DE7713703U - Wärmetauscher - Google Patents

Description

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DIPL-ING. H. STAHMANN DIPL-PHYS. DR. K. SCHWEINZER DIPL-ING. DR. M. RAU

D-8500 NORMBERG ESSENWEINSTRASSE 4-6 TELEFON 09 Π / 203727 TELEX Oi / 23135

Nürnberg, 29.04.1977 17/38

Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr.Behr GmbH.S Co.KG, Mauserstr. 3, 7000 Stuttgart 30

"Wärmetaus c her"

Die Erfindung betrifft einen in einem Kühlmittel enthaltenden Behälter angeordneten Wärmetauscher, insbesondere für öl, z. B. Doppelrohr-, Flachrohr- oder Scheibenkühler, mit ZufluB- und Abflußanschlüssen.

Es ist bekannt, beispielsweise Öl-Kühler von Fahrzeugen in einem ein Kühlmittel für den Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine enthaltenden Behälter, z. B. im Wasserkasten eines Wärmetauschers anzuordnen.

Derartige Wärmetauscher können zum Rückkühlen des Schmieröls oder des Getriebeöls bei automatischen Getrieben Verwendung finden. Als Wärmetauscher können dabei Doppelrohr-Wärmetauscher angewendet werden, bei denen zwei ineinander gesteckte Rohre vorgesehen sind, in deren ringförmigen Mantelraum Wirbeleinlagen angeordnet sind. Diese Wärmetauscher sind mit den Kühlmittelbehälter durchdringenden Zufluß- und Abflußanschlüssen versehen, zur Bildung des Kühlmittelkreislaufs für das Schmieröl oder das Getriebeöl.

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Die Abdichtung der Durchdringungsstellen der Zu- bzw. Abflüsse für den Wärmetauscher im zugeordneten Kühlmittelbehälter bereitet erhebliche Schwierigkeiten.

Es ist bekannt, Dichtungseinlagen vorzusehen und den Anschlußstutzen mit Hilfe einer Mutter gegen die Wandung des Kühlmittelbehälters festzuziehen. Es ist ferner bekannt, die Anschlußflächen des Anschlusses des Wärmetauschers mit der Wandung des Kühlmittelbehälters zu verlöten.

Beieiner bekannten Kühlvorrichtung für Flüssigkeiten der in Rede stehenden Art bestehen die am Wärmetauscher vorgesehenen, die Wand des Kühlmittelbehälters durchdringenden Anschlüsse jeweils aus mindestens zwei Teilen, wobei sie bei der Montage zwischen sich einen Ringraum bilden, dessen Volumen bei der Montage verringerbar ist, um praktisch von allen Seiten eine in diesem Ringraum angeordnete, den Rand der Ausnehmung übergreifende Weichdichtung zusammenzupressen und diese einzuschließen.

Diese bekannten Konstruktionen sind jedoch aufwendig ausgebildet und benötigen einen erheblichen Montageaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs erläuterten Art derart auszubilden, daß bei absoluter Dichtheit der Anschlußstutzen im Kühlmittelbehälter eine einfache konstruktive Ausbildung und eine einfache Montage erreicht wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung im wesentlichen dadurch gelost, daß jeder eine Wand des Behälters in einer öffnung durchdringende Anschluß einen Anschlagwulst auf-

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weist, und. daß eine, mit gleichmäßig auf ihrem Innenumfang verteilten Federschexbenzähnen versehene Federscheibe vorgesehen ist, die einen Innenrand des Anschlusses gegen die Innenwand im Bereich der öffnung des Behälters anpresst.

Bei der Montage wird somit eine Federzahnscheibe in axialer Richtung überden Anschlußstutzen geschoben, wodurch die Gefahr einer Beschädigung des Wärmetauschers im Behälter durch zu starkes Anziehen einer Mutter ausgeschlossen ist.

Besonders vorteilhaft ist es, nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ,wenn eine in einer Nut des Innenrandes des Anschlusses angeordnete ringförmige Dichtung vorgesehen ist.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind mindestens die Federscheibenzähne der Federscheibe zum Zentrum der Scheibe hin kegelig aufgebogen.

Gemäß einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist jeder Zahn in seinem inneren Endbereich weiter abgewinkelt..

Eine besonders günstige Gestaltung ergibt sich dann, wenn der die Wand des Behälters durchdringende AnschluJä einen zylindrischen Vorzentrierabschnxtt aufweist, an den sich axial der Änschlagwulst. anschließt, und eine Anschlagfläche als Anlage für die Federscheibenzähne besitzt.

Die Anschlagfläche bildet zweckmäßig mit einer Kegelfläche des Anschlusses eine Ringnut. Dabei ist bevorzugt der Neigungswinkel der Kegelfläche der Ringnut kleiner gewählt als der Neigungswinkel der Endbereiche der Federscheibenzähne.

Durch diese Ausgestaltung wird ein sicheres Einrasten der Enden der Federscheibenzähne in der Ringnut bewirkt .

Als Material für die Federscheibe dient vorteilhafterweise rostbeständiger Federbandstahl.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematische Ausführungsbeispxele darstellt. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Teil-Querschnitt durch einen Kühlmittelbehälter mit einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher,

Fig. 2 eine Stirnansicht des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Teilausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 eine Federzahnscheibe,

Fig. 5 einen Teilquerschnitt durch Fig. 4 in vergrößertem Maßstab.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Ausschnitt aus einem Behälter 1, beispielsweise einem Wasserkasten eines Kühlmittel-Wärmetauschers für den Kühlmittelkreislauf einer (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine gezeigt. In diesem Behälter list in an sich bekannter Weise ein Wärmetauscher 2 angeordnet, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Außenrohr 19 und einem konzentrisch dazu angeordneten Innenrohr 20 gebildet ist. Am Ende des Wärmetauschers 2 ist der Ringraum zwischen Außenrchr 19 und Innenrohr 20 abgeschlossen, beispielsweise dadurch, daß das freie Ende des Außenrohres 19 zunehmend einen kleineren Durchmesser aufweist, bis der verringerte Durchmesser dem Außendurchmesser des

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Innenrohr .as 20 entspricht, worauf dann die beiden Rohre flüssigkeitsdicht verlötet werden.

Vom Innenrohr 20 wird ein Innenraum 22 umschlossen, der ebenfalls von dem Kühlmittel des Brennkraftmaschinen-Kühlkreislaufes durchflossen wird. Im Ringraum zwischen Außenrohr 19 und Innenrohr 20 wird das zu kühlende öl, beispielsweise Schmieröl der Brennkraftmaschine oder Getriebeöl eines automatischen Getriebes oder dergl. zugeführt und entsprechend abgekühlt. Der Wärmetauscher 2 ist länglich ausgebildet und weist an der Nähe seiner beiden Enden einen Zuflußanschluß 3 bzw. einen Abflußanschluß 4 auf. Diese Anschlüsse durchdringen eine Wand 5 des Behälters 1 innerhalb einer öffnung 6.

Dabei ist das Anschlußrohr 19 mit einem Anschlußteil 24 versehen, das mit dem Zuflußstutzen 3 bzw. dem Abflußstutzen flüssigkeitsdicht verlötet ist.

Erfindungsgemäß liegt der Anschluß 3 bzw. 4 mit einem Innenrand 10 an der Innenwand 11 des Behälters 1 an. Zur besseren Abdichtung ist in einer Nut 12 eine Dichtung 13, beispielsweise in Form eines O-Ringes angeordnet.

Um den Innenrand 10 des Anschlusses 3 bzw. 4 fest gegen die Innenwand 1 zu ziehen bzw. zu drücken ist erfindungsgemäß eine Federscheibe 9 vorgesehen, die gleichmäßig verteilt, auf ihrem Innenumfang Federscheibenzähne 8 aufweist. Der Anschluß 3 bzw. 4 endet in einem Schraubabschnitt 23 an den ein entsprechendes Leitungsrohr angeschraubt werden kann. Es ist durchaus möglich, am Abschnitt 23 ein Rohr oder einen Schlauch mit Hilfe einer Schlauchklemme zu befestigen. Der Abschnitt 23 geht dann in axialer Richtung in einen etwa zylindrischen Vorzentrierabschnitt 15 über. An diesem Vorzentrierabschnitt 15 (vergl. Fig. 3) schließt sich ein Anschlagwulst 7 an. Dieser Anschlagwulst 7 weist eine der Wand 5 des Behälters 1 zugewandete Anschlagfläche 16 auf,

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an die sich über einen Obergang eine Kegelfläche 17 anschließt. Anschlagfläche 16 und Kegelfläche 17 bilden eine rundumlaufende Ringnut 18. In diese Ringnut 18 -greifen die Federscheibenzähne 8 ein.

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nach Fig. 1 dargestellt, aus der die Ausbildung und Anordnung der Federscheibenzähne 8 der Federscheibe 9 ersichtlich ist.

Die Fig. 3, in Verbindung mit Fig. 5 läßt erkennen, daß die Federscheibe 9 aus einem äußeren ebenen kreisringförmigen Teil besteht, an den in gleichmäßigen Abständen sich in Richtung auf das Zentrum die Federscheibenzähne anschließen. Diese Federscheibenzähne 8 gehen in einen Endbereich 14 über, dar mit der Achse 21 der Federscheibe einen spitzeren Winkel einschließt als der Anfangstexl der Federscheibenzähne 8. Dadurch wird erreicht, daß der **η-preßdruck gleichmäßig verteilt über den Umfang der Anschlüsse 3 bzw. 4 wirkt.

Wie insbesondere aus Fig. 4 ersichtlich, ist die Federscheibe 9 kegelförmig gewölbt ausgebildet. Dadurch ergibt sich eine sehr hohe Elastizität und eine besonders starke Spannkraft, mit deren Hilfe die Anschlüsse 3,4 (in Fig. 1 und 3) nach rechts gedrückt werden, so daß sich der zugehörige Innenraum 10 fest an die lanenwand 11 des Behälters 1 anpreßt.

Das Aufbringen der Federscheibe 9 ist verhältnismäßig einfach möglich, beispielsweise dadurch, daß eine Montagemutter. . auf den Schraubabschnitt 23 des Anschlusses 3 bzv· aufgeschraubt wird und mit einem hülsenartigen Teil die Fe-

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derscheibe 9 an die Wand 5 anpreßt bis die Federscheibenzähne 8 in die Ringnut 18 einrasten* Wie sich insbesondere aus Fig. 3 ergibt, ist es vorteilhaft f wenn der Neigungswinkel der Kegelfläche 17 der Ringnut 18 kleiner ist als der Neigungswinkel der Endbereiche 14 der Federscheibenzähne 8. Dadurch wird verhindert, daß die vorderen Enden 14 der Federscheibenzähne 8 unbeabsichtigt aus der Ringnut 18 herausgleiten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung ergibt sich dadurch, daß bei Anwendung in einem Wasserkasten eines Wärmetauschers die Verbindung j_. mit dem Wärmekastenbodenteil durch Umbördeln auch im Bereich der Anschlüsse 3 und 4 ohne weiteres möglich ist. Bei der bekannten Anordnung von Muttern und Schraubverbindungen sind Zw^schmarbeitsschritte notwendig, da ein Aufschrauben der Muttern im Bereich von Umbördelungen oder ein Umbördeln des Wasserkastenbodens im Bereich der Muttern nicht ohne weiteres möglich ist. Die erfindungsgemäße Federscheibe 9 ist bevorzugt aus rostfreiem Federbandstahl gefertigt.

Der zylindrische Vorzentrierabschnitt 15 der Anschlüsse 3 bzw. 4 erleichtert das zentrische Aufbringen der Federscheibe 9, wodurch sichergestellt wird, daß die Anpreßkraft des Federrings 9 auf dem gesamten Umfang gleichmäßig groß ist.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt auch alle fachmännischen Abwandlungen und Weiterbildungen sowie Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/ oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.

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_BezugszeiGhenllste_>

1	Behälter	26
2	Wärmetauscher	27
3	Zufluß-	28
4	Abflußanschluß	29
5	Wand von 1	3o
6	Öffnung in 5	31
7	Anschlagwulst	32
8	Feder scheibenzäjine	33
9	Federscheibe	34
Io	Innenrand v. 3	35
11	Innenrand v. 1	36
12	Nut in 10	37 .
13	Dichtung	38
14	Endbereich v. 8	39
15	Vorzentrxerabschnitt	4o
16	Anschlagfläche	41
17	Kegelfläche	42
18	Ringnut	*3
19	Außenrohr	44
2o	Innenrohr	45
21	Zentrum	46
22	Innenraum	47
23	Schraubabschnitt	48
24	Anschlußteil	49
25		5o

Claims (8)

.H. STEHMANN DIPL-PHYS. DR. K, SCHWEINZER DlPU-ING. PR.'M. RAU D-8500 NORNBERG ESSENWEINSTRASSE 4·ί TELEFON Ο?ίί / 2037 27 TELEX D6/ 23t3T5 Nürnbercf, 29.04.1977 17/38 Ansprüche

1. In einem Kühlmittel enthaltenden Behälter angeordneter Wärmetauscher, insbesondere für öl, z. B. Doppelrohr-,Flachrohr- oder Scheibenkühler, mit Zufluß- und Abflußanschlüssen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder eine Wand (5) des Behälters (1) in einer öffnung (6) durchdringende Anschluß (3 bzw. 4)einen Anschlagwulst (7) aufweist, und daß eine mit gleichmäßig auf ihrem Innenumfang verteilten Federscheibenzähneu (8) versehene Federscheibe (9) vorgesehen ist, die einen Innenrand (10) des Anschlusses (3 bzw. 4) gegen die Innenwand (11) im Bereich der öffnung (6) des Behälters (1) anpresst.

2_V Wärmetauscher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in einer Nut (12) des Innenrandes (10) des Anschlusses (3 bzw. 4) angeordnete ringförmige Dichtung (13).

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens die Federscheibenzähne (8) der Federscheibe (9) zum Zentrum der Scheibe (9) hin kegelig aufgebogen sind.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder folgenden, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zahn (8) in seinem inneren Endbereich (14) abgewinkelt ist.

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5. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wand (5) des Behälters (1) durchdringende Anschluß (3 bzw. 4) einen zylindrischen ^/orzentrierabschnitt (15) , an den sich axial der Anschlagwulst (7) anschließt, und eine Anschlagfläche (16) als Anlage für die Federscheibenzähne (8) aufweist.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (16) mit einer Kegelfläche (17) des Anschlusses (3 bzw. 4) eine Ringnut (18) bildet.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Kegelfläche (17) der Ringnut (18). kleiner ist als der Neigungswinkel der Endbereiche (14) der Feders.cheibenzähne (8) .

8. Wärmetauscher nacfe Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Federscheibe (9) aus rostbeständigem Federbandstahl besteht*

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