DE3341263A1 - Heat exchanger - Google Patents

Heat exchanger

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DE3341263A1 DE19833341263 DE3341263A DE3341263A1 DE 3341263 A1 DE3341263 A1 DE 3341263A1 DE 19833341263 DE19833341263 DE 19833341263 DE 3341263 A DE3341263 A DE 3341263A DE 3341263 A1 DE3341263 A1 DE 3341263A1
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Abstract

Heat exchanger, in particular lubricant cooling device of plate design, which is mounted directly on an internal combustion engine housing and, for the purpose of compensating manufacturing tolerances and thermal expansions, is provided with elastic bellows-type tubes through which the lubricant is lead into or out of the heat exchanger (Fig. 2). <IMAGE>

Description

Wärmetauscher Heat exchanger

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.The invention relates to a device of the preamble of the first claim specified type.

Bei Brennkraftmaschinen ist es oftmals notwendig, den Schmierstoff, nachdem er von den verschiedenen Schmierstellen bzw. Kühlstellen (Kolbenboden) in einen Sammelbehälter zurückgeflossen ist, auf eine vorgegebene Betriebstemperatur abzukühlen, bevor er erneut in den Schmierstoffkreislauf der Brennkraftmaschine gelangt. Diese Abkühlung des Schmierstoffs wird gewöhnlich durch den Einsatz von Luft-Ulkühlern oder Wasser-Ulkühlern erreicht.In internal combustion engines, it is often necessary to use the lubricant, after being transported from the various lubrication points or cooling points (piston crown) in a collecting tank has flowed back to a predetermined operating temperature to cool down before returning to the lubricant circuit of the internal combustion engine got. This cooling of the lubricant is usually achieved by using Reached air ulcoolers or water ulcoolers.

Bisherige Wärmetauscher sind in der Regel zum Befestigen der Schmiermittelzu- und Schmiermittelablaufleitungen sowie der Kühlmittelleitungen mit Flanschen versehen; eine derartige Ausbildung eines Wärmetauschers ist in der DE-OS 20 35 835 beschrieben.Previous heat exchangers are usually used to fasten the lubricant feed and provide the lubricant drain lines and the coolant lines with flanges; such a design of a heat exchanger is described in DE-OS 20 35 835.

Die Schmier- bzw. Kühlmittelleitungen führen dann zu den entsprechenden Anschlüssen der Brennkraftmaschine. Weiterhin ist es bei dieser -Bauart erforderlich, den Wärmetauscher mit geeigneten Vorrichtungen an der Brennkraftmaschine zu befestigen, falls die Anschlußleitungen nicht so ausgestaltet sind, daß sie den Wärmetauscher ohne zusätzliche Befestigungen tragen. Nachteil dieser Bauart von Wärmetauschern ist es, daß sie nach dem Hartlöten im. Ofen noch zusätzliche Arbeitsgänge, wie ein Uberfräsen der Anschlußflansche infolge beim Hartlöten entstandenen Wärmeverzug und Toleranzanfall, Reinigung und Ausspülen der anfallenden Späne, erfordern. Weiterhin sind Wärmetauscher dieser Bauart, deren Flansche fest mit dem Brennkraftmaschinengehäuse verschraubt sind, nicht in der Lage durch Wärmedehnung auftretende Spannungen zu kompensieren.The lubricant or coolant lines then lead to the corresponding ones Connections of the internal combustion engine. Furthermore, with this type of construction it is necessary to attach the heat exchanger to the internal combustion engine using suitable devices, if the connecting lines are not designed in such a way that they connect the heat exchanger wear without additional fastenings. Disadvantage of this type of Heat exchangers is it that after brazing in the. Oven additional operations, such as a Overmilling of the connection flanges as a result of thermal distortion caused by brazing and the occurrence of tolerance, cleaning and rinsing of the chips produced. Farther are heat exchangers of this type, the flanges of which are firmly attached to the internal combustion engine housing are screwed, not capable of stresses caused by thermal expansion compensate.

Außerdem werden für diese Bauart von Wärmetauschern in der Regel ein Gußgehäuse und Gußanschlußleitungen benötigt und es ist eine umfangreiche Bearbeitung des Brennkraftmaschinengehäuses erforderlich. Darüberhinaus treten bei der genannten Art'von Wärmetauschern leicht Dichtungsprobleme auf, da die Flanschdichtungen bei mechanischen und thermischen Wechselbelastungen zu Undichtigkeiten neigen, wobei die Wechselbelastungen durch wechselnde Temperatur-und Druckverhältnisse von Schmier- und Kühlmittel hervorgerufen werden. Weiterhin ist die Gefahr von Undichtigkeiten durch die bei dieser Bauart erforderliche Anzahl von Flanschdichtungen gesteigert Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem die dargelegten Nachteile hinsichtlich Fertigung, Montage und Betriebsverhalten bisheriger Wärmetauscher vermieden werden.In addition, a heat exchanger is usually used for this type of heat exchanger Cast housing and cast connection lines are required and it is an extensive machining of the engine housing required. In addition, occur at the said Kind of heat exchangers easily have sealing problems because the flange seals mechanical and thermal alternating loads tend to leak, whereby the alternating loads due to changing temperature and pressure conditions of lubricating and coolant. There is also the risk of leaks increased by the number of flange seals required for this type of construction The object of the present invention is therefore to provide a heat exchanger as initially described to provide the specified type with which the disadvantages outlined in terms of production, Assembly and operating behavior of previous heat exchangers can be avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Durch die Verwendung von Faltenbalgrohren zum Anschluß an die Schmierstoffversorgungsbohrungen der Brennkraftmaschine können Fertigungstoleranzen am Wärmetauscher wie auch am Brennkraftmaschinengehäuse in weiten Grenzen ausgeglichen werden, ohne daß es irgendwelcher mechanischer Bearbeitungsvorgänge bedarf. Die Faltenbalgrohre'sind bevorzugt aus Metall gefertigt, es ist aber auch eine Fertigung aus anderen Materialien, wie z.B. Kunststoff, möglich. Mit einem bzw. mehreren Dichtringen, die von Nuten, zu denen die freien Enden der Faltenbalgrohre geformt sind, gehalten werden, und die in die Schmierstoffdurchtrittsbohrungen des Brennkraftmaschinengehäuses gesteckt werden, wird eine sichere Abdichtung des Wärmetauschers mit der Brennkraftmaschine erreicht.According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the first claim solved. By using bellows pipes for connection Manufacturing tolerances can occur on the lubricant supply bores of the internal combustion engine Balanced within wide limits on the heat exchanger as well as on the internal combustion engine housing will, without the need for any mechanical machining operations. The bellows pipes are preferably made of metal, but it is also made of other materials, such as plastic, possible. With one or more sealing rings, which are supported by grooves, to which the free ends of the bellows tubes are shaped, held, and which are inserted into the lubricant passage bores of the internal combustion engine housing is a secure seal between the heat exchanger and the internal combustion engine achieved.

Wie eine Weiterbildung der Erfindung vorschlägt, können die freien Enden der Faltenbalgrohre auch anstelle einer oder mehrerer Nuten Stützringe aufweisen, gegen den sich Dichtringe abstützen, die durch eine Druckfederwirkung der Faltenbälge ln Absätze der Schmierstoffeintritts- und -austrittsbohrungen gepreßt werden und somit eine dichte Verbindung von Wärmetauscher und Brennkraftmaschinengehäuse darstellen. Dabei stützt sich der Wärmetauscher an einem ihn umgebenden Gehäuse ab, welches wiederum an dem Brennkraftmaschinengehäuse befestigt wird.As a further development of the invention suggests, the free The ends of the bellows tubes also have support rings instead of one or more grooves, against which the sealing rings are supported by a compression spring action of the bellows In shoulders of the lubricant inlet and outlet bores are pressed and thus represent a tight connection between the heat exchanger and the internal combustion engine housing. The heat exchanger is supported on a housing surrounding it, which is in turn attached to the engine housing.

Anstelle der Dichtringe können auch z.B. konische Dichtzylinder verwendet werden, die in dann ensprechend konisch ausgebildete Ausnehmungen der Schmierstoffbohrungen gepreßt werden. Bei dieser Bauweise ist es vorteilhaft, die Stützringe auf den Faltenbalgrohren so anzuordnen, daß vor den Stützringen zum freien Ende der Faltenbalgrohre hin ein Rohrstück verbleibt, auf das die Dichtzylinder aufgeschoben werden.Instead of the sealing rings, e.g. conical sealing cylinders can also be used which then correspondingly conical recesses of the lubricant bores be pressed. With this design, it is advantageous to place the support rings on the bellows tubes to be arranged so that in front of the support rings to the free end of the bellows tubes Pipe section remains on which the sealing cylinder is pushed.

Desweiteren ist es denkbar, Dichtzylinder auf das freie Ende der.Faltenbalgrohre aufzuvulkanisieren. Durch diese Maßnahme kann der zuvor beschriebene Stützring weggelassen werden. Auch schließt diese Lösung Montagefehler in Form von vergessenen Dichtungen beim Anschrauben des Wärmetauschers an das Brennkraftmaschinengehäuse aus.Furthermore, it is conceivable to place sealing cylinders on the free end of the bellows vulcanize. As a result of this measure, the support ring described above can be omitted will. This solution also eliminates assembly errors in the form of forgotten seals when screwing the heat exchanger to the engine housing.

Durch das erfindungsgemäße Anschließen der Schmiermittelanschlüsse an das Brennkraftmaschinengehäuse erübrigt sich die bisher notwendige gegossene Ausführung des Wärmetauschergehäuses, da die Schmiermittelanschlußflansche, die früher den ganzen Wärmetauscher trugen, wegfallen.By connecting the lubricant connections according to the invention the previously necessary cast on the internal combustion engine housing is unnecessary Execution of the heat exchanger housing, as the lubricant connection flanges, the previously carried the entire heat exchanger, are no longer necessary.

Vielmehr kann durch die Erfindung das Wärmetauschergehäuse beispielsweise aus tiefgezogenem Blech hergestellt werden, mit dem der Schmierstoffkühler verlötet wird. Weiterhin kann das Gehäuse auf der Seite der Schmierstoffanschlüsse offen und zu einem Ring aufgebogen sein, der mit einer ausreichenden Anzahl von Bohrungen versehen wird, durch die der komplette Wärmetauscher mit Schrauben, Sicherungsringen und einer umlaufenden Dichtung am Brennkraftmaschinengehäuse befestigt wird.Rather, the heat exchanger housing can, for example, through the invention are made of deep-drawn sheet metal to which the lubricant cooler is soldered will. Furthermore, the housing can be open on the side of the lubricant connections and bent up to form a ring with a sufficient number of bores through which the complete heat exchanger with screws, locking rings and a circumferential seal is attached to the engine housing.

Als Kühlmitteleinlauf in das Gehäuse bietet sich ein Rohrstutzen an, der in einer seinem Durchmesser entsprechenden oeffnung des Gehäuses befestigt wird. Auf diesem Rohrstutzen kann ein Kühlmittelschlauch in der üblichen Art befestigt werden. Der Kühlmittelaustritt kann durch eine ähnlich wie der Kühlmitteleintritt gestaltete Offnung erfolgen; sinnvollerweise bietet sich aber an, das Kühlmittel durch eine oeffnung in dem Brennkraftmaschinengehäuse direkt in den inneren Brennkraftmaschinenkühlkreislauf zu leiten. Durch diese Maßnahme wird ein sonst erforderlicher weitere Anschluß zum Einleiten des Kühlmittels in die Brennkraftmaschine gespart.A pipe socket can be used as a coolant inlet into the housing, which is fastened in an opening in the housing corresponding to its diameter. A coolant hose can be attached to this pipe socket in the usual way will. The coolant outlet can be similar to the coolant inlet designed opening take place; but it makes sense to use the coolant through an opening in the engine housing directly into the internal engine cooling circuit to direct. By this measure, an otherwise necessary further connection to the Saving the introduction of the coolant into the internal combustion engine.

Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.In the following the invention is illustrated by means of preferred exemplary embodiments explained in more detail.

Es stellen dar: Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Wärmetauscher, Fig. 2 einen Schnitt durch den Wärmetauscher, in dem die erfindungsgemäße Ausbildung eines Faltenbalgrohres nach Anspruch 1 sichtbar ist, Fig. 3 und 4 einen Schnitt durch den Wärmetauscher, in dem weitere erfindungsgemäße Ausbildungen der Faltenbalgrohre dargestellt sind.The figures show: FIG. 1 a section through the heat exchanger according to the invention, Fig. 2 is a section through the heat exchanger in which the embodiment according to the invention of a bellows tube according to claim 1 is visible, Figs. 3 and 4 show a section through the heat exchanger, in which further designs according to the invention of the bellows tubes are shown.

Das Wärmetauschergehäuse (7) besteht aus einem angenähert rechteckigen, wannenförmigen Blechteil, in dem der Schmierstoffkühler in Plattenbauart (l),.durch den der Schmierstoff gefördert wird, festgelötet oder sonst wie befestigt ist. Es sind aber auch andere Ausführungsformen des Gehäuses denkbar. An einer Stirnseite des Blechgehäuses ist in einer Öffnung ein ringförmiger Anschluß stutzen (4) befestigt, an dem in einfacher Weise ein Kühlmittelschlauch mit entsprechenden Befestigungsmitteln angeschlossen werden kann.The heat exchanger housing (7) consists of an approximately rectangular, Trough-shaped sheet metal part in which the plate-type lubricant cooler (l), that the lubricant is conveyed, is soldered or otherwise fastened. It however, other embodiments of the housing are also conceivable. At one end of the sheet metal housing is an annular connection clip in an opening (4) attached, on which in a simple manner a coolant hose with appropriate fastening means can be connected.

Zum Befestigen am Brennkraftmaschinengehäuse (12) ist das Blechgehäuse (7) an seiner offenen Seite U-förmig aufgebogen und in den stirnseitigen Schenkeln sind eine Anzahl Löcher gebohrt oder gestanzt, durch die mit Schrauben sowie Sicherungsringen das Blechgehäuse (7) am Brennkraftmaschinengehäuse (12) unter Hinzufügung einer Dichtung befestigt werden kann.The sheet metal housing is to be attached to the internal combustion engine housing (12) (7) bent up in a U-shape on its open side and in the front legs are a number of holes drilled or punched through which with screws as well as retaining rings the sheet metal housing (7) on the internal combustion engine housing (12) with the addition of a Seal can be attached.

Der Wärmetauscher (1), durch den der Schmierstoff gepumpt wird, besteht aus einem für sich bekannten Plattenkühler (Fig. 2). Der Schmierstoffeintritt (2) bzw. Schmierstoffaustritt (3) in diesem Wärmetauscher (1) erfolgt durch die zuvor genannten Faltenbalgrohre. Das zum dem Wärmetauscher (1) weisende Ende der Faltenbalgrohre ist vorteilhaft mit dem Plattenkühler verlötet. Das freie Ende der Faltenbalgrohre (9) ist mit einer oder mehreren Nuten (10) versehen, in die ein oder mehrere Dichtringe (11) eingelegt sind.The heat exchanger (1) through which the lubricant is pumped exists from a plate cooler known per se (Fig. 2). The lubricant inlet (2) or lubricant outlet (3) in this heat exchanger (1) takes place through the previously called bellows pipes. The end of the bellows pipes facing the heat exchanger (1) is advantageously soldered to the plate cooler. The free end of the bellows tubes (9) is provided with one or more grooves (10) into which one or more sealing rings (11) are inserted.

Die Bohrungen im Brennkraftmaschinengehäuse (12), in die die Faltenbalgrohre (9) eingesteckt werden, sind so bearbeitet, daß die Faltenbalgrohre.(9) bis zu einem eingedrehten Anschlag (6) in die Schmierstoffbohrungen (8) eingesteckt werten können.The holes in the engine housing (12) into which the bellows pipes (9) are inserted, are machined so that the bellows tubes. (9) up to a screwed in stop (6) inserted into the lubricant bores (8).

Bei einer anderen Dichtungsanordnung (Fig. 3) können die Faltenbalgrohre (9) an ihrem freien Ende Stützringe (13) aufweisen, gegen den sich Dichtringe (11) abstützen, die bei der Montage des Wärmetauschers (1) an das Brennkraftmaschinengehäuse (12) durch eine Druckfederwirkung der Metallfaltenbälge &14) in Absätze (15) der Schmierstoffbohrungen (8).gepreßt werden (Fig. 3).In another sealing arrangement (FIG. 3), the bellows pipes (9) have support rings (13) at their free end, against which sealing rings (11) support that during the assembly of the heat exchanger (1) on the internal combustion engine housing (12) by a compression spring effect of the metal bellows & 14) in paragraphs (15) the lubricant bores (8) .be pressed (Fig. 3).

Weiterhin können nach Fig. 4 die Stützringe (13) auf den Faltenbalgrohren (9) auch so angeordnet sein, daß auf vor den Stützringen (13) befindlichen Rohrstücken (16) z.B.Furthermore, according to Fig. 4, the support rings (13) on the bellows tubes (9) can also be arranged so that pipe pieces located in front of the support rings (13) (16) e.g.

konische Dichtzylinder (17) aufgeschoben werden, die wiederum durch die Federwirkung der Faltenbälge (14) in ebenfalls konisch ausgebildete Schmierstoffbohrungen (8) des Brennkraftmaschinengehäuses (12) gedrückt werden.conical sealing cylinder (17) are pushed, which in turn through the spring action of the bellows (14) in also conical lubricant bores (8) of the engine housing (12) are pressed.

Als weitere Variante sind die Dichtzylinder (17) auf die Faltenbalgrohre (9) aufvulkanisiert. Dies hat den Vorteil, daß die Abstützringe (13) in den Faltenbalgrohren wegfallen können und darüberhinaus Montagefehler, die durch Weglassen von Dichtzylindern (17) oder Dichtringen (11) entstehen, ausgeschaltet werden.As a further variant, the sealing cylinders (17) are on the bellows tubes (9) vulcanized on. This has the advantage that the support rings (13) in the bellows tubes can be omitted and, moreover, assembly errors caused by the omission of sealing cylinders (17) or sealing rings (11) arise, are switched off.

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Claims (8)

Patentansprüche 1. Wärmetauscher, insbesondere Schmierstoffkühler in attenbauart, mit Befestigungsmittel, der an einer Brennkraftmaschine angeordnet, von einem Kühlmittel durchströmt und mit Schmierstoffeintritts- und Schmierstoffaustrittsanschlüssen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffeintritts-(2) und Schmierstoffaustrittsleitungen (3) in den bzw. aus dem Wärmetauscher .(1) aus elastischen Faltenbalgrohren (9) bestehen. Claims 1. Heat exchangers, in particular lubricant coolers in attenbauart, with fastening means, which is arranged on an internal combustion engine, flowed through by a coolant and with lubricant inlet and lubricant outlet connections is provided, characterized in that the lubricant inlet (2) and lubricant outlet lines (3) into or out of the heat exchanger. (1) made of elastic bellows tubes (9) exist. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Ende der Faltenbalgrohre (9) fest mit dem Wärmetauscher (1) verbunden ist. 2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that each one end of the bellows pipes (9) is firmly connected to the heat exchanger (1). 3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Faltenbalgrohre (9) in einer oder mehreren Nuten (10) einen oder mehrere Runddichtringe (11) aufnehmen, die bei einer Montage des Wärmetauschers (l) an die Brennkraftmaschine dichtend in die Schmierstoffeintritts- bzw. Schmierstoffaustrittsbohrungen (8) des Brennkraftmaschinengehäuses (12) einsteckbar sind; 3. Heat exchanger according to claim 1 and 2, characterized in that the free ends of the bellows tubes (9) in one or more grooves (10) or several O-rings (11), which when the heat exchanger is installed (l) Sealing to the internal combustion engine in the lubricant inlet and lubricant outlet bores (8) of the internal combustion engine housing (12) can be inserted; 4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenbalgrohre (9) an ihren freien Enden jeweils einen Stützring (13) aufweisen, gegen den sich je ein Dichtring (11) abstützt, der zwischen Stützring und Brennkraftmaschinengehäuse eingefügt ist und der beim Anbau des Wärmetauschers (1) an das Brennkraftmaschinengehäuse (12) durch eine Druckfederwirkung der Faltenbälge (14) eine dichtende Verbindung zwischen Wärmetauscher (1) und einem Absatz (15) in den Schmiermitteleintritts- und Schmiermittelaustrittsbohrungen (8) des Brennkraftmaschinengehäuses (12) herstellt.4. Heat exchanger according to claim 1 and 2, characterized in that the bellows tubes (9) on their free ends each have a support ring (13) against which a sealing ring each (11), which is inserted between the support ring and the internal combustion engine housing and when the heat exchanger (1) is attached to the internal combustion engine housing (12) by a compression spring action of the bellows (14) a sealing connection between Heat exchanger (1) and a shoulder (15) in the lubricant inlet and lubricant outlet bores (8) of the internal combustion engine housing (12). 5. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Stützringen (13) Dichtzylinder (17) angeordnet sind, die bei Montage des Wärmetauschers (1) an das Brennkraftmaschinengehäuse (12) durch eine Druckfederwirkung der Faltenbälge (14) in konische Ausnehmungen (18) der ,chmiermitteleintritts- und Schmiermittelaustrittsbohrungen (8) des Brennkraftmaschinengehäuses (12) gepreßt werden.5. Heat exchanger according to claim 1 and 2, characterized in that in front of the support rings (13) sealing cylinder (17) are arranged, which when the Heat exchanger (1) to the engine housing (12) by a compression spring action the bellows (14) in conical recesses (18) of the lubricant inlet and Lubricant outlet bores (8) of the internal combustion engine housing (12) are pressed will. 6. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtzylinder (17) auf die Faltenbalgrohre (9) aufvulkanisiert sind.6. Heat exchanger according to claim 1 and 2, characterized in that the sealing cylinders (17) are vulcanized onto the bellows tubes (9). 7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (1) von einem einseitig offenen Gehäuse (7) umschlossen ist, wobei die offene Seite des Gehäuses (7) dichtend an dem Brennkraftmaschinengehäuse (12) befestigbar ist und der Wärmetauscher sich an dem Gehäuse abstutzt.7. Heat exchanger according to one of claims 1 to 6, characterized in that that the heat exchanger (1) is enclosed by a housing (7) open on one side, the open side of the housing (7) sealingly against the internal combustion engine housing (12) can be fastened and the heat exchanger is supported on the housing. 8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an das Gehäuse (7) zumindest ein Kühlmittelanschlußstutzen (4) angebracht ist.8. Heat exchanger according to one of claims 1 to 7, characterized in that that at least one coolant connection piece (4) is attached to the housing (7).
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