DE10059847B4

DE10059847B4 - Heat exchanger for vehicle heaters

Info

Publication number: DE10059847B4
Application number: DE10059847A
Authority: DE
Inventors: Christine Sallinger; Michael Kempter; Ingrid Dr. Lanzl
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2020-12-01
Also published as: DE10059847A1

Abstract

Wärmeübertrager für Fahrzeugheizgeräte, der aus zumindest einem becherförmigen Innenteil (22) und zumindest einem dieses umgebenden becherförmigen Außenteil (24) zusammengesetzt ist, die zwischen sich sowohl am Umfang als auch an der Stirnseite einen Strömungs- Zwischenraum (26) für ein Wärmeträgermedium bilden, dadurch gekennzeichnet, daß das becherförmige Innenteil (22) an einem randseitigen Flansch und das becherförmige Außenteil (24) an einem kragenförmig daran anliegenden Flansch durch eine im Reib-Rühr-Schweißen erzeugte Schweißnaht (28) miteinander verbunden sind.Heat exchanger for vehicle heaters, the from at least one cup-shaped Inner part (22) and at least one surrounding cup-shaped outer part (24) between them both at the periphery and also on the front side a flow Space (26) for a heat transfer medium form, characterized in that the cup-shaped inner part (22) on a peripheral flange and the cup-shaped outer part (24) on a collar attached flange by a weld produced in the friction-stir welding (28) connected to each other.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager für Fahrzeugheizgeräte mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches.The The present invention relates to a heat exchanger for vehicle heaters with the Features of the preamble of claim.

In einer Vielzahl von Fahrzeugen kommen heutzutage zu den unterschiedlichsten Zwecken entweder von vornherein oder nachträglich eingebaute Heizgeräte zum Einsatz, die unter Verwendung von Kraftstoff betrieben werden. Diese Heizgeräte weisen einen Brenner mit einer Brennkammer sowie einen Wärmeübertrager auf, der die Brennkammer umgibt und von einem Wärmeträgermedium durchströmt ist.In a variety of vehicles are nowadays the most diverse Either from the outset or retrofitted heaters used, which are operated using fuel. These heaters have one Burner with a combustion chamber and a heat exchanger on which the combustion chamber surrounds and from a heat transfer medium flows through is.

Die Wärmeübertrager bestehen dabei vorwiegend aus Gründen der leichteren Herstellbarkeit aus einem Innen- und einem Außenteil, die in herkömmlicher Weise derart ausgebildet sind, daß sie bei der Montage mit einem O-Ring gegeneinander abgedichtet und miteinander verschraubt oder verstemmt oder mittels einer Bandschelle miteinander verbunden werden, wie beispielsweise aus der DE 34 00 048 C2 bekannt ist.The heat exchanger consist mainly for reasons of ease of manufacture of an inner and an outer part, which are formed in a conventional manner such that they are sealed against each other during assembly with an O-ring and screwed or caulked together or connected to each other by means of a band clamp , such as from the DE 34 00 048 C2 is known.

Diese Art der Montage bedingt aufgrund der notwendigen Montageschritte eine Reihe von Nachteilen. So erzeugt die Komplexität der Montage hohe Kosten bei einer gleichzeitig geringen Prozeßsicherheit. Die Verstemmung der Innen- und Außenteile des Wärmeübertragers kann sich beispielsweise beim Transport lösen. Der O-Ring kann darüber hinaus schon bei der Montage vergessen werden, er kann mechanisch beschädigt werden oder von vornherein nicht sauber eingelegt sein.These Type of installation due to the necessary assembly steps a number of disadvantages. This creates the complexity of assembly high costs with simultaneously low process reliability. The caulking of the inner and outer parts of the heat exchanger can be solved during transport. In addition, the O-ring can already forgotten during assembly, it can be mechanically damaged or not properly inserted from the beginning.

Aus dem DE-Fachbuch G. Spur, Handbuch der Fertigungstechnik, Band 5, Fügen, Handhaben und Montieren, München Wien 1986 ist es prinzipiell bekannt, rohrförmige Bauteile durch Schweißverfahren miteinander zu verbinden.Out DE-Fachbuch G. Spur, Handbuch der Fertigungstechnik, Volume 5, Put, Handling and mounting, Munich Vienna 1986, it is known in principle, tubular components by welding to connect with each other.

Aus dem Patent Abstract of Japan zur JP 11090655 A ist bekannt, zwei Bauteile im Bereich eines außen liegenden Flansches durch Reibschweißen zu verbinden.From the Patent Abstract of Japan to JP 11090655 A It is known to connect two components in the region of an outer flange by friction welding.

Die genannten Entgegenhaltungen zeigen jedoch keine zwei ineinander gefügten Bauteile, die einen Zwischenraum als Strömungsraum für ein Wärmeträgermedium bilden. Vielmehr sind dort zwei rohrförmige Teile an den Stirnseiten aneinander gefügt.The However, these references do not show any two joined Components that form a gap as a flow space for a heat transfer medium. Much more There are two tubular Parts joined together on the front sides.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Wärmeübertrager für Fahrzeugheizgeräte zu schaffen, der sich bei hoher Prozeßsicherheit und großer Zuverlässigkeit des montierten Produktes einfach und wirtschaftlich herstellen läßt.The Object of the present invention is therefore to provide a heat exchanger to create for vehicle heaters with high process reliability and big reliability the assembled product can be easily and economically produced.

Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Patentanspruches gelöst. Bei dem Wärmeübertrager für Fahrzeugheizgeräte, der aus zumindest einem Innenteil und zumindest einem Außenteil zusammengesetzt ist, die zwischen sich einen Strömungsraum für ein Wärmeträgermedium bilden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Innen- und Außenteil in völligem Gegensatz zu den bisher verwendeten Kraft- und/oder Formschlußvertahren zum Verbinden der beiden Teile, wie Verstemmen, Verschrauben etc., durch Reib-Rühr-Schweißen dicht miteinander verbunden sind.These Task is by a heat exchanger solved with the features of claim. At the heat exchanger for vehicle heaters, the from at least one inner part and at least one outer part is composed, which form a flow space for a heat transfer medium between them, is provided according to the invention, that this Inside and outside part in complete Contrary to the force and / or Formschlußvertahren previously used for connecting the two parts, such as caulking, screwing, etc., tight by friction stir welding connected to each other.

Indem man das Innenteil und das Außenteil des Wärmeübertragers durch Reib-Rühr-Schweißen dicht miteinander verbindet, kann eine Montage der beiden Teile durch Verstemmen unter Verwendung eines O-Ringes zur Dichtung entfallen. Hierdurch lassen sich auf überraschend einfache und vorteilhafte Art und Weise nicht nur die Herstellungskosten der Heizgeräte reduzieren, da ohne das Einle gen eines O-Ringes und Verstemmen der Bauteile miteinander die Komplexität des Montagevorganges erheblich reduziert werden kann. Vielmehr läßt sich auch die Prozeßsicherheit wie auch die Zuverlässigkeit des Heizgerätes insgesamt erhöhen.By doing one the inside part and the outside part of the heat exchanger tight by friction stir welding connecting together, can be an assembly of the two parts by Calking using an O-ring to seal omitted. This can be surprising simple and advantageous way not only the manufacturing cost the heaters reduce, because without the Einle conditions of an O-ring and caulking the Components significantly increase the complexity of the assembly process can be reduced. Rather, the process security can be as well as the reliability of the heater increase overall.

Demgegenüber den eingangs genannten Entgegenhaltungen unterscheidet sich der Gegenstand der vorliegenden Erfindung dadurch, daß zwei becherförmige Bauteile ineinander gefügt werden, wobei zwischen diesen Bauteilen sowohl am Umfang als auch an der Stirnseite ein Strömungszwischenraum verbleibt. Die Verbindung zwischen beiden Bauteilen erfolgt nicht an der Stirnseite, sondern zwischen einem kragenförmigen Flansch des äußeren Bauteils und einem stirnseitigen äußeren Flansch des inneren Bauteils.In contrast, the the cited references, the subject matter differs the present invention in that two cup-shaped components intertwined being between these components both on the circumference as well on the front side a flow gap remains. The connection between both components does not take place at the front, but between a collar-shaped flange of the outer component and a front-side outer flange of the inner component.

Weitere Vorteile und Eigenschaften ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung. Die Figur zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines Heizgerätes mit Wärmeübertrager nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung.Further Advantages and properties will be apparent from the following description a preferred embodiment the invention with reference to the accompanying drawings. The figure shows a section through an embodiment a heater with heat exchanger in accordance with of the present invention.

Ein Heizgerät mit Wärmeübertrager enthält eine Einrichtung zum Einführen des Brennstoffes in den Brenner des Heizgerätes. Diese Einrichtung ist in der dargestellten Ausführungsform ein Düsenzerstäuber 2. An diesen Düsenzerstäuber 2 ist ein Hitzeschild 4 angeflanscht. Gegenüber dem Düsenzerstäuber 2 ist ein Staukörper in Gestalt einer Prallplatte 6 vorgesehen, die über Befestigungslaschen 8 an dem Hitzeschild 4 fixiert ist. Auf dem Hitzeschild 4 des Brenners sitzt eine Brennkammer 10, die mit einem Boden 12 versehen ist, in dessen Zentrum sich eine Öffnung 14 befindet. Ein sich an die Brennkammer 10 anschließendes Flammrohr 16 enthält ebenfalls einen Boden 18, der an den Boden 12 der Brennkammer 10 angrenzt. Der Boden 18 des Flammrohres 16 enthält eine Öffnung 20, die in der dargestellten Ausführungsform in Anordnung und Abmessung der Öffnung 14 der Brennkammer 10 entspricht.A heater with heat exchanger includes means for introducing the fuel into the burner of the heater. This device is a nozzle sprayer in the illustrated embodiment 2 , At this nozzle atomizer 2 is a heat shield 4 flanged. Opposite the nozzle atomizers 2 is a baffle in the form of a baffle plate 6 provided, via fastening straps 8th on the heat shield 4 is fixed. On the heat shield 4 of the burner sits a combustion chamber 10 that with a floor 12 is provided, in the center of which there is an opening 14 located. A to the combustion chamber 10 subsequent flame tube 16 also contains a soil 18 who is at the bottom 12 the combustion chamber 10 borders. The floor 18 of the flame tube 16 contains an opening 20 in the illustrated embodiment, in arrangement and dimension of the opening 14 the combustion chamber 10 equivalent.

Die Brennkammer 10 und das Flammrohr 16 sind von einem Wärmeübertrager umgeben, der aus einem Innenteil 22 und einem Außenteil 24 gebildet ist. Das Innenteil 22 und das Außenteil 24 des Wärmeübertragers definieren zwischen sich einen Zwischenraum 26, der im Betrieb von einem Wärmeträgermedium durchströmt wird.The combustion chamber 10 and the flame tube 16 are surrounded by a heat exchanger, which consists of an inner part 22 and an outdoor part 24 is formed. The inner part 22 and the outer part 24 of the heat exchanger define a gap between them 26 , which is flowed through during operation of a heat transfer medium.

Das Innenteil 22 und das Außenteil 24 des Wärmeübertragers sind in der dargestellten Ausführungsform durch eine Schweißnaht 28 stoffschlüssig miteinander verbunden, wodurch nicht nur der mechanische Halt der beiden Teile 22 und 24 aneinander gewährleistet ist, sondern auch die Dichtheit des Zwischenraumes 26. Die stoffschlüssige Verbindung mittels der Schweißnaht 28 wird durch Reib-Rühr-Schweißen hergestellt, da sich dieses Fügeverfahren für den vorliegenden Anwendungsfall als am besten geeignet erwiesen hat.The inner part 22 and the outer part 24 the heat exchanger are in the illustrated embodiment by a weld 28 cohesively bonded together, thereby not only the mechanical support of the two parts 22 and 24 is guaranteed to each other, but also the tightness of the gap 26 , The cohesive connection by means of the weld 28 is made by friction-stir welding, as this joining method has been found to be most suitable for the present application.

Claims

Heat exchanger for vehicle heaters, consisting of at least one cup-shaped inner part ( 22 ) and at least one surrounding cup-shaped outer part ( 24 ) is formed, which between them both at the periphery and at the front side a flow gap ( 26 ) form a heat transfer medium, characterized in that the cup-shaped inner part ( 22 ) on a peripheral flange and the cup-shaped outer part ( 24 ) on a collar-like flange thereon by a weld produced in the friction-stir welding ( 28 ) are interconnected.