DE102008061759A1

DE102008061759A1 - Saugrohrgehäuse mit einem integrierten Wärmeübertragerblock

Info

Publication number: DE102008061759A1
Application number: DE102008061759A
Authority: DE
Inventors: Johannes Diem; Mark Schienemann; Chi-Duc Dipl.-Ing. Nguyen
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2010-06-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Saugrohrgehäuse mit einem integrierten Wärmeübertragerblock (1), der in dem Saugrohrgehäuse (8) angeordnet ist und von einem durch das Saugrohrgehäuse (8) strömenden Arbeitsmedium umströmt sowie von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmt wird, wobei das Saugrohrgehäuse (8) mindestens eine ebene Saugrohrgehäusewand (18) aufweist, die unter Ausbildung eines Spalts (20) von einer Wärmeübertragerblockwand (16) beabstandet ist, wobei zur Abdichtung des Spalts (20) zwischen der Saugrohrgehäusewand (18) und der Wärmeübertragerblockwand (16) eine Dichtung angeordnet ist, die sich quer zur Strömungsrichtung (21, 22) des Arbeitsmediums erstreckt. Um die Abdichtung zwischen der Wärmeübertragerblockwand und der Saugrohrgehäusewand bei einem Saugrohrgehäuse auf einfache Art und Weise zu verbessern, weist die Dichtung einen kreuzförmigen Querschnitt mit vier Schenkeln (11-14) auf, von denen zwei an der Saugrohrgehäusewand (18) und zwei an der Wärmeübertragerblockwand (16) dichtend so anliegen, dass zwei Winkelbereiche, die jeweils von einem der an der Saugrohrgehäusewand (18) anliegenden Schenkel (11, 12) und einem der an der Wärmeübertragerblockwand (16) anliegenden Schenkel (13, 14) eingeschlossen sind, so mit dem Arbeitsmedium beaufschlagbar sind, dass die Schenkel (11-14) durch das Arbeitsmedium gegen die Wärmeübertragerblockwand (16) beziehungsweise die Saugrohrgehäusewand (18) gedrückt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Saugrohrgehäuse mit einem integrierten Wärmeübertragerblock, der in dem Saugrohrgehäuse angeordnet ist und von einem durch das Saugrohrgehäuse strömenden Arbeitsmedium umströmt sowie von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmt wird, wobei das Saugrohrgehäuse mindestens eine ebene Saugrohrgehäusewand aufweist, die unter Ausbildung eines Spalts von einer Wärmeübertragerblockwand beabstandet ist, wobei zur Abdichtung des Spalts zwischen der Saugrohrgehäusewand und der Wärmeübertragerblockwand eine Dichtung angeordnet ist, die sich quer zur Strömungsrichtung des Arbeitsmediums erstreckt.
Die Dichtung in dem Spalt zwischen dem Wärmeübertragerblock und dem Saugrohrgehäuse dient dazu, eine unerwünschte Bypassströmung an dem Wärmeübertragerblock vorbei zu verhindern.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Abdichtung des Spalts zwischen der Wärmeübertragerblockwand und der Saugrohrgehäusewand bei einem Saugrohrgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 auf einfache Art und Weise zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einem Saugrohrgehäuse mit einem integrierten Wärmeübertragerblock, der in dem Saugrohrgehäuse angeordnet ist und von einem durch das Saugrohrgehäuse strömenden Arbeitsmedium umströmt sowie von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmt wird, wobei das Saugrohrgehäuse mindestens eine ebene Saugrohrgehäusewand aufweist, die unter Ausbildung eines Spalts von einer Wärmeübertragerblockwand beabstandet ist, wobei zur Abdichtung des Spalts zwischen der Saugrohrgehäusewand und der Wärmeübertragerblockwand eine Dichtung angeordnet ist, die sich quer zur Strömungsrichtung des Arbeitsmediums erstreckt, dadurch gelöst, dass die Dichtung einen kreuzförmigen Querschnitt mit vier Schenkeln aufweist, von denen zwei an der Saugrohrgehäusewand und zwei an der Wärmeübertragerblockwand dichtend so anliegen, dass zwei Winkelbereiche, die jeweils von einem der an der Saugrohrgehäusewand anliegenden Schenkel und einem der an der Wärmeübertragerblockwand anliegenden Schenkel eingeschlossen sind, so mit dem Arbeitsmedium beaufschlagbar sind, dass die Schenkel durch das Arbeitsmedium gegen die Wärmeübertragerblockwand beziehungsweise die Saugrohrgehäusewand gedrückt werden. Dadurch wird die Dichtwirkung der Dichtung deutlich verbessert. In Abhängigkeit von der Strömungsrichtung des Arbeitsmediums durch den Spalt wird der eine oder der andere der beiden Winkelbereiche durch das Arbeitsmedium beaufschlagt. Dadurch kann auch bei einer in entgegengesetzte Strömungsrichtungen pulsierenden Strömung, durch welche die beiden Winkelbereiche im Wechsel durch das Arbeitsmedium beaufschlagt werden, eine stabile Abdichtung des Spalts sichergestellt werden. Aus den deutschen Offenlegungsschriften DE 10 2005 061 516 A1 und DE 103 32 088 A1 , der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2005 019 687 U1 und der deutschen Patentschrift DE 851 707 sind zwar verschiedene Dichtungen mit einem kreuzförmigen Querschnitt bekannt; die bekannten Dichtungen sind jedoch zum Beispiel in der Art eines O-Rings, zumindest teilweise, in einer Nut aufgenommen. Durch die bekannten Dichtungen mit kreuzförmigem Querschnitt wird die erfindungsgemäße Verbesserung der Dichtwirkung zwischen einer Wärmeübertragerblockwand und einer Saugrohrgehäusewand weder offenbart noch nahe gelegt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Saugrohrgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Winkelbereich, der von den zwei an der Saugrohrgehäusewand anliegenden Schenkeln eingeschlossen wird, der Saugrohrgehäusewand zugewandt ist. Dieser Winkelbereich kommt im eingebauten Zustand der Dichtung nicht mit dem Arbeitsmedium in Kontakt. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Saugrohrgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Winkelbereich, der von den zwei an der Wärmeübertragerblockwand anliegenden Schenkeln eingeschlossen wird, der Wärmeübertragerblockwand zugewandt ist. Auch der weitere Winkelbereich kommt im eingebauten Zustand der Dichtung nicht mit dem Arbeitsmedium in Kontakt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Saugrohrgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel jeweils einen Winkel von 90 Grad zueinander einschließen. Dadurch wird die Montage der erfindungsgemäßen Dichtung vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Saugrohrgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung, im Querschnitt betrachtet, einen Steg aufweist, der parallel zu der Wärmeübertragerblockwand und der Saugrohrgehäusewand verläuft und von dessen Enden jeweils zwei der Schenkel abgewinkelt sind. Die abgewinkelten Schenkel schließen vorzugsweise einen Winkel von etwa 90 Grad ein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Saugrohrgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dichtung U-förmig um drei Seiten des Wärmeübertragerblocks herum erstreckt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Dichtung an der Basis der U-förmigen Anordnung eine Lagerfunktion übernehmen und somit ein ansonsten erforderliches Loslager ersetzen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Saugrohrgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel der Dichtung in den Eckbereichen des Wärmeübertragerblocks kürzer und/oder dicker ausgeführt sind als zwischen den Eckbereichen. Dadurch wird verhindert, dass sich die Schenkel der Dichtung in den Eckbereichen des Wärmeübertragerblocks in unerwünschter Weise zusammenfalten.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Saugrohrgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung an ihren Enden an einer Kontaktstelle zu einem Befestigungsflansch des Wärmeübertragerblocks zusätzliche Dichtschenkel aufweist, die dichtend an dem Befestigungsflansch anliegen. Dadurch wird auch in diesem Bereich auf einfache Art und Weise eine unerwünschte Bypassströmung an dem Wärmeübertragerblock vorbei verhindert.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Saugrohrgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Dichtschenkel in einem Winkel von etwa 45 Grad in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums angestellt sind. Dadurch wird erreicht, dass durch das Arbeitsmedium eine zusätzliche Dichtkraft auf die zusätzlichen Dichtschenkel aufgebracht wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Saugrohrgehäuses ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertragerblock Befestigungslaschen aufweist, an denen die Dichtung befestigt ist. Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Dichtung können die Befestigungslaschen weiter voneinander beabstandet sein als bei herkömmlichen Saugrohrgehäusen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
1 eine vereinfachte perspektivische Darstellung eines Wärmeübertragerblocks mit einer erfindungsgemäßen Dichtung;
2 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Saugrohrgehäuses mit einer Dichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel im Querschnitt;
3 den gleichen Ausschnitt wie in 2 mit einer Dichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel und
4 ein Saugrohrgehäuse mit einem integrierten Wärmeübertragerblock in einem Schnitt quer zur Durchströmungsrichtung des Saugrohrgehäuses.
In 1 ist ein Wärmeübertragerblock 1 stark vereinfacht perspektivisch dargestellt. Der Wärmeübertragerblock 1 wird, wie durch einen Pfeil 2 angedeutet ist, von einem Arbeitsmedium, wie Abgas oder Ladeluft, umströmt. Die Dichtungen 4 und 5 dienen dazu, eine unerwünschte Bypassströmung des Arbeitsmediums an dem Wärmeübertragerblock 1 vorbei zu verhindern.
In den 2 und 3 ist ein Saugrohrgehäuse 8 angedeutet, in das der Wärmeübertragerblock 1 integriert ist. Der Wärmeübertragerblock 1 weist mindestens eine Befestigungslasche 10 auf, die dazu dient, die Dichtung 5 relativ zu dem Wärmeübertragerblock 1 zu fixieren. Der Wärmeübertragerblock 1 ist zum Beispiel aus Aluminium gebildet und umfasst eine Vielzahl von (nicht dargestellten) Rohren, die senkrecht zur Zeichenebene von einem Wärmeübertragungsmedium, wie zum Beispiel Kühlwasser, durchströmt werden. Bei dem Wärmeübertragerblock 1 handelt es sich vorzugsweise um einen Ladeluft-/Abgaskühler, der in das Saugrohrgehäuse 8 integriert ist.
Die Dichtung 5 ist vorzugsweise aus einem elastischen Kunststoffmaterial gebildet und weist einen kreuzförmigen Querschnitt mit vier Schenkeln 11, 12, 13, 14 auf. Die beiden Schenkel 13 und 14 liegen dichtend an einer Wärmeübertragerblockwand 16 des Wärmeübertragerblocks 1 an. Die beiden anderen Schenkel 11 und 12 liegen ebenfalls dichtend an einer Saugrohrgehäusewand 18 des Saugrohrgehäuses 8 an. Die beiden Wände 16 und 18 sind, abgesehen von der Befestigungslasche 10, eben ausgebildet.
Zwischen den beiden Wänden 16, 18 ist ein Spalt 20 ausgebildet, der eine unerwünschte Bypassströmung an dem Wärmeübertragerblock 1 vorbei ermöglichen würde. Zur Veranschaulichung ist der Spalt 20 übertrieben groß dargestellt. Die senkrecht zur Zeichenebene von dem Wärmeübertragungsmedium durchströmten Rohre des Wärmeübertragerblocks 1 werden, wie durch Pfeile 21, 22 angedeutet ist, von einem Arbeitsmedium, wie Abgas oder Ladeluft, umströmt. Dabei soll das Arbeitsmedium durch den Wärme übertragerblock 1 gekühlt werden. Durch die entgegengesetzten Richtungen der Pfeile 21, 22 ist angedeutet, dass die Strömung des Arbeitsmediums pulsieren kann, so dass sie aus unterschiedlichen Richtungen wirkt.
Durch Pfeile 24 bis 27 an den Schenkeln 11 bis 14 der Dichtung 5 ist angedeutet, wie die Dichtungswirkung der Dichtung 5 durch das Arbeitsmedium verstärkt wird, indem die Schenkel 11 und 12 durch das pulsierende Arbeitsmedium in dichtender Anlage an der Saugrohrgehäusewand 18 und die beiden anderen Schenkel 13, 14 ebenfalls durch das pulsierende Arbeitsmedium in dichtender Anlage an der Wärmeübertragerblockwand 16 gehalten werden. Dadurch kann die unerwünschte Bypassströmung in beiden Richtungen 21, 22 sicher verhindert werden.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem Spalt 20 eine Dichtung 35 angeordnet, die vier Schenkel 41 bis 44 aufweist. Die Schenkel 41 bis 44 sind paarweise 41, 44; 42, 43 durch einen Steg 50 einstückig miteinander verbunden. Mit dem Steg 50 ist die Dichtung 35 an der Befestigungslasche 10 befestigt. Die Schenkel 41 und 42 liegen dichtend an der Saugrohrgehäusewand 18 an. Die Schenkel 43, 44 liegen dichtend an der Wärmeübertragerblockwand 16 an.
In 4 ist das Saugrohrgehäuse 8 mit dem integrierten Wärmeübertragerblock 1 im Längsschnitt durch eine Dichtung 60 dargestellt. Der Wärmeübertragerblock 1 wird senkrecht zur Zeichenebene von dem Arbeitsmedium umströmt. Die Dichtung 60 verhindert eine unerwünschte Bypassströmung an dem Wärmeübertragerblock 2 vorbei. Zu diesem Zweck umfasst die Dichtung 60 drei Abschnitte 61 bis 63, die sich U-förmig um den Wärmeübertragerblock 1 herum erstrecken.
Die Dichtungsabschnitte 61 bis 63 sind in den Eckbereichen 65, 66 des Wärmeübertragerblocks 1 einstückig miteinander verbunden. Die Dichtung 60 ist im Querschnitt entweder so ausgebildet wie die in 2 dargestellte Dichtung 5 oder wie die in 3 dargestellte Dichtung 35. Um ein unerwünschtes Zusammenfalten der Schenkel der Dichtung 60 in den Eckbereichen 65, 66 des Wärmeübertragerblocks 1 zu verhindern, sind die Schenkel der Dichtung 60 in den Eckbereichen 65 und 66 kürzer und dicker ausgeführt als außerhalb der Eckbereiche.
Die Befestigung des Wärmeübertragerblocks 1 an dem Saugrohrgehäuse 8 erfolgt mit Hilfe eines Befestigungsflanschs 70, der in bekannter Art und Weise an dem Wärmeübertragerblock 1 befestigt ist. Der Befestigungsflansch 70 ist, zum Beispiel mit Hilfe von Schraubverbindungen 75, 76, an einer Seitenfläche 72 des Saugrohrgehäuses 8 befestigt. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind an den Kontaktstellen zwischen dem Befestigungsflansch 70 und den Enden der Dichtung 60 zusätzliche Abschrägungen, Flügel oder Schenkel an der Dichtung 60 ausgebildet. Die Abschrägungen, Flügel oder Schenkel an den Enden der Dichtung 60 sind in einem Winkel von 45 Grad in Strömungsrichtung des Arbeitsmediums angestellt. Durch diese Anstellung wird eine zusätzliche Dichtkraft an der Schnittstelle zu dem Befestigungsflansch 70 erzeugt.
Bei entsprechender Festigkeit der Dichtung 60 kann ein ansonsten erforderliches Loslager auf der dem Befestigungsflansch 70 gegenüberliegenden Seite weggelassen werden. In diesem Fall kann der Abschnitt 62 der U-förmigen Dichtung 60 eine Lagerungsfunktion und eine Schwingungsdämpfungsfunktion für den Wärmeübertragerblock 1 übernehmen. Durch den kreuzförmigen Querschnitt der Dichtung 60 wird sicher verhindert, dass die Dichtung 60 von dem Saugrohrgehäuse 8 oder dem Wärmeübertragerblock 1 abhebt. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird die Dichtung 60 mit zunehmendem Druck infolge der vorab beschriebenen Kräfte auf die Flügel oder Schenkel des kreuzförmigen Querschnitts der Dichtung 60 stärker an das Saugrohrgehäuse 8 beziehungsweise den Wärmeübertragerblock 1 angepresst, wodurch die Dichtwirkung verbessert wird. Über Anschlussstutzen 80, 81 wird der Wärmeübertragerblock 1 in bekannter Art und Weise mit dem Wärmeübertragungsmedium, wie Kühlwasser, versorgt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102005061516 A1 [0004]
- DE 10332088 A1 [0004]
- DE 202005019687 U1 [0004]
- DE 851707 [0004]

Claims

Saugrohrgehäuse mit einem integrierten Wärmeübertragerblock (1), der in dem Saugrohrgehäuse (8) angeordnet ist und von einem durch das Saugrohrgehäuse (8) strömenden Arbeitsmedium umströmt sowie von einem Wärmeübertragungsmedium durchströmt wird, wobei das Saugrohrgehäuse (8) mindestens eine ebene Saugrohrgehäusewand (18) aufweist, die unter Ausbildung eines Spalts (20) von einer Wärmeübertragerblockwand (16) beabstandet ist, wobei zur Abdichtung des Spalts (20) zwischen der Saugrohrgehäusewand (18) und der Wärmeübertragerblockwand (16) eine Dichtung (4, 5; 35; 60) angeordnet ist, die sich quer zur Strömungsrichtung (21, 22) des Arbeitsmediums erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (4, 5; 45; 60) einen kreuzförmigen Querschnitt mit vier Schenkeln (11–14; 41–44) aufweist, von denen zwei an der Saugrohrgehäusewand (18) und zwei an der Wärmeübertragerblockwand (16) dichtend so anliegen, dass zwei Winkelbereiche, die jeweils von einem der an der Saugrohrgehäusewand (18) anliegenden Schenkel (11, 12; 41, 42) und einem der an der Wärmeübertragerblockwand (16) anliegenden Schenkel (13, 14; 43, 44) eingeschlossen sind, so mit dem Arbeitsmedium beaufschlagbar sind, dass die Schenkel (11–14; 41–44) durch das Arbeitsmedium gegen die Wärmeübertragerblockwand (16) beziehungsweise die Saugrohrgehäusewand (18) gedrückt werden.
Saugrohrgehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Winkelbereich, der von den zwei an der Saugrohrgehäusewand (18) anliegenden Schenkel (11, 12; 41, 42) eingeschlossen wird, der Saugrohrgehäusewand (18) zugewandt ist.
Saugrohrgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Winkelbereich, der von den zwei an der Wärmeübertragerblockwand (16) anliegenden Schenkel (13, 14; 43, 44) eingeschlossen wird, der Wärmeübertragerblockwand (16) zugewandt ist.
Saugrohrgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (11–14; 41–44) jeweils einen Winkel von 90 Grad zueinander einschließen.
Saugrohrgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (35), im Querschnitt betrachtet, einen Steg (50) aufweist, der parallel zu der Wärmeübertragerblockwand (16) und der Saugrohrgehäusewand (18) verläuft und von dessen Enden jeweils zwei der Schenkel (41, 44; 42, 43) abgewinkelt sind.
Saugrohrgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dichtung (60) U-förmig um drei Seiten des Wärmeübertragerblocks (1) herum erstreckt.
Saugrohrgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel (11–14; 41–44) der Dichtung (4, 5; 35; 60) in Eckbereichen (65, 66) des Wärmeübertragerblocks (1) kürzer und/oder dicker ausgeführt sind als zwischen den Eckbereichen (65, 66).
Saugrohrgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (4, 5; 45; 60) an ihren Enden an einer Kontaktstelle zu einem Befestigungsflansch (70) des Wärmeübertragerblocks (1) zusätzliche Dichtschenkel aufweist, die dichtend an dem Befestigungsflansch (70) anliegen.
Saugrohrgehäuse nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Dichtschenkel in einem Winkel von etwa 45 Grad in Strömungsrichtung (21, 22) des Arbeitsmediums angestellt sind.
Saugrohrgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertragerblock (1) Befestigungslaschen (10) aufweist, an denen die Dichtung (4, 5; 35; 60) befestigt ist.