DE102013005796A1

DE102013005796A1 - Stutzenanbindung für Wärmetauscher

Info

Publication number: DE102013005796A1
Application number: DE102013005796.5A
Authority: DE
Inventors: Klaus Kalbacher; Rebecca Frey; Gerrit-Tobias Speidel; Alexander Korn; Heinz Bühl; Karl-Ernst Hummel; Ulrich Dehnen
Original assignee: Mann and Hummel GmbH; Modine Manufacturing Co
Current assignee: Mann and Hummel GmbH; Modine Manufacturing Co
Priority date: 2013-04-04
Filing date: 2013-04-04
Publication date: 2014-10-09
Also published as: CN104101251A; CN104101251B; US20140299295A1; US9719737B2; IN2014DE00970A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stutzenanbindung für einen in einem Gehäuse (1) angeordneten Wärmetauscher (5), der einen Stapel (50) aus Platten und Rippen aufweist, wobei das Gehäuse (1) aus zusammenfügbaren Gehäuseteilen besteht und wenigstens ein erster Stutzen (2a) für ein Wärme tauschendes Mittel im Gehäuse direkt integriert ist und wobei wenigstens ein zweiter Stutzen (2b) für ein anderes Wärme tauschendes Mittel vorhanden ist, der sich nach außerhalb des Gehäuses erstreckt. Der Wärmetauscher lässt sich mit relativ geringem Montageaufwand bereitstellen, wenn gemäß der Erfindung auch der wenigstens eine zweite Stutzen (2b), der an seiner einen Seite zum Anschluss einer Leitung ausgebildet ist, in dem Gehäuse (1) direkt oder indirekt integriert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Stutzenanbindung für einen in einem Gehäuse angeordneten Wärmetauscher, der einen Stapel aus Platten und Rippen aufweist, wobei das Gehäuse aus zusammenfügbaren Gehäuseteilen besteht und wenigstens ein erster Stutzen für ein Wärme tauschendes Mittel im Gehäuse integriert aufweist und wobei wenigstens ein zweiter Stutzen für ein anderes Wärme tauschendes Mittel vorhanden ist, der sich nach außerhalb des Gehäuses erstreckt,
Eine Stutzenanbindung ist aus DE 10 2006 005 106 A1 bekannt. Es handelt sich bei dem Wärmetauscher um einen indirekten Ladeluftkühler, der in einem das Gehäuse bildenden Saugrohr aus Kunststoff angeordnet ist. Der oder die im Saugrohr direkt integrierten Stutzen sind diejenigen für die Ladeluft. Die anderen Stutzen für ein flüssiges Kühlmittel befinden sich an einer mit dem Stapel metallisch verbundenen Deckplatte, die gleichzeitig zum Verschluss einer Einsetzöffnung im Saugrohr geeignet ist, durch die hindurch der Wärmetauscher in das Saugrohr eingesetzt und befestigt wird. Die anderen Stutzen erstrecken sich nach außerhalb des Gehäuses und dienen zum Anschluss einer Leitung. Solche Saugrohrausbildungen und davon ableitbare Montageweisen des Wärmetauschers in dem Saugrohr sind jedoch nicht für alle Anwendungsfälle geeignet.
Aus DE 10 2009 039 569 A1 ist ein Gaskühler für einen Verbrennungsmotor bekannt. Die am Gaskühler vorhandene Stutzenanbindung ist zweiteilig ausgebildet. Das eine Teil wird an einem Sammelkasten des Gaskühlers angelötet, der Gaskühler wird in das Gehäuse geschoben und der zweite Teil der Stutzenanbindung wird durch ein Loch im Gehäuse mit dem ersten Teil verbunden und mit zwei Dichtungen abgedichtet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Stutzenanbindung für einen in einem Gehäuse aus Kunststoff angeordneten Wärmetauscher mit den eingangs angegebenen Merkmalen derart weiterzubilden, dass der Wärmetauscher für weitere Anwendungsfälle geeignet ist und mit möglichst geringem Montageaufwand bereitgestellt werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabenstellung ergibt sich durch eine Stutzenanbindung, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Weil gemäß der Erfindung auch wenigstens ein zweiter Stutzen, der an seiner einen Seite zum Anschluss einer Leitung für ein anderes Wärme tauschendes Mittel ausgebildet ist, in dem Gehäuse direkt oder auch indirekt integriert ist wird der Montageaufwand reduziert.
Die direkte Integration zeichnet sich durch die Einteiligkeit des Gehäuses oder eines Gehäuseteils mit dem oder den zweiten Stutzen aus, woraus eine vorteilhafte Reduzierung der Anzahl der Einzelteile folgt. Dabei kann zum Beispiel ein Teil des zweiten Stutzens in einem Gehäuseteil integriert sein und das fehlende andere Teil des zweiten Stutzens kann in einem anderen Gehäuseteil integriert sein. Nach dem Zusammenfügen der Gehäuseteile liegt der komplette zweite Stutzen vor.
Die indirekte Integration besteht im Sinne der vorliegenden Erfindung darin, dass der oder die zweiten Stutzen, wie das Gehäuse, aus einem Kunststoff besteht/bestehen und an oder in einer Öffnung des Gehäuses, ohne das Vorsehen einer weiteren Dichtung, beispielsweise angeschweißt oder angeklebt wird. In diesem Fall stellen zwei zweite Stutzen, die mittels einer Platte verbunden sind ein gemeinsames Bauteil dar, welches in oder an der Öffnung angeschweißt wird. Auch dadurch kann die Anzahl der Einzelteile reduziert werden. Die Platte bildet dann entweder einen Teil der Gehäusewand oder stellt eine partielle Dopplung der Gehäusewand dar. Auch bei der indirekten Integration besteht das Gehäuse aus zwei oder ggf. mehreren Gehäuseteilen, die zum Gehäuse zusammensetzbar sind.
Die abhängigen Patentansprüche 2–10 enthalten weiterbildende Merkmale. Die als an dieser Stelle einzeln aufgeführt angesehen werden sollen. Der Patentanspruch 11 bezieht sich auf einen Wärmetauscher, der eine solche Stutzenanbindung aufweist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten Figuren beschrieben, die lediglich prinzipielle Darstellungen sind.
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Stutzenanbindung und dem zugehörigen Wärmetauscher im Gehäuse, mit einer direkten Integration der zweiten Stutzen;
2 zeigt, im Unterschied zur 1, eine indirekte Integration der zweiten Stutzen;
Die 3 und 4 zeigen Perspektivansichten auf die entsprechenden Wärmetauscheranordnungen.
Die 5 und 6 zeigen Längsschnitte durch die 3 und 4.
Die erwähnte prinzipielle Darstellung bezieht sich hauptsächlich auf die Darstellung des Gehäuses 1 und des inneren Aufbaus des Wärmetauschers 5. Der Wärmetauscher 5 weist einen Stapel 50 aus Rippen und Platten oder Rohren auf, was die 5 oder 6 erkennen lassen.
Wie die 3 oder 4 verdeutlichen sollen, sind zwei erste Stutzen 2a einstückig mit dem Gehäuse 1 aus Kunststoff ausgebildet, also direkt oder unmittelbar in das Gehäuse 1 integriert worden. Das Gehäuse 1 ist außen mit Versteifungsrippen 10 ausgestattet worden.
Einer der ersten Stutzen 2a ist ein Eintrittsstutzen und der andere ist ein Ausstrittsstutzen für ein und dasselbe Medium.
Das Gehäuse 1 kann ein Saugrohr 1 einer nicht gezeigten Brennkraftmaschine sein, wobei dann der Ein- und der Austrittsstutzen der Zu- und der Abführung von Ladeluft oder einem Gemisch von Ladeluft und Abgas dienen. Das Gas strömt durch die erwähnten Rippen des Wärmetauschers 5. Auf der Austrittsseite, die in der 3 durch einen Blockpfeil gekennzeichnet ist, können mehrere solcher erster Stutzen 2a einstückig mit dem Saugrohr 1 ausgebildet sein. Das Gehäuse bzw. das Saugrohr 1 ist aus fertigungstechnischen Gründen mehrteilig ausgebildet. Die 3 oder 4 können als zweiteilige Saugrohrgestaltung verstanden werden.
Das untere Gehäuseteil ist trogartig ausgebildet und das obere Gehäuseteil plattenartig.
Die in 3 quer und horizontal durch den Eintrittsstutzen 2a gehende gestrichelte Hilfslinie mit zwei Pfeilen soll eine von mehreren möglichen alternativen Saugrohrteilungen anzeigen. Die beiden Gehäuseteile können nach dem Einbau des Wärmetauschers 5 beispielsweise miteinander verschweißt werden.
Eine gewisse vorteilhafte Eigenart bezüglich der Saugrohrgestaltung besteht nun darin, dass auch die zweiten Stutzen 2b direkt oder indirekt in das Saugrohr 1 integriert worden sind. Die zweiten Stutzen 2b dienen der Zu – und Ableitung eines anderen Wärme tauschenden Mittels, also hier beispielsweise für eine Flüssigkeit, die durch die erwähnten Platten oder Rohre des Stapels 50 strömt. Sie sind deshalb zur Außenseite hin als Anschlussstutzen für entsprechende nicht gezeigte Leitungen ausgebildet.
Wie die 1 und die zugehörigen 3 und 5 am besten zeigen, sind die zweiten Stutzen 2b an ihrer gegenüberliegenden anderen Seite als Aufnahmestutzen für einen Steckstutzen 3 ausgebildet. Der Steckstutzen 3 ist auf dem Stapel 5 angeordnet worden, genauer gesagt auf einer Deckplatte 11 des Stapels 10. Er korrespondiert mit den Platten oder Rohren des Wärmetauschers 5.
Der Steckstutzen 3 weist zwei mit Abstand angeordnete Nuten 30 auf, die jeweils eine Dichtung 31 enthalten, die zum Aufnahmestutzen 2b hin abdichten. In der 1 dichtet die obere Dichtung 31 zur Flüssigkeitsseite hin ab und die untere Dichtung 32 zur Ladeluftseite, die zwischen dem Saugrohr 1 und der Deckplatte 11 bis an den Steckstutzen 3 heranströmen kann.
Im Unterschied dazu dichtet in 2 die untere Dichtung 32 zur Flüssigkeitsseite hin ab und die obere zur Ladeluftseite. Die Dichtungen 31, 32 befinden sich natürlich an sämtlichen Steckstutzen 3 bzw. sämtlichen zweiten Stutzen 2b obwohl sie lediglich an einem der Stutzen 2b, 3 gezeigt werden.
Die 2 und die zugehörigen 4 und 6 zeigen ansonsten die indirekte Integration des oder der zweiten Stutzen 2b in das Saugrohr 1. Die zweiten Stutzen 2b bestehen aus demselben Kunststoff wie das Saugrohr 1. Zwei zweite Stutzen 2b sind zu einem vorgefertigten Bauteil 4 zusammengefasst worden. Ferner besitzt dieses Ausführungsbeispiel, im Unterschied zu dem eingangs beschriebenen Ausführungsbeispiel, einen Anschlussblock 6, der auf der Deckplatte 11 angelötet wird. Der Anschlussblock 6 weist Durchgangsöffnungen auf, die ebenfalls mit den Platten oder Rohren im Wärmetauscher 5 korrespondieren. In den Durchgangsöffnungen befinden sich die zweiten Stutzen 2b dieses Ausführungsbeispiels, die nach innen hin als Steckstutzen 3 ausgebildet sind und die die erwähnten Nuten 30 und Dichtungen 31, 32 besitzen.
Im Saugrohr 1 sind Öffnungen 12 vorhanden, durch die hindurch sich die zweiten Stutzen 2b bzw. deren Steckstutzen 3 erstrecken, um in die Durchgangsöffnungen des Anschlussblocks 6 hinein zu gelangen. Das vorgefertigte Bauteil 4 wird am Saugrohr 1 angeschweißt, jedenfalls dicht und fest angebracht. Wie in 2 zu sehen ist, liegt im Anordnungsbereich des Bauteils 4 eine doppelte Wand vor, die aus einem Teil der Saugrohrwand und aus einer Wand des Bauteils 4 besteht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006005106 A1 [0002]
DE 102009039569 A1 [0003]

Claims

Stutzenanbindung für einen in einem Gehäuse (1) angeordneten Wärmetauscher (5), der einen Stapel (50) aus Platten und Rippen aufweist, wobei das Gehäuse (1) aus zusammenfügbaren Gehäuseteilen besteht und wenigstens ein erster Stutzen (2a) für ein Wärme tauschendes Mittel im Gehäuse direkt integriert ist und wobei wenigstens ein zweiter Stutzen (2b) für ein anderes Wärme tauschendes Mittel vorhanden ist, der sich nach außerhalb des Gehäuses erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass auch der wenigstens eine zweite Stutzen (2b), der an seiner einen Seite zum Anschluss einer Leitung ausgebildet ist, in dem Gehäuse (1) direkt oder indirekt integriert ist.
Stutzenanbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stutzen (2b) an seiner gegenüberliegenden anderen Seite als Aufnahmestutzen für einen Steckstutzen (3) ausgebildet ist, der auf dem Stapel (5) angeordnet ist.
Stutzenanbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckstutzen (3) zwei Nuten (30) aufweist, die jeweils eine Dichtung (31) enthalten, die zum Aufnahmestutzen (2b) hin abdichten.
Stutzenanbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Dichtung zu dem einen Wärme tauschenden Mittel hin abdichtet und die andere Dichtung gegenüber dem anderen Wärme tauschenden Mittel abdichtet.
Stutzenanbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise zwei zweite Stutzen (2b) im Gehäuse direkt oder indirekt integriert sind, wobei der eine zweite Stutzen ein Eintrittsstutzen (2b) und der andere zweite Stutzen einen Austrittsstutzen (2b) für das andere Wärme tauschende Mittel darstellt.
Stutzenanbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Stutzen (2b) einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet und dadurch direkt integriert sind.
Stutzenanbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die indirekte Integration des oder der zweiten Stutzen (2b) darin besteht, dass dieselben aus demselben Kunststoff wie das Gehäuse ausgebildet sind und ein vorgefertigtes Bauteil (4) darstellen.
Stutzenanbindung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (4) an einer Öffnung (12) des Gehäuses (1) angeschweißt oder angeklebt (befestigt) wird.
Stutzenanbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Stapel ein Anschlussblock (6) angeordnet ist, der zwei Durchgangsöffnungen für das andere Wärme tauschende Mittel aufweist.
Stutzenanbindung nach einem der vorstehenden Ansprüche, außer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stutzen (2b) an seiner gegenüberliegenden anderen Seite als Steckstutzen (3) ausgebildet ist, der in der Durchgangsöffnung sitzt und der die beiden jeweils eine Dichtung aufnehmenden Nuten aufweist.
Wärmetauscher, der einen Stapel (50) aus Platten und Rippen aufweist, der in einem Gehäuse (1) aus Kunststoff angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Stutzenanbindung gemäß einem der vorstehenden Patentansprüche.