Ölkühler für eine Brennkraftmaschine

Abstract

 Die Herstellung von gelöteten Scheibenölkühlern bringt herstellungstechnische Schwierigkeiten mit sich, wenn zwei zur Bildung eines Hohlkörpers aufeinandergestapelte Plattenhälften, insbesondere an ihren Außenrändern einen definierten, für den Lötvorgang wichtigen Spalt bilden sollen.
Es wird vorgeschlagen, die einzelnen Scheibenkörper aus zwei Platten (13,14) kreisrunder oder elliptischer Form so auf­zubauen, das sich deren Ränder gegenseitig überlappen und dabei so aufeinander abgestimmt sind, daß der äußere Rand (19) einrastend und unter Spannung am inneren Rand (16) der anderen Platte gehalten ist.
Verwendung für Motor- oder Getriebeölkühler.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Ölkühler für eine Brennkraft­maschine, bestehend aus mehreren stapelartig in einem von Kühl­flüssigkeit durchströmten Gehäuse angeordneten Scheibenkorpern, deren Unterteil von einer (13) von zwei zusammenpassenden Platten und deren Deckel von der zweiten Platte (14) gebildet ist, wobei die Ränder (16, 18) der auf Abstand gehaltenen, profilierten Platten (13, 14) verlötet sind und einen vom zu kühlenden Öl durchströmten und mit den Hohlräumen benachbarter Scheibenkörper über Durchflußöffnungen (24, 25) in Verbindung stehenden Hohlraum einschließen.

[0002] Scheibenölkühler sind bekannt (DE-AS 28 43 423). Bei der Her­stellung der bekannten Scheibenölkühler werden die die äußeren Wände der vom Öl durchströmten Kammern bildenden Platten auf ein zentrales Rohr aufgeschoben und legen sich mit im Bereich des Rohres angeordneten, nach außen ragenden Kragen und mit im Bereich ihres äußeren Umfanges angeordneten, nach innen gerich­teten, ausgeprägten Rändern lose aneinander an. Zwischen je­weils eine Ölkammer bildenden Platten werden dabei noch Turbu­lenzeinlagen eingefügt. Die so gestapelten Platten werden anschließend verlötet. Dabei muß darauf geachtet werden, daß die jeweiligen Innen- und Außenränder der Platten ausreichend fest mit den zugeordneten Teilen benachbarter Platten in Berührung stehen, weil sonst keine zuverlässige Lötung erreicht werden kann. Dies ist verhältnismäßig aufwendig.

[0003] Es ist auch ein Ölkühler der eingangs genannten Art bekannt (WO 88/04761). Dort sind Flachrohrkörper für Ölkühler vorgesehen, die aus jeweils zwei länglichen Plattenhälften aufgebaut sind. Diese Plattenhälften sind mit umlaufenden Rändern versehen, die sich gegenseitig überlappen und verlötet werden. Hier ist es schwierig, die parallel zueinander verlaufenden Längsränder der Plattenhälften für den Lötvorgang in allen Bereichen so fest aneinanderzuhalten, daß der gewünschte Lötspalt an jeder Stelle erreicht wird.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scheibenölkühler der eingangs genannten Art in herstellungs­technischer Hinsicht zu vereinfachen.

[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgesehen, daß die Ränder so aufeinander abgestimmt sind, daß der äußere Rand einrastend und unter Spannung am inneren Rand gehalten ist. Durch diese Maß­nahme lassen sich die einzelnen Scheibenkörper in relativ einfacher Weise bereits vor dem Lötvorgang in der Art einer Dose fest zusammenfügen und können jeweils auch die ihnen zugeordneten Turbulenzeinlagen ohne Zuhilfenahme von Montage­einrichtungen festhalten. Werden die so gebildeten Scheiben­körper dann auf das Rohr aufgeschoben, so ist, da die beiden zusammengehörenden Platten schon gegeneinander zentriert sind, auch kein Verkanten zu befürchten. Beim anschließenden Lötvor­gang wird außerdem der Vorteil erreicht, daß die einrastend und unter Vorspannung ineinander gehaltenen Ränder den gewünschten engen Lötspalt umlaufend am ganzen Umfang bilden und so eine dichte Verlötung gewährleisten. Vorteilhaft ist auch, daß das Lötmaterial beispielsweise in der Form von Lötfolien bei der mechanischen Vormontage mit eingeclipst und festgehalten werden kann, so daß keine weiteren Arbeitsvorgänge mehr zur Herstel­lung erforderlich sind. In einfacher Weise können natürlich die Platten lotplattiert sein, so daß das Einfügen von Lötfolien entfällt.

[0006] Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Anspruch 2 gibt dabei die Gewähr, daß die erforderliche Verspannung am gesamten Umfang gleichmäßig aufrechterhalten wird und nicht, wie beim Stand der Technik, durch gerade Ränder unmöglich wird. Die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 bieten den Vorteil, daß sich die Scheibenkörper in einfacher Weise aufeinandersetzen und zusam­menfügen lassen. Anspruch 5 bringt den Vorteil mit sich, daß die beiden den Hohlraum bildenden Platten nicht durch geson­derte Maßnahmen auf gegenseitigen Abstand gehalten werden müssen. Sie sind nach dem Einrasten ihrer Außenränder unter Vorspannung im richtigen Abstand zueinander angeordnet. Der Abstand zu benachbarten Scheibenkörpern kann durch die Maß­nahmen des Ansprüches 6 sichergestellt werden. Die Maßnahmen des Ansprüches 7 sichern die einfache Positionierung des Scheibenkörpers an dem zentralen Montagerohr, wobei gleich­zeitig auch am Innendurchmesser der gegenseitige Abstand der Platten eingehalten wird. Die Merkmale des Ansprüches 8 schließlich stellen die Durchströmung der Hohlräume sicher, wobei die Art der Durchströmung von der gewählten Gehäuseform abhängig ist.

[0007] Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Draufsicht auf einen Scheibenölkühler gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Seitenansicht des Scheibenölkühlers der Fig. 1,

Fig. 3 die Ansicht des Scheibenölkühlers der Fig. 1 und 2 in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2,

Fig. 4 eine im Maßstab vergrößerte Darstellung des Schnittes längs der Linie IV-IV durch den Scheiben­ölkühler der Fig. 1, mit einer auch in Fig. 1 ange­deuteten Variante,

Fig. 5 die Darstellung eines Schnittes ähnlich Fig. 4 durch eine zur Herstellung eines Scheibenkörpers des Öl­kühlers der Fig. 1 bis 4 verwendeten Deckelplatte,

Fig. 6 die Draufsicht auf die Deckelplatte der Fig. 5,

Fig. 7 eine vergrößerte Detaildarstellung des Bereiches VII in Fig. 5,

Fig. 8 eine vergrößerte Detaildarstellung des Schnittes längs der Linie VIII-VIII in Fig. 5,

Fig. 9 die vergrößerte Detaildarstellung der Einzelheit IX in Fig. 5,

Fig.10 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig. 5, jedoch der zweiten zur Bildung eines Scheibenkörpers dienenden und als Unterteil vorgesehenen Platte,

Fig. 11 die Draufsicht auf die Platte der Fig. 10,

Fig. 12 eine vergrößerte Detaildarstellung des Bereiches XII in Fig. 10,

Fig.13 die vergrößerte Teildarstellung des Schnittes XIII-­XIII in Fig. 10 und

Fig. 14 die vergrößerte Teildarstellung des Schnittes XIV in der Fig. 10.

[0008] In den Fig. 1 bis 3 ist ein dosenförmiges Gehäuse (1) eines Scheibenölkühlers zu erkennen, das topfförmig ausgebildet ist und unten durch einen aufgesetzten Boden (2) abgeschlossen ist, der den freien Rand des topfförmigen Gehäuses (1) außen über­greift. Das Gehäuse (1) ist mit einem Zuflußstutzen (3) für die Kühlflüssigkeit versehen, die in der Regel das Kühlwasser des Motors ist, an dem der Ölkühler zur Kühlung des Motoröles an­gebaut wird. Das Gehäuse (1) weist auch einen Ablaufstutzen (4) für das Kühlwasser auf. Zu- und Ablaufstutzen (3, 4) sind durch eine wasserseitig verlaufende Trennwand gegeneinander abge­schlossen, die - wie noch erläutert werden wird (Fig. 10, 11) - von einer Ausprägung (30) an den Scheibenkörpern gebildet wird. Wie die Fig. 1 zeigt, ist an der Oberseite des topfartigen Gehäuses (1) eine Zuflußöffnung (5) für das zu kühlende Öl vorgesehen, das in nicht näher dargestellter Weise im Sinne des Pfeiles (6) dem Gehäuse (1) zugeführt wird dann durch die noch zu erläuternden Scheibenkörper strömt und das Gehäuse (1) durch eine Austrittsöffnung (7) am Boden (2) im Sinn des Pfeiles (8) verläßt. Ein- und Austritt des Öles erfolgt daher quer zu der in den Fig. 1 mit den Pfeilen (9) angedeuteten Strömung des Kühlwassers.

[0009] Die Fig. 4 zeigt, daß der Scheibenölkühler im Inneren des Ge­häuses (1) aus mehreren Scheibenkörpern (10) aufgebaut ist, die stapelförmig übereinander im Inneren des topfartigen Gehäuses (1) angeordnet und jeweils mit einer zentralen Öffnung (11) (s. Fig. 5, 6, 10 und 11) auf ein zentral im Gehäuse (1) verlaufen­des Rohr (12) aufgeschoben sind, dessen Längsachse parallel zu den Außenwandungen des topfartigen Gehäuses (1) verläuft. Wie noch erläutert werden wird, besteht jeder Scheibenkörper (10) aus jeweils zwei einander zugeordneten Platten (13 und 14), von denen die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Platte (14) den Deckel und die in den Fig. 10 und 11 dargestellte Platte (13) den Unterteil eines Scheibenkörpers (10) bildet, der in der Art einer Dose ausgebildet ist und in seinem Hohlraum auch noch eine Turbulenzeinlage (15) aufnimmt, die zur Verbesserung des Wärmeüberganges zwischen dem jeweils die Scheibenkörper (10) durchströmenden Öl und dem die Scheibenkörper (10) außen umflutenden Kühlwasser erhöhen soll. Die Platten (13 und 14) sind beide kreisrund ausgebildet. Die Ausführungsform der Fig. 1 bis 4 ist für den Einsatz des Ölkühlers mit einem Ölfilter vorgesehen, der sich an die der Austrittsöffnung (7) zugewandten Seite des Ölkühlers der Fig. 4 in nicht näher dargestellter Weise anschließt. Das vom Ölfilter gereinigte Öl wird dann durch die Öffnung der Hülse (12) zurück zum Motor geführt.

[0010] Für eine Bauart, bei der kein Ölfilter verwendet wird, wie es beispielsweise bei der Getriebeölkühlung der Fall ist, kann daher der an die Austrittsöffnung (7) angrenzende Raum inner­halb der umlaufenden Gehäuseauswölbung dicht abgeschlossen werden und es wird, wie gestrichelt in den Fig. 1 und 4 ange­deutet ist, in der Hülse (12) ein auf einer Seite längs durch­laufender Schlitz (31) vorgesehen, durch den in diesem Fall das Öl aus den einzelnen Scheibenkörpern bei verschlossener Aus­trittsöffnung (7) unmittelbar in die Hülse (12) und von dort wieder zurückfließen kann.

[0011] Wie den Fig. 5 und 10 sowie den Fig. 7 und 12 im einzelnen zu entnehmen ist, besitzt die den Deckel bildende Platte (14) einen außen umlaufenden und zum Unterteil (13) hin gerichteten Rand (16), dessen freies Ende etwas nach außen gebogen ist und so eine innenliegende Fase (17) bildet, die das Überschieben des Randes (16) über den Rand (18) der das Unterteil bildenden Platte (13) (Fig. 12) erleichtert. Zum selben Zweck ist das freie Ende des Randes (18) der Platte (13) etwas nach innen gerichtet, so daß dort eine außen liegende Fase (19) entsteht. Der Rand (16) der Platte (14) besitzt seine größte Innenab­messung etwa in seiner Mitte. Hier ist eine umlaufende Ver­tiefung (20) vorgesehen, die einen stumpfwinkligen Querschnitt mit einem nach außen gerichteten Scheitel aufweist. Korrespon­dierend ist der Rand (18) so ausgestaltet, daß er außen eine Form aufweist, die dem stumpfwinkligen Querschnitt des Randes (16) in etwa entspricht, wobei der Scheitel des stumpfen Winkels ebenfalls nach außen gerichtet ist, so daß eine umlaufende Kante (21) entsteht, die beim Ineinanderdrücken von Deckel und Unterteil eines Scheibenkörpers (10), d.h. beim Ineinanderdrücken der Platten (14 und 13) in der Vertiefung (20) des äußeren Randes (16) einschnappt. Dabei sind die Ab­messungen so gewählt, daß die Ränder (16 und 18) am gesamten Umfang unter Vorspannung aneinanderliegen. Eine solche Vor­spannung könnte auch erreicht werden, wenn die Platten ellip­tisch oder eiförmig ausgelegt sind. Sie könnte nicht bei einer ovalen Form erreicht werden, weil an den parallel zueinander verlaufenden Längsseiten keine definierte elastische Anpreß­kraft möglich ist.

[0012] Im Bereich der inneren Öffnung (11) ist an der das Unterteil des Scheibenkörpers (10) bildenden Platte (13) ein zum inneren Hohlraum des Scheibenkörpers (10) weisender Durchzug (22) ausgeprägt, der die Öffnung (11) einrahmt und daher mit seinem Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Rohres (12) ent­spricht. Außerdem sind - auch zur Stabilitätserhöhung - nach außen gerichtete Ausprägungen (23) vorgesehen, welche nieren­förmige Öffnungen (24) jeweils auf gegenüberliegenden Seiten der Öffnung (11) einrahmen. Die Öffnungen (24) liegen daher in einer Ebene mit dem ringförmigen Bodenbereich der Platte (13), während die Einprägungen (23) um das Maß nach unten ragen, das dem Abstand zwischen zwei benachbarten Scheibenkörpern (10) entspricht.

[0013] Die Platte (13) weist aber auch eine von der Ausprägung (23) der linken Öffnung (Fig. 11) radial nach außen verlaufende Einprägung (30) auf, die, wie in Fig. 1 angedeutet ist, eine Trennwand zwischen dem Zuflußstutzen (3) und dem Abflußstutzen (4) für die Kühlflüssigkeit bildet, die auf diese Weise gezwungen ist, im Zwischenraum zwischen zwei Scheibenkörpern (10) den in der Fig. 1 mit den Pfeilen (9) gekennzeichneten Weg zu fließen.

[0014] Die den Deckel des Scheibenkörpers (10) bildende Platte (14) ist im Bereich der inneren Öffnung (11) anders ausgebildet. Sie besitzt keinen die Öffnung (11) einrahmenden Rand, sondern sie ist im Bereich von zwei ebenfalls der Öffnung (11) gegenüber­liegenden nierenförmigen Öffnungen (25) lediglich mit jeweils einen am inneren Rand der jeweiligen Öffnung (25) vorgesehenen Steg (26) versehen, der die Öffnung (25) nach innen begrenzt und bis kurz vor den Rand der Öffnung (24) der anderen Platte reicht. Die Stege dienen auf diese Weise zur Lenkung des Öl­stromes und bewirken, daß das Öl im Sinn der in Fig. 6 ge­strichelt eingezeichneten Pfeile durch die Scheiben fließen muß und nicht von einer Öffnung (25) aus innen zur gegenüberliegen­den Öffnung fließt. Die Platten (13 und 14) sind in ihrer Lage zueinander im Außenbereich durch die ineinander schnappenden Bereiche (20 und 21) der Ränder (16 und 18) gesichert. Die Fig. 5, 6 und 8 zeigen, daß jede der etwa kreisförmigen Platten (14) mit nach außen gerichteten knopfartigen Ausprägungen (27) ver­sehen ist, die gleichmäßig auf dem Umfang verteilt sind und dazu dienen, die Abstützung gegenüber benachbarten Scheiben­körpern zu bewirken. Die Ausprägungen (27) der Platte (14) stützen sich dabei an korrespondierenden Ausprägungen (28) der Platte (13) (s. Fig. 10, 11 und 13) ab, deren Höhe ebenfalls dem halben Abstand zwischen benachbarten Scheibenkörpern ent­spricht. Während also die Ausprägungen (23) die Abstützung zu benachbarten Scheibenkörpern im inneren Bereich der Scheiben­körper (10) übernehmen, wird dies durch die Ausprägungen (27 und 28) im Außenbereich der Scheibenkörper bewirkt.

[0015] Aus der Fig. 4 ist gut zu erkennen, daß es keine Schwierig­keiten macht, einzelne Scheibenkörper zunächst durch Zusammen­fügen der Platten (13 und 14) herzustellen, die jeweils vor dem Zusammensetzen von Deckel und Unterteil noch mit den ent­sprechenden Turbulenzeinlagen versehen werden können. Die so gebildeten relativ stabilen Scheibenkörper können dann auf das Rohr (12) aufgefädelt und innerhalb des zunächst noch offenen topfartigen Gehäuses (1) angeordnet werden. Dies kann dabei gleichzeitig unter Zwischenfügung von Lötfolien geschehen, die auch schon zwischen die beiden Platten (13 und 14) eingelegt werden können, ehe diese zusammengedrückt werden. Anstelle der zusätzlichen Einfügung von Lötfolien ist es besser, die Platten (13, 14) unmittelbar mit einer Lotplattierung zu versehen. Ist dies geschehen, so wird der Boden (2) aufgesetzt, der dafür sorgt, daß alle Scheibenkörper mit der notwendigen Axialkraft gegeneinander gedrückt werden. Die so vormontierten Scheiben­Ölkühler werden dann in einem Lötofen verlötet. Durch die gewählte Ausgestaltung ergibt sich eine gute und dichte Ver­bindung aller Teile.

Ansprüche

1. Ölkühler für eine Brennkraftmaschine, bestehend aus mehreren stapelartig in einem von Kühlflüssigkeit durchströmten Gehäuse (1, 2) angeordneten Scheibenkörpern (10), deren Unter­teil von einer (13) von zwei zusammenpassenden Platten und deren Deckel von der zweiten Platte (14) gebildet ist, wobei die Ränder (16, 18) der auf Abstand gehaltenen, profilierten Platten (13, 14) verlötet sind und einen vom zu kühlenden Öl durchströmten und mit den Hohlräumen benachbarter Scheiben­körper über Durchflußöffnungen (24, 25) in Verbindung stehenden Hohlraum einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder (16, 18) so aufeinander abgestimmt sind, daß der äußere Rand (16) einrastend und unter Spannung am inneren Rand (18) gehal­ten ist.

2. Ölkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (13, 14) kreisrunde oder elliptische Form auf­weisen.

3. Ölkühler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß beide Ränder (16, 18) der Platten (13 und 14) jeweils mit einer inneren bzw. äußeren Fase (17 bzw. 19) versehen sind.

4. Ölkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand (16) eine innen umlaufende Vertiefung (20) und der innere Rand eine außenliegende umlaufende Kante (21) auf­weist, die einrastend ineinanderpassen.

5. Ölkühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Vertiefung (20) des äußeren Randes (16) dem Scheitel einer sich nach innen öffnenden stumpfwinkligen Vertiefung ent­spricht und daß die äußere umlaufende Kante (21) des inneren Randes (18) dem Scheitel eines sich ebenfalls nach innen öffnenden stumpfwinkligen Querschnittes entspricht und daß die Größe der beiden stumpfen Winkel in etwa gleich ist.

6. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Platten (13 bzw. 14) mit nach außen gerichteten Ausprägungen (27 bzw. 28) zur Sicherung des Abstandes benachbarter Scheibenkörper versehen ist, die jeweils gleichmäßig am Umfang verteilt angeordnet sind.

7. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Unterteil des Scheibenkörpers (10) bildende Platte (13) mit einem nach innen gerichteten Durchzug (22) versehen ist, der auf ein zentrales Rohr (12) aufschiebbar ist.

8. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Deckel bildende Platte (14) eine dem Durchzug (22) der anderen Platte (13) entsprechende Öffnung (11) aufweist und mit dieser auf das Rohr (12) aufschiebbar ist.

9. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Platten (13 und 14) der zentralen Öffnung (11) gegenüberliegende Öffnungen (24, 25) für die Öldurchströmung aufweisen und daß mindestens einer der Platten im Bereich dieser Öffnung (24) liegende, zur Lenkung des Öl­stromes dienende Einrichtungen (26) zugeordnet sind.

10. Ölkühler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Öffnungen (24) der das Unterteil bil­denden Platte (13) jeweils von nach außen gerichteten Aus­prägungen (23) eingerahmt sind, deren Höhe dem Abstand zwischen zwei benachbarten Scheibenkörpern entspricht.

11. Ölkühler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Lenkung des Ölstromes zwischen beiden Platten (13 und 14) im Bereich der zentralen Öffnung (11) vorgesehenen Einrich­tungen aus zwei die gegenüberliegenden Öffnungen (25) einer Platte (14) jeweils nach innen begrenzenden Stegen (26) be­stehen, die bis kurz vor den Rand der Öffnung (24) der anderen Platte (13) reichen.

12. Ölkühler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer Platte (13, 14) eine radial verlaufende Einprägung (30) zugeordnet ist, die als Trennwand zwischen der Zu- und Abflußöffnung (3, 4) für die Kühlflüssigkeit dient.

Zeichnung