AT4030U1

AT4030U1 - Schaltbarer wärmetauscher

Info

Publication number: AT4030U1
Application number: AT0082499U
Authority: AT
Inventors: Walter Riedler
Original assignee: Avl List Gmbh
Priority date: 1999-12-02
Filing date: 1999-12-02
Publication date: 2000-12-27
Also published as: DE10060040A1; DE10060040B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Wärmetauscher (1), insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem von einem ersten Übertragungsmedium (11) durchflossenen Übertragungsteil (13), welcher thermisch an ein zweites Übertragungsmedium (13) gekoppelt werden kann. Um auf möglichst einfache Weise eine Überhitzung des Übertragungsmediums (11) zu vermeiden, ist vorgesehen, daß der Übertragungsteil (3) eine erste Fläche (4) aufweist, welche durch einen Schaltvorgang in Berührungskontakt mit einer thermisch mit dem zweiten Übertragungsmedium (13) verbundenen zweiten Fläche (6) bringbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Wärmetauscher, insbesondere für eine Brennkraftmaschine, mit einem von einem ersten Übertragungsmedium durchflossenen Übertragungsteil, weicher thermisch an ein zweites Übertragungsmedium gekoppelt werden kann.

Um Emissionen und den Verbrauch so gering wie möglich zu halten, gibt es zahlreiche Vorschläge, um die Aufwärmphase nach dem Kaltstart eines Motors zu verkürzen. Bekannte Systeme nutzen Öl- bzw. Wasserwärmetauscher oder eine elektrische Zuheizung, um den Öl- bzw. Wasserkreislauf aufzuheizen.

Es ist bekannt, zur Verkürzung der Aufwärmphase nach dem Kaltstart die Abgaswärme zur Ölaufheizung zu benutzen. Aus der US 4 458 642 A ist ein ÖI/Abgaswärmetauscher bekannt, mit welchem die Abgaswärme dem Schmieröl zugeführt wird. Dauernd von Ö1 durchströmte Wärmetauscher dieser Art haben allerdings den Nachteil, dass bei hohen Abgastempera- turen, welche insbesondere bei hohen Lasten auftreten, eine Verkokung des Öles erfolgen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden, und einen Wärmetauscher zu entwickeln, mit welchem eine Überhitzung des Über- tragungsmediums vermieden wird.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Wärmetauscher eine mechanische Schalteinrichtung aufweist, wobei der Übertragungsteil eine erste Fläche aufweist, welche durch einen Schaltvorgang in Berührungs- kontakt mit einer thermisch mit dem zweiten Übertragungsmedium ver- bundenen zweiten Fläche bringbar ist. Durch die mechanische Schaltein- richtung kann die Wärmeübertragung zwischen den beiden Übertra- gungsmedien mechanisch unterbrochen werden, so dass eine Überhitzung der Übertragungsmedien wirksam verhindert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Schaltbewegung translatorisch oder rotatorisch erfolgt.

Um auf möglichst einfache Weise eine gute Wärmeübertragung zwischen erster und zweiter Fläche zu erreichen ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Fläche im wesentlichen eben ausgebildet sind. Sehr vorteilhaft ist es, wenn der Übertragungsteil eine Wärmetauscherplatte aufweist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass der Übertragungsteil einen Im wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf- weist, dessen längerer Schenkel die erste Fläche ausbildet, wobei vor- zugsweise vorgesehen sein kann, dass der Übertragungsteil an einem Ende um eine Drehachse schwenkbar gelagert ist. Die Drehachse ist dabei am kürzeren Schenkel des L-förmigen Übertragungsteiles angeordnet.

Die Schaltbewegung erfolgt über eine Betätigungseinrichtung, welche vor- zugsweise im Bereich des kurzen Schenkels des L-förmigen Übertra- gungsteiles angreift.

Das erste Übertragungsmedium kann durch Öl, insbesondere durch Schmieröl der Brennkraftmaschine, gebildet sein. Es ist aber auch jedes andere flüssige oder gasförmige Übertragungsmedium möglich.

Gemäss einer sehr einfachen und wirkungsvollen Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Fläche durch eine thermisch fest mit dem zweiten Übertragungsmedium verbundene Kontaktplatte gebildet ist. Sehr vorteilhaft ist es dabei, wenn die Kontaktplatte in einer Seitenan- sicht betrachtet, im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist, und der Über- tragungsteil drehbar am kürzeren Schenkel der L-förmigen Kontaktplatte gelagert ist. Die sinnvoller Weise durch ein thermisch gut leitendes Metall gebildete Kontaktplatte kann durch Schweissen, Schrauben, od. dgl. fest mit einem das zweite Übertragungsmedium enthaltenden Körper verbun- den werden, so dass auch eine nachträgliche Montage möglich ist.

In einer äusserst bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vor- gesehen, dass die zweite Fläche durch die Abgasleitung oder einer mit die- ser thermisch fest verbundenen Kontaktplatte gebildet ist. Über die Be- tätigungseinrichtung kann somit der Ölkreislauf vom Abgas getrennt wer- den, sobald die Abgastemperatur einen kritischen Wert annimmt. So lange die Bauteiltemperatur der Abgasleitung nicht zur Ölverkokung führt, bleibt die mechanische Schalteinrichtung geschlossen. Wenn allerdings eine für das Öl kritische Temperatur erreicht wird, wird die mechanische Schalt- einrichtung geöffnet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Wärmetauscher in einem
Schnitt, Fig. 2 den Wärmetauscher aus Fig. 1 in einer Draufsicht, Fig. 3 und 4 Schrägansichten des Wärmetauschers mit zwei verschiedenen
Schaltstellungen.

Der schaltbare Wärmetauscher 1 weist eine mechanisches Schalteinrich- tung 2 mit einer auf einem Übertragungsteil 3 angeordneten ersten Fläche 4 und einer durch eine Kontaktplatte 5 gebildeten zweiten Fläche 6 auf.

Der Übertragungsteil 3 besitzt einen L-förmigen Querschnitt mit einem kurzen Schenkel 3a und einem als Wärmetauscherplatte 30 ausgebildeten langen Schenkel 3b. Die erste Fläche 4 wird durch den langen Schenkel 3b des Übertragungsteiles 3 gebildet. Im Bereich des kurzen Schenkels 3a ist der Übertragungsteil 3 mit einer Zuflussleitung 7 und einer Abflussleitung 8 verbunden.

Der Übertragungsteil 3 ist um eine im Bereich des kurzen Schenkels 3a angeordnete Drehachse 9 drehbar gelagert. Die Drehbewegung des Über- tragungsteiles 3 wird durch eine im Bereich des kurzen Schenkels 3a am Übertragungsteil 3 angreifende Betätigungseinrichtung 10 eingeleitet. Die Strömung des ersten Übertragungsmediums ist mit Pfeilen 11 angedeutet.

Die Kontaktplatte 5 ist fest mit einer Abgasleitung 12 verbunden, durch welche das durch Abgas gebildete zweite Übertragungsmedium 13 strömt, wie durch den Pfeil angedeutet ist. Die Kontaktplatte 5 weist ebenfalls ei- nen L-förmigen Querschnitt mit einem kurzen Schenkel 5a und einem lan- gen Schenkel 5b auf, wobei die Lagerung der Drehachse 9 durch den ga- belförmig ausgebildeten kurzen Schenkel 5a erfolgt.

In Fig. 1 und 3 ist die mechanische Schalteinrichtung 2 in der geöffneten Stellung dargestellt, wobei die erste Fläche 4 und die zweite Fläche 6 von- einander beabstandet sind. Fig. 4 zeigt die mechanische Schalteinrichtung 2 in der geschlossenen Stellung, bei der die erste Fläche 4 und die zweite Fläche 6 thermisch miteinander verbunden sind.

Solange die Temperatur der Abgasleitung 12 im Bereich der Einbaustelle des Wärmetauschers 1 nicht zur Ölverkokung führt, wird die mechanische Schalteinrichtung 1 in der in Fig. 4 gezeigten Schaltstellung gehalten.

Wenn eine für das Öl kritische Temperatur erricht ist, wird die mecha- nische Schalteinrichtung 2 geöffnet, so dass die thermische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Übertragungsmedium 11, 13 un- terbrochen wird. Dadurch wird das Öl wirksam vor Verkoken geschützt.

Claims

ANSPRÜCHE 1. Schaltbarer Wärmetauscher (1), insbesondere für eine Brennkraft- maschine, mit einem von einem ersten Übertragungsmedium durch- flossenen Übertragungsteil (3), welcher thermisch an ein zweites Übertragungsmedium (13) gekoppelt werden kann, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) eine mechanische Schalt- einrichtung (2) aufweist, wobei der Übertragungsteil (3) eine erste Fläche (4) aufweist, welche durch einen Schaltvorgang in Berührungs- kontakt mit einer thermisch mit dem zweiten Übertragungsmedium verbundenen zweiten Fläche (6) bringbar ist.
2. Wärmetauscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltvorgang eine translatorische Bewegung des Übertragungs- teiles (3) beinhaltet.
3. Wärmetauscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltvorgang eine rotatorische Bewegung des Übertragungsteiles (3) beinhaltet.
4. Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge- kennzeichnet, dass die erste (4) und die zweite Fläche (6) im we- sentlichen eben ausgebildet sind.
5. Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüchel bis 4, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Übertragungsteil (3) eine Wärmetauscher- platte (30) aufweist.
6. Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Übertragungsteil (3) einen im wesentlichen L- förmigen Querschnitt aufweist, dessen längerer Schenkel (3b) die erste Fläche (4) ausbildet.
7. Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Übertragungsteil (3) an einem Ende um eine Drehachse (9) schwenkbar gelagert ist.
8. Wärmetauscher (1) nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeich- net, dass die Drehachse (9) am kürzeren Schenkel (3a) des L-förmi- gen Übertragungsteiles (3) angeordnet ist.
9. Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Übertragungsteil (3) durch eine Betätigungs- <Desc/Clms Page number 5> einrichtung (10) bewegbar ist, wobei die Betätigungseinrichtung (10) vorzugsweise am kürzeren Schenkel (3a) des L-förmigen Übertra- gungsteiles (3) angreift.
10. Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge- kennzeichnet, dass das erste Übertragungsmedium (11) durch Öl ge- bildet ist.
11. Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass die zweite Fläche (6) durch eine thermisch fest mit dem zweiten Übertragungsmedium (13) verbundene Kontaktplatte (5) gebildet ist.
12. Wärmetauscher (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktplatte (5) in einer Seitenansicht betrachtet, im we- sentlichen L-förmig ausgebildet ist, und der Übertragungsteil (3) drehbar am kürzeren vorzugsweise gabelförmigen Schenkel (5a) der L-förmigen Kontaktplatte (5) gelagert ist.
13. Wärmetauscher (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem durch Abgaswärme erhitzten Vorwärmsystem für das erste Übertra- gungsmedium (11), wobei das zweite Übertragungsmedium (13) durch eine Abgasleitung (12) durchströmendes Abgas gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fläche (6) durch die Ab- gasleitung (12) oder einer mit dieser thermisch fest verbundenen Kontaktplatte (5) gebildet ist.