DE3341263A1

DE3341263A1 - Waermetauscher

Info

Publication number: DE3341263A1
Application number: DE19833341263
Authority: DE
Inventors: Toni 5068 Odenthal Kleinschmidt
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1983-11-15
Filing date: 1983-11-15
Publication date: 1985-05-23

Description

Wärmetauscher
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung der im Oberbegriff des ersten Anspruchs angegebenen Art.
Bei Brennkraftmaschinen ist es oftmals notwendig, den Schmierstoff, nachdem er von den verschiedenen Schmierstellen bzw. Kühlstellen (Kolbenboden) in einen Sammelbehälter zurückgeflossen ist, auf eine vorgegebene Betriebstemperatur abzukühlen, bevor er erneut in den Schmierstoffkreislauf der Brennkraftmaschine gelangt. Diese Abkühlung des Schmierstoffs wird gewöhnlich durch den Einsatz von Luft-Ulkühlern oder Wasser-Ulkühlern erreicht.
Bisherige Wärmetauscher sind in der Regel zum Befestigen der Schmiermittelzu- und Schmiermittelablaufleitungen sowie der Kühlmittelleitungen mit Flanschen versehen; eine derartige Ausbildung eines Wärmetauschers ist in der DE-OS 20 35 835 beschrieben.
Die Schmier- bzw. Kühlmittelleitungen führen dann zu den entsprechenden Anschlüssen der Brennkraftmaschine. Weiterhin ist es bei dieser -Bauart erforderlich, den Wärmetauscher mit geeigneten Vorrichtungen an der Brennkraftmaschine zu befestigen, falls die Anschlußleitungen nicht so ausgestaltet sind, daß sie den Wärmetauscher ohne zusätzliche Befestigungen tragen. Nachteil dieser Bauart von Wärmetauschern ist es, daß sie nach dem Hartlöten im. Ofen noch zusätzliche Arbeitsgänge, wie ein Uberfräsen der Anschlußflansche infolge beim Hartlöten entstandenen Wärmeverzug und Toleranzanfall, Reinigung und Ausspülen der anfallenden Späne, erfordern. Weiterhin sind Wärmetauscher dieser Bauart, deren Flansche fest mit dem Brennkraftmaschinengehäuse verschraubt sind, nicht in der Lage durch Wärmedehnung auftretende Spannungen zu kompensieren.
Außerdem werden für diese Bauart von Wärmetauschern in der Regel ein Gußgehäuse und Gußanschlußleitungen benötigt und es ist eine umfangreiche Bearbeitung des Brennkraftmaschinengehäuses erforderlich. Darüberhinaus treten bei der genannten Art'von Wärmetauschern leicht Dichtungsprobleme auf, da die Flanschdichtungen bei mechanischen und thermischen Wechselbelastungen zu Undichtigkeiten neigen, wobei die Wechselbelastungen durch wechselnde Temperatur-und Druckverhältnisse von Schmier- und Kühlmittel hervorgerufen werden. Weiterhin ist die Gefahr von Undichtigkeiten durch die bei dieser Bauart erforderliche Anzahl von Flanschdichtungen gesteigert Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem die dargelegten Nachteile hinsichtlich Fertigung, Montage und Betriebsverhalten bisheriger Wärmetauscher vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Anspruchs gelöst. Durch die Verwendung von Faltenbalgrohren zum Anschluß an die Schmierstoffversorgungsbohrungen der Brennkraftmaschine können Fertigungstoleranzen am Wärmetauscher wie auch am Brennkraftmaschinengehäuse in weiten Grenzen ausgeglichen werden, ohne daß es irgendwelcher mechanischer Bearbeitungsvorgänge bedarf. Die Faltenbalgrohre'sind bevorzugt aus Metall gefertigt, es ist aber auch eine Fertigung aus anderen Materialien, wie z.B. Kunststoff, möglich. Mit einem bzw. mehreren Dichtringen, die von Nuten, zu denen die freien Enden der Faltenbalgrohre geformt sind, gehalten werden, und die in die Schmierstoffdurchtrittsbohrungen des Brennkraftmaschinengehäuses gesteckt werden, wird eine sichere Abdichtung des Wärmetauschers mit der Brennkraftmaschine erreicht.
Wie eine Weiterbildung der Erfindung vorschlägt, können die freien Enden der Faltenbalgrohre auch anstelle einer oder mehrerer Nuten Stützringe aufweisen, gegen den sich Dichtringe abstützen, die durch eine Druckfederwirkung der Faltenbälge ln Absätze der Schmierstoffeintritts- und -austrittsbohrungen gepreßt werden und somit eine dichte Verbindung von Wärmetauscher und Brennkraftmaschinengehäuse darstellen. Dabei stützt sich der Wärmetauscher an einem ihn umgebenden Gehäuse ab, welches wiederum an dem Brennkraftmaschinengehäuse befestigt wird.
Anstelle der Dichtringe können auch z.B. konische Dichtzylinder verwendet werden, die in dann ensprechend konisch ausgebildete Ausnehmungen der Schmierstoffbohrungen gepreßt werden. Bei dieser Bauweise ist es vorteilhaft, die Stützringe auf den Faltenbalgrohren so anzuordnen, daß vor den Stützringen zum freien Ende der Faltenbalgrohre hin ein Rohrstück verbleibt, auf das die Dichtzylinder aufgeschoben werden.
Desweiteren ist es denkbar, Dichtzylinder auf das freie Ende der.Faltenbalgrohre aufzuvulkanisieren. Durch diese Maßnahme kann der zuvor beschriebene Stützring weggelassen werden. Auch schließt diese Lösung Montagefehler in Form von vergessenen Dichtungen beim Anschrauben des Wärmetauschers an das Brennkraftmaschinengehäuse aus.
Durch das erfindungsgemäße Anschließen der Schmiermittelanschlüsse an das Brennkraftmaschinengehäuse erübrigt sich die bisher notwendige gegossene Ausführung des Wärmetauschergehäuses, da die Schmiermittelanschlußflansche, die früher den ganzen Wärmetauscher trugen, wegfallen.
Vielmehr kann durch die Erfindung das Wärmetauschergehäuse beispielsweise aus tiefgezogenem Blech hergestellt werden, mit dem der Schmierstoffkühler verlötet wird. Weiterhin kann das Gehäuse auf der Seite der Schmierstoffanschlüsse offen und zu einem Ring aufgebogen sein, der mit einer ausreichenden Anzahl von Bohrungen versehen wird, durch die der komplette Wärmetauscher mit Schrauben, Sicherungsringen und einer umlaufenden Dichtung am Brennkraftmaschinengehäuse befestigt wird.
Als Kühlmitteleinlauf in das Gehäuse bietet sich ein Rohrstutzen an, der in einer seinem Durchmesser entsprechenden oeffnung des Gehäuses befestigt wird. Auf diesem Rohrstutzen kann ein Kühlmittelschlauch in der üblichen Art befestigt werden. Der Kühlmittelaustritt kann durch eine ähnlich wie der Kühlmitteleintritt gestaltete Offnung erfolgen; sinnvollerweise bietet sich aber an, das Kühlmittel durch eine oeffnung in dem Brennkraftmaschinengehäuse direkt in den inneren Brennkraftmaschinenkühlkreislauf zu leiten. Durch diese Maßnahme wird ein sonst erforderlicher weitere Anschluß zum Einleiten des Kühlmittels in die Brennkraftmaschine gespart.
Im folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es stellen dar: Fig. 1 einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Wärmetauscher, Fig. 2 einen Schnitt durch den Wärmetauscher, in dem die erfindungsgemäße Ausbildung eines Faltenbalgrohres nach Anspruch 1 sichtbar ist, Fig. 3 und 4 einen Schnitt durch den Wärmetauscher, in dem weitere erfindungsgemäße Ausbildungen der Faltenbalgrohre dargestellt sind.
Das Wärmetauschergehäuse (7) besteht aus einem angenähert rechteckigen, wannenförmigen Blechteil, in dem der Schmierstoffkühler in Plattenbauart (l),.durch den der Schmierstoff gefördert wird, festgelötet oder sonst wie befestigt ist. Es sind aber auch andere Ausführungsformen des Gehäuses denkbar. An einer Stirnseite des Blechgehäuses ist in einer Öffnung ein ringförmiger Anschluß stutzen (4) befestigt, an dem in einfacher Weise ein Kühlmittelschlauch mit entsprechenden Befestigungsmitteln angeschlossen werden kann.
Zum Befestigen am Brennkraftmaschinengehäuse (12) ist das Blechgehäuse (7) an seiner offenen Seite U-förmig aufgebogen und in den stirnseitigen Schenkeln sind eine Anzahl Löcher gebohrt oder gestanzt, durch die mit Schrauben sowie Sicherungsringen das Blechgehäuse (7) am Brennkraftmaschinengehäuse (12) unter Hinzufügung einer Dichtung befestigt werden kann.
Der Wärmetauscher (1), durch den der Schmierstoff gepumpt wird, besteht aus einem für sich bekannten Plattenkühler (Fig. 2). Der Schmierstoffeintritt (2) bzw. Schmierstoffaustritt (3) in diesem Wärmetauscher (1) erfolgt durch die zuvor genannten Faltenbalgrohre. Das zum dem Wärmetauscher (1) weisende Ende der Faltenbalgrohre ist vorteilhaft mit dem Plattenkühler verlötet. Das freie Ende der Faltenbalgrohre (9) ist mit einer oder mehreren Nuten (10) versehen, in die ein oder mehrere Dichtringe (11) eingelegt sind.
Die Bohrungen im Brennkraftmaschinengehäuse (12), in die die Faltenbalgrohre (9) eingesteckt werden, sind so bearbeitet, daß die Faltenbalgrohre.(9) bis zu einem eingedrehten Anschlag (6) in die Schmierstoffbohrungen (8) eingesteckt werten können.
Bei einer anderen Dichtungsanordnung (Fig. 3) können die Faltenbalgrohre (9) an ihrem freien Ende Stützringe (13) aufweisen, gegen den sich Dichtringe (11) abstützen, die bei der Montage des Wärmetauschers (1) an das Brennkraftmaschinengehäuse (12) durch eine Druckfederwirkung der Metallfaltenbälge &14) in Absätze (15) der Schmierstoffbohrungen (8).gepreßt werden (Fig. 3).
Weiterhin können nach Fig. 4 die Stützringe (13) auf den Faltenbalgrohren (9) auch so angeordnet sein, daß auf vor den Stützringen (13) befindlichen Rohrstücken (16) z.B.
konische Dichtzylinder (17) aufgeschoben werden, die wiederum durch die Federwirkung der Faltenbälge (14) in ebenfalls konisch ausgebildete Schmierstoffbohrungen (8) des Brennkraftmaschinengehäuses (12) gedrückt werden.
Als weitere Variante sind die Dichtzylinder (17) auf die Faltenbalgrohre (9) aufvulkanisiert. Dies hat den Vorteil, daß die Abstützringe (13) in den Faltenbalgrohren wegfallen können und darüberhinaus Montagefehler, die durch Weglassen von Dichtzylindern (17) oder Dichtringen (11) entstehen, ausgeschaltet werden.
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Claims

Patentansprüche 1. Wärmetauscher, insbesondere Schmierstoffkühler in attenbauart, mit Befestigungsmittel, der an einer Brennkraftmaschine angeordnet, von einem Kühlmittel durchströmt und mit Schmierstoffeintritts- und Schmierstoffaustrittsanschlüssen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierstoffeintritts-(2) und Schmierstoffaustrittsleitungen (3) in den bzw. aus dem Wärmetauscher .(1) aus elastischen Faltenbalgrohren (9) bestehen.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Ende der Faltenbalgrohre (9) fest mit dem Wärmetauscher (1) verbunden ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Faltenbalgrohre (9) in einer oder mehreren Nuten (10) einen oder mehrere Runddichtringe (11) aufnehmen, die bei einer Montage des Wärmetauschers (l) an die Brennkraftmaschine dichtend in die Schmierstoffeintritts- bzw. Schmierstoffaustrittsbohrungen (8) des Brennkraftmaschinengehäuses (12) einsteckbar sind;
4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Faltenbalgrohre (9) an ihren freien Enden jeweils einen Stützring (13) aufweisen, gegen den sich je ein Dichtring (11) abstützt, der zwischen Stützring und Brennkraftmaschinengehäuse eingefügt ist und der beim Anbau des Wärmetauschers (1) an das Brennkraftmaschinengehäuse (12) durch eine Druckfederwirkung der Faltenbälge (14) eine dichtende Verbindung zwischen Wärmetauscher (1) und einem Absatz (15) in den Schmiermitteleintritts- und Schmiermittelaustrittsbohrungen (8) des Brennkraftmaschinengehäuses (12) herstellt.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Stützringen (13) Dichtzylinder (17) angeordnet sind, die bei Montage des Wärmetauschers (1) an das Brennkraftmaschinengehäuse (12) durch eine Druckfederwirkung der Faltenbälge (14) in konische Ausnehmungen (18) der ,chmiermitteleintritts- und Schmiermittelaustrittsbohrungen (8) des Brennkraftmaschinengehäuses (12) gepreßt werden.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtzylinder (17) auf die Faltenbalgrohre (9) aufvulkanisiert sind.
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (1) von einem einseitig offenen Gehäuse (7) umschlossen ist, wobei die offene Seite des Gehäuses (7) dichtend an dem Brennkraftmaschinengehäuse (12) befestigbar ist und der Wärmetauscher sich an dem Gehäuse abstutzt.
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an das Gehäuse (7) zumindest ein Kühlmittelanschlußstutzen (4) angebracht ist.