EP2138793A2 - Stapelscheiben-Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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EP2138793A2
EP2138793A2 EP20090007532 EP09007532A EP2138793A2 EP 2138793 A2 EP2138793 A2 EP 2138793A2 EP 20090007532 EP20090007532 EP 20090007532 EP 09007532 A EP09007532 A EP 09007532A EP 2138793 A2 EP2138793 A2 EP 2138793A2
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EP
European Patent Office
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plate
heat exchanger
cover plate
stacked
exchanger according
Prior art date
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EP20090007532
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English (en)
French (fr)
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EP2138793B1 (de
EP2138793A3 (de
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Karsten Emrich
Malte Schwarz
Tanja Weber
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Publication of EP2138793A3 publication Critical patent/EP2138793A3/de
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0043—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another
    • F28D9/005—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the plates having openings therein for circulation of at least one heat-exchange medium from one conduit to another the plates having openings therein for both heat-exchange media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00—Reinforcing means
    • F28F2225/02—Reinforcing means for casings

Definitions

  • the invention relates to a stacked plate heat exchanger for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • US 6,843,311 describes a stacked plate heat exchanger in which a formed of openings of stacked exchanger disks main channel is closed by a first cover plate on which a second, thinner cover plate is soldered from the outside, which is fluid-tight soldered to the outer edge of an uppermost exchanger plate.
  • stacked plate heat exchangers are known, for example, as oil coolers for an internal combustion engine of a motor vehicle, in which only a single outer cover plate is provided, by means of both an oil leading main channel and a cooling water leading flow path between outer exchanger plate and cover plate is sealed by soldering fluid-tight.
  • this can make the cover plate sufficiently thin even at high fluid pressures to be easily provided with complex shapes, for example, a curved edge for connection to the top exchanger plate and / or a fluid connection and / or beads or grooves for influencing a fluid flow.
  • the arrangement of the reinforcing plate in the region of the main channel is a particularly advantageous embodiment, since, for example, in the case of large and also oscillating fluid pressures, the cover plate is exposed to a particularly high load on the main channel of the fluid. In the case of oscillations or repeated pressure surges, this load can lead to a reduced lifetime of surrounding soldered joints.
  • oscillations and / or pressure surges may be generated, for example, by multi-chamber oil pumps in an engine oil circuit.
  • the heat exchanger plates, the cover plate and the reinforcing plate are soldered together in a common process step in a brazing furnace in the interest of cost-effective mass production.
  • the reinforcing plate consists of at least two separate, mutually arranged sheets.
  • a massive reinforcing plate made of thin, soldered sheet metal parts can be produced in a simple manner, and depending on the design also an absorption of vibration energy can be favored.
  • the reinforcing plate has advantageously at least about a thickness of the cover plate and in a particularly preferred detailed design at least about twice the thickness of the cover plate.
  • a projecting into the main channel bulge is provided in the cover, whereby already a first support against the fluid pressure is achieved.
  • the reinforcing plate it is particularly preferable to form a shape which overlaps the bulge of the cover plate and which is soldered to the bulge of the cover plate, in particular in at least one edge region, so that the bulge experiences a particularly great reinforcement.
  • a defined air gap between the cover plate and the reinforcing plate can also remain in the area of the bulge. In this way, the cover plate and the reinforcing plate in this local area form a stiff elastic system, by means of which pressure peaks of the fluid can be effectively damped, without damaging the solder joints in continuous operation.
  • beads may be formed in particular in the region of the main channel for further mechanical reinforcement in at least one of the two, cover plate or reinforcing plate.
  • a base plate is applied from the outside to a stack of exchanger plates down final cover plate, wherein on the base plate a material-consistent extension is provided with a mounting hole for fixing the heat exchanger to a structure.
  • no mounting hole is arranged in the immediate vicinity of a radius region of the lower cover plate or the base plate.
  • a radius region is to be understood as meaning a region with a curved course of the edge, that is, for example, a rounded one Corner region in a heat exchanger with a substantially rectangular cross-section.
  • At least one connection for the supply or discharge of a heat-conducting fluid is formed on the cover plate.
  • Such a complex shape usually requires a correspondingly thin plate thickness of the cover plate, which is why the provision of the outer reinforcing plate is particularly advantageous.
  • An advantageous detail of the invention with the aim of a simplified assembly is that in the reinforcing plate at least one recess for positioning a removable clip member and / or pressure piece is provided, wherein the clamp member is a kraftbeaufschlagten holder of the heat exchanger during a soldering.
  • the heat exchanger is designed as an oil cooler of a motor vehicle, so that the fluid is engine oil of a lubrication circuit of an internal combustion engine.
  • the other heat-conducting fluid is usually coolant of a cooling circuit of the engine.
  • the stacked plate heat exchanger after Fig. 1 comprises a stack of exchanger plates 1 made of aluminum, each about 0.4 mm thick, between each of which flow channels for two separate fluids, in this case engine oil and cooling water, are provided.
  • the exchanger disks 1 each have an outer peripheral edge which is bent obliquely upwards for all disks in the same direction, so that when the disks are stacked, the bent-up edges abut each other circumferentially.
  • Fig. 6 shows an exploded view of the entire heat exchanger, in which only the bottom two and the top of the exchanger disks 1 are shown for reasons of clarity.
  • a total of 43 exchanger disks 1 are stacked.
  • the exchanger disks 1 are in the present example, but not necessary, identical parts, which are alternately rotated by 180 ° to each other.
  • the fluids are supplied and removed via a total of four ports, of which a connection for the cooling water and both ports for the engine oil are provided on an underside of the heat exchanger, not shown.
  • the other connection 2 for the cooling water is on top according to plan view Fig. 3 arranged.
  • the exchanger disks 1 each have apertures which are aligned with one another and are soldered in pairs to each other at borders.
  • main channels 3 are formed via the stack or height direction of the heat exchanger, via which the oil and the cooling water first flow in on the inlet side, then distributed to the flow paths between the exchanger plates 1 and then collected on the outlet side.
  • the main channels have an approximately oval cross section with large and small diameters of 20 mm and 13 mm.
  • the outer circumference of the stack of exchanger disks 1 has the shape of a strongly rounded rectangle with the dimensions 140 mm X 70 mm.
  • the main channels 3 are closed at their opposite end of each terminal by a stack of exchanger plates 1 upwards final cover plate 4 made of aluminum, which has a thickness of about 2 mm.
  • Fig. 1 the upper cover plate 4 of the heat exchanger is shown, which closes the two oil-carrying main channels 3.
  • the cover plate 4 In the region of the main channels 3, the cover plate 4 has dome-like bulges 4b, which protrude into the main channels 3 and thus form a mechanical stiffening against oil pressure.
  • the cover plate 4 is fixed in a fluid-tight manner via closed circumferential solder joints 4 a around the edges of the main channels 3 as well as an upwardly bent outer edge on an adjoining outer edge of the uppermost exchanger plate 1 so that a complete sealing of the outer space with respect to the fluids of the heat exchanger takes place through the cover plate 4 ,
  • a reinforcing plate 5 is soldered to the surface of the mechanical reinforcement from the outside.
  • the reinforcing plate 5 has a thickness of about 4 mm and is thus about twice as thick as the cover plate 4.
  • the reinforcing plate 5 is in the present example completely within the upwardly bent, outer peripheral edge of the cover plate 4th
  • the reinforcing plate 5 has (see Fig. 2 ) in a corner or radius area a recess 5a, which the area of the attached to the cover plate water connection 2 (see Fig. 3 ) corresponds.
  • the reinforcing plate 5 In overlapping with the bulges 4b of the cover plate 4, the reinforcing plate 5 also has formations 5b, which protrude into the bulges 4b and are soldered flat along an edge 5c with the bulges 4b. In the central recessed area remains between the Bumps 4b and the formations 5b an air gap 6, through which the bulges 4b and the formations 5b can work against each other in the case of pressure peaks or pressure oscillations.
  • five circular openings 5d are provided in the reinforcing plate 5, to which a retaining clip is applied for the common soldering of the components of the heat exchanger.
  • the retaining clip which is formed in particular as a pressure plate or by gravity acting on the stack compressing the pressure piece holds the mechanically pre-assembled stack in the stacking direction with force, in order to transfer it into a soldering furnace.
  • the stack On the underside of the stack of exchanger disks 1 opposite the upper cover plate 4, the stack is closed in a fluid-tight manner by a lower cover plate 10 (see FIG Fig. 6 ), in which there are two connection openings 10a, 10b for the supply and discharge of the engine oil and the other water supply and 10c.
  • a base plate 11 On the lower cover plate 10, a base plate 11 is placed from the outside and soldered flat, in which the connection openings 10a, 10b, 10c of the lower cover plate are reshaped as openings.
  • the lower cover plate is formed thicker than the individual exchanger discs, namely 1.5 mm.
  • the base plate has a material thickness of 6 mm.
  • the base plate 11 has extensions 7, with which it protrudes laterally beyond the outline of the exchanger disk stack (see Fig. 3 ).
  • perforations 8 such as holes or threaded holes, provided to secure the heat exchanger or oil cooler to a support structure such as a chassis or an engine block.
  • no mounting means in the immediate vicinity of the rounded corners or radius areas 9 of the lower cover plate 10 and the stack of exchanger disks 1 are provided to avoid cracks during assembly or subsequent pressurization during operation.
  • each of the sheets 5e, 5f has a thickness of about 2 mm, so that a total thickness of about 4 mm of the reinforcing plate is also achieved.
  • the formations 5b and the apertures are provided in both sheets 5e, 5f.
  • Such an embodiment is also advantageous in that the forming steps, which may be complicated and require a high degree of dimensional accuracy, can be performed better on a plurality of thin sheets 5e, 5f than on a single thick sheet metal part.
  • Fig. 4 two arrows are schematically drawn, of which the lower represents the course of the oil flow and thus the local load by the oil pressure.
  • the upper arrow points to the main channel edge region of the cover plate, which is reinforced by the soldering of the reinforcing plate 5, in particular along the edge 5c.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stapelscheiben-Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Mehrzahl von zu einem Stapel verbundenen und dichtend miteinander verlöteten Tauscherscheiben (1), wobei zumindest ein sich in der Stapelrichtung erstreckender Hauptkanal (3) eines Fluids durch fluchtende Durchbrechungen der einzelnen Tauscherscheiben (1) ausgebildet ist, und eine Abdeckplatte (4), die mit einem nach oben gewölbten Außenrand einer obersten der Tauscherscheiben (1) sowie einem Rand des Hauptkanals (3) fluiddicht verlötet ist,wobei auf der Abdeckplatte (4) eine Verstärkungsplatte (5) von außen mittels Verlötung festgelegt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stapelscheiben-Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • US 6,843,311 beschreibt einen Stapelscheiben-Wärmetauscher, bei dem ein aus Durchbrechungen von gestapelten Tauscherscheiben gebildeter Hauptkanal durch eine erste Abdeckplatte verschlossen ist, auf der eine zweite, dünnere Abdeckplatte von außen aufgelötet ist, welche fluiddicht mit dem Außenrand einer obersten Tauscherplatte verlötet ist.
  • Allgemein sind Stapelscheiben-Wärmetauscher zum Beispiel als Ölkühler für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs bekannt, bei denen nur eine einzelne äußere Abdeckplatte vorgesehen ist, mittels der sowohl ein Öl führender Hauptkanal als auch ein Kühlwasser führender Strömungsweg zwischen äußerer Tauscherplatte und Abdeckplatte mittels Verlötung fluiddicht abgeschlossen ist.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Stapelscheiben-Wärmetauscher anzugeben, der mit einfachen Mitteln besonders druckfest ausgebildet ist.
  • Diese Aufgabe wird für einen eingangs genannten Stapelscheiben-Wärmetauscher erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Kombination der Abdeck-platte mit der Verstärkungsplatte wird dabei eine vorteilhafte Verteilung der Aufgabe der stoffschlüssigen Abdichtung des Wärmetauschers auf die den tauscherscheibenstapel oberseitig abschließende Abdeckplatte und der Aufgabe der mechanischen Versteifung auch gegen hohe und/oder oszillierende Drücke auf die Verstärkungsplatte erzielt. Unter oberseitig oder oben im Sinne der Erfindung ist dabei diejenige Seite des Tauscherscheibenstapels zu verstehen, zu der die umlaufenden Ränder der Tauscherscheiben hin aufgebogen sind.
  • Bei Bedarf kann hierdurch die Abdeckplatte auch bei hohen Fluiddrücken hinreichend dünn ausgelegt werden, um auf einfache Weise mit komplexen Formgebungen versehen zu werden, zum Beispiel einem gebogenen Rand zur Anbindung an die oberste Tauscherscheibe und/oder einem Fluidanschluss und/oder Sicken oder Rillen zur Beeinflussung einer Fluidströmung.
  • Die Anordnung der Verstärkungsplatte im Bereich des Hauptkanals ist dabei eine besonders vorteilhafte Ausführung, da zum Beispiel im Fall von großen und zudem oszillierenden Fluiddrücken die Abdeckplatte über dem Hauptkanal des Fluids einer besonders hohen Belastung ausgesetzt ist. Diese Belastung kann im Fall von Oszillationen oder wiederholten Druckstößen zu einer verminderten Lebensdauer umgebender Lötnähte führen. Derartige Oszillationen und/oder Druckstöße können zum Beispiel von Mehrkammer-Ölpumpen in einem Motorölkreislauf erzeugt werden.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind im Interesse einer kostengünstigen Serienfertigung die Tauscherscheiben, die Abdeckplatte und die Verstärkungsplatte in einem gemeinsamen Verfahrensschritt in einem Lötofen miteinander verlötet.
  • Bei einer möglichen Variante der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Verstärkungsplatte aus zumindest zwei separaten, aufeinander angeordneten Blechen besteht. Hierdurch ist auf einfache Weise eine massive Verstärkungsplatte aus dünnen, miteinander verlöteten Blechteilen herstellbar, wobei je nach Auslegung zudem eine Absorption von Schwingungsenergie begünstigt sein kann.
  • Um eine gute Dauerfestigkeit des Wärmetauschers auch gegen hohe Drücke zu gewährleisten, hat die Verstärkungsplatte vorteilhaft zumindest etwa eine Dicke der Abdeckplatte und in besonders bevorzugter Detailgestaltung zumindest etwa das Doppelte der Dicke der Abdeckplatte.
  • Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung ist in der Abdeckplatte eine in den Hauptkanal ragende Auswölbung vorgesehen, wodurch bereits eine erste Abstützung gegen den Fluiddruck erreicht wird. Besonders bevorzugt ist dabei in der Verstärkungsplatte eine mit der Auswölbung der Abdeckplatte überdeckende Ausformung ausgebildet ist, die insbesondere in zumindest einem Randbereich mit der Auswölbung der Abdeckplatte verlötet ist, so dass die Auswölbung eine besonders große Verstärkung erfährt. In weiterhin vorteilhafter Detailgestaltung kann dabei zudem im Bereich der Auswölbung ein definierter Luftspalt zwischen der Abdeckplatte und der Verstärkungsplatte verbleiben. Hierdurch bilden die Abdeckplatte und die Verstärkungsplatte in diesem lokalen Bereich ein steifes elastisches System, mittels dessen Druckspitzen des Fluids wirkungsvoll abgedämpft werden können, ohne dass im Dauerbetrieb eine Beschädigung der Lötstellen erfolgt.
  • Je nach Anforderungen können zur weiteren mechanischen Versteifung in zumindest einem von beiden, Abdeckplatte oder Verstärkungsplatte, Sicken insbesondere im Bereich des Hauptkanals ausgebildet sein.
  • Zur einfachen Montage des Wärmetauschers ist es bevorzugt vorgesehen, dass an einer den Stapel von Tauscherscheiben nach unten abschließenden Abdeckplatte eine Grundplatte von außen aufgebracht ist, wobei an der Grundplatte ein materialeinheitlicher Fortsatz mit einem Montageloch zur Befestigung des Wärmetauschers an einer Struktur vorgesehen ist. Um eine Rissbildung zwischen Abdeckplatte und Verstärkungsplatte zu vermeiden ist es besonders zweckmäßig vorgesehen, dass kein Montageloch in unmittelbarer Nähe eines Radiusbereichs der unteren Abdeckplatte oder der Grundplatte angeordnet ist. Unter einem Radiusbereich ist dabei ein Bereich mit gekrümmtem Verlauf des Randes zu verstehen, also zum Beispiel ein verrundeter Eckbereich bei einem Wärmetauscher mit im Wesentlichen rechteckigem Querschnitt.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist zumindest ein Anschluss zur Zuführung oder Abführung eines wärmeführenden Fluids an der Abdeckplatte ausgebildet. Eine solch komplexe Ausformung erfordert im Regelfall eine entsprechend dünne Blechstärke des Abdeckbleches, weshalb das Vorsehen der äußeren Verstärkungsplatte besonders vorteilhaft ist.
  • Eine vorteilhafte Detailgestaltung der Erfindung mit dem Ziel einer vereinfachten Montage besteht darin, dass in der Verstärkungsplatte zumindest eine Ausnehmung zur Positionierung eines abnehmbaren Klammerglieds und/oder Druckstücks vorgesehen ist, wobei das Klammerglied einer kraftbeaufschlagten Halterung des Wärmetauschers während einer Verlötung dient.
  • Allgemein bevorzugt ist der Wärmetauscher als Ölkühler eines Kraftfahrzeugs ausgelegt, so dass das Fluid Motoröl eines Schmierkreislaufs eines Verbrennungsmotors ist. Das andere wärmeführende Fluid ist dabei im Regelfall Kühlmittel eines Kühlkreislaufs des Motors.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt eine schematische Schnittansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers.
    Fig. 2
    zeigt eine räumliche Darstellung einer Verstärkungsplatte des Wärmetauschers aus Fig. 1.
    Fig. 3
    zeigt eine maßstabsgerechte Draufsicht auf den Wärmetauscher aus Fig. 1.
    Fig. 4
    zeigt eine Schnittansicht durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers.
    Fig. 5
    zeigt eine räumliche Darstellung einer Abdeckplatte und einer Verstärkungsplatte des Wärmetauschers aus Fig. 4.
    Fig. 6
    zeigt eine räumliche Explosionsdarstellung des Wärmetauschers aus Fig. 3.
  • Der Stapelscheiben-Wärmetauscher nach Fig. 1 umfasst einen Stapel von Tauscherscheiben 1 aus Aluminium von jeweils etwa 0,4 mm Dicke, zwischen denen jeweils Strömungskanäle für zwei voneinander getrennte Fluide, vorliegend Motoröl und Kühlwasser, vorgesehen sind. Die Tauscherscheiben 1 haben jeweils einen außen umlaufen Rand, der für sämtliche Scheiben in die gleiche Richtung schräg nach oben gerichtet aufgebogen ist, so dass bei Stapelung der Scheiben die aufgebogenen Ränder umlaufend aneinander anliegen.
  • Fig. 6 zeigt eine Explosionsdarstellung des gesamten Wärmetauschers, bei der aus Gründen der Übersicht nur die untersten beiden und die oberste der Tauscherscheiben 1 dargestellt sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind insgesamt 43 Tauscherscheiben 1 gestapelt. Die Tauscherscheiben 1 sind im vorliegenden Beispiel, aber nicht notwendig, Gleichteile, die abwechselnd um 180° verdreht aufeinander gesetzt sind.
  • Die Fluide werden über insgesamt vier Anschlüsse zu- und abgeführt, von denen ein Anschluss für das Kühlwasser und beide Anschlüsse für das Motoröl auf einer nicht gezeigten Unterseite des Wärmetauschers vorgesehen sind. Der andere Anschluss 2 für das Kühlwasser ist auf der Oberseite gemäß Draufsicht nach Fig. 3 angeordnet.
  • Die Tauscherscheiben 1 haben jeweils Durchbrechungen, die miteinander fluchten und im Wechsel paarweise an Umrandungen miteinander verlötet sind. Hierdurch werden über die Stapel- oder Höhenrichtung des Wärmetauschers Hauptkanäle 3 ausgeformt, über die das Öl und das Kühlwasser zunächst eintrittsseitig einströmen, dann auf die Strömungswege zwischen den Tauscherplatten 1 verteilt und dann austrittsseitig gesammelt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel haben die Hauptkanäle einen in etwa ovalen Querschnitt mit großen und kleinen Durchmessern von 20 mm und 13 mm. Der Außenumfang des Stapel von Tauscherscheiben 1 hat die Form einen stark verrundeten Rechtecks mit den Maßen 140 mm X 70 mm.
  • Die Hauptkanäle 3 sind an ihrem dem jeweiligen Anschluss gegenüberliegenden Ende durch eine den Stapel aus Tauscherscheiben 1 nach oben abschließende Abdeckplatte 4 aus Aluminium verschlossen, die eine Dicke von etwa 2 mm hat. In Fig. 1 ist die obere Abdeckplatte 4 des Wärmetauschers gezeigt, die die beiden ölführenden Hauptkanäle 3 abschließt. Im Bereich der Hauptkanäle 3 hat die Abdeckplatte 4 kalottenartige Ausbuchtungen 4b, die in die Hauptkanäle 3 hineinragen und somit eine mechanische Versteifung gegen Öldruck bilden.
  • Die Abdeckplatte 4 ist über geschlossen umlaufende Lötstellen 4a um die Ränder der Hauptkanäle 3 als auch einen nach oben gebogenen Außenrand an einem angrenzenden Außenrand der obersten Tauscherplatte 1 fluiddicht festgelegt, so dass durch die Abdeckplatte 4 eine vollständige Abdichtung des Außenraums gegenüber den Fluiden des Wärmetauschers erfolgt.
  • Auf der Abdeckplatte 4 ist von außen eine Verstärkungsplatte 5 zur mechanischen Verstärkung flächig aufgelötet. Die Verstärkungsplatte 5 hat eine Dicke von etwa 4 mm und ist somit etwa doppelt so dick wie die Abdeckplatte 4. Die Verstärkungsplatte 5 liegt im vorliegenden Beispiel vollständig innerhalb des nach oben gebogenen, äußeren Umfangsrandes der Abdeckplatte 4.
  • Die Verstärkungsplatte 5 hat (siehe Fig. 2) in einem Eck- oder Radiusbereich eine Aussparung 5a, welche dem Bereich des an die Abdeckplatte angesetzten Wasseranschlusses 2 (siehe Fig. 3) entspricht.
  • In Überdeckung mit den Auswölbungen 4b der Abdeckplatte 4 hat die Verstärkungsplatte 5 ebenfalls Ausformungen 5b, die in die Auswölbungen 4b hineinragen und entlang eines Randes 5c mit den Auswölbungen 4b flächig verlötet sind. Im zentralen vertieften Bereich verbleibt dabei zwischen den Auswölbungen 4b und den Ausformungen 5b ein Luftspalt 6, durch den die Auswölbungen 4b und die Ausformungen 5b im Fall von Druckspitzen oder Druckoszillationen gegeneinander arbeiten können.
  • Weiterhin sind in der Verstärkungsplatte 5 zwei kreisförmige Durchbrechungen 5d vorgesehen, an denen eine Halteklammer zur gemeinsamen Verlötung der Bauteile des Wärmetauschers angesetzt wird. Die insbesondere als Druckplatte bzw. durch Schwerkraftwirkung den Stapel komprimierendes Druckstück ausgebildete Halteklammer hält den mechanisch vormontierten Stapel in der Stapelrichtung kraftbeaufschlagt zusammen, um ihn in einen Lötofen zu verbringen.
  • Auf der der oberen Abdeckplatte 4 gegenüberliegenden Unterseite des Stapels von Tauscherscheiben 1 wird der Stapel von einer unteren Abdeckplatte 10 fluiddicht abgeschlossen (siehe Fig. 6), in der sich zwei Anschlussöffnungen 10a, 10b für die Zuführung und Abführung des Motoröls sowie die andere Wasserführung und 10c befinden. Auf der unteren Abdeckplatte 10 ist von außen eine Grundplatte 11 aufgesetzt und flächig verlötet, in welcher die Anschlussöffnungen 10a, 10b, 10c der unteren Abdeckplatte als Durchbrechungen nachgeformt sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die untere Abdeckplatte dicker als die einzelnen Tauscherscheiben ausgebildet, nämlich 1,5 mm. Die Grundplatte hat eine Materialstärke von 6 mm.
  • Die Grundplatte 11 hat Fortsätze 7, mit denen sie seitlich über den Umriss des Tauscherscheibenstapels hinausragt (siehe Fig. 3). In den Fortsätzen 7 sind Durchbrechungen 8, etwa Bohrungen oder Gewindelöcher, vorgesehen, um den Wärmetauscher bzw. Ölkühler an einer Tragstruktur wie zum Beispiel einem Chassis oder einem Motorblock zu befestigen. Dabei sind zur Vermeidung von Rissen bei der Montage oder der nachfolgenden Druckbeaufschlagung im Betrieb keine Montagemittel in der unmittelbaren Nähe der verrundeten Ecken bzw. Radiusbereiche 9 der unteren Abdeckplatte 10 bzw. des Stapels von Tauscherscheiben 1 vorgesehen.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 4 und Fig. 5 ist als einziger Unterschied zu dem vorstehend beschriebenen Beispiel die Verstärkungsplatte 5 aus zwei einzelnen, aufeinander angeordneten und flächig miteinander verlöteten Blechen 5e, 5f ausgebildet. Jedes der Bleche 5e, 5f hat eine Dicke von etwa 2 mm, so dass insgesamt ebenfalls eine Dicke von etwa 4 mm der Verstärkungsplatte erreicht wird.
  • Die Ausformungen 5b und die Durchbrechungen sind dabei in beiden Blechen 5e, 5f vorgesehen. Eine solche Ausführungsform ist auch insofern vorteilhaft, als die gegebenenfalls aufwendigen und eine hohe Maßgenauigkeit erfordernden Umformschritte besser an mehreren dünnen Blechen 5e, 5f vorgenommen werden können als an einem einzelnen dicken Blechteil.
  • In Fig. 4 sind zwei Pfeile schematisch eingezeichnet, von denen der untere den Verlauf des Ölstroms und somit der lokalen Belastung durch den Öldruck darstellt. Der obere Pfeil deutet auf den Hauptkanal-Randbereich der Abdeckplatte, der durch die Auflötung der Verstärkungsplatte 5 insbesondere entlang des Randes 5c verstärkt wird.

Claims (14)

  1. Stapelscheiben-Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend
    eine Mehrzahl von zu einem Stapel verbundenen und dichtend miteinander verlöteten Tauscherscheiben (1),
    wobei zumindest ein sich in der Stapelrichtung erstreckender Hauptkanal (3) eines Fluids durch fluchtende Durchbrechungen der einzelnen Tauscherscheiben (1) ausgebildet ist, und
    eine Abdeckplatte (4), die mit einem nach oben gewölbten Außenrand einer obersten der Tauscherscheiben (1) sowie einem Rand des Hauptkanals (3) filuiddicht verlötet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass auf der Abdeckplatte (4) eine Verstärkungsplatte (5) von außen mittels Verlötung festgelegt ist.
  2. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsplatte (5) zumindest im Bereich des Hauptkanals (3) angeordnet ist.
  3. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauscherscheiben (1), die Abdeckplatte (4) und die Verstärkungsplatte (5) in einem gemeinsamen Verfahrensschritt in einem Lötofen miteinander verlötet sind.
  4. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsplatte (5) aus zumindest zwei separaten, aufeinander angeordneten Blechen (5e, 5f) besteht.
  5. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsplatte (5) zumindest etwa eine Dicke der Abdeckplatte (4), insbesondere zumindest etwa das Doppelte der Dicke der Abdeckplatte, aufweist.
  6. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abdeckplatte (4) eine in den Hauptkanal (3) ragende Auswölbung (4b) vorgesehen ist.
  7. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verstärkungsplatte (5) eine mit der Auswölbung (4b) der Abdeckplatte überdeckende Ausformung (5b) ausgebildet ist, die insbesondere in zumindest einem Randbereich (5c) mit der Auswölbung (4b) der Abdeckplatte (4) verlötet ist.
  8. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Auswölbung (4b) ein definierter Luftspalt (6) zwischen der Abdeckplatte (4) und der Verstärkungsplatte (5) verbleibt.
  9. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einem von beiden, Abdeckplatte (4) oder Verstärkungsplatte (5), Sicken zur mechanischen Versteifung insbesondere im Bereich des Hauptkanals (3) ausgebildet sind.
  10. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer den Stapel von Tauscherscheiben nach unten abschließenden Abdeckplatte (10) eine Grundplatte (11) von außen aufgebracht ist, wobei an der Grundplatte ein materialeinheitlicher Fortsatz (7) mit einem Montageloch (8) zur Befestigung des Wärmetauschers an einer Struktur vorgesehen ist.
  11. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass kein Montageloch (8) in unmittelbarer Nähe eines Radiusbereichs (9) der unteren Abdeckplatte (10) oder der Grundplatte (11) angeordnet ist.
  12. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Anschluss (2) zur Zuführung oder Abführung eines wärmeführenden Fluids an der Abdeckplatte (4) ausgebildet ist.
  13. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verstärkungsplatte (5) zumindest eine Ausnehmung (5d) zur Positionierung eines abnehmbaren Klammerglieds vorgesehen ist, wobei das Klammerglied einer kraftbeaufschlagten Halterung des Wärmetauschers während einer Verlötung dient.
  14. Stapelscheiben-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid Motoröl eines Schmierkreislaufs eines Verbrennungsmotors ist.
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