DE102010025017B4

DE102010025017B4 - heat exchangers

Info

Publication number: DE102010025017B4
Application number: DE102010025017.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ilgner; Andreas Roth; Christoph Lempa
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2010-06-24
Filing date: 2010-06-24
Publication date: 2018-07-05
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: DE102010025017A1

Abstract

Wärmetauscher (1) für einen Verbrennungsmotor, welcher ein Grundrohr (2) mit endseitigen Rohrböden (3) aufweist, welche mit dem Grundrohr (2) verbunden sind, wobei an mindestens einem der Rohrböden (3) eine eine kleine Öffnung (10) aufweisende Endkappe (5) angeordnet ist, die über eine große Öffnung (11) mit dem Grundrohr (2) verbunden ist, wobei die Endkappe (5) aus zwei miteinander verbundenen Schalen (9) gebildet ist, wobei die Endkappe (5) zwischen ihren Öffnungen (10, 11) einen gekrümmten Strömungskanal bildet, dadurch gekennzeichnet, dass entlang dem Strömungskanal die miteinander verbundenen Schalen (9) eine gekrümmte Fügeebene (12) zwischen sich aufweisen, wobei die sich quer zur Fügeebene (12) gegenüberliegenden Umfangslängen der miteinander verbundenen Schalen (9) gleich lang sind.Heat exchanger (1) for an internal combustion engine, which has a base tube (2) with end tube sheets (3) which are connected to the base tube (2), wherein on at least one of the tube sheets (3) has a small opening (10) end cap (5) which is connected to the base tube (2) via a large opening (11), the end cap (5) being formed from two interconnected shells (9), the end cap (5) being between its openings (11). 10, 11) forms a curved flow channel, characterized in that along the flow channel the interconnected shells (9) have a curved joining plane (12) between them, wherein the transverse to the joining plane (12) opposite circumferential lengths of the interconnected shells (9 ) are the same length.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher.The invention relates to a heat exchanger.

Wärmetauscher dienen beispielsweise der Wärmerückgewinnung oder der Kühlung des für die Rückführung bestimmten Abgasanteils eines Verbrennungsmotors. Durch die Rückführung zur Verbrennungsluft verringert sich insbesondere beim Einsatz von mageren Gemischen in Kombination mit hohen Verbrennungstemperaturen der Anteil an umweltschädlichen Stickoxiden im Abgas.Heat exchangers are used, for example, for heat recovery or cooling of the exhaust gas portion of an internal combustion engine intended for recirculation. The return to the combustion air reduces the proportion of environmentally harmful nitrogen oxides in the exhaust gas, in particular when lean mixtures are used in combination with high combustion temperatures.

Das durch den Wärmetauscher herabgekühlte und dem Verbrennungsprozess zugeführte Abgas reduziert den in der Frischluft enthaltenen Luftüberschuss und senkt gleichzeitig die Verbrennungstemperatur, wodurch sich eine deutlich schadstoffärmere Verbrennung einstellt. Das um nicht brennbare Anteile erweiterte Gemisch ermöglicht insbesondere im Teillastbereich des Motors eine Absenkung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs.The cooled down by the heat exchanger and the combustion process supplied exhaust gas reduces the excess air contained in the fresh air and at the same time reduces the combustion temperature, which sets a much lower emission combustion. The mixture, which is expanded by non-flammable components, makes it possible to reduce specific fuel consumption, particularly in the partial load range of the engine.

Innerhalb des Wärmetauschers tritt das Abgas ohne Durchmischung mit einem Kühlfluid in Kontakt, in dessen Folge eine zwischen den beiden Fluiden bestehende Temperaturdifferenz ausgetauscht wird. Der Leistungsgrad des Wärmetauschers bestimmt sich durch die zum Temperaturaustausch zur Verfügung stehende Fläche. Um die Austauschfläche trotz kleiner äußerer Abmessungen möglichst groß zu gestalten, werden innerhalb des Wärmetauschers beispielsweise eine Vielzahl an Abgas führenden Rohren angeordnet, welche umfangsseitig durch das Kühlfluid umströmt werden.Within the heat exchanger, the exhaust gas comes into contact without mixing with a cooling fluid, as a result of which a temperature difference existing between the two fluids is exchanged. The efficiency of the heat exchanger is determined by the area available for temperature exchange. In order to make the exchange surface as large as possible despite small outer dimensions, for example, a plurality of exhaust-carrying tubes are arranged within the heat exchanger, which are circumferentially flowed around by the cooling fluid.

Der Aufbau sieht hierfür ein Grundrohr vor, welches jeweils endseitig mit einem Rohrboden verbunden ist. Die das Abgas führenden Rohre innerhalb des Grundrohrs sind zu einem Rohrbündel zusammengefasst, welches sich innerhalb des Grundrohrs zwischen den sich gegenüberliegenden Rohrböden erstreckt und mit diesen verbunden ist. Das mit den Rohrböden verbundene Grundrohr bildet hierbei eine durch das Kühlfluid durchströmbare Kammer, welche über das Rohrbündel von dem Abgas passiert wird.The structure provides for this purpose a base tube, which is connected in each case at the end to a tube plate. The tubes carrying the exhaust gas within the base tube are combined to form a tube bundle, which extends within the base tube between the opposite tube plates and is connected thereto. The base tube connected to the tube plates in this case forms a chamber through which the cooling fluid can flow, which is passed through the tube bundle by the exhaust gas.

Zur Verhinderung eines nicht bestimmungsgemäßen Austritts des Abgases sowie dessen Durchmischung mit dem Kühlfluid sind die einzelnen Komponenten zu einem in sich und nach außen hin dichten Wärmetauscher verbunden.To prevent an improper exit of the exhaust gas and its mixing with the cooling fluid, the individual components are connected to a dense in itself and outwardly dense heat exchanger.

Im Bereich der Rohrböden sind mit dem Grundrohr verbundene Endkappen angeordnet, welche der Zu- sowie Abfuhr des durch die einzelnen Rohre strömenden Abgases dienen. Die Endkappen sind hierbei beispielsweise als Gussteil ausgeführt, welches ein entsprechend hohes Gewicht aufweist. Darüber hinaus ist auch die Fertigung mittels Hydroformen (IHU = Innenhochdruckumformung) sowie Tiefziehen bekannt. Hierbei ist ein Kompromiss zwischen einer durch das eingesetzte Verfahren beschränkten Formgebung und den Erfordernissen des Bauraums und den damit einhergehenden Druckverlusten des strömenden Abgases und der so möglichen Kühlleistung erforderlich.In the area of the tubesheets, end caps connected to the base tube are arranged, which serve to supply and remove the exhaust gas flowing through the individual tubes. The end caps are in this case designed, for example, as a casting, which has a correspondingly high weight. In addition, the production by means of hydroforming (IHU = hydroforming) and thermoforming is known. In this case, a compromise between a limited by the method used shaping and the requirements of the installation space and the associated pressure losses of the flowing exhaust gas and the possible cooling capacity is required.

Zum Stand der Technik ist die EP 0 222 636 A1 zu nennen, die einen Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug offenbart. Der Wärmetauscher umfasst mehrere Rohre, die in einen Rohrboden münden. Endseitig des Rohrbodens befindet sich eine Endkappe, welche auf den Rohrboden aufgesetzt ist und daher eine große, dem Rohrboden zugewandte Öffnung besitzt sowie an ihrem anderen strömungsseitigen Ende eine kleine Öffnung. Die Endkappe ist aus zwei miteinander verbundenen Schalen gebildet. Der Strömungskanal zwischen der eintritts- und austrittsseitigen Öffnung der Endkappe ist gekrümmt. Die Fügeebene zwischen den Schalen ist gerade. The state of the art is the EP 0 222 636 A1 to call, which discloses a heat exchanger for a motor vehicle. The heat exchanger comprises a plurality of tubes, which open into a tube bottom. End of the tube sheet is an end cap, which is placed on the tube plate and therefore has a large, the tube bottom facing opening and at its other flow-side end a small opening. The end cap is formed of two interconnected shells. The flow channel between the inlet and outlet side opening of the end cap is curved. The joining plane between the shells is straight.

Vergleichbare Wärmetauscher sind aus der EP 2 161 428 A1 für Großmotoren in Form von Ladeluftkühlern bekannt. Durch die GB 904 498 A , DE 601 27 479 T2 und die DE 101 530 33 A1 zählen weitere Bauformen von Endkammern für Wärmetauscher, insbesondere für flüssigkeitsgekühlte Brennkraftmaschinen, zum Stand der Technik.Comparable heat exchangers are from the EP 2 161 428 A1 known for large engines in the form of intercoolers. By the GB 904 498 A . DE 601 27 479 T2 and the DE 101 530 33 A1 include other types of end chambers for heat exchangers, especially for liquid-cooled internal combustion engines, the prior art.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Wärmetauscher dahingehend zu verbessern, dass dessen Endkappen ein reduziertes Bauteilgewicht aufweisen und eine optimale Ausnutzung des Bauraums zur Erreichung der geforderten Kühlleistung ermöglichen.The invention is therefore an object of the invention to improve a generic heat exchanger to the effect that the end caps have a reduced component weight and allow optimal utilization of space to achieve the required cooling capacity.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The solution of this problem is according to the invention in a heat exchanger for a motor vehicle according to the features of claim 1.

Die Erfindung sieht einen Wärmetauscher für einen Verbrennungsmotor vor. Dieser kann beispielsweise zur Kühlung eines für die Rückführung bestimmten Teils eines Abgases eines Kraftfahrzeuges dienen. Der Wärmetauscher weist hierbei ein Grundrohr auf, welches mit endseitigen Rohrböden verbunden ist. Das Grundrohr weist beispielsweise einen zylinderischen Querschnitt auf, wobei grundsätzlich auch eckige oder ovale Formen möglich sind. Im Bereich mindestens eines Rohrbodens ist eine Endkappe angeordnet, die eine kleine Öffnung aufweist. Die Endkappe ist über eine große Öffnung mit dem Grundrohr verbunden. Die Endkappe kann dabei mit dem Rohrboden und/oder dem Grundrohr fluchten. Grundsätzlich kann die Endkappe im Bereich ihrer großen Öffnung auch aufgeweitet sein, so dass sie zumindest bereichsweise über den Rohrboden und/oder das Grundrohr gestülpt ist. Erfindungsgemäß ist die Endkappe aus zwei miteinander verbundenen Schalen gebildet.The invention provides a heat exchanger for an internal combustion engine. This can serve, for example, for cooling a part of an exhaust gas of a motor vehicle intended for recycling. The heat exchanger in this case has a base tube which is connected to the end tube sheets. The base tube has, for example, a cylindrical cross-section, wherein basically also angular or oval shapes are possible. In the region of at least one tube bottom, an end cap is arranged, which has a small opening. The end cap is connected to the base tube via a large opening. The end cap can be aligned with the tube bottom and / or the base tube. In principle, the end cap can also be widened in the region of its large opening, so that it is at least partially slipped over the tube bottom and / or the base tube. According to the invention the end cap is formed by two interconnected shells.

Die aus Blechen geformten Schalen ermöglichen eine Reduzierung des Bauteilgewichts. Überdies können die einzelnen Schalen eine Formgebung erhalten, welche der aus den Schalen zusammengesetzten Endkappe eine Struktur verleiht, die sonst nur mit erheblichem Aufwand erzeugt werden kann. Durch die Zusammensetzung der Endkappe aus zwei Schalen sind mitunter Formgebungen möglich, die sonst nicht zu realisieren sind. Je nach Anforderung können die einzelnen die Endkappe bildenden Schalen auch unterschiedliche Materialeigenschaften sowie Strukturen und Materialdicken aufweisen.The sheet metal shells allow a reduction in component weight. Moreover, the individual shells can be given a shape which gives the end cap composed of the shells a structure which otherwise can only be produced with considerable effort. Due to the composition of the end cap of two shells formations are sometimes possible that are otherwise impossible to realize. Depending on requirements, the individual shells forming the end cap may also have different material properties as well as structures and material thicknesses.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 6.Advantageous embodiments of the inventive concept are the subject of the dependent claims 2 to 6.

Die Erfindung sieht vor, dass die Endkappe zwischen ihren Öffnungen einen gekrümmten Strömungskanal bildet. Entlang des Strömungskanals weisen die miteinander verbundenen Schalen eine gekrümmte Fügeebene zwischen sich auf. Die sich quer zu der Fügeebene gegenüberliegenden Umfangslängen der miteinander verbundenen Schalen sind hierbei gleich lang. Durch den Verlauf der Fügeebene wird die Herstellung der einzelnen Schalen erleichtert, da diese in ihrer Formgebung entlang des Strömungskanals jeweils im Scheitel ihres Durchmessers enden.The invention provides that the end cap forms a curved flow channel between its openings. Along the flow channel, the interconnected shells have a curved joining plane between them. The opposite to the joining plane circumferential lengths of the interconnected shells are the same length. Due to the course of the joining plane, the production of the individual shells is facilitated since they end in their shape along the flow channel in each case at the apex of its diameter.

Die Öffnungen der Endkappe sind in einem Winkel zueinander ausgerichtet. Die große Öffnung ist in vorteilhafter Weise der Form des Rohrbodens und/oder des Grundrohres angepasst.The openings of the end cap are aligned at an angle to each other. The large opening is advantageously adapted to the shape of the tube bottom and / or the base tube.

Der Winkel zwischen den Öffnungen weist einen Wert von 45° bis 120° auf, vorzugsweise von 90° bis 120°, wobei die jeweiligen Längsachsen der Öffnungen in zueinander beabstandeten Ebenen liegen. Durch den Winkel können an die kleine Öffnung angeschlossene Rohrleitungen gradlinig und zu der Längsachse des Wärmetauschers abgewinkelt mit der Endkappe verbunden sein, wodurch eine sonst erforderliche Biegung der Rohrleitung entfällt. Durch die zueinander versetzt angeordneten Öffnungen kann insbesondere die kleine Öffnung der Endkappe umfangsseitig in Richtung des Umfangs der großen Öffnung verschoben sein, wodurch der zur Verfügung stehende Bauraum optimal ausgenutzt wird. Hierdurch kann trotz kleiner Außenabmessungen die geforderte Kühlleistung erreicht und der Druckverlust des Wärmetauschers bezogen auf das ihn durchströmende Abgas minimiert werden.The angle between the apertures is from 45 ° to 120 °, preferably from 90 ° to 120 °, with the respective longitudinal axes of the apertures being in spaced apart planes. The angle allows pipes connected to the small opening to be connected in a straight line and angled towards the longitudinal axis of the heat exchanger with the end cap, thereby eliminating the otherwise necessary bend of the pipeline. By the mutually staggered openings in particular the small opening of the end cap can be circumferentially displaced in the direction of the circumference of the large opening, whereby the available space is optimally utilized. In this way, despite the small outer dimensions of the required cooling capacity can be achieved and the pressure drop of the heat exchanger based on the exhaust gas flowing through it are minimized.

Eine der miteinander zu der Endkappe verbundenen Schalen weist eine zumindest bereichsweise angeordnete randseitige Aufweitung auf. Über die Aufweitung sind die zu der Endkappe zusammengesetzten Schalen ineinander geschoben und miteinander verbunden. Über die Aufweitung können die Schalen auch ineinander greifen. Denkbar ist auch ein Formschluß innerhalb der Aufweitung. Die randseitige Aufweitung ermöglicht eine sofortige, formschlüssige sowie positionsgenaue Kopplung der die Endkappe bildenden Schalen. Darüber hinaus kann die Aufweitung neben dem Formschluss auch einen Kraftschluss aufweisen, wodurch die zusammengesetzten Schalen unmittelbar gefügt sind.One of the shells connected to each other to the end cap has an at least partially arranged edge-side widening. About the expansion of the composite to the end cap shells are pushed together and connected together. About the expansion, the shells can also interlock. It is also conceivable a positive connection within the expansion. The marginal expansion allows immediate, positive and positionally accurate coupling of the end cap forming shells. In addition, the expansion in addition to the positive connection also have a frictional connection, whereby the composite shells are joined directly.

Die Öffnungen weisen beispielsweise ein Flächenverhältnis von 1 : 4,5 bis 1 : 5,5 zueinander auf. Hierdurch ergibt sich ein optimierter Strömungsverlauf des den Wärmetauscher durchströmenden Abgases. Grundsätzlich sind auch andere Flächenverhältnisse angedacht, welche sich nach den jeweiligen Anforderungen richten.The openings have for example an area ratio of 1: 4.5 to 1: 5.5 to each other. This results in an optimized flow profile of the exhaust gas flowing through the heat exchanger. In principle, other area ratios are also considered, which depend on the respective requirements.

Die die Endkappe bildenden Schalen sind stoffschlüssig miteinander verbunden. Neben Kleben oder Löten sind diese bevorzugt über Schweißen miteinander verbunden. Durch den Einsatz von Lot wird eine unmittelbare Dichtwirkung zwischen den zusammengesetzten Schalen erzielt.The shells forming the end cap are connected to one another in a material-locking manner. In addition to gluing or soldering, these are preferably connected to one another by welding. The use of solder achieves an immediate sealing effect between the assembled shells.

Die Erfindung schafft einen Wärmetauscher, welcher mindestens eine in ihrem Bauteilgewicht reduzierte Endkappe aufweist. Durch den Aufbau der Endkappe aus zusammengesetzten Schalen können diese eine Formgebung erhalten, welche eine optimale Ausnutzung des Bauraums zur Erreichung der geforderten Kühlleistung sowie eine Minimierung des Druckverlustes durch den Wärmetauscher bewirkt. Überdies kann die Endkappe Formgebungen erhalten, die sonst nur mit erheblichem Aufwand herzustellen sind. Durch die Schalenbauweise ergeben sich neue Möglichkeiten der Gestaltung der Endkappe, welche im Ergebnis eine optimierte Ausgestaltung aufweisen.The invention provides a heat exchanger which has at least one end cap reduced in its component weight. By the construction of the end cap of composite shells they can obtain a shape which causes optimum utilization of the space to achieve the required cooling capacity and minimizing the pressure loss through the heat exchanger. Moreover, the end cap can obtain shapes that are otherwise only to produce with considerable effort. Due to the shell construction, there are new possibilities for the design of the end cap, which as a result have an optimized design.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt:

1 einen Wärmetauscher in zwei Ansichten mit einer Explosionsdarstellung;
2 ein Bauteil des Wärmetauschers aus 1 in einer Ansicht;
3 das Bauteil aus 2 in einer weiteren Ansicht,
4 das Bauteil der 2 und 3 in einer weiteren Ansicht sowie
5 das Bauteil der 2 bis 4 in einer perspektivischen Darstellungsweise.

The invention is described below with reference to a schematically illustrated embodiment. It shows:

1 a heat exchanger in two views with an exploded view;
2 a component of the heat exchanger 1 in a view;
3 the component off 2 in another view,
4 the component of 2 and 3 in another view as well
5 the component of 2 to 4 in a perspective representation.

Der in 1 als Seitenansicht einer Explosionsdarstellung gezeigte Wärmetauscher 1 weist ein Grundrohr 2 mit endseitigen Rohrböden 3 auf. Das Grundrohr 2 weist einen zylindrischen Querschnitt auf, welcher endseitig von den Rohrböden 3 umgriffen ist. Die Rohrböden 3 weisen hierfür einen ihnen gegenüber rechtwinklig abgewinkelten Rand 4 auf, welcher sich jeweils umlaufend um die Rohrböden 3 erstreckt. Der Rand 4 ist so ausgeführt, dass dessen Innenumfang dem Außenumfang des Grundrohrs 2 entspricht, wodurch die Rohrböden 3 mit ihrem jeweiligen Rand 4 formschlüssig auf das Grundrohr 2 aufgesetzt sind.The in 1 as a side view of an exploded view shown heat exchanger 1 instructs Groundbarset 2 with end tube sheets 3 on. The ground pipe 2 has a cylindrical cross section, which end of the tube sheets 3 is encompassed. The tube sheets 3 For this purpose have a right angled edge opposite them 4 on, which in each case revolve around the tubesheets 3 extends. The edge 4 is designed so that its inner circumference the outer circumference of the base tube 2 corresponds, causing the tube sheets 3 with their respective edge 4 positive fit on the base tube 2 are set up.

Im Bereich eines der Rohrböden 3 ist endseitig des Grundrohrs 2 eine Endkappe 5 angeordnet. Analog der Rohrböden 3 weist diese einen Randbereich auf, über den die Endkappe 5 mit dem Grundrohr 2 verbunden ist.In the area of one of the tube sheets 3 is the end of the basic pipe 2 an end cap 5 arranged. Analogous to the tube sheets 3 this has a border area over which the end cap 5 with the ground pipe 2 connected is.

In der ebenfalls dargestellten Ansicht der Rohrböden 3 ist erkennbar, dass diese eine Vielzahl an Öffnungen 6 aufweisen. Die Öffnungen 6 haben einen kreisrunden Querschnitt. Innerhalb der Öffnungen 6 sind jeweils einzelne Rohre 7 angeordnet, die sich als nicht näher dargestelltes Rohrbündel 8 innerhalb des Grundrohrs 2 in dessen Längsrichtung zwischen den Rohrböden 3 erstrecken und in den sich gegenüberliegenden Öffnungen 6 der Rohrböden 3 gelagert sind.In the also shown view of the tubesheets 3 It can be seen that these have a large number of openings 6 exhibit. The openings 6 have a circular cross-section. Inside the openings 6 are each individual pipes 7 arranged, which is not shown in detail as a tube bundle 8th within the ground pipe 2 in the longitudinal direction between the tube sheets 3 extend and in the opposite openings 6 the tube sheets 3 are stored.

2 zeigt die in 1 dargestellte Endkappe 5 im Detail. Diese ist aus zwei miteinander verbundenen Schalen 9 gebildet. Die Schalen 9 bilden einen gemeinsamen Strömungskanal, der sich in gekrümmter Form zwischen einer kleinen Öffnung 10 und einer großen Öffnung 11 erstreckt. Entlang des Strömungskanals weisen die miteinander verbundenen Schalen 9 eine ebenfalls gekrümmte Fügeebene 12 zwischen sich auf. 2 shows the in 1 illustrated end cap 5 in detail. This is made of two interconnected shells 9 educated. The bowls 9 form a common flow channel, which curves in a curved shape between a small opening 10 and a big opening 11 extends. Along the flow channel have the interconnected shells 9 a likewise curved joining plane 12 between themselves.

Mit Blick in die große Öffnung 11 weist diese einen kreisrunden Querschnitt auf. Eine Längsachse X1 der großen Öffnung 11 ist zu einer Längsachse Z2 der kleinen Öffnung 10 versetzt, so dass die Längsachsen X1, Z2 in zueinander beabstandeten Ebenen liegen. In dieser Ansicht liegen die beiden Öffnungen 10, 11 trotz ihrer unterschiedlichen Größen randseitig auf einer zu ihren Längsachsen X1, Z2 parallelen Ebene.Looking into the big opening 11 this has a circular cross section. A longitudinal axis X1 the big opening 11 is to a longitudinal axis Z2 the small opening 10 offset so that the longitudinal axes X1 . Z2 lie in spaced-apart planes. In this view are the two openings 10 . 11 despite their different sizes edge on one to their longitudinal axes X1 . Z2 parallel plane.

Eine der Schalen 9 weist im Bereich der Fügeebene 12 eine nach außen gerichtete Aufweitung 13 auf, über welche die Schalen 9 formschlüssig miteinander verbunden sind. Die sich quer zu der Fügeebene 12 gegenüberliegenden Umfangslängen der miteinander verbundenen Schalen 9 sind hierbei entlang des Strömungskanals gleich lang. Die Aufweitung 13 erstreckt sich hierbei entlang der Fügeebene 12 zwischen den Öffnungen 10, 11, wobei ein kurzes Teilstück im Bereich der kleinen Öffnung 10 bis zu deren Rand ohne Aufweitung ausgestattet ist. Die Schalen 9 werden um die kleine Öffnung 10 herum in diesem Bereich mit einem hier nicht näher dargestellten Rohrbauteil umgriffen, so dass eine Aufweitung 13 einen formschlüssigen Verbund behindern würde.One of the bowls 9 points in the area of the joining plane 12 an outward expansion 13 on, over which the bowls 9 are positively connected with each other. The transverse to the joining plane 12 opposite circumferential lengths of the interconnected shells 9 are the same length along the flow channel. The expansion 13 extends along the joining plane 12 between the openings 10 . 11 , with a short section in the area of the small opening 10 up to the edge of which is equipped without widening. The bowls 9 be around the small opening 10 around embraced in this area with a pipe component, not shown here, so that a widening 13 would impede a positive connection.

In 3 sind die zu einer der Endkappen 5 verbundenen Schalen 9 in einer weiteren Ansicht mit Blick in die kleine Öffnung 10 gegen deren Längsachse Z2 dargestellt. In Kombination mit der 2 ist hierbei gut zu erkennen, dass die beiden Öffnungen 10, 11 einen randseitig ebenen Verlauf aufweisen.In 3 they are one of the end caps 5 connected trays 9 in another view with a view into the small opening 10 against its longitudinal axis Z2 shown. In combination with the 2 It is easy to see that the two openings 10 . 11 have a edge-planar course.

4 zeigt eine weitere Ansicht der zu der Endkappe 5 verbundenen Schalen 9 aus den 2 und 3. Die in 2 gezeigte Bauteillage ist hier in einer um 90° um die Längsachse Z2 rotierten Ansicht dargestellt. Gut zu erkennen ist die Ausrichtung der Öffnungen 10, 11 zueinander. Diese weisen zwischen ihren rechtwinklig zu deren Längsachsen X1, Z2 verlaufende Querachsen Z1, X2 auf, wobei die randseitigen Enden der Öffnungen 10, 11 jeweils in Ebene der Qerachsen Z1, X2 liegen und einen Winkel A zueinander aufweisen. 4 shows another view of the end cap 5 connected trays 9 from the 2 and 3 , In the 2 shown component position is here in a 90 ° about the longitudinal axis Z2 rotated view shown. Good to see is the orientation of the openings 10 . 11 to each other. These point between their perpendicular to their longitudinal axes X1 . Z2 running transverse axes Z1 . X2 on, with the marginal ends of the openings 10 . 11 lie respectively in the plane of the Qerachsen Z1, X2 and an angle A to each other.

Durch die rechtwinklige Ausgestaltung der Öffnungen 10, 11 zueinander bilden diese einen gemeinsamen Winkel A von 90° zueinander. Die kleine Öffnung 10 ist randseitig in einem Abstand zu der großen Öffnung 11 angeordnet, der 22% des Außendurchmessers der kleinen Öffnung 10 beträgt. Der randseitige Abstand der großen Öffnung 11 beträgt 11 % ihres Außendurchmessers zur kleinen Öffnung 10. Due to the rectangular configuration of the openings 10 . 11 they form a common angle to each other A from 90 ° to each other. The small opening 10 is at the edge at a distance to the large opening 11 arranged, the 22% of the outer diameter of the small opening 10 is. The marginal distance of the large opening 11 is 11% of its outer diameter to the small opening 10 ,

5 zeigt das in den 2 bis 4 gezeigte Bauteil in einer perspektivischen Darstellung. Gut zu erkennen ist der gekrümmte Verlauf der Aufweitung 13 entlang der Fügeebene 12. 5 shows that in the 2 to 4 shown component in a perspective view. Good to see is the curved course of the expansion 13 along the joining plane 12 ,

In der Praxis wird der Wärmetauscher 1 durch ein innerhalb seiner Rohre 7 des Rohrbündels 8 strömendes heißes Abgas durchströmt. Dieses wird durch die Endkappe 5 dem Rohrbündel 8 zugeführt oder von diesem abgeführt. Über einen nicht näher dargestellten Einlass sowie einen Auslass strömt ein Kühlfluid durch die aus dem Grundrohr 2 und den Rohrböden 3 gebildete Kammer, wobei es die einzelnen Rohre 7 umströmt und beispielsweise durch Einbauten umgelenkt wird. Das Kühlfluid dient dem Temperaturaustausch mit dem Abgas und somit dessen Kühlung. Durch die von den Rohren 7 gebildete große Oberfläche erfolgt ein kontinuierlicher Ausgleich der Temperaturdifferenzen zwischen dem Abgas und dem innerhalb des Wärmetauschers 1 strömenden Kühlfluid.In practice, the heat exchanger 1 through one inside his pipes 7 of the tube bundle 8th flowing hot exhaust gas flows through. This is done by the end cap 5 the tube bundle 8th supplied or discharged from this. Via a non-illustrated inlet and an outlet, a cooling fluid flows through the out of the base tube 2 and the tube sheets 3 formed chamber, whereby it is the individual tubes 7 flows around and is deflected for example by internals. The cooling fluid is used for temperature exchange with the exhaust gas and thus its cooling. By the of the pipes 7 formed large surface is a continuous compensation of the temperature differences between the exhaust gas and the inside of the heat exchanger 1 flowing cooling fluid.

Bezugszeichen:Reference numerals:

1 -1 -: Wärmetauscherheat exchangers
2 -2 -: GrundrohrGroundbarset
3 -3 -: Rohrboden von 2Tubesheet of 2
4 -4 -: Rand von 3Edge of 3
5 -5 -: Endkappeendcap
6 -6 -: Öffnung in 3Opening in 3
7 -7 -: Rohr in 6Pipe in 6
8 -8th -: Rohrbündel aus 7Tube bundle from 7
9 -9 -: Schale von 5Bowl of 5
10 -10 -: kleine Öffnung in 5small opening in 5
11 -11 -: große Öffnung in 5big opening in 5
12 -12 -: Fügeebene zwischen 9Joining level between 9
13 -13 -: Aufweitung von 9 Expansion of 9
A -A -: Winkel zw. 10, 11Angle between 10, 11
X1 -X1 -: Längsachse von 11Longitudinal axis of 11
X2 -X2 -: Querachse von 10Transverse axis of 10
Y1 -Y1 -: Querachse von 11Transverse axis of 11
Y2 -Y2 -: Querachse von 10Transverse axis of 10
Z1 -Z1 -: Querachse von 11Transverse axis of 11
Z2 -Z2 -: Längsachse von 10Longitudinal axis of 10

Claims

Heat exchanger (1) for an internal combustion engine, which has a base tube (2) with end tube sheets (3) which are connected to the base tube (2), wherein on at least one of the tube sheets (3) has a small opening (10) end cap (5) which is connected to the base tube (2) via a large opening (11), the end cap (5) being formed of two interconnected shells (9), the end cap (5) being between its openings (11). 10, 11) forms a curved flow channel, characterized in that along the flow channel the interconnected shells (9) have a curved joining plane (12) between them, wherein the transverse to the joining plane (12) opposite circumferential lengths of the interconnected shells (9 ) are the same length.

Heat exchanger (1) after Claim 1 , characterized in that the openings (10, 11) of the end cap (5) are aligned at an angle (A) to each other.

Heat exchanger (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the angle (A) has a value of 45 ° to 120 °, wherein the respective longitudinal axes (Z2, X1) of the openings (10, 11) lie in mutually spaced planes.

Heat exchanger (1) after Claim 1 or 2 , characterized in that the angle (A) has a value of 90 to 120 °, wherein the respective longitudinal axes (X2, X1) of the openings (10, 11) lie in mutually offensive planes.

Heat exchanger (1) according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that one of the interconnected shells (9) has an at least partially arranged edge-side widening (13) through which the shells (9) are interconnected.

Heat exchanger (1) according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the shells (9) are materially interconnected.