DE102012202234A1 - The heat exchanger - Google Patents

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DE102012202234A1
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Matthias Fehrenbach
Mark SCHIENEMANN
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Behr GmbH and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft Wärmeübertrageranordnung, insbesondere zur Ladeluftkühlung, mit einem ersten Wärmeübertrager und einem zweiten Wärmeübertrager, die von einem zu kühlenden ersten Fluid derart durchströmt werden, dass der erste Wärmeübertrager in Strömungsrichtung des ersten Fluids vor dem zweiten Wärmeübertrager angeordnet ist, wobei der erste Wärmeübertrager von einem ersten Kühlfluid durchströmt wird und der zweite Wärmeübertrager von einem zweiten Kühlfluid durchströmt wird, derart, dass der erste Wärmeübertrager das erste Fluid auf eine erste Temperatur kühlt und der zweite Wärmeübertrager das erste Fluid von der ersten Temperatur auf eine zweite Temperatur kühlt, die geringer als die erste Temperatur ist, wobei der erste und der zweite Wärmeübertrager als eine Baueinheit ausgebildet sind.The invention relates to heat exchanger arrangement, in particular for charge air cooling, with a first heat exchanger and a second heat exchanger, which are flowed through by a first fluid to be cooled such that the first heat exchanger is arranged in the flow direction of the first fluid in front of the second heat exchanger, wherein the first heat exchanger a first cooling fluid is flowed through and the second heat exchanger is flowed through by a second cooling fluid such that the first heat exchanger cools the first fluid to a first temperature and the second heat exchanger cools the first fluid from the first temperature to a second temperature which is less than the first temperature is, wherein the first and the second heat exchanger are formed as a structural unit.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertrageranordnung, insbesondere zur Ladeluftkühlung, mit einem ersten Wärmeübertrager und einem zweiten Wärmeübertrager, die von einem zu kühlenden ersten Fluid derart durchströmt werden, dass der erste Wärmeübertrager in Strömungsrichtung des ersten Fluids vor dem zweiten Wärmeübertrager angeordnet ist.The invention relates to a heat exchanger arrangement, in particular for charge air cooling, with a first heat exchanger and a second heat exchanger, which are flowed through by a first fluid to be cooled such that the first heat exchanger is arranged in the flow direction of the first fluid before the second heat exchanger.

Stand der TechnikState of the art

Bei Kraftfahrzeugen mit aufgeladenen Motoren ist die Ladeluftkühlung wesentlich, um eine hohe Motorleistung erreichen zu können. Dazu sind Ladeluftkühler als Wärmeübertrager in Kraftfahrzeugen in Anwendung, wobei in der Vergangenheit vorwiegend luftgekühlte Ladeluftkühler im Kühlmodul in der Fahrzeugfront eingesetzt wurden. In jüngster Zeit nimmt der Anteil an kühlmittelgekühlten Ladeluftkühlern zu, was den Vorteil hat, dass der kühlmittelgekühlte Ladeluftkühler nicht mehr im Kühlmodul angeordnet sein muss, sondern auch an anderer Stelle im Motorraum beispielsweise direkt am Motor angeflanscht angeordnet werden kann.In motor vehicles with turbocharged engines intercooling is essential in order to achieve high engine performance. For this intercoolers are as heat exchangers in motor vehicles in application, which in the past mainly air-cooled charge air cooler in the cooling module in the vehicle front were used. Recently, the proportion of coolant-cooled charge air coolers is increasing, which has the advantage that the coolant-cooled charge air cooler no longer has to be arranged in the cooling module, but can also be arranged flanged to another location in the engine compartment, for example directly flanged to the engine.

Die kühlmittelgekühlten Ladeluftkühler haben jedoch gegenüber den luftgekühlten Ladeluftkühlern den Nachteil, dass das Kühlmittel üblicherweise eine höhere Temperatur aufweist als die Luft für die luftgekühlten Ladeluftkühler, so dass die Temperaturabsenkung in kühlmittelgekühlten Ladeluftkühlern meist geringer ist, als bei luftgekühlten Ladeluftkühlern.However, the coolant-cooled intercoolers have the disadvantage over the air-cooled intercoolers that the coolant usually has a higher temperature than the air for the air-cooled intercooler, so that the temperature drop in coolant-cooled intercoolers is usually lower than in air-cooled intercoolers.

Darüber hinaus ist auch die Anforderung hinsichtlich der Ladeluftkühlung in letzter Zeit immer mehr gestiegen, weil auf Grund der immer stärkeren Aufladung der Motoren auch die Ladelufttemperaturen immer stärker zunehmen, so dass eine höhere Kühlleistung notwendig wird, um die Ladeluft auf niedrigere Temperaturen abzukühlen.In addition, the demand for intercooler lately increased more and more, because due to the increasing charge of the engines and the charge air temperatures increase more and more, so that a higher cooling capacity is necessary to cool the charge air to lower temperatures.

Darüber hinaus sind die Anforderungen an den Druckverlust der Ladeluft im Ladeluftkühler, sowie die immer steigenden Anforderungen an reduzierte Bauräume weiterhin gegeben, so dass auch dies für die Erreichung der immer weiter steigenden Kühlleistungen nachteilig ist.In addition, the requirements for the pressure loss of the charge air in the intercooler, as well as the ever increasing demands for reduced space available, so that this is disadvantageous for the achievement of ever-increasing cooling performance.

Auch sind durch die DE 41 14 704 C1 Ladeluftkühler in zwei Stufen bekannt geworden, bei der ein Hochtemperatur- und ein Niedertemperaturkreislauf zur Abkühlung der Luft in zwei Stufen vorgesehen ist.Also are by the DE 41 14 704 C1 Intercooler in two stages has become known, in which a high-temperature and a low-temperature circuit for cooling the air is provided in two stages.

Die Anordnung zweistufiger Ladeluftkühler führt jedoch zu dem Problem, dass bei einer Anordnung von mehreren Wärmetauschern bei gleichzeitiger Durchströmung unterschiedlich temperierter Kühlfluide hohe Spannungen auf Grund von thermischer Ausdehnung entstehen, die auf Grund der sich häufig ändernden thermischen Belastungen zu unkontrollierten Schädigungen der Wärmeübertrager führen können.However, the arrangement of two-stage intercooler leads to the problem that in an arrangement of several heat exchangers with simultaneous flow of different tempered cooling fluids high voltages due to thermal expansion arise, which can lead to uncontrolled damage to the heat exchanger due to the frequently changing thermal loads.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteilePresentation of the invention, object, solution, advantages

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Wärmeübertrageranordnung nach dem Oberbegriff Anspruch 1 zu schaffen, welche hinsichtlich Dauerfestigkeit und Druckabfall gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.It is the object of the invention to provide a heat exchanger assembly according to the preamble of claim 1, which is improved in fatigue strength and pressure drop over the prior art.

Dies wird erreicht mit den Merkmalen von Anspruch 1.This is achieved with the features of claim 1.

Dabei wird eine Wärmeübertrageranordnung geschaffen, insbesondere zur Ladeluftkühlung, mit einem ersten Wärmeübertrager und einem zweiten Wärmeübertrager, die von einem zu kühlenden ersten Fluid derart durchströmt werden, dass der erste Wärmeübertrager in Strömungsrichtung des ersten Fluids vor dem zweiten Wärmeübertrager angeordnet ist, wobei der erste Wärmeübertrager von einem ersten Kühlfluid durchströmt wird und der zweite Wärmeübertrager von einem zweiten Kühlfluid durchströmt wird, derart, dass der erste Wärmeübertrager das erste Fluid auf eine erste Temperatur kühlt und der zweite Wärmeübertrager das erste Fluid von der ersten Temperatur auf eine zweite Temperatur kühlt, die geringer als die erste Temperatur ist, wobei der erste und der zweite Wärmeübertrager als eine Baueinheit ausgebildet sind.In this case, a heat exchanger arrangement is provided, in particular for charge air cooling, with a first heat exchanger and a second heat exchanger, which are flowed through by a first fluid to be cooled such that the first heat exchanger is arranged in the flow direction of the first fluid before the second heat exchanger, wherein the first heat exchanger is traversed by a first cooling fluid and the second heat exchanger is flowed through by a second cooling fluid, such that the first heat exchanger cools the first fluid to a first temperature and the second heat exchanger cools the first fluid from the first temperature to a second temperature, the lower as the first temperature, wherein the first and the second heat exchanger are formed as a structural unit.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der erste Wärmeübertrager einen Einlasskasten und einen Auslasskasten für das erste Fluid und einen dazwischen angeordneten Wärmeübertragerkern aufweist, wobei der zweite Wärmeübertrager im Auslasskasten des ersten Wärmeübertragers angeordnet oder dem Auslasskasten des ersten Wärmeübertragers nachgeordnet ist.It is advantageous if the first heat exchanger has an inlet box and an outlet box for the first fluid and a heat transfer core arranged therebetween, wherein the second heat exchanger is arranged in the outlet box of the first heat exchanger or downstream of the outlet box of the first heat exchanger.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist es zweckmäßig, wenn der zweite Wärmeübertrager einen Einlasskasten und einen Auslasskasten für das erste Fluid und einen dazwischen angeordneten Wärmeübertragerkern aufweist, wobei der erste Wärmeübertrager im Einlasskasten des zweiten Wärmeübertragers angeordnet oder dem Einlasskasten des zweiten Wärmeübertragers vorgeschaltet ist.In another embodiment, it is expedient if the second heat exchanger has an inlet box and an outlet box for the first fluid and a heat transfer core arranged therebetween, wherein the first heat exchanger is arranged in the inlet box of the second heat exchanger or upstream of the inlet box of the second heat exchanger.

Auch ist es zweckmäßig, wenn der erste Wärmeübertrager einen Einlasskasten und einen ersten Wärmeübertragerkern und der zweite Wärmeübertrager einen zweiten Wärmeübertragerkern und einen Auslasskasten für das erste Fluid aufweisen, wobei die beiden Wärmeübertragerkerne in einem gemeinsamen Gehäuse aufgenommen sind oder jeweils ein eigenes Gehäuse aufweisen oder in ein Gehäuse aufgenommen sind und/oder mittels eines Verbindungselements miteinander verbunden sind.It is also expedient if the first heat exchanger, an inlet box and a first heat transfer core and the second heat exchanger, a second heat transfer core and a Having outlet box for the first fluid, wherein the two heat exchanger cores are accommodated in a common housing or each having its own housing or are accommodated in a housing and / or connected to each other by means of a connecting element.

Gemäß eines weiteren Gedankens der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der erste und/oder der zweite Wärmeübertragerkern ein Rohrbündelwärmeübertragerkern mit einem Bündel von von dem ersten Fluid durchströmbaren Rohren ist, die an ihren Enden jeweils in Öffnungen eines Rohrbodens aufgenommen sind, wobei die Rohre von dem ersten bzw. zweiten Kühlfluid umströmbar sind.According to a further aspect of the invention, it is advantageous if the first and / or the second heat transfer core is a shell and tube heat transfer core with a bundle of tubes through which the first fluid can be taken, which are received at their ends in openings of a tube plate, the tubes of the first and second cooling fluid can flow around.

Auch ist es zweckmäßig, wenn der Einlasskasten des zweiten Wärmetauschers und/oder der Auslasskasten des ersten Wärmetauschers eine Öffnung aufweist, in welcher der erste bzw. der zweite Wärmetauscher eingebracht ist.It is also expedient if the inlet box of the second heat exchanger and / or the outlet box of the first heat exchanger has an opening in which the first or the second heat exchanger is introduced.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der erste und/oder der zweite Wärmeübertragerkern ein Rohrbündelwärmeübertragerkern oder Scheibenwärmeübertragerkern mit einem Bündel oder Stapel von Rohren oder Scheiben von von dem ersten Fluid umströmbaren Rohren oder Scheiben ist, wobei die Rohre oder Scheiben von dem ersten bzw. zweiten Kühlfluid durchströmbar sind.It is advantageous if the first and / or the second heat transfer core is a Rohrbündelwärmeübertragerkern or Scheibenwärmeübertragerkern with a bundle or stack of pipes or discs of flow-around the first fluid pipes or discs, wherein the tubes or discs of the first and second cooling fluid can be flowed through.

Vorteilhaft ist es auch, wenn der Einlasskasten des zweiten Wärmetauschers und/oder der Auslasskasten des ersten Wärmetauschers eine Öffnung aufweist, in welcher der erste bzw. der zweite Wärmetauscher eingebracht ist.It is also advantageous if the inlet box of the second heat exchanger and / or the outlet box of the first heat exchanger has an opening in which the first or the second heat exchanger is introduced.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der in die Öffnung eingebrachte Wärmetauscher an einer Seite einen Sammelkasten aufweist, der aus der Öffnung zumindest teilweise herausragt und zumindest einen Anschluss für ein Kühlfluid aufweist.Furthermore, it is advantageous if the heat exchanger introduced into the opening has on one side a collecting box which at least partially protrudes from the opening and has at least one connection for a cooling fluid.

Auch ist es zweckmäßig, wenn der Austrittskasten des ersten oder des zweiten Wärmetauschers eine Verteilleiste des Zylinderkopfes darstellt oder mit einer solchen verbindbar ist.It is also expedient if the outlet box of the first or the second heat exchanger is a distributor strip of the cylinder head or can be connected to such.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.Further advantageous embodiments are described by the following description of the figures and by the subclaims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail on the basis of at least one embodiment with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wärmeübertrageranordnung mit zwei Stufen zur Kühlung eines Fluids, insbesondere einer Ladeluft, 1 1 is a schematic representation of a heat exchanger arrangement according to the invention with two stages for cooling a fluid, in particular a charge air,

2 eine schematische Darstellung eines ersten Wärmeübertragers, insbesondere für die erste Stufe, 2 a schematic representation of a first heat exchanger, in particular for the first stage,

3 eine schematische Darstellung eines ersten Wärmeübertragers, insbesondere für eine erste Stufe, 3 a schematic representation of a first heat exchanger, in particular for a first stage,

4 eine schematische Darstellung eines ersten Wärmeübertragers, insbesondere für eine erste Stufe, in einer Explosionsdarstellung, 4 1 is a schematic representation of a first heat exchanger, in particular for a first stage, in an exploded view,

5 eine schematische Darstellung eines zweiten Wärmeübertragers, insbesondere für eine zweite Stufe, 5 a schematic representation of a second heat exchanger, in particular for a second stage,

6 eine schematische Darstellung eines zweiten Wärmeübertragers, insbesondere für eine zweite Stufe, 6 a schematic representation of a second heat exchanger, in particular for a second stage,

7 eine schematische Darstellung eines zweiten Wärmeübertragers, insbesondere für eine zweite Stufe, 7 a schematic representation of a second heat exchanger, in particular for a second stage,

8 eine schematische Darstellung eines zweiten Wärmeübertragers, insbesondere für eine zweite Stufe, 8th a schematic representation of a second heat exchanger, in particular for a second stage,

9 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wärmeübertrageranordnung mit zwei Wärmeübertragern zur zweistufigen Kühlung eines Fluids, wie insbesondere einer Ladeluft, 9 1 is a schematic representation of a heat exchanger arrangement according to the invention with two heat exchangers for two-stage cooling of a fluid, in particular a charge air,

10 eine Wärmeübertrageranordnung gemäß 9 in perspektivischer Ansicht, 10 a heat exchanger assembly according to 9 in perspective view,

11 einen Rohrblock mit Rohrböden eines Wärmeübertragerkerns, und 11 a tube block with tube sheets of a heat transfer core, and

12 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Wärmeübertrageranordnung mit zwei Wärmeübertragern zur zweistufigen Kühlung eines Fluids, wie insbesondere einer Ladeluft. 12 a schematic representation of a heat exchanger assembly according to the invention with two heat exchangers for two-stage cooling of a fluid, such as in particular a charge air.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Die 1 zeigt eine Wärmeübertrageranordnung 1 mit einem ersten Wärmeübertrager 2 und einem zweiten Wärmeübertrager 3, die von einem zu kühlenden ersten Fluid 4, wie Ladeluft, durchströmt werden. Dazu sind die Pfeile 5 und 6 verwendet, welche die Einströmung des Fluids 4 in den Einlasskasten 7 des ersten Wärmeübertragers kennzeichnen, bzw. die Ausströmung des ersten Fluids 4 aus dem Auslasskasten 8 des ersten Wärmeübertragers.The 1 shows a heat exchanger assembly 1 with a first heat exchanger 2 and a second heat exchanger 3 that of a first fluid to be cooled 4 , as charge air, are flowed through. These are the arrows 5 and 6 used, which is the inflow of the fluid 4 in the inlet box 7 characterize the first heat exchanger, or the outflow of the first fluid 4 from the outlet box 8th of the first heat exchanger.

Der erste Wärmeübertrager 2 wird somit gebildet durch einen Einlasskasten 7 und einen Auslasskasten 8, wobei zwischen dem Einlasskasten 7 und dem Auslasskasten 8 ein Wärmeübertragerkern 9 angeordnet ist, der von dem ersten Fluid 4 durchströmt wird. The first heat exchanger 2 is thus formed by an inlet box 7 and an outlet box 8th , being between the inlet box 7 and the outlet box 8th a heat transfer core 9 is arranged, that of the first fluid 4 is flowed through.

Im Ausführungsbeispiel der 1 ist der erste Wärmeübertragerkern 9 als Rohrbündelwärmeübertragerkern ausgestaltet, bei dem eine Vielzahl von Rohren 10 in Rohrböden 11 und 12 endseitig und fluiddicht verbunden angeordnet sind, so dass das einströmende Fluid 4 ausgehend vom Einlasskasten 7 innen durch die Rohre 10 zum Auslasskasten 8 strömen kann, während die Rohre im Rohrbündel in einem Gehäuse 13 aufgenommen sind und von einem Kühlfluid umströmt werden können. Dazu weist das Gehäuse 13 einen Einlassanschluss 14 und einen Auslassanschluss 15 auf, so dass das Kühlfluid 16 gemäß dem Pfeil 17 in den Einlassanschluss 14 einströmen kann, um die Rohre 10 herumströmen kann und anschließend aus dem Auslassanschluss 15 wieder herausströmen kann, siehe feil 18. Somit kühlt der erste Wärmeübertragerkern 9 das einströmende erste Fluid 4 von einer Eingangstemperatur auf eine erste Temperatur, mit der das Fluid in den Auslasskasten 8 eintritt.In the embodiment of 1 is the first heat transfer core 9 designed as a tube bundle heat transfer core, in which a plurality of tubes 10 in tube sheets 11 and 12 end and fluid-tightly connected, so that the inflowing fluid 4 starting from the inlet box 7 inside through the pipes 10 to the outlet box 8th can flow while the tubes in the tube bundle in a housing 13 are received and can be flowed around by a cooling fluid. For this purpose, the housing 13 an inlet port 14 and an outlet port 15 on, leaving the cooling fluid 16 according to the arrow 17 in the inlet connection 14 can flow to the pipes 10 can flow around and then out of the outlet port 15 can flow out again, see the file 18 , Thus, the first heat transfer core cools 9 the incoming first fluid 4 from an inlet temperature to a first temperature, with which the fluid in the outlet box 8th entry.

Im Auslasskasten 8 ist der zweite Wärmeübertrager 3 angeordnet. Dieser Wärmeübertrager 3 nimmt im Wesentlichen die gesamte Querschnittsfläche des Auslasskastens 8 ein, so dass im Wesentlichen der gesamte Strom des ersten Fluids 4 aus dem ersten Wärmeübertragerkern im Anschluss daran durch den zweiten Wärmeübertragerkern 19 des zweiten Wärmeübertragers 3 durchströmt, bevor es aus dem Auslasskasten 8 austreten kann.In the outlet box 8th is the second heat exchanger 3 arranged. This heat exchanger 3 takes substantially the entire cross-sectional area of the outlet box 8th a, so that essentially the entire flow of the first fluid 4 from the first heat transfer core thereafter through the second heat transfer core 19 of the second heat exchanger 3 flows through it before leaving the outlet box 8th can escape.

Das erste Fluid 4 strömt gemäß dem Pfeil 20 durch den ersten Wärmeübertrage 2, wobei das Kühlfluid gemäß Pfeil 21 in die entgegengesetzte Richtung strömt, so dass eine Gegenstromanordnung vorliegt.The first fluid 4 flows according to the arrow 20 through the first heat transfer 2 , wherein the cooling fluid according to arrow 21 flows in the opposite direction, so that there is a counter-current arrangement.

Der zweite Wärmeübertrager 3 ist quer zu der Durchströmungsrichtung 20 des ersten Fluids angeordnet, so dass das erste Fluid den Wärmeübertrager in seiner vollen Breite senkrecht zur Durchströmungsrichtung des Fluids 22 durchströmen kann. Dabei strömt das zweite Kühlfluid 23 durch den Einlassanschluss 24 in den Wärmeübertrager 3 ein, durchströmt gemäß Pfeil 22 den Wärmeübertrager quer zur Durchströmungsrichtung 20 des ersten Fluids, wird im Sammelkasten 25 beispielsweise U-förmig umgelenkt und strömt im Anschluss daran gemäß Pfeil 26 wieder zum Sammelkasten 27 zurück, von wo es aus dem Wärmeübertrager 3 wieder ausströmen kann. Wie zu erkennen ist, sitzt der Wärmeübertrager 3 mit einem Flansch 28 in einer Öffnung 29 des Auslasskastens 8 und dient der Abkühlung des Fluids von einer ersten Temperatur, mit welcher es den ersten Wärmeübertrager verlässt, auf eine zweite Temperatur, die unterhalb der ersten Temperatur liegt.The second heat exchanger 3 is transverse to the flow direction 20 arranged the first fluid, so that the first fluid, the heat exchanger in its full width perpendicular to the flow direction of the fluid 22 can flow through. At the same time, the second cooling fluid flows 23 through the inlet port 24 in the heat exchanger 3 one, flows through according to arrow 22 the heat exchanger transversely to the direction of flow 20 of the first fluid, is in the collection box 25 for example, deflected in a U-shape and flows thereafter according to arrow 26 back to the collection box 27 back from where it is from the heat exchanger 3 can escape again. As can be seen, the heat exchanger sits 3 with a flange 28 in an opening 29 of the outlet box 8th and serves to cool the fluid from a first temperature at which it leaves the first heat exchanger to a second temperature which is below the first temperature.

Das in 2 gezeigte Saugrohr 50 umfasst einen Einlasskasten 51. Dieser kann als Kunststoff-Spritzgussteil ausgebildet sein. Alternativ kann er auch als Metallteil ausgebildet sein. Der Einlasskasten 51 verjüngt sich im Querschnitt in einer Breitenrichtung B des Saugrohrs 50. An seinem seitlichen Ende mit maximalem Querschnitt ist ein Einlassanschluss 52 zur Zuführung von einem ersten Fluid, wie beispielsweise Ladeluft, vorgesehen, wie beispielsweise angeflanscht. Die Zuführung ist durch den Pfeil 53 gekennzeichnet. Der Einlasskasten 51 erfüllt im Wesentlichen die Funktion eines eintrittsseitigen eines eintrittsseitigen Sammlers eines an den Eintrittsabschnitt 1 angrenzenden Wärmeübertragers 54. Der Wärmeübertrager 54 wird in einer Richtung gemäß Pfeil 55 von dem ersten Fluid durchströmt, wobei Wärme des Fluids an ein erstes Kühlfluid in Form eines flüssigen Kühlmittels abgegeben wird.This in 2 shown intake manifold 50 includes an inlet box 51 , This can be designed as a plastic injection molded part. Alternatively, it may also be formed as a metal part. The inlet box 51 tapers in cross-section in a width direction B of the suction pipe 50 , At its lateral end with maximum cross-section is an inlet port 52 for supplying a first fluid, such as charge air provided, such as flanged. The feeder is by the arrow 53 characterized. The inlet box 51 essentially fulfills the function of an inlet side of an inlet-side collector of a to the inlet portion 1 adjacent heat exchanger 54 , The heat exchanger 54 is in one direction according to arrow 55 flows through the first fluid, wherein heat of the fluid is delivered to a first cooling fluid in the form of a liquid coolant.

Austrittsseitig des von dem ersten Fluid durchströmten Wärmeübertragers 54 ist ein Motorflansch 56 angeordnet, der an einen (nicht dargestellten) Zylinderkopf eines Verbrennungsmotors unmittelbar angeflanscht werden kann. Vorliegend erfolgt die Festlegung mittels Dichtflächen 57 und Befestigungsbohrungen 58. Der Durchtrittsquerschnitt des Motorflanschs 56 erweitert sich in Strömungsrichtung des ersten Fluids vom Austritt des Wärmeübertragers 54 bis zur Anschlussebene des Zylinderkopfs. Dabei stellt der Flansch 56 den Auslasskasten des Wärmeübertragers dar, welcher das erste Fluid dann direkt in den Zylinderkopf des Motors leiten kann.Outlet side of the flowed through by the first fluid heat exchanger 54 is a motor flange 56 arranged, which can be flanged directly to a (not shown) cylinder head of an internal combustion engine. In the present case, the determination by means of sealing surfaces 57 and mounting holes 58 , The passage cross section of the motor flange 56 expands in the flow direction of the first fluid from the outlet of the heat exchanger 54 to the connection level of the cylinder head. The flange represents 56 the outlet box of the heat exchanger, which can then direct the first fluid directly into the cylinder head of the engine.

Der Wärmeübertrager wird dabei gebildet durch den Einlasskasten 51, den Auslasskasten 56 und den Wärmeübertragerkern 59, welcher zwischen den beiden Kästen 51, 56 angeordnet ist. Der Wärmeübertragerkern 59 ist dabei mittels einer Bördelung 60, 61 mit den Einlasskasten 51 und Auslasskasten 56 verbunden.The heat exchanger is formed by the inlet box 51 , the outlet box 56 and the heat transfer core 59 which is between the two boxes 51 . 56 is arranged. The heat transfer core 59 is here by means of a flange 60 . 61 with the inlet box 51 and outlet box 56 connected.

Der Wärmeübertragerkern 59 wird von einem ersten Kühlfluid durchströmt, welches durch den Anschluss 62 einströmt, durch den Kern 59 strömt und bei dem Anschluss 63 wieder ausströmt. Dabei strömt das erste Kühlfluid im Gegenstrom gemäß Pfeil 64 zu der Strömungsrichtung 55 des ersten Fluids.The heat transfer core 59 is traversed by a first cooling fluid, which through the connection 62 flows through, through the core 59 flows and at the connection 63 emanates again. In this case, the first cooling fluid flows in countercurrent according to the arrow 64 to the flow direction 55 of the first fluid.

Der Motorflansch 56 ist vorliegend als Aluminium-Druckgussteil ausgeformt. Er kann aber auch als Kunststoffteil gebildet sein. Er umfasst an einem seitlichen Bereich ein Anschlussglied 65 für eine Hochdruck-Abgasrückführung, die jedoch auch optional ist und weggelassen sein kann.The motor flange 56 is presently formed as an aluminum die cast part. But it can also be formed as a plastic part. It comprises at one lateral area a connection member 65 for a high-pressure exhaust gas recirculation, which is also optional and may be omitted.

Der Wärmeübertragerkern 70 ist in 3 sowie in der explodierten Darstellung nach 4 im Detail dargestellt. Er umfasst eine Mehrzahl von in der Breitenrichtung B gestapelten Rohren 71, die als Flachrohre ausgebildet sind. Die Breitseiten der Flachrohre erstrecken sich in Hochrichtung H und Tiefenrichtung T. Die Schmalseiten der Flachrohre erstrecken sich in Hochrichtung H und Breitenrichtung B. Nicht dargestellt sind Turbulenzeinlagen oder Rippen, die jeweils zwischen den Breitseiten benachbarter Flachrohre 71 angeordnet sind. Diese können mit den Rohren auch flächig verlötet sein. The heat transfer core 70 is in 3 as well as in the exploded illustration 4 shown in detail. It comprises a plurality of tubes stacked in the width direction B 71 , which are formed as flat tubes. The broad sides of the flat tubes extend in the vertical direction H and depth direction T. The narrow sides of the flat tubes extend in the vertical direction H and width direction B. Not shown are turbulence inserts or ribs, each between the broad sides of adjacent flat tubes 71 are arranged. These can also be soldered flat with the pipes.

Die Flachrohre 5 sind vorliegend als aus Blechen gefaltete und geschweißte oder extrudierte Flachrohre ausgeformt. Sie können alternativ auch als Strangpressprofile ausgebildet sein. Je nach Anforderungen können die Flachrohre 71 Einprägungen nach innen und/oder nach außen aufweisen, um Turbulenzen zu erzeugen und/oder einen definierten Abstand benachbarter Flachrohre bei einer Montage zu gewährleisten. Das Innere der Flachrohre 71 kann alternativ oder zusätzlich zu solchen Ausprägungen mit Turbulenzeinlagen oder Rippenblechen versehen sein.The flat tubes 5 are presently formed as folded from sheet metal and welded or extruded flat tubes. Alternatively, they can also be designed as extruded profiles. Depending on the requirements, the flat tubes 71 Indentations inwardly and / or outwardly to produce turbulence and / or to ensure a defined distance between adjacent flat tubes during assembly. The interior of the flat tubes 71 may alternatively or in addition to such forms be provided with turbulence inserts or fin sheets.

Die Flachrohre 71 münden endseitig in Öffnungen 72 mit oder ohne Durchzüge eines Rohrbodens 73. Die Rohrböden 73 sind als Blechformteile aus einem Aluminiumblech hergestellt. Eintrittsseitiger und austrittsseitiger Boden 73 sind vorteilhaft baugleich, wodurch die Zahl der verschiedenen Bauteile verringert wird.The flat tubes 71 open at the ends in openings 72 with or without passage through a tube plate 73 , The tube sheets 73 are manufactured as sheet metal parts from an aluminum sheet. Entry-side and exit-side bottom 73 are advantageously identical, whereby the number of different components is reduced.

Der Stapel von Flachrohren 71 wird von einem Wassermantel 74 umfangen, der einen ersten Wassermantelteil 75 und einen zweiten Wassermantelteil 76 aufweist. Der Wassermantel 74 bildet zugleich einen Teil des Gehäuses des erfindungsgemäßen Saugrohrs aus, welches insgesamt von dem Eintrittsabschnitt 51, dem Wassermantel 74 und dem Motorflansch 56 gebildet ist.The stack of flat tubes 71 is from a water jacket 74 embrace, the first water jacket part 75 and a second water jacket part 76 having. The water jacket 74 At the same time forms a part of the housing of the suction tube according to the invention, which in total from the inlet section 51 , the water jacket 74 and the engine flange 56 is formed.

Beide Wassermantelteile 75, 76 haben jeweils eine Basis 77, 78 mit zwei endseitigen, abgewinkelten Schenkeln 79. Die Basis 77, 78 erstreckt sich jeweils entlang der Breitenrichtung B quer zu der Strömungsrichtung des ersten Fluid, wie der Ladeluft, und ist flächig mit den Schmalseiten der Tauscherrohre 71 verlötet. Die Schenkel 79 überdecken jeweils einen Teil einer Breitseite des jeweils äußeren Flachrohrs 71 des Stapels und sind mit dieser Breitseite flächig verlötet. Alternativ kann der seitliche Schenkel auch vollflächig sein und von den seitlichen Flachrohren beabstandet sein, so dass sich ein Gehäuse bildet, das vollständig durchströmt werden kann und damit auch die äußeren Flachrohre umströmt werden können.Both water jacket parts 75 . 76 each have a base 77 . 78 with two end, angled thighs 79 , The base 77 . 78 each extends along the width direction B transverse to the flow direction of the first fluid, such as the charge air, and is flat with the narrow sides of the exchanger tubes 71 soldered. The thigh 79 each cover a part of a broad side of each outer flat tube 71 of the stack and are soldered flat with this broadside. Alternatively, the lateral limb can also be full-surface and be spaced from the lateral flat tubes, so that a housing forms, which can be flowed through completely and thus also the outer flat tubes can be flowed around.

Zur Verbindung der Rohrböden 73 bzw. des Gehäuses mit den Einlass- bzw. Auslasskästen 51, 56 gemäß 2 sind an den Rohrböden 73 umlaufende Ränder 80 vorgesehen, welche als Bördelung der Verbindung mit den Einlass- und Auslasskästen dienen.For connecting the tube sheets 73 or the housing with the inlet and outlet boxes 51 . 56 according to 2 are on the tube sheets 73 circumferential edges 80 provided which serve as a flange of the connection with the inlet and outlet boxes.

Die Wassermantelteile 75, 76 haben im Bereich ihrer Basen 77, 78 jeweils längliche, sich in der Breitenrichtung B erstreckende Ausbuchtungen 81, die die Funktion eines Sammlers für das die Flachrohre 71 umströmende flüssige erste Kühlfluid ausüben. Zur Zuleitung und Ableitung des Kühlfluids sind an den Ausbuchtungen 81 des einen Wassermantelteils Anschlüsse 82, 83 vorgesehen. Die Ausbuchtungen 81 an dem zweiten, unten dargestellten Wassermantelteil verbessern die Verteilung des Kühlfluids, das insgesamt im Wesentlichen in der Hochrichtung H entgegengesetzt zu der Strömungsrichtung des ersten Fluids Ladeluft an den Breitseiten der Flachrohre 71 entlang strömt, also in Gegenstromrichtung bezüglich des ersten Fluids strömt. Bei alternativen Ausführungsformen können die Anschlüsse auch an unterschiedlichen Seiten des Wassermantels vorgesehen sein.The water jacket parts 75 . 76 have in the area of their bases 77 . 78 each elongated, extending in the width direction B bulges 81 which has the function of a collector for the flat tubes 71 exert flow around liquid first fluid coolant. For supply and discharge of the cooling fluid are at the bulges 81 one water jacket part connections 82 . 83 intended. The bulges 81 on the second water jacket part shown below improve the distribution of the cooling fluid, the total substantially in the vertical direction H opposite to the flow direction of the first fluid charge air on the broad sides of the flat tubes 71 flows along, that flows in the counterflow direction with respect to the first fluid. In alternative embodiments, the ports may also be provided on different sides of the water jacket.

Die Rohrböden 73 werden zusammen mit den Flachrohren 71 und den Wassermantelteilen 75, 76 mechanisch vormontiert bzw. kassettiert und in einem Lötofen zu einem Wärmetauscherblock verlötet. Hierzu sind geeignete Oberflächen der einzelnen Bauteile mit Lot plattiert.The tube sheets 73 be together with the flat tubes 71 and the water jacket parts 75 . 76 mechanically pre-assembled or cassetted and soldered in a brazing furnace to a heat exchanger block. For this purpose, suitable surfaces of the individual components are plated with solder.

Zum Anschluss des Einlasskastens und des Motorflansches als Auslasskasten haben die Baden um 90° abgewinkelte Ränder, die vorteilhaft mit Wellschlitz-Bördelungen versehen sind. Bei der Montage des erfindungsgemäßen Saugrohrs werden korrespondierende Strukturen an den Seiten des Einlasskastens und des Motorflansches als Auslasskasten mit den Wellschlitz-Bördelungen formschlüssig verbunden, so dass eine nicht dargestellte Dichtung zwischen Einlasskastens und des Motorflansches als Auslasskasten einerseits sowie dem jeweiligen Boden andererseits dichtend angepresst ist.For the connection of the inlet box and the motor flange as an outlet box, the baths have edges angled 90 °, which are advantageously provided with corrugated slot flanges. During assembly of the suction pipe according to the invention, corresponding structures on the sides of the inlet box and the engine flange as an outlet box with the Wellschlitz flanges positively connected, so that a seal, not shown between the inlet box and the engine flange as an outlet box on the one hand and the respective bottom is pressed sealingly on the other hand.

Die 5, 6, 7 und 8 zeigen schematische Ausgestaltungen von Wärmeübertragern, die als erste oder zweite Wärmeübertrager verwendet werden können, und die in einen Einlass- bzw. Auslasskasten angeordnet werden können. Dabei verfügen die Wärmeübertrager 101, 102, 103 jeweils über einen Wärmeübertragerkern 104, 105, 106 und einen ersten Sammelkasten 107, 108, 109 sowie über einen Umlenkkasten 110, 111, 112, wobei der eine Sammelkasten 107, 108, 109 und der Umlenkkasten 110, 111, 112 jeweils an entgegengesetzten Enden des Wärmeübertragerkerns angeordnet sind.The 5 . 6 . 7 and 8th show schematic embodiments of heat exchangers, which can be used as first or second heat exchanger, and which can be arranged in an inlet and outlet box. The heat exchangers have this 101 . 102 . 103 each via a heat transfer core 104 . 105 . 106 and a first collection box 107 . 108 . 109 as well as a deflection box 110 . 111 . 112 , where the one collecting box 107 . 108 . 109 and the deflection box 110 . 111 . 112 are each arranged at opposite ends of the heat exchanger core.

Der Sammelkasten 107, 108, 109 weist dabei jeweils einen Einlassanschluss 113 und einen Auslassanschluss 114 auf, so dass ein erstes oder zweites Kühlfluid durch den Einlassanschluss in den Sammelkasten einströmen kann, durch den Wärmetauscherkern strömen kann um im Umlenkkasten umgelenkt zu werden, um anschließend den Wärmetauscherkern erneut zu durchströmen um im Sammelkasten, der vorteilhaft getrennt durch eine Trennwand unterteilt ist, wieder einzuströmen um durch den Auslassstutzen 114 wieder aus dem Wärmeübertrager auszuströmen. The collection box 107 . 108 . 109 in each case has an inlet connection 113 and an outlet port 114 so that a first or second cooling fluid can flow through the inlet connection into the collecting box, through which the heat exchanger core can flow in order to be deflected in the deflection box, in order subsequently to flow through the heat exchanger core again in the collecting box, which is advantageously divided by a dividing wall, to flow in again through the outlet port 114 to escape from the heat exchanger again.

Mit dem jeweiligen Sammelkasten ist ein Flansch 115 vorgesehen, welcher dazu dient, dass der Wärmeübertrager in einer Öffnung in einem Gehäuse beispielsweise eines Einlasskastens oder eines Auslasskastens angeordnet und abgedichtet befestigt werden kann.With the respective collection box is a flange 115 provided, which serves that the heat exchanger can be arranged in an opening in a housing, for example, an inlet box or an outlet box and sealed sealed.

Ein Wärmeübertragerkern gemäß den 5 bis 8 ist vorteilhaft als Kühlerblock mit Rohren und Rippen ausgebildet, wobei die Rohre mit den Sammelkästen durch Öffnungen in einem Rohrboden fluiddicht eingepasst und verbunden sind und ein Kühlmittel durch den Innenraum der Rohre strömt, wobei zwischen den Rohren vorteilhaft Rippen oder Turbulenzeinlagen angeordnet sind, so dass quer zur Strömungsrichtung des Fluids durch die Rohre ein erstes Fluid durchströmen kann, bzw. um die Rohre des Kühlerblocks herumströmen kann, um den Wärmetauscher zu durchströmen.A heat transfer core according to the 5 to 8th is advantageously designed as a radiator block with tubes and ribs, wherein the tubes are fluid-tight fitted and connected to the manifolds through openings in a tube sheet and a coolant flows through the interior of the tubes, wherein between the tubes advantageous ribs or turbulence liners are arranged so that transversely to the flow direction of the fluid through the tubes can flow through a first fluid, or can flow around the tubes of the radiator block to flow through the heat exchanger.

Die 6, 7 und 8 zeigen Ausführungsbeispiele eines Wärmeübertragers, bei dem der Sammelkasten mit der Flanschplatte an einem seitlichen kleinen Ende des Wärmetauscherkerns angeordnet ist, wobei das Ausführungsbeispiel der 5 ein Ausführungsbeispiel ist, bei dem der Sammelkasten mit der Flanschplatte an einem seitlichen größeren Endbereich des Wärmeübertragerkerns angeordnet ist. Dabei ist in 5 die Flanschplatte im Wesentlichen in einer Ebene parallel zu einer Ebene der Rohre angeordnet, wobei in den 6 bis 8 die Flanschplatte im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet ist, die senkrecht zu der Ebene der Flachrohre ausgerichtet ist.The 6 . 7 and 8th show embodiments of a heat exchanger in which the collecting box is arranged with the flange plate at a lateral small end of the heat exchanger core, wherein the embodiment of the 5 an embodiment is, in which the collecting box is arranged with the flange plate at a lateral larger end portion of the heat exchanger core. It is in 5 the flange plate is arranged substantially in a plane parallel to a plane of the tubes, wherein in the 6 to 8th the flange plate is arranged substantially in a plane which is aligned perpendicular to the plane of the flat tubes.

Ein Wärmeübertrager gemäß der 5 bis 8 kann somit einfach in eine Öffnung eines Einlass- oder Auslasskastens gemäß der 1 integriert werden, so dass der Wärmeübertrager den zweiten Wärmeübertrager im Auslasskasten des ersten Wärmeübertragers bilden kann.A heat exchanger according to the 5 to 8th can thus easily into an opening of an inlet or outlet box according to the 1 be integrated, so that the heat exchanger can form the second heat exchanger in the outlet of the first heat exchanger.

Die 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Wärmeübertrageranordnung 200, bei welcher zwei Wärmeübertragerkerne 201 und 202 in ein Gehäuse 203 aufgenommen sind. Die 10 und 11 zeigen diese Wärmeübertrageranordnung noch einmal in einer perspektivischen Darstellung von außen, bzw. einen Wärmeübertragerkern mit Rohren und Rohrböden.The 9 shows a further embodiment of a heat exchanger assembly 200 in which two heat transfer cores 201 and 202 in a housing 203 are included. The 10 and 11 show this heat exchanger arrangement again in a perspective view from the outside, or a heat transfer core with tubes and tube sheets.

Die 11 zeigt dazu den Wärmetauscherkern 201 als Anordnung von Rohren 204, die in Rohrböden 205, 206 in Öffnungen aufgenommen sind, wobei zwischen den Rohren 204 jeweils Turbulenzeinlagen 207 angeordnet sind, welche von einem die Rohre umströmenden Kühlmittel durchströmt werden.The 11 shows the heat exchanger core 201 as an arrangement of pipes 204 that are in tube sheets 205 . 206 are received in openings, being between the pipes 204 each turbulence inserts 207 are arranged, which are flowed through by a flowing around the tubes coolant.

Die 12 zeigt eine Wärmeübertrageranordnung, die aus im Wesentlichen zwei Wärmeübertragerkernen im Wesentlichen entsprechend der 3 bzw. 4 oder diesen ähnliche Wärmeübertragerkerne gebildet ist. Dabei wird ein erster Wärmeübertragerkern 301 zwischen einem Einlasskasten 302 und einem Zwischenelement 303 angeordnet, wobei der zweite Wärmeübertragerkern 304 zwischen dem Zwischenelement 303 und dem Auslasskasten 305 angeordnet ist. Das erste zu kühlende Fluid strömt gemäß Pfeil 306 durch den Einlassanschlussflansch bzw. durch den Einlassanschlussstutzen 307 in den Einlasskasten 302. Anschließend durchströmt er den Wärmübertragerkern 301. Von dort strömt er in das Zwischenelement 303, welches als Kopplungselement dient. Von dort strömt das erste Fluid durch den zweiten Wärmeübertragerkern 304 und anschließend durch den Auslasskasten 305 und den entsprechenden Anschlussstutzen 308 gemäß Pfeil 309 wieder aus.The 12 shows a heat exchanger assembly consisting of essentially two heat exchanger cores substantially in accordance with 3 respectively. 4 or this similar heat transfer cores is formed. This is a first heat transfer core 301 between an inlet box 302 and an intermediate element 303 arranged, wherein the second heat transfer core 304 between the intermediate element 303 and the outlet box 305 is arranged. The first fluid to be cooled flows according to the arrow 306 through the inlet port flange or through the inlet port 307 in the inlet box 302 , He then flows through the heat transfer core 301 , From there it flows into the intermediate element 303 , which serves as a coupling element. From there, the first fluid flows through the second heat transfer core 304 and then through the outlet box 305 and the corresponding connection piece 308 according to arrow 309 out again.

Die Wärmeübertragerkerne weisen ein Gehäuse mit einer entsprechenden Abdeckung 310, 311 auf, wobei Anschlussstutzen 312, 313, 314 und 315 vorgesehen sind, zur Einströmung bzw. zur Ausströmung eines ersten Kühlfluids für den ersten Wärmübertragerkern 301 und für ein zweites Kühlfluid für den zweiten Wärmeübertragerkern 304.The heat transfer cores have a housing with a corresponding cover 310 . 311 on, with connecting pieces 312 . 313 . 314 and 315 are provided for inflow or outflow of a first cooling fluid for the first heat transfer core 301 and for a second cooling fluid for the second heat transfer core 304 ,

Wie zu erkennen ist, sind die Rohrböden 316, 317, 318, 319 jeweils beiderseits des Wärmeübertragerkerns 301 bzw. 304 angeordnet und dienen der Verbindung zwischen dem Wärmeübertragerkern und dem Einlasskasten 302 bzw. dem Auslasskasten 305 sowie mit dem Zwischenelement 303. Die Verbindung erfolgt vorteilhaft über eine Wellschlitzbördelung.As can be seen, the tubesheets are 316 . 317 . 318 . 319 each on both sides of the heat exchanger core 301 respectively. 304 arranged and serve the connection between the heat transfer core and the inlet box 302 or the outlet box 305 as well as with the intermediate element 303 , The connection is advantageously via a Wellschlitzbördelung.

In den Rohren 204 können weiterhin nicht dargestellte ladeluftseitige Rippen angeordnet sein.In the pipes 204 can still be arranged not shown charge air side ribs.

Der Eintrittskasten 208 ist als trichterförmiges Element mit einem Rohranschlussstutzen 209 ausgebildet. Der Auslasskasten 210 ist schematisch als sich öffnender Kasten ausgebildet, welcher mit einem Zylinderkopf des Motors verbindbar ist. Wie zu erkennen ist, sind die Gehäuseteile 203 der Einzelnen Wärmetauscherkerne an der Grenzfläche miteinander verbunden, vorteilhaft einteilig miteinander ausgebildet. Dabei kann es besonders vorteilhaft sein, wenn die Gehäuse bzw. das Gehäuse 203 einteilig aus Kunststoff hergestellt wird. Die Gehäusestruktur kann dabei im Wesentlichen rechteckig ausgebildet sein, wobei an der Oberfläche eine rippenartige Gestaltung zur Verbesserung der Festigkeit ausgebildet sein kann.The entry box 208 is a funnel-shaped element with a pipe connection piece 209 educated. The outlet box 210 is schematically designed as an opening box, which is connectable to a cylinder head of the engine. As can be seen, the housing parts 203 the individual heat exchanger cores at the interface interconnected, advantageously integrally formed with each other. It may be particularly advantageous if the housing or the housing 203 is made in one piece from plastic. The housing structure may be formed substantially rectangular, wherein on the surface of a rib-like design may be formed to improve the strength.

Weiterhin sind Anschlussstutzen 211, 212, 213 und 214 zu erkennen, die dazu dienen, ein erstes Kühlfluid und ein zweites Kühlfluid in den ersten Wärmetauscherkern bzw. in den zweiten Wärmetauscherkern einzulassen und wieder auszulassen. Dazu wird das erste Kühlfluid in den Einlass 212 eingelassen, es durchströmt den Wärmetauscherkern und umströmt die dort angeordneten Rohre 204 und wird bei dem Auslass 211 wieder aus dem Wärmetauscherkern ausgelassen. Bei dem Anschluss 214 wird das zweite Kühlfluid in den zweiten Wärmetauscherkern eingelassen, es durchströmt ebenso den Wärmetauscherkern und umströmt die dort angeordneten Rohre 204, bevor es bei dem Auslassanschluss 213 den Wärmetauscherkern wieder verlässt. Die beiden Wärmetauscherkerne werden somit im Gegenstrom im Vergleich zur Strömungsrichtung des ersten Fluids, wie der Ladeluft, durchströmt.Furthermore, there are connecting pieces 211 . 212 . 213 and 214 to recognize, which serve to admit and release a first cooling fluid and a second cooling fluid in the first heat exchanger core and in the second heat exchanger core and again. For this purpose, the first cooling fluid in the inlet 212 let in, it flows through the heat exchanger core and flows around the tubes arranged there 204 and will be at the outlet 211 again omitted from the heat exchanger core. At the connection 214 the second cooling fluid is introduced into the second heat exchanger core, it also flows through the heat exchanger core and flows around the tubes arranged there 204 before it at the outlet port 213 leaves the heat exchanger core again. The two heat exchanger cores are thus flowed through in countercurrent in comparison to the flow direction of the first fluid, such as the charge air.

Dabei wird die Wärmeübertrageranordnung von einem Gehäuse 203 als Kunststoffmantel umhaust. Auch kann das Gehäuse aus Kunststoff oder alternativ aus Metall, wie beispielsweise aus Aluminium gebildet werden.In this case, the heat exchanger assembly of a housing 203 umhaust as a plastic jacket. Also, the housing can be made of plastic or alternatively of metal, such as aluminum.

Die beiden Kühlfluide werden über die Abdichtung 215 zwischen den mittleren Böden 216, 217 mit dem Gehäuse 203 getrennt, so dass es zu keiner Vermischung der Kreisläufe kommen kann.The two cooling fluids are above the seal 215 between the middle soils 216 . 217 with the housing 203 separated so that there can be no mixing of the circuits.

Bei entsprechender Bauweise, bei dem Aluminium-Kühlmittelmäntel mit den Flachrohren und Böden verlötet werden, können die beiden Rohrbündel der Wärmeübertragerkerne auch direkt miteinander verschweißt oder über eine mechanische Verbindung, wie beispielweise Krimpen oder Schrauben bzw. kleben über ein Kunststoff oder Aluminium Zwischenelement als Kopplungselement verbunden werden. Ein Zwischenelement welches über Elastomerdichtungen an beiden Böden abgedichtet wird, hat den Vorteil, dass dieses als Entkopplungselement Thermospannungen und Vibrationsspannungen, die zwischen den beiden Bauteilen auftreten können, reduzieren kann.With appropriate design in which aluminum coolant jackets are soldered to the flat tubes and floors, the two tube bundles of heat exchanger cores can also be welded directly to each other or connected via a mechanical connection, such as crimping or screws or glue via a plastic or aluminum intermediate element as a coupling element become. An intermediate element which is sealed by elastomer seals on both floors, has the advantage that this can reduce as a decoupling element thermoelectric voltages and vibration stresses that can occur between the two components.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
WärmeübertrageranordnungThe heat exchanger
22
Erster WärmeübertragerFirst heat exchanger
33
Zweiter WärmeübertragerSecond heat exchanger
44
Fluidfluid
55
Pfeilarrow
66
Pfeilarrow
77
Einlasskastenintake box
88th
Auslasskastenexhaust box
99
WärmeübertragerkernHeat transfer core
1010
Rohrpipe
1111
Rohrbodentube sheet
1212
Rohrbodentube sheet
1313
Gehäusecasing
1414
Einlassanschlussinlet port
1515
Auslassanschlussoutlet
1616
Kühlfluidcooling fluid
1717
Pfeilarrow
1818
Pfeilarrow
1919
WärmeübertragerkernHeat transfer core
2020
Pfeilarrow
2121
Pfeilarrow
2222
Fluidfluid
2323
Kühlfluidcooling fluid
2424
Einlasseinschlussinlet included
2525
Sammelkastencollection box
2626
Pfeilarrow
2727
Sammelkastencollection box
2828
Flanschflange
2929
Öffnungopening
5050
Saugrohrsuction tube
5151
Einlasskastenintake box
5252
Einlassanschlussinlet port
5353
Pfeilarrow
5454
WärmeübertragerHeat exchanger
5555
Pfeilarrow
5656
Motorflanschmotor flange
5757
Dichtflächesealing surface
5858
Befestigungsbohrungmounting hole
5959
WärmeübertragerkernHeat transfer core
6060
Bördelungflanging
6161
Bördelungflanging
6262
Anschlussconnection
6363
Anschlussconnection
6464
Pfeilarrow
6565
Anschlussgliedconnection hub
7070
WärmeübertragerkernHeat transfer core
7171
Rohrpipe
7272
Öffnungopening
7373
Rohrbodentube sheet
7474
Wassermantelwater jacket
7575
WassermantelteilWater jacket part
7676
WassermantelteilWater jacket part
7777
BasisBase
7878
BasisBase
7979
Schenkelleg
8181
Ausbuchtungbulge
8282
Anschlussconnection
8383
Anschlussconnection
101101
WärmeübertragerHeat exchanger
102102
WärmeübertragerHeat exchanger
104104
WärmeübertragerkernHeat transfer core
105105
WärmeübertragerkernHeat transfer core
106106
WärmeübertragerkernHeat transfer core
107107
Sammelkastencollection box
108 108
Sammelkastencollection box
109109
Sammelkastencollection box
110110
Umlenkkastendeflection box
111111
Umlenkkastendeflection box
112112
Umlenkkastendeflection box
113113
Einlassanschlussinlet port
114114
Auslassanschlussoutlet
115115
Flanschflange
200200
WärmeübertrageranordnungThe heat exchanger
201201
WärmeübertragerkernHeat transfer core
202202
WärmeübertragerkernHeat transfer core
203203
Gehäusecasing
204204
RohreTube
205205
Rohrbodentube sheet
206206
Rohrbodentube sheet
207207
Turbulenzeinlageturbulence insert
301301
WärmeübertragerkernHeat transfer core
302302
Einlasskastenintake box
303303
Zwischenelementintermediate element
304304
WärmeübertragerkernHeat transfer core
305305
Auslasskastenexhaust box
306306
Pfeilarrow
307307
EinlassanschlussstutzenInlet connecting piece
308308
Anschlussstutzenspigot
309309
Pfeilarrow
310310
Abdeckungcover
311311
Abdeckungcover
312312
Anschlussstutzenspigot
313313
Anschlussstutzenspigot
314314
Anschlussstutzenspigot
315315
Anschlussstutzenspigot
316316
Rohrbodentube sheet
317317
Rohrbodentube sheet
318318
Rohrbodentube sheet
319319
Rohrbodentube sheet

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  • DE 4114704 C1 [0006] DE 4114704 C1 [0006]

Claims (10)

Wärmeübertrageranordnung (1), insbesondere zur Ladeluftkühlung, mit einem ersten Wärmeübertrager (2) und einem zweiten Wärmeübertrager (3), die von einem zu kühlenden ersten Fluid (4) derart durchströmt werden, dass der erste Wärmeübertrager (2) in Strömungsrichtung des ersten Fluids (4) vor dem zweiten Wärmeübertrager (3) angeordnet ist, wobei der erste Wärmeübertrager von einem ersten Kühlfluid durchströmt wird und der zweite Wärmeübertrager von einem zweiten Kühlfluid durchströmt wird, derart, dass der erste Wärmeübertrager das erste Fluid auf eine erste Temperatur kühlt und der zweite Wärmeübertrager das erste Fluid von der ersten Temperatur auf eine zweite Temperatur kühlt, die geringer als die erste Temperatur ist, wobei der erste und der zweite Wärmeübertrager als eine Baueinheit ausgebildet sind.Heat exchanger arrangement ( 1 ), in particular for intercooling, with a first heat exchanger ( 2 ) and a second heat exchanger ( 3 ) to be cooled by a first fluid ( 4 ) are flowed through in such a way that the first heat exchanger ( 2 ) in the flow direction of the first fluid ( 4 ) in front of the second heat exchanger ( 3 ), wherein the first heat exchanger is flowed through by a first cooling fluid and the second heat exchanger is flowed through by a second cooling fluid, such that the first heat exchanger cools the first fluid to a first temperature and the second heat exchanger, the first fluid from the first temperature cooled to a second temperature which is lower than the first temperature, wherein the first and the second heat exchanger are formed as a structural unit. Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager (2) einen Einlasskasten (7) und einen Auslasskasten (8) für das erste Fluid (4) und einen dazwischen angeordneten Wärmeübertragerkern (9) aufweist, wobei der zweite Wärmeübertrager (3) im Auslasskasten (8) des ersten Wärmeübertragers (2) angeordnet oder dem Auslasskasten des ersten Wärmeübertragers nachgeordnet ist.Heat exchanger arrangement according to claim 1, characterized in that the first heat exchanger ( 2 ) an inlet box ( 7 ) and an outlet box ( 8th ) for the first fluid ( 4 ) and a heat transfer core ( 9 ), wherein the second heat exchanger ( 3 ) in the outlet box ( 8th ) of the first heat exchanger ( 2 ) is arranged or downstream of the outlet of the first heat exchanger. Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeübertrager (3) einen Einlasskasten und einen Auslasskasten für das erste Fluid (4) und einen dazwischen angeordneten Wärmeübertragerkern aufweist, wobei der erste Wärmeübertrager im Einlasskasten des zweite Wärmeübertragers angeordnet oder dem Einlasskasten des zweite Wärmeübertragers vorgeschaltet ist.Heat exchanger arrangement according to claim 1, characterized in that the second heat exchanger ( 3 ) an inlet box and an outlet box for the first fluid ( 4 ) and has a heat transfer core disposed therebetween, wherein the first heat exchanger arranged in the inlet box of the second heat exchanger or upstream of the inlet box of the second heat exchanger. Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager (2) einen Einlasskasten (7) und einen ersten Wärmeübertragerkern (9, 201) und der zweite Wärmeübertrager (3) einen zweiten Wärmeübertragerkern (202) und einen Auslasskasten für das erste Fluid aufweisen, wobei die beiden Wärmeübertragerkerne (201, 202) in einem gemeinsamen Gehäuse (203) aufgenommen sind oder jeweils ein eigenes Gehäuse aufweisen oder in ein Gehäuse aufgenommen sind und/oder mittels eines Verbindungselements miteinander verbunden sind.Heat exchanger arrangement according to claim 1, characterized in that the first heat exchanger ( 2 ) an inlet box ( 7 ) and a first heat transfer core ( 9 . 201 ) and the second heat exchanger ( 3 ) a second heat transfer core ( 202 ) and an outlet box for the first fluid, wherein the two heat exchanger cores ( 201 . 202 ) in a common housing ( 203 ) are received or each having its own housing or are accommodated in a housing and / or connected to each other by means of a connecting element. Wärmeübertrageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Wärmeübertragerkern ein Rohrbündelwärmeübertragerkern mit einem Bündel von von dem ersten Fluid durchströmbaren Rohren ist, die an ihren Enden jeweils in Öffnungen eines Rohrbodens aufgenommen sind, wobei die Rohre von dem ersten bzw. zweiten Kühlfluid umströmbar sind.Wärmeübertrageranordnung according to any one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second heat transfer core is a shell and tube heat transfer core with a bundle of flow through the first fluid pipes, which are received at their ends respectively in openings of a tube plate, the tubes of the first and second cooling fluid can flow around. Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskasten des zweiten Wärmetauschers und/oder der Auslasskasten des ersten Wärmetauschers eine Öffnung aufweist, in welcher der erste bzw. der zweite Wärmetauscher eingebracht ist.Heat exchanger arrangement according to claim 5, characterized in that the inlet box of the second heat exchanger and / or the outlet box of the first heat exchanger has an opening in which the first and the second heat exchanger is introduced. Wärmeübertrageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder der zweite Wärmeübertragerkern ein Rohrbündelwärmeübertragerkern oder Scheibenwärmeübertragerkern mit einem Bündel oder Stapel von Rohren oder Scheiben von von dem ersten Fluid umströmbaren Rohren oder Scheiben ist, wobei die Rohre oder Scheiben von dem ersten bzw. zweiten Kühlfluid durchströmbar sind.Wärmeübertrageranordnung according to any one of the preceding claims, characterized in that the first and / or the second heat transfer core is a shell and tube or heat exchanger core with a bundle or stack of tubes or discs of flow around the first fluid pipes or discs, wherein the tubes or discs of the first and second cooling fluid can be flowed through. Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlasskasten des zweiten Wärmetauschers und/oder der Auslasskasten des ersten Wärmetauschers eine Öffnung aufweist, in welcher der erste bzw. der zweite Wärmetauscher eingebracht ist.Heat exchanger arrangement according to claim 7, characterized in that the inlet box of the second heat exchanger and / or the outlet box of the first heat exchanger has an opening in which the first and the second heat exchanger is introduced. Wärmeübertrageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Öffnung eingebrachte Wärmetauscher an einer Seite einen Sammelkasten aufweist, der aus der Öffnung zumindest teilweise herausragt und zumindest einen Anschluss für ein Kühlfluid aufweist.Heat exchanger arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger introduced into the opening has on one side a collecting box which projects at least partially out of the opening and has at least one connection for a cooling fluid. Wärmeübertrageranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Austrittskasten des ersten oder des zweiten Wärmetauschers eine Verteilleiste des Zylinderkopfes darstellt oder mit einer solchen verbindbar ist.Heat exchanger arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the outlet box of the first or the second heat exchanger is a distributor strip of the cylinder head or can be connected to such.
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