EP2963374A1 - Stacked disc cooler - Google Patents

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EP2963374A1
EP2963374A1 EP15174806.8A EP15174806A EP2963374A1 EP 2963374 A1 EP2963374 A1 EP 2963374A1 EP 15174806 A EP15174806 A EP 15174806A EP 2963374 A1 EP2963374 A1 EP 2963374A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plate
bead
inner edge
shaped inner
heat exchanger
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15174806.8A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas Dränkow
Thomas Merten
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Eisenmann Bjorn
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eisenmann Bjorn filed Critical Eisenmann Bjorn
Publication of EP2963374A1 publication Critical patent/EP2963374A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0093Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007Auxiliary supports for elements
    • F28F9/0075Supports for plates or plate assemblies
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D9/0031Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2280/00Mounting arrangements; Arrangements for facilitating assembling or disassembling of heat exchanger parts
    • F28F2280/06Adapter frames, e.g. for mounting heat exchanger cores on other structure and for allowing fluidic connections

Definitions

  • the present invention relates to a stacked plate radiator having a plurality of stacked heat exchanger plates and a stacked at the end of the base plate according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a base plate for such a stacked disc radiator and a motor vehicle with such a stacked disc radiator.
  • a generic stacked disc radiator is known with a supported by a first base plate stack of heat exchanger plates, wherein in addition to a first planar base plate above a second base plate is provided with one of a frame-like support edge with support on the first surrounding recess and the stack to the supporting frame-side system immersed in the depression.
  • the present invention therefore deals with the problem of providing an improved embodiment for a stacked disc radiator of the generic type, which is in particular easier and less expensive.
  • the present invention is based on the general idea, in a known per se known pile disc cooler, in particular in a stacked-plate oil cooler, with a plurality of stacked on a heat exchanger plates and arranged at the end of the stack base plate, the latter two-piece, namely to build from a flat plate and a frame plate arranged above it with a bead-shaped inner edge, said inner edge is connected at least linearly connected to a heat exchanger plates with mounted stacked disc radiator and this edge supports.
  • the frame plate has a thickness d 2 of about 1 to 4 mm.
  • Reinforcing the frame plate according to the invention is also significantly thinner, since the required stiffness according to the invention is no longer achieved over the material thickness, but over the bead-shaped inner edge.
  • the inner edge may be formed completely encircling, or only surround a part of the later heat exchanger plate.
  • the frame plate 5 in general, it is possible to form the frame plate 5 as a cost-effective sheet metal stamping and the bead-shaped inner edge 6 either easy to emboss or punch, as for example according to Fig. 3 is shown, or to transform accordingly, as shown in the Fig. 2 as well as 4 and 5 is shown.
  • the frame plate 5 and / or the plate 4 are provided with a Lotplat réelle or a corresponding Lotfolie.
  • the critical point for a pressure cycling from the soldering of the heat exchanger plate 2 with the base plate 3 can be moved to a stiffer and firmer point by the bead-shaped inner edge 6 according to the invention, which leads to an overall increase in strength.
  • Another function of the bead-shaped inner edge 6 is to increase the wall thickness in the region of the rim 7 of the lowermost heat exchanger plate 2, whereby the previously required in this area reinforcing disk can be omitted, since this function is now taken over by the frame plate 5 and its bead-shaped inner edge 6.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stapelscheibenkühler (1) mit einer Mehrzahl von aufeinander zu einem Stapel angeordneten Wärmetauscherplatten (2) und einer am Ende des Stapels angeordneten Grundplatte (3). Erfindungswesentlich ist dabei, dass die Grundplatte (3) eine ebene Platte (4) und eine darüber angeordnete Rahmenplatte (5) mit einem sickenförmigen Innenrand (6) aufweist, der bei montiertem Stapelscheibenkühler (1) zumindest linienförmig mit einer der Wärmetauscherplatten (2) stoffschlüssig verbunden ist. Hierdurch können leichtere Stapelscheibenkühler (1) mit weniger Material aber gleicher Festigkeit erzielt werden.The invention relates to a stacking disc radiator (1) having a plurality of heat exchanger plates (2) arranged on top of one another in a stack and a base plate (3) arranged at the end of the stack. It is essential to the invention that the base plate (3) has a flat plate (4) and a frame plate (5) arranged above it with a bead-shaped inner edge (6) which, when the stacked disc cooler (1) is mounted, at least linearly cohesively with one of the heat exchanger plates (2) connected is. As a result, lighter Stapelscheibenkühler (1) can be achieved with less material but the same strength.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stapelscheibenkühler mit einer Mehrzahl von aufeinander zu einem Stapel angeordneten Wärmetauscherplatten und einer am Ende des Stapels angeordneten Grundplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Grundplatte für einen derartigen Stapelscheibenkühler sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Stapelscheibenkühler.The present invention relates to a stacked plate radiator having a plurality of stacked heat exchanger plates and a stacked at the end of the base plate according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a base plate for such a stacked disc radiator and a motor vehicle with such a stacked disc radiator.

Stapelscheibenkühler, insbesondere Stapelscheibenölkühler bestehen aus einer Grundplatte, eventuell einer Verstärkungsscheibe sowie den einzelnen ineinander gestapelten und wärmeübertragenden Wärmetauscherplatten mit oder ohne Turbulenzeinlagen. Darüber hinaus sind eine Abdeckscheibe sowie entsprechende Anschlüsse, insbesondere Öl- bzw. Kühlmittelanschlüssel, vorgesehen. Eine kritische Stelle für die Druckwechselfestigkeit des Stapelscheibenkühlers ist die Anbindung des Blocks bzw. der Verstärkungsscheibe an die Grundplatte. Durch die Druckwechselbeaufschlagung und die Verschraubung am Rand der Grundplatte kommt es zu einem sogenannten "Atmen" bzw. "Verformen" der Grundplatte was zu Spannungen in der Anbindung des Blocks bzw. der Verstärkungsscheibe an die Grundplatte führen kann. Die Spannungen in diesem Bereich können durch steife/biegefeste Grundplatten verringert werden, was jedoch nur durch vergleichsweise großen Materialeinsatz, das heißt dicke Bleche, bzw. Materialien mit hoher Festigkeit und damit teuren Materialien erreicht werden kann.Stapelscheibenkühler, in particular stacked plate oil cooler consist of a base plate, possibly a reinforcing disk and the individual stacked and heat-transmitting heat exchanger plates with or without turbulence inserts. In addition, a cover and corresponding connections, in particular oil or Kühlmittelanschlüssel provided. A critical point for the pressure swing resistance of the stack disc radiator is the connection of the block or the reinforcing disk to the base plate. Due to the pressure change and the screwing on the edge of the base plate, there is a so-called "breathing" or "deformation" of the base plate which can lead to tensions in the connection of the block or the reinforcing disk to the base plate. The stresses in this area can be reduced by rigid / bending-resistant base plates, but this can be achieved only by comparatively large use of materials, ie thick sheets, or materials with high strength and therefore expensive materials.

Aus der DE 10 2010 001 828 A1 ist ein gattungsgemäßer Stapelscheibenkühler mit von einer ersten Grundplatte getragenem Stapel von Wärmetauscherplatten bekannt, wobei neben einer ersten ebenen Grundplatte darüber eine zweite Grundplatte mit einer von einem rahmenartigen Auflagerand mit Auflage auf der ersten umgebenden Vertiefung vorgesehen ist und der Stapel bis zur tragenden rahmenseitigen Anlage in der Vertiefung eintaucht. Hierdurch soll unter Einsparung von Material bei gleichbleibender bzw. sogar gesteigerter Festigkeit eine reduzierte Bauhöhe erreicht werden können.From the DE 10 2010 001 828 A1 a generic stacked disc radiator is known with a supported by a first base plate stack of heat exchanger plates, wherein in addition to a first planar base plate above a second base plate is provided with one of a frame-like support edge with support on the first surrounding recess and the stack to the supporting frame-side system immersed in the depression. As a result, a reduced height can be achieved while saving material while maintaining or even increased strength.

Aus der DE 10 2009 030 095 A1 ist ein weiterer gattungsgemäßer Stapelscheibenkühler, insbesondere ein Stapelscheibenölkühler bekannt, der eine Mehrzahl von aufeinander zu einem Stapel angeordneten Wärmetauscherplatten und eine an einem Ende des Stapels angeordnete Grundplatte besitzt. Die Grundplatte weist dabei einen in Richtung des Stapels aufgestellten Rand auf, der zumindest abschnittsweise einem Umriss des Stapels folgt. Hierdurch soll eine formsteife und zugleich kostengünstige Grundplatte hergestellt werden können.From the DE 10 2009 030 095 A1 Another generic stack disc radiator, in particular a stacked disc oil cooler is known, which has a plurality of stacked on a heat exchanger plates and a plate arranged at one end of the base plate. The base plate has a raised in the direction of the stack edge, which at least partially follows an outline of the stack. As a result, a dimensionally stable and at the same time inexpensive base plate can be produced.

Wie eingangs erwähnt, ist bei den aus dem Stand der Technik bekannten Stapelscheibenkühler die gewünschte hohe Steifigkeit im Bereich der Grundplatte lediglich durch teure und dicke Materialien zu erreichen, welche nicht nur ein hohes Gewicht aufweisen, sondern auch zum Verlöten einen vergleichsweise hohen Energieeinsatz erfordern.As mentioned above, in the known from the prior art stack disc cooler the desired high rigidity in the base plate only by expensive and thick materials to achieve, which not only have a high weight, but also require a relatively high energy input for soldering.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Stapelscheibenkühler der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere leichter und kostengünstiger ist.The present invention therefore deals with the problem of providing an improved embodiment for a stacked disc radiator of the generic type, which is in particular easier and less expensive.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem an sich bekannten Stapelscheibenkühler, insbesondere bei einem Stapelscheibenölkühler, mit einer Mehrzahl von aufeinander zu einem Stapel angeordneten Wärmetauscherplatten und einer am Ende des Stapels angeordneten Grundplatte, letztere zweiteilig, nämlich aus einer ebenen Platte und einer darüber angeordneten Rahmenplatte mit einem sickenförmigen Innenrand aufzubauen, wobei dieser Innenrand bei montiertem Stapelscheibenkühler zumindest linienförmig mit einer Wärmetauscherplatten stoffschlüssig verbunden ist und diese randseitig abstützt. Durch den sickenförmigen Innenrand kann eine deutliche Aussteifung der Rahmenplatte und darüber auch der ebenen Platte bzw. der Grundplatte erzielt werden, ohne dass hierfür der bislang erforderliche hohe und damit auch teure und schwere Materialaufwand erforderlich ist. Die Rahmenplatte mit dem sickenförmigen Innenrand lässt sich dabei vergleichsweise kostengünstig als Blechstanzteil herstellen, wobei selbst das Aufstellen bzw. Auffalten des sickenförmigen Innenrandes fertigungstechnisch einfach, beispielsweise durch einen entsprechenden Stauchprozess oder Biegeprozess darstellbar ist. Der sickenförmige Innenrand steift dabei die Rahmenplatte und über diese auch die gesamte Grundplatte derart aus, dass auf die hierfür bislang erforderliche Materialdicke verzichtet werden kann. Hierdurch lässt sich nicht nur die Grundplatte, sondern über diese auch der gesamte Stapelscheibenkühler deutlich leichter aufbauen, was insbesondere beim Einsatz in modernen Kraftfahrzeugen im Hinblick auf einen Kraftstoffverbrauch von großem Vorteil ist. Auch bei einem Verlöten der Rahmenplatte mit der Platte der Grundplatte wird aufgrund der verringerten Materialstärke weniger Energie gefordert, wodurch sich die Herstellung der Grundplatte umweltfreundlicher gestalten lässt.The present invention is based on the general idea, in a known per se known pile disc cooler, in particular in a stacked-plate oil cooler, with a plurality of stacked on a heat exchanger plates and arranged at the end of the stack base plate, the latter two-piece, namely to build from a flat plate and a frame plate arranged above it with a bead-shaped inner edge, said inner edge is connected at least linearly connected to a heat exchanger plates with mounted stacked disc radiator and this edge supports. By the bead-shaped inner edge of a significant stiffening of the frame plate and also the flat plate or the base plate can be achieved without the hitherto required high and thus expensive and heavy material costs is required. The frame plate with the bead-shaped inner edge can be comparatively cost-effectively produced as sheet metal stamping, even the setting up or unfolding of the bead-shaped inner edge manufacturing technology is simple, for example, represented by a corresponding compression process or bending process. The bead-shaped inner edge stiffens the frame plate and over this also the entire base plate in such a way that it can be dispensed with the previously required material thickness for this purpose. As a result, not only the base plate, but on this and the entire stacked disc radiator can be much easier to build, which is particularly in use in modern vehicles in terms of fuel consumption of great advantage. Even with a soldering of the frame plate with the plate of the base plate less energy is required due to the reduced material thickness, which can make the production of the base plate environmentally friendly.

Zweckmäßig weist die Platte eine Dicke d1 von ca. 1 bis 6 mm auf. Bislang war die Platte der Grundplatte aus Vollmaterial hergestellt und besaß eine Dicke von ca. 4 bis 12 mm und war somit im ungünstigsten Fall 12 mal so schwer wie die erfindungsgemäße Platte, verbunden mit den damit einhergehenden hohen Materialkosten und dem hohen Gewicht.Suitably, the plate has a thickness d 1 of about 1 to 6 mm. So far, the plate of the base plate was made of solid material and had a thickness of about 4 to 12 mm and was thus in the worst case, 12 times as heavy as the plate of the invention, associated with the associated high material costs and high weight.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist die Rahmenplatte eine Dicke d2 von ca. 1 bis 4 mm auf. Im Vergleich zu bisherigen Verstärkungsscheiben ist auch die erfindungsgemäße Rahmenplatte deutlich dünner ausgebildet, da die erforderliche Steifigkeit erfindungsgemäß nicht mehr über die Materialdicke, sondern über den sickenförmig verlaufenden Innenrand erzielt wird. Der Innenrand kann dabei vollständig umlaufend ausgebildet sein, oder lediglich einen Teil der späteren Wärmetauscherplatte umrunden.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the frame plate has a thickness d 2 of about 1 to 4 mm. Compared to previous ones Reinforcing the frame plate according to the invention is also significantly thinner, since the required stiffness according to the invention is no longer achieved over the material thickness, but over the bead-shaped inner edge. The inner edge may be formed completely encircling, or only surround a part of the later heat exchanger plate.

Zweckmäßig entspricht ein Flankenwinkel α des sickenförmigen Innenrandes einem Bordwinkel β der Wärmetauscherplatte, so dass der sickenförmige Innenrand bei montiertem Stapelscheibenkühler flächig mit der Wärmetauscherplatte verbunden werden kann. In diesem speziellen Fall kann somit eine flächige Verlötung zwischen dem sickenförmigen Innenrand und dem Bord, das heißt dem aufgestellten Rand der Wärmetauscherplatte, erreicht werden, wodurch eine besonders dichte Verbindung erzielbar ist. Über die flächige Verlötung lassen sich auch die auftretenden Druckpulsationen besser aufnehmen.Expediently corresponds to a flank angle α of the bead-shaped inner edge of a board angle β of the heat exchanger plate, so that the bead-shaped inner edge can be connected with mounted stacked disc radiator flat with the heat exchanger plate. In this particular case, a surface soldering between the bead-shaped inner edge and the board, that is, the raised edge of the heat exchanger plate can thus be achieved, whereby a particularly dense connection can be achieved. The surface soldering also allows the occurring pressure pulsations to better absorb.

Zweckmäßig gilt für eine Höhe h der der Wärmetauscherplatte zugewandten Flanke des sickenförmigen Innenrandes folgende Bedingung: b < h < a, wobei a die maximale Höhe des sickenförmigen Innenrandes darstellt und b den Abstand des sickenförmigen Innenrandes von der Platte beschreibt. Der Abstand b liegt dabei zwischen der maximalen Höhe a des sickenförmigen Innenrandes und null. Bereits die zuvor beschriebene Bedingung lässt dabei erahnen, welche mannigfaltigen Ausführungsformen bei dem erfindungsgemäßen Stapelscheibenkühler möglich sind, so dass von einer Verlötung der Flanke über die gesamte Höhe bis hin zu lediglich einer linienförmigen Verlötung sämtliche Ausführungsformen darstellbar sind.Appropriately applies to a height h of the heat exchanger plate facing edge of the bead-shaped inner edge following condition: b <h <a, where a represents the maximum height of the bead-shaped inner edge and b describes the distance of the bead-shaped inner edge of the plate. The distance b is between the maximum height a of the bead-shaped inner edge and zero. Already the condition described above can be anticipated, which manifold embodiments are possible in the stacked disc radiator according to the invention, so that from a soldering of the edge over the entire height up to only a linear soldering all embodiments are represented.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind die Platte und/oder die Rahmenplatte als Blechstanzteile ausgebildet. Dies ermöglicht eine kostengünstige und fertigungstechnisch einfache, aber dennoch genaue Herstellung der Grundplatte, wobei zum Verbinden der Platte mit der Rahmenplatte zumindest eine der beiden Platten lotplatiert ist oder eine entsprechend darauf aufgebrachte Lotfolie aufweist. Hierdurch ist ein Verlöten in einem entsprechenden Lötofen vergleichsweise einfach möglich.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the plate and / or the frame plate are formed as stamped sheet metal parts. This allows a cost-effective and manufacturing technology simple, yet accurate production of the base plate, wherein for connecting the plate with the Frame plate at least one of the two plates is soldered or has a correspondingly applied thereto solder foil. As a result, a soldering in a corresponding soldering oven is comparatively easy.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1
eine erfindungsgemäß ausgebildete Grundplatte in einer Explosionsdarstellung,
Fig. 2
eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Stapelscheibenkühler,
Fig. 3
eine Detaildarstellung des Details A aus Fig. 2 in modifizierter Ausführungsform,
Fig. 4
die Detaildarstellung A aus Fig. 2,
Fig. 5
eine Darstellung wie in Fig. 3, jedoch bei wiederum modifizierter Ausführungsform des Innenrandes.
Show, in each case schematically,
Fig. 1
an inventively designed base plate in an exploded view,
Fig. 2
a sectional view through a stacked disc cooler according to the invention,
Fig. 3
a detailed view of the detail A from Fig. 2 in a modified embodiment,
Fig. 4
the detailed representation A from Fig. 2 .
Fig. 5
a representation like in Fig. 3 , but in yet modified embodiment of the inner edge.

Entsprechend den Fig. 2 bis 5, weist ein erfindungsgemäßer Stapelscheibenkühler 1, beispielsweise ein Stapelscheibenölkühler für ein Kraftfahrzeug, eine Mehrzahl von aufeinander zu einem Stapel angeordneten Wärmetauscherplatten 2 sowie eine am Ende des Stapels angeordnete Grundplatte 3 auf. Nicht dargestellt ist dabei eine oben auf dem Stapel angeordnete Deckscheibe mit entsprechenden Anschlüssen für Kühlmittel bzw. Öl. Erfindungsgemäß ist nun die Grundplatte 3 zweiteilig aufgebaut, nämlich aus einer ebenen Platte 4 sowie einer darüber angeordneten Rahmenplatte 5 mit einem sickenförmigen Innenrand 6. Durch den aufgestellten und sickenförmigen Innenrand 6 kann eine deutliche verbesserte Aussteifung der Rahmenplatte 5 und darüber auch der gesamten Grundplatte 3 erreicht werden, so dass die erfindungsgemäße Grundplatte 3 im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten Grundplatten deutlich dünner, das heißt mit deutlich weniger Material und damit auch deutlich leichter ausgebildet werden kann.According to the Fig. 2 to 5 , A stacked disc cooler 1 according to the invention, for example a stacked-plate oil cooler for a motor vehicle, has a plurality of heat exchanger plates 2 arranged on top of one another in a stack and a base plate 3 arranged at the end of the stack. Not shown here is a top plate arranged on the cover plate with corresponding connections for coolant or oil. According to the invention, the base plate 3 is now constructed in two parts, namely a flat plate 4 and an overlying frame plate 5 with a bead-shaped inner edge 6. By the erected and bead-shaped inner edge 6, a significant improved stiffening of the frame plate 5 and also the entire base plate 3 achieved be so that the base plate 3 according to the invention compared to known from the prior art base plates significantly thinner, that is, with significantly less material and thus can be made much easier.

Die Platte 4 weist dabei erfindungsgemäß eine Dicke d1 von lediglich noch einem bis 6 mm auf, was eine deutliche Reduzierung zu aus dem Stand der Technik bekannten Platten mit einer Dicke von bis zu 12 mm bedeutet. Die Rahmenplatte 5 besitzt erfindungsgemäß eine Dicke d2 zwischen ca. 1 und 4 mm und ist dadurch erfindungsgemäß ebenfalls deutlich dünner und damit auch deutlich leichter ausgebildet als vergleichbare aus dem Stand der Technik bekannte Verstärkungsscheiben. Insgesamt kann somit bei dem erfindungsgemäßen Stapelscheibenkühler 1 eine hinsichtlich ihrer Dicke und hinsichtlich ihres Gewichts reduzierte Grundplatte 3 eingesetzt werden, die jedoch eine vergleichbare oder sogar bessere Steifigkeit aufweist als bisher aus dem Stand der Technik bekannte Grundplatten aus Vollmaterial. Durch den reduzierten Materialeinsatz muss auch bei einem Verlöten der Rahmenplatte 5 mit der Platte 4 der Grundplatte 3 deutlich weniger Energie aufwendet werden, was sich positiv auf eine Ökobilanz auswirkt.The plate 4 in this case according to the invention has a thickness d 1 of only one to 6 mm, which means a significant reduction to known from the prior art plates with a thickness of up to 12 mm. According to the invention, the frame plate 5 has a thickness d 2 of between approximately 1 and 4 mm, and according to the invention is therefore also significantly thinner and therefore also significantly lighter than comparable reinforcing discs known from the prior art. Overall, therefore, a reduced in terms of thickness and weight in terms of their weight base plate 3 can be used in the stacked disc cooler 1 according to the invention, however, which has a comparable or even better rigidity than previously known from the prior art base plates made of solid material. Due to the reduced use of materials must be synonymous with a Soldering the frame plate 5 with the plate 4 of the base plate 3 significantly less energy expends, which has a positive effect on a life cycle assessment.

Generell ist es möglich, die Rahmenplatte 5 als kostengünstiges Blechstanzteil auszubilden und den sickenförmigen Innenrand 6 entweder einfach zu prägen bzw. zu stanzen, wie dies beispielsweise gemäß der Fig. 3 dargestellt ist, oder aber entsprechend umzuformen, wie dies gemäß den Fig. 2 sowie 4 und 5 dargestellt ist. Zum miteinander Verlöten sind die Rahmenplatte 5 und/oder die Platte 4 mit einer Lotplatierung bzw. einer entsprechenden Lotfolie versehen.In general, it is possible to form the frame plate 5 as a cost-effective sheet metal stamping and the bead-shaped inner edge 6 either easy to emboss or punch, as for example according to Fig. 3 is shown, or to transform accordingly, as shown in the Fig. 2 as well as 4 and 5 is shown. For soldering together, the frame plate 5 and / or the plate 4 are provided with a Lotplatierung or a corresponding Lotfolie.

Betrachtet man die Fig. 3, so kann man erkennen, dass der sickenförmige Innenrand 6 linienförmig mit einem Bord 7, das heißt mit einem Rand der Wärmetauscherplatte 2, verbunden und damit auch lediglich linienförmig mit diesem verlötet ist. Demgegenüber ist bei den gemäß den Fig. 2 und 4 dargestellten Ausführungsformen des sickenförmigen Innenrandes 6 ein Flankenwinkel α des sickenförmigen Innenrandes 6 so gewählt, dass dieser einem Bordwinkel β der Wärmetauscherplatte 2, das heißt einem Bord 7 der Wärmetauscherplatte 2, entspricht und dadurch der sickenförmige Innenrand 6 bei montiertem Stapelscheibenkühler 1 flächig mit dem Bord 7 der Wärmetauscherplatte 2 verbunden, insbesondere verlötet ist. Hierdurch lassen sich unter Umständen die in diesem Bereich auftretenden Druckpulsationen besonders gut aufnehmen bzw. in die Grundplatte 3 einleiten.Looking at the Fig. 3 , it can be seen that the bead-shaped inner edge 6 is linearly connected to a board 7, that is, with an edge of the heat exchanger plate 2, and thus only linearly soldered to this. In contrast, in accordance with the Fig. 2 and 4 illustrated embodiments of the bead-shaped inner edge 6, a flank angle α of the bead-shaped inner edge 6 is selected such that it corresponds to an on-board angle β of the heat exchanger plate 2, that is a board 7 of the heat exchanger plate 2, and thereby the bead-shaped inner edge 6 with mounted stacked disc radiator 1 surface with the board. 7 the heat exchanger plate 2 is connected, in particular soldered. As a result, under certain circumstances, the pressure pulsations occurring in this area can be absorbed particularly well or introduced into the base plate 3.

Betrachtet man hingegen die Fig. 5, so kann man erkennen, dass für eine Höhe h der der Wärmetauscherplatte 2 zugewandten Flanke des sickenförmigen Innenrandes 6 folgende Bedingung gilt: b < h < a mit 0 < b < a

Figure imgb0001

wobei a die maximale Höhe des sickenförmigen Innenrandes 6 darstellt und b den Abstand des sickenförmigen Innenrandes 6 von der Platte 4 bezeichnet, wobei b zwischen 0 und a liegt. Generell ist dabei der sickenförmige Innenrand 6 derart ausgebildet, dass er die Wärmetauscherplatten 2 voll umfänglich umläuft, wobei selbstverständlich auch denkbar ist, dass dieser lediglich teilweise am Innenrand der Platte 4 angeordnet ist. Generell kann durch den erfindungsgemäßen sickenförmigen Innenrand 6 die kritische Stelle für eine Druckwechselbeanspruchung von der Verlötung der Wärmetauscherplatte 2 mit der Grundplatte 3 an eine steifere und festere Stelle verlagert werden, was insgesamt zu einer Festigkeitssteigerung führt. Eine weitere Funktion des sickenförmigen Innenrandes 6 ist die Erhöhung der Wandstärke im Bereich des Bordes 7 der untersten Wärmetauscherplatte 2, wodurch die bislang in diesem Bereich erforderliche Verstärkungsscheibe entfallen kann, da diese Funktion jetzt von der Rahmenplatte 5 bzw. deren sickenförmigen Innenrand 6 übernommen wird.If you look at the other hand Fig. 5 , it can be seen that for a height h of the heat exchanger plate 2 facing edge of the bead-shaped inner edge 6, the following condition applies: b < H < a with 0 < b < a
Figure imgb0001

where a represents the maximum height of the bead-shaped inner edge 6 and b denotes the distance of the bead-shaped inner edge 6 of the plate 4, wherein b is between 0 and a. In general, the bead-shaped inner edge 6 is designed such that it circulates the heat exchanger plates 2 full circumference, which of course is also conceivable that this is only partially disposed on the inner edge of the plate 4. In general, the critical point for a pressure cycling from the soldering of the heat exchanger plate 2 with the base plate 3 can be moved to a stiffer and firmer point by the bead-shaped inner edge 6 according to the invention, which leads to an overall increase in strength. Another function of the bead-shaped inner edge 6 is to increase the wall thickness in the region of the rim 7 of the lowermost heat exchanger plate 2, whereby the previously required in this area reinforcing disk can be omitted, since this function is now taken over by the frame plate 5 and its bead-shaped inner edge 6.

Mit der erfindungsgemäßen Grundplatte 3 und insbesondere auch mit dem erfindungsgemäßen Stapelscheibenkühler 1 lässt sich zudem die erforderliche Bauraumhöhe des Stapelscheibenkühlers 1 reduzieren, durch gleichem Leistungs-/Druckverlustverhältnis. Durch den Entfall der bislang erforderlichen Verstärkungsscheiben ist auch das hierfür bislang erforderlich Herstellungswerkzeug nicht mehr von Nöten, wodurch der insgesamte Fertigungsaufwand reduziert werden kann. Zudem lässt sich eine Gewichtsreduzierung sowie eine Reduzierung des Materialaufwandes erreichen, wodurch sich die erfindungsgemäße Grundplatte 3 und damit auch der erfindungsgemäße Stapelscheibenkühler 1 kostengünstig und umweltbewusst herstellen lässt.With the base plate 3 according to the invention and in particular also with the stack disk cooler 1 according to the invention, the required installation space height of the stack disk cooler 1 can also be reduced by the same power / pressure loss ratio. Due to the elimination of the hitherto required reinforcing discs and the previously required for this production tool is no longer necessary, so that the total manufacturing cost can be reduced. In addition, a reduction in weight and a reduction in the cost of materials can be achieved, whereby the base plate 3 according to the invention and thus also the stacked-plate cooler 1 according to the invention can be produced cost-effectively and in an environmentally conscious manner.

Claims (10)

Stapelscheibenkühler (1) mit einer Mehrzahl von aufeinander zu einem Stapel angeordneten Wärmetauscherplatten (2) und einer am Ende des Stapels angeordneten Grundplatte (3),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Grundplatte (3) eine ebene Platte (4) und eine darüber angeordnete Rahmenplatte (5) mit einem sickenförmigen Innenrand (6) aufweist, der bei montiertem Stapelscheibenkühler (1) zumindest linienförmig mit einer der Wärmetauscherplatten (2) stoffschlüssig verbunden ist.
A stacked plate cooler (1) having a plurality of heat exchanger plates (2) arranged on top of one another in a stack and a base plate (3) arranged at the end of the stack,
characterized,
in that the base plate (3) has a flat plate (4) and a frame plate (5) arranged above it with a bead-shaped inner edge (6) which, when the stack disc cooler (1) is mounted, is connected to one of the heat exchanger plates (2) in a cohesive manner, at least in a linear manner.
Stapelscheibenkühler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Platte (4) eine Dicke d1 von ca. 1 bis 6 mm aufweist.
Stack disc radiator according to claim 1,
characterized in that
the plate (4) has a thickness d 1 of about 1 to 6 mm.
Stapelscheibenkühler nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rahmenplatte (5) eine Dicke d2 von ca. 1 bis 4 mm aufweist.
Stack disc radiator according to claim 1 or 2,
characterized in that
the frame plate (5) has a thickness d 2 of about 1 to 4 mm.
Stapelscheibenkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Flankenwinkel α des sickenförmigen Innenrandes (6) einem Bordwinkel β eines Bordes (7) der Wärmetauscherplatte (2) entspricht, so dass der sickenförmigen Innenrand (6) bei montiertem Stapelscheibenkühler (1) flächig mit der Wärmetauscherplatte (2) verbunden ist.
Stack disc radiator according to one of claims 1 to 3,
characterized in that
a flank angle α of the bead-shaped inner edge (6) corresponds to a board angle β of a Bordes (7) of the heat exchanger plate (2), so that the bead-shaped inner edge (6) is connected with mounted stacked disc radiator (1) areally with the heat exchanger plate (2).
Stapelscheibenkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
für eine Höhe h der der Wärmetauscherplatte (2) zugewandten Flanke des sickenförmigen Innenrandes (6) folgende Bedingung gilt b < h ≤ a, mit - a = maximale Höhe des sickenförmigen Innenrandes (6), - b = Abstand des sickenförmigen Innenrandes (6) von der Platte (4), wobei gilt 0 ≤ b < a.
Stack disc radiator according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
for a height h of the heat exchanger plate (2) facing edge of the bead-shaped inner edge (6) the following condition applies b <h ≤ a, with a = maximum height of the bead-shaped inner edge (6), - b = distance of the bead-shaped inner edge (6) from the plate (4), where 0 ≤ b <a.
Stapelscheibenkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Platte (4) und/oder die Rahmenplatte (5) als Blechstanzteil ausgebildet sind.
Stack disc radiator according to one of claims 1 to 5,
characterized in that
the plate (4) and / or the frame plate (5) are formed as a stamped sheet metal part.
Stapelscheibenkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Platte (4) und/oder die Rahmenplatte (5) lotplattiert sind.
Stack disc radiator according to one of claims 1 to 6,
characterized in that
the plate (4) and / or the frame plate (5) are solder plated.
Grundplatte (3) für einen Stapelscheibenkühler (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Grundplatte (3) eine ebene Platte (4) und eine darüber angeordnete Rahmenplatte (5) mit einem sickenförmigen Innenrand (6) aufweist.
Base plate (3) for a stacked disc radiator (1) according to one of the preceding claims,
characterized,
that the base plate (3) comprises a flat plate (4) and an overlying frame plate (5) with a bead-shaped inner edge (6).
Grundplatte nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
für eine Höhe h der der Wärmetauscherplatte (2) zugewandten Flanke des sickenförmigen Innenrandes (6) folgende Bedingung gilt b < h ≤ a, mit - a = maximale Höhe des sickenförmigen Innenrandes (6), - b = Abstand des sickenförmigen Innenrandes (6) von der Platte (4), wobei gilt 0 ≤ b < a.
Base plate according to claim 8,
characterized in that
for a height h of the heat exchanger plate (2) facing edge of the bead-shaped inner edge (6) the following condition applies b <h ≤ a, with a = maximum height of the bead-shaped inner edge (6), - b = distance of the bead-shaped inner edge (6) from the plate (4), where 0 ≤ b <a.
Kraftfahrzeug mit einem Stapelscheibenkühler (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Motor vehicle with a stacked disc radiator (1) according to one of claims 1 to 9.
EP15174806.8A 2014-07-03 2015-07-01 Stacked disc cooler Withdrawn EP2963374A1 (en)

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