WO2015132124A1 - Vorrichtung zum kühlen eines fluids - Google Patents

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Hans-Jürgen Palm
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Autokühler GmbH & Co. KG
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    • F01M2001/1071—Lubricating systems characterised by the provision therein of lubricant venting or purifying means, e.g. of filters characterised by the layout of the purification arrangements comprising oil tanks

Definitions

  • the invention relates to a device for cooling a recirculated fluid according to the preamble of claim 1.
  • Such devices are used in particular in commercial vehicles, such as concrete mixers or the like, where they serve as an oil cooler cooling, for example, a fluid-forming transmission oil.
  • a associated collecting tank is provided, which on the one hand forms a depot for the oil and on the other hand, a receiving chamber for a filter through which the oil is guided and cleaned, before about a connected to the reservoir suction line is recycled into the circulation.
  • the collecting container of a known device is made of cast iron, in particular cast aluminum, and is arranged in the mounted position of the device on the heat exchanger, which is provided opposite feet, by means of which the entire device is attached to the example commercial vehicle.
  • the design of the collecting container as a casting is often disadvantageous, both with regard to the handling of the device and with respect to the production.
  • the formation of the casting sump also results in a relatively high weight, which results in a corresponding sizing of the heat exchanger (s) connected thereto, since, as mentioned, the sump is mounted on the heat exchanger.
  • the handling of the known device is also disadvantageous insofar as the filter placed in the collecting container must be removed laterally for inspection and cleaning. This requires draining the oil in the sump, at least into a region below a lateral insertion opening for the filter.
  • the known device is not suitable to meet the requirements for cost optimization both in terms of manufacturing and operation. This applies equally to functional reliability, which is not guaranteed to the desired extent.
  • the invention has for its object to further develop a device of the generic type so that it is easier and less expensive to manufacture and operable and their reliability is improved.
  • the new device is characterized first of all by the fact that their collection container, regardless of the required or required volume, can be produced in a simple manner.
  • the collecting container is also conceivable, however, to design the collecting container as a so-called extrusion profile, a plastic extruded profile which can likewise be made available in any desired length.
  • the jacket of the collecting container has a very smooth, non-porous inner surface, which significantly improves the functional reliability compared with a collecting container according to the prior art.
  • a lid is formed as a foot, with which the device is anchored stationary, as well as arranged with a heat exchanger on the same side another foot.
  • the shell frontally closing lid screw channels can be provided, which are introduced during extrusion of the profile tube and in the preferably self-tapping
  • Screws that are guided through the lid are screwed.
  • the filter can be inserted through the top lid, with a cover provided for this purpose is closed by a cap connected to the filter.
  • an outlet connection of the filter opens into a connecting piece, to which a return line acting as a suction line is connected.
  • this connection piece with the foot-side cover of the collection connected container and provided with an oil drain, through which a trouble oil change in the overall system is possible.
  • feet can be formed as sheet metal parts, which are made by forming. It is also conceivable, these feet also from one
  • FIG. 1 shows a device according to the invention in a front view
  • Figure 2 is a perspective view of the device.
  • a device for cooling a recirculated fluid which consists in its basic structure of a heat exchanger 1 and a collecting container 6 operatively connected thereto.
  • the heat exchanger 1 has a heat sink 2, preferably a tube cooler, to which a distributor tube 3 is connected to an inlet 5, via which the circulated oil in the heat sink 2 can be guided.
  • a drain 4 is connected to the heat sink 2, which in its configuration corresponds to the distributor tube 3 and via which the fluid guided through the heat sink 2 is fed into the collecting container 6. reached.
  • the flow direction of the fluid is indicated by arrows.
  • the collecting container 6 is arranged laterally adjacent to the heat exchanger 1 and connected thereto.
  • a jacket 7 enclosing the interior of the collecting container 6 consists of a section of an extruded profile tube, this jacket 7 being cuboid in the example.
  • the end of the jacket 7 is closed by a cover 8.
  • the fitting on the lower end face of the jacket 7 cover 8 is also designed as a foot 9 with two spaced apart extending legs 19 ( Figure 2). Another foot 9 is connected to the drain 4.
  • a filter 10 is arranged for cleaning the fluid which has been passed, which is then led to a connected connecting piece 13 to a return line 14, which is designed as a suction line and conveys the cleaned fluid to the lubricating point when the fluid For example, is used as transmission oil.
  • the connecting piece 13 is fastened to the rear side of the cover 8 facing away from the jacket 7 and connected to the filter 10 via a pipe socket 20.
  • screw 1 1 are screwed into the self-tapping screws 12, by means of which the cover 8 are fixed to the jacket 7.
  • other cross-sectional shapes of the collecting container 6 are conceivable, e.g. round or polygon.
  • a sight glass 17 is inserted into the jacket 7, via which the fill level of the fluid in the collecting container 6 can be seen.
  • the filter 10 can be pulled out through an unrecognizable opening of the upper lid 8, for example for cleaning.
  • a cap 21 is arranged on the filter 10, which is connectable to the associated lid 8.
  • the heat sink 2 in which pipes and fins through which the fluid flows, is permeable to air.
  • a fan 15 is arranged, with an electrical connection 16 which can be connected to an on-board electrical system.
  • a thermostat can be embedded in the jacket 7, with which the temperature of the fluid can be monitored.
  • the introduction of both the sight glass as well as the thermostat so far particularly simple, as in the wall of the shell 7 only a corresponding hole must be drilled.
  • the connecting piece 13 has an outlet 18, which is closed by a sealing screw and via which emptying of the collecting container 6 or of the entire system is possible.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum Kühlen eines im Kreislauf geführten Fluids, mit einem einen Zulauf (5) und einen Ablauf (4) aufweisenden, luftdurchlässigen Wärmetauscher (1), durch den das Fluid führbar ist, einem am Wärmetau- scher (1) angeordneten Gebläse (15), zur Erzeugung eines durch den Wärmetauscher (1) zu führenden Luftstroms, sowie einem am Ablauf (4) des Wärmetauschers (1) angeschlossenen Sammelbehälter (6), in dem ein Filter (10) angeordnet ist, der mit einer Rückflussleitung (14) verbun- den ist, wobeiein den Innenraum des Sammelbehälters (6) umhüllender Mantel (7) aus einem Abschnitt eines stranggepressten Profilrohres besteht.

Description

Vorrichtung zum Kühlen eines Fluids
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines im Kreislauf geführten Fluids gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Derartige Vorrichtungen, wie sie beispielsweise aus der DE 296 16 793 bekannt sind, kommen insbesondere bei Nutzfahrzeugen, wie Betonmischern oder dergleichen zum Einsatz, wo sie als Ölkühler der Kühlung beispielsweise eines das Fluid bildenden Getriebeöls dienen.
Charakteristisch hierbei ist, dass neben einem Wärmetauscher, vorzugsweise einem Rohrwärmetauscher, ein damit verbundener Sammelbehälter vorgesehen ist, der einerseits ein Depot für das Öl bildet und andererseits eine Aufnahmekammer für einen Filter, durch den das Öl geführt und gereinigt wird, be- vor es über eine an dem Sammelbehälter angeschlossene Saugleitung in den Kreislauf zurückgeführt wird.
Der Sammelbehälter einer bekannten Vorrichtung besteht aus Guss, insbesondere Aluminiumguss, und ist in montierter Stellung der Vorrichtung auf dem Wärmetauscher angeordnet, der gegenüberliegend mit Füßen versehen ist, mittels derer die gesamte Vorrichtung am beispielsweise Nutzfahrzeug befestigt ist.
Allerdings ist die Ausbildung des Sammelbehälters als Gussteil vielfach nach- teilig sowohl hinsichtlich der Handhabung der Vorrichtung wie auch hinsichtlich der Herstellung.
So muss für die bezüglich ihres Aufnahmevolumens unterschiedlichen Sammelbehälter jeweils eine eigene Gussform bereitgestellt werden, d.h., jeder die- ser Sammelbehälter bildet praktisch ein Unikat.
Aber auch die Gussfertigung als solche ist relativ aufwändig und kostenintensiv, so dass sie einer stets angestrebten Kostenoptimierung entgegensteht. Darüber hinaus können beim Gießen Lunkerstellen entstehen, die im Dauerbetrieb der Vorrichtung deren Funktion einschränken können. Dies gilt im Übrigen auch für weitere fertigungsbedingte Verunreinigungen, insbesondere an der Innenwand des aus Guss bestehenden Sammelbehälters.
Typischerweise führt die Ausbildung des Sammelbehälters aus Guss auch zu einem relativ hohen Gewicht, das eine entsprechende Dimensionierung des Wärmetauschers bzw. der daran angeschlossenen Füße bedingt, da, wie erwähnt, der Sammelbehälter auf dem Wärmetauscher angebracht ist.
Dies trägt ebenso zu relativ hohen Herstellungskosten bei, wie die Ausbildung des Sammelbehälters aus Guss als solche.
Nachteilig ist im Übrigen auch die Handhabung der bekannten Vorrichtung in- soweit, als der im Sammelbehälter platzierte Filter zur Inspektion und Reinigung seitlich entnommen werden muss. Dies erfordert ein Ablassen des im Sammelbehälter befindlichen Öls, zumindest bis in einen Bereich unterhalb einer seitlichen Einführöffnung für den Filter. Insgesamt ist daher die bekannte Vorrichtung nicht geeignet, den Anforderungen an eine Kostenoptimierung sowohl hinsichtlich der Herstellung wie auch des Betriebs zu entsprechen. Dies gilt gleichermaßen für die Funktionssicherheit, die nicht in dem gewünschten Umfang gewährleistet ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass sie einfacher und kostengünstiger herstell- und betreibbar ist und ihre Funktionssicherheit verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die neue Vorrichtung zeichnet sich zunächst einmal dadurch aus, dass ihr Sammelbehälter, unabhängig vom verlangten bzw. erforderlichen Volumen, auf einfache Art und Weise herstellbar ist.
Durch die Ausbildung des Mantels des Sammelbehälters aus einem Abschnitt eines stranggepressten Profilrohres kann durch Differenzierung der Abschnittslängen im Grunde jedes sinnvoll beliebige Volumen des Sammelbehälters bereitgestellt werden. Insoweit ist eine Sonderfertigung nicht mehr erforderlich. Dies trägt naturgemäß zu einer wesentlichen Kostenreduzierung gegenüber einem Sammelbehälter nach dem Stand der Technik bei. Dies auch deshalb, weil stranggepresste Profilrohre relativ einfach herstellbar sind, wobei als Material üblicherweise Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium Verwendung findet.
Denkbar ist jedoch auch, den Sammelbehälter als sogenanntes Extrusionsprofil auszubilden, einem Kunststoff-Strangpressprofil, das ebenfalls in beliebiger Länge zur Verfügung gestellt werden kann.
Da gattungsgemäße Vorrichtungen üblicherweise in Kleinserien hergestellt werden, trägt die Möglichkeit aus einem stranggepressten Profilrohr mehrere, den jeweiligen Mantel eines Sammelbehälters bildende Abschnitte, entsprechend dem gewünschten Volumen abzulängen, gleichfalls zu einer Kostenmi- nimierung bei.
Fertigungsbedingt weist der Mantel des Sammelbehälters eine sehr glatte, porenfreie Innenfläche auf, die die Funktionssicherheit gegenüber einem Sammelbehälter nach dem Stand der Technik, deutlich verbessert.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, den Sammelbehälter seitlich am Wärmetauscher anzuordnen und beidseitig durch einen Deckel zu verschließen, wobei ein Deckel als Fuß ausgebildet ist, mit dem die Vorrichtung ortsfest verankerbar ist, ebenso wie mit einem am Wärmetauscher an der gleichen Seite angeordneten weiteren Fuß.
Zur Befestigung der beiden, den Mantel stirnseitig verschließenden Deckel können Schraubkanäle vorgesehen sein, die beim Strangpressen des Profilrohres mit eingebracht werden und in die vorzugsweise selbstschneidende
Schrauben, die durch den Deckel geführt sind, eingedreht sind.
Durch die seitliche Anordnung des Sammelbehälters am Wärmetauscher, bei der die Deckel die Ober- und Unterseite bilden, kann der Filter durch den oberseitigen Deckel eingeführt werden, wobei eine dazu vorgesehene deckelseitige Öffnung durch eine mit dem Filter verbundene Kappe verschlossen ist.
Gegenüberliegend mündet ein Auslaufstutzen des Filters in ein Anschlussstück, an das eine als Saugleitung fungierende Rückflussleitung angeschlossen ist. Dafür ist dieses Anschlussstück mit dem fußseitigen Deckel des Sammel- behälters verbunden und mit einem Ölablass versehen, durch den ein problemloser Ölwechsel im Gesamtsystem möglich ist .
Neben der geschilderten einfachen und kostengünstigen Herstellung des Man- tels des Sammelbehälters aus einem stranggepressten Profilrohr, ergibt sich ein weiterer Vorteil auch aus dem gegenüber einem Sammelbehälter aus Guss deutlich geringeren Gewicht, das sowohl die Handhabung der Vorrichtung bei einer Montage am Nutzfahrzeug erleichtert, als auch eine geringere Dimensionierung der tragenden Teile, insbesondere der Füße zur Befestigung der Vor- richtung am Nutzfahrzeug erlaubt.
Diese Füße können als Blechformteile ausgebildet sein, die durch Umformen hergestellt sind. Denkbar ist aber auch, diese Füße ebenfalls aus einem
Strangpressprofil zu fertigen, d.h. abzulängen.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefüg- ten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Vorderansicht
Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung.
In den Figuren ist eine Vorrichtung zum Kühlen eines im Kreislauf geführten Fluids dargestellt, die in ihrem Grundaufbau aus einem Wärmetauscher 1 und einem damit in Wirkverbindung stehenden Sammelbehälter 6 besteht.
Der Wärmetauscher 1 weist einen Kühlkörper 2, vorzugsweise einen Rohrkühler auf, an den ein Verteilerrohr 3 angeschlossen ist mit einem Zulauf 5, über das das im Kreislauf zugeführte Öl in den Kühlkörper 2 führbar ist.
Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Ablauf 4 am Kühlkörper 2 angeschlossen, der in seiner Konfiguration dem Verteilerrohr 3 entspricht und über den das durch den Kühlkörper 2 geführte Fluid in den Sammelbehälter 6 ge- langt. Zur Verdeutlichung ist die Strömungsrichtung des Fluids durch Pfeile gekennzeichnet.
In montierter Stellung der Vorrichtung, wie sie in der Figur 1 dargestellt ist, ist der Sammelbehälter 6 seitlich neben dem Wärmetauscher 1 angeordnet und mit diesem verbunden.
Gemäß der Erfindung besteht ein den Innenraum des Sammelbehälters 6 umhüllender Mantel 7 aus einem Abschnitt eines stranggepressten Profilrohres, wobei dieser Mantel 7 im Beispiel quaderförmig ausgebildet ist.
Endseitig ist der Mantel 7 jeweils durch einen Deckel 8 verschlossen. Der an der unteren Stirnseite des Mantels 7 anliegende Deckel 8 ist überdies als Fuß 9 gestaltet mit zwei abständig zueinander verlaufenden Aufstandsschenkeln 19 (Figur 2). Ein weiterer Fuß 9 ist mit dem Ablauf 4 verbunden.
Im Innern des Sammelbehälters 6 ist ein Filter 10 angeordnet, zur Reinigung des durchgeführten Fluids, das danach zu einem angeschlossenen Anschlussstück 13 geführt wird hin zu einer Rückflussleitung 14, die als Saugleitung aus- gebildet ist und das gereinigte Fluid zur Schmierstelle befördert, wenn das Fluid beispielsweise als Getriebeöl eingesetzt wird.
Das Anschlussstück 13 ist auf der dem Mantel 7 abgewandten Rückseite des Deckels 8 damit befestigt und über einen Rohrstutzen 20 am Filter 10 ange- schlössen.
Vorzugsweise in den inneren Eckbereichen des im Querschnitt rechteckigen Mantels 7 sind Schraubkanäle 1 1 vorgesehen, in die selbstschneidende Schrauben 12 eingedreht sind, mittels derer die Deckel 8 am Mantel 7 befestigt sind. Soweit dies technisch sinnvoll ist, sind auch andere Querschnittsformen des Sammelbehälters 6 denkbar, z.B. rund oder polygon.
Im Bereich des Verteilerrohres 3 ist in den Mantel 7 ein Schauglas 17 eingesetzt, über das der Füllstand des Fluids im Sammelbehälter 6 erkennbar ist.
Der Filter 10 ist durch eine nicht erkennbare Öffnung des oberen Deckels 8 herausziehbar, beispielsweise zur Reinigung. Zum dichten Verschluss dieser Öffnung ist am Filter 10 eine Kappe 21 angeordnet, die mit dem zugeordneten Deckel 8 verbindbar ist. In an sich bekannter Weise ist der Kühlkörper 2, in dem vom Fluid durchströmte Rohre und Lamellen angeordnet sind, luftdurchlässig. Auf einer der Luftdurchlassseiten ist ein Gebläse 15 angeordnet, mit einem Elektroanschluss 16, der mit einer Bordelektrik verbindbar ist.
Neben dem Schauglas 17 kann in den Mantel 7 ein Thermostat eingelassen sein, mit dem die Temperatur des Fluids überwachbar ist. Dabei gestaltet sich die Einbringung sowohl des Schauglases wie auch des Thermostates insoweit besonders einfach, als in die Wandung des Mantels 7 lediglich ein entsprechendes Loch gebohrt werden muss.
Wie besonders deutlich in der Figur 2 zu erkennen ist, weist das Anschlussstück 13 einen Ablass 18 auf, der durch eine Dichtschraube verschlossen ist und über den ein Entleeren des Sammelbehälters 6 bzw. des gesamten Systems möglich ist.
Bezugszeichenliste
1 Wärmetauscher
2 Kühlkörper
3 Verteilerrohr
4 Ablauf
5 Zulauf
6 Sammelbehälter
7 Mantel
8 Deckel
9 Fuß
10 Filter
1 1 Schraubkanal
12 Schraube
13 Anschlussstück
14 Rückflussleitung
15 Gebläse
16 Elektroanschluss
17 Schauglas
18 Ablass
19 Aufstandsschenkel
20 Rohrstutzen
21 Kappe

Claims

Ansprüche
Vorrichtung zum Kühlen eines im Kreislauf geführten Fluids, mit einem einen Zulauf (5) und einen Ablauf (4) aufweisenden, luftdurchlässigen Wärmetauscher (1 ), durch den das Fluid führbar ist, einem am Wärmetauscher (1 ) angeordneten Gebläse (15), zur Erzeugung eines durch den Wärmetauscher (1 ) zu führenden Luftstroms, sowie einem am Ablauf (4) des Wärmetauschers (1 ) angeschlossenen Sammelbehälter (6), in dem ein Filter (10) angeordnet ist, der mit einer Rückflussleitung (14) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Innenraum des Sammelbehälters (6) umhüllender Mantel (7) aus einem Abschnitt eines stranggepressten Profilrohres besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelbehälter (6) in montierter Stellung der Vorrichtung seitlich neben dem Wärmetauscher (1 ) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Mantel (7) endseitig jeweils durch einen Deckel (8) verschlossen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Deckel (8) als Fuß (9) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (7) beim Strangpressen eingebrachte Schraubkanäle (1 1 ) aufweist, in die zur Befestigung der Deckel (8)
Schrauben (12), vorzugsweise selbstschneidende eingedreht sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Fuß (9) am Ablauf (4) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter (10) auf der dem am Sammelbehälter (6) befestigten Fuß (9) gegenüberliegenden Seite herausnehmbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Fuß (9) gegenüberliegende Deckel (8) eine Öffnung zur Entnahme des Filters (10) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Filter (10) eine Kappe (21 ) angeschlossen ist, mit der eine Entnahmeöffnung des Deckels (8) verschließbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite des den Fuß (9) bildenden Deckels (8) ein Anschlussstück (13) befestigt ist, das einerseits mit dem Filter (10) verbunden ist und andererseits in eine Rückflussleitung (14) mündet.
1 1 . Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussstück (13) einen Ablass (18) zur Entleerung des Sammelbehälters (6) aufweist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Mantel (6) ein Schauglas (17) eingelassen ist.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1 ) mit dem Mantel (7) verbunden ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das stranggepresste Profilrohr aus Leichtmetall oder Kunststoff besteht.
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