DE4110264A1 - Heat exchanger for vehicle - with baffle plates between windings of helical medium hose - Google Patents

Heat exchanger for vehicle - with baffle plates between windings of helical medium hose

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Abstract

The heat exchanger, esp. fuel cooler, is for the fuel flowing between the tank and IC engine. It consists of a cylindrical casing, with an axially flowing cooling medium; and a helical hose, for the fuel. A baffle plate (1) is placed between neighbouring windings of the helical hose. The contour of the plate determines the flow section formed by the windings within the casing. The plate is formed by a disc, with a radial slot extending over half its dia. USE - Fuel cooler for use in IC engine.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für Kraftfahr­ zeuge, insbesondere einen Kraftstoffkühler für den von einem Tank zu einer Verbrennungskraftmaschine und zurück strömenden Kraftstoff, bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse, das von einem Kühlmittel im wesentlichen axial durchströmt wird, während der zu kühlende Kraftstoff über separate Anschlüsse einen im Gehäuse verlegten Well­ schlauch durchströmt, der als Wendel ausgebildet ist, deren Achse mit der Gehäuseachse übereinstimmt.The invention relates to a heat exchanger for motor vehicles witness, especially a fuel cooler for the a tank to an internal combustion engine and back flowing fuel consisting of a cylindrical Housing that is axially coolant is flowed through, while the fuel to be cooled separate connections a well laid in the housing flows through hose, which is designed as a spiral, whose axis coincides with the housing axis.

Um bei Verbrennungskraftmaschinen eine optimale Verbren­ nung des Kraftstoffes zu erreichen bei minimaler Schad­ stoffemmission, wird in letzter Zeit dazu übergegangen, den überschüssigen Kraftstoff im Rücklauf vom Vergaser bzw. der Einspritzpumpe herunterzukühlen. Man ist dabei bestrebt, bei möglichst geringen Abmessungen des Wärme­ tauschers einen hohen Kühleffekt, also eine hohe Wärme­ übertragungsleistung, herbeizuführen.To ensure optimal combustion in internal combustion engines of the fuel with minimal damage emission, has recently been adopted the excess fuel in the return line from the carburetor or the injection pump to cool down. One is there endeavors with the smallest possible dimensions of heat exchangers have a high cooling effect, i.e. high heat transmission power to bring about.

Ein derartiger als Kraftstoffkühler verwendeter Wärmetau­ scher ist durch die DE-PS 34 40 060 bekannt. Bei den dort dargestellten Ausführungsformen liegen beide Anschlüsse für den Kraftstoff am gleichen Ende des Kraftstoffküh­ lers, so daß der Kraftstoff nach Durchfließen der Well­ schlauch-Wendel durch ein im lichten Kernquerschnitt der Wendel verlegtes Rohr zum Austrittsstutzen zurückfließt.Such a heat rope used as a fuel cooler shear is known from DE-PS 34 40 060. With those over there shown embodiments are both connections for the fuel at the same end of the fuel cooler lers so that the fuel after flowing through the well  hose coil through a core cross section of the Spiral pipe flows back to the outlet nozzle.

Liegen die Anschlüsse der Kraftstoffleitung jedoch an entgegengesetzten Enden des Kraftstoffkühlers, so daß die Rückführleitung im lichten Kernquerschnitt der Wendel entfällt, kann Kühlmittel durch den auf diese Art freien Querschnitt strömen, so daß der Kühlmitteldurchsatz durch den Kraftstoffkühler steigt, die Kühlleistung jedoch gleichzeitig konstant bleibt oder sogar sinkt, da die Kraftstoffleitung schlechter umspült wird.However, the fuel line connections are present opposite ends of the fuel cooler so that the Return line in the clear core cross-section of the helix omitted, can coolant through the free in this way Flow cross section so that the coolant throughput the fuel cooler rises, but the cooling capacity at the same time remains constant or even decreases because the Fuel line is poorly washed around.

Um diesem Effekt entgegenzutreten, wird der lichte Kern­ querschnitt der Wendel durch einen Anströmkörper aus Kunststoff ausgefüllt.To counter this effect, the light core cross section of the helix through an inflow body Plastic filled.

Der Anströmkörper aus Kunststoff ist aber zum einen rela­ tiv teuer in der Herstellung und zum anderen wärmeem­ pfindlich.The inflow body made of plastic is rela on the one hand tiv expensive to manufacture and secondly warm sensitive.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Wärmeempfindlich­ keit des Anströmkörpers gegenüber der Wärmeeinbringung durch den Schweißvorgang zu beseitigen und die Montier­ barkeit zu erleichtern. Dabei sollen auch die Her­ stellungskosten für den Anströmkörper gesenkt werden.The object of the invention is therefore to be sensitive to heat speed of the inflow body compared to the heat input by eliminating the welding process and the mount ease of availability. The Her costs for the inflow body can be reduced.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwi­ schen benachbarte Windungen der Wellschlauch-Wendel min­ destens ein Prallblech eingesetzt ist, dessen Kontur den durch die Wendel innerhalb des Gehäuses belassenen Strö­ mungsquerschnitt bestimmt. The object is achieved in that between adjacent turns of the corrugated hose coil min at least a baffle is used, the contour of which current left by the coil inside the housing mung cross section determined.  

Diese erfindungsgemäße Maßnahme hat die Wirkung, daß nun mehr durch Einstecken wenigstens eines einfach durch Stanzen herstellbaren, hitzebeständigen Blechteiles zwi­ schen benachbarte Windungen der Wellschlauch-Wendel der genannte Strömungsquerschnitt leicht individuell bestimmt werden kann über die Formgebung des Blechteiles bzw. den von diesem für die Druchströmung des Kühlmittels belasse­ nen Weges.This measure according to the invention has the effect that now more by simply plugging in at least one Stamping producible, heat-resistant sheet metal part between adjacent turns of the corrugated hose coil named flow cross section easily determined individually can be about the shape of the sheet metal part or leave it for the flow of the coolant one way.

Die Erfindung hat außerdem den Vorteil, daß durch Verwen­ dung mehrerer solcher Prallbleche der Strömungswiderstand für das den Wärmetauscher durchströmende Kühlmittel zu­ sätzlich beliebig variiert werden kann, wodurch der Wär­ metauscher in seiner Leistung auf einfache Weise an unterschiedliche Anforderungen angepaßt werden kann.The invention also has the advantage that by using the flow resistance of several such baffles for the coolant flowing through the heat exchanger can be varied as required, whereby the heat metauscher in its performance in a simple way different requirements can be adapted.

Eine besonders günstige Ausführungsform erreicht man, wenn das Prallblech eine im wesentlichen radial über mehr als die Hälfte ihres Durchmessers geschlitzte Scheibe ist. Diese Ausführungsform läßt sich besonders gut mon­ tieren, da bei der Montage nur die beiden Hälften gegen­ einander verschränkt werden müssen, so daß die Außenkante des Prallbleches eine Schraubengangwindung beschreibt, und das Prallblech sich so günstig zwischen zwei benach­ barte Windungen der Wellschlauch-Wendel einsetzen läßt.A particularly favorable embodiment is achieved if the baffle is a substantially radial over more than half of its diameter slotted disc is. This embodiment can be particularly well mon animals, as only the two halves are against must be crossed so that the outer edge the baffle plate describes a helical turn, and the baffle plate so cheaply between two neighbors beard turns of the corrugated hose coil can be used.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Schlitz im Bereich des Kernquerschnittes der Wendel in seinem Verlauf der Innen­ kontur der Wendel angepaßt ist. So wird verhindert, daß beim Verschränken der beiden Prallblechhälften der Schlitz in axialer Richtung des Kühlers einen zu breiten Durchlaß bildet. Die Nase, die durch den bogenförmigen Verlauf des Schlitzes gebildet wird, schmiegt sich rela­ tiv dicht an die Wellschlauchwindungen an, so daß das im Kernquerschnitt der Wendel strömende Kühlmittel besonders gut umgelenkt wird.It is advantageous if the slot in the area of Core cross-section of the spiral in its course the inside contour of the helix is adapted. This prevents when the two baffle plate halves are interlaced Slot in the axial direction of the radiator too wide Passage forms. The nose through the arcuate  Course of the slot is formed, rela hugs tiv close to the corrugated hose turns, so that in Core cross-section of the coolant flowing especially is well redirected.

Die andererseits durch das Prallblech bedingte Druckdif­ ferenz über den Wärmetauscher könnte auch bedingen, daß eine stärkere Kühlmittelpumpe benötigt wird. Um dies zu verhindern, oder mit anderen Worten, das Druckgefälle des Kühlmittels über den Wärmetauscher zu steuern, kann es günstig sein, das Prallblech in seinem mittleren Bereich mit einer Aussparung zu versehen.The pressure difference caused by the baffle plate Reference over the heat exchanger could also require that a more powerful coolant pump is needed. To do this prevent, or in other words, the pressure drop of the It can control coolant via the heat exchanger be cheap, the baffle in its middle area to be provided with a recess.

Damit das Prallblech sicher im Wärmetauscher gehalten wird, empfiehlt es sich, das Prallblech in seiner Außen­ kontur an die Innenkontur des Gehäuses anzupassen. Dabei ist es günstig, wenn das Prallblech an seinem Umfang Aus­ schnitte aufweist, da so eine gleichmäßige Umströmung der Wellschlauchwendel innen und außen ermöglicht und gleich­ zeitig der Strömungswiderstand bzw. Druckverlust des Käl­ temittels reduziert wird.So that the baffle plate is held securely in the heat exchanger , it is recommended that the baffle plate in its outside contour to the inner contour of the housing. Here it is favorable if the baffle plate is off at its circumference has sections, as a uniform flow around the Corrugated hose coil inside and outside enabled and the same the flow resistance or pressure loss of the calf is reduced.

Eine weitere Maßnahme, um das Prallblech sicher zu fixie­ ren, ist, an seiner Außenkontur mindestens eine Nase aus­ zubilden, die mit der Wellung des Wellschlauches korres­ pondiert.Another measure to securely fix the baffle ren, is at least one nose on its outer contour to form, which corres with the corrugation of the corrugated hose ponded.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Dabei zeigtFurther features and advantages of the invention result from the description of one shown in the drawing Embodiment. It shows

Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Prall­ bleches, Fig. 1 is a view of a baffle plate according to the invention,

Fig. 2 Schnitt durch einen Kraftstoffkühler mit einge­ bautem Prallblech. Fig. 2 section through a fuel cooler with built-in baffle.

Fig. 1 zeigt ein Prallblech 1, das im wesentlichen die Form einer runden Scheibe hat. Dieses Prallblech ist mit einem Schlitz 2 versehen, der im wesentlichen radial über mehr als die Hälfte des Durchmesser des Prallbleches 1 verläuft, einen Kreisbogen 3 beschreibt und im Punkt 4 endet. Innerhalb der durch den Kreisbogen 3 des Schlitzes 2 gebildeten Nase 5 weist das Prallblech 1 eine Ausspa­ rung 6 auf. Fig. 1 shows a baffle 1 , which has essentially the shape of a round disc. This baffle plate is provided with a slot 2 which extends essentially radially over more than half the diameter of the baffle plate 1 , describes a circular arc 3 and ends at point 4 . Within the nose 5 formed by the circular arc 3 of the slot 2 , the baffle plate 1 has a recess 6 .

Weitere Ausschnitte 7 sind über den äußeren Umfang des Prallbleches 1 verteilt. Außerdem sitzen am äußeren Um­ fang auch noch Nasen 8.Further cutouts 7 are distributed over the outer circumference of the baffle plate 1 . In addition, noses 8 sit on the outer circumference.

Die unterschiedlichen Funktionen dieser Einzelheiten wer­ den bei der Beschreibung der Fig. 2 erklärt:
In der Fig. 2 ist ein Teil eines Kraftstoffkühlers darge­ stellt, der ein zylindrisches Gehäuse 9 hat, in dem ein als Wendel ausgebildeter Wellschlauch 10 liegt. Dabei wird das Gehäuse 9 im wesentlichen axial von einem Kühl­ mittel entlang der durch den Pfeil 11 dargestellten Rich­ tung durchströmt, während der Wellschlauch entlang der mit dem Pfeil 12 gekennzeichneten Richtung von Kraftstoff durchströmt wird.The different functions of these details are explained in the description of FIG. 2:
In Fig. 2, part of a fuel cooler is Darge, which has a cylindrical housing 9 in which a corrugated hose 10 formed as a coil is located. The housing 9 is substantially axially flowed through by a cooling medium along the direction shown by the arrow 11 Rich, while the corrugated hose is flowed through along the direction indicated by the arrow 12 of fuel.

Damit das Kühlmittel im wesentlichen am verlegten Well­ schlauch vorbeiströmt und nicht ohne mit dem Wellschlauch in Kontakt zu kommen durch den lichten Kernquerschnitt der Wendel fließt, ist zwischen zwei Windungen des Well­ schlauches 10 ein Prallblech 1 gemäß Fig. 1 eingesetzt.So that the coolant essentially flows past the laid corrugated hose and does not flow through the clear core cross section of the helix without coming into contact with the corrugated hose, a baffle plate 1 is inserted between two turns of the corrugated hose 10 according to FIG. 1.

Dazu wurde dieses verschränkt, das heißt die in Fig. 1 mit 13 bzw. 14 gekennzeichneten Ecken im Bereich des An­ fangs des Schlitzes 2 wurden um den Punkt 4 am Ende des Schlitzes aus der Zeichenebene der Fig. 1 nach unten bzw. nach oben gebogen, so daß der äußere Rand des Prallble­ ches 1 einen schraubengangförmigen Verlauf bekommt.For this purpose, this was entangled, that is, the corners marked in FIG. 1 with 13 or 14 in the area of the beginning of the slot 2 were bent around the point 4 at the end of the slot from the drawing plane of FIG. 1 downwards or upwards , so that the outer edge of the baffle plate 1 gets a helical course.

Dieserart wird das Prallblech, wie beschrieben, zwischen zwei Windungen des Wellschlauches 10 eingesetzt, und dann werden die Nasen 8 umgebogen, so daß sie sich in der Wel­ lung des Wellschlauches 10 verhaken und ein Herausdrehen des Prallbleches verhindern.In this way, the baffle plate, as described, is inserted between two turns of the corrugated hose 10 , and then the lugs 8 are bent so that they get caught in the wel development of the corrugated hose 10 and prevent the baffle plate from being unscrewed.

Beim Einsetzen des Prallbleches in die aus dem Well­ schlauch 10 gebildete Wendel legt sich die Nase 5 kontur­ genau an den Innenbogen des Wellschlauches an und lenkt so den Kühlmittelstrom nach außen auf die einzelnen Win­ dungen des Wellschlauches. Um den axialen Strom nicht völlig zu unterbinden, ist in der Mitte des Prallbleches 1 eine Aussparung 6 vorgesehen.When the baffle plate is inserted into the spiral formed from the corrugated hose 10 , the nose 5 contours precisely against the inner bend of the corrugated hose and thus directs the coolant flow outward onto the individual windings of the corrugated hose. In order not to completely prevent the axial flow, a recess 6 is provided in the middle of the baffle plate 1 .

Die äußere Kontur des Prallbleches 1 entspricht der Innenkontur des Gehäuses 9, so daß bei eingesetztem Prallblech die Strömung zwischen Wellschlauchwendel und Gehäuse 9 nur noch durch einen schmalen Spalt möglich ist. Um den in diesem Bereich entstehenden Strömungsquer­ schnitt zu vergrößern, ist der Außenumfang des Prallble­ ches 1 mit Ausschnitten 7 versehen. So wird die Strömung zwischen Wellschlauchwendel und Gehäuse nur geringfügig beeinflußt. The outer contour of the baffle plate 1 corresponds to the inner contour of the housing 9 , so that the flow between the corrugated hose coil and the housing 9 is only possible through a narrow gap when the baffle plate is inserted. In order to enlarge the cross section of flow arising in this area, the outer circumference of the baffle plate 1 is provided with cutouts 7 . The flow between the corrugated hose coil and the housing is only slightly influenced.

Durch Einsetzen mehrerer der beschriebenen Prallbleche in einen Kraftstoffkühler kann die Wärmetauschleistung des Kühlers den unterschiedlichsten Anforderungen entspre­ chend eingestellt werden.By inserting several of the described baffle plates in a fuel cooler can increase the heat exchange performance of the Cooler meet a wide variety of requirements be set accordingly.

Claims (8)

1. Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kraft­ stoffkühler für den von einem Tank zu einer Verbrennungs­ kraftmaschine und zurück strömenden Kraftstoff, bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse, das von einem Kühlmittel im wesentlichen axial durchströmt wird, während der zu kühlende Kraftstoff über separate Anschlüsse einen im Ge­ häuse verlegten Wellschlauch durchströmt, der als Wendel ausgebildet ist, deren Achse mit der Gehäuseachse über­ einstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarte Windungen der Wellschlauchwendel (10) mindestens ein Prallblech (1) eingesetzt ist, dessen Kontur den durch die Wendel innerhalb des Gehäuses belas­ senen Strömungsquerschnitt bestimmt.1. Heat exchanger for motor vehicles, in particular fuel cooler for the engine from a tank to an internal combustion engine and back flowing fuel, consisting of a cylindrical housing through which a coolant flows essentially axially, while the fuel to be cooled via separate connections one in Ge Flows through the laid corrugated hose, which is designed as a coil, the axis of which coincides with the housing axis, characterized in that at least one baffle plate ( 1 ) is inserted between adjacent turns of the corrugated hose coil ( 10 ), the contour of which bears the load on the coil within the housing determined its flow cross-section. 2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) eine im wesentlichen radial über mehr als die Hälfte ihres Durchmessers geschlitzte Schei­ be ist.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the baffle plate ( 1 ) is a slit essentially radially slit over more than half of its diameter. 3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (2) im Bereich des Kernquerschnitts der Wendel in seinem Verlauf (3) der Innenkontur der Wendel angepaßt ist.3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the slot ( 2 ) in the region of the core cross section of the coil in its course ( 3 ) is adapted to the inner contour of the coil. 4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) in seinem mittleren Bereich eine Aussparung (6) aufweist.4. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the baffle plate ( 1 ) has a recess ( 6 ) in its central region. 5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) mit seiner Außenkontur an die Innenkontur des Gehäuses (9) angepaßt ist.5. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the baffle plate ( 1 ) is adapted with its outer contour to the inner contour of the housing ( 9 ). 6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) an seinem Umfang Ausschnitte (7) aufweist.6. Heat exchanger according to claim 5, characterized in that the baffle plate ( 1 ) has cutouts ( 7 ) on its circumference. 7. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) an seiner Außenkontur mindestens eine Nase (8) aufweist, die mit der Wellung des Wellschlauches korrespondiert.7. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the baffle plate ( 1 ) has on its outer contour at least one nose ( 8 ) which corresponds to the corrugation of the corrugated hose. 8. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) aus hitzebeständigem Material, insbesondere aus Metall ist.8. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the baffle plate ( 1 ) is made of heat-resistant material, in particular of metal.
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