EP0526687A1 - Ölkühler - Google Patents

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Publication number
EP0526687A1
EP0526687A1 EP92102648A EP92102648A EP0526687A1 EP 0526687 A1 EP0526687 A1 EP 0526687A1 EP 92102648 A EP92102648 A EP 92102648A EP 92102648 A EP92102648 A EP 92102648A EP 0526687 A1 EP0526687 A1 EP 0526687A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oil
oil cooler
tube bundle
cooler according
tube
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP92102648A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Viktor Dipl.-Ing. Brost (Fh)
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.)
Laengerer and Reich GmbH and Co
Original Assignee
Laengerer and Reich GmbH and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Laengerer and Reich GmbH and Co filed Critical Laengerer and Reich GmbH and Co
Publication of EP0526687A1 publication Critical patent/EP0526687A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
    • F28F27/02—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus for controlling the distribution of heat-exchange media between different channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01M—LUBRICATING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; LUBRICATING INTERNAL COMBUSTION ENGINES; CRANKCASE VENTILATING
    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
    • F01M5/002—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P11/00—Component parts, details, or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F01P1/00 - F01P9/00
    • F01P11/08—Arrangements of lubricant coolers
    • 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
    • F28D1/04—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 tubular conduits
    • F28D1/053—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 tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—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 tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators

Definitions

  • the invention relates to an oil cooler of the type defined in the preamble of claim 1.
  • Oil coolers of this type are particularly suitable for gearboxes, engines, internal combustion engines and e.g. can be used with advantage for automatic transmissions.
  • many oils tend to become viscous at low ambient temperatures. It also happens that in the oil cooler circuit and especially at those places where the flow cross-sections are small, oil plugs form on cooling, which close the passage at this point. Due to these circumstances, cold oil that is introduced into the oil cooler cannot flow through it or only under high pressure, so that the oil circulation and the cooling are sometimes considerably disturbed in this phase, which could cause damage.
  • an oil cooler of the type mentioned above has already been proposed. This has on one long side a separate feed line which causes the oil to flow into a collecting chamber, which runs at a considerable distance from the long side of the pipe network and into which a collecting chamber opens. Furthermore, the oil cooler is provided on the opposite long side of the pipe network with an ⁇ berbrükkungsungs effet, which also runs at a substantial transverse distance from the pipe network and forms a short-circuit line from one collecting chamber to the other collecting chamber, through which the oil can be guided up to the outlet connected to it .
  • the passage through the last-mentioned bypass line bypassing the tube bundle is by means of e.g. pressure-dependent valve controllable.
  • the valve mentioned can open due to the increased pressure in the oil cooler and open the passage through the bypass line between the one collection chamber and the other collection chamber, so that the oil bypassing the tube bundle from one collecting chamber through the bypass line to the other collecting chamber and back to the outlet.
  • This ensures oil circulation. Only when the tube bundle and the viscous oil contained therein has gradually warmed up after some time, whereby any oil plugs contained have been liquefied and dissolved, does the pressure in the system drop, so that the valve in the bypass line closes automatically and the oil now from one collecting chamber through the tube bundle to the other collecting chamber and back to the outlet.
  • the oil cooler can now develop its cooling effect.
  • the invention has for its object to provide an oil cooler of the type mentioned in the preamble of claim 1, which can quickly develop its full cooling function.
  • the object is achieved according to the invention by the features in the characterizing part of claim 1. Because the at least one bridging line is held in heat-conducting connection with the tube of the tube bundle adjacent thereto, a faster heating of the tube bundle and thus a quicker reaching of the continuous operating state is possible, so that the oil cooler already reaches operating temperature faster at low ambient temperatures and can develop its full cooling function more quickly, so that an excessive initial heating of the oil due to the late use of the cooling effect of the oil cooler is prevented and the physical properties, e.g. the lubricity, of the oil remain unaffected for a long time Dangerous heat build-up and possible damage to the part to be cooled, e.g.
  • the area of the at least one bridging line, which is held in heat-conducting connection with the adjacent tube of the tube bundle, also contributes to the heat exchange when the oil cooler is operating in normal cooling mode, as a result of which the cooling capacity is increased.
  • the at least one bypass line, which is held in heat-conducting connection with the adjacent tube of the tube bundle contributes to increasing the heat transfer, on the one hand in the cold state and before reaching the cooling function, and on the other hand in the warm state and in the cooling function of the oil cooler.
  • the at least one bridging line is also formed as a side part that closes the tube bundle on one side, which runs between the two collecting chambers and is usually a longitudinal side, is in the In this area, an otherwise provided separate side part can be dispensed with, the bridging line thus fulfilling the double function of being a part of the pipe that participates in the circulation of the oil in the oil cooler and a mechanical closure on the relevant side of the bundle of pipes that not only protects the rest , but also gives the oil cooler greater strength in this area.
  • heat-conducting intermediate elements preferably made of heat-conducting metal, for example aluminum
  • these, for example, made of conductive fins for example air fins
  • conductive fins for example air fins
  • These fins can be the same meandering or zigzag-shaped fins, which are arranged in the tube bundle between the individual tubes to increase the heat transfer performance and are in heat-conducting contact with the individual tubes of the tube bundle.
  • Such fins increase the heat conduction from the bridging line to the adjacent tube of the tube bundle, as a result of which the heat transfer performance, namely the heating output or cooling output, is further increased overall in this edge region. Since these fins can be the same as in the tube bundle, these fins do not mean much additional effort. They also have the advantage that they support at least one bypass line during soldering in the manufacture of the oil cooler, for example when soldering as a pre-assembled and assembled package. Likewise, the at least one bridging line in the form of the side part via the intermediate members, in particular lamellae, supports the tube bundle during soldering. The oil cooler can therefore also be produced inexpensively in this design. It is a stable component that can be designed completely ready for connection. Further features of the invention and advantageous embodiments of this oil cooler result from claims 2 to 6 and 8 to 23.
  • an oil cooler 10 is shown according to a first embodiment, which is basically suitable for a wide variety of uses net, in particular, for example, for engines, internal combustion engines, gearboxes or the like.
  • the oil cooler 10 can, for example, be used advantageously for cooling the oil of an automatic transmission, for example a motor vehicle.
  • the oil cooler 10 has at least one tube bundle 11 which is connected at one end to a first collecting chamber 12 and at the other end to a second collecting chamber 13, namely in that the individual tubes 14 of the tube bundle 11 into the collecting chambers 12 and 13 lead in there and are firmly and tightly connected to them, the tubes 14 opening into the interior of the collecting chambers 12, 13.
  • the oil to be cooled can be passed through the pipes 14.
  • the tube bundle 11 can be brought into heat exchange with a heat exchange medium, not shown here, which e.g. consists of air, which in the arrangement according to Fig. 1 e.g. passed approximately perpendicular to the plane of the drawing through the spaces in the tube bundle 11, e.g. is blown through.
  • the design of the tubes 14 of the tube bundle 11 is in principle arbitrary, although the tubes 14 of the tube bundle 11 are designed as flat tubes 15 with particular advantage in the first exemplary embodiment. These flat tubes, which are not shown further, can also contain turbulence inserts or similar elements in the interior in the usual way.
  • the two collecting chambers 12 and 13 are designed, for example, as flat boxes 16 and 17, respectively, which each consist of shell-shaped parts 18 and 19, e.g. Halves are assembled, as Fig. 3 shows. It can be seen from this that the tubes 14, in particular flat tubes 15, are guided through an adapted opening 20 in a bowl-shaped part 18 into the interior of the flat box 16 and are fastened in this opening 20 with sealing.
  • the collecting chambers are not designed as flat boxes, but instead as cylinders 66, which in a particularly simple design are each formed from tubes 68, which are used for passing the respective tube 14, in particular flat tube 15, accordingly Opening 70 included.
  • the tube bundle 11 has between the individual tubes 14 running, thus in heat-conducting contact, conductive fins 21, e.g. Air fins, which are arranged in the space between two adjacent tubes 14, in particular flat tubes 15, and run approximately in a zigzag shape, the fins 21 being in contact with both adjacent tubes 14, in particular flat tubes 15, and thus also being able to be firmly connected, e.g. can be soldered.
  • conductive fins 21, e.g. Air fins which are arranged in the space between two adjacent tubes 14, in particular flat tubes 15, and run approximately in a zigzag shape, the fins 21 being in contact with both adjacent tubes 14, in particular flat tubes 15, and thus also being able to be firmly connected, e.g. can be soldered.
  • Such slats 21 and their arrangement are known in principle.
  • the two collecting chambers 12 and 13 are connected to one another at least on one side of the tube bundle 11, that is to say on the lower and / or upper side in FIG. 1, which extends between the collecting chambers 12 and 13, via a bridging line running along this side, wherein
  • two such bypass lines 22 and 23 are provided, of which the bypass line 22 serves as an inlet line in FIG.
  • the passage through the bypass lines 22 and 23 and the collecting chambers 12 and 13 connected thereto, bypassing the tube bundle 11, can be controlled by at least one valve 24, which is only indicated schematically in FIG. 1 and is designed as a pressure-dependent valve, which opens automatically at high pressure and closes at low pressure.
  • the pressure-controlled valve 24 consists in a simple manner of a valve member 25 which is loaded by a spring 26 and can be pressed by the latter against the end of the bridging line 23 located at the top left in FIG. 1, which opens into the collecting chamber 13.
  • the valve 24 is in the return flow of the oil which is led back from the bypass line 23 back into the collecting chamber 13. It goes without saying that the valve 24 can just as well be arranged in the region of the connection of the bypass line 23 to the collecting chamber 12.
  • the valve 24, which is controlled in a pressure-dependent manner in the first exemplary embodiment, can additionally or instead also be temperature-controlled.
  • a temperature-controlled valve 74 is shown schematically in the same region VI of the oil cooler 10 as is shown in FIG. 1.
  • Such temperature dependent valves 74 are known per se, e.g. as a thermostatic valve, and therefore require no further explanation.
  • the respective bridging line 22 and 23 is designed as the tube bundle 11 on the side part 32 and 33 which terminates between the two collecting chambers 12 and 13 and is in heat-conducting connection with the adjacent tube 14, that is to say the bottom and top tube in FIG. 1 , the tube bundle 11 held. In this embodiment, as a respective side part 32, 33, this thus closes the tube bundle 11 on the associated side.
  • the respective bridging line 22, 23 is, as shown in particular in FIG. 2 with regard to the bridging line 22 in the form of a side part 32, in the form of a tube 42 or 43 which, for example, consists of the same material as the tubes 14 of the tube bundle 11, in particular from a Material with high thermal conductivity, e.g. made of aluminum.
  • the respective tube 42 or 43 is designed as a square tube which is visible in FIG. 2.
  • the tube 92 instead consists of a round tube.
  • the respective bypass line 22, 23 is formed from an extruded profile part.
  • One such is the tube 42, which is shown in cross section in FIG. 2, this extruded profile part, for example, also having the profile-supporting, thus one-piece intermediate webs 44, which at the same time can increase the heat transfer performance of the tube 42.
  • bridging lines 22, 23, which are designed as side parts 32 and 33, in particular as tubes 42 and 43, can also be provided with differently shaped tubes.
  • the bypass line 22, 23 has a passage cross section that is larger, preferably substantially larger, than the passage cross section of the entire tube bundle 11 or at least one tube bundle part.
  • the bypass lines 22 and 23 designed as side parts 32 and 33 perform their function as bypass lines when the supplied oil is at a low temperature and / or in the system, for example in the tube bundle 11, when oil plugs are present in the cold state fair.
  • the bridging lines 22, 23 not only serve as elements which conduct the oil through them and the collecting chambers 12 and 13, bypassing the tube bundle 11, but at the same time form the supporting and securing side parts 32, 33 covering the tube bundle 11 on both sides.
  • heat-conducting intermediate members 34 and 35 are arranged, which are preferably made of heat-conducting metal, e.g. made of aluminum.
  • the intermediate members 34, 35 are advantageously formed from conductive fins 36 and 37, e.g. from air fins, these fins 36, 37 on the one hand directly with the adjacent tube 14, in particular flat tube 15, and on the other hand directly with the bypass line 22 or 23 in preferably large-area heat-conducting contact and from the heat exchange medium, e.g.
  • These fins 36, 37 can be the same fins 21 that are present in the tube bundle 11 between the individual tubes 14, in particular flat tubes 15. These slats 21 and 36 and 37 run approximately meandering, zigzag or in some other way, as is known in principle.
  • the lamellae 36, 37 each abut a flat-plane contact surface 38 or 39 of the associated bridging line 22 or 23, in particular of the side part 32 or 33, as in particular also in FIG. 2 for the bridging line 22 shown there in FIG Design as a side part 32 is shown.
  • the fins 36 and 37 arranged between the respective bridging line 22, 23 on the one hand and the facing pipe 14 of the tube bundle 11 on the other hand have the advantage of good heat conduction from the respective bridging line 22, 23 to the adjacent tube 14 of the tube bundle 11. If cold oil is first passed through, in particular through the bridging line 22, the collecting chamber 12, the bridging line 23 and the collecting chamber 13, bypassing the tube bundle 11, the thermal energy of the oil which gradually warms through is transferred to the tube bundle 11 on all four sides of the oil cooler 10, thus the fins 36 and 37 perform a heat-conducting task in the area of the bypass lines 22 and 23, respectively.
  • the bypass lines 22 and 23 and the fins 36, 37 which are in heat-conducting contact with the latter and the adjacent tubes 14 of the tube bundle 11, participate in the heat dissipation and thus in the cooling, so that this results in an increased cooling capacity.
  • the fins 36 and 37 have the advantage in the production of the oil cooler that the fins 36 and 37 support the bypass lines 22 and 23 formed as side parts 32, 33 when soldering the entire oil cooler.
  • Each bypass line 22 and 23 opens at one end, for example the right end in FIG. 1, into the first collecting chamber 12 there and with its opposite end into the other collecting chamber 13.
  • the oil inlet 27 and, separated from it by an inner partition 28 in the collecting chamber 13, the oil outlet 29 are provided in the area of the collecting chamber 13, the oil inlet 27 and, separated from it by an inner partition 28 in the collecting chamber 13, the oil outlet 29 are provided.
  • the oil inlet 27 opens into the collecting chamber 13, but this is not mandatory.
  • the bypass line 22 is thus in communication with the oil inlet 27, here within the collecting chamber 13, and with the other collecting chamber 12.
  • the second bridging line 23 on the opposite side, for example the long side, of the tube bundle 11 is connected to both collecting chambers 12 and 13 and serves the return of the oil in the bypass operation shown in FIG. 1 from the collecting chamber 12 to the collecting chamber 13 and through this back to the oil outlet 29.
  • the oil inlet 27 and the oil outlet 29 are interchanged such that the oil in the bypass operation is initially from the oil inlet, which is located at the location of the oil outlet 29, through the collecting chamber 13 and from this via the bypass line 23 to the other Collection chamber 12 and from the latter via the bridging line 22 is led back to the oil outlet, which is located at the location of the oil inlet 27 and, like the oil inlet 27, can be provided either outside of the collection chamber 13 or instead also within it, which then forms a flow connection between the oil inlet 27 and the subsequent bypass line 22.
  • the oil cooler 10 according to the first embodiment is single-flow, so that when the oil is at operating temperature and is to be cooled and instead of the bypass line 23 flows through the tube bundle 11 in the return, the entire tube bundle 11 is filled with oil from the collecting chamber 12 in the direction of the other Flow chamber 13 is flowed out. All flat tubes 15 of the tube bundle 11 are thus flowed through by the oil in one direction.
  • FIG. 1 shows a state of the oil cooler 10 in which the oil supplied and introduced via the oil inlet 27 is still at a low temperature.
  • the oil remaining in the tube bundle 11 is cold.
  • oil plugs may have formed in the tubes 14 of the tube bundle 11, which block the passage.
  • the high pressure generated in the system automatically causes the pressure-controlled valve 24 to open and to keep it open as long as this increased pressure is present in the system.
  • the oil passed in the manner described gives its thermal energy on all four sides of the oil cooler 10 to the cooling network, formed by the tube bundle 11 with the tubes 14, the side parts 32, 33 and the fins 21 and 36 and 37, so that the heat is transferred to the oil in the tubes 15 and any oil plugs contained therein are dissolved as quickly as possible and oil still to be viscous in the tube bundle 11, because it is too cold, is liquefied, so that the oil through the tubes 14, in particular Flat tubes 15 of the tube bundle 11 can flow through instead of through the bypass line 23.
  • the continuity of the tubes 14, in particular flat tubes 15, for the oil which is initially still at a low temperature is achieved with oil condenser 10 according to the invention, with very rapid liquefaction of the oil contained and dissolution of any oil plugs contained which block the flow.
  • the oil cooler 10 is thus very quickly able to achieve the full and desired large cooling capacity, which is achieved very quickly, so that e.g. An initial excessive heating of the oil - due to the late use of the cooling effect of the oil cooler - is prevented and the physical properties of the oil remain unaffected for a long time.
  • the oil cooler has an increased cooling capacity, since the bridging lines 22 and 23 designed as side parts 32, 33 together with the fins 36 and 37 are additional components of the cooling network and participate in the heat exchange and thus in the cooling. It is also advantageous that the bridging lines 22, 23 each have a double function due to their design as side parts 32 and 33, which laterally cover the tube bundle 11 and protect it.
  • the oil cooler 10 is simple to manufacture, a compact component that can be completely built in and is highly effective both as a heat-transferring element when the oil is cold and as a cooler, each with a high heat transfer capacity.
  • the bypass line 22 is designed as a side part 32 from a tube 92, in particular a round tube. Since such an adjacent intermediate member 34, in particular fins, which serves for heat conduction offers only a small contact area, in this third exemplary embodiment the intermediate members 34, in particular fins 36, are arranged indirectly with a contact part 93, which increases the heat conducting area of the tube 92, with the Bridging line 22 brought into heat-conducting connection.
  • the contact part 93 is e.g. from a U-profile part, which overlaps the bridging line 22, which is designed as a round tube, at three points, i.e. with both U-legs and with the U-web running between them.
  • the contact part 93 has a flat, flat contact surface 94 on which the intermediate member 34, in particular the lamella 36, bears, so that a large contact surface is created for the best possible heat transfer.
  • the oil cooler 110 is designed with two passages. This means that a tube bundle 111 causes the oil supplied via the oil inlet 127 to flow from the left collecting chamber 113 in FIG. 7 to the right collecting chamber 112 (reversing chamber) and that the second tube bundle 111 located above it causes the oil to return from the collecting chamber 112 to the collecting chamber 113 and from there to the oil outlet 129.
  • a partition 128 for separation e.g. the collection chamber 113 separates into approximately two sub-chambers of the same size.
  • the two collecting chambers 112 and 113 are connected to one another via bridging lines 122 and 123, which are designed in the same way as in the previous exemplary embodiments and also here as side parts 132 and / or end pieces which terminate on the relevant side in each case as the respective tube bundle 111a and 111 133 are trained.
  • a valve 124 is arranged between the bypass line 123 and the collection chamber 113 in accordance with the arrangement in the first exemplary embodiment.
  • a corresponding valve 154 is also arranged in the flow between the bypass line 122 and the collecting chamber 112.
  • the one collection chamber 113 is thus divided into two sections, namely a collection chamber section which is connected to the oil inlet 127 and a bypass line 122 for the flow, and a section which is connected to the oil outlet 129 and to the second bypass line 123 is connected for the return.
  • the pipe network of the oil cooler 110 flows around on all four sides at this stage, it being in heat-conducting contact with these outer sides, so that the thermal energy of the oil is transferred very quickly to the pipe bundle 111a or 111b and the oil it warms up and becomes fluid and any oil plugs liquefy and dissolve,
  • valves 154 and / or 124 close. Then the oil passed through the oil inlet 127 and to the lower section of the collecting chamber 113 does not pass the bypass line 122, but in Fig. 7 from left to right the tube bundle 111 a. From there, the oil reaches the other collecting chamber 112 and from there it flows from right to left the tube bundle 111 to the upper section of the collecting chamber 113, from which the oil flows out via the oil outlet 129.

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Abstract

Bei einem insbesondere für Automatikgetriebe einsetzbaren Ölkühler (10) ist dessen Rohrbündel (11) mit jedem Ende an eine Sammelkammer (12, 13) angeschlossen. Durch die Rohre (14) ist das zu kühlende Öl hindurchführbar und das Rohrbündel (11) zur Kühlung des Öls in Wärmeaustausch mit einem Wärmeaustauschmedium, z.B. Luft, bringbar. Die beiden Sammelkammern (12, 13) sind zumindest auf einer Seite des Rohrbündels (11) über eine längs dieser Seite verlaufende Überbrückungsleitung (23) miteinander verbunden, deren Durchlaß unter Umgehung des Rohrbündels (11) steuerbar ist. Die jeweilige Überbrückungsleitung (23) ist als das Rohrbündel (11) auf der einen zwischen den beiden Sammelkammern (12, 13) verlaufenden Seite abschließendes Seitenteil (33) ausgebildet und in wärmeleitender Verbindung mit dem dazu benachbarten Rohr (14) des Rohrbündels (11) gehalten, wobei zwischen der Überbrückungsleitung (23) und dem angrenzenden Rohr (14) wärmeleitende Zwischenglieder (37) angeordnet sind. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Ölkühler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.
  • Ölkühler dieser Art sind insbesondere für Getriebe, Motoren, Brennkraftmaschinen und z.B. mit Vorteil für Automatikgetriebe einsetzbar. Bekanntlich neigen viele Öle dazu, bei niedrigen Umgebungstemperaturen zähflüssig zu werden. Auch kommt es vor, daß sich im Ölkühlerkreislauf und dort vor allem an solchen Stellen, wo die Durchflußquerschnitte klein dimensioniert sind, beim Erkalten Ölpfropfen bilden, die an dieser Stelle den Durchlaß verschließen. Aufgrund dieser Umstände kann kaltes Öl, das in den Ölkühler eingeleitet wird,diesen nicht oder nur unter hohem Druck durchströmen, so daß der Ölumlauf und die Kühlung in dieser Phase mitunter erheblich gestört sind, wodurch Schäden verursacht werden könnten.
  • Um diesen Problemen zu begegnen, wurde bereits ein Ölkühler der eingangs genannten Art vorgeschlagen. Dieser hat auf einer Längsseite eine den Ölzulauf zu einer Sammelkammer bewirkende separate Zulaufleitung, die in beträchtlichem Abstand von der Längsseite des Rohrnetzes verläuft und in die eine Sammelkammer einmündet. Ferner ist der Ölkühler auf der gegenüberliegenden Längsseite des Rohrnetzes mit einer Öberbrükkungsleitung versehen, die ebenfalls in wesentlichem Querabstand vom Rohrnetz verläuft und eine Kurzschlußleitung von der einen Sammelkammer bis hin zur anderen Sammelkammer bildet, durch die hindurch das Öl bis hin zum daran angeschlossenen Auslaß führbar ist. Der Durchlaß durch die letztgenannte Überbrückungsleitung unter Umgehung des Rohrbündels ist mittels eines z.B. druckabhängig arbeitenden Ventils steuerbar. Wird bei niedriger Umgebungstemperatur und z.B. kaltem Ölkühler über die Vorlaufleitung ÖI, das eine niedrige Temperatur hat, zur einen Sammelkammer geleitet, so kann aufgrund des erhöhten Druckes im Ölkühler das genannte Ventil öffnen und den Durchgang durch die Überbrückungsleitung zwischen der einen Sammelkammer und der anderen Sammelkammer freigeben, so daß das Öl unter Umgehung des Rohrbündels von der einen Sammelkammer durch die Überbrückungsleitung zur anderen Sammelkammer und zurück zum Auslaß gelangt. Dadurch wird der Ölumlauf gewährleistet. Erst dann, wenn sich nach geraumer Zeit das Rohrbündel und das darin enthaltene noch zähflüssige Öl allmählich erwärmt hat, wobei etwaige enthaltene Ölpfropfen verflüssigt und aufgelöst wurden, fällt der Druck im System ab, so daß das Ventil in der Überbrückungsleitung selbsttätig schließt und das Öl nun von der einen Sammelkammer durch das Rohrbündel hindurch zur anderen Sammelkammer und zurück zum Auslaß gelangt. Der Ölkühler kann nun seine Kühlwirkung entfalten.
  • Es hat sich gezeigt, daß bei diesem bekannten Ölkühler erhebliche Zeit vergeht, bis der Ölkühler vom Bypaßbetrieb auf den normalen Kühlbetrieb übergehen und seine Kühlwirkung entfalten kann. In dieser Zeit erfolgt nur eine mangelhafte Kühlung des sich allmählich erwärmenden Öls.Ferner wird das Öl zu stark erhitzt,wodurch sich dessen physikalische Eigenschaften,z.B.Schmierfähigkeit, verschlechtern können. Auch kann sich im zu kühlenden Teil,z.B. Motor,Getriebe, insbesondere Automatikgetriebe, ein gefährlicher Wärmestau einstellen, der Schäden zur Folge haben könnte.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ölkühler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung zu schaffen, der schnell seine volle Kühlfunktion entfalten kann.
  • Die Aufgabe ist bei einem Ölkühler der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, daß die mindestens eine Überbrückungsleitung in wärmeleitender Verbindung mit dem dazu benachbarten Rohr des Rohrbündels gehalten ist, ist darüber eine schnellere Erwärmung des Rohrbündels und somit ein schnelleres Erreichen des durchgängigen Betriebszustandes möglich, so daß der ÖIkühler schon deswegen bei niedrigen Umgebungstemperaturen schneller auf Betriebstemperatur kommt und schneller seine volle Kühlfunktion entfalten kann, so daß eine anfängliche zu starke Erwärmung des Öls - bedingt durch zu späten Einsatz der Kühlwirkung des Ölkühlers - verhindert ist und die physikalischen Eigenschaften,z.B.die Schmierfähigkeit, des Öls auch auf lange Zeit unbeeinträchtigt bleiben.Auch ein evtl. gefährlicher Wärmestau und evtl.dadurch bedingte Schäden beim zu kühlenden Teil, z.B. Motor, Getriebe, insbesondere Automatikgetriebe, werden vermieden. Von Vorteil ist ferner, daß der Bereich der mindestens einen Überbrückungsleitung, die mit dem dazu benachbarten Rohr des Rohrbündels in wärmeleitender Verbindung gehalten ist, dann, wenn der Ölkühler im normalen Kühlbetrieb arbeitet, ebenfalls mit zum Wärmeaustausch beiträgt, wodurch die Kühlleistung gesteigert ist. Insgesamt trägt also die mindestens eine Überbrückungsleitung, die in wärmeleitender Verbindung mit dem dazu benachbarten Rohr des Rohrbündels gehalten ist, zur Steigerung der Wärmeübertragung bei, einerseits im kalten Zustand und vor Erreichen der Kühlfunktion und andererseits im warmen Zustand und bei der Kühlfunkton des Ölkühlers. Dadurch, daß die mindestens eine Überbrückungsleitung zugleich als Seitenteil ausgebildet ist, das das Rohrbündel auf der einen Seite, die zwischen den beiden Sammelkammern verläuft und meist eine längs verlaufende Seite ist, abschließt, ist in diesem Bereich ein sonst vorgesehenes separates Seitenteil entbehrlich, wobei die Überbrückungsleitung somit hier die Doppelfunktion erfüllt, einerseits an der Zirkulation des Öles im Ölkühler teilnehmendes Rohr zu sein und andererseits ein mechanischer Abschluß auf der betreffenden Seite des Rohrbündels zu sein, der im übrigen nicht nur schützt, sondern dem Ölkühler auch noch eine größere Festigkeit in diesem Bereich verleiht. Dabei versteht es sich, daß z.B. gemäß den Merkmalen des Anspruchs 7 zwischen der mindestens einen Überbrückungsleitung und dem dazu benachbarten Rohr des Rohrbündels wärmeleitende Zwischenglieder, vorzugsweise aus wärmeleitendem Metall, z.B. Aluminium, angeordnet sein können, wobei diese z.B. aus leitenden Lamellen, z.B. Luftlamellen, gebildet sein können, die mit der Überbrückungsleitung und dem dazu benachbarten Rohr jeweils in, vorzugsweise großflächiger, wärmeleitender Berührung stehen und vom Wärmeaustauschmedium beaufschlagbar sind. Dabei kann es sich bei diesen Lamellen um die gleichen mäanderförmig oder zickzackförmig verlaufenden Lamellen handeln, die im Rohrbündel zwischen den einzelnen Rohren zur Steigerung der Wärmeübertragungsleistung angeordnet sind und mit den einzelnen Rohren des Rohrbündels in wärmeleitender Berührung stehen. Derartige Lamellen steigern die Wärmeleitung von der Überbrückungsleitung zum dazu benachbarten Rohr des Rohrbündels, wodurch insgesamt in diesem Randbereich die Wärmeübertragungsleistung, und zwar Erwärmungsleistung bzw. Kühlleistung, noch gesteigert wird. Da es sich bei diesen Lamellen um die gleichen wie im Rohrbündel handeln kann, bedeuten diese Lamellen keinen großen zusätzlichen Aufwand. Sie haben außerdem den Vorteil, daß diese bei der Herstellung des Ölkühlers, z.B. beim Löten als vormontiertes und zusammengesetztes Paket, die mindestens eine Überbrückungsleitung beim Löten abstützen. Gleichermaßen bewirkt die mindestens eine Überbrückungsleitung in Form des Seitenteils über die Zwischenglieder, insbesondere Lamellen, beim Löten eine Abstützung des Rohrbündels. Der Ölkühler ist somit auch in dieser Konzeption kostengünstig herstellbar. Er stellt ein in sich stabiles, komplett anschlußfertig gestaltbares Bauteil dar. Weitere Erfindungsmerkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Ölkühlers ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 6 und 8 bis 23.
  • Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
  • Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung der Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus der Zeichnung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.
  • Bei einem bekannten Ölkühler (DE-OS 37 14 230) ist etwa in der Mitte des Rohrbündels innerhalb des Ölkühlers mindestens eine ventilgesteuerte Überbrückungsleitung erhöhten Querschnittes angeordnet, die mit beiden Sammelkammern in Verbindung steht. Eine derartige mitten im Rohrbündel vorgesehene Überbrückungsleitung ist nachteilig. Zum einen ist dadurch die Herstellung des gesamten Rohrnetzes erheblich erschwert. Nachteilig ist ferner, daß bei geschlossenem Ventil in der Überbrückungsleitung und somit abgesperrter Überbrückungsleitung, die dann nicht mehr vom Öl durchflossen ist, dieser Bereich des Rohrbündels an der Wärmeübertragung, insbesondere Kühlung, kaum oder überhaupt nicht teilnimmt. Damit ist also im normalen Kühlbetrieb des Ölkühlers bei geschlossener Öberbrückungsleitung der für die Kühlung wichtige mittlere Bereich des Rohrbündels des Ölkühlers nicht an der Kühlung beteiligt. Deswegen hat der Ölkühler eine reduzierte Kühlleistung. Gleiches ergibt sich auch für einen Ölkühler gemäß DE-OS 38 06 888.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ölkühlers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
    • Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 11 - 11 in Fig. 1,
    • Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie 111 - 111 in Fig. 1,
    • Fig. 4 einen schematischen Schnitt etwa entsprechend demjenigen in Fig. 3 eines zweiten Ausführungsbeispieles,
    • Fig. 5 einen schematischen Schnitt etwa entsprechend demjenigen in Fig. 2 eines dritten Ausführungsbeispieles,
    • Fig. 6 einen schematischen Schnitt eines Ausschnitts VI gemäß Fig. 1, jedoch eines vierten Ausführungsbeispieles,
    • Fig. 7 eine schematische, teilweise geschnittene Seitenansicht etwa entsprechend derjenigen in Fig. 1 eines Ölkühlers gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.
  • In Fig. 1 bis 3 ist ein Ölkühler 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, der grundsätzlich für die verschiedensten Einsatzzwecke geeignet ist, insbesondere z.B. für Motoren, Brennkraftmaschinen, Getriebe od. dgl. Der Ölkühler 10 kann z.B. mit Vorteil zum Kühlen des Öls eines Automatikgetriebes z.B. eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden.
  • Der Ölkühler 10 weist mindestens ein Rohrbündel 11 auf, das mit einem Ende an eine erste Sammelkammer 12 und mit dem anderen Ende an eine zweite Sammelkammer 13 angeschlossen ist, und zwar dadurch, daß die einzelnen Rohre 14 des Rohrbündels 11 bis in die Sammelkammern 12 und 13 hineinführen und dort mit diesen fest und dicht verbunden sind, wobei die Rohre 14 in das Innere der Sammelkammern 12, 13 ausmünden. Durch die Rohre 14 ist das zu kühlende Öl hindurchführbar. Zur Kühlung des hindurchgeführten Öls ist das Rohrbündel 11 in Wärmeaustausch mit einem hier nicht gezeigten Wärmeaustauschmedium bringbar, das z.B. aus Luft besteht, die bei der Anordnung gemäß Fig. 1 z.B. etwa rechtwinklig zur Zeichenebene durch die Zwischenräume im Rohrbündel 11 hindurchgeleitet, z.B. hindurchgeblasen, wird.
  • Die Ausbildung der Rohre 14 des Rohrbündels 11 ist prinzipiell beliebig, obwohl mit besonderem Vorteil beim ersten Ausführungsbeispiel die Rohre 14 des Rohrbündels 11 als Flachrohre 15 ausgebildet sind. Diese Flachrohre können, was nicht weiter dargestellt ist, im Inneren noch in üblicher Weise Turbulenzeinsätze od. dgl. Elemente enthalten. Die beiden Sammelkammern 12 und 13 sind beispielsweise als Flachkästen 16 bzw. 17 ausgebildet, die jeweils aus schalenförmigen Teilen 18 und 19, z.B. Hälften, zusammengesetzt sind, wie Fig. 3 zeigt. Man erkennt daraus, daß die Rohre 14, insbesondere Flachrohre 15, durch eine daran angepaßte Öffnung 20 im einen schalenförmigen Teil 18 hindurch in das Innere des Flachkastens 16 hineingeführt und in dieser Öffnung 20 unter Abdichtung befestigt sind.
  • Bei dem in Fig. 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel sind die Sammelkammern nicht als Flachkästen, sondern statt dessen als Zylinder 66 ausgebildet, die in besonders einfacher Gestaltung jeweils aus Rohren 68 gebildet sind, die zum Hindurchführen des jeweiligen Rohres 14, insbesondere Flachrohres 15, eine dementsprechende Öffnung 70 enthalten.
  • Das Rohrbündel 11 weist zwischen den einzelnen Rohren 14 verlaufende, damit in wärmeleitender Berührung stehende, leitende Lamellen 21, z.B. Luftlamellen, auf, die im Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Rohren 14, insbesondere Flachrohren 15, angeordnet sind und etwa zickzackförmig verlaufen, wobei die Lamellen 21 in Berührungskontakt mit beiden benachbarten Rohren 14, insbesondere Flachrohren 15, stehen und damit auch fest verbunden sein können, z.B. verlötet sein können. Derartige Lamellen 21 und deren Anordnung sind prinzipiell bekannt.
  • Die beiden Sammelkammern 12 und 13 sind zumindest auf einer Seite des Rohrbündels 11, also auf der in Fig. 1 unteren und/oder oberen Seite, die sich zwischen den Sammelkammern 12 und 13 erstreckt, über eine längs dieser Seite verlaufende Überbrückungsleitung miteinander verbunden, wobei beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 zwei derartige Überbrückungsleitungen 22 und 23 vorgesehen sind, von denen in Fig.2 die Überbrückungsleitung 22 als Zulaufleitung dient. Der Durchlaß durch die Überbrückungsleitungen 22 und 23 und die darüber verbundenen Sammelkammern 12 und 13 unter Umgehung des Rohrbündels 11 ist steuerbar, und zwar mittels mindestens eines Ventils 24, das in Fig. 1 nur schematisch angedeutet ist und als druckabhängig arbeitendes Ventil ausgebildet ist, das bei hohem Druck selbsttätig öffnet und bei niedrigem Druck schließt. Das druckabhängig gesteuerte Ventil 24 besteht in einfacher Weise aus einem Ventilglied 25, das von einer Feder 26 belastet ist und von dieser gegen das in Fig. 1 links oben befindliche Ende der Überbrükkungsleitung 23 anpreßbar ist, das in die Sammelkammer 13 ausmündet. Das Ventil 24 befindet sich bei dieser Ausgestaltung des Ölkühlers 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel im Rücklauf des Öles, das aus der Überbrückungsleitung 23 zurück in die Sammelkammer 13 geführt wird. Es versteht sich, daß das Ventil 24 ebensogut im Bereich des Anschlusses der Überbrückungsleitung 23 an die Sammelkammer 12 angeordnet sein kann.
  • Das beim ersten Ausführungsbeispiel druckabhängig gesteuerte Ventil 24 kann zusätzlich dazu oder statt dessen auch temperaturgesteuert sein. Beim vierten Ausführungsbeispiel in Fig. 6 ist schematisch ein temperaturabhängig gesteuertes Ventil 74 im gleichen Bereich VI des Ölkühlers 10, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, gezeigt. Derartige temperaturabhängig gesteuerte Ventile 74 sind für sich bekannt, z.B. als Thermostatventil, und bedürfen daher keiner näheren Erläuterung.
  • Die jeweilige Überbrückungsleitung 22 und 23 ist als das Rohrbündel 11 auf der einen zwischen den beiden Sammelkammern 12 und 13 verlaufenden Seite abschließendes Seitenteil 32 bzw. 33 ausgebildet und in wärmeleitender Verbindung mit dem dazu benachbarten Rohr 14, d.h. in Fig. 1 untersten sowie obersten Rohr, des Rohrbündels 11 gehalten. In dieser Ausbildung als jeweiliges Seitenteil 32, 33 schließt dieses somit das Rohrbündel 11 an der zugeordneten Seite ab. Die jeweilige Überbrückungsleitung 22, 23 ist dabei, wie insbesondere Fig. 2 hinsichtlich der Überbrükkungsleitung 22 in der Ausbildung als Seitenteil 32 zeigt, als Rohr 42 bzw. 43 ausgebildet, das z.B. aus dem gleichen Material wie die Rohre 14 des Rohrbündels 11 besteht, insbesondere aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, z.B. aus Aluminium. Beim ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 bis 3 ist das jeweilige Rohr 42 bzw. 43 als in Fig. 2 sichtbares Viereckrohr ausgebildet. Beim in Fig. 5 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel besteht das Rohr 92 statt dessen aus einem Rundrohr. Von Vorteil kann es dabei sein, wenn die jeweilige Überbrückungsleitung 22, 23 aus einem Strangpreßprofilteil gebildet ist. Ein solches stellt das Rohr 42, das in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt ist, dar, wobei dieses Strangpreßprofilteil z.B. noch das Profil stützende, damit einstückige Zwischenstege 44 aufweisen kann, die zugleich die Wärmeübertragungsleistung des Rohres 42 erhöhen können. Es versteht sich, daß als Überbrückungsleitungen 22, 23, die als Seitenteile 32 bzw. 33 ausgebildet sind, insbesondere als Rohre 42 bzw. 43, auch anders gestaltete Rohre vorgesehen sein können. Die Überbrückungsleitung 22, 23 weist einen Durchlaßquerschnitt auf, der größer, vorzugsweise wesentlich größer, als der Durchlaßquerschnitt des gesamten Rohrbündels 11 oder zumindest eines Rohrbündelteiles ist. Auf diese Weise werden die als Seitenteile 32 bzw. 33 gestalteten Überbrükkungsleitungen 22 bzw. 23 ihrer Aufgabe als Bypaßleitungen dann, wenn das zugeführte Öl eine niedrige Temperatur hat und/oder im System, z.B. im Rohrbündel 11, im Kaltzustand Ölpfropfen vorhanden sind, am besten gerecht. Dabei dienen die Überbrückungsleitungen 22, 23 nicht nur als das Öl durch diese und die Sammelkammern 12 und 13 unter Umgehung des Rohrbündels 11 hindurchleitende Elemente, sondern sie bilden zugleich das Rohrbündel 11 an beiden Seiten überdeckende, stützende und sichernde Seitenteile 32, 33.
  • Von besonderem Vorteil ist es, daß zwischen der jeweiligen Überbrückungsleitung 22, 23 einerseits und dem dazu benachbarten Rohr 14, insbesondere Flachrohr 15, des Rohrbündels 11 andererseits, d.h. dem in Fig. 1 untersten sowie obersten Rohr 14, wärmeleitende Zwischenglieder 34 bzw. 35 angeordnet sind, die vorzugsweise aus wärmeleitendem Metall, z.B. aus Aluminium, bestehen. Die Zwischenglieder 34, 35 sind in vorteilhafter Weise aus leitenden Lamellen 36 bzw. 37 gebildet, z.B. aus Luftlamellen, wobei diese Lamellen 36, 37 einerseits direkt mit dem benachbarten Rohr 14, insbesondere Flachrohr 15, und andererseits unmittelbar mit der Überbrückungsleitung 22 bzw. 23 in vorzugsweise großflächiger wärmeleitender Berührung stehen und vom Wärmeaustauschmedium, z.B. von Luft, beaufschlagbar sind, das das Rohrbündel 11 z.B. etwa rechtwinklig zur Zeichenebene der Fig. 1 durchsetzt. Bei diesen Lamellen 36, 37 kann es sich um die gleichen Lamellen 21 handeln, die im Rohrbündel 11 zwischen den einzelnen Rohren 14, insbesondere Flachrohren 15, vorhanden sind. Diese Lamellen 21 sowie 36 und 37 verlaufen etwa mäanderförmig, zickzackförmig oder in sonstiger Weise, wie es prinzipiell bekannt ist. Dabei liegen die Lamellen 36, 37 jeweils an einer flachebenen Kontaktfläche 38 bzw. 39 der jeweils zugeordneten Überbrückungsleitung 22 bzw. 23, insbesondere des Seitenteils 32 bzw. 33, an, wie insbesondere auch in Fig. 2 für die dort dargestellte Überbrückungsleitung 22 in der Gestaltung als Seitenteil 32 gezeigt ist. Die zwischen der jeweiligen Überbrückungsleitung 22, 23 einerseits und dem zugewandten Rohr 14 des Rohrbündels 11 andererseits angeordneten Lamellen 36 bzw. 37 haben den Vorteil guter Wärmeleitung von der jeweiligen Überbrückungsleitung 22, 23 zum benachbarten Rohr 14 des Rohrbündels 11. Wird zunächst kaltes Öl hindurchgeführt, insbesondere durch die Überbrückungsleitung 22, die Sammelkammer 12, die Überbrückungsleitung 23 und die Sammelkammer 13, unter Umgehung des Rohrbündels 11, wird die Wärmeenergie des sich allmählich erwärmenden hindurchgleiteten Öls auf allen vier Seiten des Ölkühlers 10 auf das Rohrbündel 11 übertragen, wobei also die Lamellen 36 und 37 eine Wärmeleitaufgabe im Bereich der Überbrückungsleitungen 22 bzw. 23 übernehmen. Später und dann, wenn das durch den Ölkühler 10 hindurchgeführte Öl Betriebstemperatur hat und die Überbrückungsleitung 22, die Sammelkammer 12, das Rohrbündel 11 und die Sammelkammer 13 durchströmt, und eine Kühlung des Öls durch den Ölkühler erfolgen soll, nehmen die Überbrückungsleitungen 22 und 23 und auch die mit letzteren und den angrenzenden Rohren 14 des Rohrbündels 11 in wärmeleitender Berührung stehenden Lamellen 36, 37 an der Wärmeabfuhr und somit an der Kühlung teil, so daß sich dadurch eine gesteigerte Kühlleistung ergibt. Im übrigen haben die Lamellen 36 und 37 bei der Herstellung des Ölkühlers den Vorteil, daß die Lamellen 36 und 37 beim Löten des gesamten ÖIkühlers die als Seitenteile 32, 33 gebildeten Überbrückungsleitungen 22 bzw. 23 abstützen.
  • Jede Überbrückungsleitung 22 und 23 mündet mit einem Ende, z.B. dem in Fig. 1 rechten Ende, in die dortige erste Sammelkammer 12 und mit ihrem gegenüberliegenden Ende in die andere Sammelkammer 13 ein. Im Bereich der Sammelkammer 13 ist der Öleinlaß 27 und, durch eine innere Trennwand 28 in der Sammelkammer 13 davon getrennt, der Ölauslaß 29 vorgesehen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel mündet der Öleinlaß 27 in die Sammelkammer 13, was aber nicht zwingend ist. Die Überbrückungsleitung 22 steht also mit dem Öleinlaß 27, hier innerhalb der Sammelkammer 13, und mit der anderen Sammelkammer 12 in Verbindung. Die zweite Überbrückungsleitung 23 auf der gegenüberliegenden Seite, z.B. Längsseite, des Rohrbündels 11 steht mit beiden Sammelkammern 12 und 13 in Verbindung und dient der Rückführung des Öls im in Fig. 1 gezeigten Bypaßbetrieb von der Sammelkammer 12 zur Sammelkammer 13 und durch diese zurück zum Ölauslaß 29.
  • Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Öleinlaß 27 und der Ölauslaß 29 vertauscht derart, daß das Öl im Bypaßbetrieb zunächst vom Öleinlaß her, der an der Stelle des Ölauslasses 29 sitzt, durch die Sammelkammer 13 und von dieser über die Überbrückungsleitung 23 zur anderen Sammelkammer 12 und von letzterer über die Überbrückungsleitung 22 zurück zum Ölauslaß geführt wird, der an der Stelle des Öleinlasses 27 sich befindet und dabei, wie der Öleinlaß 27 auch, entweder außerhalb der Sammelkammer 13 oder statt dessen auch innerhalb dieser vorgesehen sein kann, die dann eine Durchflußverbindung zwischen dem Öleinlaß 27 und der anschließenden Überbrückungsleitung 22 bildet.
  • Der Ölkühler 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist einflutig, so daß also dann, wenn das Öl Betriebstemperatur hat und zu kühlen ist und statt der Überbrückungsleitung 23 im Rücklauf das Rohrbündel 11 durchströmt, das gesamte Rohrbündel 11 vom Öl aus der Sammelkammer 12 in Richtung zur anderen Sammelkammer 13 hin durchströmt wird. Sämtliche Flachrohre 15 des Rohrbündels 11 werden also in der einen Richtung vom Öl durchströmt.
  • In Fig. 1 ist ein Zustand des Ölkühlers 10 gezeigt, bei dem das zugeführte, über den Öleinlaß 27 eingeleitete Öl noch eine niedrige Temperatur hat. Das im Rohrbündel 11 verbliebene Öl ist kalt. Außerdem kann es sein, daß sich in den Rohren 14 des Rohrbündels 11 evtl. Ölpfropfen gebildet haben, die den Durchlaß blockieren. Um den Ölkühler 10 zu schützen und die Wärmeenergie des zugeführten Öls möglichst großflächig auf das Rohrbündel 11 zu übertragen und dieses schnell zu erwärmen und etwaige Ölpfropfen aufzulösen, damit möglichst früh das Rohrbündel 11 vom Öl durchströmt werden kann und der Ölkühler 10 möglichst schnell seine Kühlfunktion erfüllen kann, wird bei geöffnetem Ventil 24 das beim Öleinlaß 27 eingeleitete Öl somit durch die den Vorlauf bewirkende Überbrückungsleitung 22, durch die Sammelkammer 12 und noch nicht durch das Rohrbündel 11, sondern aufgrund des geöffneten Ventils 24 durch die als Rückleitung fungierende Überbrückungsleitung 23 zurück zur Ölkammer 13 und von dort zum Ölauslaß 29 geleitet. Aufgrund des geringen Durchflußwiderstandes in der Überbrückungsleitung 23 ist dabei gewährleistet, daß das Öl noch nicht durch die Flachrohre 15 des Rohrbündels 11 hindurch gepreßt wird. Der im System entstehende hohe Druck bewirkt selbsttätig die Öffnung des druckabhängig gesteuerten Ventils 24 und dessen Offenhaltung so lange, wie dieser erhöhte Druck im System ansteht. Das in beschriebener Weise hindurchgeführte Öl gibt seine Wärmeenergie auf allen vier Seiten des Ölkühlers 10 auf das Kühlnetz, gebildet durch das Rohrbündel 11 mit den Rohren 14, den Seitenteilen 32, 33 und den Lamellen 21 sowie 36 und 37, ab, so daß die Wärme auf das in den Rohren 15 befindliche Öl übertragen wird und etwaige darin enthaltene Ölpfropfen möglichst schnell aufgelöst werden und im Rohrbündel 11 befindliches, noch zu zähfließendes Öl, weil es zu kalt ist, verflüssigt wird, so daß nun das Öl durch die Rohre 14, insbesondere Flachrohre 15,des Rohrbündels 11 hindurchfließen kann, statt durch die Überbrückungsleitung 23. Dies hat einen Druckabfall im System zur Folge, aufgrund dessen die Feder 26 das Ventilglied 25 aus der Öffnungsstellung gemäß Fig. 1 in die Schließstellung bewegt. Bei geschlossenem Ventil 24 ist somit die Verbindung zwischen der Überbrückungsleitung 23 und der Sammelkammer 13 unterbrochen. Das Öl, das über den Einlaß 27 und durch die Überbrückungsleitung 22 zur Sammelkammer 12 geleitet wird, durchströmt nun die Rohre 14, insbesondere Flachrohre, des Rohrbündels 11 in Fig. 1 von rechts nach links bis zur anderen Sammelkammer 13, aus der das Öl über den Auslaß 29 abgeführt wird.
  • Aufgrund der beschriebenen Gestaltung wird beim Ölkühler 10 gemäß der Erfindung sehr schnell die Durchgängigkeit der Rohre 14, insbesondere Flachrohre 15, für das anfänglich noch auf niedriger Temperatur liegende Öl erreicht mit sehr schneller Verflüssigung enthaltenen Öls und Auflösung etwaiger enthaltener Ölpfropfen, die den Durchfluß blokkieren. Damit ist der Ölkühler 10 sehr schnell in der Lage, die volle und gewünscht große Kühlleistung zu erbringen, die sehr schnell erreicht wird, so daß z.B. eine anfängliche zu starke Erwärmung des Öls - bedingt durch zu späten Einsatz der Kühlwirkung des Ölkühlers-verhindert ist und die physikalischen Eigenschaften des Öls auch auf lange Zeit unbeeinträchtigt bleiben. Im Betrieb hat der Ölkühler eine erhöhte Kühlleistung, da die als Seitenteile 32, 33 gestalteten Überbrükkungsleitungen 22 bzw. 23 zusammen mit den Lamellen 36 bzw. 37 zusätzlich Bestandteile des Kühlnetzes sind und an dem Wärmeaustausch und somit an der Kühlung teilhaben. Von Vorteil ist ferner, daß die Überbrückungsleitungen 22, 23 aufgrund der Ausbildung jeweils als Seitenteil 32 bzw. 33 eine das Rohrbündel 11 seitlich überdeckende und dieses schützende Doppelfunktion haben. Der Ölkühler 10 ist einfach in der Herstellung, ein kompaktes, für sich komplett einbaubares Bauteil und sowohl bei der Funktion als wärmeübertragendes Element im kalten Zustand des Öls als auch in der Funktion als Kühler hochwirksam mit jeweils hoher Wärmeübertragungsleistung.
  • Bei dem in Fig. 5 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel ist die Überbrückungsleitung 22 in der Gestaltung als Seitenteil 32 aus einem Rohr 92, insbesondere Rundrohr, gebildet. Da ein solches für der Wärmeleitung dienende, angrenzende Zwischenglieder 34, insbesondere Lamellen, eine nur kleine Kontaktfläche bietet, sind bei diesem dritten Ausführungsbeispiel die Zwischenglieder 34, insbesondere Lamellen 36, mittelbar über ein dazwischen angeordnetes, die Wärmeleitfläche des Rohres 92 vergrößerndes Kontaktteil 93 mit der Überbrückungsleitung 22 in wärmeleitende Verbindung gebracht. Das Kontaktteil 93 besteht z.B. aus einem U-Profilteil, das die als Rundrohr ausgebildete Überbrückungsleitung 22 mit Berührungskontakt an drei Stellen übergreift, d.h. mit beiden U-Schenkeln und mit dem dazwischen verlaufenden U-Steg. Das Kontaktteil 93 weist eine flachebene Kontaktfläche 94 auf, an der das Zwischenglied 34, insbesondere die Lamelle 36, anliegt, so daß dadurch eine große Kontaktfläche für möglichst guten Wärmeübergang geschaffen ist.
  • Bei dem in Fig. 7 gezeigten fünften Ausführungsbeispiel ist der Ölkühler 110 zweiflutig gestaltet. Dies bedeutet, daß ein Rohrbündel 111 den Vorlauf des über den Öleinlaß 127 zugeführten Öls von der in Fig. 7 linken Sammelkammer 113 zur rechten Sammelkammer 112(Umkehrkammer) bewirkt und daß das darüber befindliche zweite Rohrbündel 111 den Rücklauf des Öls von der Sammelkammer 112 zurück zur Sammelkammer 113 und von dort zum Ölauslaß 129 bewirkt. In der Sammelkammer 113 ist zwischen dem Einlaß 127 und dem Auslaß 129 eine Trennwand 128 zur Trennung enthalten, die z.B. die Sammelkammer 113 in etwa zwei gleich große Teilkammern trennt.
  • Wie beim ersten Ausführungsbeispiel sind die beiden Sammelkammern 112 und 113 über Überbrückungsleitungen 122 und 123 miteinander verbunden, die in gleicher Weise wie bei den vorangegangenen Ausführungsbeispielen gestaltet sind und auch hier als das jeweilige Rohrbündel 111 a bzw. 111 auf der betreffenden Seite abschließende Seitenteile 132 bzw. 133 ausgebildet sind. Zwischen der Überbrückungsleitung 123 und der Sammelkammer 113 ist ein Ventil 124 entsprechend der Anordnung beim ersten Ausführungsbeispiel angeordnet. Ferner ist auch noch im Vorlauf zwischen der Überbrückungsleitung 122 und der Sammelkammer 112 ein entsprechendes Ventil 154 angeordnet.
  • Bei dieser zweiflutigen Ausbildung ist also die eine Sammelkammer 113 in zwei Abschnitte unterteilt, und zwar einen Sammelkammerabschnitt, der mit dem Öleinlaß 127 und mit einer Überbrükkungsleitung 122 für den Vorlauf verbunden ist, und einen Abschnitt, der mit dem Ölauslaß 129 und mit der zweiten Überbrückungsleitung 123 für den Rücklauf verbunden ist.
  • Wird anfänglich noch kaltes Öl über den Öleinlaß 127 in den in Fig. 7 unteren Teil der Sammelkammer 113 und von dieser durch die Überbrükkungsleitung 122 geleitet, wobei das Öl wegen Zähflüssigkeit und/oder etwaigen Ölpfropfen im Rohrbündel 111a noch nicht dieses passieren kann, öffnet das Ventil 154 aufgrund des erhöhten Drucks selbsttätig unter Freigabe der Verbindung zur Sammelkammer 112. Wenn auch im Rohrbündel 111 noch kein Durchfluß wegen zu hoher Zähflüssigkeit und/oder etwaigen Ölpfropfen möglich ist, führt der erhöhte Druck in der Sammelkammer 112 und in der Überbrückungsleitung 123 zur selbsttätigen Öffnung des dortigen Ventils 124, so daß das Öl von der Sammelkammer 112 durch die Überbrückungsleitung 123 und von dieser zum oberen Abschnitt der anderen Sammelkammer 113 und von dort zum Ölauslaß 129 gelangen kann. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Rohrnetz des Ölkühlers 110 auf allen vier Seiten in diesem Stadium umströmt, wobei es in wärmeleitender Berührung mit diesen Außenseiten steht, so daß die Wärmeenergie des Öls sehr schnell auf das Rohrbündel 111a a bzw. 111b übertragen wird und das Öl darin erwärmt und dünnflüssig wird und sich etwaige Ölpfropfen verflüssigen und auflösen,
  • so daß die Ventile 154 und/oder 124 schliessen. Dann passiert das über den Öleinlaß 127 und zum unteren Abschnitt der Sammelkammer 113 geführte Öl nicht die Überbrückungsleitung 122, sondern in Fig. 7 von links nach rechts das Rohrbündel 111 a. Von dort gelangt das Öl in die andere Sammelkammer 112 und von dieser durchströmt es von rechts nach links das Rohrbündel 111 bis hin zum oberen Abschnitt der Sammelkammer 113, aus der das Öl über den Ölauslaß 129 abfließt.

Claims (23)

1. Ölkühler, insbesondere für Getriebe, Motoren, Brennkraftmaschinen od.dgl., mit mindestens einem mit jedem Ende an eine Sammelkammer (12, 13; 112, 113) angeschlossenen Rohrbündel (11, 111 a, 111 b), durch dessen Rohre (14) das zu kühlende Öl hindurchführbar ist und das zur Kühlung des Öls in Wärmeaustausch mit einem Wärmeaustauschmedium bringbar ist, wobei die beiden Sammelkammern (12, 13, 112, 113) zumindest auf einer Seite des Rohrbündels (11; 111 a, 111 b) über eine längs dieser Seite verlaufende Überbrükkungsleitung (22 bzw. 23, 122, 123) miteinander verbunden sind, deren Durchlaß unter Umgehung des Rohrbündels (11; 111 a, 111 b) steuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Überbrückungsleitung (22 bzw.23; 122,123) als das Rohrbündel (11; 111 a, 111 b) auf der einen zwischen den beiden Sammelkammern (12, 13; 112, 113) verlaufenden Seite abschließendes Seitenteil (32, 33; 132, 133) ausgebildet ist und in wärmeleitender Verbindung mit dem dazu benachbarten Rohr (14; 114) des Rohrbündels (11; 111 a, 111 b) gehalten ist.
2. Ölkühler nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens eine Überbrückungsleitung (22 bzw.23; 122, 123) als Rohr (42, 43; 92) ausgebildet ist.
3. Ölkühler nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohr (42, 43; 92) aus dem gleichen Material besteht, wie die Rohre (14; 114) des Rohrbündels (11; 111 a, 111 b), z.B. aus Aluminium.
4. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens eine Überbrückungsleitung (22 bzw. 23; 122, 123) aus einem Rundrohr (92) oder Viereckrohr (42, 43) gebildet ist.
5. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens eine Überbrückungsleitung (22 bzw. 23; 122, 123) einen, vorzugsweise wesentlich,größeren Durchlaßquerschnitt als das gesamte Rohrbündel (11; 111 a, 111 b) oder zumindest ein Rohrbündelteil aufweist.
6. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mindestens eine Überbrückungsleitung (22 bzw. 23; 122, 123) aus einem Strangpreßprofilteil gebildet ist.
7. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der Überbrückungsleitung (22 bzw. 23; 122, 123) und dem dazu benachbarten Rohr (14; 114) des Rohrbündels (11; 11 a, 111 b) wärmeleitende Zwischenglieder (34, 35; 134, 135), vorzugsweise aus wärmeleitendem Metall, z.B. Aluminium, angeordnet sind.
8. Ölkühler nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenglieder (34, 35; 134, 135) aus leitenden Lamellen (36, 37), z.B. Luftlamellen, gebildet sind, die einerseits direkt mit dem benachbarten Rohr (14; 114) und andererseits unmittelbar oder mittelbar mit der Überbrük
kungsleitung (22 bzw.23; 122, 123) in, vorzugsweise großflächiger, wärmeleitender Berührung stehen und vom Wärmeaustauschmedium beaufschlagbar sind.
9. Ölkühler nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Zwischengliedern (34, 35;
134, 135), insbesondere Lamellen (36, 37), und der Überbrückungsleitung (22 bzw.23,122, 123) ein die Wärmeleitfläche vergrößerndes Kontaktteil (93) angeordnet ist, z.B. ein U-Profilteil, das eine als Rundrohr (92) ausgebildete Überbrückungsleitung (22) mit Berührungskontakt übergreift.
10. Ölkühler nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zwischenglieder (34, 35; 134, 135), insbesondere die Lamellen (36, 37), an einer flachebenen Kontaktfläche (38, 39; 94) der Überbrückungsleitung (22 bzw.23, 122, 123) oder des Kontaktteils (93) anliegen.
11. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Rohrbündel (11; 111 a, 111 b) zwischen den einzelnen Rohren (14; 114) verlaufende, damit in wärmeleitender Berühung stehende leitende Lamellen (21; 121), z.B. Luftlamellen, aufweist und daß die zwischen der Überbrükkungsleitung (22 bzw.23,122, 123) und dem dazu benachbarten Rohr (14; 114) angeordneten Zwischenglieder (34, 35; 134, 135) als damit gleiche Lamellen (36, 37) ausgebildet sind.
12. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Rohrbündels (11; 111 a und 111 b) zwischen den beiden Sammelkammern (12, 13; 112, 113) gleichartige Überbrückungsleitungen (22 bzw.23; 122,123) als das Rohrbündel (11; 111 a und 111b) seitlich abschließende Seitenteile (32, 33) angeordnet sind, die jeweils in wärmeleitender Verbindung mit dem dazu benachbarten Rohr (14; 114) des Rohrbündels (11; 111 a und 111 b) gehalten sind.
13. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Überbrückungsleitung (22 bzw.23; 122,123) mit einem Ende in die eine Sammelkammer (12; 112) und mit ihrem anderen Ende in die andere Sammelkammer (13; 113) mündet.
14. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Überbrückungsleitung (22; 122) mit dem Öleinlaß (27; 127), z.B. innerhalb der einen Sammelkammer (13; 113), und mit der anderen Sammelkammer (12; 112) in Verbindung steht.
15. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite Überbrückungsleitung (23; 123) auf der gegenüberliegenden Seite des Rohrbündels (11; 11 und 111 b) mit beiden Sammelkammern (12, 13; 112, 113) zur Rückführung des Öls von der einen Sammelkammer (12; 112) zurück zur anderen Sammelkammer (13; 113) in Verbindung steht.
16. Ölkühler nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Öleinlaß (27) und der Ölauslaß (29) vertauscht sind derart, daß das Öl zunächst durch eine Sammelkammer (13), von dieser über eine Überbrückungsleitung (23) zur anderen Sammelkammer (12) und von dieser (12) über eine Überbrückungsleitung (22) zurück zum Ölauslaß (27) leitbar ist, der innerhalb der einen Sammelkammer (13) oder außerhalb dieser angeordnet ist.
17. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß bei zweiflutiger Ausbildung und dementsprechender Unterteilung des Rohrbündels (111 a, 111 b) die eine Sammelkammer (113) in einen Abschnitt, der mit dem Öleinlaß (127) und mit einer Überbrückungsleitung (122) für den Vorlauf verbunden ist,und in einen Abschnitt unterteilt ist, der mit dem Ölauslaß (129) und mit einer zweiten Überbrückungsleitung (123) für den Rücklauf verbunden ist.
18. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchlaß mit Passieren der mindestens einen Überbrückungsleitung (22bzw. 23;122, 123) mittels mindestens eines Ventils (24; 74; 124, 154) steuerbar ist.
19. Ölkühler nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß das mindestens eine Ventil als druckabhängig arbeitendes, bei hohem Druck öffnendes und bei niedrigem Druck schließendes Ventil (24; 124, 154) und/oder als temperaturabhängig gesteuertes Ventil (74), z.B. Thermostatventil, ausgebildet ist.
20. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß das mindestens eine Ventil (24; 74; 124, 154) im Vorlauf und/oder Rücklauf angeordnet ist.
21. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Rohre (14; 114) des Rohrbündels (11; 111 a, 111 b) als Flachrohre (15) ausgebildet sind.
22. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sammelkammern (12, 13; 112, 113) als jeweils aus schalenförmigen Teilen (18, 19), z.B. Hälften, zusammengesetzte Flachkästen (16, 17) ausgebildet sind.
23. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Sammelkammern (12, 13; 112, 113) als jeweils aus Rohren (68) gebildete Zylinder (66) ausgebildet sind.
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