DE10102639A1 - Wärmetauscher sowie Wasserkastenelement hierfür - Google Patents

Wärmetauscher sowie Wasserkastenelement hierfür

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug. Der erfindungsgemäße Wärmetauscher umfaßt einen Zulaufwasserkasten, einen Rücklaufwasserkasten, ein Kühlwasser/Luft-Kühlnetz, das Kühlkanäle aufweist, die sich zwischen den beiden Wasserkästen erstrecken sowie eine integrierte Öl/Wasser-Wärmetauschereinrichtung. Der Wärmetauscher zeichnet sich dadurch aus, daß das Kühlwasser-Luft-Kühlnetz einen über den Zulaufwasserkasten gespeisten Hochtemperaturbereich und einen über den Rücklaufwasserkasten gespeisten Niedertemperaturbereich aufweist und ein Niedertemperaturwasserkasten vorgesehen ist zur Aufnahme zumindest eines Teilstromes eines über den Rücklaufwasserkasten in den Niedertemperaturbereich des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes gespeisten Kühlmediums, wobei die Öl/Wasser-Wärmetauschereinrichtung mit dem von dem Niedertemperaturwasserkasten aufgenommenen Kühlmedium im Wärmetauschkontakt steht. Hierdurch wird eine verbesserte Betriebscharakteristik insbesondere hinsichtlich der Ausgangstemperatur des Öles erreicht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher insbesondere zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Wasserkastenelement für einen Wärmetauscher insbesondere Fahrzeugkühler.
Wärmetauscher finden insbesondere als Fahrzeugkühler in großer Breite Anwendung zur Ableitung eines Wärmestromes aus einem Fluidkreislauf an die Umgebungsluft. Bei diesen Fluidkreisläufen handelt es sich beispielsweise um Kühlwasser- oder Ölkreisläufe von Brennkraftmaschinen, oder auch um Getriebe- oder Lenkhilfe-Ölkreisläufe.
Aus DE 197 57 805 A1 ist ein Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug bekannt bei zwischen einem Zulaufwasserkasten und einem Rücklaufwasserkasten angeordnet ist, wobei in einen dieser beiden Wasserkästen ein Rohrbündel eingesetzt ist über welches ein Motorölkreislauf geführt ist.
Aus DE 100 14 484 A1 ist ein Wärmetauscher bekannt welcher ebenfalls einen in einen Rücklaufwasserkasten integrierten Ölkühler aufweist.
Die vorangehend beschriebenen, Wärmetauscher erweisen sich neben einer durch die Zusammenfassung von zwei Wärmetauschsystemen zu einer Baueinheit erreichten Raumersparnis auch im Hinblick auf eine Verringerung des Montageaufwandes als vorteilhaft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher mit zwei separaten Wärmetauschstrecken zu schaffen der sich neben einem kompakten Aufbau auch durch ein verbessertes Wärmeübertragungsverhalten auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Wärmetauscher mit einem Zulaufwasserkasten, einem Rücklaufwasserkasten, einem Kühlwasser/Luft- Kühlnetz das Kühlkanäle aufweist die sich zwischen den beiden Wasserkästen erstrecken und einer Öl/Wasser-Wärmetauscheinrichtung, bei welchem das Kühlwasser/Luft-Kühlnetz einen über den Zulaufwasserkasten gespeisten Hochtemperaturbereich, einen über den Rücklaufwasserkasten gespeisten Niedertemperaturbereich aufweist und ein Niedertemperaturwasserkasten vorgesehen ist, wobei der Niedertemperaturwasserkasten zumindest einen Teilstrom des über den Rücklaufwasserkasten in den Niedertemperaturbereich des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes gespeisten Kühlwasserstromes aufnimmt und die Öl/Wasser-Wärmetauscheinrichtung mit dem von dem Niedertemperaturwasserka­ sten aufgenommenen Kühlmedium im Wärmtauschkontakt steht.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, einen kompakten und einfach montierbaren Wärmetauscher zu schaffen, bei welchem die Öl-Rücklauftemperatur über das durch die Niedertemperaturzone des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes geführte Kühlwasser eines Motor-Kühlkreislaufes abgestimmt werden kann. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine Vergrößerung des Anwendungsspektrums einer Bauform des Wärmetauschers insbesondere im Hinblick auf unterschiedliche Motor- und Getriebesysteme, erreicht.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Öl/Wasser-Wärmetauscheinrichtung in dem Niedertemperaturwasserkasten des Wärmetauschers angeordnet. Hierdurch wird ein besonders kompakter und unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten vorteilhafter Aufbau des Wärmetauschers erreicht.
Die sich zwischen dem Zulaufwasserkasten und dem Rücklaufwasserkasten erstreckenden Kühlkanäle des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes verlaufen vorzugsweise in Einbauposition des Wärmetauschers im wesentlichen horizontal. Hierdurch wird ein vorteilhaftes Temperaturprofil erreicht. Bei dieser Anordnung der Kühlkanäle wird es möglich, den Niedertemperaturbereich des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes in Einbauposition des Wärmetauschers unterhalb des Hochtemperaturbereiches vorzusehen.
Vorzugsweise ist der Niedertemperaturwasserkasten auf der Seite des Zulaufwasserkastens angeordnet ist. Hierdurch wird es möglich, den Zulaufwasser­ kasten und den Niedertemperaturwasserkasten in einem gemeinsamen, einstückigen Gehäuseteil auszubilden.
Die beiden in dem gemeinsamen Gehäuseteil aufgenommenen Wasserkästen sind vorzugsweise durch eine mit dem Gehäuseteil integrale Trennwandeinrichtung voneinander getrennt. Diese Trennwandeinrichtung kann derart ausgebildet sein, daß sich eine gewünschte Wärmeübertragungscharakteristik zwischen dem im Zulaufwasserkasten befindlichen Kühlmedium und dem im Niedertemperaturwas­ serkasten befindlichen Kühlmedium ergibt. Es ist möglich, die Öl/Wasser- Wärmetauscheinrichtung derart zwischen dem Zulaufwasserkasten und dem Niedertemperaturwasserkasten anzuordnen, daß sowohl ein Wärmeübergang zwischen dem (heißen) Kühlmedium im Zulaufwasserkasten und dem Öl, als auch zwischen dem (kühleren) Kühlmedium im Niedertemperaturwasserkasten ermöglicht ist. Die Wärmeaufnahme - oder die Wärmeabgabe des Öles kann über die Ölführung des Öles innerhalb der Öl/Wasser-Wärmetauscheinrichtung beeinflusst werden. Hierzu sind vorzugsweise temperaturabhängig betätigte Ventileinrichtungen vorgesehen. Zur Steuerung der Temperatur des Öles werden vorzugsweise Mischeinrichtungen herangezogen die nach Maßgabe der Temperatur des Öles im Auslaßbereich des Ölwärmetauschers entsprechende Mischungsverhältnisse einstellen.
Der Zulaufwasserkasten und der vorzugsweise mit diesem integral gefertigte Niedertemperaturwasserkasten sind vorzugsweise aus einem Metallwerkstoff, insbesondere Aluminium, gefertigt.
Eine besonders kompakte und im Hinblick auf eine zuverlässige Entlüftung des Kühlsystems vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß in dem Integralwasserkasten ein Behälterbereich gebildet ist, der als Ausgleichsbe­ hälter für das Kühlwasser dient. Es ist auch möglich, in den Integralwasserkasten einen Ausgleichsbehälter für den Ölkreislauf zu integrieren. Die Ausgleichsbehälter können doppelwandig ausgebildet sein, wobei der zwischen den doppelten Wänden eingeschlossene Raum einen zum Wärmeaustausch vorgesehenen Kühlmedien­ weg bilden kann.
Die Öl/Wasser-Wärmetauscheinrichtung ist vorzugsweise unterhalb des Ausgleichsbehälters angeordnet. Hierdurch ergibt sich neben einem besonders kompakten Aufbau des Wärmetauschers eine gute Zugänglichkeit für den Ausgleichsbehälter, so daß dieser bedarfsweise mit einer Einfüllöffnung versehen werden kann. Weiterhin wird es möglich, im Bereich des Ausgleichsbehälters eine Ventileinrichtung vorzusehen, zur Begrenzung oder Steuerung des Druckes in dem Wasserkreislauf des Wärmetauschers.
Die Öl/Wasser-Wärmetauscheinrichtung ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Plattenwärmetauscher ausgebildet. Hierbei wird eine vergleichsweise hohe Druckfestigkeit bei geringem Bauraumbedarf erreicht. Auch im Hinblick auf einen geringen Strömungswiderstand des Ölkreislaufes erweist sich diese Ausführungsform als besonders vorteilhaft.
Gemäß einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine Mischeinrichtung vorgesehen, zur selektiven Zuleitung von Kühlwasser aus dem Zulaufwasserkasten zu dem Niedertemperaturwasserkasten unter Umgehung des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes. Hierdurch wird es möglich, Im Rahmen einer Kaltstartphase eines Kraftfahrzeuges eine rasche Erwärmung des Öles in einem Getriebe- oder Kupplungssystem auf eine optimale Betriebstemperatur zu ermöglichen. Es ist möglich, hier Bypassanordnungen vorzusehen, über welche das Kühlwasser/Luft-Kühlnetz des Wärmetauschers zunächst weitgehend überbrückt werden kann, so daß eine rasche Erwärmung des dem integrierten Ölkühler zugeführten Kühlwassers erreicht wird. Die hierzu vorgesehenen Fluidleitungsein­ richtungen sind vorzugsweise in einen der Wasserkästen integriert.
Das Kühlwasser/Luft-Kühlnetz des Wärmetauschers ist vorzugsweise durch eine Kühlkanalstruktur gebildet bei welcher der Wärmeübergang an die Umgebungsluft erreicht wird, indem die Kühlkanalstruktur im wesentlichen quer zur Fliesrichtung des Kühlwassers in den Kanälen durch die Umgebungsluft angeströmt wird. Die Luftströmung kann durch eine vorzugsweise an der Wärmetauschereinrichtung angebrachte und temperaturgesteuerte Gebläseeinrichtung unterstützt werden. Weiterhin ist es möglich, die Fahrtwind bzw. staudruckabhängige Anströmung des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes beispielsweise durch Klappeneinrichtungen zu beeinflussen.
Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist vorzugsweise hinsichtlich des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes, der daran angebrachten Wasserkästen sowie des integrierten Ölkühlers in Vollaluminiumbauweise gefertigt. Hierdurch wird neben einer erhöhten Druck- und Temperaturbeständigkeit auch eine vereinfachte Wertstofftrennung im Rahmen eines Recyclingvorganges erreicht.
Die eingangs angegebene Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Wasserka­ stenelement für einen Wärmetauscher mit einem Kühlnetzanschlußbereich zum Anschluß eines Wasser/Luft-Kühlnetzes, einer ersten Wasserkastenpartition zur Einspeisung von Kühlwasser in einen Hochtemperaturbereich des Wasser/Luft- Kühlnetzes, einer zweiten Wasserkastenpartition zur Aufnahme von Kühlwasser aus einem Niedertemperaturbereich des Wasser/Luftkühlnetzes und einem Öl/Wasser-Wärmetauscher der in der zweiten Wasserkastenpartition angeordnet ist.
Dieses Wasserkastenelement bildet vorzugsweise weiterhin einen Ausgleichsbe­ hälter zur Aufnahme von Kühlwasser. Die Anschlüsse des Öl/Wasser.- Wärmetauschers sind vorzugsweise durch eine Außenwandung des Wasserka­ stenelementes hindurchgeführt. Über diese Anschlüsse kann eine Befestigung des Öl/Wasser-Wärmetauschers erreicht werden. Es ist möglich, je nach erforderlicher Wärmetauschleistung unterschiedlich dimensionierte Öl/Wasser-Wärmetauscher in die hierfür vorgesehene Partition des Wasserkastenelementes einzusetzen. Hierdurch wird auf fertigungstechnisch vorteilhafte Weise eine große Varianten­ vielfalt ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit einem integriertem Ausgleichsbe­ hälter und integriertem Öl/Wasser-Wärmetauscher wobei letzterer auf der Seite eines Heißwasser-Zulaufwasserkastens in einem von diesem abge­ trennten Niedertemperaturwasserkasten aufgenommen ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kombinationswärmetauschers bei welchem ein über einen Niedertemperaturbereich eines Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes gespeister Niedertemperatur-Wasserkasten sich bis in den oberen Endbereich eines Heißwasser-Zulaufwasserkastens erstreckt wobei in diesen Niedertempera­ tur-Wasserkasten ein Öl/Wasser-Wärmetauscher integriert ist.
Der in Fig. 1 gezeigte, nachfolgend als Kühler 1 bezeichnete Wärmetauscher umfaßt einen Zulaufwasserkasten 2 mit einem Hochtemperatureinlaß 3 zur Einspeisung des von einer Brennkraftmaschine erhitzten Kühlwassers in ein Wasser/Luft-Kühlnetz 4.
Das Wasser/Luft-Kühlnetz 4 ist im vorliegenden Fall aus einem Aluminiummaterial gefertigt. Es bildet eine Querstrom-Wärmetauscherstrecke und umfaßt mehrere, in Einbauposition des Kühlers 1 im wesentlichen horizontal verlaufende Kühlwasser­ kanäle. Zwischen diesen Kühlwasserkanälen sind Rippenelemente vorgesehen, zur Steigerung des Wärmetauschvermögens.
Auf einer dem Zulaufwasserkasten 2 abgewandten Seite des Wasser/Luft- Kühlnetzes 4 ist ein Rücklaufwasserkasten 5 vorgesehen. Dieser Rücklaufwasser­ kasten 5 umfaßt einen Rücklaufauslaß 6 der sich in vertikaler Richtung unterhalb des Hochtemperatureinlasses 3 befindet.
Das Wasser/Luft-Kühlnetz 4 umfaßt einen Hochtemperaturbereich 7 und einen Niedertemperaturbereich 8. Der Niedertemperaturbereich 8 befindet sich vorzugsweise in vertikaler Richtung betrachtet unterhalb des Rücklaufauslasses 6.
Die Aufteilung des Wasser/Luft-Kühlnetzes 4 wird erreicht, indem über den Zulaufwasserkasten 2 nur ein Teilbereich des Wasser/Luft-Kühlnetzes 4 mit Kühlwasser gespeist wird. Im vorliegenden Falle handelt es sich um ca. 60-80% des Wasser/Luft-Kühlnetzes. Das über den Zulaufwasserkasten 2 in das Wasser/Luft-Kühlnetz 4 eingespeiste Kühlwasser gelangt austrittsseitig in den Rücklaufwasserkasten 5. Über einen unteren Bereich des Rücklaufwasserkastens 5 erfolgt eine Einspeisung zumindest eines Teilstromes des Kühlwassers in den Niedertemperaturbereich 8 des Wasser/Luft-Kühlnetzes 4. Die Strömungsrichtung in diesem Niedertemperaturbereich 8 verläuft entgegen der Strömungsrichtung im Hochtemperaturbereich 7. Der Niedertemperaturwasserkasten 9 ist über einen Niedertemperaturauslaß 13 in den Kühlwasserkreislauf einer Brennkraftmaschine eingebunden. Die Einstellung der Volumenströme durch den Hochtemperatureinlaß 3, den Rücklaufauslaß 6 sowie einen im folgenden noch erläuterten Niedertempe­ raturauslaß 13 erfolgt über Ventileinrichtungen vorzugsweise unter Verwendung wärmeabhängig schaltender Aktuatoren. In einem Bereich unterhalb des Zulaufwasserkastens 2 befindet sich ein Zutrittsabschnitt zur Zuleitung von Kühlwasser aus dem Niedertemperaturbereich 8 in einen Niedertemperaturwasser­ kasten 9.
In dem über den Rücklaufwasserkasten 5 unter Zwischenschaltung des Niedertemperaturbereiches 8 des Wasser/Luft-Kühlnetzes 4 gespeisten Niedertemperaturwasserkasten 9 ist erfindungsgemäß ein Öl/Wasser- Wärmetauscher 10 angeordnet. Dieser Öl/Wasser-Wärmetauscher 10 umfaßt einen Öleinlaß 11 und einen Ölauslaß 12 der sich oberhalb des Öleinlasses 11 befindet. Der Öl/Wasser-Wärmetauscher 10 ist hier in Plattenbauart ausgeführt. Die Ableitung des Wassers aus dem Niedertemperaturwasserkasten erfolgt vorzugsweise thermostatgesteuert über den Niedertemperaturauslaß 13.
Auf der Höhe des Zulaufwasserkastens 2 ist ein Ausgleichsbehälter 14 vorgesehen. Der Zulaufwasserkasten 2, der Niedertemperaturwasserkasten 9 und der Ausgleichsbehälter 14 sind in einer integralen Kastenstruktur ausgebildet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Kastenstruktur aus einem Metallwerkstoff - hier eine Aluminiumlegierung - gefertigt. Die einzelnen Wasserkasten- und Behälterbereiche sind durch Trennwände voneinander getrennt. Der Ausgleichsbehälter kann auch aus einem Kunststoffmaterial gefertigt und in die Kastenstruktur eingesetzt sein.
Der Kühler 1 ist weiterhin mit einer Regel- und Entlüftungseinheit 15 versehen über welche eine Entlüftung des Kühlwasserkreislaufes sowie eine Steuerung des Kühlwasserstromes aus dem Niedertemperaturauslaß 13 erfolgt. Über diese Regel- und Entlüftungseinheit 15 ist es möglich, unter definierten Betriebszuständen Kühlwasser unter Umgehung des Niedertemperaturbereiches 8 in den Niedertemperaturwasserkasten 9 einzuspeisen. Hierdurch wird es möglich, das durch den Öl/Wasser-Wärmetauscher 10 geführte Öl rasch auf eine gewünschte Betriebstemperatur zu erhöhen. Die Regel- und Entlüftungseinheit 15 ist vorzugsweise als baugruppenartiger Einsatz in den Kühler 1, vorzugsweise lösbar über eine Flansch- oder Deckelstruktur, integriert.
Die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform des Kühlers 1 entspricht hinsichtlich der Einbindung des Wasser/Luft-Kühlnetzes 4 in den Kühlmittelkreislauf im wesentlichen dem Kühler 1 gem. Fig. 1. Die vorangegangenen Ausführungen hierzu gelten, von den nachfolgend dargelegten Abweichungen abgesehen, sinngemäß.
Abweichend von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 umfaßt der Niedertemperatur­ wasserkasten 9 einen Wasserkastenabschnitt 16 der sich in vertikaler Richtung bis in denoberen Bereich des Zulaufwasserkastens 2 erstreckt. In diesem, vom Zulaufwasserkasten 2 durch Trennwände abgetrennten Wasserkastenabschnitt 16 ist der Öl/Wasser-Wärmetauscher 10 angeordnet. Der Öl/Wasser-Wärmetauscher 10 umfaßt ein untenliegenden Öleinlaß 11 und einen obenliegenden Ölauslaß 12. Der Öl/Wasser-Wärmetauscher 10 ist in Platten- oder Rohrschlangenbauweise gefertigt.
Der Wasserkastenabschnitt 16 bildet vorzugsweise einen Ausgleichsbehälterbe­ reich und ist über einen Niedertemperaturauslaß 13, der vorzugsweise auf dem Höhenniveau des Hochtemperatureinlasses 3 liegt, in den Kühlkreislauf eingebunden.
Oberhalb des Wasserkastenabschnittes 16 sowie oberhalb des Zulaufwasserka­ stens 2 ist eine Regel- und Entlüftungseinheit 15 vorgesehen. Über diese Regel- und Entlüftungseinheit 15 ist es möglich, selektiv Kühlwasser auf dem Temperaturniveau des Hochtemperatureinlasses 3 dem Öl/Wasser-Wärmetauscher 10 zuzuführen. Hierdurch wird es möglich, die Temperatur des den Öl/Wasser- Wärmetauscher 10 beaufschlagenden Wassers definiert einzustellen. Durch das gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 vergleichsweise große Wasservolumen im Bereich des Öl/Wasser-Wärmetauscher 10 ist eine zuverlässige Ableitung der Wärme aus dem Ölkreislauf, auch bei Wärmebelastungsspitzen, gewährleistet.
Der Zulaufwasserkasten 2, der Niedertemperaturwasserkasten 9 und der sich an diesen unmittelbar anschließende Wasserkastenabschnitt 16 sind vorzugsweise durch ein gemeinsames Wasserkastenelement gebildet. Der Zulaufwasserkasten 2 und der Niedertemperaturwasserkasten 9 bilden einen dem Wasser/Luft-Kühlnetz 4 zugewandten Anschlußbereich und sind über eine Vulkanisationverbindung, eine Umfangs Lötnaht oder vorzugsweise eine Umfangs-Bördelung unter Zwischenlage elastischer Dichtmittel, mit dem Wasser/Luft-Kühlnetz 4 in abdichtender Weise verbunden.
Das genannte Wasserkastenelement ist vorzugsweise aus dem gleichen Metallmaterial gefertigt wie das Wasser/Luft-Kühlnetz 4. Der Rücklaufwasserka­ sten 5 kann aufgrund der hier vorherrschenden geringeren thermischen Belastung aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Unter Kühlwasser sind im vorliegenden Fall insbesondere Motor-Kühlfluide unter Einschluß weitgehend frostbeständiger oder siedeverzögerter Medien sowie Mischfluide zu verstehen.

Claims (14)

1. Wärmetauscher mit einem Zulaufwasserkasten (2), einem Rücklaufwasserkasten (5), einem Kühlwasser/Luft-Kühlnetz (4) das Kühlkanäle aufweist die sich zwischen den beiden Wasserkästen (2, 5) erstrecken und einer Öl/Wasser- Wärmetauschereinrichtung (10), wobei das Kühlwasser/Luft-Kühlnetz (4) einen über den Zulaufwasserkasten (2) gespeisten Hochtemperaturbereich (7) und einen über den Rücklaufwasserkasten (5) gespeisten Niedertemperaturbereich (8) aufweist, und ein Niedertemperaturwasserkasten (9) vorgesehen ist, zur Aufnahme zumindest eines Teilstromes eines über den Rücklaufwasserkasten (5) in den Niedertemperaturbereich (8) des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes (4) gespeisten Kühlmediums und die Öl/Wasser-Wärmetauschereinrichtung (10) mit dem von dem Niedertemperaturwasserkasten aufgenommenen Kühlmedium im Wärmtauschkontakt steht.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öl/Wasser- Wärmetauschereinrichtung (10) in dem Niedertemperaturwasserkasten (8) angeordnet ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kühlkanäle in Einbauposition des Wärmetauschers im wesentlichen horizontal zwischen den Wasserkästen (2, 5, 9) erstrecken.
4. Wärmetauscher nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlwasser/Luft-Kühlnetz (4) in im wesentlichen horizontaler Richtung durchströmt wird und daß der Niedertemperaturbereich (8) des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes (4) in Einbauposition des Wärmetauschers unterhalb des Hochtemperaturbereiches (9) angeordnet ist.
5. Wärmetauscher nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Niedertemperaturwasserkasten (9) auf der Seite des Zulaufwasserkastens (2) angeordnet ist.
6. Wärmetauscher nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufwasserkasten (2) und der Niedertemperaturwas­ serkasten (5) in einem Integralwasserkasten angeordnet sind.
7. Wärmetauscher nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Integralwasserkasten ein Behälterbereich gebildet ist, der als Ausgleichsbehälter (14) dient.
8. Wärmetauscher nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öl/Wasser-Wärmetauscheinrichtung (10) unterhalb des Ausgleichsbehälters (14) angeordnet ist.
9. Wärmetauscher nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öl/Wasser-Wärmetauscheinrichtung (10) als Plattenwärmetauscher ausgebildet ist.
10. Wärmetauscher nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischeinrichtung vorgesehen ist, zur selektiven Zuleitung von Kühlwasser aus dem Zulaufwasserkasten (2) zu dem Niedertemperaturwasser­ kasten (9) unter Umgehung des Kühlwasser/Luft-Kühlnetzes (4).
11. Wärmetauscher nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischeinrichtung nach Maßgabe der Temperatur des Öles im Auslaßbereich der Öl/Wasser-Wärmetauscheinrichtung (10) aktiviert ist.
12. Wärmetauscher nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufwasserkasten (2) aus einem Metallwerkstoff gefertigt ist.
13. Wasserkastenelement insbesondere für einen Wärmetauscher mit einem Kühlnetzanschlußbereich zum Anschluß eines Wasser/Luft-Kühlnetzes (4), einer ersten Wasserkastenpartition zur Einspeisung von Kühlwasser in einen Hochtemperaturbereich (7) des Wasser/Luft-Kühlnetzes, einer zweiten Wasserkastenpartition zur Aufnahme von Kühlwasser aus einem Niedertemperaturbereich (8) des Wasser/Luftkühlnetzes (4) und einem Öl/Wasser- Wärmetauscher (10) der in der zweiten Wasserkastenpartition angeordnet ist.
14. Wasserkastenelement nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß dieses weiterhin einen Ausgleichsbehälter bildet.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10301314A1 (de) * 2003-01-15 2004-07-29 Behr Gmbh & Co. Kg Kühlkreislauf, insbesondere für ein Kraftfahrzeuggetriebe
CN105525979A (zh) * 2014-10-21 2016-04-27 摩丁制造公司 具有集成缓冲槽的冷却组件

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5067561A (en) * 1990-11-30 1991-11-26 General Motors Corporation Radiator tank oil cooler
DE9401035U1 (de) * 1994-01-22 1995-05-24 Behr Gmbh & Co Kühleinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE4437877A1 (de) * 1994-10-22 1996-04-25 Behr Gmbh & Co Wärmetauscher, insbesondere Ölkühler
US5645125A (en) * 1996-09-25 1997-07-08 General Motors Corporation Vehicle radiator for use with or without oil cooler
DE19757805A1 (de) * 1997-12-24 1999-07-01 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrager
US5937938A (en) * 1996-12-03 1999-08-17 Calsonic Corporation Oil cooler mounting structure and oil cooler mounting method
DE10014484A1 (de) * 1999-03-30 2000-10-05 Denso Corp Wärmetauscher mit Sammelbehälter
DE29909871U1 (de) * 1999-06-02 2000-10-12 Autokuehler Gmbh & Co Kg Wärmeaustauscher, insbesondere Ölkühler
DE19921273A1 (de) * 1999-05-07 2000-11-09 Behr Industrietech Gmbh & Co Wärmeübertrager, insbesondere für Schienenfahrzeuge
DE19926052A1 (de) * 1999-06-08 2000-12-21 Daimler Chrysler Ag Wärmetauschereinheit

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5067561A (en) * 1990-11-30 1991-11-26 General Motors Corporation Radiator tank oil cooler
DE9401035U1 (de) * 1994-01-22 1995-05-24 Behr Gmbh & Co Kühleinrichtung für ein Kraftfahrzeug
DE4437877A1 (de) * 1994-10-22 1996-04-25 Behr Gmbh & Co Wärmetauscher, insbesondere Ölkühler
US5645125A (en) * 1996-09-25 1997-07-08 General Motors Corporation Vehicle radiator for use with or without oil cooler
US5937938A (en) * 1996-12-03 1999-08-17 Calsonic Corporation Oil cooler mounting structure and oil cooler mounting method
DE19757805A1 (de) * 1997-12-24 1999-07-01 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrager
DE10014484A1 (de) * 1999-03-30 2000-10-05 Denso Corp Wärmetauscher mit Sammelbehälter
DE19921273A1 (de) * 1999-05-07 2000-11-09 Behr Industrietech Gmbh & Co Wärmeübertrager, insbesondere für Schienenfahrzeuge
DE29909871U1 (de) * 1999-06-02 2000-10-12 Autokuehler Gmbh & Co Kg Wärmeaustauscher, insbesondere Ölkühler
DE19926052A1 (de) * 1999-06-08 2000-12-21 Daimler Chrysler Ag Wärmetauschereinheit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10301314A1 (de) * 2003-01-15 2004-07-29 Behr Gmbh & Co. Kg Kühlkreislauf, insbesondere für ein Kraftfahrzeuggetriebe
CN105525979A (zh) * 2014-10-21 2016-04-27 摩丁制造公司 具有集成缓冲槽的冷却组件

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