AT505413A4

AT505413A4 - Plattenkühler für flüssigkeiten

Info

Publication number: AT505413A4
Application number: AT13012007A
Authority: AT
Original assignee: Pustelnik Philipp Dipl Ing; Euler Rolle Thomas Dipl Ing
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2009-01-15
Also published as: WO2009023883A2; AT505413B1; EP2193322A2; WO2009023883A3

Description

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PATENTANWÄLTE EUR0PEAN PATENT AND TRADE ARK ATTORNEYS
DIPL.-ING. WALTER HOLZER DIPL.-ING. DR. TECHN. ELISABETH SCHOBER
A- 1010 WIEN, SCHOTTENRING 16, BÖRSEGEBÄUDE
Die Erfindung betrifft einen Plattenkühler für Flüssigkeiten, insbesondere für Hydraulikol, mit einem im wesentlichen parallelepipedischen Paket aus beabstandeten plattenförmigen Elementen, die je durch ein Strangpressprofil gebildet sind, in welchem Flüssigkeitskanäle durch Stege voneinander getrennt parallel zueinander verlaufen, wobei zwischen benachbarten Strangpressprofilen Luftführungskanäle zwischengeschaltet sind und die Flüssigkeitskanäle endseitig mit Flüssigkeitszuführund -Verteilelementen sowie Flüssigkeitssammel- und -abführelementen in Verbindung stehen.
Bei bekannten Plattenkühlern dieser Art (AT 402 235 B) sind an den Enden der Flüssigkeitskanäle sogenannte Verteilerkästen vorgesehen,

welche sich über die gesamte Länge des Kühlers erstrecken und die Aufgabe haben, die einströmende bzw. ausströmende Flüssigkeit gleichmässig auf die Flüssigkeitskanäle zu verteilen bzw. aus diesen aufzunehmen und die Anschlüsse zu den Zu- und Ableitungen herzustellen. Derartige Verteilerkästen sind relativ sperrig bzw. raumaufwendig und machen den Zusammenbau des Kühlers kompliziert, weil sie in einem separaten Arbeitsschritt aufgeschweisst werden müssen.
Die Erfindung zielt darauf ab, einen Flüssigkeitskühler der einleitend angegebenen Art zu schaffen, der ohne die bisher vorgesehenen Verteilerkästen auskommt .

Der erfindungsgemässe Flüssigkeitskühler zeichnet sich dadurch aus, dass die Strangpressprofile endseitig durch der Luftführungskanalh[delta]he entsprechende hohle Distanzblöcke im Abstand voneinander gehalten sind, welche aus Abschnitten eines Hohlkammer-Strangpressprofils bestehen und zugleich die Flüssigkeitszuführ- und -Sammelelemente bilden, wobei im Bereich der Distanzblöcke in jedem Strangpressprofil eine sich im wesentlichen über dessen Breite erstreckende Ausnehmung ausgebildet ist.
Alternativ ist jedes Strangpressprofil an seiner Oberseite und Unterseite mit einer Abschlusskappe versehen, die Abstand von den Enden der Flüssigkeitskanäle hat .

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung sind die Strangpressprofile endseitig geschlossen und die Enden der Stege weggeschnitten, um eine Strömungsverbindung zwischen allen Kanälen herzustellen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Plattenkühler der einleitend angegebenen Art, der sich dadurch auszeichnet, dass in dem Paket die Strangpressprofile endseitig durch Distanzbl[delta]cke miteinander verbunden sind, welche aus Abschnitten eines Strangpress-Hohlprofils bestehen und zugleich die Flüssigkeitszuführ- und -sammelelemente bilden, und dass die Luftführungskanäle in den von den Distanzbl[delta]cken definierten Räumen zwischen den Strangpressprofilen parallel zu deren Flüssigkeitskanälen verlaufen, so dass die Luft im Gegenstrom oder Gleichstrom zu der Flüssigkeit geführt ist.

Diese Konstruktion ermöglicht zusätzlich zu dem Entfall der Verteilerkästen vorteilhaft eine Luftführung nach dem Gleichstrom- oder Gegenstromprinzip, weil der Luftein- und -austritt an den Stirnseiten des Kühlers und nicht wie bisher von den Kühlerseitenwänden her erfolgt. Vorzugsweise sind die Luftführungskanäle durch auf die Strangpressprofile senkrecht zu diesen angelötete Einzellamellen gebildet.
Die Erfindung und weitere Merkmale derselben werden nachfolgend an Ausführungsbeispielen eines Hydraulik[delta]lkühlers unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Kühlers gemäss der Erfindung, Fig. 2 eine Stirnansicht des Kühlers, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 1, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 in Fig. 1, Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 1, Fig. 6 ein Detail 6-6 aus Fig. 5, Fig. 7 ein Detail 7-7 aus Fig. 3, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie 8-8 in Fig. 1, Fig. 9 eine Ansicht einer zweiten Ausfuhrungsform der Erfindung, Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie 10-10 in Fig. 9, Fig. 11 eine andere Kühlerausführung gemäss der Erfindung in der Seitenansicht, Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie 12-12 in Fig. 11, Fig. 13 eine andere Weiterbildung des Kühlers in der Seitenansicht, Fig. 14 einen Schnitt nach der Linie 14-14 in Fig. 13, Fig. 15 eine Stirnansicht des Kühlers nach Fig. 13, Fig. 16 einen Schnitt nach der Linie 16-16 in Fig. 15, Fig.

17 ein Detail aus Fig. 16, Fig. 18 eine vierte Ausführungsform des Kühlers in der Seitenansicht, Fig. 19 einen Schnitt nach der Linie 19-19 in Fig. 18, Fig. 20 eine Stirnansicht des Kühlers nach Fig. 18, Fig. 21 einen Schnitt nach der Linie 21-21 in Fig. 20, und Fig. 22 ein Detail aus Fig. 21, Fig. 23 eine fünfte Ausfuhrungsform des Kühlers in der Seitenansicht, Fig. 24 einen Schnitt nach der Linie 24-24 in Fig. 23, Fig. 25 eine Stirnansicht des Kühlers nach Fig. 24, Fig. 26 einen Schnitt nach der Linie 26-26 in Fig. 25, Fig. 27 ein Detail aus Fig. 26, Fig. 28 eine Weiterbildung der Erfindung in der Draufsicht, Fig. 29 eine Seitenansicht des Kühlers nach Fig. 28, Fig. 30 einen Schnitt nach der Linie 30-30 in Fig. 28, Fig. 31 einen Schnitt nach der Linie 31-31 in Fig. 29, Fig. 32 ein Detail aus Fig. 31, Fig. 33 eine Seitenansicht des Kühlers, Fig.

34 eine andere Kühlerausführung gemäss der Erfindung in der Draufsicht, Fig. 35 eine Seitenansicht des Kühlers nach Fig. 34, Fig. 36 einen Schnitt nach der Linie 36-36 in Fig. 34, Fig. 37 einen Schnitt nach der Linie 37-37 in Fig. 35, Fig. 38 ein Detail aus Fig. 37, und Fig. 39 eine Seitenansicht des Kühlers.
Der erfindungsgemässe Plattenkühler ist im wesentlichen aus Strangpresselementen aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung aufgebaut. Wie Fig. 1 zeigt, sind flache Strangpressprofile 1 durch Distanzbl[delta]cke 2 in gegenseitigem Abstand gehalten, die von einem Hohlkammer-Strangpressprofil abgeschnitten sind. Jedes Strangpressprofil 1 weist eine Reihe von benachbarten Ölkanälen 1' auf, die durch Stege 1" voneinander getrennt und mit von den Profilwänden abstehenden Rippen versehen sind.

Wie Fig. 7 zeigt, ist jeder Distanzblock 2 mit einem zentralen zylindrischen Kanal 2<1>versehen, über welchen das Öl auf alle Ölkanäle 1' eines Strangpressprofils 1 verteilt wird. Um eine gleichmässige Verteilung des Öls von dem Distanzblock 2 auf alle Ölkanäle 1 ' zu gewährleisten, ist in dem Strangpressprofil 1 gemäss Fig.

8 ein zentraler Durchgang 3 ausgebildet, von dem sich beim gezeigten Beispiel vier Finger 3 ' bis zu den Rändern des Strangpressprofils 1 erstrecken.
In dem von den Distanzblöcken 2 definierten Raum 5 zwischen benachbarten Strangpressprofilen 1 sind mäanderf[delta]rmige Lamellen 6 untergebracht, welche Führungskanäle 6' für Kühlluft definieren, die senkrecht zu den Ölkanälen l<1>verlaufen.
Im Betrieb strömt das heisse Hydraulikol über einen beim gezeigten Beispiel stirnseitigen Einlass 7 in die Kanäle der Distanzblöcke 2 und über diese in die Ölkanäle 1' der einzelnen Strangpressprofile 1. Die Kühlluft strömt in den Luftlamellen senkrecht zu den Ölkanälen.

Aus dem ebenfalls stirnseitigen Auslass 8 fliesst das gekühlte Öl in den Ölkreislauf zurück.
Gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung (Fig. 9, 10) sind die Ölkanäle 1 endseitig mit einer Abdeckkappe 4 versehen, die Abstand von den Enden der Ölkanäle 1' hat, um das Öl gleichmässig auf alle Kanäle 1 ' eines Strangpressprofils 1 zu verteilen.
Die Fig. 11 und 12 zeigen eine Ausfuhrungsform mit einem endseitig geschlossenen Strangpressprofil 1 und einem endseitig ausgeschnittenen Stegbereich 1"' zwischen den Ölkanälen 1 ' , der eine gleichmässige ÖlVerteilung gewährleistet.
Die Fig. 13-17 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei welcher die endseitig hinsichtlich der Stege 1" ausgeschnittenen Strangpressprofile 1 mit einer gemeinsamen Abdeckplatte 9 versehen sind.
Bei der Ausfuhrungsform nach den Fig.

18-22 werden die Seitenwände der Strangpressprofile 1 an den Enden 1<IV>gequetscht und dichtverschweisst, um das Profil zu verschliessen, z.B. im Wege des CMT-Verfahrens (Cold Metal Transfer) .
Eine andere Ausführungsform zeigt die Fig. 23-27, bei welcher zwischen den verformten Seitenwänden des Strangpressprofils ein Einsatz 10 aus Kunststoff oder Metall vorgesehen wird, der mechanisch fixiert wird.
Bei der alternativen Ausfuhrungsform gemäss Fig. 28 weist der aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildete Kühler für Hydraulikol ein zwischen einer ersten Endplatte 9 und einer zweiten Endplatte 10 angeordnetes parallelepipedisches Paket aus Strangpressprofilen 1 und Distanzblöcken 2 auf.

Jeder Distanzblock 2 ist bei dem dargestellten Beispiel ein Abschnitt eines zylindrischen Strangpressrohres aus Aluminium und wird gemäss Fig. 28 zwischen zwei beabstandeten Strangpressprofilen 1 angeordnet, die im Bereich der Distanzbl[delta]cke Bohrungen aufweisen, über welche das Öl in die Ölkanäle l<1>des Strangpressprofils 1 eintreten und aus diesen austreten kann. Die Luftführungskanäle 6" verlaufen parallel zu den Ölkanälen 1', wobei der Lufteintritt und der Luftaustritt über die obere und untere Stirnseite des Kühlers erfolgt, dessen Vorderseite und Hinterseite verschlossen sind. Ein Öleinlass 7 und ein Ölauslass 8 werden an den Enden des Paketes durch die Distanzbl[delta]cke 2 gebildet.

Die Luftführungskanäle 6" können durch mäanderartige Lamellen oder als einstückig mit den Strangpressprofilen ausgebildete Lamellen 11 gebildet sein.
Die Luft strömt bei dem Kühler nach den Fig. 28ff im Gegenstrom oder Gleichstrom zu dem Öl in den Ölkanälen 1 ' .
Die einzelnen Teile des Kühlers bestehen im Rahmen der Erfindung aus beschichtetem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung und sind zu dem Paket verschweisst bzw.

verlötet, vorzugsweise durch Auftragen von Aluminiumlot im Flammsprühverfahren und/oder durch Aufwalzen, wodurch der Plattenkühler hohen mechanischen und hydraulischen Belastungen, Dauerbeanspruchungen und Vibrationen widersteht.
Es versteht sich, dass die Erfindung hinsichtlich der konstruktiven Ausbildung der Strangpressprofile, insbesondere was die Anordnung von Ein- und Auslass für die Flüssigkeit in den Kühler betrifft, die nicht unbedingt stirnseitig vorgesehen werden müssen, was die Verteilung der Flüssigkeit auf alle Profilkanäle betrifft, sowie hinsichtlich der Querschnittsausbildung der Distanzstücke verschiedentlich abgewandelt werden kann.

Claims

Patentansprüche :

1. Plattenkühler für Flüssigkeiten, insbesondere für Hydraulikol, mit einem im wesentlichen parallelepipedischen Paket aus beabstandeten plattenförmigen Elementen, die je durch ein Strangpressprofil gebildet sind, in welchem Flüssigkeitskanäle durch Stege voneinander getrennt parallel zueinander verlaufen, wobei zwischen benachbarten Strangpressprofilen Luftführungskanäle zwischengeschaltet sind und die Flüssigkeitskanäle endseitig mit Flüssigkeitszuführ- und -verteilelementen sowie Flüssigkeitssammel- und -abführelementen in Verbindung stehen, die ihrerseits mit Flüssigkeitszu- und -ableitungsanschlüssen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die die Strangpressprofile (1) endseitig durch der Luftführungskanalh[delta]he entsprechende hohle Distanzbl[delta]cke (2) im Abstand voneinander gehalten sind,

welche aus einem Abschnitt eines Hohlkammer-Strangpressprofils bestehen und zugleich die Flüssigkeitszuführ- und -Sammelelemente bilden, wobei im Bereich der Distanzbl[delta]cke (2) in jedem Strangpressprofil (1) eine sich im wesentlichen über dessen Breite erstreckende Ausnehmung ausgebildet ist. * <

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2. Plattenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Strangpressprofil (1) an seiner Oberseite und seiner Unterseite mit einer Abschlusskappe (4) versehen ist, die Abstand von den Eintrittsenden der Flüssigkeitskanäle (l<1>) hat.

3. Plattenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpressprofile (1) endseitig geschlossen und die Enden der Stege (2") weggeschnitten sind, um eine Strömungsverbindung zwischen allen Kanälen (l<1>) herzustellen.

4. Plattenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpressprofile (1) an ihren Enden abdichtend gegeneinander gepresste Seitenwände aufweisen.

5. Plattenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände der Strangpressprofile (1) endseitig mit einem Verschlusspfropfen (10) versehen sind, der durch Quetschen der Profilseitenwände abdichtend fixiert ist .

6. Plattenkühler für Flüssigkeiten, insbesondere für Hydraulikol, mit einem im wesentlichen parallelepipedischen Paket aus beabstandeten plattenförmigen Elementen, die je durch ein Strangpressprofil gebildet sind, in welchem Flüssigkeitskanäle durch Stege voneinander getrennt parallel zueinander verlaufen, wobei zwischen benachbarten Strangpressprofilen Luftführungskanäle zwischengeschaltet sind und die Flüssigkeitskanäle endseitig mit Flüssigkeitszuführ- und -verteilelementen sowie Flüssigkeitssammel- und -abführelementen in Verbindung stehen, die ihrerseits mit Flüssigkeitszu- und -ablei tungsanschlüssen versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpressprofile (1) endseitig durch Distanzblöcke (2) miteinander verbunden sind, welche aus Abschnitten eines Strangpress-Hohlprofils bestehen und zugleich die Flüssigkeitszuführ- und -sammelelemente bilden,

und dass die Luftführungskanäle (6") in den von den Distanzblöcken (2) definierten Räumen zwischen den Strangpressprofilen (1) parallel zu deren Flüssigkeitskanälen verlaufen, so dass die Luft im Gegenstrom oder Gleichstrom zu der Flüssigkeit geführt ist .

7. Plattenkühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzblöcke (2) kreiszylindrisch ausgebildet sind.

8. Plattenkühler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungskanäle (6) durch mäanderartig ausgebildete Lamellen gebildet sind.

9. Plattenkühler nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungskanäle (6) durch mit den Strangpressprofilen (1) einstückig ausgebildet, senkrecht zu diesen verlaufende Lamellen (11) gebildet sind.