DE4307503A1 - Wärmetauscher, insbesondere Ladeluftkühler einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 auf einen aus der US-PS 4,592,414 bekannten Wärmetauscher. Im be­ kannten Fall sollen jeweils an beiden Endseiten der übereinanderlie­ genden Platten Zu- und/oder Abfluß- bzw. Verteilerrohre jeweils paar­ weise nebeneinander ausgebildet werden. Dabei erfolgt die Plattenbe­ abstandung - in Längsrichtung der zu erstellenden Zufluß- bzw. Ab­ flußrohre - hauptsächlich mittels örtlich ausgebuchteter Platten­ abschnitte, die jeweils - pro komplementär zusammengefügtem Plattenpaar-Ausbuchtungen einschließen; diese Ausbuchtungen bilden in übereinander liegender Anordnung der Plattenpaare Zu- bzw. Ab­ flußrohr-Strukturen aus und kommunizieren über Öffnungen in den ausge­ buchteten Plattenabschnitten, wobei örtliche Rohrverbindungen durch wechselweisen Eingriff von Flanschen in zugeordnete Öffnungen an den aufeinander sitzenden Plattenabschnitten bereitgestellt werden; für die jeweils örtliche Trennung in ein Zu- und in ein Abflußrohr können jeweils gänzlich voneinander trennbare Ausbuchtungen eines Platten­ paars von nasenartig ausgeprägten Plattenabschnitten bereitgestellt werden.

Im bekannten Fall schließt jedes Plattenpaar einen oder zwei Kanäle (Ein- oder Zweistromführung) für das wärmeaufnehmende Fluid ein, wobei diese Kanäle an ihren Enden jeweils in die räumlich erweiterten Aus­ buchtungen eines Zu- oder Abflußrohrs übergehen; dabei ist jedes Plat­ tenpaar entlang gemeinsamer äußerer Randbereiche flansch- bzw. lei­ stenartig aneinander abgestützt bzw. umwandet.

Der bekannte Fall verlangt einen aufwendigen, komplizierten und ko­ stenintensiven Verformungs- bzw. Prägeaufwand für die Platten in Kom­ bination mit verhältnismäßig großen Plattenwandstärken, um einen me­ chanisch stabilen selbsttragenden Aufbau zu erzielen. Die großen Plattenwandstärken haben u. a. folgende Nachteile: Kein optimaler Wär­ metausch (zeitlich reduzierter Wärmeübergang); verhältnismäßig großer Materialbedarf; relativ hohes Gewicht. Da im bekannten Fall sämtliche Platten untereinander verschweißt oder verlötet werden sollen, ist ein "Modulaustausch" oder eine vom Zulieferer bzw. Wärmetauscherhersteller unabhängige "modulare" Ergänzung des Wärmetauschers in Abstimmung auf variable Leistungs- und Arbeitszyklen von Brennkraftmaschinen praktisch nicht möglich; ein "Modul" bezieht sich dabei auf ein Plat­ tenpaar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, der bei vergleichsweise geringem Herstell- und Materialaufwand (geringer Prägeaufwand/dünne Platten) gewichtlich relativ leicht ist und dabei einfachst erstell­ bare Zu- und Abstromkanäle ermöglicht, die unter Beherrschung auf­ tretender Temperatur- sowie mechanischer Belastungen optimal abge­ dichtet sind.

Die gestellte Aufgabe ist durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß gelöst.

Die Erfindung schafft einen mechanisch stabilen Plattenaufbau, insbe­ sondere im Bereich der zu erstellenden Zu- oder Abflußrohre, wobei die verwendeten Ringe grundsätzlich Trag-, Beabstandungs- und Abdichtmit­ tel zwischen den in Längsrichtung der Zu- oder Abflußrohre durch ge­ eignete Spannmittel gegeneinander verspannten Platten sind. Dabei besteht die Möglichkeit, einzelne Ringe gänzlich oder teilweise oder zumindest an den die Plattenkontaktierung bereitstellenden Stirnenden aus einem gummielastischen Werkstoff zu fertigen; derartige Ringe wären vorzugsweise zwischen denjenigen komplementär ausgebuchteten Plattenabschnitten anzuordnen, an denen das wärmeaufnehmende Fluid, z. B. Kühlwasser, gegenüber Konalstrukturen der Matrix abdichtend ab­ zuschirmen wäre, die das wärmeabgebende Fluid, z. B. verdichtete Heiß­ luft, führen und die gegebenenfalls zusätzlich gegenüber der äußeren Umgebung des Plattenwärmetauschers abzudichten wären (Eckenbereich der Plattenmatrix).

Im Rahmen der Erfindung kann vorzugsweise eine äußere randseitige und abdichtende Verschweißung derjenigen schalenartigen komplementären Plattenpaare vorgesehen sein, die jeweils Kanalstrukturen für das wärmeaufnehmende Kühlmittel ausbilden bzw. einschließen und die die Ringe bzw. ringseitige Verteilerstrukturen einschließen, um das wärme­ aufnehmende Fluid rohrartig zu führen und gezielt gleichförmig zu verteilen. Derart verschweißte Plattenpaare stellen austauschbare bzw. bedarfsweise ergänzbare Module des Wärmetauschers dar. Derartige Plat­ tenmodule können an gegenseitigen Plattenabschnitten, die gegenüber den ausgebuchteten Abschnitten für die Ringe abgeflacht sind, in zusammengespannter sich zusätzlich abstützender Weise angeordnet wer­ den. An den örtlich abgeflachten Kontaktstellen können sickenartige formschlüssig korrespondierende Plattenzentriermittel vorgesehen sein; es kann aber auch an diesen örtlich abgeflachten Kontaktierungsstellen eine Punktschweiß- oder Hartlötverbindung vorgesehen sein.

Die zuvor besprochene Bauweise ermöglicht ein Übereinander-Stapeln von fertig verschweißten Modulen, wobei für die Rohrerstellung lediglich zwischen zwei derartige Module betreffende Dicht- und/oder Ab­ standsringe einzufügen wären. Die jeweils zwischen den Platten zu ver­ ankernden Ringe für die Zu- oder Abflußrohre der Matrix können ein­ fachst zentriert in Position gehalten werden, z. B. durch an den Plat­ tenabschnitten angeordnete sickenartige Vertiefungen oder Vorsprünge oder Noppen bzw. Ringsicken oder -flansche, wobei die Flansche kragen­ förmig in einen Ring eingreifen können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung nach Anspruch 1 ergeben sich im übrigen aus den Merkmalen der Patentansprüche 2 bis 18. Anhand der Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise weiter erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen perspektivisch sowie schematisch dargestellten Wärme­ tauscher als Platten-Ladeluft-Kühler unter Zuordnung einer Zusammenspannung der Platten zwischen äußeren Abschlußdeckeln und einer abströmseitigen Gehäusekontur für das aus der Ma­ trix abströmende abgekühlte Fluid (Druckluft),

Fig. 2 eine gemäß Schnitt II-II der Fig. 3 gesehene schalenartige Struktur einer Platte der Matrix unter schematischer Verdeut­ lichung einer komplementär zwischen einem Plattenpaar ausbild­ baren Umkehr-Strom-Rohrmatrix, die über ringseitige Durch­ brüche an betreffende Öffnungen des Zu- bzw. Abflußrohrs ange­ schlossen ist,

Fig. 2a eine gemäß II-II der Fig. 3 gesehene, jedoch gegenüber Fig. 2 abgewandelte Variante hinsichtlich Zu- und Abflußrohranordnung und der Matrix, hier in "Dreifach-Kreuz-Gegenstrom-Bauweise",

Fig. 3 eine als Längsschnitt dargestellte Teilhälfte der Plattenmatrix in Ausbildung eines Zuflußrohrs in der Kombination aus metall­ ischen Abstands- und aus einem Dichtwerkstoff, z. B. Gummi, gefertigten Ringen,

Fig. 4 eine gemäß A-A der Fig. 3 in die Zeichnungsebene abgewickelt projizierte Ansicht unter Verdeutlichung jeweils einer zwi­ schen einem Abstandsring und einer Platte ausgebildeten er­ sten Ausführung von Öffnungen für die Zuführung des wärmeauf­ nehmenden Fluids (Kühlwasser),

Fig. 5 eine sinngemäß der Fig. 4 entsprechende und gemäß A-A aus Fig. 3 herleitbare Ansicht, jedoch unter Verdeutlichung einer zwei­ ten Ausführungsform von Öffnungen, die jeweils einseitig zwischen den Abstandsringen und einer daran angrenzenden Plat­ te ausbildbar sind,

Fig. 6 eine gegenüber Fig. 3 dahingehend abgewandelte Variante der Plattenmatrix und der Zuflußrohrausbildung, daß die metalli­ schen Abstandsringe, in Ausbildung der betreffenden Öffnungen, einen gegenüber einer Platte einseitig offenen, U-förmigen Querschnitt aufweisen,

Fig. 7 eine insbesondere gegenüber Fig. 3 dahingehend abgewandelte Variante der Plattenmatrix und der Zuflußrohrausbildung, daß jeweils zwischen zwei Platten benachbarter Plattenpaare einge­ spannte Ringe in der Kombination aus profilierten metallischen Abstandsringen mit O-Ring-Dichtungen ausgebildet sind,

Fig. 8 eine gemäß Fig. 3, 6 und 7 gesehene und gegenüber diesen Aus­ führungsbeispielen insbesondere dahingehend abgewandelte Va­ riante, daß sämtliche Ringe beabstandende und abdichtende Qualitäten haben und jeweils zwischen in Rohrachsrichtung einander sich gegenüberliegenden Stirnflächen Ausnehmungen zur Aufnahme plattenseitig paarweise integrierter Kanäle für das wärmeaufnehmende Fluid (Kühlwasser) aufweisen,

Fig. 9. eine gemäß B-B der Fig. 8 in die Zeichnungsebene abge­ wickelt projizierte Ansicht für zwischen gegenseitigen, etwa halbkreisförmigen Ausnehmungen benachbarter Ringstirnflächen einbindbare, plattenpaarweise integrierte zylindrische Kanäle,

Fig. 10 eine gemäß B-B der Fig. 8 gesehene Alternative der Fig. 9 für zwischen etwa trapezförmigen gegenseitigen Ausnehmungen benachbarter Ringstirnflächen einbindbare, plattenpaarweise integrierte, hier z. B. sechseckige Kanalquerschnitte,

Fig. 11 einen längs geschnitten verkörperter Matrixteilausschnitt des Wärmetauschers, wonach z. B. der jeweilige Abstandsring in einer Ringausbuchtung bzw. -tasche sitzt, die jeweils zwischen komplementär ausgeformten Plattenabschnitten mit Öffnungen ausgebildet sind und

Fig. 12 einen Kanalstrukturen einschließenden Längsausschnitt eines Plattenpaars unter Verdeutlichung einer außenrandseitigen, lösbaren Gummi-Klemm-Dichtung als Plattenverbindungsmittel.

Gemäß Fig. 1 können die übereinander stapelartig angeordneten Platten 1, 2 des Wärmetauschers zwischen einen oberen und einem unteren Ab­ schlußdeckel D bzw. D′, unter Zwischenschaltung von Stützleisten L, vorzugsweise entlang der vorderen und hinteren Endbereiche gegeneinan­ der verspannt werden. Die Zusammenspannung kann mit Schraubbolzen erfolgen, von denen zugehörigen Schraubenköpfe mit S bezeichnet sind. Den zwischen den Platten 1, 2 ausgebildeten Zu- und Abflußrohren 7 bzw. 7′ sind Öffnungen 5′, 5′′ im oberen Abschlußdeckel D zugeordnet. Über die Öffnung 5′ gemäß Pfeil K zugeführtes wärmeaufnehmendes Fluid, z. B. Kühlwasser, gelangt über das Zuflußrohr 7 in die einen Kanäle 4, die jeweils in ein Paar der Platten 1, 2 eingebunden sind. Abströmseitig sind die einen Kanäle 4 an das Abflußrohr 7′ angeschlossen, aus dem das als Folge des Wärmetausches mit dem zugeführten wärmeabgebenden Fluid, insbesondere heißer Verdichter- bzw. Ladeluft V (s.h. auch Fig. 2) erwärmte Kühlwasser gemäß Pfeil K′ aus der Öffnung 5′′ ab­ fließt. Den äußeren Umrißlinien R in Fig. 1 folgend, können die Plat­ tenpaare 1, 2 an flanschartigen komplementären Umrandungen U bzw. U′ (s.h. auch Fig. 3, 6, 7, 8) abdichtend miteinander verschweißt werden; vorzugsweise kann eine Strahl-/rollnahtschweißung verwendet werden, es kann aber auch eine temperaturbeständige Hartlötung verwendet werden.

Die Platten 1, 2 können z. B. aus Stahl-, Kupfer- oder Aluminiumblechen gefertigt sein. Sie bilden untereinander Zwischenräume Z aus, in denen mittels gewellter Blecheinsätze W quer zu den einen Kanälen 4 sich erstreckende andere Kanäle 3 erstellt werden, in denen das wärmeabge­ bende Fluid, insbesondere heiße Ladeluft V geführt wird, die aus der Matrix gemäß V′ (s.h. auch Fig. 2) mit deutlich reduzierter Temperatur abströmt, um über eine Öffnung des Gehäuses G der betreffenden Brenn­ kraftmaschine als Ladeluft zugeführt zu werden.

Fig. 2 ist gemäß Schnitt II-II der Fig. 3 zu verstehen, wobei die jeweils einen Kanäle 4 unter Umkehrung der Strömungsrichtung (Pfeil ST) geführt werden, so daß zusammen mit der angegebenen Ström­ richtung V, V′ des wärmeabgebenden Fluids, das als heiße Ladeluft durch die jeweils anderen Kanäle 3 strömt, ein im Kreuz-Gegenstrom durch­ strömter Wärmetauscher vorliegt; mithin wird dabei über das Feld Fd (Fig. 2) von zwischen einem Plattenpaar 1, 2 aus jeweils komplementären Ausnehmungen entstehenden einen Kanälen 4, eine gegenüber dem Zu- und Abflußrohr 7 bzw. 7 quer auskragende, U-förmige Platten-Rohrmatrix ausgebildet; sie steht zuflußseitig (Pfeil F) mit den Zuflußrohr 7 (Fig. 2) und abflußseitig (Pfeil F′) mit dem Abflußrohr 7′ in Verbin­ dung.

Fig. 2a verkörpert ein im Rahmen der Erfindung mögliches Einsatzkon­ zept des Platten-Wärmetauschers in Dreifach-Kreuz-Gegenstrombauweise mit im wesentlichen diagonal sich gegenüberliegender Anordnung der zwischen und über die Platten 1, 2 auszubildenden Zu- und Abflußrohre 7 bzw. 7′. Dabei liegt eine in drei einander entgegengerichtet durch­ strömte Rohrfeldsektionen Fd1, Fd2, Fd3 zergliederte Kanalmatrix vor, die eintrittsseitig (F) über betreffende Ringe 9 mit dem Zuflußrohr 7 und austrittsseitig (F′) über betreffende Ringe 9 mit dem Abflußrohr 7′ verbunden ist. Entgegen der Anordnung nach Fig. 1 und 2 ist gemäß Fig. 2a z. B. der Einlaß in das Zuflußrohr 7 oben und der Auslaß des Abflußrohrs 7′ unten angeordnet zu verstehen. Im übrigen entsprechen Funktionen und Wirkungsweisen der Fig. 2a der schon in Fig. 2 ver­ merkten Bezugszeichen-Nomenklatur.

Unter gleichzeitiger Ausbildung z. B. des Zuflußrohrs 7 - praktisch iden­ tisch mit jeweiliger Abflußrohrausbildung - sind die Platten 1, 2 grundsätzlich an Ringen aneinander abgestützt und in Rohrlängsrichtung verspannt, wobei in Fig. 3, 4 und 5 eine Kombination von aus einem gummi-elastischen Werkstoff gefertigten Ringen 8 und metallischen Abstandsringen 9 vorliegt. Ein jeweils - wie erwähnt - randseitig (U, U′) zusammenschweißbares Plattenpaar 1, 2 enthält den Abstandsring 9, der über Durchbrüche 10 mit den einen Kanälen 4 der Matrix in Ver­ bindung steht; ausgehend von randseitigen, gegenseitig abgeflachten Stützabschnitten 11, 12 bilden die Plattenpaare 1, 2 zwischen komplemen­ tären (axial in Bezug auf Rohrachse) erweitert ausgeformten Abschnitten 13, 14 die Zwischenräume Z aus, in denen die Ringe 8 für eine plattenseitig eingespannte Abdichtung gegenüber den anderen Ka­ nälen 3 und auch gegenüber der äußeren Umgebung sorgen. Die erweitert ausgeformten Plattenabschnitte 13, 14 enthalten jeweils von den Ringen 8 bzw. 9 umgebene Öffnungen 5 des Zuflußrohrs 7. Entlang der Stütz­ abschnitte 11, 12 kann eine punktuelle Verschweißung oder gegebenen­ falls Lötverbindung vorgesehen sein.

Ein verschweißtes Plattenpaar 1, 2 stellt ein gegebenenfalls aus­ tauschbares oder bedarfsweise ergänzbares Modul dar.

Die Durchbrüche 10 bzw. 10′ der Abstandsringe 9 (Fig. 4 und 5) werden von zur einen Ringstirnfläche hin offenen Ausnehmungen und an deren jeweils offene Seiten angrenzenden Gegenflächen des betreffend ausge­ formten Abschnitts 13 bereitgestellt; die so ausgebildeten Durchbrüche 10 weisen in Fig. 4 einen teilweise - innenseitig - etwa halbkreisför­ migen und von dort nach außen sich etwa quadratisch fortsetzenden Querschnitt auf; in Fig. 4 weisen die Durchbrüche 10′ einen qua­ dratischen Querschnitt auf; die zwischen den Durchbrüchen 10, 10′ be­ lassenen Ringstege enden mit einem stumpfen Fugenwinkel relativ zur Erstreckung des Abschnitts 13.

Bei verhältnismäßig geringen Blechwandstärken für die Platten 1, 2 etwa < 0,5 mm, und mit relativ geringen erforderlichen Spannkräften kann so eine mechanisch stabile Plattenkonstruktion geschaffen werden, die an den notwendigen Stellen optimal abgedichtet ist (Kühlwasser/Heißluft). Etwaiger Plattenversatz, als Ursache von Temperatur- oder Temperatur­ wechsel oder mechanischen Beanspruchungen kann durch leichtes Nach­ spannen einfachst korrigiert werden; dies gilt auch in Verbindung mit den übrigen Beispielen (Fig. 6 bis 11).

Wie insbesondere in Verbindung mit Fig. 3, 4 und 5 verdeutlicht, soll in weiterer Ausgestaltung die jeweilige Höhe H eines Durchbruches 10 bzw. 10′ < 2/3 der maximalen radialen Wanddicke D des Abstandsringes 9 und die Breite B des Durchbruches 10 < 5 mm ausgeführt sein; in Ver­ bindung damit kann vorzugsweise die jeweils für eine Aussparung maß­ gebliche Durchströmfläche in einer Größenordnung von maximal 1/20 des engsten Durchströmquerschnitts einer Öffnung 5 eines Zu- oder Ab­ strömrohrs 7 bzw. 7′ ausgelegt sein.

Fig. 6 weicht von Fig. 3, 4 und 5 dahingehend ab, daß die jeweiligen Abstandsringe 15, die innerhalb eines randseitig verschweißbaren Paars von Platten 1, 2 angeordnet sind, einen hier in Längsrichtung des Zu­ strömkanals 7 einseitig offenen, U-förmigen Querschnitt aufweisen; dabei weisen die Abstandsringe 15 bis zur ihren einen freien Stütz­ schenkeln reichende Querdurchbrüche 16 auf, über die das Zuflußrohr 7 am jeweiligen Abstandsring 15 mit den einen Kanälen 4 der Matrix in Verbindung steht. Die genannten "freien" Enden der Stützschenkel sit­ zen dabei jeweils auf dem einen ausgeformten Plattenabschnitt 13 fest auf. Bei relativ hoher Formsteifigkeit führen derartige Abstandsringe 15 zu einer nicht unwesentlichen Gewichtsverringerung.

Fig. 7 weicht von Fig. 3 bis 5 dadurch ab, daß anstelle der aus Gummi oder einem gummielastischen Werkstoff gefertigten Ringe 8 (Fig. 3) Ringe 16 in der Kombination eines Abstands- und Dichtringes vorgesehen sind, die in stirnseitigen Umfangsnuten z. B. aus Gummi oder Teflon gefertigte Dichtringe 16′′ enthalten, die unter örtlicher Quetschung abdichtend an den betreffenden Gegenflächen der ausgeformten Platten­ abschnitte 13, 14 aufsitzen. Im Wege einer den Wärmeübergang vergröß­ ernden Oberflächenprofilierung P am inneren Ringumfang kann gleichzei­ tig eine hoch-effektive Kühlung dieser Ringkombination 16′, 16′′ er­ zielt werden, und zwar über den Wärmetausch des über das Zuströmrohr 7 zugeführten Kühlwassers mit der heißen aus dem Lader zugeführten Ver­ dichterluft (Kanäle 3 in Z).

Die Fig. 8, 9 und 10 zeigen eine Wärmetauscherausführung, bei der sämt­ liche Ringe 17 zwischen den Platten 1, 2 als zugleich stützkraft-übertragende und abdichtende Elemente z. B. aus einem Hart­ gummi gefertigt sind; zwischen sich in Achsrichtung eines zu erstel­ lenden Rohrs, z. B. Zuflußrohrs 7, einander gegenüberliegenden Ring­ stirnflächen ist dabei ein die jeweils einen Kanäle 4 bzw. 4′ ausbil­ dendes Plattenpaar 1, 2 eingebunden; dabei sitzen die von den gegen­ seitigen abgeflachten Stützabschnitten 11, 12 ausgehenden, komplementär ausgeformten Abschnitte 13, 14 teilweise und mit den Öffnungen 5 unmit­ telbar aufeinander; teilweise schließen die Ringe 17 an zwischen ge­ genseitigen Stirnflächen enthaltenen komplementären Ausnehmungen 18 (Fig. 9) bzw. 19 (Fig. 10) die zwischen entsprechend konturierten Plat­ tenformen enthaltenen Kanäle 4 (Fig. 9) bzw. 4′ (Fig. 10) ein, die in Fig. 9 sich mit kreisförmigen Querschnitt bzw. zylindrisch und in Fig. 10 sich mit einem mehreckigen, z. B. hier 6eckigen Querschnitt dar­ stellen.

Bei sämtlichen bisher erörterten Ausführungsarten ist es vorteil­ hafterweise möglich, daß die von den örtlich abgeflachten Stützab­ schnitten 11, 12 aus nach einer Endseite bzw. eckenseitig in Richtung auf leistenförmige Verbindungsflansche U, U′ auslaufenden Abschnitte eines Plattenpaars 1, 2 ebenfalls Kanalstrukturen 20 der Matrix ein­ schließen; diese können ebenfalls z. B. an das Zuflußrohr 7 über Öff­ nungen in bzw. an den Ringen angeschlossen sein.

Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 schließen jeweilige Platten­ paare 1, 2 - relativ zur übereinanderliegenden Anordnung der be­ treffenden Öffnungen 5, z. B. eines Zuflußrohrs 7 - ringförmige Ta­ schen T ein, in denen jeweils beabstandende Ringe 20 angeordnet sind; diese stehen an sich einander gegenüberliegenden Umfangsbereichen über Öffnungen 21 mit den plattenseitig integrierten einen Kanälen 4 der Matrix in Verbindung. In örtlich beabstandender Ausbildung der Zwi­ schenräume Z für die anderen Kanäle 3 der Matrix sind weitere Ringe 22 - vergleichbar mit den Ringen 16′ der Fig. 7 - vorgesehen, die sich unter Einschluß von weiteren Dichtringen 16′′ oder -schnüren an Ring­ flächen abstützen, die von örtlich ringförmig ausgeformten oder ausge­ buchteten Abschnitten 13, 14 der Platten 1, 2 ausgebildet sind; die einen Öffnungen 5 laufen jeweils in Ringflansche 23 aus, die zen­ trierend in die Ringe 22 eingreifen. Mit 24 sind in Fig. 11 Zentrier­ mittel der Ringe 20 markiert; dabei kann es sich um geprägte Sicken, Noppen oder dergleichen handeln.

Auch bei den schon erwähnten und insbesondere in Fig. 3 bis 9 aufge­ zeigten Beispielen können die Ringe 8 bzw. 16′ bzw. 17 in Ringtaschen eingebunden sein, die von den ausgeformten Plattenabschnitten 13,14 ausgebildet sind.

Gemäß Fig. 12 kann anstelle einer örtlich dichten Löt- oder Schweiß­ verbindung entlang der Außenränder U, U′ der Plattenpaare 1, 2 eine lösbare Klemm-Dicht-Verbindung 25 vorgesehen sein; dabei weisen die gegenseitige Sitz- und Stützflächen ausbildenden Außenränder U, U′ aus­ gerundet vorspringende Zangen 26, 27 auf, die ein Teilumfang eines Gummis oder einer gummiartigen Schnur 28 umgreifen; ein einseitig geschlitztes Spannrohr 29 umschließt die Schnur 28 und umgreift die Zungen 26, 27 unter zangenartiger Zusammenspannung der Außenränder U, U′.

Die Erfindung kann auch bei einem Plattenwärmetauscher eingesetzt werden, bei dem vorzugsweise in beiden Endbereichen der Plattenmatrix mit Abstand parallel nebeneinander angeordnete Zu- und/oder Ab­ flußrohre ausgebildet werden; dabei können z. B. örtlich voneinander getrennte Kanäle 4 in jeweiligen Rohrfeldern einander entgegenge­ richtet durchströmt und jeweils eintrittsseitig an ein Zuflußrohr und austrittsseitig an ein Abflußrohr angeschlossen sein.

Soweit nicht schon ausdrücklich beansprucht, sind die vorstehend beschriebenen und/oder zeichnerisch dargestellten Merkmale ebenfalls Bestandteil der Erfindung.

Claims (18)

1. Wärmetauscher, insbesondere Ladeluft-Kühler einer Brennkraft­ maschine, dessen Matrix aus stapelartig übereinander angeordneten Platten (1, 2) besteht, die voneinander getrennte Kanäle (3; 4) für zwei am Wärmetausch beteiligte Fluide einschließen, und die mittels Öffnungen (5) an komplementär ausgeformten Abschnitten (13, 14) Zu- und Abströmrohre (7, 7′) ausbilden, die jeweils mit den einen Kanälen (4) der Matrix in Verbindung stehen, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zu- und Abströmrohre (7, 7′) aus zwischen den ausgeformten Abschnitten (13, 14) abdichtend eingespannten Ringen (8, 9) zusammengesetzt sind, die in unterschiedlichen Abstandsebenen eine fluidische Verbindung mit den einen Kanälen (4) oder eine fluidische Absperrung gegenüber den anderen Kanälen (3) der Matrix ausbilden.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je­ weils ein die einen Kanäle (4) der Matrix zwischen komplementären Ausformungen bereitstellendes, schalenartiges Plattenpaar (1, 2) entlang äußerer gegenseitiger Umrandungen (U, U′) abdichtend mitein­ ander verlötet oder verschweißt ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ringe (8, 17) zumindest teilweise aus Gummi oder einem gummiela­ stischen Werkstoff gefertigt sind und die fluidische Verbindung zwischen einem Zu- oder Abflußrohr (7, 7′) und den in Zwischenräumen (Z) zwischen den ausgeformten Plattenabschnitten (13, 14) ent­ haltenen anderen Kanälen (3) absperren.

4. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ringe (8, 9) in jeweiliger Ummantelung der in den ausgeformten Plattenabschnitten (13, 14) enthaltenen Öffnungen (5) eines Zu- oder Abflußrohrs (7, 7′) zwischen den Plat­ ten (1, 2) angeordnet sind.

5. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß in ein jeweils die einen Kanäle (4) der Matrix einschließendes Plattenpaar (1, 2) metallische Ringe (9, 15) eingebunden sind, die über Öffnungen oder Durchbrüche (10, 10′, 16) mit den einen Kanälen (4) in Verbindung stehen.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen oder Durchbrüche (10, 10′, 16) zwischen längs einer Stirn­ fläche eines Ringes (9, 15) offenen Ausnehmungen und ebenen Gegen­ flächen eines ausgeformten Plattenabschnitts (13) ausgebildet sind, wobei zwischen den Ausnehmungen verbleibenden Stege unter Einschluß eines stumpfen Fugenwinkels an dem Plattenabschnitt (13) aufsitzen.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Höhe (H) eines Durchbruches (10, 10′) < 2/3 der maximalen radialen Wanddicke (D) des betreffenden Ringes (9) und die Durchbruchbreite (B) < 5 mm gewählt ist, wobei die jeweils von einem Durchbruch (10, 10′) oder einem Kanal (4) (Fig. 9) bereitge­ stellte Durchströmfläche auf maximal 1/20 des jeweils engsten Durchströmquerschnitts des Zu- oder Abströmrohrs (7, 7′) ausgelegt ist.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die metallischen Ringe (15) einen in Längsrichtung eines Zu- oder Ab­ strömrohrs (7, 7′) einseitig offenen, U-förmigen Querschnitt mit an den freien Stützschenkeln endenden Querdurchbrüchen (16) aufweisen, die an die einen Kanäle (4) angeschlossen sind.

9. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest teilweise aus Gummi gefertigte Ring ein am äußeren Umfang von einem Metallring umfaßter Gummiring ist.

10. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuströmrohr (7) vom einem wärmeaufnehmenden Kühlfluid durchströmt ist, wobei jeweils ein das Zuströmrohr (7) gegenüber heißem Fluid in den anderen Kanälen (3) absperrender metallischer Ring (16′) am inneren Umfang mit einer den Wärmeübergang vergrößernden Oberflä­ chenprofilierung (P) ausgestattet ist und mittels in Umfangsnuten eingesetzter Dichtringe (16′′) oder -schnüre an Gegenflächen be­ nachbarter Platten (2, 1) aufsitzt.

11. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei in Rohrachsrichtung aufeinander folgende, zugleich als stützkraft- übertragende und abdichtende Elemente ausgebildete Ringe (17) eines Zu- oder Abflußrohrs (7, 7′) an zwischen gegensei­ tigen Stirnflächen enthaltenen komplementären Ausnehmungen (18, 19) entsprechend konturierte Ausformungen eines Plattenpaar (1, 2) umschließen, die zusammen die einen Kanäle (4, 4′) ausbilden.

12. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenpaare (1, 2) an Endbereichen der Matrix von gegenseitige Kontaktflächen ausbildenden Stütz­ abschnitten (11, 12) aus die jeweils komplementär ausgeformten Plat­ tenabschnitte (13, 14) für die Ringe ausbilden, wobei die Platten­ paare (1, 2) zwischen den Stützabschnitten (11, 12) jeweils komple­ mentär ausgeformte randseitige Kanalstrukturen (20) einschließen, die über die Ringe (9, 15) fluidisch beaufschlagbar sind.

13. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenpaare (1, 2) an den Stützabschnitten (11, 12) punktuell verschweißt oder verlötet sind.

14. Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenpaare (1, 2) an den Stützabschnitten (11, 12) abdichtend und zentrierend ineinandergreifen.

15. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstands- und/oder Dichtringe durch Stege, Noppen, Sicken, Vorsprünge oder dergleichen an den be­ treffenden Sitzflächen der ausgeformten Plattenabschnitte (13, 14) zentriert sind.

16. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die einen Ringe (20) jeweils in ring­ förmigen Taschen (T) eingebunden sind, die zwischen komplementär ausgebuchteten Abschnitten eines Plattenpaars (1, 2) ausgebildet sind.

17. Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (5) eines Plattenpaars (1, 2) zumindest auf einer ausgeformten Plattenseite in axiale Ringflansche (23) übergehen, die jeweils in einen Abstands- und/oder Dichtring (22) eingreifen.

18. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenpaare (1, 2) entlang gegenseitiger äußerer Umrandungen (U, U′) durch eine Gummi-Klemm-Dichtung (25) lösbar miteinander verbunden sind.