EP2252775A1

EP2252775A1 - Kühlvorrichtung für motor- und/oder getriebeöl, insbesondere einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: EP2252775A1
Application number: EP10705808A
Authority: EP
Inventors: Johannes Hollweck
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: Mam Truck & Bus AG
Priority date: 2009-02-25
Filing date: 2010-02-19
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2030-02-19
Also published as: RU2010106485A; EP2224107A1; BRPI1000440A2; US20100319638A1; CN101952561A; US9016356B2; DE102009010486A1; CN101952561B; CN101813016B; EP2252775B1; EP2224107B1; US20100212867A1; CN101813016A; RU2519117C2; BRPI1000033B1; RU2454551C2; RU2010132850A; BRPI1000440B1; WO2010097183A1; BRPI1000033A2

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. Ferner weisen die ölführenden Plattenzwischenräume (6) einen am Außenumfang des Plattenwärmetauschers (3) angeordneten äußeren Mündungsbereich als Einströmbereich (6a) auf, über den heißes, abzukühlendes Öl in die ölführenden Plattenzwischenräume (5, 6) einströmt, wobei die ölführenden Plattenzwischenräume (6) weiter einen beabstandet von dem Einströmbereich (6a) am Außenumfang des Plattenwärmetauschers (3) angeordneten, äußeren Ausströmbereich (6b) aufweisen, der mittelbar oder unmittelbar mit einem äußeren Ölleitungsanschlussbereich verbunden ist, über den abgekühltes Öl nach dem Durchströmen der ölführenden Plattenzwischenräume (6) und damit nach einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel abströmt.

Description

Beschreibung

Kühlvorrichtung für Motor- und/oder Getriebeöl, insbesondere einer

Brennkraftmaschine

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 Ölkühl- vorrichtung für einen Motor bereitzustellen, in welcher ein Ölkühler innerhalb einer Ölwanne mit einem Abstand zu einer Bodenoberfläche angeordnet ist. Weiter ist hier eine Ölansaugöffnung 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 Platten- Wärmetauscher 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 Platten- Zwischenräumen ausgebildet, wobei die ölführenden Plattenzwischenräume einen am Außenumfang des Plattenwärmetauschers angeordneten äußeren Mündungsbereich als Einströmbereich aufweisen, über den heißes, abzukühlendes Öl in die ölführenden Plattenzwischenräume einströmt. Weiter weisen die ölführenden Plattenzwischenräume einen beabstandet von dem Einströmbereich am Außenum- fang des Plattenwärmetauschers angeordneten, äußeren Ausströmbereich auf, der mittelbar oder unmittelbar mit einem äußeren Ölleitungsanschlussbereich strömungsverbunden ist, über den abgekühltes Öl nach dem Durchströmen der ölführenden Plattenzwischenräume und damit nach einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel abströmt.

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 ange- ordneten Wärmetauschern bzw. Kühlern regelmäßig nicht der Fall ist.

Eine besonders effiziente Wärmeabgabe in Verbindung mit langen Strömungswegen ergibt sich gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindungsidee dann, wenn der äußere Einströmbereich und der äußere Ausström- bereich, im Querschnitt durch den Plattenwärmetauscher gesehen, auf gegenüberliegenden Seiten des Plattenwärmetauschers liegen.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindungsidee ist vorgesehen, dass der Plattenwärmetauscher ein Plattenpaket aus einer Mehrzahl von Platten aufweist, wobei das Plattenpaket in einem Wärmetauscher-Gehäuse angeordnet ist, das einströmbereichseitig eine öleinlassöffnung aufweist, über die öl aus der Ölwanne in das Gehäuse einströmt und das ausström- seitig eine Ölauslassöffnung aufweist, über die öl aus dem Gehäuse abströmt. Mit einer derartigen gekapselten Lösung lässt sich der Plattenwärmetauscher auf einfache Weise über zum Beispiel gehäuseseitige Befestigungselemente ölwannen- seitig festlegen und werden besonders günstige Strömungsverhältnisse erzielt, was sich besonders vorteilhaft auf den Wirkungsgrad des Wärmeübergangs im Plattenwärmetauscher auswirkt. Letzteres gilt insbesondere auch für den Fall, dass, wie dies gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung vorgeschlagen wird, dem Einströmbereich des Plattenpakets im Wärmetauscher-Gehäuse eine Einströmkammer vorgeschaltet ist, in die das Öl über die öleinlassöffnung einströmt. Diese öleinlassöffnung ist bevorzugt geodätisch tiefer liegend als der Plattenwärmetauscher bzw. das Plattenpaket angeordnet, wobei bevorzugt ein Einströmen von unten her, bezogen auf den montierten Zustand, erfolgt. Einströmbereichsseitig, insbesondere im Bereich der öleinlassöffnung ist bevorzugt ein Filter- und/oder Siebelement angeordnet, mit dem das Einströmen von Verunreinigungen vorteilhaft vermieden werden kann. Mit einer derartigen Einströmkammer lässt sich weiter auf einfache Weise sicherstellen, dass in Bezug auf das in die jeweiligen ölführenden Plattenzwischenräume einströmende Öl im Wesentlichen über das gesamte Plattenpaket gleiche Einströmverhältnisse herrschen. Das Gleiche gilt analog im Hinblick auf die Ausströmverhältnisse für eine weitere bevorzugte Ausgestaltung, gemäß der dem Ausströmbereich des Plattenpakets im Wärmetauscher-Gehäuse eine Ausströmkammer nachgeschaltet ist, in die das Öl nach dem Durchströmen der ölführenden Plattenzwischenräume einströmt und deren Ölauslassöffnung einen ölleitungs- anschlussbereich ausbildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann am Ölleitungsanschlussbereich eine Ölleitung angeschlossen sein oder aber integral damit verbunden sein. 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 bzw. deren Mündungsbereiche, die den Einströmbereich in den Plattenwärmetauscher ausbilden, einzusaugen.

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung und Anordnung der Kühlvorrichtung, bei der der Plattenwärmetauscher mit einem definierten Abstand zu wenigstens einem Teil der diesen umgebenden ölwannenseitigen Boden- und/oder Seitenwände in der Ölwanne angeordnet und/oder aufgehängt ist. Damit lassen sich die für den jeweiligen Einsatzfall günstigsten Wärmetauschwirkungsgrade erzielen. Besonders bevorzugt ist der Plattenwärmetauscher mittels 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.

Diese Wärmetauscher-Lagerelemente können grundsätzlich auf unterschiedlichste Art und Weise ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der das wenigstens eine Wärmetauscher-Lagerelement durch eine Einlegeplatte oder einen Jochplatte ausgebildet ist. Unter einer Jochplatte wird dabei ein zum Beispiel nach Art eines Fachwerkrahmens gestaltetes Bauteil verstanden, wie es beispielsweise in der EP 0 691 462 A1 beschrieben wird und die eine Versteifung des Brennkraftmaschinenaufbaus in Verbindung mit einer Schwingungsreduzierung bewirken kann. Grundsätzlich kann das wenigstens eine Wärmetauscher-Lagerelement aber auch durch eine Einlegeplatte gebildet sein, die wiederum in die Jochplatte integriert ist bzw. mit dieser verbunden ist. Mit einer derartigen Einlegeplatte bzw. insbesondere mit einer derartigen Jochplatte kann der Plattenwärmetauscher auf einfache und funktionssichere Weise in der gewünschten Weise in der Ölwanne angeordnet bzw. aufgehängt werden. Insbesondere in Verbindung mit der Jochplatte ergibt sich dabei eine Funktionsintegration dadurch, dass ein gegebenenfalls ohnehin bereits ölwannenseitig verbautes Bauteil in einer Doppel- funktion gleichzeitig auch als Halteelement bzw. Lagerelement für den Plattenwärmetauscher verwendet wird.

Dabei kann der Plattenwärmetauscher zum Beispiel so in der Ölwanne aufgehängt sein, dass dieser zur Ölwannenbodenwand und zu den Ölwannenseitenwänden einen definierten, vorgegebenen Abstand aufweist. Alternativ dazu ist jedoch eine Bodenbefestigung des Plattenwärmetauschers an der Ölwannenbodenwand möglich.

Gemäß einer hierzu besonders bevorzugten Ausgestaltung ist der Plattenwär- metauscher mit seinem wenigstens einen Wärmetauscher-Lagerelement 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 das wenigstens eine Wärmetauscher-Lagerelement zu integrieren, zum Beispiel in die Joch- oder Einlegeplatte. 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 die beiden zuvor geschilderten Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, nämlich dergestalt, dass die in das wenigstens eine Wärmetauscher-Lagerelement 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. 1a schematisch einen Querschnitt durch eine Ölwanne mit einer erfindungs- gemäßen Kühlvorrichtung,

Fig. 1b eine zur Fig. 1a alternative Ausgestaltung mit in den Jochplattenrahmen integrierter Saugrohrleitung,

Fig. 2a schematisch einen Querschnitt durch eine ölwanne mit einer alternativen Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung,

Fig. 2b schematisch einen Querschnitt durch eine zur Ausgestaltung nach Fig. 1b alternative Ausführungsform,

Fig. 3 schematisch einen Querschnitt durch eine Ölwanne mit einer zur

Ausführungsform gemäß der Fig. 1 und 2 alternativen Kühlvorrichtung,

Fig. 4 ein schematischer Schnitt entlang der Linie A-A der Fig. 3, und

Fig. 5 schematisch ein Querschnitt durch eine weitere alternative Ausführungsform einer Kühlvorrichtung.

In der Fig. 1a ist schematisch eine Querschnittsansicht 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.

Dieser Plattenwärmetauscher 3 ist 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. Die ölführenden Plattenzwischenräume 6 münden dabei mit einem äußeren Einströmbereich 6a in die ölwanne 2 bzw. eine Vorkammer 3b eines das Plattenpaket umgebenden Gehäuses 3a des Plattenwärmetauschers 3. Diese Vorkammer 3b mündet mit einer hier stutzenartig ausgebildeten Einlassöffnung 3c in die ölwanne, so dass über diese zum Beispiel schlitzartig sich in die Bildebene hinein erstreckende bzw. aus der Bildebene heraus erstreckende Einlassöffnung 3c Öl aus der Ölwanne 2 in die Vorkammer 3b eingesaugt und anschließend über den äußeren Einströmbereich 6a in die ölführenden Plattenzwischenräume 6 eingesaugt werden kann. Im Bereich dieser Einlassöffnung 3c ist bevorzugt ein Filter- und/oder Siebelement 3e angeordnet, zum Beispiel eingesetzt oder aufgeschoben, mittels dem Verunreinigungen, wie zum Beispiel Metallteile oder dergleichen, zurückgehalten werden und in der Ölwanne 2 verbleiben.

Auf der gegenüberliegenden Seite des Plattenpakets ist im Gehäuse 3a eine Ausströmkammer 3d ausgebildet, in die ein äußerer Ausströmbereich 6b der ölführenden Plattenzwischenräume 6 mündet. Das Einströmen und Ausströmen des abzukühlenden Öls erfolgt hier somit auf, bezogen auf den Querschnitt durch den Plattenwärmetauscher 3, gegenüberliegenden Seiten des Plattenwärmetauschers 3, wodurch eine sehr lange Strömungstrecke durch den Plattenwärmetauscher 3 erzielt und zur Verfügung gestellt wird. Auf den in Richtung in die Bildebene hinein bzw. aus der Bildebene heraus gegenüberliegenden Seiten ist das Plattenpaket des Plattenwärmetauschers 3 durch zum Beispiel das Gehäuse 3a in hier nicht dargestellter Weise abgekapselt, so dass über diese in Richtung die Bildebene hinein bzw. heraus gegenüberliegenden Seiten des Plattenwärmetauschers 3 kein Öl in die ölführenden Plattenzwischenräume 6 ein- bzw. ausströmen kann. Das heißt somit mit anderen Worten, dass das abzukühlende Öl bevorzugt im Wesentlichen lediglich im Bereich des äußeren Einströmbereichs 6a in die ölführenden Plattenzwischenräume 6 einströmen und lediglich im Bereich des äußeren Ausströmbereichs 6b aus den ölführenden Plattenzwischenräumen 6 ausströmen kann.

Die einzelnen Platten 4 des Plattenpakets können dabei zum Beispiel an den Wänden des Wärmetauscher-Gehäuses 3a gelagert bzw. gehaltert sein.

Der Plattenwärmetauscher 3 selbst ist bevorzugt mittels des Wärmetauscher- Gehäuses 3a an einer ein wärmetauscherseitiges Lagerelement ausbildenden Jochplatte 30 dergestalt gehaltert, 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. Diese Jochplatte 30 ist zum Beispiel mit der ölwanne 2 fest verbunden, zum Beispiel mittels Schraubverbindungen, und weist einen randseitig umlaufenden Jochplattenrahmen 31 auf, wobei die gegenüberliegenden Jochplattenrahmenseiten 31a und 31b zwischen sich mehrere voneinander in Richtung in die Bildebene hinein bzw. hinaus beabstandete Querstege 32 aufweist. Das heißt somit, dass die Jochplatte 30 eine in etwa leiterartige Gestalt aufweist, bei der die einzelnen Querstege 32 die Leitersprossen ausbilden.

Die Festlegung des Plattenwärmetauschers 3 erfolgt dabei konkret zum Beispiel mittels hier lediglich äußerst schematisch dargestellter Schraubverbindungen 11 ^' an definierten Stellen der Jochplatte 30.

In diese Querstege 32 können nunmehr durch zum Beispiel einfache Bohrungen hergestellte Kühlmittelkanäle 15a, 15b integriert sein, die wiederum mit in den Jochplattenrahmenseiten 31a, 31b ausgebildeten Kühlmittelkanälen 16a, 16b kommunizieren. Um die Kühlmittelkanäle 15a, 16a abzudichten, können in diese Verschlussstopfen bzw. Verschlussschrauben 17 eingesetzt werden, wie dies in der Fig. 1a lediglich äußerst schematisch und beispielhaft dargestellt ist. Wie dies in der Fig. 1a strichpunktiert dargestellt ist, kann dort, wo der Pfeil 18 eingezeichnet ist, Kühlmittel in den jochplattenrahmenseitigen Kühlmittelkanal 16a einströmen, von wo es über den querstegseitigen Kühlmittelkanal 15a in die kühlmittelführenden Plattenzwischenräume 5 gelangt, bevor das Kühlmittel über den weiteren quersteg- seitigen Kühlmittelkanal 15b und den jochplattenrahmenseitigen Kühlmittelkanal 16b abströmt. Die Kühlmittelkanäle 16a und 16b sind hier, wie aus der Fig. 1a ersichtlich, unterschiedlich ausgebildet, um darzustellen, dass nicht nur, bezogen auf die Bildebene vertikal verlaufende Kühlmittelkanäle im Bereich der Jochplatte 30 ausgebildet sein können, sondern auch, je nach den jeweiligen Einbausituationen, horizontal verlaufende Kühlmittelkanäle.

Es versteht sich von selbst, dass lediglich die ölführenden Plattenzwischenräume 6 mit öl 25 in der ölwanne 2 strömungsverbunden sind. Das heißt, dass die Kühlmittelseite und die Ölseite dicht voneinander abgetrennt sind und zwischen den beiden Medien lediglich ein gewünschter Wärmeübergang stattfindet. Des weiteren versteht es sich von selbst, dass die kühlmittelführenden Plattenzwischenräume 5 selbstverständlich miteinander strömungsverbunden sind, um sicherzustellen, dass ein entsprechender Kühlmittelstrom durch sämtliche kühlmittelführenden Plattenzwischenräume 5 strömt.

Wie dies der Fig. 1a weiter entnommen werden kann, ist an die eine Auslassöffnung aufweisende bzw. ausbildende Ausströmkammer 3d eine Saugrohrleitung 22 angeschlossen, die zu einer hier nicht dargestellten Ölpumpe geführt ist. Diese Saugrohrleitung 22 ist zum Beispiel mittels der hier lediglich schematisch dargestellten Schraubverbindung 11 jochplattenseitig festgelegt. Es versteht sich ferner, dass auch der Kühlmittelkreislauf an eine Pumpe angeschlossen ist, die das Kühlmittel im Kreislauf pumpt.

Im Betrieb der Kühlvorrichtung 1 wird somit Öl aus der ölwanne 2 in die Vorkammer 3 und weiter über den äußeren Einströmbereich 6a in den Plattenwärmetauscher 3 bzw. in dessen ölführende Plattenzwischenräume 6 eingesaugt, so dass das Öl anschließend entlang der gesamten Länge des Plattenwärmetauschers 3 strömt und es dort zu einem Wärmeaustausch mit dem Kühlmittel in den kühlmittelführenden Plattenzwischenräumen 5 kommt. Der ölfluss ist hier mit den Pfeilen 26 schematisch dargestellt.

Nach dem Ausströmen des abgekühlten Öls über den äußeren Ausströmbereich 6b in die Ausströmkammer 3b wird das abgekühlte öl über die Saugrohrleitung 22 abgesaugt.

In der Fig. 1b ist eine zur Fig. 1a alternative Ausgestaltung gezeigt, die sich von derjenigen der Fig. 1a dadurch unterscheidet, dass der zum Beispiel als Saugrohrleitung 22 ausgebildete Ausströmkanal hier nunmehr unmittelbar in den Jochplattenrahmen 31 integriert ist. Im mündungsseitigen Bereich 22a kann hier beispielsweise eine weitere Leitung angeschlossen sein. Die in den Jochplattenrahmen 31 integrierte Auslassöffnung kann dabei zum Beispiel durch eine Bohrung oder dergleichen hergestellt sein.

In der Fig. 2a ist schließlich eine zur Fig. 1a weitere alternative Ausführungsvariante gezeigt, die bis auf die Jochplatte 30 der zuvor in Verbindung mit der Fig. 1a beschriebenen Ausführungsvariante entspricht. Im Unterschied zur Jochplatten- Ausführungsform der Fig. 1a ist der Plattenwärmetauscher 3 hier mittels einer wärmetauscherseitigen Einlegeplatte 30 an wannenseitigen Auflagern 9, 10 dergestalt abgestützt und zum Beispiel mittels Schraubverbindungen 11 ^' fixiert, dass der Plattenwärmetauscher 3 sowohl zu den Seitenwänden als auch zur Bodenwand 13, in der in üblicher Weise eine Ölablassschraube 14 angeordnet ist, beabstandet ist. In die Einlegeplatte 33 sind hier durch einfache Bohrungen hergestellte Kühlmittelkanäle 15a, 15b integriert, die wiederum mit in die Gehäusewand der Ölwanne 2 integrierten, ebenfalls durch einfache Bohrungen hergestellten Kühlmittelkanälen 16a, 16b kommunizieren. Um die bezogen auf die Bildebene der Fig. 2a waagrecht verlaufenden Kühlmittelkanalteile, die in die Außenwand münden, abzudichten, sind in diese Verschlussstopfen bzw. Verschlussschrauben 17 eingesetzt.

Wie dies in der Fig. 2a lediglich strichpunktiert dargestellt ist, kann dort, wo der Pfeil 18 eingezeichnet ist, Kühlmittel in den gehäuseseitigen Kühlmittelkanal 16a einströmen, von wo er über den einlegeplattenseitigen Kühlmittelkanal 15a in die kühlmittelführenden Plattenzwischenräume 5 gelangt, bevor das Kühlmittel über den weiteren einlegeplattenseitigen Kühlkanal 15b und den gehäuseseitigen Kühl- mittelkanal 16b entsprechend dem Pfeil 19 abströmt.

Um die Kühlmittelkanäle 15, 16 gegeneinander abzudichten, sind zwischen der Einlegeplatte 33 einerseits sowie den diesen zugeordneten gehäuseseitigen Auflagern 9, 10 Dichtelemente 20 angeordnet.

Ansonsten entspricht der Aufbau demjenigen der Fig. 1a bzw. auch Fig. 1b.

In der Fig. 2b ist eine weitere alternative Ausgestaltung gezeigt, die in wesentlichen Teilen insbesondere der Ausgestaltung nach Fig. 1b entspricht, jedoch mit dem Unterschied, dass der Plattenwärmetauscher 3 hier mittels einer Bodenplatte des Gehäuses 3a am Boden der Ölwanne 2 festgelegt ist, was hier lediglich äußerst schematisch und beispielhaft mittels der beiden Schraubverbindungen 11 eingezeichnet ist.

Im weiteren Unterschied zur Ausgestaltung nach Fig. 1 b erfolgt hier die Zuführung des Kühlmittels 18 im Bereich eines Kühlmittelkanals 16b im Jochplattenrahmen 31 , welcher Kühlmittelkanal 16b sich in der Seitenwand 12 des Gehäuses der Ölwanne 2 fortsetzt und dort in einen horizontal verlaufenden Querkanal 15b einmündet, der wiederum über einen davon vertikal nach oben abragenden Kühlmittelkanal 15c in der Bodenplatte des Gehäuses 3a des Plattenwärmetauschers 3 mit den Kühlmittelkanal 15c in der Bodenplatte des Gehäuses 3a des Plattenwärmetauschers 3 mit den kühlmittelführenden Plattenzwischenräumen 5 in Strömungs- Verbindung steht. Nach dem Durchströmen der horizontal verlaufenden kühlmittelführenden Plattenzwischenräume 5 wird das Kühlmittel dann über die Kühlmittelkanäle 15a, 16a abgezogen, wie dies mit dem Pfeil 19 in der Fig. 2b dargestellt ist.

Gemäß einer weiteren Variante ist hier im Bereich einer Seitenwand des Gehäuses 3a des Plattenwärmetauschers 3 nunmehr die Einlassöffnung 3c dargestellt, über die das Öl in die Vorkammer 3b eingesaugt wird. Auch hier ist wiederum im Bereich der Einlassöffnung 3c ein hier lediglich äußerst schematisch dargestelltes Filter- bzw. Siebelement 3e eingesetzt.

Ansonsten entspricht der Aufbau demjenigen der Fig. 1 b, so dass bezüglich des weiteren Aufbaus auf diese verwiesen wird.

An dieser Stelle sei nochmals ausdrücklich erwähnt, dass sämtliche Erfindungs- Varianten und Ausgestaltungen, wie sie in den einzelnen Figuren ausgeführt und dargestellt worden sind, selbstverständlich in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden können, zum Beispiel die bodenseitige Festlegung des Plattenwärmetauschers mit einer Ausgestaltung nach den Fig. 1a und 2a, um nur ein Beispiel zu nennen.

In den Fig. 3 und 4 sind schematisch unterschiedliche Querschnittsansichten durch einer weiteren Ausführungsvariante einer Kühlvorrichtung 1 gezeigt. Diese Kühlvorrichtung 1 umfasst einen in einer Ölwanne 2 aufgenommenen und angeordneten Plattenwärmetauscher 3 als Ölkühler.

Wie dies insbesondere der Fig. 4 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 hergestellten Kühlmittelkanälen 16a, 16b kommunizieren. Um die bezogen auf die Bildebene der Fig. 4 waagrecht verlaufenden Kühlmittelkanalteile, die in die Außenwand münden, abzudichten, sind in diese Verschlussstopfen bzw. Verschlussschrauben 17 eingesetzt. Das gilt auch für den Kühlmittelkanal 15a in dem in der Bildebene der Fig. 4 linken Lagerelement 7. Wie dies in der Fig. 4 strichpunktiert dargestellt ist, kann dort, wo der Pfeil 18 eingezeichnet ist, Kühlmittel in den gehäuseseitigen Kühlmittelkanal 16a einströmen, von wo er über den lagerelement- seitigen 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. 4 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. 4 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 kühlmittel- führenden Plattenzwischenräumen 5, und zwar, wie dies aus der Darstellung der Fig. 4 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. 5 ist schließlich eine alternative Ausgestaltung zur Fig. 4 gezeigt, bei der gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zur Ausgestaltung nach Fig. 4 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 bzw. 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. 4, 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 strömungs- verbunden sind. Das heißt, dass die Kühlmittelseite und die Ölseite dicht voneinander abgetrennt sind und zwischen den beiden Medien lediglich ein gewünschter Wärmeübergang stattfindet.

Claims

Patentansprüche

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,

dass die ölführenden Plattenzwischenräume (6) einen am Außenumfang des Plattenwärmetauschers (3) angeordneten äußeren Mündungsbereich als Einströmbereich (6a) aufweisen, über den heißes, abzukühlendes öl in die ölführenden Plattenzwischenräume (5, 6) einströmt, und

dass die ölführenden Plattenzwischenräume (6) weiter einen beabstandet von dem Einströmbereich (6a) am Außenumfang des Plattenwärmetauschers (3) angeordneten, äußeren Ausströmbereich (6b) aufweisen, der mittelbar oder unmittelbar mit einem äußeren Ölleitungsanschlussbereich verbunden ist, über den abgekühltes Öl nach dem Durchströmen der ölführenden Plattenzwischenräume (6) und damit nach einem Wärmetausch mit dem Kühlmittel abströmt.

2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Einströmbereich (6a) und der äußere Ausströmbereich (6b), im

Querschnitt durch den Plattenwärmetauscher (3) gesehen, auf gegenüberliegenden Seiten des Plattenwärmetauschers (3) liegen.

3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Plattenwärmetauscher (3) ein Plattenpaket aus einer

Mehrzahl von Platten (4) aufweist, wobei das Plattenpaket in einem Wärmetauscher-Gehäuse (3a) angeordnet ist, das einströmbereichseitig eine Öleinlassöffnung (3c) aufweist, über die öl aus der ölwanne (2) in das Wärmetauscher-Gehäuse (3a), bevorzugt gefiltert durch eine Filter- und/oder Siebanordnung (3e), einströmt und das ausströmseitig eine Ölauslass- öffnung aufweist, über die öl aus dem Wärmetauscher-Gehäuse (3a) abströmt.

4. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Einströmbereich (6a) des Plattenpakets im Wärmetauscher-Gehäuse (3a) eine Vorkammer (3b) oder Einströmkammer vorgeschaltet ist, in die das Öl über die, bevorzugt geodätisch tiefer als der Plattenwärmetauscher (3) liegende, öleinlassöffnung (3c) einströmt.

5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Ausströmbereich (6b) des Plattenpakets im Wärmetauscher-Gehäuse eine Ausströmkammer (3d) nachgeschaltet ist, in die das Öl nach dem

Durchströmen der ölführenden Plattenzwischenräume (6) einströmt und deren Ölauslassöffnung einen Ölleitungsanschlussbereich ausbildet.

6. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn- zeichnet, dass am Ölleitungsanschlussbereich eine Ölleitung (22) angeschlossen oder integral damit verbunden ist, und

dass die Ölleitung (22) durch eine ölpumpenseitige Saugrohrleitung gebildet ist.

7. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenwärmetauscher (3) mit einem definierten Abstand zu wenigstens einem Teil der diesen umgebenden Ölwannen-Wände (12, 13) in der Ölwanne (2) angeordnet und/oder aufgehängt ist.

8. Kühlvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenwärmetauscher (3) mittels wenigstens eines Wärmetauscher-Lagerelementes (30; 33) ölwannenseitig festgelegt ist und/oder an ölwannen- seitigen Auflagern (9, 10) und/oder Anbindungselementen festgelegt ist.

9. Kühlvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Wärmetauscher-Lagerelement (30; 33) durch eine Einlege- platte (33) oder eine Jochplatte (30) oder durch eine in eine Jochplatte integrierte Einlegeplatte gebildet sind.

10. Kühlvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Plattenwärmetauscher (3) mit dem wenigstens einen Wärmetauscher-

Lagerelement (30; 33) zwischen mehreren ölwannengehäusewänden (12), insbesondere zwischen zwei gegenüberliegenden ölwannengehäusewänden abgestützt und/oder verspannt ist.

11. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in das wenigstens eine Wärmetauscher-Lagerelement (30; 33) Kühlmittelkanäle (15, 16) integriert sind, die mit wenigstens einem Teil der kühlmittelführenden Plattenzwischenräume (5) strömungsverbunden sind.

12. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die mit den kühlmittelführenden Plattenzwischenräumen (5) strömungsverbundenen Kühlmittelkanäle durch wenigstens zum Teil in einer Gehäusewand (12, 13) der Ölwanne (2) integrierte Kühlmittelkanäle (16) gebildet sind.

13. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 1 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in das wenigstens eine Wärmetauscher-Lagerelement (30; 33) integrierten Kühlmittelkanäle (15) mit wenigstens einem Teil der in die Gehäusewand (12, 13) integrierten Kühlmittelkanäle (16) strömungsverbunden sind.

14. Kühlvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelkanäle (15, 16) durch eine Mehrzahl von miteinander kommunizierenden Bohrungen gebildet sind.