DE60101950T2 - Aluminium-Wärmetauscher - Google Patents

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DE60101950T2
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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • 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.
  • 2. Beschreibung des verwandten Bereichs der Technik
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • 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.
  • Diese Aufgaben werden durch den Wärmetauscher mit den Merkmalen gelöst, die in den Ansprüchen 1 und 6 genannt sind.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Die vorliegende Erfindung kann umfassender aus der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, die nachfolgend zusammen mit den begleitenden Zeichnungen ausgeführt wird.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 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.
  • 2A und 2B sind jeweils eine obere Draufsicht und eine Bodenansicht, die einen gehäuselosen Ölkühler gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen.
  • 3 ist eine Seitenansicht, die einen gehäuselosen Ölkühler gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, die entlang der Linie A-A in 2A, 2B genommen ist.
  • 5 ist eine Querschnittsansicht gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, die entlang der Linie B-B in 2A, 2B genommen ist.
  • 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.
  • 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.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die entlang der Linie A-A in 2A, 2B genommen ist.
  • 9 ist eine Querschnittsansicht gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die entlang der Linie B-B in 2A, 2B genommen ist.
  • 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.
  • 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.
  • 12 ist eine Querschnittsansicht, welche einen gehäuselosen Ölkühler gemäß des Standes der Technik zeigt.
  • 13 ist eine Querschnittsansicht, welche einen gehäuselosen Ölkühler gemäß des Standes der Technik zeigt.
  • 14 ist eine Querschnittsansicht, welche den Hauptaufbau eines gehäuselosen Ölkühlers gemäß des Standes der Technik zeigt.
  • 15 ist eine Querschnittsansicht, welche den Hauptaufbau eines gehäuselosen Ölkühlers gemäß des Standes der Technik zeigt.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Zusammensetzung der ersten Ausführungsform
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Lötverfahren gemäß der ersten Ausführungsform
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zum Löten eines gehäuselosen Ölkühlers gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 6B kurz erläutert.
  • 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.
  • 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.
  • 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).
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Betrieb der ersten Ausführungsform
  • Nachfolgend wird der Betrieb des gehäuselosen Ölkühlers gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 6B kurz erläutert.
  • 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.
  • 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.
  • Wirkungen der ersten Ausführungsform
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Zweite Ausführungsform
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Dritte Ausführungsform
  • 10 zeigt eine Verbindung zwischen den äußeren Umfangsabschnitten der ersten und zweiten Plattenelemente, die noch zu verlöten sind, gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Vierte Ausführungsform
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (6)

  1. Wärmetauscher, der aus Aluminium hergestellt ist, wobei eine Mehrzahl von ersten Platten aus einer Aluminiumlegierung und eine Mehrzahl von zweiten Platten aus einer Aluminiumlegierung abwechselnd in der Richtung entlang der Dicke derselben gestapelt und integral aneinander gelötet sind, wobei der Wärmetauscher umfasst: eine Mehrzahl von ersten Plattenelementen (1), die jeweils einen Dreischichtaufbau als die ersten Platten aufweisen, wobei jedes der ersten Plattenelemente ein erstes Kernelement (31) aus einer Aluminiumlegierung, eine erste Opfermaterialschicht (32), die auf eine Endoberfläche des ersten Kernelements plattiert ist und eine niedrigere Korrosionsbeständigkeit als das erste Kernelement (31) aufweist, und eine erste Lötmaterialschicht (33), die auf der anderen Endoberfläche des ersten Kernelements plattiert ist und einen niedrigeren Schmelzpunkt als das erste Kernelement (31) aufweist, enthält; und eine Mehrzahl von zweiten Plattenelementen (2), die einen Dreischichtaufbau als die zweiten Platten aufweist, wobei jedes der zweiten Plattenelemente ein zweites Kernelement (34) aus einer Aluminiumlegierung, eine zweite Lötmaterialschicht (35), die auf eine Endoberfläche des zweiten Kernelements plattiert ist und einen niedrigeren Schmelzpunkt als das zweite Kernelement (34) aufweist, und eine zweite Opfermaterialschicht (36), die auf der anderen Endoberfläche des zweiten Kernelements plattiert ist und eine niedrigere Korrosionsbeständigkeit als das zweite Kernelement (34) aufweist, enthält; wobei die ersten Plattenelemente und die zweiten Plattenelemente abwechselnd miteinander in der Richtung entlang der Dicke derselben in einer solchen Weise angeordnet sind, dass die erste Opfermaterialschicht (32) und die zweite Opfermaterialschicht (36) derart angeordnet sind, dass sie einander mit einem ersten dazwischen liegenden ersten Fluidpfad (21) gegenüberliegen, und dass die erste Lötmaterialschicht (33) und die zweite Lötmaterialschicht (35) derart angeordnet sind, dass sie einander mit einem dazwischen liegenden zweiten Fluidpfad (22) gegenüberliegen; wobei der erste Fluidpfad (21), durch welchen ein erstes Fluid strömt, zwischen der zweiten opfermaterialschichtseitigen Oberfläche des zweiten Plattenelements (2) und der ersten opfermaterialschichtseitigen Oberfläche des ersten Plattenelements (1) ausgebildet ist, und wobei der zweite Fluidpfad (22), durch welchen ein zweites Fluid strömt, zwischen der ersten lötmaterialschichtseitigen Oberfläche des ersten Plattenelements (1) und der zweiten lötmaterialschichtseitigen Oberfläche des zweiten Plattenelements (2) ausgebildet ist, wobei die ersten Plattenelemente jeweils einen flachen Begrenzungsabschnitt (41) zum Begrenzen des ersten Fluidpfads (21) und des zweiten Fluidpfads (22), einen vertikalen Wandabschnitt (46), der näher an dem äusseren Umfang als der Begrenzungsabschnitt ist und in einer Richtung orthogonal zu der Richtung entlang der Oberfläche des Begrenzungsabschnitts (41) gebogen ist, und einen äusseren Kantenabschnitt (47) enthält, der in der Richtung entlang der Oberfläche des Begrenzungsabschnitts (41) von dem vorderen Ende des vertikalen Wandabschnitts (46) gebogen ist, wobei die Oberfläche des äusseren Kantenabschnitts (47) in Berührung mit der Umfangskante des zweiten Plattenelements (2) steht, um eine Verbindung zwischen dem ersten Plattenelement und dem zweiten Plattenelement zumindest durch die erste Lötmaterialschicht (33) zu bilden, wobei der vertikale Wandabschnitt (46) eine Länge aufweist, die länger als der Abstand zwischen dem Begrenzungsabschnitt (41) und dem zweiten Plattenelement (2) ist.
  2. Wärmetauscher, der aus Aluminium hergestellt ist, gemäss Anspruch 1, wobei der äussere Umfangsabschnitt des ersten Plattenelements in einer solchen Weise deformiert ist, dass dieser einen Querschnitt annimmt, der im Wesentlichen aus einer der Formen von U, V und C ausgewählt ist.
  3. Wärmetauscher, der aus Aluminium hergestellt ist, gemäss Anspruch 1, wobei das zweite Plattenelement in einer solchen Weise gebogen ist, dass eine gestufte Oberfläche hergestellt ist, und einen Begrenzungsabschnitt (51) mit einer gestuften Oberfläche zur Begrenzung des ersten Fluidpfads (21) und des zweiten Fluidpfads (22) enthält, wobei der äussere Umfangsabschnitt des zweiten Plattenelements (2) gebogen ist, um einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt herzustellen, und einen Fortsatzabschnitt in der Richtung entlang der Oberfläche des Begrenzungsabschnitts (51) aus dem äusseren Umfangsende des Begrenzungsabschnitts und einen äusseren Umfangskantenabschnitt (57) enthält, der in der Richtung entlang der Dicke orthogonal zu der Richtung entlang der Oberfläche des Fortsatzabschnittes aus dem äusseren Umfangsende des Fortsatzabschnittes gebogen ist, und wobei ein zweiter gebogener Abschnitt, der in einen ersten gebogenen Abschnitt eingreift, der zwischen dem Begrenzungsabschnitt (51) und dem vertikalen Wandabschnitt (46) des ersten Plattenelements ausgebildet ist, zwischen dem Fortsatzabschnitt und dem äusseren Umfangskantenabschnitt (57) angeordnet ist.
  4. Wärmetauscher, der aus Aluminium hergestellt ist, gemäss Anspruch 1, wobei die Wand des ersten Fluidpfads (21) einer korrosiveren Umgebung ausgesetzt ist, als die Wand des zweiten Fluidpfads (22).
  5. Wärmetauscher, der aus Aluminium hergestellt ist, gemäss Anspruch 1, wobei der Wärmetauscher ein Wärmetauscher von gehäuseloser Art ist, wobei zumindest ein Teil des ersten Plattenelements einen äusseren Wandabschnitt bildet.
  6. Wärmetauscher der aus Aluminium hergestellt ist, wobei eine Mehrzahl von ersten Platten aus einer Aluminiumlegierung und eine Mehrzahl von zweiten Platten aus einer Aluminiumlegierung abwechselnd in der Richtung entlang der Dicke derselben gestapelt und integral aneinander gelötet sind, wobei der Wärmetauscher umfasst: eine Mehrzahl von ersten Plattenelementen (1), die jeweils einen Dreischichtaufbau als die ersten Platten aufweisen, wobei jedes der ersten Plattenelemente ein erstes Kernelement (31) aus einer Aluminiumlegierung, eine erste Opfermaterialschicht (32), die auf eine Endoberfläche des ersten Kernelements plattiert ist und eine niedrigere Korrosionsbeständigkeit als das erste Kernelement (31) aufweist, und eine erste Lötmaterialschicht (33), die auf der anderen Endoberfläche des ersten Kernelements plattiert ist und einen niedrigeren Schmelzpunkt als das erste Kernelement (31) aufweist, enthält; und eine Mehrzahl von zweiten Plattenelementen (2), die einen Dreischichtaufbau als die zweiten Platten aufweist, wobei jedes der zweiten Plattenelemente ein zweites Kernelement (34) aus einer Aluminiumlegierung, eine zweite Lötmaterialschicht (35), die auf einer Endoberfläche des zweiten Kernelements plattiert ist und einen niedrigeren Schmelzpunkt als das zweite Kernelement (34) aufweist, und eine zweite Opfermaterialschicht (36), die auf der anderen Endoberfläche des zweiten Kernelements plattiert ist und eine niedrigere Korrosionsbeständigkeit als das zweite Kernelement (34) aufweist, enthält; wobei die ersten Plattenelemente und die zweiten Plattenelemente abwechselnd miteinander in der Richtung entlang der Dicke derselben in einer solchen Weise angeordnet sind, dass die erste Opfermaterialschicht (32) und die zweite Opfermaterialschicht (36) derart angeordnet sind, dass sie einander mit einem ersten dazwischen liegenden ersten Fluidpfad (21) gegenüberliegen, und dass die erste Lötmaterialschicht (33) und die zweite Lötmaterialschicht (35) derart angeordnet sind, dass sie einander mit einem dazwischen liegenden zweiten Fluidpfad (22) gegenüberliegen; wobei der erste Fluidpfad (21), durch welchen ein erstes Fluid strömt, zwischen der zweiten opfermaterialschichtseitigen Oberfläche des zweiten Plattenelements (2) und der ersten opfermaterialschichtseitigen Oberfläche des ersten Plattenelements (1) ausgebildet ist, und wobei der zweite Fluidpfad (22), durch welchen ein zweites Fluid strömt, zwischen der ersten lötmaterialschichtseitigen Oberfläche des ersten Plattenelements (1) und der zweiten lötmaterialschichtseitigen Oberfläche des zweiten Plattenelements (2) ausgebildet ist, wobei die ersten Plattenelemente jeweils einen ersten flachen Begrenzungsabschnitt (41) zum Begrenzen des ersten Fluidpfads (21) und des zweiten Fluidpfads (22), einen vertikalen Wandabschnitt (46), der näher an dem äusseren Umfang als der Begrenzungsabschnitt angeordnet und in der Richtung orthogonal zu der Richtung entlang der Oberfläche des Begrenzungsabschnitts (41) gebogen ist, und ein äusserer Kantenabschnitt (47), der in der Richtung entlang der Oberfläche des Begrenzungsabschnitts (41) von dem vorderen Ende des vertikalen Wandabschnitts (46) gebogen ist, enthält, wobei die Oberfläche des äusseren Kantenabschnitts (47) in Berührung mit dem äusseren Umfangsende des Begrenzungsabschnitts (41) eines benachbarten ersten Plattenelements (1) zumindest durch die erste Lötmaterialschicht (33) steht, wobei der vertikale Wandabschnitt (46) eine Länge aufweist, die länger als der Abstand zwischen dem Begrenzungsabschnitt (41) und dem zweiten Plattenelement (2) ist; wobei das zweite Plattenelement einen Begrenzungsabschnitt (51) zum Begrenzen des ersten Fluidpfads (21) und des zweiten Fluidpfads (22), und einen äusseren Umfangskantenabschnitt (65) enthält, der derart gebogen ist, dass er eine Stufe von dem äusseren Umfangsende des Begrenzungsabschnitts (51) aufweist und sich in der Richtung entlang der Oberfläche des Begrenzungsabschnitts erstreckt, und wobei der äussere Umfangskantenabschnitt (65) des zweiten Plattenelements mit dem ersten Plattenelement an einer Position gekoppelt ist, die näher zu dem inneren Umfang ist als der äussere Umfangskantenabschnitt (47) des ersten Plattenelements.
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