DE102007015146B4 - Aluminum system radiator - Google Patents

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Abstract

Wärmetauscher (15), bestehend aus einem Gehäuse (4) und in dem Gehäuse (4) angeordnet mindestens ein hohles Kühlprofil (1, 10, 11), wobei in dem Kühlprofil (1, 10, 11) ein zu kühlendes Medium und in dem Gehäuse (4) ein kühlendes Medium geführt wird und wobei Gehäuse (4) und Kühlprofile (1, 10, 11) aus einem Aluminium Strangpressprofil hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlprofil (1, 10, 11) über eine Aufnahmenut (2, 20) und/oder einen Befestigungssteg (3) verfügt, über welche das Kühlprofil (1, 10, 11) mit dem Gehäuse (4) oder mit einem anderen Kühlprofil (1, 10, 11) verbunden ist.Heat exchanger (15) consisting of a housing (4) and in the housing (4) arranged at least one hollow cooling profile (1, 10, 11), wherein in the cooling section (1, 10, 11) to be cooled a medium and in the Housing (4) is performed a cooling medium and wherein the housing (4) and cooling profiles (1, 10, 11) are made of an aluminum extruded profile, characterized in that the cooling profile (1, 10, 11) via a receiving groove (2, 20) and / or a fastening web (3), via which the cooling profile (1, 10, 11) with the housing (4) or with another cooling profile (1, 10, 11) is connected.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, der die Merkmale des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 aufweist.The The invention relates to a heat exchanger, the having the features of the preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßer Wärmetauscher ist aus der DE 41 06 296 A1 bekannt. Die DE 410296 A1 beschreibt einen Wärmetauscher, insbesondere einen Wasser/Luft-Kühler für Brennkraftmaschinen mit einem Rohr-Rippen-Block aus wenigstens einer Reihe von Flachrohren und zwischen diesen angeordneten Rippenelementen. Die Enden der Flachrohre sind in Rohrböden aufgenommen. Die Rohrböden sind über Seitenteile, die den Rohr-Rippen-Block einfassen, miteinander verbunden. Die Rohrböden und der Rohr-Rippen-Block bestehen aus Aluminium. Erfindungsgemäß werden die Seitenwände anstatt aus Aluminium aus einem Metall hergestellt, das einen höheren Elastizitätsmodul als Aluminium aufweist. Der Einsatz von Wasser als Kühlmittel für eine Brennkraftmaschine, wobei das Wasser wiederum an Luft abgekühlt wird, bedeutet, dass das den Aluminium Wärmetauscher durchströmende zu kühlende Medium Wasser maximal um die 120°C beim Eintritt in den Kühler aufweist. Damit liegt die Eingangstemperatur weit unterhalb einer kritischen Temperatur, bei welcher Aluminium seine Formbeständigkeit verliert.A generic heat exchanger is from the DE 41 06 296 A1 known. The DE 410296 A1 describes a heat exchanger, in particular a water / air cooler for internal combustion engines with a tube-fin block of at least one row of flat tubes and disposed therebetween rib elements. The ends of the flat tubes are accommodated in tube sheets. The tube sheets are connected to each other via side parts which surround the tube-and-fins block. The tubesheets and the tube and rib block are made of aluminum. According to the invention, the side walls are made of a metal instead of aluminum, which has a higher modulus of elasticity than aluminum. The use of water as a coolant for an internal combustion engine, wherein the water is again cooled in air, means that the medium to be cooled through the aluminum heat exchanger water has a maximum of 120 ° C when entering the cooler. Thus, the input temperature is far below a critical temperature at which aluminum loses its dimensional stability.

Die DE 20 2005 020 584 U1 beschreibt ein Aluminium Strangpressprofil, das gleichzeitig für Wärmeübertragung und Wärmespeicherung genutzt wird. Dabei werden Kammern des Aluminium Strangpressprofils mit Speichermaterial gefüllt. Ein innerer Kanal wird von einem Medium durchströmt, das Abwärme an das Speichermaterial abgibt. Das Speichermaterial wiederum gibt die Wärmeenergie über äußere Kühlrippen während eines längeren Zeitraums konstant an die Umgebung ab. Dabei geht die DE 20 2005 020 584 U1 beispielsweise davon aus, dass das durchströmende Medium eine Temperatur von 80°C aufweist.The DE 20 2005 020 584 U1 describes an aluminum extruded profile that is used simultaneously for heat transfer and heat storage. Here, chambers of the aluminum extruded profile are filled with storage material. An inner channel is flowed through by a medium which gives off waste heat to the storage material. The storage material in turn emits the heat energy via external cooling fins for a longer period of time constantly to the environment. It goes the DE 20 2005 020 584 U1 For example, assume that the medium flowing through has a temperature of 80 ° C.

Die DE 199 00 970 A1 beschreibt eine aus stranggepresstem Aluminium hergestellte Kühleinheit mit einer Vielzahl von einer Kühleinheit abragender Kühlrippen. Zusätzlich weist die Kühleinheit ein randseitiges Rippenabstandsprofil mit auf der Seite der Kühlrippen versehenen Einsatznuten auf, in welche die freien Enden der Kühlrippen hineinragen und seitlich abgestützt darin festliegen. Es wird nicht offenbart, für welchen Einsatzzweck die Kühleinheit hergestellt ist.The DE 199 00 970 A1 describes a cooling unit made of extruded aluminum with a plurality of cooling fins projecting from a cooling unit. In addition, the cooling unit has an edge-side rib spacing profile with insertion grooves provided on the side of the cooling ribs, into which the free ends of the cooling ribs protrude and are fixed laterally supported therein. It is not disclosed for which purpose the cooling unit is made.

Zur Reduzierung der Rohemissionen von Brennkraftmaschinen wird ein Teil des erzeugten Abgases in die Zylinder der Brennkraftmaschine zurückgeführt und der Ladeluft zugemischt, hierbei handelt es sich um die sogenannte Abgasrückführung. Dabei erfolgt eine Entnahme des Abgases entweder in einem Hochdruckbereich hinter einem Turbolader oder Abgaskrümmer oder in einem Niederdruckbereich hinter einem Katalysator oder Dieselpartikelfilter. Die Temperatur des entnommenen Abgases variiert demnach etwa zwischen 650° bis 200°C. Mit steigender Abgasentnahme muss das rückgeführte Abgas vor der Zumischung gekühlt werden, die Temperatur des Abgases nach einer Kühlung liegt zwischen 100° bis 180°C. Grundsätzlich werden AGR-Kühler aufgrund der thermischen Belastung durch das heiße Abgas und aufgrund der korrosiven Eigenschaften des Abgases und der damit verbundenen Kondensatbildung aus Edelstahl gefertigt. Aluminium ist ohne entsprechende Kühlung je nach Legierungszusammensetzung oberhalb von etwa 200° bis 280°C nicht mehr formbeständig, das heißt, dass es unter Temperatureinwirkung zur bleibenden Verformung eines Aluminiumkühlers kommen würde.to Reduction of raw emissions of internal combustion engines becomes a part the exhaust gas generated returned to the cylinders of the internal combustion engine and the charge air admixed, this is the so-called Exhaust gas recirculation. This takes place a removal of the exhaust gas either in a high-pressure area behind a turbocharger or exhaust manifold or in a low pressure area behind a catalyst or diesel particulate filter. The temperature of the exhaust gas removed varies accordingly between 650 ° to 200 ° C. With Increasing exhaust gas extraction, the recirculated exhaust gas before admixture chilled be, the temperature of the exhaust gas after cooling is between 100 ° to 180 ° C. Basically EGR cooler due to the thermal load of the hot exhaust gas and due to the corrosive Properties of the exhaust gas and the associated condensation made of stainless steel. Aluminum is without appropriate cooling ever after alloy composition above about 200 ° to 280 ° C no longer dimensionally stable, this means, that it under the influence of temperature to the permanent deformation of a aluminum radiator would come.

Die DE 102 16 773 B4 zeigt einen Kühler für ein dem Hauptabgasstrom eines Verbrennungsmotors entnommenes Abgas. Der Kühler ist U-förmig gestaltet und wird quer angeströmt. Dabei umfasst der Kühler eine Abgasleitung, die einerseits an eine Leitung zwischen dem Motorauslass und der Turbine und andererseits an eine Leitung angeschlossen ist, welche Frischluft zum Ladekühler führt. Die Abgasleitung ist mit einem Gehäuse verbunden, in welchem sich mehrere U-förmige Kühlrohre erstrecken. Die Enden der Kühlrohre sind zur Abgasleitung hin offen. Umfangsseitig der Enden ist eine Trennwand zwischen der Abgasleitung und dem Gehäuse vorge sehen. Das andere Ende des Gehäuses ist durch eine Wand ebenfalls verschlossen. An das Gehäuse ist ein Rohrstutzen angeschlossen, über den ein Motorkühlmittel in das Gehäuse eingeführt wird, die Kühlrohre quer anströmt und nach dem indirekten Wärmetausch mit dem in den Kühlrohren geführten Abgas das Gehäuse über einen weiteren bogenförmigen Rohrstutzen verlässt. Dieser Kühler besteht nicht aus Aluminium, sondern aus Stahl oder Edelstahl.The DE 102 16 773 B4 shows a cooler for an exhaust gas taken from the main exhaust gas stream of an internal combustion engine. The radiator is U-shaped and flows crosswise. In this case, the radiator comprises an exhaust pipe, which is connected on the one hand to a line between the engine outlet and the turbine and on the other hand to a line which leads fresh air to the charging radiator. The exhaust pipe is connected to a housing in which extend a plurality of U-shaped cooling tubes. The ends of the cooling tubes are open to the exhaust pipe. On the periphery of the ends of a partition wall between the exhaust pipe and the housing is easily seen. The other end of the housing is also closed by a wall. To the housing, a pipe socket is connected, via which an engine coolant is introduced into the housing, the cooling pipes flows transversely and after the indirect heat exchange with the exhaust gas guided in the cooling pipes leaves the housing via a further arcuate pipe socket. This cooler is not made of aluminum but of steel or stainless steel.

Die DE 103 55 649 A1 beschreibt einen längsdurchströmten Abgaskühler für eine Abgasrückführung zu einem Verbrennungsmotor. Der AGR-Kühler weist einen von einer Gehäusewandung umgebenen Abgaseintrittsbereich und ein Abgaszuführrohr und einen Abgasaustrittsbereich mit Abgasabführrohr auf. Dazwischen ist ein Wärmeübertragungsbereich sowie ein darin integrierter isolierter Bypasskanal angeordnet. Auch dieser Kühler besteht nicht aus Aluminium, sondern aus Stahl oder Edelstahl.The DE 103 55 649 A1 describes a longitudinally flowed exhaust gas cooler for exhaust gas recirculation to an internal combustion engine. The EGR cooler has an exhaust gas inlet region surrounded by a housing wall and an exhaust gas feed pipe and an exhaust gas outlet region with exhaust gas exhaust pipe. In between, a heat transfer area and an integrated bypass channel integrated therein is arranged. This cooler is not made of aluminum, but of steel or stainless steel.

Die DE 44 27 854 A1 zeigt eine Kühlvorrichtung und ein Montageverfahren dafür, um den Temperaturanstieg in Wärme abstrahlenden Teilen von elektronischen Geräten zu steuern. Diese Wärme wird durch die Basisteile der Halbleiter zu einem Kühlkörper geleitet, der aus einer Vielzahl von Rippen aus Lotblechplatten besteht, die jeweils ein Kernmaterial aus einer Aluminiumlegierung und ein auf einer Oberfläche desselben vorgesehenes Lotmaterial aufweisen, wobei die Rippen auf einer flachen Platte aus einer Aluminiumlegierung in einem Vakuum durch Hartlöten befestigt wurden. Die Wärme tritt an den gesamten Oberflächen der Rippen aus. Von einem Kühlgebläse wird Zwangsluft zwischen die Rippen geblasen, so dass die von den Oberflächen der Rippen abgestrahlte Wärme zur Atmosphäre geleitet wird. Es handelt sich daher um einen Luft/Luft Kühler. Aufgabe der DE 44 27 854 A1 ist es, eine Kühlvorrichtung zu schaffen, die eine Positionierung von Rippen ohne die Verwendung eines Werkzeugs ermöglicht und die Rippen in ihrer aufrechten Stellung in den richtigen Positionen halten kann, indem eine Verlagerung oder ein Umfallen der Rippen ausgeschlossen wird. Hierbei geht es ausschließlich um ein vorübergehendes Fixieren, denn die Befestigung der Rippen erfolgt durch ein Löten. Diese Aufgabe löst die DE 44 27 854 A1 dadurch, dass jede Rippe durch Biegen eines oberen und eines unteren Randbereichs unter einem bestimmten Winkel in die gleiche Richtung geformt ist. Aussparungen und Vorsprünge sind auf einer Linie angeordnet, die die Biegerichtung unter einem rechten Winkel an einer Vielzahl von Stellen in den oberen und unteren kürzeren Randbereichen der Rippen kreuzt. Die Aussparungen einer Rippe sind in Eingriff mit den Vorsprüngen einer weiteren Rippe, wenn die Rippen parallel auf der Metallplatte angeordnet sind. Die DE 44 27 854 A1 zeigt reine Positionierhilfen, die nicht geeignet sind, eine feste Verbindung herzustellen, zumal der Kühler der DE 44 27 854 A1 keinerlei Dichtigkeitsanforderung erfüllen muss, da Kühlmedium und zu kühlendes Medium identisch aus Luft bestehen. Bei der DE 44 27 854 A1 ist deswegen auch eine Lötung zwingende Voraussetzung, um den Kühler zusammenzuhalten.The DE 44 27 854 A1 shows a cooling device and method of assembly therefor to control the temperature rise in heat radiating parts of electronic devices. This heat is conducted through the base parts of the semiconductors to a heat sink, which consists of a variety of rip The plates are made of solder plates each having an aluminum alloy core material and a solder material provided on a surface thereof, and the ribs are brazed to a flat aluminum alloy plate in a vacuum. The heat exits on the entire surfaces of the ribs. Forced air is blown between the ribs by a cooling fan, so that the heat radiated from the surfaces of the ribs is conducted to the atmosphere. It is therefore an air / air cooler. Task of DE 44 27 854 A1 It is to provide a cooling device which allows positioning of ribs without the use of a tool and which can hold the ribs in the correct positions in their upright position by precluding any displacement or overturning of the ribs. This is all about a temporary fixing, because the attachment of the ribs is done by soldering. This task solves the DE 44 27 854 A1 in that each rib is formed by bending an upper and a lower edge portion at a certain angle in the same direction. Recesses and protrusions are arranged on a line that crosses the bending direction at a right angle at a plurality of locations in the upper and lower shorter edge regions of the ribs. The recesses of a rib are engaged with the protrusions of another rib when the ribs are arranged in parallel on the metal plate. The DE 44 27 854 A1 shows pure positioning, which are not suitable to make a solid connection, especially the cooler of the DE 44 27 854 A1 must meet any leaks requirement, since the cooling medium and the medium to be cooled are identical to air. In the DE 44 27 854 A1 is therefore a soldering mandatory requirement to hold the cooler together.

Die aufgezeigten Lösungen aus Edelstahl sind material- und montagebedingt relativ teuer, so dass es Bestrebungen gibt, diese Kühler aus anderen Materialien wie Aluminium, Kunststoff oder Mischlösungen herzustellen. Eine immer größere Herausforderung ist auch das Verhältnis von Baugröße zur Kühlleistung aufgrund des immer geringer vorhandenen Bauraums im Motorraum.The shown solutions Made of stainless steel are relatively expensive due to material and assembly, so that there are aspirations to these coolers from other materials such as aluminum, plastic or mixed solutions. An ever greater challenge is also the relationship from size to cooling capacity due to the ever-smaller space available in the engine compartment.

Ausgehend vom Stand der Technik hat die vorliegende Erfindung daher die Aufgabe, einen Aluminiumkühler sowohl bezüglich der Kühlleistung als auch bezüglich der Baugröße so zu gestalten, dass er variabel und günstig herstellbar und auch im Abgasstrang einsetzbar ist.outgoing The object of the present invention, therefore, an aluminum cooler both regarding the cooling capacity as well as regarding the size so too Shaping that he is variable and cheap to produce and also can be used in the exhaust system.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Demnach besteht ein Wärmetauscher aus einem Gehäuse und aus mindestens einem hohlen Kühlprofil, welches in dem Gehäuse angeordnet ist. Kühlprofil und Gehäuse sind aus einem Aluminiumstrangpressprofil hergestellt. In dem Kühlprofil wird ein heißes, zu kühlendes Medium geführt und in dem Gehäuse ein kaltes, kühlendes Medium. Das Kühlprofil verfügt über eine Aufnahmenut und/oder einen Befestigungssteg, über welche das Kühlprofil mit dem Gehäuse oder mit einem anderen Kühlprofil verbunden ist. So wird quasi eine Art System-Kühler geschaffen. Im Strangpressverfahren sind Gehäuse und Kühlprofile beliebiger Größe und Länge günstig herstellbar. Über die Aufnahmenut und den Befestigungssteg können zwei Kühlprofile ineinander geschoben werden, die sich dabei im Verbindungsbereich kalt verfestigen und verdichten. Diese Verbindung ist unterstützt durch den Formschluss so fest, dass kein weiterer Fügevorgang notwendig ist, insbesondere kann ein Lötprozess entfallen. Der Wärmetauscher kann einfach auf verschiedene zu erzielende Kühlleistungen in unterschiedlichen Fahrzeugmodellen angepasst werden, indem jeweils eine bestimmte Menge Kühlprofile miteinander zu einer Kühlmatrix zusammengeschoben werden. An mindestens einem Ende ist die Kühlmatrix dann mit der Innenwand des Gehäuse verbunden. An dem anderen Ende kann die Kühlmatrix in einer besonderen Ausführungsform mit einem Endstück versehen sein, welches nur eine Aufnahmenut und keinen Befestigungssteg aufweist. Im Gehäuse befindet sich mindestens ein Steg, an den ein Kühlprofil oder eine ganze Kühlmatrix angebunden werden kann. Je nach zu erzielender Leistung können auch verschiedene Kühlmatrizen über- oder nebeneinander liegen. Für eine entsprechende Anbindung weist das Gehäuse daher für jede Matrix einen Befestigungssteg auf. Alternativ kann das Gehäuse auch mit Aufnahmenuten anstatt mit Befestigungsstegen ausgestattet sein, in die ein einzelnes Kühlprofil oder eine Kühlmatrix mit jeweils einem Befestigungssteg angekoppelt werden. Bei dieser Ausführungsform besitzen die Endstücke dann jeweils nur einen Befestigungssteg und keine Aufnahmenut. Sowohl Gehäuse als auch Kühlprofile können zur Verbesserung der Leistung eine profilierte oder strukturierte Oberfläche aufweisen. Beispielsweise können in das Kühlprofil Verprägungen eingebracht sein. Das Gehäuse kann in der Außenwand Kühlrippen aufweisen.These Task solves the invention with the features of claim 1. Accordingly a heat exchanger from a housing and at least one hollow cooling profile, which is arranged in the housing is. cooling profile and housing are made of an extruded aluminum profile. In the cooling profile becomes a hot, to be cooled Medium guided and in the housing a cold, cooling medium. The cooling profile has one Receiving groove and / or a fastening web over which the cooling profile with the housing or with another cooling profile connected is. This creates a sort of system cooler. In the extrusion process are casing and cooling profiles Any size and length inexpensive to produce. About the Receiving groove and the mounting bar, two cooling profiles can be pushed together which solidify cold in the connection area and compacted. This connection is supported by the positive connection so firmly, that no further joining process is necessary, in particular, a soldering process can be omitted. The heat exchanger can be easily adapted to different cooling capacities in different Vehicle models are adjusted by each one specific Quantity of cooling profiles together to a cooling matrix be pushed together. At least one end has the cooling matrix then with the inner wall of the housing connected. At the other end, the cooling matrix may be in a particular embodiment with a tail be provided, which only a receiving groove and no fastening web having. In the case there is at least one web to which a cooling profile or a whole cooling matrix can be connected. Depending on the achievable performance can also different cooling matrices over or lie next to each other. For one corresponding connection, the housing therefore has a fastening web for each matrix on. Alternatively, the housing Also equipped with grooves instead of mounting bars be in which a single cooling profile or a cooling matrix be coupled with one attachment bar each. At this embodiment own the tails then in each case only one fastening web and no receiving groove. Either casing as well as cooling profiles can be used for Improving performance have a profiled or textured surface. For example, you can into the cooling profile Error Coins be introduced. The housing can in the outer wall cooling fins exhibit.

In einer besonderen Ausführungsform ist die Aufnahmenut des Kühlprofils als federnde Aufnahme im Sinne einer Nut und Feder Verbindung ausgestaltet. Dazu ist die Wand der Nut beispielsweise mit einer Unterbrechung versehen, die beim Ineinanderschieben der Kühlprofile von dem Befestigungssteg des anderen Kühlprofils verschlossen wird, so dass kein Medium aus dem Inneren des Kühlprofils austreten kann.In a particular embodiment is the receiving groove of the cooling profile configured as a resilient receptacle in the sense of a tongue and groove connection. For this purpose, the wall of the groove, for example, with a break provided in the telescoping of the cooling profiles of the mounting web of the other cooling profile is closed, so that no medium from the inside of the cooling profile can escape.

Der erfindungsgemäße Wärmetauscher kann auch im relativ heißen Abgasstrang eines Kraftfahrzeugs zur Kühlung eines Abgases einer Brennkraftmaschine eingesetzt werden. Die Aluminiumkühlprofile werden dadurch, dass sie innerhalb des Ge häuses von Kühlmedium umströmt werden, ständig so weit abgekühlt, dass sie trotz der hohen Abgastemperaturen von bis zu 650°C des in den Kühlprofilen geführten Abgases formstabil bleiben. Insbesondere wenn der Kühler als AGR-Kühler eingesetzt wird, ist es sinnvoll, in dem Gehäuse einen kühlmittelfreien Bereich zur Aufnahme eines Bypasskanals vorzusehen. In diesem kühlmittelfreien Bereich wird ein Edelstahlrohr ohne Berührung mit der Gehäusewand so aufgenommen, dass ein luftspaltisolierter Bypass entsteht. Über eine Klappe oder ein Ventil ist es möglich, den Kühler wahlweise anzusteuern oder zu umgehen.The heat exchanger according to the invention can also be used in the relatively hot exhaust gas line of a motor vehicle for cooling an exhaust gas of an internal combustion engine. The aluminum By virtue of being surrounded by cooling medium within the housing, cooling profiles are constantly cooled to such an extent that they remain dimensionally stable despite the high exhaust gas temperatures of up to 650 ° C. of the exhaust gas carried in the cooling profiles. In particular, when the radiator is used as an EGR cooler, it is useful to provide a coolant-free area in the housing for receiving a bypass channel. In this coolant-free area, a stainless steel pipe without contact with the housing wall is taken up in such a way that an air-gap-insulated bypass is created. Via a flap or a valve, it is possible to selectively control or bypass the cooler.

Der erfindungsgemäße Aluminium System Kühler kann aber auch an anderer Stelle im Abgasstrang genutzt werden, um Abgase herunterzukühlen oder beispielsweise die Abgaswärme zur Erwärmung eines Kühlwasserkreislaufs zu nutzen. Grundsätzlich kann der Aluminium System Kühler in fast allen Anwendungsgebieten eines Wärmetauschers eingesetzt werden.Of the aluminum according to the invention System cooler but can also be used elsewhere in the exhaust system, to cool down exhaust gases or for example, the exhaust heat for heating a Cooling water circuit to use. Basically the aluminum system radiator be used in almost all applications of a heat exchanger.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigenfollowing the invention is described in more detail with reference to the drawings. Show it

1 einen Schnitt durch zwei identische erfindungsgemäße Kühlprofile (1) 1 a section through two identical cooling profiles according to the invention ( 1 )

2 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse (4) mit einem Detailausschnitt A 2 a section through an inventive housing ( 4 ) with a detail A

3 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Endstück (6) 3 a section through an inventive end piece ( 6 )

4 einen Schnitt durch eine Variante eines Kühlprofils (10) mit einer federnden Aufnahmenut (20) 4 a section through a variant of a cooling profile ( 10 ) with a resilient receiving groove ( 20 )

5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Variante eines Kühlprofils (11) mit Detailausschnitt A 5 a perspective view of another variant of a cooling profile ( 11 ) with detail A

6 einen schematischen Schnitt durch ein Gehäuse (4) mit mehreren Kühlmatrizen (12) 6 a schematic section through a housing ( 4 ) with several cooling matrices ( 12 )

7 eine perspektivische Ansicht des leeren Gehäuses (4) 7 a perspective view of the empty housing ( 4 )

8 einen Schnitt durch das gefüllte Gehäuse (4) 8th a section through the filled housing ( 4 )

9 eine schematische Ansicht eines Wärmetauschers (15) 9 a schematic view of a heat exchanger ( 15 )

1 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes, im Aluminium Strangpressverfahren hergestelltes Kühlprofil (1). Das Kühlprofil (1) ist innen hohl, um ein zu kühlendes Medium darin zu führen. Auf einer Seite ist das Kühlprofil (1) mit einem Befestigungssteg (3) versehen. Auf der gegenüberliegenden Seite weist das Kühlprofil (1) eine Aufnahmenut (2) auf. Befestigungssteg (1) und Aufnahmenut (2) korrespondieren in der Form, dass die Befestigungsstege (3) von identischen Kühlprofilen (1) jeweils in die Aufnahmenuten (2) des jeweils anderen Kühlprofils (1) passen. Idealerweise sind Befestigungssteg (3) und Aufnahmenut (2) so ausgelegt, dass beide sich beim Zusammenschieben kalt verfestigen und verdichten. Dadurch ist eine weitere Fügeoperation entbehrlich. Die einzelnen Kühlprofile (1) können kostengünstig und prozessgenau im Strangpressverfahren hergestellt werden. Sie bauen leicht und sind in beliebiger Anzahl miteinander koppelbar. 1 shows a section through an inventive, produced in aluminum extrusion cooling profile ( 1 ). The cooling profile ( 1 ) is hollow inside to guide a medium to be cooled therein. On one side is the cooling profile ( 1 ) with a fastening web ( 3 ) Mistake. On the opposite side, the cooling profile ( 1 ) a receiving groove ( 2 ) on. Fixing bridge ( 1 ) and receiving groove ( 2 ) correspond in the form that the fastening webs ( 3 ) of identical cooling profiles ( 1 ) in each of the receiving grooves ( 2 ) of the respective other cooling profile ( 1 ) fit. Ideally, the mounting bridge ( 3 ) and receiving groove ( 2 ) designed so that both solidify cold and cold when pushed together. As a result, another joining operation is unnecessary. The individual cooling profiles ( 1 ) can be produced cost-effectively and process-accurate in the extrusion process. They are lightweight and can be coupled together in any number of ways.

2 zeigt einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Gehäuse (4) mit einem Detailausschnitt A. Das Gehäuse (4) hat in diesem Fall einen kreisrunden Durchmesser. In der Innenwand des Gehäuses (4) sind Befestigungsstege (3) ausgebildet. Diese Befestigungsstege (3) passen ebenfalls in die Aufnahmenuten (2) der Kühlprofile (1). Außerdem ist in dem Gehäuse (4) noch eine separate Kammer (5) vorgesehen. In dem Gehäuse (4) zirkuliert mit Ausnahme der Kammer (5) ein Kühlmedium. Die Kammer (5) bleibt kühlmedienfrei. Sie dient zur Aufnahme eines Bypasses. 2 shows a section through an inventive housing ( 4 ) with a detail A. The housing ( 4 ) has a circular diameter in this case. In the inner wall of the housing ( 4 ) are fastening webs ( 3 ) educated. These fastening bars ( 3 ) also fit in the grooves ( 2 ) of the cooling profiles ( 1 ). In addition, in the housing ( 4 ) a separate chamber ( 5 ) intended. In the case ( 4 ) circulates except for the Chamber ( 5 ) a cooling medium. The chamber ( 5 ) remains cool media-free. It serves to receive a bypass.

3 zeigt ein als Endstück ausgestaltetes Kühlprofil (6). Das Endstück verfügt nur über eine Aufnahmenut (2). Ein Befestigungssteg (3) fehlt. Auch das Endstück (6) ist in sich geschlossen und hohl, so dass durch das Endstück (6) ein zu kühlendes Medium fließen kann. 3 shows a designed as an end piece cooling profile ( 6 ). The tail has only one receiving groove ( 2 ). A fastening bridge ( 3 ) is missing. Also the tail ( 6 ) is self-contained and hollow, so that through the tail ( 6 ) a medium to be cooled can flow.

4 zeigt eine weitere Variante eines Kühlprofils (10). Der Befestigungssteg (3) ist gleich geblieben, jedoch die Aufnahmenut (20) ist an einer Stelle (21) nach Art einer Nut- und Federverbindung unterbrochen, um beim Ineinanderschieben federn zu können. Auch diese Variante des Kühlprofils (10) kann mit einer beliebig großen Anzahl anderer Kühlprofile (10) zusammengeschoben werden. 4 shows a further variant of a cooling profile ( 10 ). The fastening bridge ( 3 ) has remained the same, but the receiving groove ( 20 ) is in one place ( 21 ) interrupted in the manner of a tongue and groove connection to feathers when nesting. This variant of the cooling profile ( 10 ) can be used with any number of other cooling profiles ( 10 ) are pushed together.

In 5 ist die Oberfläche einer weiteren Variante eines Kühlprofils (11) durch Prägen oder Rollen oder anderweitig mit einer Strukturierung (7) oder Verprägung (7) versehen. Die Strukturierung (7) dient der Verwirbelung des in dem Kühlprofil (11) geführten Mediums zur Erhöhung der Kühlleistung.In 5 is the surface of another variant of a cooling profile ( 11 ) by embossing or rolling or otherwise structuring ( 7 ) or imprint ( 7 ) Mistake. The structuring ( 7 ) serves to swirl the in the cooling profile ( 11 ) guided medium to increase the cooling capacity.

In 6 ist das Gehäuse (4) schematisch im Schnitt dargestellt. In dem Gehäuse (4) befinden sich mehrere Kühlmatrizen (12). Eine Kühlmatrix (12) ist dabei aus mehreren miteinander gekoppelten Kühlprofilen (10) aufgebaut, wobei die Kühlprofile (10) im Querschnitt in 4 dargestellt sind. Über die Menge der miteinander gekoppelten Kühlprofile (10) kann die Kühlleistung gesteuert werden. Auf einer Seite der Kühlmatrix (12) ist jeweils ein Endstück (6) angebracht.In 6 is the case ( 4 ) shown schematically in section. In the case ( 4 ) there are several cooling matrices ( 12 ). A cooling matrix ( 12 ) is composed of several interconnected cooling profiles ( 10 ), whereby the cooling profiles ( 10 ) in cross section in 4 are shown. About the amount of interconnected cooling profiles ( 10 ), the cooling capacity can be controlled. On one side the cooling matrix ( 12 ) is in each case an end piece ( 6 ) appropriate.

7 zeigt das Gehäuse (4) in einer perspektivischen Ansicht. Die Befestigungsstege (3) erstrecken sich über die gesamte Länge des Gehäuses (4), ebenso die abgetrennte Kammer (5). An dem Gehäuse (4) angedeutet sind Durchgangsöffnungen (13, 14) zum Anfügen von nicht dargestellten Zuführ und Abführleitungen für das im Gehäuse (4) zirkulierende Kühlmedium. 7 shows the case ( 4 ) in a perspective view. The fastening webs ( 3 ) extend over the entire length of the housing ( 4 ), as well as the separated chamber ( 5 ). On the housing ( 4 ) are indicated passage openings ( 13 . 14 ) for attaching supply and discharge lines, not shown, to the housing ( 4 ) circulating cooling medium.

In 8 sind die Kühlmatrizen (12) jeweils an einem Ende mit einem Befestigungssteg (3) des Gehäuses (4) verbunden. Das andere Ende der Kühlmatrix (12) ist mit einem Endstück (6) versehen. Durch die Kühlmatrizen (12) strömt ein zu kühlendes Medium. Die Kühlmatrizen (12) sind von außen über ein im Gehäuse (4) fließendes Kühlmedium gekühlt, welches auch zwischen die einzelnen Kühlmatrizen 12 gelangt. Die Kammer (5) ist kühlmittelfrei. In der Kammer (5) befindet sich ein Bypass (8), welcher von den Wänden der Kammer (5) beabstandet ist, so dass der Bypass (8) spaltisoliert ist. Vorzugsweise befindet sich in der Kammer (5) schlicht Luft.In 8th are the cooling matrices ( 12 ) each at one end with a fastening web ( 3 ) of the housing ( 4 ) connected. The other end of the cooling matrix ( 12 ) is with a tail ( 6 ) Mistake. Through the cooling matrices ( 12 ) flows to be cooled medium. The cooling matrices ( 12 ) are from the outside via a in the housing ( 4 ) cooled cooling medium, which also between the individual cooling matrices 12 arrives. The chamber ( 5 ) is coolant-free. In the chamber ( 5 ) there is a bypass ( 8th ), which from the walls of the chamber ( 5 ), so that the bypass ( 8th ) is isolated by gap. Preferably, in the chamber ( 5 ) simply air.

In 9 ist ein AGR-Kühler (15) in perspektivischer Ansicht dargestellt. Über die Stutzen (9, 90) wird Kühlmittel, vorzugsweise Kühlmittel aus dem Kühlkreislauf der Brennkraftmaschine, also in der Regel Wasser, zu- und abgeführt. Die Öffnungen im Gehäuse für die Stutzen oder Rohre (9, 90) werden dabei zum Beispiel mechanisch eingearbeitet. Anschließend werden die Stutzen eingelötet oder angeschweißt. Die offenen Enden (16, 17) des Wärmetauschers 15 werden abgedichtet und mit einem Trichter zur Zu- und Abführung des Abgases versehen. Optional kann noch ein AGR-Ventil eingebaut werden. Da die Wärmeleitfähigkeit von Aluminium besser ist als die von Edelstahl, lassen sich bei gleicher Baugröße bessere Kühlleistungen erreichen. Durch das Strangpressverfahren ist der Wärmetauscher (15) preisgünstig und ein fach herzustellen und im Übrigen besitzt er ein geringeres Gewicht als ein vergleichbarer AGR-Kühler aus Edelstahl.In 9 is an EGR cooler ( 15 ) shown in perspective view. About the nozzles ( 9 . 90 ) is coolant, preferably coolant from the cooling circuit of the internal combustion engine, so usually water, supplied and removed. The openings in the housing for the nozzles or pipes ( 9 . 90 ) are incorporated, for example, mechanically. Subsequently, the nozzles are soldered or welded. The open ends ( 16 . 17 ) of the heat exchanger 15 are sealed and provided with a funnel for supplying and discharging the exhaust gas. Optionally, an EGR valve can be installed. Since the thermal conductivity of aluminum is better than that of stainless steel, better cooling performance can be achieved with the same size. By the extrusion process, the heat exchanger ( 15 ) Inexpensive and easy to manufacture and the rest, he has a lower weight than a comparable EGR cooler made of stainless steel.

Claims (10)

Wärmetauscher (15), bestehend aus einem Gehäuse (4) und in dem Gehäuse (4) angeordnet mindestens ein hohles Kühlprofil (1, 10, 11), wobei in dem Kühlprofil (1, 10, 11) ein zu kühlendes Medium und in dem Gehäuse (4) ein kühlendes Medium geführt wird und wobei Gehäuse (4) und Kühlprofile (1, 10, 11) aus einem Aluminium Strangpressprofil hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlprofil (1, 10, 11) über eine Aufnahmenut (2, 20) und/oder einen Befestigungssteg (3) verfügt, über welche das Kühlprofil (1, 10, 11) mit dem Gehäuse (4) oder mit einem anderen Kühlprofil (1, 10, 11) verbunden ist.Heat exchanger ( 15 ), consisting of a housing ( 4 ) and in the housing ( 4 ) arranged at least one hollow cooling profile ( 1 . 10 . 11 ), wherein in the cooling profile ( 1 . 10 . 11 ) a medium to be cooled and in the housing ( 4 ) a cooling medium is guided and wherein housing ( 4 ) and cooling profiles ( 1 . 10 . 11 ) are made of an aluminum extruded profile, characterized in that the cooling profile ( 1 . 10 . 11 ) via a receiving groove ( 2 . 20 ) and / or a fastening web ( 3 ), over which the cooling profile ( 1 . 10 . 11 ) with the housing ( 4 ) or with another cooling profile ( 1 . 10 . 11 ) connected is. Wärmetauscher (15) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlprofile (1, 10, 11) über Aufnahmenuten (2, 20) und Befestigungsstege (3) zu einer Kühlmatrix (12) zusammengesetzt sind und diese Kühlmatrix (12) endseitig mit dem Gehäuse (4) verbunden ist.Heat exchanger ( 15 ) according to claim 1, characterized in that several cooling profiles ( 1 . 10 . 11 ) via grooves ( 2 . 20 ) and fastening webs ( 3 ) to a cooling matrix ( 12 ) and this cooling matrix ( 12 ) end to the housing ( 4 ) connected is. Wärmetauscher (15) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlprofile (1, 10, 11), die jeweils nur eine Aufnahmenut (2, 20) oder einen Befestigungssteg (3) aufweisen, auf einer Seite der Kühlmatrix (12) als Endstücke (6) angebracht sind.Heat exchanger ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that cooling profiles ( 1 . 10 . 11 ), each having only one receiving groove ( 2 . 20 ) or a fastening web ( 3 ), on one side of the cooling matrix ( 12 ) as tails ( 6 ) are mounted. Wärmetauscher (15) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Innenwand des Gehäuses (4) mehrere Befestigungsstege (3) und/oder Aufnahmenuten (2, 20) für Kühlprofile (1, 10, 11) vorgesehen sind.Heat exchanger ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that on an inner wall of the housing ( 4 ) a plurality of fastening webs ( 3 ) and / or receiving grooves ( 2 . 20 ) for cooling profiles ( 1 . 10 . 11 ) are provided. Wärmetauscher (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (4) ein kühlmittelfreier Bereich (5) zur Aufnahme eines Bypasskanals (8) vorgesehen ist.Heat exchanger ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the housing ( 4 ) a coolant-free area ( 5 ) for receiving a bypass channel ( 8th ) is provided. Wärmetauscher (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlprofil (11) eine strukturierte Oberfläche zur Verwirbelung des in dem Kühlprofil (11) geführten zu kühlenden Mediums aufweist.Heat exchanger ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling profile ( 11 ) a structured surface for swirling the in the cooling profile ( 11 ) has led to be cooled medium. Wärmetauscher (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (4) an einer Außenwand Kühlrippen aufweist.Heat exchanger ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the housing ( 4 ) has cooling ribs on an outer wall. Wärmetauscher (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmenut (20) des Kühlprofils (10, 11) durch eine Unterbrechung (21) als federnde Aufnahme gestaltet ist.Heat exchanger ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving groove ( 20 ) of the cooling profile ( 10 . 11 ) by an interruption ( 21 ) is designed as a resilient receptacle. Wärmetauscher (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Aufnahmenut (2, 20) und Befestigungssteg (3) derart ineinander passen, dass Aufnahmenut (2, 20) und Befestigungssteg (3) sich beim Ineinanderschieben kalt verfestigen und verdichten.Heat exchanger ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that receiving groove ( 2 . 20 ) and fastening bar ( 3 ) in such a way that receiving groove ( 2 . 20 ) and fastening bar ( 3 ) solidify cold during nesting and compact. Wärmetauscher (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zu kühlende Medium ein Abgas einer Brennkraftmaschine ist.Heat exchanger ( 15 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the medium to be cooled is an exhaust gas of an internal combustion engine.
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