CN109791033A - 热交换器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助于冷却介质(13)利用介质的分离冷却工作介质(12)的热交换器(1)，该热交换器(1)包括壳体(2)，该壳体(2)具有壳体外壳(4)、工作介质入口(5)、工作介质出口(6)、冷却介质入口(7)和冷却介质出口(8)，且该热交换器(1)包括热交换器块(3)，该热交换器块(3)位于壳体(2)中，且具有靠近工作介质入口(5)的前端盖(9)和远离工作介质入口(5)的后端盖(10)以及用于运送工作介质(12)的多个工作介质管道(11)，所述管道穿过这两个端盖(9、10)且固定地连接到这两个端盖(9、10)，其中，在后基底(10)的边缘(17)与壳体(2)上的阶梯(18)之间轴向地布置轴向环形密封件(19)。在以下情况下可以实现改善的密封功能：壳体(2)在阶梯(18)的区域中具有至少一个夹入式轮廓(20)，且该夹入式轮廓(20)与在边缘(17)背对环形密封件(19)的后侧上的该边缘(17)上的配对夹入式轮廓(21)协作。

Description

热交换器

技术领域

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分特征的借助于冷却介质对工作介质进行介质分离冷却的热交换器。

背景技术

这类热交换器(也被称为热传递设备)例如被用在机动车辆中以便冷却车辆的(优选地，车辆的内燃机的)工作介质。在该过程中，相对较高的温度可以出现在待冷却的工作介质的一侧，其例如通过增压空气冷却器或利用废气再循环冷却器或利用废气冷却器来冷却。显然，工作介质的冷却伴随有冷却介质的加热，从而也可以将各自的热交换器用于借助于工作介质(其随后对应于加热介质)对冷却介质(其随后对应于工作介质)的介质分离加热。

例如从WO 2014/006213 A1得知一种通用类热交换器。该热交换器包括壳体，该壳体具有壳体外壳、工作介质入口、工作介质出口、冷却介质入口和冷却介质出口。因此，可以将工作介质和冷却介质供应到该壳体并从该壳体排出。此外，该热交换器包括热交换器块，该热交换器块被插入壳体中且包括面向工作介质入口的前基底和背对工作介质入口的后基底以及用于传导工作介质的多个工作介质管道。工作介质管道穿过这两个基底且另外牢固地连接到这两个基底，从而形成热交换器块。在该热交换器中，工作介质路径从工作介质入口、在内部穿过工作介质管道而延伸至工作介质出口。此外，冷却介质路径从冷却介质入口、在外部围绕工作介质管道而延伸至冷却介质出口。在内部流动的工作介质和在外部流动的冷却介质之间的热传递受到工作介质管道的壁的影响。在已知热交换器中，各自的基底具有在工作介质管道上径向突出的圆周边沿，圆周边沿在每种情况下都通过沿着各自边沿的壳体的圆周阶梯上的轴向作用的环形密封件而轴向地支撑该圆周边沿。此外，具有已知热交换器的外壳由轴向地布置在热交换器块的两个基底之间且彼此相对放置的两个半壳形成。入口壳体部分或包括工作介质出口的出口壳体部分在轴向端面连接到该外壳，其中，具有相关联的环形密封件的各自基底的边沿结合入各自连接区域中。因此，与各自环形密封件相互作用的壳体侧阶梯形成在入口壳体部分或出口壳体部分上。因此，已知热交换器包括壳体，该壳体具有必须组装的至少四个单独组件。因此用于实现已知热交换器的支出相对较多。

从DE 10 2013 221 932 A1得知另一种热交换器，其中，外壳以一体呈现，从而可以将热交换器块轴向地插入外壳中。在该热交换器中，此外还提供将金属隔板插入外壳的入口区域中且插入外壳的出口区域中，从而降低由塑料制作的外壳上的热负荷。

利用上文提及的这两种热交换器，可以在壳体的外部制作热交换器块，从而随后将完成的热交换器块与壳体联合在一起。在壳体的外部制作热交换器块是特别有利的，因为热交换器块的制作频繁地伴随有高的热负荷，这例如无法在壳体的塑料外壳中来实现和/或要求在壳体内不可获得的良好可达性。例如，工作介质管道必须严格地穿过基底，使得在此采用钎焊连接或焊接连接。根据热交换器的目的，钎焊例如在钎焊期间可能也需要非常高的温度。

从DE 10 2006 051 000 A1得知另一种热交换器，其中，在壳体的外壳内完成热交换器块。在此，在将工作介质管道焊接或钎焊到各自基底期间必须在各自基底的区域中进行外壳的冷却，以防止损坏该外壳。换言之，在壳体内的热交换器块的制作涉及提高的支出。

为了能够尽可能地有成本有效地制作热交换器，需要使用有成本效益的材料，例如塑料和轻金属合金。然而，这些有成本效益的材料不能用于可能的全部温度范围内。此外，塑料具有比金属显著更低的热传导系数。与此相比，铁合金(优选地钢、特别地不锈钢)具有非常高的耐热性，但是相对较为昂贵。然而，目的应当是使热交换器的重量尽可能低，尤其在车辆应用中。

此外已示出，在热交换器块的各自基底的边沿与壳体的各自阶梯之间使用轴向作用的环形密封件是有问题的，这是因为热交换器块和壳体由于不同温度和不同热膨胀系数(如果适用)而在热交换器的操作期间不同地膨胀。热交换器块和壳体因此可以在各自基底的区域中相对于彼此轴向移动，使得各自环形密封件不再能够履行其密封功能。

发明内容

本发明解决这样的问题：用于本文开头提及类型的热交换器的改进的或至少另一种实施方式，其特征一方面在于有成本效益的生产且另一方面在于提高了在环形密封件的区域中的功能可靠性。

根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题得以解决。有利实施方式为从属权利要求的主题。

本发明基于以如下方式将热交换器块接合在壳体中的总体思路：在环形密封件的区域中，可以永久地保证轴向接触以及优选地轴向预装载。详细地，本发明提出了在后基底的区域中实现壳体与热交换器块之间的这类接合，以便轴向预装载在此以如下方式提供的第一环形密封件：轴向预装载的第一环形密封件既铺设抵靠后基底的边沿、而且还铺设抵靠形成在壳体上的相关联的阶梯。因此，在预期的所有温度和操作状况下保证第一环形密封件的密封功能。

实际上，用于该目的的壳体在阶梯的区域中包括至少一个接合轮廓，该至少一个接合轮廓在边沿背对第一环形密封件的后侧上与该边沿的配对接合轮廓相互作用。在此，各自的接合轮廓导致边沿在壳体上的轴向定位。一方面，该轴向定位引起边沿在壳体上的轴向固定，这防止边沿远离阶梯的轴向运动。另一方面，用于边沿的该轴向定位限定相对于壳体的轴向位置，其中，轴向预装载的第一环形密封件铺设抵靠边沿和阶梯。

实际上，提供多个接合轮廓，这些接合轮廓在圆周方向上彼此间隔且沿着边沿分布排列。采用该方式，改善了壳体上后基底边沿的轴向固定或轴向定位。

在另一实施方式中，各个接合轮廓可以直接与边沿的后侧相互作用，其中，该边沿的后侧自身于是共同地形成用于所有接合轮廓的配对接合轮廓。以此方式，简化了后基底的制造。特别地，各个接合轮廓围绕位于径向外部的边沿的外边缘接合。

实际上，各个接合轮廓可以在面对工作介质入口的一侧包括斜坡。在轴向插入热交换器块期间，该斜坡促进通过后基底的边沿而在各自的接合轮廓上的移动，这导致热交换器块插入壳体的情况。在斜坡上移动之后，邻接该斜坡的基本径向取向的接合突出部在各自的配对接合轮廓的接合轮廓的后方接合，且以该方式保护边沿免于逆着插入方向从壳体轴向地抽出。

在另一实施方式中，边沿可以利用面向第一环形密封件的前侧而直接将自身轴向地支撑在阶梯上。因此，边沿在插入方向上铺设抵靠阶梯且在抽出方向上铺设抵靠各自接合轮廓。以此方式，实现了热交换器块在壳体内的特别有效的轴向定位。

第一环形密封件可以被设计成例如塑料密封件。塑料密封件的特征在于特别高的紧密度。热交换器块的两个基底轴向地界定冷却介质路径，使得边沿的后侧直接暴露于冷却介质且相应地被冷却。因此第一环形密封件与主动冷却的边沿相互作用，由此降低了环形密封件上的热负荷。

假定第一环形密封件被设计成塑料密封件，则阶梯实际上可以包括安装凹槽，将第一环形密封件轴向地插入该安装凹槽中。采用该方式，可以在可靠或预定程度上限制第一环形密封件的轴向压缩。此外，在安装凹槽的帮助下使对于第一环形密封件的有效轴向固定或定位成为可能。

在另一实施方式中，可以提供：边沿借助于第一环形密封件专有地将自身轴向地支撑在阶梯上。该实施方式的特征在于在阶梯的区域中的特别简单的几何形状，这简化了制造。

另一实施方式提供，第一环形密封件配置成圆盘形金属卷曲密封件。尽管这类金属卷曲密封件不如塑料密封件那样紧密，但是这类金属卷曲密封件具有显著更高的耐热性。

根据另一有利实施方式，工作介质入口可以一体成型在连接凸缘上，该连接凸缘相对于外壳为单独组件且通过紧固件附接到壳体。该连接凸缘可以为单件一体制造的外壳。以此方式，可以用不同材料制造连接凸缘和外壳。例如，外壳可以为塑料部分，而连接凸缘为金属部分。前基底同样包括在工作介质管道上径向突出的圆周边沿，该圆周边沿轴向地布置在外壳的轴向外壳端面与连接凸缘的轴向凸缘端面之间，从而通过借助于紧固件实现的连接凸缘在外壳上的固定，并进而被固定在壳体上。实际上，前基底的边沿径向延伸直到紧固件中，从而该边沿结合在该紧固件中。采用该方式，通过连接凸缘与外壳之间的紧固件将热交换器块在前基底的区域中轴向地固定在壳体上。在后基底的区域中，通过接合将热交换器块轴向地固定在壳体上。

实际上，冷却介质入口和冷却介质出口以及各自的接合轮廓和阶梯一体成型在外壳上。通过此，简化了壳体的制作。此外，外壳可以被制成单一部件或以单件制作，特别地制成一体模制的部件。

在另一实施方式中，热交换器可以以U型流设计来配置。在该情况下，工作介质出口也一体成型在连接凸缘上，同时在壳体中提供偏转室。工作介质路径现在通过工作介质管道中的至少一者从工作介质入口延伸至偏转室并通过工作介质管道中的至少另一者从偏转室延伸至工作介质出口。此外，在偏转室的区域中通过壳体基底封闭壳体，该壳体基底一体成型在外壳上。以此方式，提供了壳体这样的构造：其能够特别有成本效益地生产，这是因为该壳体最终仅包括具有工作介质入口和工作介质出口的连接凸缘以及具有壳体基底、冷却介质入口和冷却介质出口的外壳。偏转室可以直接由外壳和壳体基底界定，或由插入壳体中的金属主体界定。这类金属主体可以特别地在外壳和壳体基底的区域中的壳体由塑料制成且在偏转室中的预期温度仍相对较高时采用。

然而，特别有利的是热交换器以I型流设计来配置的替选实施方式。在该情况下，工作介质出口与工作介质入口轴向相对低设置，且此外实际上可以一体成型在外壳上。利用该设计，在有利实施方式中，壳体也包括仅两个组成部分，即具有工作介质出口、冷却介质入口、冷却介质出口的外壳以及具有工作介质入口的连接凸缘。

值得注意的是，在此介绍的热交换器使在壳体之外以U型流设计和以I型流设计制造热交换器块成为可能，这大幅简化了热交换器块的制造。然后可以将完成的热交换器块插入壳体中，从而在外壳端面上缺少连接凸缘的情况下将该热交换器块轴向地引入外壳中。在此，将热交换器块引入外壳中直到引导的后基底在引入期间在边沿侧与各自的接合轮廓接合。在此之后，可以将连接凸缘附接到外壳，其结果是也在前基底的区域中将热交换器块固定在端侧。

根据有利的进一步发展，可以在轴向上在前基底的边沿与外壳端面之间提供轴向作用的第二环形密封件。附加地或可替选地，可以在轴向上在前基底的边沿与凸缘端面之间提供轴向作用的第三环形密封件。在此，第二环形密封件和第三环形密封件可以可选地被设计成塑料密封件或金属卷曲密封件。因此特别可能的是在每种情况下将第二环形密封件和第三环形密封件体现为塑料密封件。同样地，可以将第二环形密封件和第三环形密封件均体现为金属卷曲密封件。同样可想到的是将第二环形密封件体现为塑料密封件，而将第三环形密封件体现为金属卷曲密封件。最后，同样可能的是将第二环形密封件体现为金属卷曲密封件，而将第三环形密封件体现为塑料密封件。

特别有利的是如下实施方式：热交换器块由铁合金制成，而外壳由塑料或由轻金属合金制成。由于利用在此介绍的热交换器可以在壳体之外完成热交换器块，因此两个基底和工作介质管道也可以即使在高温下以最佳可达性而结合，例如用于将工作介质管道钎焊或焊接到基底。外壳可以被制成塑料或轻金属合金的有成本效益的模制部件，以及在加工中根据集成度且根据设计而与冷却介质入口、冷却介质出口、阶梯和各自的接合轮廓一体成型。假定布置上文提及的连接凸缘，则该连接凸缘同样可以根据从待冷却的热工作介质所预计的热负荷而由铁合金或由轻金属合金制成。在废气冷却器的情况下，连接凸缘优选地由铁金属制成。

在另一实施方式中，后基底的边沿在环境温度下可以在轴向上抬离径向内部的阶梯，且在操作温度下轴向铺设抵靠径向内部的阶梯。这可以例如通过基底在边沿的区域中的合适塑形来实现。例如。可以使后基底的边沿朝向背面倾斜，即相对于垂直于轴向方向延伸的平面而远离前基底。在热交换器的操作期间，热交换器块比壳体轴向膨胀更多，其结果是边沿的上述倾斜变得更小，直到边沿在操作温度下达到轴向铺设抵靠阶梯，即使在内部径向地。

同样地，如下实施方式是可想到的：后基底的边沿具有与径向内部的阶梯的轴向间隙，该轴向间隙在环境温度下大于在操作温度下。这意味着设置的轴向间隙随着温度增大而减小，且在极端情况下具有零值，但是不一定如此。因此，边沿与阶梯之间的轴向接触可以在高温下发生，尤其在可能的操作温度的上限中，然而在较低温度(该温度可仍在操作温度范围内)下，这类轴向接触不会突然出现。这也可以通过后基底在边沿的区域中的合适成形来实现。

从从属权利要求、从附图和从借助于附图的相关联的图描述获得本发明的其它重要特征和优势。

应当理解，上文提及的和在下文中仍待阐述的特征可以不仅仅以所陈述的各自组合来使用、而且还以其它组合来使用、或自身独立使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

本发明的优选示例性实施方式在附图中示出且将在如下描述中更详细地阐述，其中，相同附图标记涉及相同或相似或功能相同的组件。

附图在每种情况下示意性地示出：

图1为热交换器的等距视图，

图2为热交换器的轴向截面，

图3为图2的放大细节的III，

图4和图5为在不同实施方式下在每种情况中图3中的细节视图，

图6为图5的放大细节的VI，

图7至图9为不同实施方式下在每种情况中图6中的细节视图，

图10为采用I型流设计的热交换器的极简化图，

图11为采用U型流设计的热交换器的高度简化图。

具体实施方式

根据图1和图2，热交换器1包括壳体2和热交换器块3，该热交换器块3位于壳体2的内部中且因此在图1中不可见。壳体2包括壳体外壳4、工作介质入口5、工作介质出口6、冷却介质入口7和冷却介质出口8。热交换器块3包括面向工作介质入口5的前基底9和背对工作介质入口5的后基底10。此外，热交换器块3包括用于传导工作介质12的多个工作介质管道11，其中，工作介质管道11轴向地引导穿过这两个基底9、10并以固定且牢固的方式连接到这两个基底9、10。

在此处介绍的示例中，工作介质入口5包括相关联的入口连接器且包括紧固凸缘，该紧固凸缘用于将热交换器1连接到传导工作介质的工作介质线路，例如增压空气线路、废气再循环线路或废气线路。工作介质出口6在该情况下也包括相关联的出口连接器和紧固凸缘，该紧固凸缘用于将热交换器1连接到工作介质线路。冷却介质入口7在该情况下包括相关联的入口连接器，该入口连接器用于将热交换器1连接到传导冷却介质13的冷却回路。最后，冷却介质出口8在该情况下也包括相关联的出口连接器，该出口连接器用于将热交换器1连接到冷却回路。

热交换器1用于借助于冷却介质13对工作介质12进行介质分离冷却。在图1和图2中用箭头指示的工作介质12可以优选地为气体，例如增压空气、再循环的废气和废气。在图1和图2中用箭头指示的冷却介质13可以为液体，例如装备在内燃机或机动车辆中的冷却回路的冷却液体。为了介质分离和热传递耦合，在热交换器1中形成用箭头指示的工作介质路径14和同样用箭头指示的冷却介质路径15。工作介质路径14从工作介质入口5、在内部穿过工作介质管道11而被延伸至工作介质出口6。冷却介质路径15从冷却介质入口7、在外部围绕工作介质管道11而被延伸至冷却介质出口8。工作介质管道11在所示示例中均线性地来设计并且彼此平行、并排布置，即径向地紧挨彼此，其中，在径向相邻的工作介质管道11之间形成中间空间16，冷却介质路径15的冷却介质13同样也流经该中间空间16。

此外，从图2明显可见，工作介质入口5实际上配置成扩散器，以便将供应的工作介质12分布在工作介质管道11之上。

根据图2至图5，后基底10具有在工作介质管道11上径向突出的圆周边沿区域或边沿17。沿着边沿17，壳体2包括圆周阶梯18。此时在边沿17和阶梯18之间轴向地布置第一环形密封件19，该第一环形密封件19轴向起作用且因此使边沿17相对于阶梯18密封。壳体2此时在该阶梯18的区域中包括至少一个、然而优选地多个接合轮廓20。各自的接合轮廓20在该情况下与位于边沿17上的配对接合轮廓21相互作用，其中，该接合轮廓20将自身轴向地支撑在边沿17背对第一环形密封件19的后侧22的配对接合轮廓21上。通常，借助于各自的接合轮廓20产生用于将边沿17轴向地固定在阶梯18上的接合23。该接合23防止边沿17在远离阶梯18的方向上轴向运动。此外，该接合23使得边沿17相对于阶梯18定位在一轴向位置上，在该轴向位置中，轴向预装载的第一环形密封件19铺设抵靠阶梯18和边沿17两者。总之，这意味着通过环状圆周阶梯18，在壳体2中实现热交换器块3的轴向定位。借助于接合23，在后基底10的区域中实现热交换器块3的轴向固定。这两项措施使在壳体2之外制作热交换器块3成为可能。

如此处情况所假定的，提供多个接合轮廓20，则这些接合轮廓20在圆周方向上彼此间隔布置且沿着边沿17分布。在此，相对于壳体2的纵向中心轴线24限定圆周方向，该纵向中心轴线24限定轴向方向，该轴向方向平行于纵向中心轴线24延伸。

特别地从图3至图5的放大视图清楚可见，各自的接合轮廓20优选地与边沿17的后侧22直接相互作用，使得边沿17自身形成配对接合轮廓21，即在径向上位于外部的其外边缘的区域中。因此，接合轮廓20在其外边缘的区域中接合边沿17。

在图2和图5中，以常规方式示出处于未装载状态的第一环形密封件19，使得该第一环形密封件19显现为进入边沿17或穿过边沿17。清楚的是，实际上第一环形密封件19另外地轴向地铺设抵靠边沿17，其中发生第一环形密封件19的相应弹性变形。

在图3的示例中，边沿17通过其前侧25直接将自身轴向地支撑在阶梯18上，该前侧25面向第一环形密封件19。在该情况下，在阶梯18中形成用于第一环形密封件19的安装凹槽26，将第一环形密封件19轴向地插入该安装凹槽26中。在图3的示例中，第一环形密封件19被设计成塑料密封件。

在图4的示例中，边沿17通过第一环形密封件19专有地将自身轴向地支撑在阶梯18上。在该情况下，第一环形密封件19被设计成圆盘形金属卷曲密封件。在该情况下，无需安装凹槽26。

图5示出了与图3中类似的实施方式，其中，第一环形密封件19被设计成塑料密封件且被插入安装凹槽26中。然而，同样可想到的是也采用在此图4的版本，其中，第一环形密封件19被设计成金属卷曲密封件，且其中，可以省略安装凹槽26。在图5中所示的实施方式的特别之处在于，使边沿17相对于平行于轴向方向延伸的平面倾斜，使得在环境温度下，该边沿17仅在径向外部接触阶梯18，同时该边沿17径向地在内部抬离阶梯18。在图5中用实线示出该情况。同时，用虚线示出在操作温度下实现的情况。在操作温度下，边沿17此时也在径向内部轴向铺设抵靠阶梯18。通常，后基底10的边沿17可以在径向内部具有与阶梯18的轴向间隙27，该轴向间隙27在环境温度下大于在操作温度下。

另外值得注意的是，在图2至图5的实施方式中的后基底10空间地形成使得与阶梯18和第一环形密封件19相互作用的边沿17相对于由该边沿17封闭的区域而轴向偏置，该边沿17以固定方式连接到工作介质管道11。在后基底10的情况下，可以朝向外部产生该偏置，即轴向地远离工作介质管道11。

根据图1和图2，工作介质入口5一体成型在连接凸缘28上，该连接凸缘28相对于外壳4表示单独组件。在该示例中，上文提及的扩散器因此形成在连接凸缘28中。该连接凸缘28通过紧固件29附接到外壳4。在此，紧固件29被实现为具有多个螺钉连接30的凸缘连接。根据图2和图6至图9，前基底9包括在工作介质管道11上径向突出的圆周边沿31。该边沿31轴向地布置在外壳4的轴向外壳端面32与轴向凸缘端面33之间。此外，边沿31径向延伸直到紧固件29中。以此方式，将前基底9的边沿31结合至紧固件29中，从而借助于紧固件29，一方面将连接凸缘28固定在外壳4上且另一方面将热交换器块3固定在壳体2上。

当将工作介质入口5集成在连接凸缘28中时，将冷却介质入口7和冷却介质出口8以及接合轮廓20和阶梯18集成在外壳4中。

在图1和图2的示例中，热交换器1配置成I型流设计，根据图10，该设计的特征在于，工作介质出口6轴向地位于工作介质入口5的对面。与此相比，图11示出采用U型流设计的热交换器1，该设计的特征在于，工作介质入口5和工作介质出口6位于壳体2的同一轴向端且轴向地位于偏转室34的对面。

在热交换器1以I型流设计来设计的图1和图2的示例中，另外提供一体成型在外壳4上的工作介质出口6。在此，外壳4通过会聚区域35合并到工作介质出口6中。在会聚区域35中形成收集室36，其中，通过单独的工作介质管道11传导的工作介质的部分流再次联合且共同地流向工作介质出口6。

当与之相比以U型流设计来体现热交换器1时，根据优选实施方式，工作介质出口6同样可以一体成型在连接凸缘24上。壳体2于是包括偏转室34。工作介质路径14通过工作介质管道11中的至少一个从工作介质入口5延伸至偏转室34并通过工作介质管道11中的至少另一个从偏转室34延伸至工作介质出口6。在偏转室34的区域中，壳体2于是被壳体基底37封闭。在优选实施方式中，该壳体基底37一体成型在外壳4上。偏转室34可以由在此未示出的金属壳体来界定，该金属壳体被插入壳体2中且使外壳4以及壳体基底37朝向偏转室34对齐，保护该偏转室34免于接触工作介质12。

根据图2和图6至图9，可以在前基底9的在相关联的边沿31与外壳端面32之间的区域中提供轴向作用的第二环形密封件38。此外，可以在轴向上在前基底9的边沿31与凸缘端面33之间提供轴向作用的第三环形密封件39。第二环形密封件38和第三环形密封件39可以被设计成塑料密封件或金属卷曲密封件。

在此，图2和图6示出将第二环形密封件38设计成塑料密封件且将第三环形密封件39同样设计成塑料密封件的实施方式。

与之相比，图7示出将第二环形密封件38设计成金属卷曲密封件且将第三环形密封件39同样设计成金属卷曲密封件的实施方式。

与之相比，图8示出将第二环形密封件38设计成塑料密封件而将第三环形密封件39设计成金属卷曲密封件的实施方式。

最后，图9示出将第二环形密封件38设计成金属卷曲密封件而将第三环形密封件39设计成塑料密封件的实施方式。

假定将第二环形密封件38设计成如在图2、图6和图8的示例中的环形密封件，则外壳端面32包括相关联的安装凹槽40，将第二环形密封件38轴向地插入该安装凹槽40中。假定将第三环形密封件39设计成如在图2、图6和图9的示例中的塑料密封件，则凸缘端面33包括相应的安装凹槽41，将第三环形密封件39轴向地插入该安装凹槽41中。

在图2和图6至图9中也均示出处于未装载状态的第二环形密封件38和第三环形密封件39，从而第二环形密封件38和第三环形密封件39显现为突出进入前基底9的边沿31中或突出进入凸缘端部33中。实际上未必如此。第二环形密封件38和第三环形密封件39而是以合适方式发生弹性变形且轴向地铺设抵靠边沿31或铺设抵靠凸缘端面33。

此外值得注意的是，以如下方式对前基底9进行三维成形：边沿31相对于前基底9的内部区域轴向地偏置，该内部区域由边沿31环状地封闭，其中，该内部区域以固定方式连接到工作介质管道11。在该情况下朝向内部(即在面向工作介质管道11的方向上)产生该轴向偏置。

在图4和图7至图9中所示的金属卷曲密封件均由金属圆盘形成，该金属圆盘分别沿着各自的边沿17和边沿31环状地延伸且具有至少一个轴向突出的封闭圆周密封轮廓42，预装载的该密封轮廓42轴向地铺设抵靠各自的边沿17和边沿31或铺设抵靠凸缘端面33。各自的密封轮廓42在该情况下以通过形成的卷边的形式一体成型在金属圆盘上。该密封轮廓42或多个这类密封轮廓42可以布置在各自的金属卷曲密封件的内边缘和外边缘之间。在此处所示的示例中，仅单个这类密封轮廓42在每种情况下形成在每个金属卷曲密封件上，即在每种情况下都由内边缘上的S型成角度区域形成。

此时优选的是如下实施方式：热交换器块3(即基底9、基底10和工作介质管道11)均由铁合金制成。在此，当然可以采用不同的铁合金。以此方式，热交换器块3可以具有高耐热性。此外，可以在壳体2之外使热交换器块3的单独组件结合，即特别是焊接或钎焊。与此相比，外壳4可以由塑料或由轻金属合金制作。在此，外壳4整体包括接合轮廓20和阶梯18。此外，外壳4优选地也整体包括冷却介质入口7和冷却介质出口8。在此处所示的I型流设计中，具有过渡区35的工作介质出口6(如果适用)附加地一体成型在外壳4上。

连接凸缘28优选地由金属制成。在此，根据热交换器1的应用领域，可以采用轻金属合金或同样采用铁合金。在I型流设计的情况下，工作介质入口5一体成型在连接凸缘28上。在U型流设计的情况下，连接凸缘28可以附加地包括工作介质出口6。

各自的圆周环形密封件19、38、39在圆周方向上环状地闭合，但是原则上可以具有横穿其圆周方向的任何横截面。

Claims (15)

1.一种用于借助于冷却介质(13)对工作介质(12)进行介质分离冷却的热交换器，包括：

-壳体(2)，所述壳体(2)包括壳体外壳(4)、工作介质入口(5)、工作介质出口(6)、冷却介质入口(7)和冷却介质出口(8)，

-热交换器块(3)，所述热交换器块(3)被插入所述壳体(2)中，且包括面向所述工作介质入口(5)的前基底(9)和背对所述工作介质入口(5)的后基底(10)，以及包括用于传导所述工作介质(12)的多个工作介质管道(11)，所述多个工作介质管道(11)穿过所述前基底(9)和所述后基底(10)且以固定方式连接到所述前基底(9)和所述后基底(10)，

-其中，工作介质路径(14)从所述工作介质入口(5)、在内部穿过所述工作介质管道(11)而延伸至所述工作介质出口(6)，

-其中，冷却介质路径(15)从所述冷却介质入口(7)、在外部围绕所述工作介质管道(11)而延伸至所述冷却介质出口(8)，

-其中，在所述后基底(10)的、在所述工作介质管道(11)上径向突出的圆周边沿(17)与所述壳体沿着所述边沿(17)的圆周阶梯(18)之间轴向地布置轴向作用的第一环形密封件(19)，

其特征在于，

所述壳体(2)在所述阶梯(18)的区域中包括至少一个接合轮廓(20)，所述至少一个接合轮廓(20)在所述边沿(17)背对所述第一环形密封件(19)的后侧(22)上与所述边沿(17)的配对接合轮廓(21)相互作用。

2.根据权利要求1所述的热交换器，

其特征在于，

提供多个接合轮廓(20)，所述多个接合轮廓(20)在沿着所述边沿(17)分布的圆周方向上彼此间隔布置。

3.根据权利要求1或2所述的热交换器，

其特征在于，

各个所述接合轮廓(20)直接与作为配对接合轮廓(21)的所述边沿(17)的所述后侧(22)相互作用。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，

其特征在于，

具有面向所述第一环形密封件(19)的前侧(25)的所述边沿(17)轴向地将自身直接支撑在所述阶梯(18)上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的热交换器，

其特征在于，

所述第一环形密封件(19)被设计成塑料密封件。

6.根据权利要求5所述的热交换器，

其特征在于，

所述阶梯(18)包括安装凹槽(26)，所述第一环形密封件(19)被插入所述安装凹槽(26)中。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的热交换器，

其特征在于，

所述边沿(17)仅借助于所述第一环形密封件(19)将自身轴向地支撑在所述阶梯(18)上。

8.根据权利要求1至3和7中任一项所述的热交换器，

其特征在于，

所述第一环形密封件(19)被设计成圆盘形金属卷曲密封件。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的热交换器，

其特征在于，

-所述工作介质入口(5)一体成型在连接凸缘(28)上，所述连接凸缘(28)相对于所述外壳(4)为单独组件，且通过紧固件(29)附接到所述外壳(4)，

-所述前基底(9)包括在所述工作介质管道(11)上径向突出的圆周边沿(31)，所述圆周边沿(31)轴向地布置在所述外壳(4)的轴向外壳端面(32)与所述连接凸缘(28)的轴向凸缘端面(33)之间，且所述圆周边沿(31)能够结合在所述紧固件(29)中。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的热交换器，

其特征在于，

所述冷却介质入口(7)和所述冷却介质出口(8)以及各自的所述接合轮廓(20)和所述阶梯(18)一体成型在所述外壳(4)上。

11.根据权利要求9和10所述的热交换器，

其特征在于，

-所述热交换器(1)以U型流设计来设计，

-所述工作介质出口(6)一体成型在所述连接凸缘(28)上，

-在所述壳体(2)中提供偏转室(34)，

-所述工作介质路径(14)通过至少一个工作介质管道(11)从所述工作介质入口(5)延伸至所述偏转室(34)并通过至少一个其它工作介质管道(11)从所述偏转室(34)延伸至所述工作介质出口(6)，

-在所述偏转室(34)的区域中通过壳体基底(37)封闭所述壳体(2)，所述壳体基底(37)一体成型在所述外壳(4)上。

12.根据权利要求9和10所述的热交换器，

其特征在于，

-所述热交换器(1)以I型流设计来设计，

-所述工作介质出口(6)与所述工作介质入口(5)轴向相对地设置，且所述工作介质出口(6)一体成型在所述外壳(4)上。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的热交换器，

其特征在于，

-在轴向上在所述前基底(9)的所述边沿(31)与所述外壳端面(32)之间提供轴向作用的第二环形密封件(38)，

-在轴向上在所述前基底(9)的所述边沿(31)与所述凸缘端面(33)之间提供轴向作用的第三环形密封件(39)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的热交换器，

其特征在于，

-所述热交换器块(3)由铁合金制成，

-所述外壳(4)由塑料或由轻金属合金制成。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的热交换器，

其特征在于，

-所述后基底(10)的所述边沿(17)在环境温度下在轴向上抬离径向内部的所述阶梯(18)，并且在操作温度下在轴向上铺设抵靠径向内部的所述阶梯(18)，和/或

-所述后基底(9)的所述边沿(17)具有与径向内部的所述阶梯(18)的轴向间隙(27)，在环境温度下的所述轴向间隙(27)大于在操作温度下的所述轴向间隙(27)。