DE3148941A1

DE3148941A1 - Oelkuehler in scheibenbauweise

Info

Publication number: DE3148941A1
Application number: DE19813148941
Authority: DE
Inventors: Gebhard 7000 Stuttgart Schwarz
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1981-12-10
Filing date: 1981-12-10
Publication date: 1983-06-23
Also published as: FR2518243B1; IT8224653A0; IT8224653A1; GB2111187A; IT1153384B; IT8254044V0; FR2518243A1; DE3148941C2; GB2111187B

Description

DR. - !NG. H. H. WILHELM" **-" DIPt*. - !NG. H. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 31B · TELEFON (0711) 291133/29 28 57

Anmelder: -3- D 6342

Süddeutsche Kühlerfabrik
Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG
Mauserstraße 3

7000 Stuttgart 30

Ölkühler in Scheibenbauweise

Die Erfindung betrifft einen ölkühler in Scheibenbauweise, insbesondere einen wassergekühlten ölkühler für Verbrennungskraftmaschinen, der mit mehreren paketförmig aufeinandergeschichteten, von Öl durchströmten doppelwand!gen Scheibenkörpern versehen ist, die an einer ihrer Wände nach außen gerichtete Ausprägungen aufweisen, die sich an der anderen Wand des benachbarten Scheibenkörpers abstützen und einen vom Wasser durchströmten Spalt zwischen zwei Scheibenkörpern überbrücken.

ölkühler dieser Art sind'bekannt. Die Scheibenkörper bestehen dabei in der Regel aus zwei an ihren Rändern verlöteten Blechplatten, die den von Öl durchströmten Innenraum begrenzen, in dem sich auch noch Turbulenzeinlagen befinden. Alle derartig aufgebauten Scheibenkörper werden durch einen ölzulauf-und einen Ölablaufstützen untereinander verbunden und mit diesem verlötet. Um die notwendige Stabilität herzustellen, sind außerdem nockenartige Ausprägungen an einer der Wände des Scheibenkörpers vorgesehen, die sich an die benachbarte andere Wand des nächsten Scheibenkörpers anlehnen, um die Höhe des Spaltes zwischen zwei

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benachbarten Scheibenkörpern zu bestimmen. Diese Nocken sind bei bekannten Bauarten auch mit den benachbarten Wänden verlötet, so daß sich insgesamt ein sehr kompakter und aufgrund der Scheibenbauweise auch raumsparender Kühlkörper ergibt. Diese Scheibenpakete werden vom Wasser durch die Spalte angeströmt, wobei es je nach Bauart zu einer Anströmung quer zu der Verbindungsebene.zwischen Zu- und Ablaufstutzen oder parallel zu dieser Ebene kommt. Soll die zu übertragende Wärmemenge und damit die Kühlleistung erhöht werden, so müssen entsprechend mehr Scheibenkörper vorgesehen werden, so daß sich der Raumbedarf erhöht.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlleistung solcher Ölscheibenkühler ohne zusätzlichen Raumbedarf zu erhöhen.

Die Erfindung besteht.bei einem Ölkühler der eingangs genannten Art darin, daß Strömungsleitmittel in dem Spalt zwischen zwei Scheibenkörpern vorgesehen sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Strömungsverhältnisse in den Spalten zwischen den Scheibenkörpern zu verbessern und auch noch den Anteil des Wassers zu einer Durchströmung zu zwingen, der sonst aufgrund von Strömungswiderständen nicht durch die Spalte geführt wird. Es wird dadurch zum einen eine vergleichsmäßige Durchströmung über den gesamten Querschnitt und damit' eine erhöhte Kühlleistung möglich.

Eine sehr einfache Ausführung der Erfindung ergibt sich, wenn die Strömungsleitmittel als Ausprägungen ausgebildet sind und vorteilhaft als Sicken in der Form von gebogenen oder geraden Leitprofilen ausgebildet sind. Durch diese Ausgestaltung wird einmal der Zweck der Erfindung erreicht, die am Wärmeaustausch beteiligte Fläche zu erhöhen, zum anderen kann auch die Stabilität des Aufbaus des gesamten ölscheibenkühlers erhöht werden,

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was beispielsweise eine an sich unerwünschte Wärmeverformung unterbindet und damit gleichbleibende WärmeübergangsVerhältnisse gewährleistet. Die Sicken können zu mehreren entlang einer Kurve zu den Leitprofilen ausgebildet werden, so daß ein Abreißen der Strömung vermieden wird.

Es ist auch möglich, die Strömungsleitmittel als Metall-Leitstreifen auf die Scheibenkörper aufzubringen, z.B. aufzulöten. Diese Ausführung ist zwar herstellungstechnisch aufwendiger, kann aber zum Teil Vorteile hinsichtlich der Wärmeableitung bringen.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung, das in den Zeichnungen gezeigt ist. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische und schematische Darstellung eines Wandlerschaltgetriebes mit Retarder und mit einem erfindungsgemäßen Ölkühler in Scheibenbau weise und einem kühlmitteldurchströmten Gehäuse,

Fig. 2 eine schematische und perspektivische Darstellung des Scheibenpaketes des Ölkühlers der Fig. 1 ohne Gehäuse,

Fig. 3 einen schematischen Teilschnitt durch das Scheibenpaket längs der Linie III-III .in Fig. 2 mit angedeuteten Gehäusewänden und

Fig. 4 eine Variante der Leitprofilform des Ölkühlers im Spalt zwischen zwei Scheibenkörpern in einer Darstellung gemäß Fig. 3.

In der Fig. 1 ist ein Wandlerschaltgetriebe 1 dargestellt, das über die Schaltstange 2 betätigbar ist. Das Schaltgetriebe be-

sitzt einen Retarderteil 3, wie er für Nutzfahrzeuge eingesetzt wird. Die Ölfüllung des Retarders wird über einen erfindungsgemäß ausgebildeten ölkühler 4 in Scheibenbauweise gekühlt, der im wesentlichen aus dem-in der Fig. 2 vergrößert dargestellten Scheibenpaket 5, das öldurchströmt ist, sowie dem dieses Scheibenpaket ummantelnden Wasserkasten 6 aufgebaut ist. Dem Wasserkasten 6 wird das in bekannter Weise mit Frost- und/oder Korrosionsschutzmitteln versehene Kühlwasser in nicht näher dargestellter Weise, beispielsweise über den Zuflußstutzen 7 zugeführt, das den Wasserkasten 6 über den Äbflußstutzen 8 wieder verläßt. Dieses Kühlwasser wird bei Nutzfahrzeugen von dem Kühlwassersystem der Verbrennungskraftmaschine--abgezweigt.

Das zu kühlende Öl gelangt über eine Zuführleitung 9 und einen Zuführstutzen 10 in den Innenraum der einzelnen Scheiben 11 und strömt dort durch Turbulenzeinlagen hindurch zum Ölablaufstutzen 12 und von' dort durch die Leitung 13 zurück zum Retarder 3. Diese Strömung wird ebenso wie die Strömung des Kühlwassers durch eine Pumpe zwangsweise aufrechterhalten.

Aus der Fig. 2 ist zu erkennen, daß jeder Scheibenkörper 11 in an sich bekannter Weise aus zwei an ihren Außenrändern miteinander verlöteten Wänden 14 und 15 aufgebaut ist, wobei in Fig. 2 nur die dem Betrachter zugewandte Wand 15 zu erkennen ist. Der Innenraum jedes der Scheibenkörper 11 steht mit den Zu- und Abflußstutzen 10 und 12 in Verbindung.

Zwischen den einzelnen Scheibenkörpern 11 sind Spalte 16 gebildet, die in Richtung der Pfeile 17 vom Wasser durchströmt werden. Beim gezeigten Ausführungsbeispxel erfolgt daher die Anströmung längs der in den Fig. 3 und 4 strichpunktiert angedeuteten Längsmittelebene 18, die jeweils durch die Achsen 29 der Zu- bzw. Ablaufstutzen 10 bzw. 12 verläuft. Bei einer solchen Anströmung, die aus Raumgründen vorteilhaft ist, weil sich flache Kühlerformen

ergeben, tritt bei bekannten Bauarten der Nachteil auf, daß sich hinter dem in der Fig. 3 gezeigten stromaufliegenden Ölablaufstutzen 12 Totwassergebiete bilden, welche die Wärmeübertragung in diesem Bereich beeinträchtigen.

Erfindungsgemäß sind daher neben den Abstütznocken 19 bekannter Bauarten noch Ausprägungen in Form von Sicken 20 bzw. 21 vorgesehen, welche in dem Spalt zwischen zwei benachbarten Scheibenkörpern 1 1 Leitprofile für die Wasserströmung bilden und, wie anhand der eingezeichneten Strömungspfeile deutlich wird, dafür sorgen, daß auch die Gebiete unmittelbar hinter dem Ablaufstutzen -12 -ausreichend mit Wasser durchströmt werden. Diese Ausgestaltung bringt daher eine Leistungssteigerung beim Wärmeübergang. Die Sicken 20 bzw«, 21 weisen die gleiche Höhe wie die Abstütznocken 19 auf und sie können ebenso wie diese an ihrem Zenit mit der benachbarten nicht gezeigten und ebenen Wand 14 des benachbarten Scheibenkörpers 11 verlötet sein. Es ergibt sich dadurch ein sehr kompakter und stabiler Scheibenkörper, der auch Wärmeverformungen weitgehend widerstehen kann und dadurch stabile Strömungsverhältnisse in den Spalten zwischen den einzelnen Scheibenkörpern gewährleistet.

Die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Scheibenkörper lassen sich in der gleichen Weise aufbauen, wie das auch bei herkömmlichen Scheibenkörpern der Fall war. Die Sicken 20, 21 können bei der Herstellung der Wand 15 für den Scheibenkörper mit eingeprägt werden. Ein zusätzlicher Herstellungsaufwand ist dadurch nicht erforderlich. Es lassen sich auch alle Wandteile 15 in der gleichen Weise sehr einfach ausbilden, so daß der fertiggestellte Scheibenkörper dann, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, auf einer Seite die ausgeprägten Sicken 20, 21 erkennen läßt, während er auf der anderen Seite, so wie bisher üblich, eine ebene Wand 14 besitzt. Es ist natürlich auch möglich, die Sicken aus beiden Seitenwänden herauszudrücken, so daß jeweils die Sicken untereinander verlötet werden können. Vorteil einer solchen Ausführung

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wäre die dadurch erzielbare größere Spalthöhe zwischen den Scheibenkörpern.

Wie Fig. 3 entnommen werden kann, sind die Sicken 20, 21 symmetrisch zur Längsmittelebene 18 angeordnet. Das den Wasserkasten, dessen Wände 25 angedeutet sind, durchströmende Kühlmittel wird dadurch auch in Bereiche geleitet, in denen ohne die erfindungsgemäße Ausbildung Totwasserzonen auftreten. Die Sicken 20, 21 können bei im übrigen symmetrischen Gesamtaufbau des Scheibenkühlers auch symmetrisch zu der Quermittelebene angeordnet'sein, wie das in Fig. 4 angedeutet ist.

In Fig. 4 ist eine Variante insofern gezeigt, als hier die von den Sicken 20, 21 gebildeten Leitprofile jeweils durch zwei entlang der Leitprofilkontur hintereinander angeordnete Sicken 20a, 20b bzw. 21a, 21b gebildet sind, was den Vorteil mit sich bringt, daß in dem Zwischenraum 23 zwischen den hintereinander liegenden Sicken 20a und 20b,bzw. 21a und 21b ein Druckausgleich möglich ist, so daß keine neuen Totwassergebiete im Bereich der Sicken entstehen. Zusätzlich sind bei der Ausführung der Fig. 4 weitere Leitprofile in Form der Sicken 24 vorgesehen, die ebenfalls symmetrisch zu der Längsmittelebene 8 und, was nicht näher gezeigt ist, auch symmetrisch zu der Quermittelebepe 22 angeordnet sind. Es spielt daher bei einer solchen symmetrisch aufgebauten Anordnung keine Rolle, in welcher . -' Lung der Scheibenkühler längs der Längsmittelebene 18 angeströmt wird.

Selbstverständlich ist es auch mögl πα, ?atsprechende Leitprofile durch Sicken zu bilden, wenn die Anströmung parallel zur Quermittelebene 22 erfolgt. Totwassergebiete treten in diesem Fall hinter dem Zu- bzw. Ablaufstutzen 12 und 10 auf, so daß Leitprofile so vorgesehen werden müssen, daß diese Bereiche mit erfaßt werden. Auch bei quer angeströmten Ölkühlern mit Scheibenpaket, insbesondere wenn die Scheibenform anders ist und eine größere Fläche hinter den Zu- bzw. Ablaufstutzen liegt, läßt sich daher eine Leistungssteigerung durch die Erfindung erreichen.

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Natürlich ist es auch möglich, die Leitprofile in anderer Weise, beispielsweise in der Form massiver Streifen auszubilden und in den Spalt 16 einzusetzen. Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Art, die Leitprofile herzustellen, ist aber besonders einfach und empfiehlt sich daher insbesondere für die Serienfertigung.

Die Erfindung ist anhand eines ölkühlers in Scheibenbauweise erläutert, die an einem Schaltgetriebe mit Retarder eingesetzt ist. Natürlich lassen sich ölkühler in Scheibenbauweise der erfindungsgemäßen Art auch bei allen anderen Anwendungsfällen einsetzen, wo raumsparende Kühler mit hoher Wärmetauschleistung vorgesehen sein sollen. Insbesondere im Kraftfahrzeugbau zur Kühlung des Öles von Verbrennungskraftmaschinen hat daher die erfindungsgemäße Ausführungsform von Ölkühlern zahlreiche Anwendungsmög1ichke iten.

Claims

DR0-ING. H. H. WIlIiTE LΜ"*-"· DFPLV- ING. H. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 31B- TELEFON (0711) 291133/29 28 Anmelder; Stuttgart, den 09.12.1981 Süddeutsche Kühlerfabrik ° Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG u Mauserstraße 3 Stuttgart 30 Ansprüche

1.j Ölkühler in Scheibenbauweise, insbesondere wassergekühlter Ölkühler für Verbrennungskraftmaschinen, der mit mehreren paketförmig aufeinandergeschichteten, von Öl durchströmten doppelwandigen Scheibenkörpern versehen ist, die an einer ihrer Wände nach außen gerichtete Ausprägungen aufweisen, die sich an der anderen Wand des benachbarten Scheibenkörpers abstützen und einen vom Wasser durchströmten Spalt zwischen zwei Scheibenkörpern überbrücken, dadurch gekennzeichnet, daß Strömungsleitmittel (20, 21) in dem Spalt (16) zwischen zwei Scheibenkörpern (11) vorgesehen sind.

2ο ölkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitmittel als zusätzliche Ausprägungen (20, 21) ausgebildet sind.

3. Ölkühler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausprägungen als Sicken (20, 21, 24) in der Form von gebogenen oder geraden Leitprofilen ausgebildet sind.

4. Ölkühler nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (20, 21, 24) symmetrisch zu der Längsmittelebene (18) angeordnet sind, welche durch die Achsen der Ölzulauf- und ablaufstutzen (10, 12) verläuft.

5. Ölkühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet/ daß die Sicken (20, 21, 24) symmetrisch zu der Quermittelebene (19) angeordnet sind.

6. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, der in Richtung der Längsmittelebene durch die Zu- und Ablaufstutzen vom Wasser angeströmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Ölzu- bzw. ölablaufstutzen (10, 12) Sicken (20) zugeordnet sind, die vom Stutzen aus jeweils schräg zur Längsmittelebene (18) hin verlaufen.

7. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicken (20, 21, 24) mindestens zum Teil an ihren Abstützpunkten mit der benachbarten Scheibe verlötet sind.

8. Ölkühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Leitprofile durch mehrere entlang einer Kurve oder Gerade angeordnete Sicken (20a, 20b, 21a, 21b) gebildet sind.

9. Ölkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsleitmittel in Form von Leitkörpern auf die Scheibenkörper aufgebracht sind.

10. Ölkühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitkörper als massive Leitstreifen aus gut wärmeleitfähigem Material hergestellt sind.

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