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Ölkühlervorrichtung mit Öl/Wasser-Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge - Dokument DE19857511A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19857511A1 01.07.1999
Titel Ölkühlervorrichtung mit Öl/Wasser-Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge
Anmelder Valeo Thermique Moteur, La Verriere, FR
Erfinder Sharawi, Alexandre, Rambouillet, FR;
Trindade, Jose, Gazeran, FR
Vertreter Cohausz Hannig Dawidowicz & Partner, 40237 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 14.12.1998
DE-Aktenzeichen 19857511
Offenlegungstag 01.07.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.07.1999
IPC-Hauptklasse F01P 11/08
IPC-Nebenklasse F01M 5/00   
Zusammenfassung Diese Vorrichtung umfaßt einen Stapel (18) von Platten zur Bildung von Kammern (20, 22) für das zu kühlende Öl und von Kammern (24, 26, 28, 30) für eine Kühlflüssigkeit. Dieser Plattenstapel ist in einem zylindrischen Gehäuse (36) mit einer Unterseite (40) eingeschlossen, die unter Einfügung einer Dichtung auf einem Motorgehäuse (12) befestigt ist, wobei die Vorrichtung einen Einlaß (42) und einen Auslaß (44) für das Öl sowie einen Einlaß (56) und einen Auslaß (58) für die Kühlflüssigkeit umfaßt. Der Plattenstapel (18) weist eine allgemeine Ringform ohne mittleren Fluidkanal auf, die Dichtung umfaßt zwei konzentrische kreisförmige Teile (48, 50) und zwei radiale Teile, die sich zwischen diesen beiden kreisförmigen Teilen erstrecken, wobei sie im Zwischenraum zwischen diesen zuletzt genannten Teilen zwei ringförmige Sektoren definieren, und der Öleinlaß (42) und der Ölauslaß (44) der Vorrichtung münden in Höhe von Öleinlaß- (32) bzw. Ölauslaßöffnungen (34) des Plattenstapels und gegenüber zwei entsprechenden Ölkanälen (14, 16) des Motorgehäuses.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft die Ölkühlung in Kraftfahrzeugen, insbesondere die Kühlung des Schmieröls, das heißt des Motor- und/oder Getriebeöls.

Sie betrifft im einzelnen die Kühlervorrichtungen, die einen Wärmetauscher der allgemeinen Bauart umfassen, die in der Veröffentlichung FR-A-2 214 873 oder auch in der Veröffentlichung FR-A-2 747 463 beschrieben wird.

Derartige Wärmetauscher umfassen im wesentlichen einen Stapel von ringförmigen Platten, welche erste Kammern für den Umlauf des zu kühlenden Öls und zweite Kammern für den Umlauf einer Kühlflüssigkeit, im allgemeinen Wasser, bilden. Dieser Plattenstapel ist in einem Gehäuse mit zylindrischer Form eingeschlossen, das wie ein Lagerschild am Motor- oder Getriebegehäuse in Fluidverbindung mit Ein- und Auslaßkanälen für Öl und Kühlflüssigkeit angebracht ist.

In allen bekannten Gestaltungen wird der mittlere Raum der ringförmigen Konfiguration für den Umlauf des Öls verwendet, im allgemeinen für die Ölrückführung nach der Kühlung, gegebenenfalls im Anschluß an den Durchgang durch ein Ölfilter, das am Gehäuse mit dem darin eingeschlossenen Wärmetauscher angebracht ist.

Diese Gestaltung umfaßt dazu eine hohle mittlere Schraube mit seitlichen Löchern, deren Bearbeitung sich relativ schwierig und daher entsprechend kostenaufwendig gestaltet und die zudem Druckverluste im Ölkreislauf mit sich bringt.

Darüber hinaus setzt der Ölauslaß durch die mittlere Schraube eine beträchtliche Nähe zwischen den Ein- und Auslaßkanälen voraus, wodurch die Anordnung dieser Kanäle im Innern des Gehäuses entsprechend erschwert wird.

Eine der Aufgaben der Erfindung besteht darin, den Aufbau einer derartigen Ölkühlervorrichtung zu vereinfachen, indem auf die Verwendung einer hohlen mittleren Schraube verzichtet wird, die bisher für den Ölumlauf erforderlich war, um den Gesamtaufbau der Vorrichtung zu vereinfachen, ihre Zuverlässigkeit zu verbessern und die Kosten für ihre industrielle Fertigung zu senken.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich um die allgemeine Bauart, die in der vorerwähnten Veröffentlichung FR-A-2 214 873 beschrieben wird, das heißt, daß sie auf an sich bekannte Weise einen Wärmetauscher mit einem Stapel von miteinander verbundenen Platten zur Bildung von ersten Kammern für den Umlauf des zu kühlenden Öls und von zweiten Kammern für den Umlauf einer Kühlflüssigkeit umfaßt, wobei dieser Plattenstapel in einem allgemein zylindrischen Gehäuse eingeschlossen ist, das eine Unterseite umfaßt, die unter Einfügung einer Dichtung auf einem Motorgehäuse befestigt werden kann, wobei die Vorrichtung einen Einlaß und einen Auslaß für das Öl sowie einen Einlaß und einen Auslaß für die Kühlflüssigkeit umfaßt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenstapel eine allgemeine Ringform aufweist, die im wesentlichen ohne Fluidkanal im Mittelteil ausgeführt ist, daß die Dichtung zwei konzentrische kreisförmige Teile, die radial durch einen ringförmigen Zwischenraum getrennt sind, und zwei radiale Teile umfaßt, die sich zwischen diesen beiden kreisförmigen Teilen erstrecken, wobei sie im Zwischenraum zwischen diesen zuletzt genannten Teilen zwei verschiedene ringförmige Sektoren definieren, und daß der Öleinlaß und der Ölauslaß der Vorrichtung so gestaltet sind, daß sie in den beiden durch die Dichtung definierten verschiedenen ringförmigen Sektoren in Höhe von Öleinlaß- bzw. Ölauslaßöffnungen des Plattenstapels und gegenüber zwei entsprechenden Ölkanälen des Motorgehäuses münden.

Der Öleinlaß und der Ölauslaß münden vorzugsweise in annähernd diametral gegenüberliegenden Positionen.

Besonders vorteilhafterweise weist das Gehäuse in seiner Mitte eine durchgehende axiale Öffnung für die Befestigung der Vorrichtung am Motorgehäuse auf.

Der Einlaß und der Auslaß der Kühlflüssigkeit können so gestaltet sein, daß sie an einer Seitenfläche des Gehäuses münden, wobei gegebenenfalls zwei Anschlußkrümmer, insbesondere einteilig mit dem Gehäuse ausgeführte Anschlüsse, vorgesehen sind, die mit dem Einlaß bzw. dem Auslaß der Kühlflüssigkeit verbunden sind, so daß diese in Richtung des Motorgehäuses ausgerichtet sind.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung umfaßt das Gehäuse eine an einen Boden angefügte Seitenfläche sowie einen Deckel für den Verschluß des Gehäuses, wobei der Plattenstapel zwischen dem Boden und dem Deckel eingeschlossen ist.

In einer Ausführungsform bildet der Deckel die Unterseite des Gehäuses, die auf dem Motorgehäuse befestigt werden kann.

In einer anderen Ausführungsform bildet der Boden die Unterseite des Gehäuses, die auf dem Motorgehäuse befestigt werden kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine im Schnitt entlang der Linie I-I von Fig. 2 ausgeführte Vorderansicht einer Ölkühlervorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine entlang der Linie II-II von Fig. 1 ausgeführte Unteransicht ebendieser Vorrichtung;

Fig. 3 eine perspektivische Draufsicht der Vorrichtung der Fig. 1 und 2;

Fig. 4 eine im Schnitt entlang der Linie IV-IV von Fig. 5 ausgeführte Vorderansicht einer Ölkühlervorrichtung nach einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 eine entlang der Linie V-V von Fig. 4 ausgeführte Unteransicht ebendieser Vorrichtung; und

Fig. 6 eine perspektivische Draufsicht der Vorrichtung der Fig. 4 und 5.

In den Fig. 1 bis 3 bezeichnet die Bezugsnummer 10 allgemein die erfindungsgemäße Vorrichtung, die auf dem Motorgehäuse 12 eines Kraftfahrzeugmotors angebracht ist. Diese Motorgehäuse enthält Ölumlaufkanäle 14 und 16, die jeweils an der Fläche münden, an der die Vorrichtung 10 angebracht ist.

Die Vorrichtung 10 umfaßt einen Wärmetauscher, der aus einem Stapel 18 von aneinander angebrachten Platten zur Bildung von ersten Kammern 20, 22, in denen das zu kühlende Öl umläuft, das aus dem Kanal 14 des Motorgehäuses kommt und zum Kanal 16 ebendieses Motorgehäuses strömt, sowie von zweiten Kammern 24, 26, 28, 30 für den Umlauf einer Kühlflüssigkeit, im allgemeinen Wasser, besteht.

Der Aufbau dieses Plattenstapels 18, der üblicherweise Halbplatten umfaßt, die aneinander angebracht sind, um die verschiedenen ringförmigen Kammern 20 bis 30 zu bilden, ist an sich bekannt und wird insbesondere in der vorerwähnten Druckschrift FR-A-2 214 873 beschrieben, auf die zu weiteren Einzelheiten bezüglich des Aufbaus und der Ausführung dieses Plattenstapels, aus dem der Wärmetauscher der Vorrichtung besteht, verwiesen werden kann.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Kammern 20 und 22, das heißt die Abfolge von Kammern, in denen das zu kühlende Öl umläuft, einen Einlaß 32 und einen Auslaß 34 besitzen, die beiderseits der Mittelachse des Wärmetauschers angeordnet und beide zum Motorgehäuse, in Richtung der entsprechenden Ölkanäle 14 und 16 für die Zuleitung des zu kühlenden Öls und die Rückleitung des gekühlten Öls gerichtet sind. Der Plattenstapel ist in einem allgemein zylindrischen Gehäuse 36 eingeschlossen, das eine Seitenfläche 38, die an einen Boden 39 angefügt ist, sowie einen zum Motorgehäuse 12 gerichteten Deckel 40 aufweist, in den die Öffnungen 32 und 34 eingearbeitet sind. Dieser Deckel 40 umfaßt eine hochgezogene Kante für seine Auffalzung an der Seitenfläche 38 des Gehäuses und bildet die Unterseite des Gehäuses, die am Motorgehäuse befestigt werden kann.

Das Gehäuse, das den Wärmetauscher umschließt, umfaßt eine Auflageplatte 41 mit zwei Öffnungen 42, 44, die gegenüber den Öffnungen 32 und 34 sowie gegenüber den entsprechenden Ölkanälen 14 und 16 angeordnet sind. Die Platte 41 ist am Umfang des Deckels 40 aufgepreßt und zwischen diesem und dem Motorgehäuse 12 angeordnet.

Um die Abdichtung zwischen der Kühlervorrichtung und dem Motorgehäuse sowie zwischen den Öffnungen 42 und 44 zu gewährleisten, ist eine Dichtung 46 mit besonderer Form vorgesehen, wobei diese Form insbesondere in der Unteransicht von Fig. 2 zu erkennen ist.

Die Dichtung 46 ist zwischen der Auflageplatte 41 und dem Motorgehäuse 12 angeordnet. Diese Dichtung umfaßt zwei kreisförmige Teile 48, 50 und zwei radiale Teile 52, 54, die sich zwischen diesen kreisförmigen Teilen 48, 50, vorzugsweise symmetrisch, erstrecken. Dadurch werden zwei verschiedene ringförmige Sektoren defininiert, die unter dem Gesichtspunkt der Fluidverbindung getrennt sind und die allgemeine Form von zwei einander zugekehrten gegenüberliegenden "C" aufweisen, in die der Einlaß 32 und der Auslaß 34 des Ölkreislaufs des Wärmetauschers mündet (wobei sich dieser Einlaß und dieser Auslaß diametral gegenüberliegen können).

Der Kühlwasserkreislauf umfaßt Wassereinlaß- 56 und Wasserauslaßkanäle 58, die mit der Seitenfläche 38 des Gehäuses über Kanäle wie etwa 60 in Verbindung stehen, so daß eine Fluidverbindung mit dem durch den Plattenstapel 18 gebildeten Wärmetauscher über dessen Umfang hergestellt wird. Das Kühlmittel zirkuliert in der Abfolge der zweiten Kammern (wie etwa 24, 26, 28 und 30)in thermischem Kontakt mit den ersten Kammern (wie etwa 20, 22), in denen das zu kühlende Öl umläuft.

Die Gestaltung der Wassereinlaß- und Wasserauslaßkanäle umfaßt vorteilhafterweise Anschlußkrümmer, die eine Ausrichtung des Flüssigkeitseinlasses und des Flüssigkeitsauslasses in Richtung des Motorgehäuses mit einer entsprechenden Platzeinsparung ermöglichen. Diese Anschlußkrümmer können insbesondere in ein einteilig mit dem Gehäuse 36 ausgeführtes Element wie etwa 62 integriert sein, so daß Ansatzstücke 64, 66 gebildet werden, die zum Motorgehäuse gerichtet sind und an denen Schlauchleitungen wie etwa 68 für die Wasserzuleitung und die Wasserrückleitung nach dem Durchgang durch den Wärmetauscher angeschlossen werden können. Oder diese Ansatzstücke könnten für die Wasserzuleitung/Wasserrückleitung direkt an den Motorblock angeschlossen werden.

Die Befestigung des Gehäuses 10 am Motorgehäuse 12 erfolgt durch die mittlere Öffnung 70 (Fig. 2 und 3), in die beispielsweise eine Schraube 72 eingesetzt werden kann, die mit einer gegenüberliegend in das Motorgehäuse 12 eingearbeiteten Gewindebohrung 74 zusammenwirkt.

Im Unterschied zu den Ölkühlervorrichtungen nach dem bisherigen Stand der Technik handelt es sich hier bei der zur Befestigung der Vorrichtung am Motorgehäuse benutzten Schraube um eine einfache Schraube, deren einzige Aufgabe in einer mechanischen Befestigungsfunktion besteht, während die Befestigungsschraube bisher ein komplexes, hohles Element war, dessen Aufgabe darin bestand, außerdem eine Ölumlauffunktion zu übernehmen, im allgemeinen für die Ölrückleitung zum Motorgehäuse, wobei die Schraube dann in ein an der Mündung des Ölrücklaufkanals ausgebildetes Gewinde eingeschraubt wurde.

Diese Gestaltung, bei der die mittlere Schraube ausschließlich zur Befestigung dient, ist mit zahlreichen Vorteilen verbunden: einfache Ausführung mit entsprechend niedrigeren Fertigungskosten; größerer Spielraum bei der Anordnung der Ölleitungen des Motorgehäuses, die weiter voneinander entfernt sein können; Verringerung der Druckverluste, die durch die hohle Schraube und ihre seitlichen Löcher in den Ölkreislauf eingeführt wurden.

Darüber hinaus kann die Schraube 72, die nicht mehr hohl ist und deren einzige Aufgabe darin besteht, die Vorrichtung fest mit dem Motorgehäuse zu verbinden, geringere Abmessungen im Vergleich zur Schraube nach dem bisherigen Stand der Technik aufweisen. Die geringeren Abmessungen können genutzt werden, um die Größe der mittleren Öffnung 70 zu verkleinern und die Abmessungen des Wärmetauschers und dadurch die Wärmeaustauschfläche zwischen Öl und Wasser zu vergrößern, wodurch die thermischen Leistungen der Vorrichtung entsprechend verbessert werden.

Die Verwendung einer Schraube für die feste Verbindung der Vorrichtung mit dem Motorgehäuses hat natürlich keine einschränkende Wirkung, sondern es könnten auch andere Befestigungsteile (mittels Einrasten, Einpassen usw.) in Betracht gezogen werden, insoweit sie auf die Dichtung 46 die notwendige Einspannkraft ausüben, um die angestrebte Abdichtung herbeizuführen.

In der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 existiert ein Zwischenraum I (Fig. 1) zwischen den Anschlüssen 60 und den Kanälen 56, 58, bei dem eine durch das Verlöten der Platten bedingte Volumenzunahme auftritt. Das bedeutet mit anderen Worten, daß dieser Zwischenraum keinen konstanten Wert aufweisen kann.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise gemäß den Fig. 4 bis 6 ausgeführt werden. In diesem Fall bildet der Boden 39 die zum Motorgehäuse 12 gerichtete Unterseite des Gehäuses. Der Plattenstapel 18 ist zwischen dem Boden 39 und einem zur entgegengesetzten Seite gerichteten Deckel 76 eingeschlossen.

Die Dichtung ist zwischen einer Auflageplatte 78 ähnlich der vorstehend beschriebenen Auflageplatte 41 und dem Motorgehäuse 12 eingefügt. Die Platte 78 wird jedoch außerhalb des Gehäuses verlängert und besitzt Öffnungen 80 für den Durchgang der Ansatzstücke 64 und 66.

Der Zwischenraum I' (Fig. 4) fällt konstant aus, da sich die durch das Verlöten der Platten bedingte Volumenzunahme ausschließlich auf die Position des Deckels auswirkt.


Anspruch[de]
  1. 1. Ölkühlervorrichtung für Kraftfahrzeuge, die einen Wärmetauscher mit einem Stapel (18) von miteinander verbundenen Platten zur Bildung von ersten Kammern (20, 22) für den Umlauf des zu kühlenden Öls und von zweiten Kammern (24, 26, 28, 30) für den Umlauf einer Kühlflüssigkeit umfaßt, wobei dieser Plattenstapel in einem allgemein zylindrischen Gehäuse (36) eingeschlossen ist, das eine Unterseite (40; 39) umfaßt, die unter Einfügung einer Dichtung (46) auf einem Motorgehäuse (12) befestigt werden kann, wobei die Vorrichtung einen Einlaß (42) und einen Auslaß (44) für das Öl sowie einen Einlaß (56) und einen Auslaß (58) für die Kühlflüssigkeit umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Plattenstapel (18) eine allgemeine Ringform aufweist, die im wesentlichen ohne Fluidkanal im Mittelteil ausgeführt ist, daß die Dichtung (46) zwei konzentrische kreisförmige Teile (48, 50), die radial durch einen ringförmigen Zwischenraum getrennt sind, und zwei radiale Teile (52, 54) umfaßt, die sich zwischen diesen beiden kreisförmigen Teilen erstrecken, wobei sie im Zwischenraum zwischen diesen zuletzt genannten Teilen zwei verschiedene ringförmige Sektoren definieren, und daß der Öleinlaß (42) und der Ölauslaß (44) der Vorrichtung so gestaltet sind, daß sie in den beiden durch die Dichtung definierten verschiedenen ringförmigen Sektoren in Höhe von Öleinlaß- (32) bzw. Ölauslaßöffnungen (34) des Plattenstapels und gegenüber zwei entsprechenden Ölkanälen (14, 16) des Motorgehäuses münden.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öleinlaß (42) und der Ölauslaß (44) in annähernd diametral gegenüberliegenden Positionen münden.
  3. 3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (36) in seiner Mitte eine durchgehende axiale Öffnung (70) für die Befestigung der Vorrichtung am Motorgehäuse aufweist.
  4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlaß (42) und der Auslaß (44) der Kühlflüssigkeit so gestaltet sind, daß sie an einer Seitenfläche (38) des Gehäuses münden.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem zwei Anschlußkrümmer (60) umfaßt, die mit dem Einlaß bzw. dem Auslaß der Kühlflüssigkeit verbunden sind, so daß diese in Richtung des Motorgehäuses ausgerichtet sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkrümmer (60) einteilig mit dem Gehäuse der Vorrichtung ausgeführt sind.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (36) eine an einen Boden (39) angefügte Seitenfläche (38) sowie einen Deckel (40; 76) für den Verschluß des Gehäuses umfaßt, wobei der Plattenstapel (18) zwischen dem Boden (39) und dem Deckel (40; 76) eingeschlossen ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (40) die Unterseite des Gehäuses bildet, die auf dem Motorgehäuse (12) befestigt werden kann.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (39) die Unterseite des Gehäuses bildet, die auf dem Motorgehäuse (12) befestigt werden kann.






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