EP1985955B1

EP1985955B1 - Plate heat exchanger

Info

Publication number: EP1985955B1
Application number: EP20080006783
Authority: EP
Inventors: Inge Möller; Jens Türk
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2007-04-28
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2028-04-03
Also published as: EP1985955A2; DE102007020187A1; EP1985955A3

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Plattenwärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. So ein Plattenwärmetauscher ist aus US 5 544 703 bekannt.The invention relates to a plate heat exchanger according to the preamble of claim 1. Such a plate heat exchanger is off US 5,544,703 known.

Plattenwärmetauscher bestehen häufig aus in Form eines Plattenstapels angeordneten Wärmetauscherplatten, die eine Profilierung aufweisen. Die Profilierungen sind dabei so gestaltet, dass jeweils zwei benachbarte Platten unter Zwischenlage einer umlaufenden Dichtung einen Strömungsspalt ausbilden. Um den Wärmeaustausch zu erreichen werden die Strömungsspalte, entsprechend ihrer Abfolge im Plattenstapel wechselnd, über entsprechende Eintrittsöffnungen und Austrittsöffnungen entweder mit einem wärmeabgebenden oder mit einem wärmeaufnehmenden Medium beschickt. Um den Plattenstapel abzudichten ist dieser üblicherweise auf seiner einen Seite durch eine parallel zu den Wärmetauscherplatten angeordneten Trägerplatte und auf seiner anderen Seite von einer ebenfalls zu den Wärmetauscherplatten parallel angeordneten Pressplatte begrenzt, wobei die Trägerplatte und die Pressplatte mittels einer auf diese wirkenden Spannanordnung montierbar und druckdicht verspannbar sind. Plattenwärmetauscher dieser Art sind beispielsweise aus der DE 31 41 161 C2 , der DE 695 03 587 T2 oder auch der DE 103 93 221 T5 bekannt. Um bei derartigen Anordnungen, insbesondere wenn die Medien in den Strömungsspalten unter erhöhtem Druck stehen und die Plattenfläche der Wärmetauscherplatten relativ groß ist, die entsprechenden Kräfte für ein gleichmäßiges, dichtes Verspannen zu erreichen, müssen die Trägerplatte und die Pressplatte massiv ausgeführt sein, wie dies bei den Anordnungen nach der DE 31 41 161 C2 und der DE 695 03 587 T2 der Fall ist, da es sonst durch Verformungen zu Leckagen kommen kann. Derartige Anordnungen haben ein hohes Gewicht und sind ohne Hilfsmittel und insbesondere in engen Bauräumen nur noch schwer handhabbar. Eine Montage des gesamten Wärmetauschers vor Ort ist zwar prinzipiell möglich aber nicht gewünscht, weil dann erst am Ende der Montage geprüft werden kann ob der Wärmetauscher überhaupt dicht ist. Andererseits erlauben leichter handhabbare Anordnungen mit kleinen, nur partiell angreifenden Spannanordnungen, wie sie der DE 103 93 221 T5 zu entnehmen sind, nur geringe Plattenflächen und geringe Drücke in den Strömungsspalten, weil es sonst zu Verformungen der Wärmetauscherplatten und in Folge davon zu Leckagen kommen würde.Plate heat exchangers often consist of arranged in the form of a plate stack heat exchanger plates having a profiling. The profiles are designed so that each two adjacent plates forming a flow gap with the interposition of a circumferential seal. In order to achieve the heat exchange, the flow gaps, according to their sequence in the plate stack changing, fed via corresponding inlet openings and outlet openings either with a heat-emitting or with a heat-absorbing medium. In order to seal the plate stack this is usually limited on one side by a parallel to the heat exchanger plates arranged carrier plate and on its other side by a likewise to the heat exchanger plates arranged parallel pressing plate, wherein the carrier plate and the pressure plate by means of a clamping arrangement acting on them mounted and pressure-tight are braced. Plate heat exchangers of this type are for example from the DE 31 41 161 C2 , of the DE 695 03 587 T2 or even the DE 103 93 221 T5 known. In such arrangements, in particular when the media in the flow gaps are under elevated pressure and the plate surface of the heat exchanger plates is relatively large, to achieve the corresponding forces for a uniform, tight clamping, the carrier plate and the pressure plate must be made solid as in the arrangements according to DE 31 41 161 C2 and the DE 695 03 587 T2 the case is, otherwise it can lead to leaks due to deformation. Such arrangements have a high weight and are difficult to handle without tools and especially in tight spaces. Although a mounting of the entire heat exchanger on site is possible in principle but not desired, because then only at the end of the installation can be checked whether the heat exchanger is ever tight. On the other hand, allow easier to handle Arrangements with small, only partially attacking clamping arrangements, as the DE 103 93 221 T5 can be seen, only small plate surfaces and low pressures in the flow gaps, because otherwise it would lead to deformations of the heat exchanger plates and as a result to leaks.

US 5,544,703 lehrt einen Plattenwänmetauscher, dessen Platten aufeinandergeschichtet sind und an deren Enden jeweils mit einer Pressplatte versehen sind und die Pressplatten durch Gewindestangen und entsprechende Muttern die beiden Pressplatten gegeneinander verspannen. US 5,544,703 teaches a plate heat exchanger whose plates are stacked and are each provided at the ends with a press plate and the press plates by threaded rods and corresponding nuts brace the two press plates against each other.

DE 40 17 662 A1 beschreibt einen Wärmetauscher für einen marinisierten Verbrennungsmotor wobei ein Plattenpaket aus mehreren aneinander gesetzten Wärmetauscherplatten durch zusammenziehende Spannstangen zwischen einer Kopfplatte und einer Spannplatte gehalten werden. Hierbei stehen die Enden der Gewindestangen nach Montage über und werden mit Sechskantmuttern verspannt. DE 40 17 662 A1 describes a heat exchanger for a marinized internal combustion engine wherein a plate pack of a plurality of juxtaposed heat exchanger plates are held by contracting tie rods between a top plate and a clamping plate. The ends of the threaded rods protrude after assembly and are tightened with hexagon nuts.

US 3,610,311 lehrt einen aus Hohlscheiben bestehenden Wärmetauscher wobei in den einzelnen Hohlscheiben je ein spiralförmiger Strömungskanal vorgesehen ist. Jede Hohlscheibe besteht aus zwei Platten, die rillenartig verformt sind und sich nach dem Verbinden der Platten zu einer Hohlscheibe der spiralförmige Strömungskanal ergibt, wobei die kanalbildenden Erhebungen einer Platte in die Vertiefungen der zur benachbarten Hohlscheibe gehörenden Platte zu liegen kommen. US 3,610,311 teaches a heat exchanger consisting of hollow disks, whereby a helical flow channel is provided in the individual hollow disks. Each hollow disc consists of two plates, which are groove-like deformed and results in connecting the plates to a hollow disc of the spiral flow channel, wherein the channel-forming elevations of a plate come to rest in the wells belonging to the adjacent hollow disc plate.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, einen Plattenwärmetauscher anzugeben, der es einerseits erlaubt für die Montage Spannanordnungen mit geringem Gewicht vorzusehen, der aber andererseits für den Betrieb hohe Spannkräfte realisieren kann, ohne dass sich die Wärmetauscherplatten verformen und Leckagen auftreten.Proceeding from this, it is an object of the invention to provide a plate heat exchanger, which on the one hand allows for mounting clamping arrangements provided with low weight, but on the other hand can realize high clamping forces for operation without deforming the heat exchanger plates and leaks occur.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Anordnung gemäß den Kennzeichen des Anspruches 1, vorteilhafte Weiterbildungen des Plattenwärmetauschers sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.The problem is solved by an arrangement according to the characteristics of claim 1, advantageous developments of the plate heat exchanger are characterized in the subclaims.

Bei der Lösung der Aufgabe wurde von der Grundüberlegung ausgegangen, dass für die Montage zunächst nur ein flüssigkeitsdichter Plattenwärmetauscher bereitgestellt werden muss, der es erlaubt, im nicht eingebauten Zustand die Dichtheit zu testen, dass die Dichtheit bei Betriebsdruck aber erst nach dem Einbau gewährleistet sein muss. Ausgehend hiervon wurde gefunden, dass es vorteilhaft ist, die Trägerplatte gestellfest an einer übergeordneten Funktionseinheit z. B. einer Brennkraftmaschine anzuordnen, zwischen dem Plattenstapel und der Trägerplatte eine erste Halteplatte und zwischen dem Plattenstapel und der Pressplatte eine zweite Halteplatte vorzusehen, wobei zwischen der ersten Halteplatte und der zweiten Halteplatte wenigstens eine, von der wenigstens einen Spannanordnung unabhängige Halteanordnung wirkt, derart, dass die Halteanordnung den Plattenstapel, bei nicht wirksamer Spannanordnung flüssigkeitsdicht zusammenhält. Auf diese Weise wird es möglich, den vergleichsweise leichten Plattenstapel völlig losgelöst von der Trägerplatte, der Pressplatte und der Spannanordnung zu handhaben und im montierten Zustand mit diesen doch hohe Spannkräfte und damit die gewünschte Dichtheit der Anordnung bei hohen Drücken zu realisieren.In the solution of the task was based on the basic idea that for assembly initially only a liquid-tight plate heat exchanger must be provided, the it allows to test in the non-installed state, the tightness that the tightness at operating pressure but only after installation must be guaranteed. Proceeding from this it was found that it is advantageous, the carrier plate fixed to the frame on a higher-level functional unit z. B. an internal combustion engine, between the plate stack and the support plate to provide a first holding plate and between the plate stack and the pressure plate, a second holding plate, wherein between the first holding plate and the second holding plate at least one, independent of the at least one clamping arrangement holding arrangement acts, the holding arrangement holds the plate stack together in a liquid-tight manner when the clamping arrangement is not effective. In this way it is possible to handle the relatively light plate stack completely detached from the support plate, the pressure plate and the clamping arrangement and to realize in the assembled state with these high clamping forces and thus the desired tightness of the arrangement at high pressures.

Eine einfache und damit vorteilhafte Ausgestaltung der Halteanordnung sieht vor, dass diese aus einer Fixierhülse einerseits und einer Fixierschraube andererseits besteht, wobei die Fixierhülse an ihrem einen Ende eine den Außendurchmesser der Fixierhülse überragende Anlage aufweist und an ihrem anderen Ende ein Innengewinde besitzt, während die Fixierschraube an ihrem einen Ende mit einem eine Anlage ausbildenden Schraubenkopf und an ihrem anderen Ende mit einem Außengewinde ausgestattet ist. Zur Fixierung der Halteplatten und der Wärmetauscherplatten weisen diese miteinander fluchtende Durchgangslöcher auf, durch die hindurch Fixierhülse und Fixierschraube miteinander verschraubbar sind, wobei die Anlage an der Fixierhülse und die Anlage an der Fixierschraube an den Halteplatten angreifen, so dass der Plattenstapel mit einer ersten Kraft F1 zusammengepresst wird. Die Kraft F1 ist dabei vorteilhaft so bemessen, dass sie ausreicht, einen flüssigkeitsdichten Zusammenhalt des Plattenstapels zu gewährleisten.A simple and thus advantageous embodiment of the retaining arrangement provides that this consists of a fixing sleeve on the one hand and a fixing screw on the other hand, wherein the fixing sleeve at one end has a the outer diameter of the fixing sleeve superior attachment and at its other end has an internal thread, while the fixing screw at one end with a screw head forming an abutment and at the other end End is equipped with an external thread. For fixing the holding plates and the heat exchanger plates, these have mutually aligned through holes, through which fixing sleeve and fixing screw are screwed together, the system engage the fixing sleeve and the system on the fixing screw on the holding plates, so that the plate stack with a first force F1 is compressed. The force F1 is advantageously dimensioned so that it is sufficient to ensure a liquid-tight cohesion of the plate stack.

Begrenzen lässt sich die erste Kraft F1 vorteilhaft dadurch, dass bei in die Fixierhülse eingeschraubter Fixierschraube das der Fixierschraube zugewandte Ende der Fixierhülse an einer Begrenzungsschulter am Schraubenkopf der Fixierschraube anliegt.The first force F1 can advantageously be limited by the fact that, when the fixing screw is screwed into the fixing sleeve, the end of the fixing sleeve facing the fixing screw bears against a limiting shoulder on the screw head of the fixing screw.

Von besonderem Vorteil ist es weiterhin, die Halteanordnung mit der Befestigungsanordnung zum Befestigen des Plattenstapels an der Trägerplatte baulich zusammenzufassen, dazu weist die Fixierschraube koaxial zur Schraubenachse eine Durchgangsbohrung auf und ist in ihrer Länge so bemessen, dass sie, beim Verschrauben mit der Fixierhülse, mit ihrem Ende eine in der Fixierhülse umlaufende schulterförmige Anlage bildet. Zur Befestigung des Plattenstapels an der Trägerplatte ist die Halteanordnung von einem Befestigungsbolzen durchsetzt, wobei der Befestigungsbolzen an seinem einen Ende ein Außengewinde besitzt, das mit einem Gewindeloch in der Trägerplatte verschraubbar ist und an seinem Schaft einen umlaufenden Bund aufweist, der über die durch das Ende der Fixierschraube gebildete schulterförmige Anlage die Halteanordnung und über diese den Plattenstapel beim Einschrauben des Befestigungsbolzens in das Gewindeloch an der Trägerplatte festlegt.It is also particularly advantageous to structurally combine the holding arrangement with the fastening arrangement for fastening the plate stack to the carrier plate, for this purpose the fixation screw has a through hole coaxial to the screw axis and is dimensioned in its length such that, when screwed together with the fixing sleeve forms its end a circulating in the fixing sleeve shoulder-shaped system. For fixing the plate stack to the support plate, the holding arrangement is penetrated by a fastening bolt, wherein the fastening bolt has an external thread at one end, which is screwed with a threaded hole in the support plate and has on its shaft a peripheral collar, over which through the end the fixing screw formed shoulder-shaped attachment the holding arrangement and determines the plate stack when screwing the mounting bolt into the threaded hole on the support plate on this.

Eine ebenfalls besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung lässt sich erreichen, wenn die wenigstens eine Spannanordnung die wenigstens eine Halteanordnung koaxial durchsetzt. Zu diesem Zweck ist eine Spannanordnung vorgesehen, die ein Schaftteil und ein mit diesem wirkverbundenes Kopfteil umfasst, wobei das Schaftteil ein Außengewinde besitzt, das mit einem Gewindeloch in der Trägerplatte verschraubbar ist und das Kopfteil eine Anlageschulter aufweist, die an einer Durchgangsbohrung der Pressplatte angreift, derart, dass beim Festziehen der Spannanordnung die Pressplatte über die Anlageschulter mit einer zweiten Kraft F2 gegen die Trägerplatte gezogen wird. Die zweite Kraft ist dabei größer ist als die erste Kraft F1, so dass der Plattenstapel über das durch die Halteanordnung vorgegebene Maß hinaus in Richtung auf die Trägerplatte zusammenpressbar wird. Auf diese Weise lässt sich vorteilhaft erreichen, dass ein gesonderter Platzbedarf für die Spannanordnung entfällt, die Wärmetauscherfläche also nicht unnötig verkleinert wird.A likewise particularly advantageous embodiment of the arrangement according to the invention can be achieved if the at least one clamping arrangement passes through the at least one holding arrangement coaxially. For this purpose, a clamping arrangement is provided which comprises a shaft part and a head part operatively connected thereto, the shaft part having an external thread which can be screwed to a threaded hole in the carrier plate and the head part has an abutment shoulder which acts on a through-bore of the pressing plate, such that when tightening the clamping arrangement, the pressure plate is pulled over the contact shoulder with a second force F2 against the support plate. The second force is greater than the first force F1, so that the plate stack is compressible beyond the predetermined by the holding arrangement amount in the direction of the support plate. To this It can advantageously be achieved that a separate space requirement for the clamping arrangement is eliminated, ie the heat exchanger surface is not unnecessarily reduced.

Die Spannanordnung kann sowohl einstückig ausgeführt sein, als auch aus zwei oder mehr Teilen bestehen. Ist sie zweiteilig, weist sie vorteilhaft ein Kopfteil und ein Schaftteil auf, wobei Kopfteil und Schaftteil über eine Schraubverbindung wirkverbunden sind.The clamping arrangement can be made both in one piece, as well as consist of two or more parts. If it is in two parts, it advantageously has a head part and a shaft part, wherein the head part and the shaft part are operatively connected via a screw connection.

Um in besonders vorteilhafter Weise die Befestigungs- und die Spannfunktion in die Halteanordnung zu integrieren, ist am Schaftteil der vorstehend beschriebenen Spannanordnung ein umlaufender Bund vorgesehen, der mit dem Ende der Fixierschraube zusammenwirkt, derart, dass mit dem Einschrauben des Schaftteils in die Trägerplatte die Halteanordnung und über diese der mit ihr fixierte Plattenstapel an der Trägerplatte festgelegt ist. Auf diese Weise lässt sich der Platzbedarf für die Halteanordnung, die Befestigungsanordnung und die Spannanordnung auf ein Minimum reduzieren.In order to integrate the fastening and the clamping function in the holding arrangement in a particularly advantageous manner, a circumferential collar is provided on the shaft portion of the clamping arrangement described above, which cooperates with the end of the fixing screw, such that with the screwing of the shaft portion in the support plate, the holding arrangement and fixed on this of her fixed plate stack on the support plate. In this way, the space required for the holding arrangement, the mounting arrangement and the clamping arrangement can be reduced to a minimum.

Bei einer aus zwei Teilen bestehenden Spannanordnung oder einer kombinierten Spann- und Befestigungsanordnung weist das Schaftteil an seinem dem Kopfteil zugewandten Ende ein Innengewinde auf, das mit einem Außengewinde am Kopfteil zusammenwirkt, derart, dass das in die Trägerplatte eingeschraubte Schaftteil als Zuganker wirkt, so dass durch Einschrauben des Kopfteils in das Schaftteil auf einfache und damit vorteilhafte Weise die zweite Kraft F2 auf die Pressplatte aufgebracht wird.In a two-part clamping arrangement or a combined clamping and fastening arrangement, the shaft part at its end facing the head part on an internal thread which cooperates with an external thread on the head part, such that the screwed into the support plate shaft part acts as a tie rod, so that by screwing the head part into the shaft part in a simple and thus advantageous manner, the second force F2 is applied to the press plate.

Durch das Aufteilen des Kopfteils in eine Schraube und eine Anlagescheibe, wobei die Schraube beim Einschrauben in das Schaftteil auf die Anlagescheibe und diese auf die Pressplatte wirkt, lassen sich Maßtoleranzen bei den Bauteilen besonders vorteilhaft ausgleichen.By dividing the head part into a screw and a contact washer, the screw acting when screwing into the shaft part on the contact disk and this on the press plate, dimensional tolerances can be compensated for the components particularly advantageous.

Um die Kraft F2 auf ein vorgegebenes Maß zu begrenzen, ist es vorteilhaft, die Anlage an der Fixierhülse als umlaufenden Kragen auszubilden und die Anlagescheibe an ihrer der Fixierhülse zugewandten Seite mit einer Begrenzungsfläche auszustatten, so dass beim Einschrauben der Schraube in das Schaftteil die minimale Distanz zwischen der Begrenzungsfläche an der Anlagescheibe und der Trägerplatte auf die Länge der Halteanordnung begrenzt ist. Es lässt sich so zuverlässig und damit vorteilhaft vermeiden, dass es durch zu hohe Presskräfte zu Deformationen an den Wärmetauscherplatten und in Folge davon zu Leckagen kommt.In order to limit the force F2 to a predetermined extent, it is advantageous to design the system on the fixing sleeve as a circumferential collar and to equip the contact disk on its side facing the fixing sleeve with a boundary surface, so that when screwing the screw into the shaft part the minimum distance is limited to the length of the holding arrangement between the boundary surface on the contact disk and the support plate. It can be so reliable and thus avoid advantageous that too high pressing forces to deformation on the heat exchanger plates and as a result thereof leaks.

Ein Beispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist nachfolgend unter Zuhilfenahme der Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1: Plattenwärmetauscher mit Halteanordnung, in Teildarstellung
Fig. 2: Plattenwärmetauscher mit montierter Halteanordnung, in Teildarstellung
Fig. 2: Plattenwärmetauscher mit montierter Halteanordnung, befestigt an der Trägerplatte, in Teildarstellung
Fig. 4: Plattenwärmetauscher mit montierter Halteanordnung und montierter Spannanordnung, befestigt an der Trägerplatte, in Teildarstellung

An example of the arrangement according to the invention is explained in more detail below with the aid of the drawings, in which:

Fig. 1: Plate heat exchanger with holding arrangement, in partial view
Fig. 2: Plate heat exchanger with mounted holding arrangement, in partial view
Fig. 2: Plate heat exchanger with mounted holding arrangement, attached to the carrier plate, in partial view
Fig. 4: Plate heat exchanger with mounted holding arrangement and mounted clamping arrangement, attached to the carrier plate, in partial view

Plattenwärmetauscher sind von ihrem prinzipiellen Aufbau und von ihrer Funktion her im eingangs genannten Stand der Technik ausführlich beschrieben, es wird deshalb auf eine Darstellung dieser Aspekte verzichtet und statt dessen auf die genannten Druckschriften verwiesen. Die nachfolgenden Ausführungen beziehen sich daher auf die Weiterbildung solcher Wärmetauscher im Sinne der Aufgabenstellung.Plate heat exchangers are described in detail from their basic structure and function in the above-mentioned prior art, it is therefore omitted to a presentation of these aspects and referenced instead of the cited references. The following statements therefore relate to the development of such heat exchangers in the sense of the task.

Fig. 1 zeigt einen Plattenwärmetauscher in Teildarstellung. Ein Plattenstapel 1 bestehend aus Wärmetauscherplatten 2 weist jeweils vor der ersten Wärmetauscherplatte 2' und nach der letzten Wärmetauscherplatte 2 " je eine Halteplatte 3, 3' auf, die den Plattenstapel 1 begrenzen. Sowohl in den Halteplatten 3, 3' als auch in den Wärmetauscherplatten 2 sind Durchgangslöcher vorgesehen, die miteinander fluchten und von einer Halteanordnung 4 durchsetzt sind. Zwischen je zwei benachbarten Wärmetauscherplatten 2, sowie zwischen der ersten Wärmetauscherplatte 2' und der anschließenden Halteplatte 3 bzw. der letzten Wärmetauscherplatte 2 " und der anschließenden Halteplatten 3' sind entlang der Ränder der Wärmetauscherplatten und rund um die Durchgangslöcher elastische Zwischenlagen 5 aus Dichtmaterial vorgesehen. Es kann sich dabei sowohl um lose Zwischenlagen, als auch um mit jeweils einer Wärmetauscherplatte fest verbundene Zwischenlagen handeln. Fig. 1 shows a plate heat exchanger in partial view. A plate stack 1 consisting of heat exchanger plates 2 has in each case before the first heat exchanger plate 2 'and after the last heat exchanger plate 2 "each a holding plate 3, 3' which delimit the plate stack 1. Both in the holding plates 3, 3 'and in the heat exchanger plates 2 through holes are provided, which are aligned with each other and are penetrated by a holding arrangement 4. Between each two adjacent heat exchanger plates 2, and between the first heat exchanger plate 2 'and the subsequent holding plate 3 and the last heat exchanger plate 2 "and the subsequent holding plates 3' are along the edges of the heat exchanger plates and around the through holes provided elastic intermediate layers 5 of sealing material. It may be both loose intermediate layers, as well as with one heat exchanger plate firmly connected intermediate layers.

Die den Plattenstapel durchsetzende Halteanordnung 4 besteht aus einer Fixierhülse 6 und einer Fixierschraube 7. Die Fixierhülse 6 besitzt an ihrem einen Ende eine ihren Außendurchmesser überragende Anlage 8 und weist an ihrem anderen Ende ein Innengewinde 9 auf. Die Fixierschraube 7 ist an ihrem einen Ende mit einem eine Anlage 11 ausbildenden Schraubenkopf 10 und an ihrem anderen Ende mit einem Außengewinde 12 ausgestattet, wobei das Innengewinde 9 der Fixierhülse 6 und das Außengewinde 12 der Fixierschraube 7 miteinander in Wirkverbindung stehen.The holding assembly 4 passing through the plate stack consists of a fixing sleeve 6 and a fixing screw 7. The fixing sleeve 6 has at its one end an outer diameter superior unit 8 and has at its other end an internal thread 9. The Fixing screw 7 is provided at its one end with a system 11 forming a screw head 10 and at its other end with an external thread 12, wherein the internal thread 9 of the fixing sleeve 6 and the external thread 12 of the fixing screw 7 are in operative connection.

Werden die Fixierhülse 6 und die Fixierschraube 7 miteinander verschraubt, greift die Anlage 8 der Fixierhülse an der dem Plattenstapel 1 abgewandten Seite der Halteplatte 3 und die Anlage 11 am Kopf 10 der Fixierschraube 7 an der dem Plattestapel 1 abgewandten Seite der Halteplatte 3'an, so dass diese die Halteplatten und über diese die Wärmetauscherplatten mit einer ersten Kraft F1 zusammenpressen, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Die Kraft F1, mit der die Anordnung aus Plattenstapel 1 und Halteplatten 3, 3' zusammengepresst wird, ist dabei so bemessen, dass sie ausreicht, einen flüssigkeitsdichten Zusammenhalt des Plattenstapels 1 zu gewährleisten. Begrenzt wird die erste Kraft F1 dadurch, dass, bei in die Fixierhülse 6 eingeschraubter Fixierschraube 7, das der Fixierschraube 7 zugewandte Ende der Fixierhülse 6 an einer Begrenzungsschulter 13 am Schraubenkopf 10 der Fixierschraube 7 anliegt.If the fixing sleeve 6 and the fixing screw 7 screwed together, the system 8 engages the fixing sleeve on the side facing away from the plate stack 1 side of the holding plate 3 and the system 11 on the head 10 of the fixing screw 7 on the side facing away from the plate stack 1 side of the holding plate 3'an, so that they compress the holding plates and over these the heat exchanger plates with a first force F1, as in Fig. 2 is shown. The force F1, with which the arrangement of plate stack 1 and holding plates 3, 3 'is compressed, is dimensioned such that it is sufficient to ensure a liquid-tight cohesion of the plate stack 1. The first force F1 is limited by the fact that, with the fixing screw 7 screwed into the fixing sleeve 6, the end of the fixing sleeve 6 facing the fixing screw 7 rests against a limiting shoulder 13 on the screw head 10 of the fixing screw 7.

Um Wännetaucher wie den zu den Figuren 1 und 2 beschriebenen in eine übergeordnete Einrichtung einzubinden, z. B. ihn an einer Brennkraftmaschine anzuordnen, ist es notwendig, den Plattenstapel an einer Trägerplatte zu befestigen, die ihrerseits an der z. B. Brennkraftmaschine gestellfest angeordnet ist oder mit dieser eine bauliche Einheit bildet. Eine separate Befestigungseinrichtung würde zwangsläufig hinsichtlich der für die Wärmetauscherfunktion verfügbaren Fläche zusätzlichen Bauraum benötigen, um dies zu vermeiden ist im Beispiel nach Fig. 3 eine Möglichkeit gezeigt, die Halteanordnung mit der Befestigungsanordnung zum Befestigen des Plattenstapels an einer Trägerplatte baulich zusammenzufassen, dazu weist die Fixierschraube 7 koaxial zur Schraubenachse eine Durchgangsbohrung 14 (Fig. 2) auf und ist in ihre Länge so bemessen, dass sie, beim Verschrauben mit der Fixierhülse 6, mit ihrem Ende eine in der Fixierhülse 6 umlaufende schulterförmige Anlage 15 (Fig. 2) bildet. Zur Befestigung des Plattenstapels 1 an der Trägerplatte 16 ist ein Befestigungsbolzen 17 vorgesehen, der die Halteanordnung 4 durchsetzt und an seinem einen Ende ein Außengewinde 18 besitzt. Mit dem Einschrauben des Befestigungsbolzens 17 in ein Gewindeloch 19 in der Trägerplatte 16 kommt ein am Schaft des Befestigungsbolzens 17 vorgesehener umlaufender Bund 20 zur Anlage mit der durch das Ende der Fixierschraube 7 gebildeten schulterförmigen Anlage 15 und zieht so die Halteanordnung 4 und über diese den Plattenstapel 1, beim Einschrauben des Befestigungsbolzens 17 in das Gewindeloch 19 an die Trägerplatte 16.To dune divers like those to the FIGS. 1 and 2 described involved in a parent institution, z. B. to arrange it on an internal combustion engine, it is necessary to attach the plate stack to a support plate, which in turn at the z. B. internal combustion engine is arranged fixed to the frame or forms a structural unit with this. A separate fastening device would inevitably require additional space in terms of the available surface for the heat exchanger function, to avoid this is in the example after Fig. 3 shown a way to structurally summarize the holding assembly with the mounting assembly for securing the plate stack to a support plate, to the fixing screw 7 coaxial with the screw axis has a through hole 14 (FIG. Fig. 2 ) and is dimensioned in its length so that, when screwed to the fixing sleeve 6, with its end a circumferential in the fixing sleeve 6 shoulder-shaped system 15 (FIG. Fig. 2 ). For fixing the plate stack 1 to the support plate 16, a fastening bolt 17 is provided, which passes through the holding assembly 4 and at one end has an external thread 18. With the screwing of the fastening bolt 17 in a threaded hole 19 in the support plate 16 is provided on the shank of the fastening bolt 17 provided circumferential collar 20 to rest with the formed by the end of the fixing screw 7 shoulder-shaped attachment 15 and thus pulls the holding assembly 4 and on this the plate stack 1, when screwing the fastening bolt 17 in the threaded hole 19 to the support plate 16th

Um auch bei hohen Betriebsdrücken eine wirksame Abdichtung des Wärmetauschers zu erreichen, soll erfindungsgemäß eine von der Halteanordnung 4 unabhängige Spannanordnung zum Einsatz kommen, wenn der Plattenstapel an der Trägerplatte montiert wird oder montiert ist. Dazu besteht die Möglichkeit, entweder eine von der Halteanordnung getrennte Spannanordnung vorzusehen oder, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, die Spannanordnung in die Halteanordnung zu integrieren, um den Platzbedarf zu minimieren. Das Beispiel nach Fig. 4 sieht weiter vor, dass die Spannanordnung auch die Funktion der Befestigungsanordnung übernimmt, dazu ist die Anordnung wie zu Figur 3 beschrieben ausgebildet, es wird deshalb auf diese Beschreibungsteile verwiesen.In order to achieve an effective seal of the heat exchanger even at high operating pressures, according to the invention, a clamping arrangement independent of the holding arrangement 4 is used when the stack of plates is mounted on the carrier plate or mounted. For this purpose, it is possible either to provide a clamping arrangement separate from the holding arrangement or, as shown in FIG Fig. 4 is shown to integrate the clamping arrangement in the holding arrangement in order to minimize the space requirement. The example after Fig. 4 provides further that the clamping arrangement also takes over the function of the mounting arrangement, to the arrangement is as to FIG. 3 described, it is therefore made to these parts of description.

In Fig. 4 ist nun erkennbar, dass der Befestigungsbolzen 17 das Schaftteil einer Spannanordnung bildet; die neben dem Befestigungsbolzen 17 ein mit diesem wirkverbundenes Kopfteil umfasst. Das Kopfteil kann einteilig oder auch mehrteilig sein, im gewählten Beispiel ist es mehrteilig und besteht aus einer Schraube 21 die mit einem Innengewinde 23 im Befestigungsbolzen 17 zusammenwirkt und einer Anlagescheibe 22, die zwischen der Schraube 21 und einer Pressplatte 24 wirkt, wobei die Pressplatte 24 an der Halteplatte 3 anliegt. Wird die Schraube 21, die die Anlagescheibe 22 durchragt und mit dem Schraubenkopf an dieser anliegt, durch eine entsprechende Ausnehmung in der Pressplatte 24 in den Befestigungsbolzen 17 geschraubt, wirkt dieser als Zuganker, so dass die Anlagescheibe 22, die mit einer Anlageschulter 25 an der Ausnehmung in der Pressplatte 22 angreift, beim Festziehen der Schraube 21 die Pressplatte über die Anlageschulter 25 mit einer zweiten Kraft F2 gegen die Trägerplatte 16 zieht. Die zweite Kraft F2 ist dabei größer ist als die erste Kraft F1, so dass der Plattenstapel über das durch die Halteanordnung vorgegebene Maß hinaus in Richtung auf die Trägerplatte zusammengepresst wird.In Fig. 4 it can now be seen that the fastening bolt 17 forms the shaft part of a clamping arrangement; which comprises, in addition to the fastening bolt 17, a head part operatively connected thereto. The head part may be one-piece or multi-part, in the example selected it is multi-part and consists of a screw 21 which cooperates with an internal thread 23 in the fastening bolt 17 and a contact plate 22 which acts between the screw 21 and a pressure plate 24, wherein the pressure plate 24th rests against the holding plate 3. If the screw 21, which projects through the contact disk 22 and bears against the screw head, is screwed through a corresponding recess in the press plate 24 into the fastening bolt 17, this acts as a tie rod, so that the contact disk 22, which is in contact with an abutment shoulder 25 on the Recess in the pressure plate 22 engages, when tightening the screw 21, the pressure plate on the contact shoulder 25 with a second force F2 pulls against the support plate 16. The second force F2 is greater than the first force F1, so that the plate stack is compressed beyond the predetermined by the holding arrangement amount in the direction of the support plate.

In Abweichung zum vorstehenden Beispiel kann die Spannvorrichtung auch einteilig sein, dann sind der Befestigungsbolzen 17, die Schraube 21 und die Anlagescheibe 22 als ein Bauteil ausgeführt.In contrast to the above example, the clamping device can also be in one piece, then the fastening bolt 17, the screw 21 and the bearing plate 22 are designed as one component.

Um die Kraft F2 auf ein vorgegebenes Maß zu begrenzen, ist, wie in Fig. 5 vergrößert gezeigt, die Anlage 8 an der Fixierhülse 6 als umlaufender Kragen ausgebildet und die Anlagescheibe 22 an ihrer der Fixierhülse zugewandten Seite mit einer Begrenzungsfläche 26 ausgestattet, so dass beim Einschrauben der Schraube 21 in den Befestigungsbolzen 17 die minimale Distanz zwischen der Begrenzungsfläche 26 an der Anlagescheibe 22 und der Trägerplatte 16 auf die Länge der Halteanordnung 4 begrenzt ist. Es lässt sich so zuverlässig vermeiden, dass es durch zu hohe Presskräfte zu Deformationen an den Wärmetauscherplatten und damit zu montagebedingten Leckagen kommt.To limit the force F2 to a predetermined amount is, as in Fig. 5 shown enlarged, the system 8 is formed on the fixing sleeve 6 as a circumferential collar and the contact disk 22 is provided on its side facing the fixing sleeve with a boundary surface 26, so that when screwing the screw 21 in the fastening bolt 17, the minimum distance between the boundary surface 26 on the contact plate 22 and the support plate 16 is limited to the length of the support assembly 4. It can be so reliably avoided that too high pressing forces to deformation on the heat exchanger plates and thus assembly-related leaks.

Claims

A plate-type heat exchanger composed of heat exchanger plates which are arranged in the form of a plate stack and which have a profiling, wherein
- in each case two adjacent plates, with the interposition of an encircling seal, form a flow gap,

- the flow gaps can be traversed alternately, with regard to their sequence in the plate stack, by a flow of either a heat-releasing or a heat-absorbing medium, with a feed being provided through corresponding inlet openings and outlet openings,

- the heat-releasing and/or the heat-absorbing medium are/is at a pressure higher than ambient pressure,

- the plate stack is delimited, on one side thereof, by a support plate arranged parallel to the heat exchanger plates and, on the other side thereof, by a pressure plate likewise arranged parallel to the heat exchanger plates,

- the plate stack can, with the aid of the support plate and the pressure plate, be assembled and braced in pressure-tight fashion by means of at least one bracing arrangement that acts on said support plate and pressure plate,
a first holding plate (3') is arranged between the plate stack (1) and the support plate (16) and a second holding plate (3) is arranged between the plate stack (1) and the pressure plate (24), characterized in that
the support plate (16) can be arranged in a positionally fixed manner on a superordinate functional unit, and at least one holding arrangement (4) which is independent of the at least one bracing arrangement acts between the first holding plate (3') and the second holding plate (3) such that the holding arrangement (4) holds the plate stack (1) together in liquid-tight fashion when the bracing arrangement is not active.
The plate-type heat exchanger according to Claim 1, characterized in that the holding arrangement (4) is composed of a fixing sleeve (6) on one side and of a fixing screw (7) on the other side, wherein
- the fixing sleeve (6) has, on one end thereof, an abutment (8) which projects beyond the outer diameter of the fixing sleeve, and on the other end thereof, an internal thread (9),

- the fixing screw (7) has, on one end thereof, a screw head (10) which forms an abutment (11) and, on the other end thereof, an external thread (12),

- the internal thread (9) of the fixing sleeve (6) and the external thread (12) of the fixing screw (7) can be placed in engagement,

- the holding plates (3, 3') and the heat exchanger plates (2, 2', 2") have through holes which, in the assembled plate stack (1), are each in alignment with one another and sealed off with respect to the flow gaps,

- the fixing sleeve (6) projects through one holding plate (3) and at least a part of the plate stack (1), and the fixing screw (7) projects through the other holding plate (3') and likewise at least part of the plate stack (1), and the fixing sleeve (6) can be screwed to the fixing screw (7), and the plate stack (1) thereby fixed, such that, by means of the abutment (8) on the fixing sleeve (6) and the abutment (11) on the fixing screw (7), the plate stack (1) can be pressed together with a first force (F1) via the holding plates (3, 3') that bear against said abutments.
The plate-type heat exchanger according to Claim 2, characterized in that the first force (F1) is limited to a predefined magnitude in that, when the fixing screw (7) is screwed into the fixing sleeve (6), that end of the fixing sleeve (6) which faces toward the fixing screw (7) bears against a delimiting shoulder (13) on the screw head (10) of the fixing screw (7).
The plate-type heat exchanger according to Claim 2 or 3, characterized in that the fixing screw (7) has a through bore (14) coaxial with respect to the screw axis, and the length of said fixing screw is selected such that, when screwed together with the fixing sleeve (6), said fixing screw, by way of its end, forms a shoulder-like abutment (15) that runs around in the fixing sleeve (6), in that the holding arrangement (4) formed from fixing sleeve (6) and fixing screw (7) is extended through by a fastening bolt (17), wherein the fastening bolt (17) has, on one end thereof, an external thread (18) that can be screwed into a threaded hole (19) in the support plate (16), and in that, on the fastening bolt (17), there is provided an encircling collar (20) which, via the shoulder-like abutment (15) formed by the end of the fixing screw (7), fixes the holding arrangement (4), and via the latter the plate stack (1), against the support plate (16) when the fastening bolt (17) is screwed into the threaded hole (19).
The plate-type heat exchanger according to one of Claims 2 to 4, characterized in that the at least one bracing arrangement extends coaxially through the at least one holding arrangement (4) and comprises a shank part and a head part operatively connected to said shank part, wherein the shank part has an external thread (18) that can be screwed into a threaded hole (19) in the support plate (16), and the head part has an abutment shoulder (25) which engages on a through bore of the pressure plate (24) such that, when the bracing arrangement is tightened, the pressure plate (24) is, via the abutment shoulder (25), pulled against the support plate (16) with a second force (F2), wherein the second force (F2) is greater than the first force (F1), and the plate stack (1) can be pressed together in the direction of the support plate (16) to an extent greater than that predefined by the holding arrangement (4).
The plate-type heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the bracing arrangement is of unipartite form.
The plate-type heat exchanger according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the bracing arrangement is composed of at least two parts, the head part and the shank part, and the head part and shank part are operatively connected by means of a screw connection.
The plate-type heat exchanger according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the shank part has an encircling collar (20) which interacts with the end of the fixing screw (7) such that, when the shank part is screwed into the support plate (16), the holding arrangement (4), and via the latter the plate stack (1) fixed thereto, are fixed to the support plate (16).
The plate-type heat exchanger according to one of Claims 5 and 7 to 9, characterized in that the shank part has an internal thread (23) on its end facing toward the head part, which internal thread interacts with an external thread on the head part such that the shank part acts as a tension anchor when screwed into the support plate (16), and the second force (F2) is exerted on the pressure plate (24) by virtue of the head part being screwed into the shank part.
The plate-type heat exchanger according to one of Claims 5 and 7 to 10, characterized in that the head part is composed of a screw (21) and of an abutment disk (22), wherein the screw (21), when screwed into the shank part, acts on the abutment disk (22) and the latter acts on the pressure plate (24).
The plate-type heat exchanger according to Claim 10, characterized in that the abutment (8) on the fixing sleeve (6) is in the form of a encircling collar, and the abutment disk (22), on its side facing toward the fixing sleeve (6), has a delimiting surface (26) which limits the movement of the abutment disk (22) in the direction of the support plate (16) when the screw (21) is screwed into the shank part.
The plate-type heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the superordinate functional unit is an internal combustion engine.