte 1 gestapelt sind, weisen Kühlwasser-Verbindungspfade 24, 25 zur
kommunizierenden Verbindung zwischen dem Strömungseinlass und dem Strömungsauslass
jedes Kühlwasserpfades 21 auf. Eine
Mehrzahl von den Ölpfaden 22,
die in der Richtung entlang der Dicke der ersten Platte 1 und
der zweiten Platte 2 gestapelt sind, weisen andererseits Ölverbindungspfade 26, 27 zur
kommunizierenden Verbindung zwischen dem Einlass und dem Auslass jedes Ölpfades 22 auf.
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Die
erste Platte 1 ist ein dreischichtig aufgebautes erstes
Plattenelement (Aluminiumlegierungs-Dreischicht-Plattierungsaufbau),
das, wie in 1 gezeigt
ist, ein erstes Aluminiumlegierungs-Kernelement (Basismetall) 31 enthält, dessen eine
Seitenoberfläche
(die Seitenoberfläche,
welche dem Kühlwasserpfad 21 näher ist)
mit einer ersten Opfermaterialschicht 32 plattiert ist,
welche ein geringeres Potential als das erste Kernelement 31 aufweist;
und das eine erste Opfermaterialschicht 33 enthält, die
auf der anderen Seitenoberfläche
(der Seitenoberfläche,
die näher
zu dem Ölpfad
ist) des ersten Kernelements plattiert ist und einen niedrigeren
Schmelzpunkt als das erste Kernelement 31 aufweist. Die
erste Opfermaterialschicht 32 ist eine erste Opferkorrosionsmaterialschicht,
welche einen höheren
Schmelzpunkt als die erste Lötmaterialschicht 33 und
eine niedrigere Korrosionsbeständigkeit
als das erstte Kernelement 31 aufweist, um eine frühere Korrosion
als das erste Kernelement 31 sicherzustellen.
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Jede
erste Platte (erstes Plattenelement) weist einen flachen Begrenzungsabschnitt 41 zum Begrenzen
des Kühlwasserpfades 21 und
des Ölpfades 22 auf.
Jeder Begrenzungsabschnitt 41 enthält einen ringförmigen inneren
Umfangskantenabschnitt (Verbindung) 42 zum Ausbilden eines
Kühlwasser-Verbindungspfades 24,
einen ringförmigen
inneren Umfangskantenabschnitt (Verbindung) 43 zum Ausbilden
eines Kühlwasser-Verbindungspfades 25, einen
ringförmigen
Vorsprungsabschnitt (Verbindung) 44 zum Ausbilden eines Ölverbindungspfades 26 und
einen ringförmigen
Vorsprungsabschnitt (Verbindung) 45 zum Ausbilden eines Ölverbindungspfades 27.
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Der äußere Umfangsabschnitt
des ersten Plattenelements, der auf der äußeren Umfangsseite bezüglich des
Begrenzungsabschnitts 41 angeordnet ist, ist gebogen (deformiert),
um einen im Wesentlichen U-förmigen
Abschnitt sicherzustellen, und enthält einen vertikalen Wandabschnitt
(äußerer Wandabschnitt) 46,
der in der Richtung entlang der Dicke senkrecht zu der Richtung
entlang der Oberfläche
des Begrenzungsabschnitts 41 von dem äußeren Umfangsende des Begrenzungsabschnitts 41 gebogen
ist, und einen äußeren Umfangskantenabschnitt
(horizontaler Wandabschnitt oder Verbindung) 47, die in
die Richtung entlang der Oberfläche
des Begrenzungsabschnitts 41 von dem vorderen Ende des
vertikalen Wandabschnitts 46 gebogen ist. Ein erster gebogener
Abschnitt 48 ist zwischen dem Begrenzungsabschnitt 41 und
dem vertikalen Wandabschnitt 46 ausgebildet, und ein erster
gebogener Abschnitt 49 ist zwischen dem vertikalen Wandabschnitt 46 und
dem äußeren Umfangskantenabschnitt 47 ausgebildet.
Der äußere Umfangskantenabschnitt 47 ist
derart angeordnet, dass die Oberfläche desselben mit der Seitenoberfläche des Begrenzungsabschnitts 41 des
zweiten Plattenelements, welches zu dem Kühlwasserpfad näher ist, durch
die erste Lötmaterialschicht 33 und
die zweite Opfermaterialschicht 36 in Berührung ist.
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Die
zweite Platte 2 ist andererseits ein dreischichtig aufgebautes
zweites Plattenelement (Aluminiumlegierungs-Dreischicht-Plattierungsaufbau) der,
wie in 1 gezeigt ist,
ein zweites Aluminiumlegierungs-Kernelement (Basismetall) 34 enthält, dessen
eine Seitenoberfläche
(die Seitenoberfläche, welche
näher dem Ölpfad 22 ist)
mit einer zweiten Lötmaterialschicht 35 mit
einem niedrigeren Schmelzpunkt, als das zweite Kernelement 34 plattiert
ist, und dessen andere Seitenoberfläche (die Seitenoberfläche, die
dem Kühlwasserpfad 21 näher ist)
des zweiten Kernelements 34 mit einer zweiten Opfermaterialschicht 36,
die ein geringeres Potential als das zweite Kernelement 34 aufweist,
plattiert ist. Die zweite Opfermaterialschicht 36 ist eine
zweite Opferkorrosions-Materialschicht, die einen höheren Schmelzpunkt
als die zweite Lötmaterialschicht 35 und
eine niedrigere Korrosionsbeständigkeit
als das zweite Kernelement 34 aufweist, um frühere Korrosion
als das zweite Kernelement 34 sicherzustellen.
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Jede
zweite Platte (zweites Plattenelement) 2 weist einen flachen
Begrenzungsabschnitt 51 zum Begrenzen des Kühlwasserpfades 21 und
des Ölpfades 22 auf.
Dieser Begrenzungsabschnitt 51 enthält einen ringförmigen,
vorspringenden Abschnitt (Verbindung) 52 zum Ausbilden
eines Kühlwasserverbindungspfades 24,
einen ringförmig
vorspringenden Abschnitt (Verbindung) 53 zum Ausbilden
eines Kühlwasserverbindungspfades 25,
einen ringförmigen Gratabschnitt
(Verbindung) 54 zum Bilden eines Ölverbindungspfades 26,
und einen ringförmigen
Gratabschnitt (Verbindung) 55 zum Bilden eines Ölverbindungspfades 27.
Die Gratabschnitte 54, 55 sind in solch einer
Weise gebogen, dass sie in die entgegengesetzte Richtung (nach unten
in der Zeichnung) zu der Vorsprungsrichtung der vorspringenden Abschnitte 52, 53 ragen.
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Der äußere Umfangsabschnitt
des zweiten Plattenelements, das auf der äußeren Umfangsseite des Begrenzungsabschnitts 51 angeordnet
ist, ist gebogen (deformiert), um einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt
sicherzustellen, und enthält
einen vertikalen Wandabschnitt (äußeren Wandabschnitt) 56,
der in der Richtung entlang der Dicke orthogonal zu der Richtung
entlang der Oberfläche
des Begrenzungsabschnitts 51 von dem äußeren Umfangsende des Begrenzungsabschnitts 51 gebogen
ist, und einen äußeren Umfangskantenabschnitt
(Verbindung) 57, der in der Richtung entlang der Oberfläche des Begrenzungsabschnitts 51 von
dem vorderen Ende des vertikalen Wandabschnitts 56 gebogen
ist. Ein zweiter gebogener Abschnitt 58 ist zwischen dem
Begrenzungsabschnitt 51 und dem vertikalen Wandabschnitt 56 ausgebildet,
und ein zweiter gebogener Abschnitt 59 ist zwischen dem
vertikalen Wandabschnitt 56 und dem äußeren Umfangskantenabschnitt 57 ausgebildet.
Der äußere Umfangskantenabschnitt 57 ist
in solch einer Weise angeordnet, dass deren Oberfläche mit
der Oberfläche
des Begrenzungsabschnitts 41 des ersten Plattenelements,
welches näher
zu dem Ölpfad
ist, durch die zweite Opfermaterialschicht 36 und die erste
Lötmaterialschicht 33 in
Berührung
ist.
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Lötverfahren gemäß der ersten
Ausführungsform
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Nachfolgend
wird ein Verfahren zum Löten eines
gehäuselosen Ölkühlers gemäß dieser
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 1 bis 6B kurz erläutert.
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Zunächst wird
ein erstes Lötelement
auf eine Seitenoberfläche
des ersten Kernelements 31 plattiert, und ein erstes Opferkorrosionselement
auf die andere Seitenoberfläche
des ersten Kernelements plattiert. Die erste Platte 1 mit
einer ersten Lötmaterialschicht 33,
die auf der einen Oberfläche
des ersten Kernelements 31 ausgebildet ist, und die erste
Opfermaterialschicht 32, die auf der anderen Seitenoberfläche des
ersten Kernelements 31 ausgebildet ist, wird durch Pressen
(Biegen beispielsweise) bearbeitet, wodurch ein Produkt in vorbestimmter
Form erhalten wird. Ebenso wird ein zweites Opferkorrosionsmaterialelement
auf eine Seitenoberfläche
des zweiten Kernelements 34 plattiert, und ein zweites Lötmaterialelement
auf die andere Seitenoberfläche des
zweiten Kernelements 34 plattiert. Die zweite Platte 2 mit
einer zweiten Opfermaterialschicht 36, die auf der einen
Oberfläche
des zweiten Kernelements 34 ausgebildet ist, und die zweite
Lötmaterialschicht 35,
die auf der anderen Seitenoberfläche
des zweiten Kernelements 34 ausgebildet ist, werden bearbeitet
und gepresst (gebogen beispielsweise), um dadurch ein Produkt in
vorbestimmter Form zu erhalten.
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Die
ersten und zweiten Kernelemente 31, 34 werden
aus einer Al-Mn-Aluminiumlegierungsplatte (zum
Beispiel A3000 oder A3003: Aluminium-Mangan-Legierungsplatte) zur Reduzierung des
Gewichts und Erhöhung
der Wärmeübertragung
ausgebildet. Die ersten und zweiten Lötschichten 33, 35 werden
andererseits oft aus einem Al-Si-Aluminiumlegierungs-Lötmaterial
(wie A3104: Aluminium-Silizium-Legierung) oder einem Al-Si-Mg-Aluminiumlegierungs-Lötmaterial zusammengesetzt.
Die ersten und zweiten Opfermaterialschichten 32, 36 sind
andererseits durch eine Al-Zn-Aluminiumlegierung (wie A7072: Aluminium-Zink-Legierung) umfasst.
Im übrigen
ist die Bezeichnung "Plattieren" als ein wohlbekannter
Arbeitsvorgang definiert, in welchen die dünnen Filme des Aluminiumlegierungs-Lötmaterials
die ersten und zweiten Lötmaterialschichten 33, 35 bilden,
und die dünnen
Aluminiumlegierungsfilme, welche die ersten und zweiten Opfermaterialschichten 32, 36 bilden,
auf eine Temperatur unterhalb der Schmelzpunkte derselben geheizt
werden, während sie
gleichzeitig gegen das Basismetall gepresst werden, das durch die
ersten und zweiten Kernelemente 31, 34 umfasst
ist, und dadurch fest auf die Oberflächen der ersten und zweiten
Kernelemente 31, 34 angefügt werden.
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Wie
in den 4 und 5 gezeigt ist, sind die ersten
und zweiten Plattenelemente abwechselnd in der Richtung entlang
der Dicke derselben in solch einer Weise gestapelt, dass die erste
Lötmaterialschicht 33-seitige
Oberfläche
der inneren Umfangskantenabschnitte 42, 43 des
ersten Plattenelements, und die zweite Lötmaterialschicht 35-seitige
Oberfläche
der vorspringenden Abschnitte 52, 53 des zweiten
Plattenelements in nahem Kontakt miteinander sind, wobei die inneren
Rippen 23 zwischen jedem Paar von ersten und zweiten Plattenelementen
gehalten werden. Dann werden die Gratabschnitte 54, 55 des
zweiten Plattenelements deformiert (gebogen), so dass die zweite
Lötmaterialschicht 35-seitige
Oberfläche
der Gratabschnitte 54, 55 und die erste Opfermaterialschicht 32-seitige
Oberfläche
der vorspringenden Abschnitte 44, 45 des ersten
Plattenelements in nahem Kontakt miteinander sind (die Verbindung
zwischen den inneren Umfangskantenabschnitten der ersten und zweiten
Platten 1, 2).
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Wie
in den 1, 4 und 5 gezeigt ist, sind andererseits die
erste Lötmaterialschicht 33-seitige Oberfläche des äußeren Umfangskantenabschnitts 47,
der durch Biegen des äußeren Umfangsabschnitts
des ersten Plattenelements in im Wesentlichen in Form eines U gebogen
ist, und die zweite Opfermaterialschicht 36-seitige Oberfläche des äußeren Umfangsendes
des Begrenzungsabschnitts 51 des zweiten Plattenelements
in nahen Kontakt miteinander gebracht, während die zweite Opfermaterialschicht 36-seitige
Oberfläche
des äußeren Umfangskantenabschnitts 57 durch
Biegen des äußeren Umfangsabschnitts
des zweiten Plattenelements in im Wesentlichen in Form eines U gebildet
ist, und die erste Lötmaterialschicht 33-seitige Oberfläche des äußeren Umfangsendes
des Begrenzungsabschnitts 41 des ersten Plattenelements
in nahen Kontakt miteinander gebracht werden (die Verbindung zwischen den äußeren Umfangskantenabschnitten
der ersten Platte und der zweiten Platte 2). Eine Mehrzahl
der ersten Platten 1 und der zweiten Platten 2,
die in der Form eines Produkts, wie oben beschrieben wurde, gebildet
wurden, werden abwechselnd miteinander in der Richtung entlang der
Dicke derselben gestapelt, wodurch ein plattenstapelartiger Kernabschnitt 10, der
noch zu verlöten
ist, hergestellt wird. Ein Dichtungselement 7 wird provisorisch
auf der bodenseitigen Oberfläche
des plattenstapelartigen Kernabschnitts 10, der noch zu
verlöten
ist, montiert, während
eine Abdeckplatte 6 mit einer Kühlwassereinlassleitung 8 und
einer Kühlwasserauslassleitung 9, die
darauf angebracht sind, provisorisch auf der oberen Seitenoberfläche des
plattenstapelartigen Kernabschnitts 10, der noch zu verlöten ist,
angebracht wird. Bei dem Vorgang wird die innere Oberfläche des
gebogenen Abschnitts 13, der den äußeren Umfangskantenabschnitt
der Abdeckplatte 6 bildet, in Position auf dem ersten gebogenen
Abschnitt 49 zwischen dem vertikalen Wandabschnitt 46 und
dem äußeren Umfangskantenabschnitt 47 der
ersten Platte 1 befestigt.
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Als
nächster
Schritt wird ein stapelartiger Zusammenbau, der den plattenstapelartigen
Kernabschnitt 10 mit der Abdeckplatte 6 und dem
Abdichtelement 7, die darauf montiert sind, enthält, in einem Heizofen,
wie einem Vakuumofen, platziert, und integral bei einer Löttemperatur
gelötet,
die nicht niedriger als die Schmelzpunkte der ersten und zweiten Lötmaterialschichten 33, 35 ist,
aber niedriger als die Schmelzpunkte der ersten und zweiten Opfermaterialschichten 32, 36 sind.
Ein Flussmittel kann verwendet werden, um die Löteigenschaften auf der Verbindungsoberfläche zwischen
der ersten Platte 1 und der zweiten Platte 2 zu
verbessern. Gleichzeitig strömt,
insbesondere in dem plattenstapelartigen Kernabschnitt 10,
das erste Lötmaterial
von der ersten Lötmaterialschicht 33 und
der zweiten Lötmaterialschicht 35 durch
die Oberflächenspannung
in die Verbindungen der inneren Umfangskantenabschnitte und der äußeren Umfangskantenabschnitte
der ersten Platte 1 und der zweiten Platte 2.
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Als
Ergebnis werden die Verbindungen des inneren Umfangskantenabschnitts
und des äußeren Umfangskantenabschnitts
der ersten Platte 1 und der zweiten Platte 2 sicher
gelötet
und miteinander gekoppelt. Insbesondere werden die erste Lötmaterialschicht 33-seitige
Oberfläche
der ersten Platte 1 und die zweite Opfermaterialschicht 36-seitige
Oberfläche
der zweiten Platte 2 verlötet und aneinander sicher gekoppelt,
während
die zweite Lötmaterialschicht 35-seitige
Oberfläche
der zweiten Platte 2 und die erste Lötmaterialschicht 33-seitige
Oberfläche
der ersten Platte 1 verlötet und sicher miteinander
verkoppelt werden. Während
des integralen Lötvorgangs
strömt
das erste Lötmaterial
von der ersten Lötmaterialschicht
auch durch Umgehung zwischen der ersten Opfermaterialschicht 32-seitigen
Oberfläche
der ersten Platte 1 und der zweiten Opfermaterialschicht 36-seitigen Oberfläche der
zweiten Platte 2. Das erste Lötmaterial, das somit umgeleitet
wurde, wird mit den ersten und zweiten Opfermaterialien, der ersten
Opfermaterialschicht 32 bzw. der zweiten Opfermaterialschicht 36 gemischt,
und nimmt ein höheres
Potential als das ursprüngliche
Potential der ersten und zweiten Opfermaterialien der ersten Opfermaterialschicht 32 und
der zweiten Opfermaterialschicht 36 an. Auf diese Weise
kann verhindert werden, dass das erste Lötmaterial früher korrodiert
wird.
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Betrieb der ersten Ausführungsform
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Nachfolgend
wird der Betrieb des gehäuselosen Ölkühlers gemäß dieser
Ausführungsform
unter Bezugnahme auf die 1 bis 6B kurz erläutert.
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Das Öl zum Schmieren
der gleitenden Teile des Motors strömt in den Ölverbindungspfad 26 des plattenstapelartigen
Kernabschnitts 10 aus dem Öleinlass 18 des Dichtungselements 7 durch
einen Ölpfad
(nicht gezeigt), der in dem Zylinderblock des Motors ausgebildet
ist. Das Öl,
das in den Ölverbindungspfad 26 geströmt ist,
strömt,
wie durch Pfeile in 4 angezeigt
ist, verteilt in eine Mehrzahl von flachen Ölpfaden 22, der die
inneren Rippen 23 aufweist. Das Öl, das verteilt in die Mehrzahl
von Ölpfaden 22 geströmt ist,
wird, wie durch Pfeile in 6B angezeigt
ist, durch Austausch von Wärme
mit dem Kühlwasser
gekühlt,
welches außerhalb
der ersten Platte 1 und der zweiten Platte 2 strömt, wenn
es durch die Mehrzahl von Ölpfaden 22 durchtritt,
und strömt
dann in den Ölverbindungspfad 27,
wie durch Pfeile in 5 angezeigt
ist. Das Öl,
das in den Ölverbindungspfad 27 geströmt ist,
wird von dem Ölauslass 19 des
Dichtungselements 7 in einen Öldurchtritt (nicht gezeigt)
zurückgeführt, der
in dem Zylinderblock ausgebildet ist.
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Andererseits
strömt
das Motor-Kühlwasser in
die Kühlwasser-Verbindungspfade 24 des
plattenstapelartigen Kernabschnitts 10 durch den Einlass 11 der
Kühlwasser-Einlassleitung 8 von
einer Kühlwasserleitung
(nicht gezeigt). Das Kühlwasser,
das in die Kühlwasser-Verbindungspfade 24 geströmt ist, strömt, wie
durch Pfeile in 4 gezeigt
ist, verteilt in eine Mehrzahl von flachen Kühlwasserpfaden 21. Das
Kühlwasser,
das verteilt in eine Mehrzahl der Kühlwasserpfade 21 geströmt ist,
wie durch Pfeile in 6A gezeigt
ist, kühlt
das Öl
durch Austausch von Wärme
mit dem Öl,
das außerhalb
der ersten Platte 1 und der zweiten Platte 2 strömt, wenn
es durch eine Mehrzahl der Kühlwasserpfade 21 durchtritt.
Zur gleichen Zeit wird das Kühlwasser
geheizt, während
es in die Kühlwasser-Verbindungspfade 25 strömt, wie durch
Pfeile in 5 gezeigt
ist. Das Kühlwasser, das
in die Kühlwasser-Verbindungspfade 25 geströmt ist,
wird in die Kühlwasserleitung
(nicht gezeigt) durch den Auslass 12 der Kühlwasser-Auslassleitung 9 zurückgeleitet.
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Wirkungen der ersten Ausführungsform
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Wie
oben beschrieben wurde, ist der plattenstapelartige Kernabschnitt 10 des
gehäuselosen Ölkühlers gemäß dieser
Ausführungsform
zusammengesetzt aus dem dreischichtig aufgebauten ersten Plattenelement,
das die erste Platte 1 einschließlich des ersten Kernelements 31 aufbaut,
der ersten Lötmaterialschicht 33 und
der ersten Opfermaterialschicht 32 einerseits, und dem
dreischichtig aufgebauten zweiten Plattenelement, das die zweite
Platte 2 einschließlich
des zweiten Kernelements 34 aufbaut, der zweiten Lötmaterialschicht 35 und
der zweiten Opfermaterialschicht 36 andererseits. Selbst
in diesem Fall kann der plattenstapelartige Kernabschnitt 10 integral
bei der Verbindung zwischen den äußeren Umfangskantenabschnitten
und den inneren Umfangskantenabschnitten der ersten Platte 1 und
der zweiten Platte 2 integral gelötet werden, die jeweils das
erste Plattenelement und das zweite Plattenelement aufbauen, durch
das Zwischenlegen von zumindest der ersten Lötmaterialschicht 33 zwischen der
ersten Platte 1 und der zweiten Platte 2.
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Als
ein Ergebnis kann die Verbindung des äußeren Umfangsabschnitts und
des inneren Umfangsabschnitts der ersten und zweiten Platten 1, 2, das
heißt
die erste Lötmaterialschicht 33-seitige Oberfläche der
ersten Platte 1 und die zweite Opfermaterialschicht 36-seitige
Oberfläche
der zweiten Platte 2 sicher miteinander verlötet werden,
wobei die ersten und zweiten Opfermaterialschichten 32, 36 auf
der Seite der ersten und zweiten Platten 1, 2 der korrosiven
Umgebung ausgesetzt gehalten werden, während gleichzeitig es ermöglicht ist,
die erste Lötmaterialschicht 33-seitige
Oberfläche
der ersten Platte 1 und die zweite Lötmaterialschicht 35-seitige Oberfläche der
zweiten Platte 2 sicher miteinander zu verlöten. Somit
kann mit aufrecht erhaltener Korrosionsbeständigkeit der ersten und zweiten
Platten 1, 2 aus einer Aluminiumlegierung die
Löteigenschaften der
ersten und zweiten Platten 1, 2 bei der Verbindung
derselben verbessert werden. Auf diese Weise kann die Lebensdauer
der gehäuselosen Ölkühlerprodukte
einerseits verlängert
werden, und kann die Dichtheit und die Kopplungsfestigkeit an der
Verbindung der ersten und zweiten Platten 1, 2 gleichzeitig verbessert
werden.
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Auch
werden mit dem plattenstapelartigen Kernabschnitt 10 des
gehäuselosen Ölkühlers, selbst in
dem Fall, in welchem hochkorrosives, degeneriertes Kühlwasser
in dem Kühlwasserpfad 21 strömt, jeweils
die ersten und zweiten Opfermaterialschichten 32, 36 früher korrodiert
als die ersten und zweiten Kernelemente 31, 34,
wodurch es erschwert wird, die ersten und zweiten Kernelemente 31, 34 der
ersten und zweiten Platten 1, 2 zu korrodieren.
Auf diese Weise kann die Korrosion der ersten und zweiten Platten 1, 2 (erste
und zweite Kernelemente 31, 34) in der Richtung
entlang der Dicke derselben wirksam verhindert werden. In anderen
Worten, es wird bewirkt, dass die Korrosion in der Richtung entlang
der Oberfläche
der ersten und zweiten Platten 1, 2 für eine verbesserte
Korrosionsbeständigkeit
fortschreitet. Demzufolge kann mit keiner Verbindung (ohne, dass
ein Loch ausgebildet wird), die zwischen dem Kühlwasserpfad 21 und
dem Ölpfad 22 errichtet
wird, die Unannehmlichkeit des Mischens von Öl und Wasser miteinander verhindert
werden, und ebenfalls die Leckage des Kühlwassers. Somit kann die Lebensdauer
des gehäuselosen Ölkühlerprodukts
verlängert werden.
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Zweite Ausführungsform
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Die 7 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsform
der Erfindung, in welcher 7 ein
Diagramm ist, das die Verbindung zwischen den äußeren Umfangsabschnitten der
ersten und zweiten Plattenelemente zeigt, bevor diese verlötet sind,
und die 8 und 9 Diagramme sind, die einen
gehäuselosen Ölkühler zeigen.
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Diese
Ausführungsform,
in welcher jede zweite Platte (zweites Plattenelement) 2 und
die Abdeckplatte 6 derart gebogen sind, dass sie eine gestufte
Oberfläche
bilden, enthält
Begrenzungsabschnitte 61 und einen Deckabschnitt 71,
die alle eine gestufte Oberfläche
zum Begrenzen des Kühlwasserpfades 21 und
des Ölpfades 22 aufweisen.
Die Begrenzungsabschnitte 61 und der Deckabschnitt 71 mit
einer gestuften Oberfläche
weisen horizontale Abschnitte auf, die in unterschiedlichen Ebenen
angeordnet und aneinander durch eine geneigte Wand gekoppelt sind.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist der äußere Umfangsabschnitt
der zweiten Platte (des zweiten Plattenelements) 2 derart
gebogen (deformiert), dass ein im Wesentlichen L-förmiger Querschnitt
hergestellt ist. Die äußeren Umfangsabschnitte
der zweiten Platte (des zweiten Plattenelements) 2 und der
Abdeckplatte 6 enthalten jeweils Erstreckungsabschnitte 62, 72,
die sich in der Richtung entlang der Oberfläche des Begrenzungsabschnitts 61 und
des Deckabschnitts 71 jeweils von den äußeren Umfangsenden des Begrenzungsabschnitts 61 und
des Deckabschnitts 71 erstrecken. Diese äußeren Umfangsabschnitte
enthalten des weiteren äußere Umfangskantenabschnitte 63, 73,
die in der Richtung entlang der Dicke senkrecht zu der Oberfläche der Erstreckungsabschnitte 62, 72 von
den äußeren Umfangsenden
der Erstreckungsabschnitte 62, 72 jeweils gebogen
sind. Zweite gebogene Abschnitte 64, 74 sind zwischen
den Erstreckungsabschnitten 62, 72 und den äußeren Umfangskantenabschnitten 63, 73 jeweils
ausgebildet.
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Die
Seitenoberfläche
der Abdeckplatte 6, die näher zu dem Kühlwasserpfad 21 ist,
das heißt
die Seitenoberfläche
des Aluminiumlegierungs-Kernelements (nicht gezeigt), das näher zu dem
Kühlwasserpfad 21 ist,
ist mit der zweiten Opfermaterialschicht (nicht gezeigt) wie in
dem zweiten Plattenelement plattiert. Die zweite Opfermaterialschicht 36-seitige Oberfläche (ausgenommener
Abschnitt) von jedem der zweiten gebogenen Abschnitte 64, 74 greift
in die ersten gebogenen Abschnitte 48 ein, die zwischen dem
Begrenzungsabschnitt 41 und dem vertikalen Wandabschnitt 46 der
ersten Platte (des ersten Plattenelements) 1 ausgebildet
ist.
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In
dem zweiten plattenstapelartigen Kernabschnitt 10 des gehäuselosen Ölkühlers gemäß dieser Ausführungsform
sind eine Mehrzahl von ersten und zweiten Platten abwechselnd miteinander
in der Richtung entlang der Dicke derselben derart gestapelt, dass
die erste Lötmaterialschicht 33-seitige Oberfläche des äußeren Umfangskantenabschnitts 47 des
ersten Plattenelements neben einem gegebenen zweiten Plattenelement
in nahen Kontakt mit der zweiten Opfermaterialschicht 36-seitigen Oberfläche des
Erstreckungsabschnitts 62 eines zweiten Plattenelements
einerseits, und dass andererseits die zweiten Lötmaterialschicht 35-seitigen
Oberflächen des
Erstreckungsabschnitts 62, der zweite gebogene Abschnitt 64 und
der äußere Umfangskantenabschnitt 63 des
zweiten Plattenelements in nahem Kontakt mit jeweils den ersten
Lötmaterialschicht 33-seitigen
Oberflächen
des äußeren Umfangsendes des
Begrenzungsabschnitts 41, dem ersten gebogenen Abschnitt 48 und
dem vertikalen Wandabschnitt 46 des anderen benachbarten
ersten Plattenelements sind.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
sind die ersten und zweiten Platten 1, 2 so gestapelt,
dass die zweite Opfermaterialschicht 36-seitige Oberfläche (ausgenommener
Abschnitt) der zweiten gebogenen Abschnitte 64, 74 der
zweiten Platte 2 und der Abdeckplatte 6 jeweils
in den ersten gebogenen Abschnitt 48 eingreift, der zwischen
dem Begrenzungsabschnitt 41 und dem vertikalen Wandabschnitt 64 der
ersten Platte 1 ausgebildet ist. Deshalb können die
erste Platte 1 und die zweite Platte 2 einfach
in Position relativ zueinander gesetzt werden, und ebenso die erste
Platte 1 und die Abdeckplatte 6.
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Dritte Ausführungsform
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10 zeigt eine Verbindung
zwischen den äußeren Umfangsabschnitten
der ersten und zweiten Plattenelemente, die noch zu verlöten sind,
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
sind, wenn der plattenstapelartige Kernabschnitt 10 einmal
in einer äußeren korrosiven
Umgebung angebracht ist, die Oberflächen der Opfermaterialien der
ersten und zweiten gebogenen Abschnitte 48, 49, 58, 59 und
der vertikalen Wandabschnitte 46, 56 entsprechend
den äußeren Wandabschnitten
der ersten und zweiten Platten (ersten und zweiten Plattenelementen) 1, 2 ausgesetzt
und früher
korrodiert. In Anbetracht dessen ist die Form des plattenstapelartigen
Kernabschnitts 10, der in 10 gezeigt
ist, angewandt, um die frühere
Korrosion der ersten und zweiten korrodierbaren Opferelemente in
einer äußeren korrosiven Umgebung
zu verhindern. Der äußere Umfangsabschnitt
der zweiten Platte 2 weist den äußeren Umfangskantenabschnitt 25 auf,
der derart gebogen ist, dass eine gestufte Oberfläche von
dem äußeren Umfangsende
des Begrenzungsabschnitts 51 hergestellt ist. Ein zweiter
gebogener Abschnitt 66 ist zwischen dem äußeren Umfangskantenabschnitt 65 und
dem Begrenzungsabschnitt 51 ausgebildet.
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Der
plattenstapelartige Kernabschnitt 10 gemäß dieser
Ausführungsform
ist so zusammengesetzt, dass die erste Lötmaterialschicht 33-seitige Oberfläche des äußeren Umfangskantenabschnitts 47 des
ersten Plattenelements und die erste Lötmateralschicht 33-seitige
Oberfläche
des äußeren Umfangsendes
des Begrenzungsabschnitts 41 des ersten Plattenelements
in nahen Kontakt miteinander sind, und dass die zweite Lötmaterialschicht 35-seitige
Oberfläche
des äußeren Kantenabschnitts 65 des zweiten
Plattenelements und die erste Lötmaterialschicht 33-seitige
Oberfläche
des Begrenzungsabschnitts 41 des ersten Plattenelements
in nahem Kontakt miteinander sind.
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Die
Abdeckplatte 6 enthält
einen flachen Deckabschnitt 75, der an die erste Lötmaterialschicht 33-seitige
Oberfläche
des äußeren Umfangskantenabschnitts 47 des
ersten Plattenelements einerseits gekoppelt ist, und an die zweite
Lötmaterialschicht 35-seitige
Oberfläche
des äußeren Umfangskantenabschnitts 65 des
zweiten Plattenelements andererseits, einen inneren Kantenabschnitt 76,
der sich schräg
von dem inneren Umfangsende des Deckabschnitts 75 erstreckt,
und einen äußeren Umfangskantenabschnitt 77,
der in der Richtung entlang der Dicke orthogonal zu der Richtung
entlang der Oberfläche
des Deckabschnitts 75 von dem äußeren Umfangsende des Deckabschnitts 75 gebogen
ist. Ein gebogener Abschnitt 78 ist zwischen dem Deckabschnitt 75 und
dem inneren Umfangskantenabschnitt 76 ausgebildet, und
ein gebogener Abschnitt 79 ist zwischen dem Deckabschnitt 75 und
dem äußeren Kantenabschnitt 77 ausgebildet.
Die inneren Seitenoberflächen
(ausgenommene Abschnitte) der gebogenen Abschnitte 78, 79 der
Abdeckplatte 6 sind ausgebildet, um in den ersten gebogenen
Abschnitt 49 des ersten Plattenelements und in den zweiten gebogenen
Abschnitt 66 des zweiten Plattenelements jeweils einzugreifen.
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Vierte Ausführungsform
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11 ist ein Diagramm, das
die Verbindung der äußeren Umfangsabschnitte
der ersten und zweiten Plattenelemente, die noch zu verlöten sind,
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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Anders
als in der ersten Ausführungsform,
in welcher die äußeren Umfangskantenabschnitte 47, 57 der
ersten und zweiten Platten (ersten und zweiten Plattenelemente) 1, 2 derart
gebogen sind, dass diese jeweils näher an dem oberen Ende als
die Begrenzungsabschnitte 41, 51 angeordnet sind,
ist die vorliegende Ausführungsform
so zusammengesetzt, dass die äußeren Umfangskantenabschnitte 47, 57 der
ersten und zweiten Platten (ersten und zweiten Plattenelemente) 1, 2 gebogen
sind, um jeweils näher
an dem untersten Ende als die Begrenzungsabschnitte 41, 51 angeordnet
zu sein. Ebenfalls bilden bei dieser Zusammensetzung die Seitenoberflächen der
ersten und zweiten Platten 1, 2, die näher an dem Kühlwasserpfad 21 sind,
jeweils die erste Opfermaterialschichten 32- seitige Oberfläche und
die zweiten Opfermaterialschichten 36-seitige Oberfläche. Somit kann
Korrosion wirksam verhindert werden.
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Diese
Ausführungsform
bezieht sich auf den Fall, in welchem der gehäuselose Ölkühler auf die Wandoberfläche des
Zylinderblocks eines Kraftfahrzeugmotors montiert ist. Dennoch kann
der gehäuselose Ölkühler auf
die Wandoberfläche
des Kurbelgehäuses
des Motors oder des Getriebes korrekt angebracht werden. Des weiteren
ist die vorliegende Erfindung anwendbar auf den plattenstapelartigen
Kernabschnitt eines Ölkühlers von
der Art mit integriertem Ölfilter.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
kann anstelle des Motoröls,
das als ein Öl
(zweites Fluid) verwendet wird, das in dem Ölpfad (zweiten Fluidpfad) 22 strömt, anderes Öl wie Automatikgetriebeöl (ATF) oder
Servolenkungsöl
als das zweite Fluid, das in dem zweiten Fluidpfad strömt, mit
der gleichen Wirkung verwendet werden.
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Während die
Erfindung unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde,
die für
Zwecke der Darstellung ausgewählt wurden,
sollte es ersichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen durch
Fachleute an ihr ausgeführt werden
können,
ohne von dem grundlegenden Konzept und dem Bereich der anliegenden
Ansprüche abzuweichen.