DE2903543C2

DE2903543C2 - Flüssigkeitswärmetauscher, insbesondere wasserdurchströmter Ölkühler für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE2903543C2
Application number: DE2903543A
Authority: DE
Inventors: Karl 7441 Unterensingen Melchinger
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1979-01-31
Filing date: 1979-01-31
Publication date: 1983-03-31
Also published as: DE2903543A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Flüssigkeitswärmetauscher, insbesondere einen wasserdurchströmten Ölkühler für Fahrzeuge, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.

Flüisigkeitswärmetauscher, insbesondere Ölkühler, dieser Art finden vor allem bei Kraftfahrzeugen dort Verwendung, wo das Motoröl oder vor allem das öl als Arbeitsmedium von Strömungsgetrieben, Strömungskupplungen, Strömungsbremsen od. dgl. einer besonderen Kühlung bedarf. Letzteres ist z. B. bei sogenannten Retardern von Nutzfahrzeugen der Fall, die nach dem umgekehrten Föttinger-Prinzip als Strömungsbremse arbeiten und deren öl als Arbeitsmedium einer fortwährenden Kühlung bedarf. Hierzu wird das öl durch das Flachrohrbündel im Ölkühler hindurchgeleitet. Als Kühlmittel wird in der Regel aus dem Kühlwasserkreis motorseitig abgezweigtes Motorkühlwasser verwendet, das den Ölkühler passiert und beim Durchströmen das im Flachrohrbündel hindurchgeleitete Öl von Temperaturen in der Größenordnung von etwa 150⁰C oder etwas niedriger beachtlich herunterkühlt.

Ein bekannter Wärmetauscher dieser Art (DE-GM 07 606) hat den Nachteil, daß das Flachrohr bündel in nicht befriedigendem Wärmeaustausch mit dem durch das Kühlergehäuse hindurchgelciteten Kühlwasser steht. Zwischen sämtlichen Außenseiten des Flachrohrbündels einerseits und den Innenseiten der Gehäusewandungen andererseits befinden sich mehr oder weniger breite Zwischenräume, die deswegen unabding-

bar sind, weil sowohl das Flachrohrbündel als auch das im Sandguß hergestellte Gehäuse des Kühlers beachtliche Toleranzen aufweisen, die man durch diese Zwischenräume zu berücksichtigen hat, damit auch bei ungünstigen Toleranzen von Gehäuse unr! Flachrohrbündel letzteres sich noch gut in das Gehäuse einpassen läßt. Diese vorhandenen Zwischenräit/ne aber stellen einen ungehinderten Strömungspfad für den Durchfluß des Kühlwassers durch den Kühler dar, und zwar einen solchen mit geringstem Strömungswiderstand, so tlaß das hindurchströmende Wasser bestrebt ist, unter seitlicher Umgehung des Flachrohrbündels das Kühlergehäuse zu passieren. Dadurch erfolgt ein nur unzulänglicher Wärmeaustausch zwischen dem paketartigen Flachrohrbündel einerseits und dem hindurchströmenden Wasser andererseits.

Bei einem weiteren bekannten Wärmetauscher mit ausziehbaren Rohrbündel für chemische Apparate und Behälter (DD-PS 1 32 083) ist der Wärmeaustausch zwischen Kühlmedium und zu kühlendem Medium dadurch verbessert, daß im Gehäuseinnern sogenannte Schikanen in Gehäuselängsrichtung in Abstand voneinander angeordnet sind und zur Beseitigung des zwischen dem Außenumfang der Schikanen und der Gehäuseinnenwand bestehenden Ringspaltes besondere Maßnahmen getroffen sind. Diese Maßnahmen bestehen darin, auf der Innenseite des Gehäusemantels mit diesem verschweißte Aufnahmeringe vorzusehen, innerhalb welcher die Schikanen angeordnet sind, und zwischen den Aufnahmeringen und den Schikanen Ringdichtungen anzubringen. Zur Anbringung dieser Ringdichtungen wird die Schikane mit einem Außeni »ng versehen, dessen Umfang eine Ringnut aufweist, in der ein Dichtring aus weichem elastischem Material angeordnet ist. Durch diese Abdichtung der Schikanen gegenüber den Innenseiten der Gehäusewandung wird das Gehäuseinnere in dem Zwischenraumbereich zwischen der inneren Gehäusewandung und den äußeren Rohren des Rohrbündels in mehrere jeweils gegeneinander abgeschottete Kammern unterteilt und «o dadurch eine Zwangsströmung des kühlenden Mediums in Querrichtung und durch die Schikanen hindurch erzwungen.

Dieser bekannte Wärmetauscher hat den Nachteil, daß durch die mit dem Gehäuse zu verschweißenden Aufnahmeringe die Herstellung des Gehäuses und durch die Dichtungen und notwendigen Halterungen für diese Dichtungen an den Schikanen die Herstellung der Schikanen wesentlich verteuert und durch beides der Einbau des Rohrbündels in das Gehäuse wesentlich erschwert wird. Darüber hinaus erfordert diese Art Abdichtung zwischen den Schikanen und der Gehäuseinnenwand einen nicht unbeträchtlichen Raumbedarf für die Abdichtungsmittel sowohl in axialer als auch in radialer Richtung des Gehäuses, der bei Kühler» für M Kraftfahrzeuge, bei welchen es auf geringes Gewicht und hohe Kühleffizienz ankommt, nicht zur Verfügung steht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flüssigkeitswärmetauscher der eingangs genannten Art zu schaffen, der einerseits bei möglichst unverändertem oder nur geringfügig zu änderndem Gußgehäuse unter Belassung besagter Zwischenräume und ohne Toleranzeinengung sowohl hinsichtlich des Flachrohrbündels als auch hinsichtlich des Wärmetauschergehäuses den Wärmeaustausch zwischen Kühlmedium und zu kühlendem Medium wesentlich verbessert mit einhergehender gesteigerter Kühlwirkung bei gleichen Abmessungen und gleichem Aufwand und bei dem andererseits durch die zur Verbesserung des Wärmeaustausches vorgesehenen Maßnahmen der Herstellungsaufwand gering und praktisch unverändert gegenüber bekannten Wärmetauschern mit Flachrohrbündel ist und auch der Einbau des Flachrohrbündels als Kompletteinheit in das Gehäuse einfach und unproblematisch bleibt.

Diese Aufgabe ist bei einem Flüssigkeitswärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitswärmetauscher hat aufgrund der Abschottung des Gehäuseinnern in einzelne Kammern den Vorteil, daß beim Durchfluß des Kühlmediums letzterem eine gezielte Strömung nicht nur in Längsrichtung, sondern vor allem in Querrichtung der Wasserdurchgangsschlitze des Flachrohrbündels aufgezwungen wird. Das das Gehäuse passierende Kühlmedium gelangt damit über die gesamte Länge und Breite des Flachrohrbündels in außerordentlich innige, wärmeübertragende Berührung mit allen Oberflächen des Flachrohrbündels, vor allem auch im Zentrum des letzteren.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitswärmetauscher hat gegenüber dem zuletzt beschriebenen bekannten Wärmetauscher, der ähnlich vorteilhaften Wärmeaustausch erzwingt, den Vorteil, daß die Abmessungen und der Herstellungsaufwand des Wärmetauschers praktisch unverändert gegenüber bekannten Wärmetauschern mit Flachrohrbündeln ohne diese erhöhte Kühlleistung sind. Das Flachrohrbündel mit den es umgreifenden U-förmigen Abschottstegen kann als komplette Baueinheit von unten her in das Gehäuse eingeschoben werden. Die gehäuseseitigen Halterinnen, die kaum nennenswert den Herstellungsaufwand des Wärmetauschers erhöhen, geben die geforderte Einbaulage vor und bilden beim Einbau Führungs- und Gleitflächen. Die Abschottstege werden als separate Billigbauteile hergeteilt, die einfach auf das Flachrohrbündel aufzuklipsen sind. Durch formschlüssige Verankerung der Abschottstege in den gehäuseseitigen Halterinnen wird einerseits eine formschlüssige Verankerung der Abschottstege und des Flachrohrbündels im Gehäuse auch gegen starken Strömungsdruck erzielt und andererseits eine gute Abdichtung durch Labyrinthverhalten gewonnen.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen des Flüssigkeitswärmetauschers nach Anspruch 1 sind aus den Patentansprüchen 2 bis 10 ersichtlich, die Ausführungsformen der Erfindung zeigen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt eines wasserdurchströmten Ölkühlers,

Fi g. 2 einen schematischen Schnitt entlang der Linie U-Il in Fig. 1,

Fig. 3 und 4 einen Schnitt einer Einzelheit entlang der Linie 1II-I1I bzw. entlang der Linie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen schematischen Schnitt des Ölkühlers entlang der Linie V-V in F i g. 2,

Fig. 6 eine schematische Seitenansicht einer Spannklammer,

Fig. 7 einen vergrößerten vertikalen Schnitt der in F i g. 5 linken Hälfte des Abschottsteges, demgegenüber in größerem Maßstab,

F i g. 8 eine Seitenansicht der Hälfte des Abschottsteges entlang des Pfeiles VIII in F i g. 7,

F i g. 9 und 10 jeweils einen Schnitt entlang der Linie IX-IXbzw.X-X in Fig. 7.

Der in den Zeichnungen gezeigte ölkühler ist insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet, z. B. zum Kühlen von Hydrauliköl oder von Öl als Arbeitsmittel eines Flüssigkeitsgetriebes, einer Flüssigkeitskupplung, Flüssigkeitsbremse od. dgl.

Der ölkühler weist ein in Draufsicht etwa rechteckförmiges, in Fig. 1 nach unten hin offenes Gehäuse 10 aus Metall auf. das im Sandguß hergestellt ist und die demgemäßen Toleranzen hat. Das Gehäuse 10 ist auf seiner Unterseite mittels eines angeschraubten Deckels 11 aus Leichtmetallguß dicht abgeschlossen. Der Deckel

11 trägt in üblicher Weise am in Fig. 1 linken Ende einen Ölzulaufstutzen 12 und am in F ι g. 1 rechten Ende einen ölablaufstutzen 13. Oberhalb des ölzulaufstutzens

12 ist in dessen Bereich am Gehäuse 10 eine Wasserzulauföffnung 14 und in entsprechender Anordnung am gegenüberliegenden Ende des Gehäuses 10 eine Wasserablauföffnung 15 vorgesehen. Das Gehäuse 10 wird im druckdicht abgeschlossenen Inneren 16 von zur Kühlung dienendem Wasser, z. B. Motorkühlwasser, durchflossen, wobei die Wasserdurchflußrichtung bei der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 zumindest ganz grob horizontal verläuft.

Im Inneren 16 des Gehäuses 10 ist mindestens ein als Kompletteil eingesetztes Flachrohrbündel 17 enthalten, das mit zugeordnetem Zulaufstutzen und Ablaufstutzen an den ölzulaufstutzen 12 bzw. ölablaufstutzen 13 druckdicht angeschlossen ist und das im Inneren das zugeführte bzw. abgeführte, zu kühlende Öl führt. Das Flachrohrbündel 17 ist aus einzelnen Blechprofilen 18, 19 die jeweils einen Hohlkörper 20 bilden, zusammengelötet. Die einzelnen Hohlkörper 20 sind untereinander zu einem Blechpaket ebenfalls durch Löten verbunden. Der ölkühler besitzt z. B. insgesamt 26 derartiger Hohlkörper 20, jeweils gebildet aus einem oberen Blechprofi! 18 und einem unteren Blechprofil 19. Die Hohlkörper 20 liegen etwa schichtartig übereinander und stehen alle im Inneren miteinander in Verbindung. Die Übereinanderschichtung aller Hohlkörper 20 geschieht so, daß jeweils dazwischen Wasserdurchgangsschlitze 21 gebildet sind. Letztere sind im wesentlichen parallel zur Wasserdurchflußrichtung und ferner quer zum ölzulauf und ölablauf gerichtet. Diese Gestaltung des Ölkühlers ist insoweit bekannt und kann hinsichtlich weiterer Einzelheiten dem Stand der Technik entnommen werden, so daß eine ausführlichere Beschreibung entbehrlich ist.

Wie insbesondere aus F i g. 1 und 2 ersichtlich ist, ist das Innere 16 des Gehäuses 10 mit Deckel 11 in den Zwischenraumbereichen, wo die Innenseiten der Gehäusewandungen 22—25 die dortigen Außenseiten des Flachrohrbündels 17 jeweils mit toleranzbedingtem Abstand umgeben, in einzelne Kammern 26—29 unterteilt, beim gezeigten Ausführungsbeispiel in vier derartige Kammern. Diese Kammern 26—29 folgen in Richtung des Wasserdurchlaufes, in F i g. 1 und 2 von links nach rechts, aufeinander und sind, was besonders wichtig ist, gegeneinander abgeschottet Dabei reicht eine Abschottung im Bereich beider breitseitig verlaufender Gehäusewandungen 22 und 23 sowie im Bereich der unteren Gehäusewandung 24 durchaus aus. zumal der Zwischenraum zwischen der in Fig. T oberen Gehäusewandung 25 und der dortigen Schmalseite des Flachrohrbündels 17 relativ klein ist Es versteht sich aber, daß auch dort eine entsprecher.de Abschottung vorgesehen sein kann. Diese Abschottung mit Unterteilung in die Kammern 26—29 führt zu einer erzwungenen Zwangsströmung des Wassers in Längsrichtung in Fig. 1 und 2 von links nach rechts und vor allem in Querrichtung gemäß F i g. 2 jeweils durch die Wasserdurchgangsschlitze 21 des Flachrohrbündels 17 hindurch. Es wird eine turbulente und solche Wasserströmung erreicht, daß das Flachrohrbündel 17 möglichst in jeder Schicht und auf der gesamten, wärmeübertragenden Oberfläche intensiv mit dem Kühlwasser in ic Berührung gelangt.

Zur Abschottung der Kammern 26—29 sind in den besagten Zwischenräumen jeweils Abschottstege 30—32 angeordnet. Die besondere Gestaltung der Abschottstege 30—32 ist nachfolgend der besseren Übersicht wegen lediglich am Beispiel des Abschottsteges 31 näher erläutert, der die beiden Kammern 27 und 28 voneinander abschottet. Wie Fig. 5— i0 zeigen, erstreckt sich der Abschottsteg 31 quer zu den Wasserdurchgangsschlitzen 21 des Flachiohrbündels 17 und dabei über dessen beidseitige Breitseiten 33 und 34 sowie über dessen untere Schmalseite 35, die sich von der Breitseite 33 zur anderen Breitseite 34 erstreckt. Der Abschottsteg 31 ist in Ansicht (Fig. 5) etwa U-förmig gestaltet. Er umgreift mit seinen beidseitigen U-Schenkeln die Breitseiten 33 und 34 und mit dem U-Steg die Schmalseite 35 des Flachrohrbündels 17, und zwar jeweils von außen. Der Abschottsteg 31 ist aus zwei im Bereich des U-Steges aneinanderstoßenden L-Teilen 36 und 37 zusammengesetzt, von denen Fig. 7 —10 den linken L-Teil 36 in größerem Maßstab zeigen. Beide L-Teile 36,37 sind im Bereich des unteren U-Steges und somit im Bereich der unteren Gehäusewandung 24, sowie im Bereich ihrer jeweiligen, in F i g. 5— 10 oberen und freien Enden beider U-Schenkel-3ί> jeweils mittels federelastischer Spannklammern 38 bzw. 39 zusammengehalten und zusammengespannt. Die Spannklammern 38,39 erstrecken sich jeweils quer über die zugeordnete Schmalseite 35 in F i g. 5 unten bzw. obere Schmalseite des Flachrohrbündels 17 und halten die beiden L-Teile 36 und 37 fest und so zusammen, daß letztere fest an die zugeordneten Breitseiten 33, 34 sowie die untere Schmalseite 35 des Fiachrohrbündels 17 angepreßt sind.

Jeder der Abschottstege 30—32 besteht aus Kunststoff, insbesondere aus einem glasfaserverstärkten Polyamid, das Temperaturfest bis zumindest etwa 150° C ist und zum Toleranzausgleich auch noch in Wasser quellen kann.

Die besondere Gestaltung des Abschottsteges 31 ist nachfolgend anhand von Fig.5—10 der besseren Übersicht wegen nur am Beispiel des dortigen linken L-Teiles 36 erläutert. Der längere L-Schenkel des L-Teiles 36 weist im Querschnitt eiwa K-Fröfi! auf, während der kürzere L-Schenkel im Querschnitt etwa U-Profil besitzt Durch das Η-Profil sind zwei in Strömungsrichtung in Abstand aufeinanderfolgende Querstege 40 und 41 gebildet, die über einen dazu etwa rechtwinkiiigen Verbindungssteg 42 miteinander einstückig verbunden sind, der den Profilsteg des Η-Profiles bildet Das U-Profil des kürzeren L-Schenkels des L-Teiles 36 bilden zwei Querstege 43, 44, die über einen Verbindungssteg 45 einstückig miteinander verbunden sind. Der Verbindur.gssteg 42 geht dabei etwa rechtwinklig in den Verbindungssteg 45 über. Desgleichen hegen die in F i g. 7 äußeren Querstege 40, im Bereich des kürzeren L-Schenkels einstückig über in die Querstege 43 bzw. 44. Die Verbindungsstege 42 und 45 erstrecken sich bei eingesetztem Abschottsteg 31

etwa parallel zur Innenseite der Gehäusewandung 22 bzw. der unteren Gehäusewandung 24. Dabei liegen die Querstege 40, 41 des längeren L-Schenkels des L-Teiles 36 mit ihrer in F i g. 7 nach rechts weisenden Schmalfläche an der Breitseite 33 des Flachrohrbündels 17 an, während die Querstege 40,41 mit ihren in F i g. 7 nach links weisenden Endbereichen etwa labyrinthdichtungsartig gehäuseseitig in der zugekehrten Gehäusewandung 22 gehalten sind. Vom kürzeren L-Schenkel des L-Teiles 36 verläuft dessen Verbindungssteg 45 in zumindest geringem Abstand von der unteren Schmalfläche 35 des Flachrohrbündels 17, und zwar erstreckt sich der Verbindungssteg 45 über etwa die halbe Breite des Flachrohrbündels 17. Die Querstege 43, 44 sind mit ihren Schmalflächen etwa labyrinthdichtungsai tig in der unteren Gehäusewandung 24 gehalten.

Wie insbesondere F i g. 7 zeigt, weist der Verbindungssteg 42 des H-Profiles am in Fig. 7 oberen und unteren Ende jeweils einen hakenartigen Ansatz 46 bzw. 47 auf, an dem die jeweils zugeordnete Spannklammer 3·* bzw. 38 mit einem zugeordneten, umgebogenen Endhaken angreift.

Im Bereich jedes einzelnen Abschottsteges 30—32 weisen die Gehäusewandungen 22, 23 und die untere Gehäusewandung 24 jeweils etwa nutartige, eingeformte Halterinnen 48 bzw. 49 bzw. 50 auf, in denen die jeweils zugeordneten Abschottstege 30 bzw. 31 bzw. 32 formschlüssig und zugleich unter Bildung eines Dichtungslabyrinthes aufgenommen sind.

Wie insbesondere Fig.2 zeigt, sind die einzelnen Hohlkörper 20 in üblicher Weise mittels in Durchflußrichtung des Wassers in Abständen voneinander zwischen den Schichten gruppierter Wellprofile 51, 52 und 53 abgestützt. Derartige Wellprofile 51, 52 und 53 folgen von Schicht zu Schicht in Fig. 1 von oben nach unten aufeinander. Sie sind beim Löten des Flachrohrbündels 17 mit angelötet worden. Wie Fig.4 für ein Wellprofil 52 erkennen läßt, bildet dieses in Wasserdurchflußrichtung und parallel dazu verlaufende Strömungskanäle 54, was gleichermaßen auch für die anderen Wellprofile 51, 53 gilt Die Wellprofile 51—53 erstrecken sich über das ganze Quermaß des Flachrohrbündels 17. Ihre Strömungszwangskanäle 54 reichen in Strömungsrichtung über die Kammerabschottung hinaus bis in die sich anschließende, nächste Kammer. Von besonderer Bedeutung ist dabei auch, daß die Wellprofile 51—53 jeweils im Bereich der Abschottstege 30 bzw. 31 bzw. 32 angeordnet sind, und zwar so, daß die Einlasse ihrer jeweiligen Strömungszwangskanäle 54, in Strömungsrichtung des Wassers in F i g. 1 von links nach rechts gesehen, etwa auf gleicher Höhe liegen wie der Beginn der Abschottung durch die Abschottstege 30 bzw.Ji bzw. 32.

Insbesondere F i g. 2 und 3 zeigen, daß die einzelnen, jeweils Hohlkörper 20 bildenden Blechprofile in üblicher Weise von Schicht zu Schicht sowohl im Bereich des Olzulaufes als auch im Bereich des ölablaufes mittels durchgängiger Flanschabschnitte 55 durchlaufend durch Löten miteinander verbunden sind. Diese Flanschabschnitte 55 befinden sich, in Wasser- ^M durchflußrichtung gesehen, jeweils an den Enden des Flachrohrbündels 17, also in Fig.2 am linken und rechten Ende. Dabei liegen die Flanschabschnitte 55 nahe des Wasserzulaufes durch die Wasserzulauföffnung 14 bzw. nahe des Wasserablaufes durch die Wasserablauföffnung 15. Die Flanschabschnitte 55 weisen innerhalb der Wasserdurchgangsschlitze 21 sitzende Mantelflächen 56 auf. Diese erstrecken sich nahezu über die ganze Breite des Flachrohrbündels 17, d. h. von der einen Breitseite 33 etwa bis hin zur anderen Breitseite 34. In Längsrichtung des Flachrohrbündels 17 gesehen erstrecken sich die Mantelflächen 56 über einen wesentlichen Längsabschnitt. Dadurch bilden die Mantelflächen 56 im Bereich des Wasserzulaufes durch die Wasserzulauföffnung 14 sowie im Bereich des Wasserablaufes durch die Wasserablauföffnung 15 zusammen mit den dortigen Innenseiten der Gehäusewandungen 22 und 23 jeweils Zwangsströmungskanäle, die sich in Durchflußrichtung des Wassers verjüngen und hiernach wieder erweitern. Die Mantelflächen 56 verlaufen im Querschnitt gesehen etwa elliptisch.

Durch die Abschottungen mittels der Abschottstege 30—32 wird beim Durchfluß des Wassers durch das Innere 16 des Gehäuses 10 mit Deckel 11 erreicht, daß die Wasserströmung beim Passieren der Kammern 26—219 von Kammer zu Kammer jeweils in Querrichtung und zum Flachrohrbündel 17 hin umgelenkt und gezwungen wird, das Flachrohrbündel 17 im Bereich der Wasserdurchgangsschlitze 21 quer zu durchströmen, so daß auch die inneren Bereiche des Flachrohrbündels 17 in guten Wärmeaustausch mit dem hindurchströmenden Kühlwasser gelangen. Letzterer kann im Bereich der einzelnen Hohlkörper 20 in üblicher Weise noch dadurch verstärkt werden, daß in den einzelnen Hohlkörpern 20 Strömungsleitstege und/oder Turbulenzbleche angeordnet sind, die dem durch das Flachrohrbündel 17 hindurchströmenden öl eine turbulente Strömung aufzwingen. Die Strömungszwangskanäle 54 der Wellprofile 51—53 bewirken eine Strömungsausrichtung des die Wasserdurchgangsschlitze 21 des Flachrohrbündels 17 durchströmenden Wassers so, daß letzteres die Wellprofile 51—53 mit dadurch gerichteter Strömung passiert. Gelangt beim Durchfluß das Wasser auf diese Weise z. B. von der Kammer 26 in die Kammer 27, so wirkt die dortige Abschottung durch den Abschottsteg 31 als Prallfläche und Durchgangswiderstand für das Wasser. Letzterem wird eine Querströmung in Richtung auf das Zentrum des Flachrohrbündels 17 aufgezwungen, wodurch auch die inneren Bereiche der Wasserdurchgangsschlitze 21 des Flachrohrbündels 17 in gute wärmeübertragende Berührung mit dem Wasser gelangen. Hiernach durchströmt das Wasser die Strömungszwangskanäle 54 des Wellprofiles 52 in gerichtetem Längsstrom und gelangt in die sich in Strömungsrichtung anschließende Kammer 28.

Wie in Fig.2 im Bereich der Mantelfläche 56 mit Strömungspfeilen angedeutet ist, wird das über die Wasserzulauföffnung 14 einströmende Wasser durch die Mantelflächen 56 auf ganzer Höhe des Flachrohrbündeis 17 in Fig.2 nach unten und oben zur Gehäusewandung 22 bzw. 23 hin abgelenkt. Das Wasser hat die dort gebildeten Zwangsströmungskanäle zu passieren, wobei es von der Innenseite der Wandungen 22,23 zum Flachrohrbündel 17 hin quer zur Anströmung abgelenkt wird und damit im Bereich der Kammer 26 bis in das Zentrum der Wasserdurchgangsschlitze 21 des Flachrohrbündels 17 gelangen kann. Gleiches geschieht in umgekehrter Weise im Bereich der Mantelflächen 56 vor der Wasserablauföffnung 15 (F i g. 2 rechts).

Es versteht sich, daß innerhalb des Gehäuses 10 mit Deckel 11 auch mehrere Flachrohrbündel 17 hintereinander in gleicher Weise angeordnet sein können.

Durch die Abschottstege 30—32 wird beim Wasserdurchgang eine Querströmung in das Paket des Flachrohrbündels 17 hinein erzeugt, die bei gleicher

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Größe des ölkühlers zu einer wesentlichen Steigerung der Kühlwirkung führt. Dies hat ein erreichbares größeres Temperaturgefälle hinsichtlich des zu kühlenden Öles zur Folge, das im Querstrom zur Wasserströmung über den Ölzulaufstutzen 12 zuläuft und den Ölablaufstutzen 13 abläuft. Von besonderer Bedeutung ist, daß dieser Vorteil erreicht wird, ohne daß das Gehäuse 10 und/oder der Deckel 11 wesentlich konstruktive Änderungen erfordern. Die dafür vorhandenen Formen zur Herstellung durch Gießen können im wesentlichen beibehalten werden, sieht man von den eingeformten Halterinnen 48—50 ab. Von Vorteil ist

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zugleich, daß mittels der aus Kunststoff bestehenden Abschottstege 30—32 Toleranzen zwischen dem Gehäuse 10 mit Deckel 11 einerseits und dem Flachrohrbündel 17 andererseits in hervorragender Weise ausgeglichen werden. Die Erfindung eröffnet somit eher die Möglichkeit zu Toleranzlockerungen als zu Toleranzeinengungen. Die Ausbildung der Abschottstege 30—32 aus in Wasser quellendem Kunststoffmaterial hat den Vorteil, daß beim Einbau evtl. noch vorhandene und durch die Abschottstege 30—32 evtl. noch nicht ausgeglichene Toleranzen durch Quellen des Materiales auf jeden Fall egalisiert werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Flüssigkeitswärmetauscher, insbesondere wasserdurchströmter Ölkühler für Fahrzeuge, mit einem Gehäuse, das mit einer Wasserzulauf- und Wasserablauföffnung versehen ist und im Inneren mindestens ein das Öl führendes, mit ölzulauf- und -ablaufstutzen versehenes Flachrohrbündel enthält, das aus einzelnen zusammengelöteten und Hohlkörper bildenden Blechprofilen besteht, die etwa schichtartig unter Bildung von Wasserdurchgangsschlitzen dazwischen übereinanderliegen und im Inneren miteinander in Verbindung stehen, wobei die Wasserdurchgangsschlitze zumindest im wesentlichen parallel zur Wasserdurchflußrichtung und quer zum ölzulauf und -ablauf gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Geliäuseinnere (16) durch in den Zwischenraumbereichen zwischen den Innenseiten der Gehäusewandungen (22—24) und den Außenseiten (Breitseiten 33, 34 und untere Schmalseite 35) des Flachrohrbündels (17) angeordnete Abschottstege (30—32) in mehrere, in Richtung des Wasserdurchflusses aufeinanderfolgende und jeweils gegeneinander abgeschottete Kammern (26—29) unterteilt ist, daß jeder Abschotlsteg (31, Fig.5—10) in Ansicht etwa U-förmig gestaltet ist und mit seinen U-Schenkeln und dem U-Steg das Flachrohrbündel (17) außen umgreift und daß die Gehäusewandungen (22—24) im Bereich der Abschottstege (30—32) verlaufende, etwa nutartige, insbesondere eingeformte, Halterinnen (48—50) aufweisen, in denen die Abschottstege (30—32) formschlüssig aufgenommen sind.

2. Flüssigkeitswärmetp.uscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder U-förmige Abschottsteg (31) aus zwei im Bereich des U-Steges aneinanderstoßenden L-Teilen (36, 37) zusammengesetzt ist.

3. Flüssigkeitswärmetai'scher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschottsteg (31) im Bereich des U-Steges und seiner dem U-Steg gegenüberliegenden freien Enden beider U-Schenkel mittels federelastischer Spannklammern (38, 39) zusammengehalten und -gespannt ist, die sich jeweils quer über die zugeordnete Schmalseite (35) des Flachrohrbündels (17) erstrecken.

4. Flüssigkeitswärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 —3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschottsteg (30—32) aus Kunststoff, insbesondere aus einem zumindest bis etwa 150⁰C temperaturfesten glasfaserverstärkten Polyamid, vorzugsweise mit Quellvermögen in Wasser, gebildet ist.

5. Flüssigkeitswärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Abschottsteg (31) zwei in Strömungsrichtung in Abstand aufeinanderfolgende Querstege (40,41, 43, 44) aufweist, die jeweils mit einer Schmalfläche zumindest im Bereich der Breitseiten (33, 34) des Flachrohrbündels (17) an letzterem anliegen und die jeweils mit ihren gegenüberliegenden Schmalflächen labyrinthdichtungsartig gehäuseseitig gehalten sind.

6. Flüssigkeitswärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Querstege (40, 41 und 43, 44) jedes Abschottsteges (31) über einen dazu etwa rechtwinkligen Verbindungssteg (42 bzw. 45) miteinander verbunden sind, der etwa parallel zur Innenseite der Gehäusewandungen (22-24) verläuft.

7. Flüssigkeitswärmetauscher nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß jeder sich im Bereich der Breitseiten (33, 34) des Flachrohrbündels (17) erstreckende L-Tei! (36, 37) des Abschott-Steges (31) im Querschnitt etwa Η-Profil und jeder sich im Bereich einer Schmalseite (35) erstreckende Teil im Querschnitt etwa U-Profil aufweist, deren Profilschenkel jeweils die Querstege (40,41 bzw. 43, 44) und deren Profilsttg jeweils den Verbindungssteg (42 bzw. 45) dazwischen bilden.

8. Flüssigkeitswärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Schmalseite (35) des Flachrohrbündels (17) der Verbindungssteg (45) in zumindest geringem Abis stand vom Flachrohrbündel (17) verläuft.

9. Flüssigkeitswärmetauscher nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungssteg (42) jedes sich auf einer Breitseite (33,34) des Flachrohrbündels (17) erstreckenden H-Profiles (Querstege 40—42) an seinen beiden Enden etwa hakenartige Ansätze (46, 47) aufweist, an denen die Spannklammern (38, 39) mit zugeordneten Endhaken angreifen.

¹0. Flüssigkeitswärmetauscher nach einem der Ansprüche 1—9, wobei die Blechprofile der einzelnen Hohlkörper mittels in Wasserdurchflußrichtung in Abständen voneinander zwischen den Schichten gruppierter Wellprofile abgestützt sind, die in Wasserdurchflußrichtung und parallel dazu verlaufende Strömungszwangskanäle bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschottstege (30—32) jeweils im Bereich der Wellprofile (51—53), vorzugsweise auf gleicher Höhe mit den Einlassen der Strömungszwangskanäle (54), angeordnet sind.