EP0197168B1 - Kühler für Verbrennungsmotoren - Google Patents

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EP0197168B1
EP0197168B1 EP85104244A EP85104244A EP0197168B1 EP 0197168 B1 EP0197168 B1 EP 0197168B1 EP 85104244 A EP85104244 A EP 85104244A EP 85104244 A EP85104244 A EP 85104244A EP 0197168 B1 EP0197168 B1 EP 0197168B1
Authority
EP
European Patent Office
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radiator
crosspieces
walls
cooler
coolant
Prior art date
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Expired
Application number
EP85104244A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0197168A1 (de
Inventor
Dieter Baumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
Original Assignee
Ing Walter Hengst GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/048—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of ribs integral with the element or local variations in thickness of the element, e.g. grooves, microchannels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • F28D1/0316—Assemblies of conduits in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F7/00—Elements not covered by group F28F1/00, F28F3/00 or F28F5/00
    • F28F7/02—Blocks traversed by passages for heat-exchange media

Definitions

  • the invention relates to a cooler for internal combustion engines, cooling units, compressors and other systems requiring heat exchange, in which a liquid coolant is guided in flat, parallel coolant channels, the heat-conducting walls of which are provided with surface-enlarging means and which are transversely to the direction of flow by means of ventilation and / or head wind of the coolant are swept by air, the cooler consisting of cooler parts with their vertical flat sides sealingly placed against one another, the walls on the side facing away from the other cooler part being closed and on the side facing the other cooler part being open and carrying transverse webs arranged between them , whereby air ducts running between the latter are formed.
  • a cooler of the type mentioned is known from NL-A-7513374.
  • This cooler is assembled from a plurality of cooler parts which are sealingly connected to one another on their vertical side surfaces, two cooler parts each being required to form a coolant channel.
  • the side faces of the cooler parts placed one against the other lie in mutually parallel vertical planes which coincide with the planes of the channels. Furthermore, these levels lie in the level of the flow direction of the cooling air flowing through the cooler.
  • the transverse webs are each connected at one end to the associated wall of the channel or formed in one piece.
  • a disadvantage of this cooler is that each channel must be sealed along its two narrow sides over its entire length. Since two cooler parts are required for each duct, a large number of individual parts and sealing surfaces result, which makes the assembly of the cooler complex and entails an increased risk of leakage. Another disadvantage is that the crosspieces run out freely at one end and can butt butt against the adjacent wall of the next cooler part, which worsens the heat conduction and leads to a reduced efficiency of the cooler. Finally, in the known cooler, it is also disadvantageous that the cooling air flows through the cooler in a largely laminar flow, as a result of which the amount of heat that can be transferred from the cooler to the cooling air is limited.
  • a heat exchanger for motor vehicles which serves to heat water for heating purposes by the hot exhaust gases of the internal combustion engine of the vehicle.
  • the heat exchanger has a channel running in serpentine lines for guiding the exhaust gases, which channel is formed within a middle part of the heat exchanger.
  • the middle part is composed of two parts which are sealingly connected to one another along a center plane running parallel to the exhaust gas flow direction.
  • two lids are sealingly attached to the flat sides of the central part, as a result of which a water space through which the water to be heated can flow is formed on both sides of the central part. It is not possible to use this heat exchanger as an air-flow cooler for the cooling water of an internal combustion engine.
  • a cooler of the type mentioned at the outset which is characterized in that two cooler parts are sealingly placed along a single plane running vertically and transversely to the air flow direction, that the transverse webs each connect the two adjacent walls of two coolant channels with one another and with these are in one piece and that the crossbars of a cooler part or both cooler parts are each arranged vertically offset in two vertical planes.
  • An advantage of the new cooler is that only two cooler parts are required to form a cooler with a largely arbitrary number of coolant channels, so that the cooler only has to be sealed in a single plane.
  • the new design of the crosspieces ensures better heat transfer from the cooling water to the air flowing through, which is forced to create a turbulent flow through the cooler.
  • the new cooler is easy to manufacture and assemble and has a reduced risk of leakage.
  • the crosspieces are alternately inclined opposite one another in opposite directions to the horizontal. On the one hand, this results in a higher rigidity and stability of the cooler parts against deformation due to the diagonal course of the crosspieces and, on the other hand, an enlargement of the air-side heat exchange surface by extending the crosspieces, both of which are desirable properties.
  • An optimal air flow with maximum swirling results from an arrangement of oppositely inclined, one behind the other transverse webs, which can additionally have a mutual height offset.
  • the air flow is not only forced to change height, but also to change direction to the side.
  • a swirling of the flowing medium can also make sense on the liquid side of the cooler, ie in the coolant channels, especially when it comes to liquids of higher viscosity and lower thermal conductivity, such as motor oil.
  • ribs arranged in the coolant channels on the walls and running perpendicular to the flow direction of the coolant are provided. Their number, height and cross-sectional shape depends on the requirements, such as required turbulence, maxi permissible pressure loss, required flow cross-sections etc. and is at the discretion of the specialist.
  • a preferred shape for the ribs is a trapezoidal cross section, since this is easy to manufacture, aerodynamically efficient, effective and stable.
  • the material for the two cooler parts is preferably aluminum or an aluminum alloy. This offers the advantages of easy processing and machining, low weight, high corrosion resistance and high stability.
  • the material can also be a heat-conducting, temperature-resistant plastic.
  • This material has the advantage that it is even lighter than aluminum and completely corrosion-free, but the efficiency of a cooler made of this material is somewhat lower because of the generally lower thermal conductivity of plastics compared to metals.
  • the cheapest manufacturing process, at least for the two cooler parts, is the die casting process.
  • This method is particularly economical and can be used without further ado because of the special design of the two cooler parts.
  • the essential prerequisite for the die casting process, the demoldability of the castings, is given in the cooler according to the invention.
  • this manufacturing method offers the possibility of adapting the shape of the radiator parts to a certain extent, for example to a vehicle shape, i. H. e.g. B. to form a convex radiator front.
  • a modular system can be implemented with the cooler parts according to the invention, i.e. that the cooler parts are composed of identical cooler segments which are sealingly connected to one another.
  • the cooler can be assembled according to the required heat exchange area.
  • the sealing and connection of the segments is carried out by conventional means such. B. bracing or screwing with the interposition of seals.
  • a cheaper solution for increasing the heat exchange surface without increasing the width and height of a cooler is achieved in that between the two cooler parts at least one congruent, but on both sides open coolant channels forming walls having an intermediate part with the walls connecting crosspieces is arranged.
  • This intermediate part expands the advantageous modular system, so that different coolers can be produced with few components in terms of height, width and depth.
  • a particularly favorable manufacturing method is the one-piece production of cooler parts including the upper and lower water tanks, e.g. B. in the die casting process, which is easily possible because of the two-part design of the cooler.
  • the cooler according to the invention e.g. can be built round in adaptation to the rotor diameter of a radiator fan or that a two-circuit cooling system in which cooling water flows through part of the cooler and 01 through the other part can be implemented very easily.
  • a cooler segment 1 of the cooler according to the invention is composed of a front cooler part 2 and a rear cooler part 3.
  • Both cooler parts 2, 3 have transversely running walls 4, which end congruently on the flat sides 21 and 31 of the two cooler parts 2, 3 facing one another, while the walls 4 on the flat sides 22 and 32 facing away from one another show a closed course.
  • parallel channels 5 are formed for a liquid cooling medium.
  • the two cooler parts 2, 3 are connected to one another in a sealing manner on the flat sides 21 and 31.
  • FIG. 2 shows a cooler part 2, 3 in vertical section.
  • the walls 4 forming the vertical coolant channels 5 are each connected to one another by a plurality of transverse webs 7, the walls 4 and transverse webs 7 being in one piece in the exemplary embodiment shown.
  • the transverse webs 7 are alternately inclined opposite one another opposite the horizontal and form horizontal air channels 6 running transversely to the coolant channels 5.
  • In the coolant channels 5 there are ribs 8 protruding from the walls 4 on their inner surfaces 5 'for swirling the flowing coolant transversely to its direction of flow arranged progressively.
  • the arrangement of walls 4 and cross struts 7 shown in detail in the left part of the figure is repeated several times in the horizontal direction in accordance with the scheme given by the parallel lines in the remaining part of FIG. 2 for forming a cooler segment 1.
  • FIG. 3 shows a somewhat modified embodiment of the invention using the example of one of the cooler parts 2, 3 on a larger scale than the other figures.
  • the transverse webs 7 of the cooler part 2 or 3 are arranged within the cooler part 2 or 3 along a vertical plane lying approximately in the middle of the cooler part 2 or 3, indicated by the dashed lines 11, 12 in FIG.
  • This level simultaneously represents the tool dividing line in the production of the cooler part 2 or 3 in the die-casting process, whereby demolding is carried out in two directions, while the design of the cooler part 2 or 3 described first can also be produced with one-sided demolding.
  • FIG. 4 shows the position of the cross struts 7 in a cross section of a cooler segment 1 formed by the connection of two cooler parts 2, 3 of the last-described embodiment.
  • the transverse webs are arranged one behind the other in four planes at different heights. This results in air channels 6 with a triple-deflected course, which results in a good swirling of the air flow.
  • FIG. 5 shows an intermediate part 10 for insertion between the two cooler parts 2 and 3, which, with the walls 4 and channels 5 thereof, has congruent walls 14 and open channels 15 and transverse webs 7 on the front and rear.
  • the transverse webs 7 can be continuous as well as offset in height in two planes.
  • the transverse webs 7 of the intermediate part 10 are arranged in height levels not yet occupied in the front and rear radiator parts 2 and 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kühler für Verbrennungsmotoren, Kühlaggregate, Kompressoren und andere einen Wärmeaustausch erfordernde Anlagen, in welchem ein flüssiges Kühlmittel in flachen, parallelen Kühlmittelkanälen geführt wird, deren wärmeleitende Wandungen mit oberflächenvergrößernden Mitteln versehen sind und die mittels Ventilation und/oder Fahrtwind quer zur Strömungsrichtung des Kühlmittels von Luft überstrichen werden, wobei der Kühler aus mit ihren vertikalen Flachseiten dichtend aneinander gesetzten Kühlerteilen besteht, wobei die Wandungen an der dem jeweils anderen Kühlerteil abgewandten Seite geschlossen und an der dem jeweils anderen Kühlerteil zugewandten Seite offen sind und zwischen diesen angeordnete Querstege tragen, wodurch zwischen letzteren verlaufende Luftkanäle gebildet werden.
  • Aus der NL-A-7513374 ist ein Kühler der genannten Art bekannt. Dieser Kühler ist aus mehreren, an ihren vertikalen Seitenflächen dichtend aneinandergesetzten Kühlerteilen zusammengebaut, wobei jeweils zwei Kühlerteile zur Bildung eines Kühlmittelkanals benötigt werden. Die aneinandergesetzten Seitenflächen der Kühlerteile liegen in zueinander parallelen vertikalen Ebenen, die mit den Ebenen der Kanäle zusammenfallen. Weiterhin liegen diese Ebenen in der Ebene der Strömungsrichtung der den Kühler durchströmenden Kühlluft. Die Querstege sind jeweils an ihrem einen Ende mit der zugehörigen Wandung des Kanals verbunden bzw. einstückig ausgebildet.
  • Als nachteilig ist bei diesem Kühler anzusehen, daß jeder Kanal über seine gesamte Länge entlang seiner beiden Schmalseiten abgedichtet werden muß. Da je Kanal zwei Kühlerteile benötigt werden, ergibt sich eine Vielzahl von Einzelteilen und Dichtflächen, was den Zusammenbau des Kühlers aufwendig macht und eine erhöhte Leckagegefahr mit sich bringt. Ein anderer Nachteil ist, daß die Querstege an ihrem einen Ende frei auslaufen und höchstens stumpf an die benachbarte Wandung des nächsten Kühlerteils stoßen können, was die Wärmeleitung verschlechtert und zu einem verminderten Wirkungsgrad des Kühlers führt. Schließlich ist bei dem bekannten Kühler noch als nachteilig anzusehen, daß die Kühlluft in einer weitestgehend laminaren Strömung den Kühler durchströmt, wodurch die vom Kühler an die Kühlluft übertragbare Wärmemenge begrenzt wird.
  • Aus der FR-A-2365770 ist ein Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge bekannt, der dazu dient, Wasser für Heizzwecke durch die heißen Abgase der Brennkraftmaschine des Fahrzeuges zu erwärmen. Der Wärmetauscher weist hierzu einen in Schlangenlinien verlaufenden Kanal für die Führung der Abgase auf, der innerhalb eines Wärmetauscher-Mittelteils ausgebildet ist. Dabei ist der Mittelteil aus zwei Teilen zusammengesetzt, die entlang einer parallel zur Abgas-Strömungsrichtung verlaufenden Mittelebene dichtend miteinander verbunden sind. Außenseitig sind an die Flachseiten des Mittelteils zwei Deckel dichtend angesetzt, wodurch beiderseits des Mittelteils je ein von dem zu erwärmenden Wasser durchströmbarer Wasserraum gebildet wird. Eine Verwendung dieses Wärmetauschers als luftdurchströmter Kühler für das Kühlwasser einer Brennkraftmaschine ist nicht möglich.
  • Es stellt sich daher die Aufgabe, einen Kühler der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei gutem Wirkungsgrad einfach herstellbar und montierbar sowie problemlos abdichtbar ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäss durch einen Kühler der eingangs genannten Art, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß zwei Kühlerteile entlang einer einzigen vertikal und quer zur Luftströmungsrichtung verlaufenden Ebene dichtend aneinandergesetzt sind, daß die Querstege jeweils die beiden benachbarten Wandungen zweier Kühlmittelkanäle miteinander verbinden und mit diesen einstückig sind und daß die Querstege eines Kühlerteils oder beider Kühlerteile jeweils in zwei vertikalen Ebenen hintereinander höhenversetzt angeordnet sind.
  • Ein Vorteil des neuen Kühlers besteht darin, daß nur zwei Kühlerteile zur Bildung eines Kühlers mit einer weitgehend beliebigen Zahl von Kühlmittelkanälen benötigt werden, so daß eine Abdichtung des Kühlers lediglich in einer einzigen Ebene erforderlich ist. Die neue Gestaltung der Querstege sorgt für eine bessere Wärmeübertragung aus dem Kühlwasser in die durchströmende Luft, die zu einer turbulenten Durchströmung des Kühlers gezwungen wird. Dabei ist der neue Kühler einfach herstellbar und montierbar und weist ein vermindertes Leckagerisiko auf.
  • Weiter ist vorgesehen, daß die Querstege übereinander jeweils abwechselnd entgegengesetzt gegen die Horizontale geneigt sind. Hierdurch wird einerseits eine höhere Steifigkeit und Stabilität der Kühlerteile gegen Verformung durch den diagonalen Verlauf der Querstege und andererseits eine Vergrößerung der luftseitigen Wärmeaustauschfläche durch die Verlängerung der Querstege erreicht, was beides wünschenswerte Eigenschaften sind.
  • Eine optimale Luftführung mit maximaler Verwirbelung ergibt sich durch eine Anordnung von gegensätzlich geneigten, hintereinander angeordneten Querstegen, die zusätzlich noch einen gegenseitigen Höhenversatz aufweisen können. Der Luftstrom wird so nicht nur zu Höhenänderungen, sondern auch zu seitlichen Richtungsänderungen gezwungen.
  • Auch auf der Flüssigkeitsseite des Kühlers, d.h. in den Kühlmittelkanälen, kann eine Verwirbelung des strömenden Mediums sinnvoll sein, besonders wenn es sich um Flüssigkeiten höherer Viskosität und geringerer Wärmeleitfähigkeit, wie z.B. Motoröl, handelt. Hierfür sind in den Kühlmittelkanälen auf den Wandungen angeordnete, senkrecht zur Strömungsrichtung des Kühlmittels verlaufende Rippen vorgesehen. Deren Anzahl, Höhe und Querschnittsform richtet sich nach den Erfordernissen, wie erforderliche Verwirbelung, maximal zulässiger Druckverlust, benötigte Strömungsquerschnitte usw. und liegt im Ermessen des Fachmanns.
  • Eine bevorzugte Form für die Rippen ist ein trapezförmiger Querschnitt, da dieser leicht herstellbar, strömungsgünstig, wirksam und stabil ist.
  • Vorzugsweise ist das Material für die beiden Kühlerteile Aluminium oder eine Aluminiumlegierung. Dieses bietet die Vorteile einer leichten Ver-und Bearbeitbarkeit, eines geringen Gewichtes, einer hohen Korrosionsfestigkeit und einer hohen Stabilität.
  • Anstelle von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung kann das Material auch ein wärmeleitender, temperaturbeständiger Kunststoff sein. Dieses Material bietet den Vorteil, daß es noch leichter als Aluminium und vollkommen korrosionsfrei ist, jedoch ist der Wirkungsgrad eines Kühlers aus diesem Material etwas geringer wegen der grundsätzlich niedrigeren Wärmeleitfähigkeit von Kunststoffen im Vergleich zu Metallen.
  • Das günstigste Herstellungsverfahren, zumindest für die beiden Kühlerteile, ist das Druckgußverfahren. Dieses Verfahren ist besonders wirtschaftlich und wegen der besonderen Ausgestaltung der beiden Kühlerteile ohne weiteres anwendbar. Die wesentliche Voraussetzung für das Druckgußverfahren, die Entformbarkeit der Gußteile, ist bei dem erfindungsgemäßen Kühler gegeben. Außer der hohen Wirtschaftlichkeit bietet dieses Herstellungsverfahren die Möglichkeit, die Kühlerteile in ihrer Formgestaltung beispielsweise einer Fahrzeugform in gewissem Umfang anzupassen, d. h. z. B. eine konvex gewölbte Kühlervorderseite zu formen.
  • Besonders vorteilhaft ist, daß mit den Kühlerteilen gemäß der Erfindung ein Baukastensystem realisierbar ist, d.h. daß die Kühlerteile aus dichtend miteinander verbundenen identischen Kühlersegmenten zusammengesetzt sind. Bei diesem Baukastensystem kann, ausgehend von einem Kühlersegment mit z.B. rechteckiger Umrißform, der Kühler entsprechend der erforderlichen Wärmeaustauschfläche zusammengestellt werden. Die Abdichtung und Verbindung der Segmente erfolgt dabei durch übliche Mittel, wie z. B. Verspannung oder Verschraubung unter Zwischenlage von Dichtungen. Hierdurch kann die Herstellung und Vorhaltung von unterschiedlichen Kühlertypen und -größen drastisch verringert werden. Auch eine Anordnung mehrerer Kühlersegmente hintereinander ist möglich, doch ist dies wegen der resultierenden Verminderung des Luftdurchsatzes und des Wirkungsgrades nicht so vorteilhaft.
  • Eine günstigere Lösung zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche ohne Vergrößerung der Breite und Höhe eines Kühlers wird dadurch erreicht, daß zwischen die zwei Kühlerteile wenigstens ein ebenfalls deckungsgleiche, aber beidseitig offene Kühlmittelkanäle bildende Wandungen aufweisendes Zwischenteil mit die Wandungen verbindenden Querstegen angeordnet ist. Durch dieses Zwischenteil wird das vorteilhafte Baukastensystem noch erweitert, so daß in Höhe, Breite und Tiefe unterschiedliche Kühler mit wenigen Bauteilen herstellbar sind.
  • Eine besonders günstige Herstellungsweise ist die einstückige Fertigung von Kühlerteilen einschließlich oberem und unterem Wasserkasten, z. B. im Druckgußverfahren, was wegen der Zweiteiligkeit des Kühlers ohne weiteres möglich ist.
  • Weiterhin vorteilhaft ist, daß der Kühler gemäß der Erfindung z.B. in Anpassung an den Rotordurchmesser eines Kühlerventilators rund gebaut werden kann oder daß ein Zweikreis-Kühlsystem, bei dem durch einen Teil des Kühlers Kühlwasser und durch den anderen Teil 01 strömt, sehr einfach realisierbar ist.
  • Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
    • Figur 1 einen Teil eines erfindungsgemäßen Kühlers im Horizontalschnitt,
    • Figur 2 einen Kühlerteil im Vertikalschnitt,
    • Figur 3 einen Kühlerteil in einer geänderten Ausführung im Vertikalschnitt entlang der Linie A-A in Figur 1,
    • Figur 4 einen Teil des Kühlers im Querschnitt und
    • Figur 5 einen Zwischenteil des Kühlers im Horizontalschnitt.
  • Wie Figur 1 zeigt, ist ein Kühlersegment 1 des erfindungsgemäßen Kühlers aus einem vorderen Kühlerteil 2 und einem hinteren Kühlerteil 3 zusammengesetzt. Beide Kühlerteile 2, 3 weisen quer verlaufende Wandungen 4 auf, die an den einander zugewandten Flachseiten 21 und 31 der beiden Kühlerteile 2, 3 deckungsgleich enden, während die Wandungen 4 an den einander abgewandten Flachseiten 22 und 32 einen geschlossenen Verlauf zeigen. Durch die Wandungen 4 werden parallele Kanäle 5 für ein flüssiges Kühlmedium gebildet. An den Flachseiten 21 und 31 sind die beiden Kühlerteile 2, 3 dichtend miteinander verbunden.
  • Figur 2 zeigt einen Kühlerteil 2, 3 im Vertikalschnitt. Die die vertikal verlaufenden Kühlmittelkanäle 5 bildenden Wandungen 4 sind jeweils benachbart durch eine Vielzahl von Querstegen 7 miteinander verbunden, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel die Wandungen 4 und Querstege 7 einstückig sind. Die Querstege 7 sind abwechselnd übereinander entgegengesetzt gegen die Horizontale geneigt und bilden horizontale, quer zu den Kühlmittelkanälen 5 verlaufende Luftkanäle 6. In den Kühlmittelkanälen 5 sind auf deren Innenflächen 5' aus den Wandungen 4 vorspringende Rippen 8 zur Verwirbelung des strömenden Kühlmittels quer zu dessen Strömungsrichtung verlaufend angeordnet. Die im linken Teil der Figur detailliert dargestellte Anordnung von Wandungen 4 und Querstreben 7 wiederholt sich in horizontaler Richtung mehrfach entsprechend dem durch die parallelen Linien im übrigen Teil der Figur 2 vorgegebenen Schema zur Bildung eines Kühlersegmentes 1.
  • Figur 3 zeigt eine etwas geänderte Ausführung der Erfindung am Beispiel eines der Kühlerteile 2, 3 in gegenüber den anderen Figuren vergrößertem Maßstab. Die Querstege 7 des Kühlerteils 2 bzw. 3 sind innerhalb des Kühlerteils 2 bzw. 3 entlang einer vertikalen, etwa in der Mitte des Kühlerteils 2 bzw. 3 liegenden Ebene, angedeutet durch die gestrichelten Linien 11, 12 in Figur 1, höhenversetzt angeordnet. Diese Ebene stellt gleichzeitig bei der Herstellung des Kühlerteils 2 bzw. 3 im Druckgußverfahren die Werkzeug-Trennlinie dar, wobei nach zwei Richtungen entformt wird, während die zuerst beschriebene Ausführung des Kühlerteils 2 bzw. 3 auch mit einseitiger Entformung hergestellt werden kann.
  • Die Figur 4 zeigt die Lage der Querstreben 7 bei einem durch die Verbindung zweier Kühlerteile 2, 3 der letztbeschriebenen Ausführung gebildeten Kühlersegment 1 im Querschnitt. In der durch die Pfeile angegebenen Richtung der durchströmenden Kühlluft gesehen sind die Querstege jeweils in vier Ebenen hintereinander höhenversetzt gegeneinander angeordnet. Dies ergibt Luftkanäle 6 mit einem dreifach umgelenkten Verlauf, was eine gute Verwirbelung des Luftstromes ergibt.
  • In Figur 5 schließlich ist ein Zwischenteil 10 zur Einfügung zwischen die beiden Kühlerteile 2 und 3 dargestellt, das mit deren Wandungen 4 und Kanälen 5 deckungsgleiche Wandungen 14 und vorder- und rückseitig offene Kanäle 15 sowie Querstege 7 aufweist. Die Querstege 7 können dabei sowohl durchgängig sein als auch in zwei Ebenen höhenversetzt sein. Außerdem kann vorgesehen werden, daß die Querstege 7 des Zwischenteils 10 in bei dem vorderen und hinteren Kühlerteil 2 und 3 noch nicht belegten Höhenstufen angeordnet sind.

Claims (12)

1. Kühler (1) für Verbrennungsmotoren, Kühlaggregate, Kompressoren und andere einen Wärmeaustausch erfordernde Anlagen, in welchem ein flüssiges Kühlmittel in flachen, parallelen Kühlmittelkanälen (5) geführt wird, deren wärmeleitende Wandungen (4) mit oberflächenvergrö- βernden Mitteln (8) versehen sind und die mittels Ventilation und/oder Fahrtwind quer zur Strömungsrichtung des Kühlmittels von Luft überstrichen werden, wobei der Kühler (1) aus mit ihren vertikalen Flachseiten dichtend aneinander gesetzten Kühlerteilen (2, 3) besteht, wobei die Wandungen (4) an der dem jeweils anderen Kühlerteil (2; 3)abgewandten Seite geschlossen und an der dem jeweils anderen Kühlerteil (2; 3) zugewandten Seite offen sind und zwischen diesen angeordnete Querstege (7) tragen, wodurch zwischen letzteren verlaufende Luftkanäle (6) gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kühlerteile (2, 3) entlang einer einzigen vertikal und quer zur Luftströmungsrichtung verlaufenden Ebene dichtend aneinandergesetzt sind, daß die Querstege (7) jeweils die beiden benachbarten Wandungen (4) zweier Kühlmittelkanäle (5) miteinander verbinden und mit diesen einstückig sind und daß die Querstege (7) eines Kühlerteils (2, 3) oder beider Kühlerteile (2, 3) jeweils in zwei vertikalen Ebenen hintereinander höhenversetzt angeordnet sind.
2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstege (7) übereinander jeweils abwechselnd entgegengesetzt gegen die Horizontale geneigt sind.
3. Kühler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstege (7) hintereinander jeweils abwechselnd entgegengesetzt gegen die Horizontale geneigt sind.
4. Kühler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen (4) der Kühlmittelkanäle (5) auf ihren Innenseiten (5') quer zur Strömungsrichtung des Kühlmittels verlaufende Rippen (8) aufweisen.
5. Kühler nach dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (8) im Querschnitt trapezförmig sind.
6. Kühler nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kühlerteile (2, 3) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.
7. Kühler nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kühlerteile (2, 3) aus einem wärmeleitenden, temperaturbeständigen Kunststoff bestehen.
8. Kühler nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kühlerteile (2, 3) im Druckgußverfahren als je ein Gußstück hergestellt sind.
9. Kühler nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlerteile (2, 3) aus dichtend miteinander verbundenen identischen Kühlersegmenten (1) zusammengesetzt sind.
10. Kühler nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die zwei Kühlerteile (2, 3) wenigstens ein ebenfalls dekkungsgleiche, aber beidseitig offene Kühlmittelkanäle (15) bildende Wandungen (14) aufweisendes Zwischenteil (10) mit die Wandungen (14) verbindenden Querstegen angeordnet ist.
11. Kühler nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kühlerteile (2, 3) mit je einen oberen und unteren, einen Zu-und Ablauf aufweisenden Wasserkasten bildenden, mit den Kühlerteilen (2, 3) einstückigen Wandungen versehen sind.
EP85104244A 1985-04-09 1985-04-09 Kühler für Verbrennungsmotoren Expired EP0197168B1 (de)

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DE8585104244T DE3571868D1 (en) 1985-04-09 1985-04-09 Cooler for combustion engines
AT85104244T ATE45029T1 (de) 1985-04-09 1985-04-09 Kuehler fuer verbrennungsmotoren.
EP85104244A EP0197168B1 (de) 1985-04-09 1985-04-09 Kühler für Verbrennungsmotoren

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