DE10060040A1

DE10060040A1 - Switchable heat exchanger has mechanical switching unit and transmission element with first face which during switching action is brought into contact with second face thermally connected to second transfer medium

Info

Publication number: DE10060040A1
Application number: DE2000160040
Authority: DE
Inventors: Walter Riedler
Original assignee: AVL List GmbH
Current assignee: AVL List GmbH
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2001-09-27
Anticipated expiration: 2020-12-02
Also published as: DE10060040B4; AT4030U1

Abstract

The switchable heat exchanger(1) has a mechanical switching unit and a transmission element(3) with a first face(4) which during a switching action is brought into contact with a second face(6) thermally connected to a second transfer medium. The switching action entails a translatory or rotary movement of the transmission element. The first and second faces are constructed level. The transmission element has a heat exchanger plate(30), and in cross section is L-shaped with the longer side forming the first face.

Description

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Wärmetauscher, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem von einem ersten Übertragungsmedium durch flossenen Übertragungsteil, welcher thermisch an ein zweites Übertragungsme dium gekoppelt werden kann.The invention relates to a switchable heat exchanger, in particular for a Internal combustion engine, with one of a first transmission medium flowed transmission part, which is thermally connected to a second transmission dium can be coupled.

Um Emissionen und den Verbrauch so gering wie möglich zu halten, gibt es zahlreiche Vorschläge, um die Aufwärmphase nach dem Kaltstart eines Motors zu verkürzen. Bekannte Systeme nutzen Öl- bzw. Wasserwärmetauscher oder eine elektrische Zuheizung, um den Öl- bzw. Wasserkreislauf aufzuheizen.In order to keep emissions and consumption as low as possible, there are numerous suggestions to start the warm-up phase after cold starting an engine shorten. Known systems use oil or water heat exchangers or one electrical heating to heat the oil or water circuit.

Es ist bekannt, zur Verkürzung der Aufwärmphase nach dem Kaltstart die Ab gaswärme zur Ölaufheizung zu benutzen. Aus der US 4 458 642 A ist ein Öl/Abgaswärmetauscher bekannt, mit welchem die Abgaswärme dem Schmieröl zugeführt wird. Dauernd von Öl durchströmte Wärmetauscher dieser Art haben allerdings den Nachteil, dass bei hohen Abgastemperaturen, welche insbesondere bei hohen Lasten auftreten, eine Verkokung des Öles erfolgen kann.It is known to shorten the warm-up phase after the cold start to use gas heat for oil heating. From US 4,458,642 A is a Oil / exhaust gas heat exchanger known, with which the exhaust gas heat the lubricating oil is fed. Always have heat exchangers of this type with oil flowing through them however, the disadvantage that at high exhaust gas temperatures, which in particular occur at high loads, coking of the oil can occur.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden, und einen Wärme tauscher zu entwickeln, mit welchem eine Überhitzung des Übertragungsmedi ums vermieden wird.The object of the invention is to avoid this disadvantage and heat to develop exchangers with which the transmission medium overheats to be avoided.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Wärmetauscher eine me chanische Schalteinrichtung aufweist, wobei der Übertragungsteil eine erste Flä che aufweist, welche durch einen Schaltvorgang in Berührungskontakt mit einer thermisch mit dem zweiten Übertragungsmedium verbundenen zweiten Fläche bringbar ist. Durch die mechanische Schalteinrichtung kann die Wärmeübertra gung zwischen den beiden Übertragungsmedien mechanisch unterbrochen wer den, so dass eine Überhitzung der Übertragungsmedien wirksam verhindert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Schaltbewegung translatorisch oder rota torisch erfolgt.According to the invention this is achieved in that the heat exchanger has a me has a mechanical switching device, the transmission part having a first area che, which is in contact with a switching operation second surface thermally connected to the second transmission medium is feasible. Due to the mechanical switching device, the heat transfer mechanically interrupted between the two transmission media so that overheating of the transmission media is effectively prevented. It can be provided that the switching movement is translatory or rota done torically.

Um auf möglichst einfache Weise eine gute Wärmeübertragung zwischen erster und zweiter Fläche zu erreichen ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Fläche im wesentlichen eben ausgebildet sind. Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Übertragungsteil eine Wärmetauscherplatte aufweist.To ensure the best possible heat transfer between the first and second surface is intended to reach that the first and the second Surface are essentially flat. It is very advantageous if the Transmission part has a heat exchanger plate.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Übertragungsteil einen im wesentlichen L-förmigen Querschnitt aufweist, dessen längerer Schenkel die erste Fläche ausbildet, wobei vorzugsweise vorgesehen sein kann, dass der Übertragungsteil an einem Ende um eine Drehachse schwenkbar gelagert ist. Die Drehachse ist dabei am kürzeren Schenkel des L- förmigen Übertragungsteiles angeordnet.In a particularly preferred embodiment variant it is provided that the Transmission part has a substantially L-shaped cross section, the longer leg forms the first surface, preferably being provided may be that the transmission part at one end about an axis of rotation is pivotally mounted. The axis of rotation is on the shorter leg of the L- shaped transmission part arranged.

Die Schaltbewegung erfolgt über eine Betätigungseinrichtung, welche vorzugs weise im Bereich des kurzen Schenkels des L-förmigen Übertragungsteiles an greift.The switching movement takes place via an actuating device, which is preferred instruct in the area of the short leg of the L-shaped transmission part takes hold.

Das erste Übertragungsmedium kann durch Öl, insbesondere durch Schmieröl der Brennkraftmaschine, gebildet sein. Es ist aber auch jedes andere flüssige oder gasförmige Übertragungsmedium möglich.The first transmission medium can be oil, especially lubricating oil the internal combustion engine. But it is also any other liquid or gaseous transmission medium possible.

Gemäß einer sehr einfachen und wirkungsvollen Ausführungsvariante der Erfin dung ist vorgesehen, dass die zweite Fläche durch eine thermisch fest mit dem zweiten Übertragungsmedium verbundene Kontaktplatte gebildet ist. Sehr vor teilhaft ist es dabei, wenn die Kontaktplatte in einer Seitenansicht betrachtet, im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, und der Übertragungsteil drehbar am kür zeren Schenkel der L-förmigen Kontaktplatte gelagert ist. Die sinnvoller Weise durch ein thermisch gut leitendes Metall gebildete Kontaktplatte kann durch Schweißen, Schrauben, od. dgl. fest mit einem das zweite Übertragungsmedium enthaltenden Körper verbunden werden, so dass auch eine nachträgliche Mon tage möglich ist.According to a very simple and effective variant of the Erfin It is provided that the second surface is thermally fixed to the second transmission medium connected contact plate is formed. Very before it is partial when the contact plate is viewed in a side view in is essentially L-shaped, and the transmission part rotatable on the door zeren leg of the L-shaped contact plate is mounted. The sensible way Contact plate formed by a thermally highly conductive metal can Welding, screwing, or the like. Firmly with the second transmission medium containing body are connected, so that even a subsequent Mon days is possible.

In einer äußerst bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Fläche durch die Abgasleitung oder einer mit dieser thermisch fest verbundenen Kontaktplatte gebildet ist. Über die Betätigungseinrichtung kann somit der Ölkreislauf vom Abgas getrennt werden, sobald die Abgastem peratur einen kritischen Wert annimmt. So lange die Bauteiltemperatur der Ab gasleitung nicht zur Ölverkokung führt, bleibt die mechanische Schalteinrichtung geschlossen. Wenn allerdings eine für das Öl kritische Temperatur erreicht wird, wird die mechanische Schalteinrichtung geöffnet.In an extremely preferred embodiment variant of the invention, that the second surface through the exhaust pipe or one with this thermally firmly connected contact plate is formed. About the actuator the oil circuit can thus be separated from the exhaust gas as soon as the exhaust gas temperature assumes a critical value. As long as the component temperature of the Ab If the gas line does not lead to oil coking, the mechanical switching device remains closed. However, if a temperature critical to the oil is reached, the mechanical switching device is opened.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to the figures. Show it

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher in einem Schnitt, Fig. 1 shows a heat exchanger according to the invention in a section,

Fig. 2 den Wärmetauscher aus Fig. 1 in einer Draufsicht, Fig. 2 shows the heat exchanger of Fig. 1 in a plan view,

Fig. 3 und 4 Schrägansichten des Wärmetauschers mit zwei verschiedenen Schaltstellungen. FIGS. 3 and 4 perspective views of the heat exchanger with two different switching positions.

Der schaltbare Wärmetauscher 1 weist eine mechanisches Schalteinrichtung 2 mit einer auf einem Übertragungsteil 3 angeordneten ersten Fläche 4 und einer durch eine Kontaktplatte 5 gebildeten zweiten Fläche 6 auf. Der Übertragungsteil 3 besitzt einen L-förmigen Querschnitt mit einem kurzen Schenkel 3a und einem als Wärmetauscherplatte 30 ausgebildeten langen Schenkel 3b. Die erste Fläche 4 wird durch den langen Schenkel 3b des Übertragungsteiles 3 gebildet. Im Be reich des kurzen Schenkels 3a ist der Übertragungsteil 3 mit einer Zuflussleitung 7 und einer Abflussleitung 8 verbunden.The switchable heat exchanger 1 has a mechanical switching device 2 with a first surface 4 arranged on a transmission part 3 and a second surface 6 formed by a contact plate 5 . The transmission part 3 has an L-shaped cross section with a short leg 3 a and a long leg 3 b formed as a heat exchanger plate 30 . The first surface 4 is formed by the long leg 3 b of the transmission part 3 . In the area of the short leg 3 a, the transmission part 3 is connected to an inflow line 7 and an outflow line 8 .

Der Übertragungsteil 3 ist um eine im Bereich des kurzen Schenkels 3a angeord nete Drehachse 9 drehbar gelagert. Die Drehbewegung des Übertragungsteiles 3 wird durch eine im Bereich des kurzen Schenkels 3a am Übertragungsteil 3 an greifende Betätigungseinrichtung 10 eingeleitet. Die Strömung des ersten Über tragungsmediums ist mit Pfeilen 11 angedeutet.The transmission part 3 is rotatably mounted about a in the region of the short leg 3 a angeord designated axis of rotation 9 . The rotational movement of the transmission part 3 is initiated by an actuating device 10 in the region of the short leg 3 a on the transmission part 3 . The flow of the first transmission medium is indicated by arrows 11 .

Die Kontaktplatte 5 ist fest mit einer Abgasleitung 12 verbunden, durch welche das durch Abgas gebildete zweite Übertragungsmedium 13 strömt, wie durch den Pfeil angedeutet ist. Die Kontaktplatte 5 weist ebenfalls einen L-förmigen Quer schnitt mit einem kurzen Schenkel 5a und einem langen Schenkel 5b auf, wobei die Lagerung der Drehachse 9 durch den gabelförmig ausgebildeten kurzen Schenkel 5a erfolgt.The contact plate 5 is fixedly connected to an exhaust gas line 12 , through which the second transmission medium 13 formed by exhaust gas flows, as indicated by the arrow. The contact plate 5 also has an L-shaped cross section with a short leg 5 a and a long leg 5 b, wherein the axis of rotation 9 is supported by the fork-shaped short leg 5 a.

In Fig. 1 und 3 ist die mechanische Schalteinrichtung 2 in der geöffneten Stel lung dargestellt, wobei die erste Fläche 4 und die zweite Fläche 6 voneinander beabstandet sind. Fig. 4 zeigt die mechanische Schalteinrichtung 2 in der ge schiossenen Stellung, bei der die erste Fläche 4 und die zweite Fläche 6 ther misch miteinander verbunden sind.In Figs. 1 and 3, the mechanical switching device 2 is shown in the open lung Stel, wherein the first surface 4 and the second area 6 are spaced apart. Fig. 4 shows the mechanical switching device 2 in the ge closed position, in which the first surface 4 and the second surface 6 are thermally interconnected.

Solange die Temperatur der Abgasleitung 12 im Bereich der Einbaustelle des Wärmetauschers 1 nicht zur Ölverkokung führt, wird die mechanische Schaltein richtung 1 in der in Fig. 4 gezeigten Schaltstellung gehalten. Wenn eine für das Öl kritische Temperatur erreicht ist, wird die mechanische Schalteinrichtung 2 ge öffnet, so dass die thermische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsmedium 11, 13 unterbrochen wird. Dadurch wird das Öl wirksam vor Verkoken geschützt.As long as the temperature of the exhaust pipe 12 in the area of installation of the heat exchanger 1 does not lead to oil coking, the mechanical switching device 1 is held in the switching position shown in FIG. 4. When a critical temperature for the oil is reached, the mechanical switching device 2 is opened so that the thermal connection between the first and the second transmission medium 11 , 13 is interrupted. This effectively protects the oil from coking.

Claims

1. Switchable heat exchanger ( 1 ), in particular for an internal combustion engine, with a transmission part ( 3 ) through which a first transmission medium flows and which can be thermally coupled to a second transmission medium ( 13 ), characterized in that the heat exchanger ( 1 ) is a Mechanical switching device ( 2 ), wherein the transmission part ( 3 ) has a first surface ( 4 ) which can be brought into contact by a switching process with a thermally connected to the second transmission medium second surface ( 6 ).

2. Heat exchanger ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the switching process includes a translational movement of the transmission part ( 3 ).

3. Heat exchanger ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the switching process holds a rotational movement of the transmission part ( 3 ) leg.

4. Heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the first ( 4 ) and the second surface ( 6 ) are formed substantially flat.

5. Heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the transmission part ( 3 ) has a heat exchanger plate ( 30 ).

6. Heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the transmission part ( 3 ) has a substantially L-shaped cross section, the longer leg ( 3 b) forming the first surface ( 4 ).

7. Heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 3 to 6, characterized in that the transmission part ( 3 ) is pivotally mounted at one end about an axis of rotation ( 9 ).

8. Heat exchanger ( 1 ) according to claim 6 and 7, characterized in that the axis of rotation ( 9 ) on the shorter leg ( 3 a) of the L-shaped transmission part ( 3 ) is arranged.

9. Heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the transmission part ( 3 ) is movable by an actuating device ( 10 ), the actuating device ( 10 ) preferably on the shorter leg ( 3 a) of the L- shaped transmission part ( 3 ) attacks.

10. Heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first transmission medium ( 11 ) is formed by oil.

11. Heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the second surface ( 6 ) is formed by a thermally fixed to the second transmission medium ( 13 ) connected contact plate ( 5 ).

12. Heat exchanger ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the contact plate ( 5 ) viewed in a side view, is substantially L-shaped, and the transmission part ( 3 ) rotatable on the shorter, preferably fork-shaped leg ( 5 a) L-shaped contact plate ( 5 ) is gela gert.

13. Heat exchanger ( 1 ) according to one of claims 1 to 12, with a preheating system heated by exhaust gas heat for the first transmission medium ( 11 ), wherein the second transmission medium ( 13 ) is formed by an exhaust gas line ( 12 ) flowing exhaust gas, characterized in that the second surface ( 6 ) is formed by the exhaust pipe ( 12 ) or a contact plate ( 5 ) which is thermally firmly connected to it.