DE2855285A1

DE2855285A1 - Waermetauscher, insbesondere zum kuehlen von oel durch luft bei einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2855285A1
Application number: DE19782855285
Authority: DE
Inventors: Hubert Abermeth; Juergen Wahnschaffe
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1978-12-21
Filing date: 1978-12-21
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2855285C2

Description

wadtner-Humboidt-DartzAG Λλϋ%.Β"1 iJ? 5000 Köln 80, den 14. Dezember 1978

bnsere Zeichen: D 78/82 AG-XPB Bü/Ga

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Wärmetauscher

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, insbesondere zum Kühlen von Öl durch Luft bei einer Brennkraftmaschine.

Bei Wärmetauschern in Brennkraftmaschinen besteht allgemein das Problem, diese möglichst raumsparend unterzubringen, ohne daß jedoch darunter die Kühlleistung leidet.

Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß er trotz großer Kühlleistung möglichst raumsparend aufgebaut ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wärmetauscher aus einzelnen lamellenartigen Hohlkörpern besteht, die auf ihren gegenüberliegenden Stirnseiten je zwei koaxial liegende Öffnungen aufweisen, und daß parallel zu und zwischen den Verbindungsachsen der Öffnungen in jedem Hohlkörper eine Trennwand vorgesehen ist, die im den Öffnungen abgewandten Bereich einen Überlauf aufweist. Der Vorteil der Lösung besteht darin, daß aufgrund der einzelnen Hohlkörper der Wärmetauscher in seiner Größe beliebig ausgeführt werden kann, da nur - je nach den Erfordernissen¹- mehr oder weniger Hohlkörper hintereinander gereiht werden müssen. Die einzelnen vollkommen gleich aufgebauten Hohlkörper erlauben eine kostengünstige, serienmäßige Fertigung. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgeriiäßen Wärmetauschers besteht darin, daß durch die als Überlauf dienende Wand der V/eg des zu kühlenden Mediums in etwa doppelt so groß ist wie die Höhe des Wärmetauschers.

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10000 6.78 pg _F360/l

löcknei+lumboldt-DeufzAG AJMtkBTiUjF ~?~ 14.12.1978

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Werden die Öffnungen in den Hohlkörpern flanschförmig an den gegenüberliegenden Stirnseiten überstehend ausgeführt, so können die einzelnen Hohlkörper an diesen Flanschen aneinander befestigt v/erden, beispielsweise durch Kleben, Löten oder andere geeignete Verbindungsverfahren. Damit wird der Vorteil erreicht, daß die übrigen Hohlkörperflächen weit-genug voneinander entfernt sind und immer gleichen Abstand aufweisen, so daß die Kühlluft problemlos"zwischen den einzelnen Hohlkörpern hindurch streichen kann. Ebenso wird dadurch eine einfache Verbindungsmöglichkeit ohne großen Aufwand geschaffen.

Eine andere Möglichkeit der Verbindung der einzelnen Hohlkörper untereinander besteht darin, daß die Hohlkörper mit ihren Öffnungen auf zwei parallel liegende Leitungen mit axialem Abstand aufgereiht befestigt werden, wobei die Leitungen in den Hohlkörpern Bohrungen aufweisen. Die Bohrungen dienen in diesem Fall dazu, das zu kühlende Medium in die einzelnen Hohlkörper zu leiten bzw. wieder herauszulassen. Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, daß die Abstände zwischen den einzelnen Hohlkörpern frei wählbar ausgeführt werden können. Es ist nur darauf zu achten, daß dje Bohrungen in den Leitungen in den entsprechenden Bereichen ausgeführt werden. Daneben ist es bei dieser Ausführungsform vorteilhaft, daß die einzelnen Rohre Massenware sind, so daß ihre Herstellung keine großen Anstrengungen erfordert. %e einzelnen Hohlkörper können in diesem Beispiel durch Schweißen oder Löten auf den Leitungen befestigt werden.

Die Anordnung der Anschlüsse für den Zu- und Ablauf des zu kühlenden Mediums auf einer Stirnseite des Wärmetauschers hat den Vorteil, daß dadurch der Einbau des Wärmetauschers insbesondere in eine Brennkraftmaschine raumsparend ausgeführt werden kann. Insbesondere muß hierbei berücksichtigt werden, daß

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WfitAner-Humboldt-DeufzAG ΔΑ k%JtW UJP -Z- 14.12.1973

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die Anschlußleitungen selbst nicht mit in die Kühlflächen einbezogen zu werden brauchen, da die dadurch erreichbare Kühlwirkung äußerst gering in Bezug auf den" notwendigen Bauraum ist. }

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die verwendeten Hohlkörper einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen und in zwei parallel angeordneten Führungsschienen gehalten werden. Dadurch wird ein einfach aufgebautes Befestigungssystem für die einzelnen Hohlkörper vorgeschlagen, so daß die Verbindungsflächen der einzelnen Hohlkörper untereinander bzw. mit den Leitungen, die gleichzeitig auch Dichtungsfunktion erfüllen, nicht überbeansprucht werden. Das Befestigungssystem selbst ist aus Profilmaterial hergestellt, so daß die Kosten für die Erstellung des Wärmetauschers äußerst gering sind.

Ein nach der Erfindung aufgebauter Wärmetauscher erlaubt gegenüber herkömmlichen Wärmetauscher-Bauarten bei gleichem Einbau raum und gleichen wärmetechnischen Randbedingungen eine bis zu 27 % gesteigerte Kühlleistung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erf-indungsgemäßen Hohlkörper;

Fig. 2 eine Teilansicht des erfindungsgemäßen Wärmetauschers.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher besteht aus mehreren hintereinander angeordneten Hohlkörpern 1. Die Anzahl der Hohlkörper richtet sich nach der Menge des zu kühlenden Mediums pro Zeiteinheit und nach der geforderten Temperaturdifferenz.

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10000 6.76 pg F 360/1

Wöckne^Humbddt-OeutzAG AKHES -4'- 14.12.1978

D 7S/82 (θ

In der Fig. 1 ist ein Querschnitt durch, einen Hohlkörper 1 dargestellt. Er weist eine rechteckige Form auf. Im Bereich seiner Grundfläche 2 sind' die Stirnflächen ,3 und 4 fXanschförmig überhöht. Die Flansche weisen je zwei koaxial angeordnete Öffnungen 5.1, 5.2 und 6.1, 6.2 auf.

Parallel zur Verbindungslinie der Öffnungen 5.1, 5.2 und 6.1, 6.2 ist mit der Grundseite 2 des Hohlkörpers 1 fest verbunden eine Wand 5 vorgesehen, die die vom Hohlkörper 1 umschlossene Kammer 7 in zwei miteinander verbundene Kammerabschnitte 7.1 und 7.2 unterteilt, d.h. die Wand 5 wirkt als Überlauf.

Wie Fig. 2 zeigt, werden die einzelnen Hohlkörper 1 hintereinander angeordnet und an den Flanschen flüssigkeitsdicht durch Kleben, Löten etc. miteinander verbunden. Da diese Verbindung alleine -je nach Höhe zu Breite-Verhältnis der einzelnen Hohlkörper nicht ausreichen mag - sind die Hohlkörper an ihrem oberen und unteren Ende in jeweils einer Führung 8 bzw. 9 gehalten. Die Führung ist- wie Fig. 1 zeigt - als U-Frofil ausgebildet, in welche die einzelnen Hohlkörper 1 eingesetzt werden. Zwischen den Hohlkörpern 1 besteht ein axialer Abstand durch die Flansche, damit die Hohlkörper von dem zu kühlenden Medium (Luft) umströmt werden können. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs können in diesem Zwischenraum auch Profile (Lamellen) (10) eingesetzt (eingelötet) werden.

Beide Anschlußstutzen des Wärmetauschers liegen auf der vorderen oder hinteren Stirnseite des ersten bzw. letzten Hohlkörpers. Damit ist es möglich, den gesamten für den i.'ärmetauscher vorgesehenen Bauraum vollständig auszunutzen.

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10000 e.7a pg F3B0/1

AKHD - ST« 14.12.1978

D 78/82

In diesem Beispiel wird das zu kühlende Medium, bei einem Kraftfabrzeug beispielsweise Öl, durch die Öffnung 6.1 in die Kammer 7-1 des ersten Hohlkörpers 1 und parallel hierzu durch die Öffnungen 6.2 der nachfolgenden Hohlkörper-1 gefördert. Ist jede Kammer 7.1 vollständig mit Öl gefüllt/ so strömt das Öl über die Wand 5 in die Kammer 7.2. Dabei wird das Öl durch zwischen den einzelnen Hohlkörpern geführte Luft oder anderes Medium gekühlt. Aus der Kammer 7.2 gelangt das Öl durch die Öffnungen 5.1 und 5.2 in entgegengesetzter Einströmrichtung oder umgekehrt wieder aus dem YTärmetauscher.

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10000 6.78 po F 3(0/1

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Claims

Wöckner-Humboicit-DeufeAG ZvLIClräiö 5000 Köln 80, den 14. Dezember 1978

Unsere Zeichen: D 78/82 AG-XPB Bü/Ga

Patentansprüche

Wärmetauscher, insbesondere zum Kühlen von Öl durch Luft bei einer Brennkraftmaschine,

dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher aus einzelnen lamellenartigen Hohlkörpern (1) besteht, die auf ihren gegenüberliegenden Stirnseiten (3, 4) je zwei koaxial liegende Öffnungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2) aufweisen, und daß parallel und zwischen den Verbindungsachsen der Öffnungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2) in jedem Hohlkörper (1) eine Trennwand (5) vorgesehen ist, die im den Öffnungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2) abgewandten Bereich einen Überlauf aufweist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2) flanschförmig an den gegenüberliegenden Stirnseiten (3, 4) überstehend ausgebildet sind und daß die Flansche als Verbindungsfläche der einzelnen Hohlkörper (1) dienen.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (1) mit ihren Öffnungen (5.1, 5.2, 6.1, 6.2)auf zv/ei parallel liegende Leitungen mit axialem Abstand aufgereiht befestigt sind, wobei die Leitungen Bohrungen in den Hohlkörpern (1) aufweisen.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse für den Zu- und Ablauf des zu kühlenden Mediums auf einer Stirnseite des Wärmetauschers angeordnet sind.

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10000 6.78 pg PXOIi

A MTU« 285528S

KBckne^HumboWt-DeubAG ΔίΙΗΙΙ - 2 - 14.12.1978

D 78/82
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkörper (1) einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen und in zwei- parallel angeordneten Führungsschienen (8, 9) befestigt ^sind.

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10000 6.78 po F361/1