DE19711396A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit mehreren aus aneinandergefügten Scheiben aufgebauten Hohlkammern, von de­ nen jeweils aneinandergrenzende von den verschiedenen zur Wärmeübertragung vorgesehenen Medien durchströmt sind, und bei dem jede Verbindungsöffnung zwischen den von einem Medium durchflossenen Kammern von einem Distanzring gleicher Höhe wie die Kammer umgeben ist, der die benachbarte Kammer gegen­ über der Verbindungsöffnung abdichtet.

Solche aus parallel zueinander angeordneten Platten oder Scheiben aufgebaute Wärmeübertrager, die vorwiegend als Öl- Kühlmittelkühler eingesetzt werden, sind aus der EP 06 23 798 A2 bekannt. Dort sind zur Bildung der Hohlkammern mehrere Halbschalen vorgesehen, die übereinander gestapelt werden und mit ihren aneinanderliegenden Rändern die Außenwand bilden. In jede der auf diese Weise gebildeten Hohlkammern ist eine Turbulenzeinlage und in dieser jeweils eingebettet im Bereich der Verbindungsöffnungen zwischen den beispielsweise von Öl durchflossenen Kammern ein Distanzring vorgesehen, der zwei benachbarte Verbindungsöffnungen jeweils zu der dazwischen liegenden Kammer hin abdichtet. Diese Distanzringe werden bei bekannten Bauarten entweder durch die eingelegten Turbu­ lenzeinlagen zu den Verbindungsöffnungen ausgerichtet oder, wenn es auf einen exakteren Zusammenbau ankommt, durch von den einzelnen Platten an den Verbindungsöffnungen hochstehen­ den Rändern zentriert. Sowohl die Herstellung dieser als re­ lativ massive Scheiben ausgebildeten Distanzringe, als auch ihre Zentrierung sind relativ aufwendig. Dazu kann kommen, daß die Verlötung wegen der Toleranzen der Scheibendicke und der an diesen Stellen vorhandenen Materialanhäufung nicht im­ mer gleichmäßig genug erfolgt.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art so auszubil­ den, daß eine einfache Zentrierung und eine sichere Verlötung der Distanzringe erreicht werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Wärmeübertrager der eingangs genannten Art vorgesehen, daß der Distanzring mit koaxial von ihm abragenden Kragen versehen ist, die in die Verbindungsöffnungen hereinragen. Die so ausgebildeten Di­ stanzringe sind dadurch selbst zentrierend, besondere Ausprä­ gungen an den Platten oder Scheiben werden überflüssig.

In Weiterbildung der Erfindung kann der Distanzring einen Q-förmigen Querschnitt aufweisen und in der Art eines Reifens zur Ringachse hin offen sein. Er besitzt damit zwei axial verlaufende Bereiche, welche die Zentrierkragen bilden. Gleichzeitig ist es in besonders einfacher Weise möglich, ei­ nen solchen Distanzring aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium, in der Art eines Abschnittes eines Wellrohres her­ zustellen, so daß damit auch ein sehr geringer Materialver­ brauch für die Bildung des Distanzringes erreicht werden kann, der aufgrund seiner geringeren Masse - seine Material­ stärke kann der Stärke der zum Aufbau der Hohlkammern verwen­ deten Platten entsprechen - eine besonders einfache Verlötung möglich macht.

Die axial zur Ringachse verlaufenden Kragenabschnitte des Di­ stanzringes können in Weiterbildung der Erfindung eine Länge aufweisen, die höchstens der Stärke der für die Bildung der Kammern verwendeten Scheiben entspricht. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß diese Zentrierkragen des Distanzringes nicht als Strömungswiderstände in eine der Kammern hereinra­ gen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Explosionszeichnung eines Teiles eines aus Platten aufgebauten Getriebeölkühlers, der in einem Wasserkasten eines Motorkühlers montiert wird, ein­ schließlich der für den Ölanschluß notwendigen Tei­ le und

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittdarstellung der in der Fig. 1 zum Aufbau des Plattenwärmetauschers verwendeten Distanzringe.

Aus der Fig. 1 ist zu erkennen, daß der Getriebeölkühler aus mehreren übereinander angeordneten Hohlkammern 1, 2 besteht von denen die Hohlkammern 1 jeweils im Sinn der Pfeile 3 von dem im nicht gezeigten Wasserkasten umlaufenden Kühlmittel für einen ebenfalls nicht gezeigten Motor durchströmt sind.

Die Kammern 2 dagegen, die jeweils alternierend zu den Kam­ mern 1 angeordnet sind, werden von dem zu kühlenden Getriebe­ öl durchströmt, das im Sinn des Pfeiles 4 durch einen Schraubstutzen 5 zugeführt wird, der mit einem Außengewinde 6 in das Innengewinde 7 eines Gewinderinges 8 eingeschraubt wird, der fest mit dem Körper des Getriebeölkühlers verbunden ist und die oberste Kammer 1 gegenüber dem im Sinn des Pfei­ les 4 zugeführten Getriebeöl abdichtet. Jeweils zwischen den Kammern 2 und den Kammern 1 sind Distanzringe 9 vorgesehen, die, wie die zur Bildung der Kammern 1 und 2 vorgesehenen Platten 10 bzw. 11 aus Aluminiumblech bestehen, das in der Art des Abschnittes eines Wellrohres zu einem Reifen mit ei­ nem Ω-förmigen Querschnitt geformt ist. Jeder Distanzring 9 - siehe auch Fig. 2 - weist daher einen zu seiner Achse 12 offenen umlaufenden Reifenbereich 13 und zwei jeweils axial verlaufende Kragenabschnitte 14 auf. Mit diesen Kragenab­ schnitten 14 ragt jeder Distanzring 9 jeweils in Öffnungen 15 in den Platten 10 und 11 herein, die untereinander und fluch­ tend zu den Achsen 12 der Distanzringe so angeordnet sind, daß das im Sinn des Pfeiles 4 zugeführte Getriebeöl durch die Öffnungen 15 hindurch jeweils in die Kammern 2 eintreten kann. Gegenüber den Kammern 1 dagegen dichten die Distanzrin­ ge 9 die Zuführöffnungen 15 ab, so daß das Getriebeöl aus­ schließlich in die Kammern 2, aber nicht in die Kammern 1 ge­ langen kann.

Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, sind die Kammern 2 jeweils nach außen durch umgebördelte Falze 16 dicht abgeschlossen. Das im Sinn der Pfeile 3 strömende Kühlmittel kann daher seinerseits nicht in die Kammern 2 eintreten. Der Getriebeölkühler ist außerdem oben und unten mit jeweils einer Endplatte 17 und 18 verschlossen, wobei die Endplatte 18 mit einer Auswölbung 19 in die Verbindungsöffnung 15 der untersten Platte 11 herein­ ragt und so die unterste Kammer 2 nach außen abschließt.

Wie Fig. 1 zeigt, ist der Anschlußstutzen 5 mit einem weite­ ren Gewinde 20 zum Aufsetzen einer mit einer Verbindungslei­ tung 22 zur Zuführung von Getrieböl verbundenen Schraubmutter 21 versehen. Ein Flansch 5a des Anschlußstutzens 5 schließ­ lich dient dazu, außen an die nicht gezeigte Seitenwand des Wasserkastens angelegt zu werden, in welchen der Getriebeöl­ kühler eingebaut wird. Zwischen der Seitenwand und dem Gewin­ dering 8 wird ein (nicht gezeigter) Dichtungsring eingesetzt, der dann durch den eingesetzten Anschlußstutzen 5 in einer entsprechenden Öffnung der Seitenwand des Wasserkastens ge­ halten ist.

Die axial verlaufenden Kragenabschnitte 14 der Distanzringe 9 sind mit einer Länge a versehen, die in etwa der Stärke der zur Bildung der Kammern 1 und 2 verwendeten Platten 10 und 11 entspricht. Die Länge a darf aber nicht größer als diese Plattenstärke werden, damit die axial verlaufenden Kragenab­ schnitte 14 beim Zusammenbau des Getriebeölkühlers nicht in benachbarte Kammern 2 hereinragen und dort zur Bildung uner­ wünschter Strömungswiderstände dienen.

In bekannter Weise sind die Kammern 1 und 2 mit Turbulenzble­ chen 23 und 24 ausgefüllt, die zur Erhöhung des Wärmeüber­ gangs dienen.

Die Höhe H_R des Reifenbereiches 13 - siehe Fig. 2 - wird da­ bei so gewählt, daß sie etwas größer oder gleich der Höhe H_T der Turbulenzeinlage ist. Aufgrund der Elastizität der Di­ stanzringe 9 liegen diese daher stets gut an den zugeordneten Platten 10 und 11 an und können dicht verlötet werden. Ein eventueller Höhenunterschied kann bei der Herstellung durch eine bekannte Lötspanneinrichtung egalisiert werden.

Claims (4)

1. Wärmeübertrager mit mehreren aus aneinandergefügten Plat­ ten (10, 11) aufgebauten Hohlkammern (1, 2) von denen je­ weils aneinander grenzende von den verschiedenen zur Wärme­ übertragung vorgesehenen Medien durchströmt sind und bei dem jede Verbindungsöffnung (15) zwischen den von einem Medium durchflossenen Kammern (2) von einem Distanzring (9) gleicher Höhe wie die Kammer umgeben ist, der die benachbarte Kammer gegenüber der Verbindungsöffnung abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (9) mit koaxial von ihm abragenden Kragenab­ schnitten (14) versehen ist, die in die Verbindungsöffnungen (15) hereinragen.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (9) einen Ω-förmigen Querschnitt auf­ weist und der Art eines Reifens zur Ringachse (12) hin offen ist.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Distanzring (9) aus einem Metallblech, insbesondere Aluminium besteht.

4. Wärmeübertrageer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die axial zur Ringachse (12) verlaufenden Kra­ genabschnitte (14) des Querschnitts eine Länge a aufweisen, die höchstens der Stärke der für die Bildung der Kammern (1, 2) verwendeten Scheiben (10, 11) entspricht.