DE3532930C1

DE3532930C1 - Kühler, insbesondere Ölkühler

Info

Publication number: DE3532930C1
Application number: DE19853532930
Authority: DE
Inventors: Hans Feldkirch Allgäuer; Harald Bludenz Kremnitz; Martin Thüringen Obersberger
Original assignee: Norsk Hydro ASA
Current assignee: Norsk Hydro ASA
Priority date: 1985-09-14
Filing date: 1985-09-14
Publication date: 1986-05-28
Also published as: JPS6273088A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Kühler, insbesondere ölkühler aus stranggepreßten Profilen mit einem umfangsgeschlossenen Außenmantel und einem dazu achsgleich liegenden umfangsgeschlossenen Innenmantei, wobei der Innenmantel zumindest an seiner Außenseite und der Außenmantel zumindest an seiner Innenseite radial nach außen gerichtete, zur Achse der Mäntel parallel verlaufende Rippen aufweist und die beiden Mantel korrespondierende Umfangskonturen besitzen.

Ein Kühler dieser Art ist aus der US-Patentschrift 43 45 644 bekannt. Bei diesem Kühler ist der Innenmantel und der Außenmantel als einstückiges Strangpreßprofil ausgebildet, wobei der von den beiden Mänteln begrenzte Ringraum durch radial verlaufende, die Mäntel unmittelbar verbindende Stege in einzelne Kammern unterteilt ist Die stirnseitig offenen Enden sind mit ringförmigen Kappen verschlossen, welche Ein- bzw. Auslaßöffnungen für das zu kühlende Medium besitzen. Diese Κερμβη sind am Strangpreßprofil mit mehreren Schrauben befestigt. Abgesehen davon, daß ein Strangpreßwerkzeug für ein solches Profil kaum herstellbar ist, ist diese bekannte Konstruktion insofern aufwendig, als die erwähnten Kappen Bauelemente bilden, die zusätzlich gefertigt und montiert werden müssen. Darüber hinaus ist das Verhältnis von Diirchströmquerschnitt zur Umf angslänge des Durchströmquerschnittes ungünstig. Dieses Verhältnis bestimmt die Kühlleistung.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die spezifische Kühlleistung eines solchen Küh-Iers zu verbessern, also das Verhältnis vom Durchströmquerschnitt zur Umfangslänge des Durchströmquerschnittes günstiger zu gestalten und feraer konstruktive Voraussetzungen zu schaffen, die die Herstellung und die Montage eines solchen Kühlers vereinfachen. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß nun dadurch, daß die in. radialer Richtung gemessene Höhe der Rippen etwa gleich ist der halben Differenz des Innendurchmessers des Außenmantels und des Außendurchmessers des Innenmantels; daß die vom Innenmantel nach außen ragenden Rippen den von jeweils zwei benachbarten, nach innen ratenden Rippen des Außenmantels begrenzten Teüräunji; halbieren, wobei die Anzahl der Teilräume gleich ist der Anzahl der nach außen ragenden Rippen des Irtrienmantels; daß zumindest einer der Mantel geweih ist, wb'eei die Wellenberge und Wellentäler parallel zur Mantelachse verTaufen und in den Endabschnitten die Innenrippen des AuSenmantels und die Außenrippen des Innenmantels abgetrennt sind, und stirnseitig der Innenmantel so weit aufgeweitet und/oder der Außenmantel so weit gestaucht ist, daß sich die Mäntel stirnseitig berühren und die beiden Mantel stirnseitig miteinander verbunden, verschweißt, verlötet, verklebt sind.

Dank dieser Maßnahme sind für die Fertigung des Kühlers keine zusätzlichen Konstruktionselemente notwendig, darüber hinaus ist das mehrfach erwähnte Verhältnis, das die spezifische Kühlleistung bestimmt, optimal gestaltet.

Sind nach einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal Außenmantel und Innenmantel zueinander gewellt, so greifen die aufgeweiteten bzw. gestauchten stirnseitigen Endzonen der Profile bei der Montage zahnartig ineinander, und verhindern dadurch, daß sich beim Verlöten oder Verschweißen der stirnseitigen Trennfuge die Profile gegeneinander verdrehen können. Dadurch ist auf einfache Weise eine Positionierung der zu verbindenden Profilstücke möglich, die gewährleistet, daß die nach außen ragenden Rippen des inneren Mantels positionsgerecht im Teilraum der nach innen ragenden Rippen des Außenmantels liegen und diesen halbieren, so daß über den gesamten Umfang des Kühlers gleiche geometrische Verhältnisse vorhanden sind.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Querschnitt des Außenrohres;

F i g. 2 einen Querschnitt des Innenrohres;

F i g. 3 eine Seitensicht des Kühlers zum Teil aufgerissen;

Fig.4 die stirnseitige Ansicht des Kühlers nach F i g. 3 (Blickrichtung Pfeil A);

F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V in F i g. 3.

F i g. 1 veranschaulicht den Querschnitt des stranggepreßten AußenroLres 1, dessen Mantel 2 wellenförmig gestaltet ist, wobei an jeden Wellenberg 3 eine äußere Rippe 4 und an jedes Wellental 5 eine innere Rippe 6 anschließt Die Wellenberge 3 und die Wellenberge 5 erstrecken sich parallel zur Längsachse des Außenrohres 1. Die F i g. 1 und auch die anderen Figuren der Zeichnung veranschaulichen die Bauteile in einem vergrößerten Maßstab. Tatsächlich sind diese Teile nur etwa halb so groß wie dargestellt Daraus ist erkennbar, daß die Wandstärke sowohl des eigentlichen Mantels 2 wie auch jene der Rippen 4 und 6 sehr klein sind. Darüber hinaus sind pro Längeneinheit des Umfanges viele Rippen 4 bzw. 6 vorhanden, die Rippenleiiung ist also groß.

F i g. 2 veranschaulicht den Querschnitt des stranggepreßten Innenrohres 7, dessen Mantel 8 ebenfalls wellenförmig gestaltet ist und zwar in korrespondierender Ausgestaltung zum Mantel 2 des Außenrohres 1. An den jeweiligen Wellenbergen 9 schließen nach außen gerichtete Rappen 10 an. Die Teilung der Rippen entspricht jener des Außenmantels 1.

Zur Bildung und Fertigung des Kühlers werden die so ausgestalteten stranggepreßten Rohre 1 und 2 von etwa gleicher Länge ineinandergeschoben. Die in radialer Richtung gemessene Höhe H der Rippen 6 bzw. 10 ist etwa gleich der halben Differenz des mittleren Innendurchmessers D des Außenmantels 2 und des mittleren Außcndurchmessers d des innerer. Mantels 8, so daß sowohl die Rippen 6 wie auch die Rippen 10 den von den beiden ineinandergeschobenen Profilen begrenzten Ringraum radial überbrücken (F i g. 5). Die äußeren Begrenzungskanten der Rippen 6 bzw. 10, die den erwähnten Ringraum radial überbrücken, liegen dabei jeweils in einer durch die Wellung der Mäntel 2 bzw. 8 gebildeten rinnenartigen Vertiefung (Wellental), so daß auf Grund der gleichmäßigen Teilung der erwähnte Ringraum in eine Vielzahl gleich großer Kammern unterteilt ist, wobei die vom Innenmantei 8 nach außen ragenden Rippen 10 den von jeweils zwei benachbarten, nach innen ragenden Rippen 6 des Außenmantels 2 begrenzten Teilraum 11 halbieren.

Bevor die stranggepreßten Rohre 1 und 2 von im wesentlichen gleicher Länge zur Bildung eines Kühlers ineinandergeschoben werden, werden an den Endabschnitten des Innenrohres 7 die nach außen ragenden Rippen 10 abgetrennt, ebenso werden abgetrennt die nach innen ragenden Rippen 6 des Außenrohres 1. Dann wird das Innenrohr 7 in diesen Endbereichen kegel- oder trompetenartig aufgeweitet, und zwar so weit, bis sein aufgeweiteter äußerer Rand an der Innenseite des Außenmantels 2 anliegt (F i g. 3). Trotz des relativ dünnwandigen Mantels 8 ist diese Aufweitung dank der Ausgestaltung des Profiles möglich, da durch die erwähnte Wellung Materialreserven gebildet werden, die bei dieser Aufweitung, die eine nicht unerhebliche Vergrößerung des Umfanges bedeutet, herangezogen werden können. Entlang der S'oßfuge oder Trennfuge 12 werden die ineinandergeschobenen Rohre 1 und 7 verschweißt oder verlötet odei' verklebt.

Es ist auch möglich, statt das Innenrohr 7 aufzuweiten, das Außenrohr 1 zu stauchen, wobei auch in diesem Falle im Endbereich die Rippen 6 bzw. 10 abgetrennt werden müssen. Auch für eine kontrollierte Stauchung bewährt sich eine solche Wellung des Mantels 2 des Außenrohres 1.

Die Stirnseite des für die Schweißung oder Lötung vorbereiteten Kühlers veranschaulicht Fig.4, aus der auch die erwähnte trompetenartige Aufweitung des Mantels 8 des Innenrohres 7 ersichtlich ist Nahe den

ίο Endbereichen werden im äußeren Mantel 2 Ein- bzw. Auslaßöffnungen 13 vorgesehen, an welchen durch geeignete und bekannte Mittel Rohrleitungen bzw. Schlauchleitungen anschließbar sind.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die umfangsgeschlossenen Außen- und Innenrohre 1 und 7 zylindrisch ausgebildet Andere Umfangskonturen, beispielsweise elliptische oder vielkantige sind möglich.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner die Außenkontur des Außenrohres 1 (F i g. 1) radial symmetrisch ausgebildet Eine solche Ausgestaltung ist dann zweckmäßig, wenn der Kühler beispielsweise in eine Rohrleitung eingebaut wird. Dies ist der FaIf bei ölkühlern für Kraftfahrzeuge, bei welchen dieser ölkühler in den Wasserkühler integriert wird. Es ist aber auch denkbar, außenseitig am Außenrohr 1 eine Leiste vorzusehen, die zusammen mit dem Rohr 1 stranggepreßt wird und mit diesem einstückig ausgebildet ist und die in F i g. 1 mit einer strichpunktierten Linie 14 angedeutet ist Eine solche Leiste kann der Befestigung des Kühlers dienen und/oder auch dazu, die Zu- und Abführleitung für das zu kühlende Medium anzuschließen.

Einige zweckmäßige Abmessungen für einen solchen Kühler, der als ölkühler im Kraftfahrzeugbau verwendet wird, werden nachfolgend benannt:

So beträgt der Außendurchmesser des Außenrohres 1 ca. 40 mm, der Außendurchmesser des Innenrohres 7 ca. 30 mm. Die mittlere Stärke s der Rippen 4,6 und 10 ca. 0,6 mm und die Wandstärke des eigentlichen Mantels 2 bzw. 8 ca. 0,8 mm. Daß ferner das Verhältnis zwischen Durchströmquerschnitt einerseits und Umfangslänge des dcichströmten Querschnittes andererseits außerordentlich günstig ist, macht die Fig.5 unmittelbar anschaulich. Der mittlere Durchmesser des Mantels 2 beträgt ferner ca. 32 mm und der mittlere Durchmesser des inneren Mantels 8 ca. 22 mm. Aus den beispielsweise angegebenen Abmessungen ist auch ermitteibar, in weichem Ausmaß stirnseitig der Innenmantel 8 aufgeweitet wird. Werden die oben angegebenen Maße berücksichtigt, so ergibt sich unter Berücksichtigung, daß die Umso fangsdifferenz auf Grund der Aufweitung Δμ = ir(D-d) ist, ein Wert von ca. 30 mm. Auf den ursprünglichen Umfang bezogen ergibt dies eine Streckung von ca. 45%. D«nk. der besonderen Ausgestaltung des Mantels 2 bzw. des Mantels 8 ist eine Streckung in diesem Ausmaß möglich gewordf κ.

Stirnseitig werden Innenmantel bzw. Außenmanül so weit aufgeweitet bnw. gestaucht, daß die Wellung als solche zwar erhalten bleibt, jedoch gegenüber ihrer ursprünglichen Form gestreckt bzw. gestaucht ist. Beim Ineinanderfügen der Rohre greifen dann die Wellungen zahnartig ineinander und durch dieses zahnartige Ineinandergreifen sind die Rohre einwandfrei zueinander positioniert, so daß die nach außen ragenden Rippen des inneren Mantels positionsgerecht im Teilraum der nach innen ragenden Rippen des Außenmantels liegen und diesen halbieren, so daß über den gesamten Umfang des Kühlers gleiche geometrische Verhältnisse vorhanden sind. Die Breite b der Teilräume 11 werden den jeweils

zu kühlenden Medien optimal angepaßt. So ist es auf Grund der vorgeschlagenen Konstruktion möglich, die den Kühler bildenden Elemente so zu gestalten, daß die mittlere Breite b des Teilraumes 11 nur ca. 0.2 mm beträgt, was eine optimale Kühlleistung ermöglicht.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 ist die Einlaß- b^w. Auslaßöffnung 13 für das zu kühlende Medium im äußeren Mantel 2 vorgesehen. Diese Öffnungen können auch im Innenmantel oder aber im Innen- und Außenmantel angeordnet werden.

Ergänzend sei auch vermerkt, daß die Rippen 4.6 und 10 von ebenen Flächen und Flächenabschnitten begrenzt sein können, daß es aber auch möglich ist. die Oberfläche dieser Rippen etwas zu wellen. Es ist möglich, mehrere ölkühler der hier beschriebenen Bauweise zu Gruppen zusammenzufassen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Kühler, insbesondere Ölkühler aus stranggepreßten Profilen mit einem umfangsgeschlossenen Außenmantel und einem dazu achsgleich liegenden umfangsgeschlossenen Innenmantel, wobei der Innenmantel zumindest an seiner Außenseite und der Außenmantel zumindest an seiner Innenseite radial nach außen gerichtete, zur Achse der Mantel parallel verlaufende Rippen aufweist und die beiden Mantel korrespondierende Umf angskonturen besitzen, d a -durch gekennzeichnet, daß die in radialer Richtung gemessene Höhe (H) der Rippen (6, 10) etwa gleich ist der halben Differenz des Innendurchmessers (D) des Auöenmantels (2) und des Außendurchmessers (d)des Innenmantels (8); daß die vom Innenmantel (8) nach außen ragenden Rippen (10) den von jeweils zwei benachbarten, nach innen ragenden Ripsen (6) des Aiifcnmantels (2) begrenzten Teilräume (11) halbieren, wobei die Anzahl der Teiiräume (11) gleich ist der Anzahl der nach außen ragenden Rippen (10) des Innenmantels (2); daß zumindest einer der Mäntel (2,8) gewellt ist, wobei die Wellenberge (3) und Wellentäter (5) parallel zur Mantelachse verlaufen und b% den Endabschnitten die Innenrippen (6) des Außenmantels (2) und die Außenrippen (10) des Innenmantels (8) abgetrennt sind, und stirnseitig der Innenmantel so weit aufgeweitet und/oder der Außenmantel so weit gestaucht ist, daß sich Jie Mäntel stirnseitig berühren und die beiden Mäntel stirns^itig ineinander verbunden (verschweißt, verlötet, verklebt) sind.

2. Kühler nach Anspruch 1, d«jiurch gekennzeichnet, daß Außenmantel (2) und Innenmantel (8) korre- spendierend zueinander gewellt sind. '

3. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Stärke der Rippen (6,10) kleiner ist als die Wandstärke der Mantel (2,8).

4. Kühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von den beiden Manteln (2, 8) begrenzte Ringraum von den Rippen (S) bzw. (10) radial durchsetzt ist und die freien Enden oder Kanten der Rippen (6,10) jeweils in durch die Wellung gebildeten Vertiefungen desjenigen Mantels ragen, gegen den sie sich erstrecken.

5. Kühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Aufweitung bzw. Stauchung der Endabschnitte des Innenmantels und/oder des Außenmantels die Wellung als solche erhalten, jedoch gestreckt bzw. gestaucht ist und die Wellungen der ineinandergefügten Mäntel zahnartig ineinandergreifen.

6. Kühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Breite (b) eines von zwei benachbarten Rippen (6,10) begrenzten Teilraumes (11) ca. 0,2 mm beträgt (F i g. 5).