EP2224107A1 - Kühlvorrichtung für Motor- und/oder Getriebeöl, insbesondere einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Kühlvorrichtung für Motor- und/oder Getriebeöl, insbesondere einer Brennkraftmaschine Download PDF

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EP2224107A1
EP2224107A1 EP20090014979 EP09014979A EP2224107A1 EP 2224107 A1 EP2224107 A1 EP 2224107A1 EP 20090014979 EP20090014979 EP 20090014979 EP 09014979 A EP09014979 A EP 09014979A EP 2224107 A1 EP2224107 A1 EP 2224107A1
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EP
European Patent Office
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oil
heat exchanger
cooling device
plate
coolant
Prior art date
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EP20090014979
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French (fr)
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EP2224107B1 (de
Inventor
Johannes Hollweck
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MAM TRUCK & BUS AG
Original Assignee
MAN Nutzfahrzeuge AG
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Publication date
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Priority to EP20100705808 priority patent/EP2252775B1/de
Priority to BRPI1000033-0A priority patent/BRPI1000033B1/pt
Priority to RU2010132850/06A priority patent/RU2454551C2/ru
Priority to US12/868,328 priority patent/US9016356B2/en
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    • F01M5/00—Heating, cooling, or controlling temperature of lubricant; Lubrication means facilitating engine starting
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • 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
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    • F01M11/0004—Oilsumps
    • F01M2011/0025—Oilsumps with heat exchangers
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/916—Oil cooler

Definitions

  • the invention relates to a cooling device for engine and / or transmission oil, in particular a cooling device for engine and / or transmission oil of an internal combustion engine, according to the preamble of claim 1.
  • From the EP 1 600 611 B1 is a structure of an oil pan for a motor and / or a transmission known, the bottom-side opening is closed with a lid.
  • This cover comprises an oil heat exchanger having a coolant inlet, a coolant outlet, and fluid channels intervening fluidly therebetween.
  • a cooling device for an oil pan in which a cooling channel is guided from an outer inlet opening to a suction chamber located approximately in the middle of the oil pan of the oil pump in the form of a spiral. From the pressure line of the oil pump diverted oil is passed through a preferably nozzle-shaped opening under the oil level approximately horizontally into the oil layer via the oil passage via a pressure relief valve.
  • Another oil cooler is also from the DD 85 686 in which the cooling circuit of the engine is connected to the lower lid of the engine and fixed to the oil pan, wherein in the oil pan bottom, which is separated from the lower lid by a partition wall, a suction basket of the oil pump is arranged.
  • the passageways for the passage of the cooling liquid and in the bottom of the passageways for the passage of the lubricating oil are formed by the ribs.
  • the cooling device has a arranged in an oil pan oil cooler, which is flowed through by a coolant.
  • the oil cooler is formed by a plate heat exchanger with coolant and oil-carrying plate interspaces, at least a part, preferably all oil-leading plate interstices with a defined mouth opening into the oil pan, that the oil from the oil pan flows directly through the respective mouth region in the oil-carrying plate interstices ,
  • Such a plate heat exchanger or plate heat exchanger allows an overall simple structure of the cooling device, wherein the cooling of the oil can be done in an effective and efficient manner.
  • the possibility that the oil can flow directly into the heat exchanger via the respective oil-carrying plate interspaces, in conjunction with the relatively long flow paths in a plate heat exchanger enables oil cooling with high efficiency.
  • Another particular advantage of this structure is that by integrating the plate heat exchanger in the oil pan relatively much cooling surface can be provided, which is not regularly the case due to the cramped space in externally arranged heat exchangers or coolers.
  • the plate heat exchanger is formed by a plate pack of a plurality of plates whose oil-leading plate interstices open with respect to the plate package radially outer and / or radially inner mouth region in the oil pan. This allows the oil by means of the applied suction pressure Simply be sucked radially into the oil-carrying plate interstices and flow through them efficiently with heat to the coolant.
  • the oil-carrying plate interstices open into the oil sump with a radially outer muzzle region, the plate heat exchanger having an inner oil line connection region for an oil line which is flow-connected in an inner heat exchanger region to the or at least part of the oil-carrying plate interspaces the hot oil from the oil pan can flow radially into the oil-carrying plate interspaces via the radially outer mouth regions. Subsequently, the oil flows through these plate interspaces with heat preferably radially, so that finally cooled oil can flow through the oil line.
  • at least one filter and / or sieve element is provided in the area of the respective mouth regions through which the oil flows into the oil-carrying plate interspaces.
  • this filter and / or sieve element surrounds the entire plate pack in the radially outer peripheral region annularly and positively.
  • a cylindrical filter and / or screen element can simply be pushed onto the peripheral region and anchored there, for example by positive and / or non-positive latching and / or connecting means. With such a filter and / or screen element can be ensured in a simple manner be that any impurities, such as metal parts or the like, retained and remain in the oil pan.
  • the oil line opens in an approximately central, central region in the plate heat exchanger, resulting in a substantially symmetrical structure of the plate package.
  • the oil line itself is preferably formed by a suction pipe line on the oil pump side, so that the suction pressure can be applied to the oil in the oil pan via this suction pipe to suck it into the plate heat exchanger via the oil-conducting plate interspaces opening into the oil sump or their mouth regions.
  • the plate heat exchanger is arranged and / or suspended at a defined distance from at least part of the surrounding bottom and / or side walls in the oil pan.
  • the plate heat exchanger by means of finger and / or flange-like heat exchanger bearing elements on the housing wall side supports and / or housing wall-side connection points and / or fixed directly to the housing wall.
  • releasable fastening means are provided as fastening means, for example screws, which are preferably arranged so that they are very well and easily accessible from an oil pan opening for installation.
  • the plate heat exchanger with its heat exchanger bearing elements between two or more oil pan housing walls, in particular between two opposite oil pan housing walls, supported and / or braced, so that the plate heat exchanger forms here, for example, a kind of tension element.
  • the oil pan side walls are supported against each other, which significantly reduces swinging of the side walls and thus leads to a noise reduction.
  • coolant channels into the heat exchanger bearing elements. These coolant channels are fluidly connected to at least part of the coolant-carrying plate interspaces.
  • the coolant channels which are flow-connected to the coolant-carrying plate interspaces are formed by coolant channels integrated at least partially into a housing wall of the oil sump.
  • coolant channels are preferably formed by a plurality of mutually communicating holes that are simple and inexpensive to manufacture.
  • FIG. 1 and 2 schematically different cross-sectional views through a first embodiment of a cooling device 1 according to the invention are shown.
  • This cooling device 1 comprises a plate heat exchanger 3 accommodated and arranged in an oil pan 2 as an oil cooler.
  • the plate heat exchanger 3 is concretely formed by a plate pack of a plurality of flat plates 4, which form a coolant-carrying plate interspaces 5 and the other oil-leading plate interstices 6.
  • the plate heat exchanger 3 is by means of heat exchanger side bearing elements 7, 8 supported on Wannen paragraphen supports 9, 10 such and fixed, for example by means of screw 11 that the plate heat exchanger 3 to both the side walls 12 and the bottom wall 13, arranged in the usual way an oil drain plug 14 is, is spaced.
  • coolant channels 15a, 15b integrated, which in turn communicate with integrated into the housing wall of the oil pan 2, also produced by simple bores coolant channels 16a, 16b.
  • simple bores coolant channels 16a, 16b In relation to the image plane of the Fig. 2 horizontally extending coolant channel parts that open into the outer wall to seal, are placed in these plugs or screws 17. This also applies to the coolant channel 15a in the in the image plane of Fig. 2 left bearing element 7.
  • Fig. 2 In relation to the image plane of the Fig. 2 horizontally extending coolant channel parts that open into the outer wall to seal, are placed in these plugs or screws 17. This also applies to the coolant channel 15a in the in the image plane of Fig. 2 left bearing element 7.
  • coolant can flow into the housing-side coolant channel 16a, from where it passes through the bearing element side coolant channel 15a in the coolant-carrying plate interspaces 5, before the coolant via the bearing element side coolant channel 15b and the housing-side coolant channel 16b flows according to the arrow 19.
  • sealing elements 20 are arranged between the bearing element 7 and the bearing element 8 on the one hand and the housing-side supports 9, 10 associated therewith.
  • the plate heat exchanger 3 has here centrally and centrally a recess 21 which forms a connection region for a suction pipe 22, which is guided to the oil pump, not shown here. Also, this suction pipe 22 is relative to the heat exchanger side bearing elements 7, 8 sealed by means of sealing elements 20.
  • the plate pack of the plate heat exchanger 3 is radially peripherally and thus annularly positively enclosed by a cylindrical oil strainer 23.
  • the respective oil-carrying plate interstices 6 with their radially outer mouth regions 24 are each directly in fluid communication with the oil 25 in the oil pan 2, so that the oil 25 is sucked directly from the oil pan 2 via the oil screen 23 in the oil-carrying plate interspaces 6 radially is, so that the oil then flows further in this radial direction to the central recess 21.
  • the cooled oil is then sucked off via the suction pipe 22.
  • the oil flow is shown schematically here by the arrows 26.
  • Fig. 3 is finally an alternative embodiment to Fig. 2 shown in the same components are provided with the same reference numerals.
  • the plate heat exchanger 3 is fixed here by means of screw 11 to the bottom wall 13.
  • the coolant supply 18 takes place here via a housing-side coolant channel 16a, which is determined from the side wall 12 via the bottom wall 13 by a flange plate 27, by means of which the plate heat exchanger 3 is fixed to the bottom wall 13, the plate heat exchanger 3 and there to the coolant-carrying plate spaces 5 extends.
  • sealing plugs 17 and sealing elements 20 are provided again at the appropriate places.
  • the bearing element 7 is opposite the intermediate element 28 and the intermediate element 28 is sealed relative to the housing wall by means of sealing elements 20.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Motor- und/oder Getriebeöl, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem in einer Ölwanne angeordneten Ölkühler, der von einem Kühlmittel durchströmt ist. Erfindungsgemäß ist der Ölkühler durch einen Plattenwärmetauscher (3) mit kühlmittel- und ölführenden Plattenzwischenräumen (5, 6) ausgebildet, wobei wenigstens ein Teil der ölführenden Plattenzwischenräume (6) so in die Ölwanne (2) mündet, dass das Öl aus der Ölwanne direkt über den Mündungsbereich (24) in die ölführenden Plattenzwischenräume (6) einströmt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung für Motor- und/oder Getriebeöl, insbesondere eine Kühlvorrichtung für Motor- und/oder Getriebeöl einer Brennkraftmaschine, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Es ist allgemein bekannt, dass eine derartige Kühlvorrichtung für Motor- und/oder Getriebeöl an ein Motor- oder Getriebegehäuse angebaut wird. Dabei müssen sowohl das Kühlmittel als auch das zu kühlende Medium zur Kühlvorrichtung und von der Kühlvorrichtung weggebracht werden. Ein derartiger Kühler beansprucht relativ viel Bauraum.
  • Weiter ist es aus der DE 10 2004 036 286 A1 bereits bekannt, eine Ölkühlvorrichtung für einen Motor bereitzustellen, in welcher ein Ölkühler innerhalb einer Ölwanne mit einem Abstand zu einer Bodenoberfläche angeordnet ist. Weiter ist hier eine Olansaugöffnung unterhalb des Ölkühlers und beabstandet zu diesem angeordnet. Mit einem derartigen Aufbau soll der Umwälzwirkungsgrad des Öls in der Ölwanne verbessert werden, was sich wiederum positiv auf den Wirkungsgrad der Ölkühlung selbst auswirken soll.
  • Aus der EP 1 600 611 B1 ist ein Aufbau einer Ölwanne für einen Motor und/oder ein Getriebe bekannt, deren bodenseitige Öffnung mit einem Deckel verschlossen ist. Dieser Deckel umfasst einen Wärmetauscher für das Öl, der einen Kühlmitteleinlass, einen Kühlmittelauslass und fluidisch dazwischenliegende Kühlmittelkanäle aufweist.
  • Aus der DE 196 19 977 A1 ist weiter eine Brennkraftmaschine mit einer Ölwanne bekannt, in deren Gehäuse Ölkanäle eingeformt sind. Die durch einen Plattenwärmetauscher gebildete Kühlvorrichtung sitzt hier außerhalb der Ölwanne.
  • Aus der DD 39 500 ist weiter eine Kühlvorrichtung für eine Ölwanne bekannt, bei der ein Kühlkanal von einer äußeren Einströmöffnung bis zu einem etwa in der Mitte der Ölwanne gelegenen Saugraum der Ölpumpe in Form einer Spirale geführt ist. Aus der Druckleitung der Ölpumpe wird über ein Überdruckventil abgesteuertes Öl durch eine vorzugsweise düsenförmige Öffnung unter dem Ölspiegel etwa waagrecht in die Ölschicht über den Ölkanal geleitet.
  • Eine weitere Ölkühleinrichtung ist auch aus der DD 85 686 bekannt, bei der der Kühlkreis des Motors an den unteren Deckel des Motors angeschlossen und an der Ölwanne befestigt ist, wobei in den Ölwannenboden, der von dem unteren Deckel durch eine Trennwand abgetrennt ist, ein Saugkorb der Ölpumpe angeordnet ist. Im Deckel sind ferner die Durchgangskanäle für den Durchfluss der Kühlflüssigkeit und im Boden die Durchgangskanäle für den Durchgang des Schmieröls durch die Rippen gebildet.
  • Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlvorrichtung für Motor- und/oder Getriebeöl insbesondere einer Brennkraftmaschine zur Verfügung zu stellen, mittels der die Ölkühlung auf bauteiltechnische einfache Weise mit hoher Effizienz durchführbar ist.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen den Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß Anspruch 1 weist die Kühlvorrichtung einen in einer Ölwanne angeordneten Ölkühler auf, der von einem Kühlmittel durchströmt ist. Erfindungsgemäß ist der Ölkühler durch einen Plattenwärmetauscher mit kühlmittel- und ölführenden Plattenzwischenräumen ausgebildet, wobei wenigstens ein Teil, bevorzugt alle ölführenden Plattenzwischenräume so mit einem definierten Mündungsbereich in die Ölwanne münden, dass das Öl aus der Ölwanne direkt über den jeweiligen Mündungsbereich in die ölführenden Plattenzwischenräume einströmt.
  • Ein derartiger Plattenwärmetauscher oder Plattenwärmeübertrager ermöglicht einen insgesamt einfachen Aufbau der Kühlvorrichtung, wobei die Abkühlung des Öls auf effektive und effiziente Weise erfolgen kann. Insbesondere die Möglichkeit, dass das Öl direkt über die jeweiligen ölführenden Plattenzwischenräume in den Wärmetauscher einströmen kann, ermöglicht in Verbindung mit den relativ langen Strömungswegen in einem Plattenwärmetauscher eine Ölkühlung mit einem hohen Wirkungsgrad.
  • Ein weiterer besonderer Vorteil dieses Aufbaus liegt darin, dass durch die Integration des Plattenwärmetauschers in die Ölwanne relativ viel Kühlfläche zur Verfügung gestellt werden kann, was aufgrund des beengten Bauraums bei außen angeordneten Wärmetauschern beziehungsweise Kühlern regelmäßig nicht der Fall ist.
  • Besonders bevorzugt ist ein konkreter Aufbau, bei dem der Plattenwärmetauscher durch ein Plattenpaket aus einer Mehrzahl von Platten gebildet ist, deren ölführende Plattenzwischenräume mit einem bezogen auf das Plattenpaket radial äußeren und/oder radial inneren Mündungsbereich in die Ölwanne münden. Dadurch kann das Öl mittels des angelegten Saugdrucks einfachst radial in die ölführenden Plattenzwischenräume eingesaugt werden und diese in effizienter Weise unter Wärmeabgabe an das Kühlmittel durchströmen.
  • Durch das radiale Einströmen des Öls in die ölführenden Plattenzwischenräume sowie das darauffolgende bevorzugte radiale Durchströmen der jeweiligen Plattenzwischenräume werden besonders günstige Strömungsverhältnisse erzielt, die zum Beispiel zu wenig Verwirbelungen und Turbulenzen führen, was sich besonders vorteilhaft auf den Wirkungsgrad des Wärmeübergangs im Plattenwärmetauscher auswirkt.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung hierzu münden die ölführenden Plattenzwischenräume mit einem radial äußeren Mündungsbereich in die Ölwanne, wobei der Plattenwärmetauscher einen inneren Ölleitungsanschlussbereich für eine Ölleitung aufweist, die in einem inneren Wärmetauscherbereich mit dem oder wenigstens einem Teil der ölführenden Plattenzwischenräume dergestalt strömungsverbunden ist, dass das heiße Öl von der Ölwanne über die radial äußeren Mündungsbereiche radial in die ölführenden Plattenzwischenräume einströmen kann. Anschließend durchströmt das Öl diese Plattenzwischenräume unter Wärmeabgabe bevorzugt radial, so dass schließlich abgekühltes Öl über die Ölleitung abströmen kann. Besonders bevorzugt ist dabei im Bereich der jeweiligen Mündungsbereiche, über die das Öl in die ölführenden Plattenzwischenräume einströmt, wenigstens ein Filter- und/oder Siebelement vorgesehen. Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung umschließt dieses Filter- und/oder Siebelement das gesamte Plattenpaket im radial äußeren Umfangsbereich ringförmig sowie formschlüssig. Ein derartiges zylinderförmiges Filter- und/oder Siebelement kann einfach auf den Umfangsbereich aufgeschoben und dort verankert werden, zum Beispiel durch formschlüssige und/oder kraftschlüssige Rast- und/oder Verbindungsmittel. Mit einem derartigen Filter- und/oder Siebelement kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass etwaige Verunreinigungen, wie zum Beispiel Metallteile oder dergleichen, zurückgehalten werden und in der Ölwanne verbleiben.
  • Gemäß einer hierzu weiteren besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung mündet die Ölleitung in einem in etwa zentralen, mittigen Bereich in den Plattenwärmetauscher ein, wodurch sich ein im wesentlicher symmetrischer Aufbau des Plattenpaketes ergibt. Die Ölleitung selbst ist bevorzugt durch eine ölpumpenseitige Saugrohrleitung gebildet, so dass über diese Saugrohrleitung der Ansaugdruck auf das Öl in der Ölwanne aufgebracht werden kann, um dieses über die in die Ölwanne mündenden ölführenden Plattenzwischenräume beziehungsweise deren Mündungsbereiche in den Plattenwärmetauscher einzusaugen.
  • Während zuvor in Verbindung mit der bevorzugten, konkreten Ausgestaltung das Einströmen beziehungsweise Einsaugen des Öls in den Plattenwärmetauscher über radial äußere Mündungsbereiche ausführlich erläutert worden ist, besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit das Öl über radial innere Mündungsbereiche, die zum Beispiel durch eine wärmetauscherseitige mittige, zentrale Ausnehmung gebildet sind, in die ölführenden Plattenzwischenräume einzusaugen, insbesondere radial einströmen zu lassen. In diesem Fall wäre dann die wenigstens eine das Öl von den ölführenden Plattenzwischenräumen abführende Ölleitung an geeigneter Stelle am Plattenwärmetauscher vorzusehen, zum Beispiel am radial äußeren Plattenwärmetauscherrandbereich. Auch ein Filter- beziehungsweise Siebelement wäre dann analog zur zuvor beschriebenen Ausführungsform im radial inneren Mündungsbereich des Plattenwärmetauschers vorzusehen. Bei dieser Ausführungsvariante handelt es sich ausdrücklich um eine zur zuvor ausführlich beschriebenen Ausführungsvariante mit radial äußerer Einströmung äquivalente Ausgestaltung.
  • Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung und Anordnung der Kühlvorrichtung, bei der der Plattenwärmetauscher mit einem definierten Abstand zu wenigstens einem Teil der diesen umgebenden Boden- und/oder Seitenwände in der Ölwanne angeordnet und/oder aufgehängt ist. Damit lassen sich die für den jeweiligen Einsatzfall günstigsten Wärmetauschirkungsgrade erzielen. Besonders bevorzugt ist der Plattenwärmetauscher mittels finger- und/oder flanschartiger Wärmetauscher-Lagerelementen an gehäusewandseitigen Auflagern und/oder gehäusewandseitigen Anbindungsstellen und/oder direkt an der Gehäusewand festgelegt. Als Befestigungsmittel werden insbesondere lösbare Befestigungsmittel vorgesehen, zum Beispiel Schrauben, die bevorzugt so angeordnet werden, dass diese von einer Ölwannenöffnung her für eine Montage sehr gut und einfach zugänglich sind.
  • Gemäß einer hierzu besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Plattenwärmetauscher mit seinen Wärmetauscher-Lagerelementen zwischen zwei oder mehr Ölwannengehäusewänden, insbesondere zwischen zwei gegenüberliegenden Ölwannengehäusewänden, abgestützt und/oder verspannt, so dass der Plattenwärmetauscher hier zum Beispiel eine Art Zugelement ausbildet. Dadurch sind die Ölwannenseitenwände gegeneinander abgestützt, was ein Schwingen der Seitenwände deutlich reduziert und somit zu einer Geräuschreduzierung führt.
  • Für eine besonders hohe Funktionsintegration wird vorgeschlagen, Kühlmittelkanäle in die Wärmetauscher-Lagerelemente zu integrieren. Diese Kühlmittelkanäle sind mit wenigstens einem Teil der kühlmittelführenden Plattenzwischenräume strömungsverbunden. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die mit den kühlmittelführenden Plattenzwischenräumen strömungsverbundenen Kühlmittelkanäle durch wenigstens zum Teil in eine Gehäusewand der Ölwanne integrierte Kühlmittelkanäle gebildet. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, gemäß der beiden zuvor geschilderten Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, nämlich dergestalt, dass die in die Wärmetauscher-Lagerelemente integrierten Kühlmittelkanäle mit den in die Gehäusewand integrierten Kühlmittelkanälen strömungsverbunden sind. Die Kühlmittelkanäle sind dabei bevorzugt durch eine Mehrzahl miteinander kommunizierender Bohrungen gebildet, die einfach und preiswert herzustellen sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch einen Querschnitt durch eine Ölwanne mit einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,
    Fig. 2
    ein schematischer Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 1, und
    Fig. 3
    schematisch ein Querschnitt durch eine alternative Ausfüh- rungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.
  • In den Fig. 1 und 2 sind schematisch unterschiedliche Querschnittsansichten durch eine erste Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung 1 gezeigt. Diese Kühlvorrichtung 1 umfasst einen in einer Ölwanne 2 aufgenommenen und angeordneten Plattenwärmetauscher 3 als Ölkühler.
  • Wie dies insbesondere der Fig. 2 entnommen werden kann, ist der Plattenwärmetauscher 3 konkret durch ein Plattenpaket aus einer Mehrzahl von ebenen Platten 4 gebildet, die zum einen kühlmittelführende Plattenzwischenräume 5 sowie zum anderen ölführende Plattenzwischenräume 6 ausbilden.
  • Der Plattenwärmetauscher 3 ist mittels wärmetauscherseitigen Lagerelementen 7, 8 an wannenseitigen Auflagern 9, 10 dergestalt abgestützt und zum Beispiel mittels Schraubverbindungen 11 fixiert, dass der Plattenwärmetauscher 3 sowohl zu den Seitenwänden 12 als auch zur Bodenwand 13, in der in üblicher Weise eine Ölablassschraube 14 angeordnet ist, beabstandet ist.
  • In die wärmetauscherseitigen Lagerelemente 7, 8 sind hier durch einfache Bohrungen hergestellte Kühlmittelkanäle 15a, 15b integriert, die wiederum mit in die Gehäusewand der Ölwanne 2 integrierten, ebenfalls durch einfache Bohrungen hergestellte Kühlmittelkanäle 16a, 16b kommunizieren. Um die bezogen auf die Bildebene der Fig. 2 waagrecht verlaufenden Kühlmittelkanalteile, die in die Außenwand münden, abzudichten, sind in diese Verschlussstopfen beziehungsweise Verschlussschrauben 17 gesetzt. Das gilt auch für den Kühlmittelkanal 15a in dem in der Bildebene der Fig. 2 linken Lagerelement 7. Wie dies in der Fig. 2 strichpunktiert dargestellt ist, kann dort, wo der Pfeil 18 eingezeichnet ist, Kühlmittel in den gehäuseseitigen Kühlmittelkanal 16a einströmen, von wo er über den lagerelementseitigen Kühlmittelkanal 15a in die kühlmittelführenden Plattenzwischenräume 5 gelangt, bevor das Kühlmittel über den lagerelementseitigen Kühlmittelkanal 15b und den gehäuseseitigen Kühlmittelkanal 16b entsprechend dem Pfeil 19 abströmt.
  • Um die Kühlmittelkanäle 15, 16 gegeneinander abzudichten, sind zwischen dem Lagerelement 7 und dem Lagerelement 8 einerseits sowie den diesen zugeordneten gehäuseseitigen Auflagern 9, 10 Dichtelemente 20 angeordnet.
  • Der Plattenwärmetauscher 3 weist hier mittig und zentral eine Ausnehmung 21 auf, die einen Anschlussbereich für eine Saugrohrleitung 22 ausbildet, die zur hier nicht dargestellten Ölpumpe geführt ist. Auch diese Saugrohrleitung 22 ist gegenüber den wärmetauscherseitigen Lagerelementen 7, 8 mittels Dichtelementen 20 abgedichtet.
  • Wie dies der schematischen Darstellung der Fig. 2 weiter entnommen werden kann, ist das Plattenpaket des Plattenwärmetauschers 3 radial umfangseitig und damit ringförmig von einem zylindrischen Ölsieb 23 formschlüssig umschlossen.
  • Wie dies der Darstellung der Fig. 2 entnommen werden kann, stehen die jeweiligen ölführenden Plattenzwischenräume 6 mit ihren radial äußeren Mündungsbereichen 24 jeweils unmittelbar in Strömungsverbindung mit dem Öl 25 in der Ölwanne 2, so dass das Öl 25 direkt aus der Ölwanne 2 über das Ölsieb 23 in die ölführenden Plattenzwischenräume 6 radial eingesaugt wird, so dass das Öl anschließend in dieser Radialrichtung weiter zur zentralen Ausnehmung 21 strömt. Hierbei kommt es zum Wärmeübergang zwischen dem Öl und dem Kühlmittel in den kühlmittelführenden Plattenzwischenräumen 5, und zwar, wie dies aus der Darstellung der Fig. 2 ersichtlich ist, über relativ lange Strömungswege. Von der Ausnehmung 21 ausgehend wird das abgekühlte Öl dann über die Saugrohrleitung 22 abgesaugt. Der Ölfluss ist hier durch die Pfeile 26 schematisch dargestellt.
  • In der Fig. 3 ist schließlich eine alternative Ausgestaltung zur Fig. 2 gezeigt, bei der gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zur Ausgestaltung nach Fig. 2 ist der Plattenwärmetauscher 3 hier mittels Schraubverbindungen 11 an der Bodenwand 13 festgelegt. Des Weiteren ergeben sich Unterschiede hinsichtlich der Ausbildung der Kühlmittelkanäle. So erfolgt die Kühlmittelzufuhr 18 hier über einen gehäusewandseitigen Kühlmittelkanal 16a, der sich von der Seitenwand 12 ausgehend über die Bodenwand 13 durch eine Flanschplatte 27, mittels der der Plattenwärmetauscher 3 an der Bodenwand 13 festgelegt ist, zum Plattenwärmetauscher 3 und dort zu den kühlmittelführenden Plattenzwischenräumen 5 erstreckt. Auch hier sind wieder an den entsprechenden Stellen Verschlussstopfen 17 beziehungsweise Dichtelemente 20 vorgesehen.
  • Der Kühlmittelabfluss entsprechend dem Pfeil 19 erfolgt dagegen über einen Kühlmittelkanal 16b, der sich von der Gehäusewand der Ölwanne 2 ausgehend über ein Zwischenelement 28 bis zu einem Kühlmittelkanal 15b erstreckt, der in einem wärmetauscherseitigen Lagerelement 7 ausgebildet ist. Das Lagerelement 7 ist gegenüber dem Zwischenelement 28 und das Zwischenelement 28 ist gegenüber der Gehäusewand mittels Dichtelementen 20 abgedichtet.
  • Ansonsten entspricht der Aufbau hinsichtlich Plattenwärmetauscher 3, kühlmittelführenden Plattenzwischenräumen 5, ölführenden Plattenzwischenräumen 6, Ölsieb 23 und Mündungsbereichen 24 wiederum denjenigen der Fig. 2, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die diesbezüglichen Ausführungen verwiesen wird.
  • Es versteht sich von selbst, dass lediglich die ölführenden Plattenzwischenräume 6 mit dem Öl 25 in der Ölwanne 2 über die Mündungsbereiche 24 strömungsverbunden sind. Das heißt, dass die Kühlmittelseite und die Ölseite dicht voneinander abgetrennt sind und zwischen den beiden Medien lediglich ein gewünschter Wärmeübergang stattfindet.

Claims (14)

  1. Kühlvorrichtung für Motor- und/oder Getriebeöl, insbesondere einer Brennkraftmaschine, mit einem in einer Ölwanne angeordneten Ölkühler, der von einem Kühlmittel durchströmt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ölkühler durch einen Plattenwärmetauscher (3) mit kühlmittel- und ölführenden Plattenzwischenräumen (5, 6) ausgebildet ist, wobei wenigstens ein Teil der ölführenden Plattenzwischenräume (6) so in die Ölwanne (2) mündet, dass das Öl aus der Ölwanne (2) direkt über den Mündungsbereich (24) in die ölführenden Plattenzwischenräume (6) einströmt.
  2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenwärmetauscher (3) durch ein Plattenpaket aus einer Mehrzahl von Platten (4) gebildet ist, deren ölführende Plattenzwischenräume (6) mit einem bezogen auf das Plattenpaket radial äußeren und/oder radial inneren Mündungsbereich (24) in die Ölwanne (2) münden.
  3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ölführenden Plattenzwischenräume (6) mit einem radial äußeren Mündungsbereich (24) in die Ölwanne (2) münden, und
    dass der Plattenwärmetauscher (3) einen inneren Ölleitungsanschlussbereich für eine Ölleitung (22) aufweist, die in einem inneren Wärmetauscherbereich mit den oder wenigstens einem Teil der ölführenden Plattenzwischenräume (6) dergestalt strömungsverbunden ist, dass das heiße Öl von der Ölwanne (2) über die radial äußeren Mündungsbereiche (24) radial in die ölführenden Plattenzwischenräume (6) einströmt, diese anschließend unter Wärmeabgabe bevorzugt radial durchströmt, so dass abgekühltes Öl über die Ölleitung (22) abströmt.
  4. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Mündungsbereiche (24), über die das Öl in die ölführenden Plattenzwischenräume (6) einströmt, mit einem Filter- und/oder Siebelement (23) versehen sind.
  5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Filter- und/oder Siebelement (23) das gesamte Plattenpaket im radial äußeren Umfangsbereich ringförmig und/oder formschlüssig umschließt.
  6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölleitung (22) in einem in etwa zentralen, mittigen Bereich in den Plattenwärmetauscher (3) beziehungsweise in eine Ausnehmung (21) des Plattenwärmetauschers (3) einmündet.
  7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölleitung (22) durch eine ölpumpenseitige Saugrohrleitung gebildet ist.
  8. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenwärmetauscher (3) mit einem definierten Abstand zu wenigstens einem Teil der diesen umgebenden Wände (12, 13) in der Ölwanne (2) angeordnet und/oder aufgehängt ist.
  9. Kühlvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenwärmetauscher (3) mittels Wärmetauscher-Lagerelementen (7, 8) an gehäusewandseitigen Auflagern (9, 10) und/oder Anbindungselemente und/oder direkt an der Gehäusewand (13) festgelegt ist, insbesondere mittels von einer Ölwannenöffnung her zugänglichen Befestigungsmitteln festgelegt, insbesondere lösbar festgelegt ist.
  10. Kühlvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenwärmetauscher (3) mit seinen Wärmetauscher-Lagerelementen (7, 8) zwischen mehreren Ölwannengehäusewänden (12), insbesondere zwischen zwei gegenüberliegenden Ölwannengehäusewänden abgestützt und/oder verspannt ist.
  11. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Wärmetauscher-Lagerelemente (7, 8) Kühlmittelkanäle (15) integriert sind, die mit wenigstens einem Teil der kühlmittelführenden Plattenzwischenräume (5) strömungsverbunden sind.
  12. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mit den kühlmittelführenden Plattenzwischenräumen (6) strömungsverbundenen Kühlmittelkanäle durch wenigstens zum Teil in einer Gehäusewand (12, 13) der Ölwanne (2) integrierte Kühlmittelkanäle (16) gebildet sind.
  13. Kühlvorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Wärmetauscher-Lagerelemente (7, 8) integrierten Kühlmittelkanäle (15) mit wenigstens einem Teil der in die Gehäusewand (12, 13) integrierten Kühlmittelkanäle (16) strömungsverbunden sind.
  14. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelkanäle (15, 16) durch eine Mehrzahl von miteinander kommunizierenden Bohrungen gebildet sind.
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