DE3602891A1 - Waermetauscher fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Waermetauscher fuer kraftfahrzeugeInfo
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- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge,
insbesondere einen Kraftstoffkühler, mit einem Innenrohr und
einem konzentrisch dazu angeordneten, mit zwei Anschlußstutzen
versehenen Außenmantel.
Ein derartiger Wärmetauscher ist aus der DE-OS 31 17 661 be
kannt. Dort ist das Außenrohr mittels zweier an dessen Stirn
seiten angebrachter Kopfstücke mit dem Innenrohr verbunden. Zur
Abdichtung ist zwischen dem Außenrohr und den Kopfstücken sowie
zwischen dem Innenrohr und den Kopfstücken jeweils ein Dicht
ring vorgesehen. Die Verwendung der Kopfstücke erfordert einen
zusätzlichen Materialaufwand sowie zusätzliche Fertigungs
schritte bei der Herstellung des Wärmetauschers.
Aufgabe der Erfindung ist es, den bekannten Wärmetauscher der
art auszubilden, daß seine Herstellung vereinfacht wird und we
niger Material erfordert.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß der Außenmantel an seinen
Stirnseiten mit etwa radial nach innen abstehenden Stegen ver
sehen ist, daß das Innenrohr zwei etwa radial nach außen ge
richtete Falze aufweist, deren Abstand kleiner ist als der Ab
stand der Stege, und daß zwischen den Stegen und den Falzen
Dichtringe angeordnet sind.
Beim erfindungsgemäßen Wärmetauscher sind im Vergleich zum be
kannten Wärmetauscher keine Kopfstücke mehr erforderlich. Die
Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers reduziert sich
auf das Falzen des Innenrohres, das Anbringen von Stegen am Au
ßenmantel und den Zusammenbau von Innenrohr und Außenmantel un
ter Zwischenlegung von Dichtringen.
Für eine Vereinfachung des Zusammenbaus ist es zweckmäßig, wenn
wenigstens ein Steg an einem Deckel o.dgl. angebracht ist, der
rastbar, schraubbar oder klebbar mit dem Außenmantel verbunden
ist. Damit ist es möglich, das Innenrohr bei abgenommenem Deckel
in den Außenmantel einzuführen und danach den Deckel auf den
Außenmantel aufzuklipsen oder mit diesem zu verschrauben.
Für einen sicheren, insbesondere nicht-verschiebbaren Sitz des
Außenmantels auf dem Innenrohr ist es vorteilhaft, den Abstand
der Falze nur geringfügig kleiner zu wählen als den Abstand der
Stege. Aufgrund der zwischen die Stege und Falze eingebrachten
Dichtringe ergibt sich dann eine dichte und axial feste Verbin
dung zwischen dem Innenrohr und dem Außenmantel.
Für eine radiale Fixierung des Innenrohrs im Außenmantel ist es
zweckmäßig, wenn der Außendurchmesser der Falze etwa dem Innen
durchmesser des Außenmantels entspricht und/oder der Innen
durchmesser der Stege etwa den Außendurchmesser des Innenrohrs
aufweist. Dadurch liegen das Innenrohr und der Außenmantel an
den Falzen bzw. Stegen mit einem gewissen Restspiel aneinander
an, wodurch ihre radiale Lage zueinander im wesentlichen fest
gelegt ist.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers
sind im Innenraum des Innenrohrs und im Ringraum zwischen dem
Innenrohr und dem Außenmantel Turbulenzeinlagen vorgesehen.
Dadurch wird die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers wesent
lich erhöht.
In Weiterbildung der Erfindung ist der Außenmantel mit nach au
ßen abstehenden Rippen versehen. Dies dient insbesondere bei
einer Herstellung des Außenmantels aus Kunststoff der Stabili
tät des Außenmantels. Zweckmäßig ist es in diesem Fall, die
Rippen mit wenigstens einer Hülse o.dgl. zu umgeben. Dadurch
wird die sich zwischen den Rippen befindende Luft als
Außenisolation des Außenmantels benutzt.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung darge
stellten Ausführungsbeispiels.
Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen
Kraftstoffkühler, dessen obere Hälfte axial geschnitten ist.
Der in der Figur dargestellte Kraftstoffkühler weist ein Innen
rohr 12 auf, dessen Achse mit der Bezugsziffer 35 gekennzeich
net ist. Das Innenrohr 12 ist im Bereich seiner beiden Stirn
seiten mit jeweils einem Falz 20 und 25 versehen. Beide Falze
20 und 25 sind radial nach außen gerichtet und konzentrisch zur
Achse 35 angeordnet. Der im linken Bereich des Kraftstoff
kühlers angeordnete Falz 20 ist derart ausgebildet, daß der
Durchmesser des Innenrohrs 12 auf der dem Falz 25 abgewandten
Seite kleiner ist als auf der dem Falz 25 zugewandten Seite.
Der vom Falz 25 abgewandte Schenkel des Falzes 20 ist länger
als der parallel zu ihm verlaufende, dem Falz 25 zugewandte
Schenkel. Durch die Verringerung des Durchmessers des Innen
rohrs entsteht im Bereich des Falzes 20 eine in das Innenrohr
hineinstehende Kante 37.
Das Innenrohr 12 kann aus Stahl, Aluminium oder gegebenenfalls
auch Kupfer hergestellt sein.
Konzentrisch zum Innenrohr 12 und damit zur Achse 35 ist ein
Außenmantel 13 angeordnet. Dieser besitzt einen größeren Durch
messer als das Innenrohr 12, jedoch eine geringere axiale Länge.
Im Bereich des Falzes 20 weist der Außenmantel 13 einen Steg 21
auf, der radial nach innen absteht. Der Steg 21 verläuft kreis
förmig um das Innenrohr 12, wobei die äußere Kante des freien
Endes des Stegs 21 am Innenrohr 12 anliegt. Des weiteren ist
der Innendurchmesser des Außenmantels 13 derart gewählt bzw.
die Ausbildung des Falzes 20 derart ausgeführt, daß die äu
ßerste Kante des Falzes 20 am Außenmantel 13 anliegt. Falz 20
und Steg 21 sind etwa parallel zueinander ausgerichtet. Zwi
schen dem Falz 20 und dem Steg 21 befindet sich ein Dichtring
22.
Im Bereich des Falzes 25 ist der Außenmantel 13 an seiner Au
ßenseite mit einer Nut 27 versehen. In diese Nut 27 ist ein
Deckel 33 eingeklipst. Der Deckel 33 besitzt eine zur Achse 35
konzentrische Ausnehmung, durch die das Innenrohr 12 hindurch
gesteckt ist. Dadurch ergibt sich im Bereich des Falzes 25 am
Deckel 33 ein Steg 26, der mit seiner äußeren Kante am Innen
rohr 12 anliegt. Des weiteren sind der Innendurchmesser des Au
ßenmantels 13 und der Durchmesser der äußersten Kante des Fal
zes 25 derart aufeinander abgestimmt, daß der Falz 25 am Außen
mantel 13 anliegt. Zwischen dem Falz 25 und dem Steg 26 des
Deckels 33 ist ein Dichtring 28 angeordnet.
Der axiale Abstand der Falze 20 und 25 sowie der axiale Abstand
der Stege 21 und 26 sind derart aneinander angepaßt, daß die
Dichtringe 22 bzw. 28 möglichst spielfrei zwischen dem Steg 21
und dem Falz 20 bzw. dem Steg 26 und dem Falz 25 klemmen. Dies
wird dadurch erreicht, daß der Abstand der Falze 20 und 25 etwa
um die Summe der axialen Längen der Dichtringe 22 und 28
kleiner ist als der Abstand der Stege 21 und 26. Der Quer
schnitt der Dichtringe 22 und 28 ist kreisförmig, wobei der
Durchmesser des Querschnitts derart gewählt ist, daß die Dicht
ringe 22 und 28 am Innenrohr 12 wie auch am Außenmantel 13 an
liegen.
In die freien, über den Außenmantel 13 überstehenden Enden des
Innenrohrs 12 sind Anschlußrohre 30 hineingesteckt und mittels
Klemmringen 31 dicht verbunden. In den beiden Stirnbereichen
des Außenmantels 13 sind Anschlußstutzen 45 angebracht, die et
wa radial abstehen und mit Gewinden versehen sind.
Im Innenraum 15 des Innenrohrs 12, der über die Anschlußrohre
30 vom Kühlmedium durchflossen werden kann, sind Turbulenzein
lagen 18 eingebracht, die beispielsweise mit Hilfe der Kante 37
oder durch Presspassung infolge einer Aufweitung des Innenrohrs
12 oder auf sonstige Art und Weise im Innenrohr 12 gehalten
sind. Im Ringraum 16, der sich zwischen dem Innenrohr 12 und
dem Außenmantel 13 befindet, sind Turbulenzeinlagen 19
vorgesehen, die zwischen dem Innenrohr 12 und dem Außenmantel
13 eingepreßt sind. Durch den Ringraum 16 kann über die
Anschlußstutzen 45 das zu kühlende Medium hindurchgeführt
werden.
An der Außenseite des Außenmantels 13 sind radial abstehende
Rippen 40 angebracht. Insbesondere im Bereich zwischen den An
schlußstutzen 45 sind die Rippen 40 von einer Hülse 50 umgeben.
Diese kann zweiteilig ausgeführt sein oder sie kann, insbeson
dere, wenn die Anschlußstutzen 45 abnehmbar sind und die Hülse
50 aus flexiblem Kunststoff besteht auch aus einem Teil herge
stellt und über die Rippen 40 des Außenmantels 13 hinwegge
schoben werden.
Der Außenmantel 13 kann aus Metall gegossen bzw. gepreßt oder
aus temperaturbeständigem Kunststoff, insbesondere aus
glasfaserverstärkten Polyamiden, gespritzt sein. Als Dichtungen
22 und 28 werden zweckmäßigerweise Gummiringe verwendet.
Statt des anklipsbaren Deckels 33 ist es möglich, einen
schraubbaren oder klebbaren Deckel vorzusehen. Im ersten Fall
muß an der Stelle der Nut 27 ein an den Deckel angepaßtes
Gewinde eingeschnitten sein. Der Deckel 33 kann wie der
Außenmantel 13 aus Kunststoff gefertigt sein. Des weiteren ist
es möglich, daß nicht nur auf einer der beiden Stirnseiten des
Außenmantels 13 ein Deckel vorgesehen ist, sondern daß beide
Stirnseiten mit Deckeln verschlossen sind. Schließlich sind
auch andere als die beschriebenen Anschlußmöglichkeiten des
Kraftstoffkühlers denkbar.
Zum Zusammenbau des in der Figur dargestellten Kraftstoff
kühlers wird das Innenrohr 12 in den Außenmantel 13 eingeführt.
Das Innenrohr 12 ist dabei schon mit den Turbulenzeinlagen 19
und gegebenenfalls auch mit den Turbulenzeinlagen 18 versehen.
Die Dichtringe 22 und 28 sind an den Falzen 20 und 25 anliegend
auf das Innenrohr 12 aufgeschoben. Die axiale Lage des Innen
rohrs 12 im Außenmantel 13 wird beim Einführen insbesondere
durch den an der Innenseite des Außenmantels 13 anliegenden
Falz 20 und/oder durch den an der Außenseite des Innenrohrs 12
anliegenden Steg 21 festgelegt. Nach dem Einführen des
Innenrohrs 12 wird der Außenmantel 13 mit dem Deckel 33
verschlossen. Dadurch wird die axiale Lage des Innenrohrs 12 im
Außenmantel 13 fixiert. Jetzt können die Anschlußrohre 30 mit
Hilfe der Klemmringe 31 am Innenrohr 12 befestigt werden bzw.
sonstige Anschlußteile in die Anschlußstutzen 45 eingeschraubt
werden.
Während des Zusammenbaus ist es möglich, das Innenrohr 12 und
ggf. auch die Turbulenzeinlagen 18 aufzuweiten. Dadurch liegen
die Bauelemente fest aneinander an, so daß ein guter Wärme
übergang gewährleistet ist.
Mit Hilfe der zwischen den Falzen 20 bzw. 25 und Stegen 21 bzw.
26 befindlichen Dichtungen 22 bzw. 28 wird eine sichere Abdich
tung des Ringraums 16 nach außen gewährleistet. Durch die
Verwendung eines Metalls zur Herstellung des Innenrohrs 12 wird
ein guter Wärmeübergang zwischen dem im Innenraum 15 fließenden
Medium und dem im Ringraum 16 durchgeführten Medium gewährlei
stet. Mit Hilfe der Turbulenzeinlagen 18 und 19 wird dieser
Wärmeübergang unterstützt. Mit den Rippen 40 und der sie umge
benden Hülse 50 wird erreicht, daß die zwischen den Rippen 40
und der Hülse 50 eingeschlossene Luft als Wärmeisolation ge
nutzt wird. Es wird dadurch eine Wärmeisolierung des Kraft
stoffkühlers gegenüber seiner Umgebung erreicht, was beim Anbau
des Kühlers an Motoren vorteilhaft sein kann. Gleichzeitig
dienen die Rippen 40 zur Stabilisation des Außenmantels 13.
Anstatt der Hülse 50 oder zusätzlich zur Hülse 50 ist es
möglich, die Rippen 40 mit einem wärmeisolierendem Schlauch o.
dgl. zu ummanteln. Dadurch wird die Wärmeisolation weiter
erhöht.
Claims (7)
1. Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kraft
stoffkühler, mit einem Innenrohr und einem konzentrisch dazu
angeordneten, mit zwei Anschlußstutzen versehenen Außenmantel,
dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (13) an seinen
Stirnseiten mit etwa radial nach innen abstehenden Stegen (21,
26) versehen ist, daß das Innenrohr (12) zwei etwa radial nach
außen gerichtete Falze (20, 25) aufweist, deren Abstand kleiner
ist als der Abstand der Stege (21, 26) und daß zwischen den
Stegen (21, 26) und den Falzen (20, 25) Dichtringe (22, 28) an
geordnet sind.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein Steg (26) an einem Deckel (33) o.dgl. ange
bracht ist, der rastbar, schraubbar oder klebbar mit dem
Außenmantel (13) verbunden ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Außendurchmesser der Falze (20, 25) etwa dem
Innendurchmesser des Außenmantels (13) entspricht und/oder daß
der Innendurchmesser der Stege (21, 26) etwa den Außendurchmes
ser des Innenrohrs (12) aufweist.
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß im Innenraum (15) des Innenrohrs (12) und/
oder im Ringraum (16) zwischen dem Innenrohr (12) und dem
Außenmantel (13) Turbulenzeinlagen (18, 19) vorgesehen sind.
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Außenmantel (13) mit nach außen abste
henden Rippen (40) versehen ist.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rippen (40) von wenigstens einer Hülse (50) o.dgl.
umgeben sind.
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das Innenrohr (12) aus Metall und der
Außenmantel (13) aus Kunststoff hergestellt ist.
Priority Applications (2)
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