CN105716447B - 废热换热器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废热换热器(1)，其用于在机动车内燃机的废气与冷却剂之间换热。废热换热器(1)具有壳体(6)，该壳体具有用于输入和输出冷却剂的接口(7，8)。根据本发明，冷却剂接口(7，8)通过管件(13)构成，所述管件为了固定在废热换热器(1)的壳体(6)上而具有构造在该管件的外周(15)上的接合面(16)，所述管件还具有横向于管件(13)的纵轴线(LA)定向的溢流口(19)，该溢流口与壳体(6)中的通流口(9，10)连通。

Description

废热换热器
技术领域
本发明涉及一种用于在机动车内燃机的废气与冷却剂之间换热的废热换热器。
背景技术
废热换热器及其构造以及作用原理例如通过EP2436897A2、DE60119740T2或DE19907163C2已知。这样的换热器特别是用作机动车中的废气再循环冷却器亦或增压空气冷却器。
每种废热换热器都需要冷却剂接口以用于输入和输出冷却剂。接口通常设计为轴向管接头，它们与壳体接合。外部的冷却剂传输位置大多设有管道。由结构空间决定地并且由于成本原因，冷却剂传输位置处于冷却器附近。为了能够达到废热换热器壳体上的相应位置，在壳体上或者说壳体罩上的管路或轴颈处局部需要小的弯曲半径以及局部需要附加的冲压件或铣削件。这无论是在制造技术方面还是在装配技术方方面都是值得改进的。
DE102011077459A1公开了一种在连接管与设置在换热器上的连接配合件之间的连接装置，其中，连接配合件具有至少一个相对连接管形状互补地构造的通孔和至少一个容纳孔，连接管的端头在构成压配合的情况下可以至少部分地插入其中。连接配合件具有用于焊料的容纳区域，该容纳区域在所述通孔的轴向外端部处延伸。所述焊料设置在容纳区域中。
发明内容
从现有技术出发，本发明的目的是：提供一种废热换热器，其在壳体与冷却剂接口之间具有功能上和结构空间技术上得到改进的连接。
按照本发明，这个目的的解决方案在于根据本发明的废热换热器，其用于在机动车内燃机的废气与冷却剂之间换热，该废热换热器具有壳体，该壳体具有用于输入和输出冷却剂的接口。根据本发明规定，至少一个接口具有管件，所述管件为了固定在壳体上而具有构造在该管件的外周上的接合面，所述管件还具有横向于该管件的纵轴线定向的溢流口，该溢流口与壳体中的通流口连通，所述接合面由管件的管壁的削平部构成，管件在其与该削平部对置的自由端部的区域中的横截面是圆形的。
根据本发明，至少一个接口、特别是冷却剂流入接口具有管件，该管件具有构造在其外周上的接合面和侧向设置在该管件上的溢流口，所述接合面用于将管件固定在废热换热器的壳体上，所述溢流口与壳体中的通流口连通。
特别地，过渡管路开口或者溢流口的平面垂线横向于管件的纵轴线定向。
横向于纵轴线表示：溢流口或者穿过溢流口的平面中点延伸的平面垂线相对纵轴线成角度地定向。溢流口以大于0°且小于180°的角度相对纵轴线倾斜或者站立地定向。特别地，以45°至135°、优选以90°+/－30°的角度定向。在实际的设计方案中，溢流口特别设置为以直角横向于纵轴线定向。溢流口侧向设置在管件的管壁中或者上。
本发明提供的废热换热器具有结构空间技术上有益的、节省空间的并且成本低的冷却剂接口。冷却剂接口由管件构成，该管件径向安置在废热换热器的壳体上并且在所设置的冷却剂溢流位置处设有溢流口。管件在溢流位置处可以是优选压扁的。在管件的自由端部上可以连接管件构件。为此在管件的自由端部上设置有相应的联接元件。联接元件例如可以是密封隆起部、特别是在管件的自由端部处镦锻的、径向环绕的密封隆起部。管件的另外的壳体侧端部在端侧封闭。这可以通过端壁、同样地通过端盖或塞子或者端头实现。
一种有益的设计方案设定：管件向着其壳体侧端部变细。管件在其壳体侧端部处有益地通过压扁部封闭。管件的管壁在此是没入且挤压在一起的，因而管壁或者管壁段平坦地相互靠近。特别地，各管壁段在压扁部的区域中流体密封地彼此接合。
总体而言，废热换热器的壳体中的溢流口或者通流口的可接近性得到简化和改进。根据本发明的冷却剂接口也能够实现的是：在废热换热器的安装位置中不利地安置在壳体中的接口位置或者通流口的的可接近性。
特别有益的是：接合面通过管件的管壁上的削平部构成。
另一有益的设计方案规定：溢流口通过在管件的管壁中冲压的孔构成。溢流口也可以通过在管件的管壁中铣削或激光加工的孔制成。当溢流口构造成长形孔时，完成对冷却剂的特别有效的溢流。此外也可以设置有多个溢流口。这样可能的是：两个或更多个孔构成溢流口。在此，所述孔特别是沿管件的纵向成排设置。
壳体中的通流孔设置成流动技术上用于将冷却剂有益地溢流入废热换热器中或者从其中溢流出。壳体中或者壳体罩中的通流孔可以构造为圆形孔或长形孔。一方面设定：一个或多个孔沿管件的纵向成排地设置。
本发明的另一方面设定：所述接合面具有与壳体的外轮廓相适配的连接轮廓。特别地，接合面具有与壳体上的连接面完全一致的设计结构。冷却剂接口的管件径向地在壳体上延伸。在管件的自由端部上可以连接冷却剂管路。
此外有益的是：壳体具有用于管件的或者管件一部分的连接面。所述连接面特别是设计成与管件在冷却剂过渡部区域中的外周完全一致。这样，容纳段可以设计成半圆形的，以便可以容纳管件。
在管件的具有削平地或者压扁的接合面的设计方案中，壳体中的接合面相应平地设计。这种设计方案在加工技术和装配技术上都是有益的。
特别地，管件和壳体彼此材料锁合地接合、优选焊接。
废热换热器及其部件由金属、特别是钢材、优选不锈钢构成。废热换热器或其构件组件也可以由轻金属、特别是铝构成。
为了制造冷却剂接口，管件被局部压扁并且被以冲头精压成最终几何形状。接着在被压扁的区域中的管壁中冲压、铣削或用激光加工溢流口。原则上也可以在管件中设置多个沿纵向成排设置的溢流口。这种设计方案对冷却剂在废热换热器的壳体中的换热器单元内部的分布具有有益的作用。
管滑动件的另一变型设定：管件的管壁的一部分或者部件被去除，以便这样提供接合面和径向定向的溢流口。
附图说明
下文借助附图所示的实施例来进一步描述本发明。附图中：
图1示出根据本发明的废热换热器的第一实施方式的透视图；
图2示出图1所示废热换热器的侧视图；
图3示出图2所示视图的俯视图；
图4示出废热换热器的前视图；
图5示出废热换热器的冷却剂接口的透视图；
图6示出根据本发明的废热换热器的第二实施方式的透视图；
图7示出图6所示废热换热器的侧视图；
图8示出废热换热器的俯视图；
图9示出废热换热器的前视图；
图10示出图6所示废热换热器的冷却剂接口的透视图；
图11示出图6所示废热换热器在冷却剂接口的区域中的局部的透视图；
图12示出冷却剂接口的另一实施方式的透视图；
图13示出根据本发明的废热换热器的另一实施方式的透视图；
图14示出图13所示废热换热器的冷却剂接口的透视图；
图15示出图14所示的变动方案的透视图；
图16示出根据本发明的废热换热器的另一实施方式的透视图；
图17示出图16所示废热换热器的冷却剂接口的透视图；
图18示出图16所示视图的废热换热器的对冷却剂过渡部进行观察的透视图。
具体实施方式
彼此相应的构件和组件在所有附图中设有相同的附图标记。
借助图1至5对废热换热器1的第一实施方式进行描述。图6至10示出废热换热器2的第二实施方式。图11示出废热换热器2的一种变动方案。
废热换热器1、2特别用作机动车中的废气再循环冷却器。热的废气经由进气扩散道3流入并且在废热换热器1、2内部借助换热器单元4、特别是管束或叠片组被引导向排气扩散道5，被冷却的废气从该排气扩散道流出。在各扩散道3、5之间的区域中，换热器单元4被壳体6包围。通过壳体6来引导液态冷却剂，该液态冷却剂绕流换热器单元4。冷却剂在冷却剂流入接口7处被输入而在冷却剂流出接口8处被输出。为了经由冷却剂流入接口7引入冷却剂以及为了经由冷却剂流出接口8引出冷却剂，在壳体6中设置有通流口9、10。冷却剂流入接口7和冷却剂流出接口8处于壳体6的彼此对置侧11、12。在此在视图平面上看，冷却剂流入接口7设置在壳体6的上侧11上，而冷却剂流出接口8设置在下侧12上。
用于冷却剂的接口、即冷却剂流入接口7由管件13或者14构成。管件13或者14在其外周15上具有用于固定在壳体6上的接合面16、17。接合面16、17通过管件13、14的管壁18的削平部构成(为此特别参见图5和10)。
在削平的接合面16、17的区域中，管件13、14具有侧向向下倾斜的溢流口19，该溢流口与壳体6中的通流口9连通并且流体导通地连接。溢流口19横向与管件13、14的纵轴线LA定向。溢流口19的平面垂线用FN表示。
接合面16、17具有与壳体6的外轮廓适配的接口轮廓。
管件13或者14不仅在废热换热器1中而且在废热换热器2中径向安置在壳体6上。管件13、14的壳体侧端部20通过端壁21封闭。在管件13、14的自由端部22上设置有形式为径向环绕的密封隆起部的连接件23用于与连接在前面的管路部件联接。
如又可以在图5和10中看到的那样，溢流口19通过长形孔构成。在管壁18中冲压该长形孔，并且该长形孔沿压扁的接合面16、17的纵向延伸。
废热换热器1的壳体6设计成圆形的。在与此完全一致的设计方案中，管件13具有与壳体6的外轮廓相适配的设计为弯曲的或者圆弧形的接合面16。壳体6上的连接面24设计成完全一致的。管件13的自由端部22切向远离壳体6地延伸。
废热换热器2的壳体6的横截面设计成矩形。管件14横向于壳体6的纵向直线延伸。管件14的接合面17同样设置为直线的。壳体6具有与接合面17完全一致地设计的连接面25。
在废热换热器2的如图11所示的设计方案中，管件14经过弯曲段26过渡到冷却剂流入接口7的直线延伸的自由端部区段27中。
图12示出管件28的另一设计方案。在这种实施方式中，管壁29在壳体侧端部区段30中被去除一部分。被去除的区域中的纵棱边31、32构成接合面33。溢流口34横向于管件28的纵轴线LA定向。
图13至15所示的废气换热器2也具有横截面设计为矩形的壳体6。冷却剂流入接口7由管件14构成，该管件在其外周15上具有用于固定在壳体6上的接合面17。接合面17由管件14的管壁18的削平部构成。在接合面17的区域中，管件14具有侧向设置的溢流口19。该溢流口19横向于管件14的纵轴线LA定向。溢流口19是一个长形孔，该长形孔与壳体6中的两个通流口9连通并且与这两个通流口流体导通的连接。管件14向着其壳体侧端部20变细。在此，壳体侧端部20通过压扁部36封闭。可识别的是：管壁在壳体侧端部20没入并且被相对压扁。
图16至18所示的废热换热器2是外形相同的。管件14横向于壳体6的纵向直线延伸。管件14向着壳体侧端部20变细。在此，接合面17通过管件14的壳体侧端部区段20处的管壁的削平部构成。接合面17设置为抛物线形式的。溢流口19由长形孔构成。溢流口19沿管件的纵向延伸并且侧向设置在管件的管壁上或者管壁中。在此，溢流口19或者该溢流口19的平面垂线横向于管件14的纵轴线LA定向，使得冷却剂侧向流出管件14并且流入到废热换热器2的壳体6中。溢流口与壳体6的上侧壁中的两个通流口9连通。通流口9是长形孔。
废热换热器2的冷却剂接口7如借助图13至15或者16至18所阐述的那样具有管件14，该管件径向安置在壳体6上。接合面7通过接口轮廓而相应地与壳体6的外轮廓相适配。在管件14的自由端部22上设置有连接件23。
在所示的实施例中，冷却剂流入接口7以根据本发明的方式设计。冷却剂流出接口8以其壳体侧端侧35安置在壳体6上并且在那里接合在一起。冷却剂流出接口8与壳体6中的通流口10流体导通地连接。可以理解的是：冷却剂流出接口8也是根据本发明设计的，其具有管件，该管件的设计方案与借助冷却剂流入接口7所描述的设计方案相符。
附图标记列表
1 废热换热器
2 废热换热器
3 进气扩散道
4 换热器单元
5 排气扩散道
6 壳体
7 冷却剂流入接口
8 冷却剂流出接口
9 通流口
10 通流口
11 6的上侧
12 6的下侧
13 管件
14 管件
15 外周
16 接合面
17 接合面
18 管壁
19 溢流口
20 13、14的壳体侧端部
21 端壁
22 13、14的自由端部
23 连接件
24 连接面
25 连接面
26 弯曲段
27 端部区段
28 管件
29 管壁
30 端部区段
31 纵棱边
32 纵棱边
33 接合面
34 溢流口
35 8的壳体侧端侧
36 压扁部
LA 纵轴线
FN 平面垂线

Claims (9)

1.废热换热器(1，2)，其用于在机动车内燃机的废气与冷却剂之间换热，该废热换热器具有壳体(6)，该壳体具有用于输入和输出冷却剂的接口(7，8)，其特征在于：至少一个接口(7，8)具有管件(13，14；28)，所述管件为了固定在壳体(6)上而具有构造在该管件的外周(15)上的接合面(16，17)，所述管件还具有横向于该管件(13，14；28)的纵轴线(LA)定向的溢流口(19；34)，该溢流口与壳体(6)中的通流口(9，10)连通，所述接合面(16，17)由管件(13，14)的管壁(18)的削平部构成，管件(13，14)在其与该削平部对置的自由端部(22)的区域中的横截面是圆形的。
2.如权利要求1所述的废热换热器，其特征在于：所述接合面(16，17)具有与壳体(6)的外轮廓相适配的接口轮廓。
3.如权利要求1或2所述的废热换热器，其特征在于：管件(13，14)径向安置在壳体(6)上。
4.如权利要求1或2所述的废热换热器，其特征在于：溢流口(19)由管壁(18)中的一个或多个孔构成。
5.如权利要求1或2所述的废热换热器，其特征在于：壳体(6)具有设计得与管件(13，14)的接合面(16，17)完全一致的连接面(24，25)。
6.如权利要求1或2所述的废热换热器，其特征在于：管件(14)向着其壳体侧端部(20)变细。
7.如权利要求1或2所述的废热换热器，其特征在于：管件(13，14)的壳体侧端部(20)在端侧封闭。
8.如权利要求1或2所述的废热换热器，其特征在于：管件(14)在其壳体侧端部(20)处通过压扁部(36)封闭。
9.如权利要求1或2所述的废热换热器，其特征在于：溢流口(19)由一个长形孔构成。
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