EP2188582A1

EP2188582A1 - Wärmetauscher, insbesondere für ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: EP2188582A1
Application number: EP08801970A
Authority: EP
Inventors: Jürgen BARWIG; Heinz Czemmel; Christian Domes; Peter Geskes; Jens Ruckwied; Gerd Schleier; Bernd Spitznagel
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2007-09-11
Filing date: 2008-09-10
Publication date: 2010-05-26
Also published as: DE102008046690A1; JP2010539425A; KR101500786B1; US8720534B2; JP5408573B2; US20100276131A1; KR20100051098A; WO2009033643A1

Abstract

Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Mehrzahl von an zumindest einem Boden festgelegten Tauscherrohren (3) zur Führung eines ersten Fluids, wobei die Tauscherrohre (3) in einem von einem zweiten Fluid durchströmten Gehäuse angeordnet sind, wobei innerhalb des Gehäuses ein Halteglied (5) angeordnet ist, wobei zumindest zwei der Tauscherrohre (3) mittels des Halteglieds (5) gegeneinander abgestützt sind.

Description

Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus dem Bau von Wärmetauschern für Kraftfahrzeuge, hier insbesondere im Bereich der indirekten Kühlung von rückgeführtem Abgas oder Ladeluft durch ein flüssiges Kühlmittel, sind Rohrbündel-Wärmetauscher bekannt, bei denen ein Bündel aus zumindest abschnittsweise parallel verlaufenden Tau- scherrohren in einem von Kühlmittel durchströmten Gehäuse geführt sind. Solche Wärmetauscher unterliegen aufgrund der mechanischen Vibration und des gepulsten Gasstroms erheblichen Vibrationen. Bei entsprechender Länge der Tauscherrohre treten vibrationsbedingt starke Belastungen im Bereich der Befestigung der Rohre an einem Boden des Wärmetauschers auf.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Wärmetauscher anzugeben, der bezüglich mechanischer Schwingungen besonders stabil ist.

Diese Aufgabe wird für einen eingangs genannten Wärmetauscher erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die gegenseitige Abstützung zumindest zweier der Tauscherrohre mit- tels des Halteglieds werden auftretende Schwingungen der Tauscherrohre aufgrund der erhöhten mechanischen Steifigkeit vermieden oder zumindest gedämpft. Die Abstützung durch das Halteglied im Sinne der Erfindung erfolgt dabei in einem Abstand von einem Boden des Wärmetauschers, in dem die Rohre münden.

Besonders vorteilhaft ist der Wärmetauscher ein Abgaskühler zur Kühlung von rückgeführtem Abgas eines Verbrennungsmotors. Zumindest eines der Tauscherrohre kann dabei insbesondere als Strangpressprofil, bevorzugt auf Aluminiumbasis, ausgebildet sein. Es hat sich gezeigt, dass Aluminium- Strangpressprofile überraschend korrosionsresistent gegenüber den heißen Abgasen und dem bei der Kühlung anfallenden, sauren Kondensat sind. Andererseits sind Aluminium-Strangpressprofile günstig herstellbar, so dass eine kostengünstige Serienfertigung von Abgaskühlern für Kraftfahrzeuge ermöglicht ist. Es ist bei dieser Anwendung zu berücksichtigen, dass die korrosionsbeständigen Eigenschaften der Aluminium-Strangpressprofile vermutlich aufgrund der Temperierung beim Strangpressen und somit der Ausbildung einer spezifischen Kristallstruktur des Materials bedingt sind. Im Zuge der Herstellung eines solchen Abgas-Wärmetauschers gilt es daher im AII- gemeinen zu vermeiden, die Strangpressprofile nach einer Vormontage des Wärmetauschers auf hohe Temperaturen zu erhitzen, z. B. durch Verlötung in einem Lötofen, um die korrosionsbeständige Kristallstruktur nicht zu verändern. Vielmehr wird es im Regelfall vorgesehen sein, die Strangpressprofile mit dem Boden des Wärmetauschers nur durch lokalen Hitzeeintrag zu verlöten oder zu verschweißen, z. B. mittels Laserschweißung und/oder Laserlöten.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind die Tauscherrohre im Wesentlichen U-förmig gekrümmt und insbesondere jeweils mit einem eintrittsseitigen und einem austrittsseitigen Ende an dem gleichen Boden festgelegt. Hierdurch wird der Bauart nach ein U-flow-Wärmetauscher mit U- förmig gebogenen Strangpressprofilen bereitgestellt. Bei dieser Bauform von Wärmetauschern ist die Optimierung der Strömung des zweiten Fluids innerhalb des Gehäuses besonders wichtig, wobei eine geeignete Ausformung des Halteglieds zu der Optimierung des Strömungsflusses beitragen kann.

Allgemein vorteilhaft ist das Halteglied zumindest teilweise durch federelastische Mittel, insbesondere nach Art eines Clips, festgelegt. Hierdurch lässt sich das Halteglied einfach und schnell montieren. Alternativ oder ergänzend zu einer federelastischen und/oder klemmenden Festlegung kann aber auch eine stoffschlüssige Festlegung, zum Beispiel mittels Verschweißung oder Verklebung, vorgesehen sein.

Weiterhin bevorzugt kann das Halteglied zumindest zwei Haltgliedteile umfassen. Besonders vorteilhaft hat das Halteglied dabei ein erstes, mittleres Haltegliedteil und zumindest ein, insbesondere zumindest zwei daran jeweils angrenzende äußere Haltegliedteile. Das erste Haltegliedteil kann dabei zwischen zwei Reihen von Tauscherrohren angeordnet sein, wobei die äußeren Haltegliedteile an dem mittleren Haltegliedteil durch federnde Rastmittel, zum Beispiel nach Art einer Verclipsung, festlegbar sind. Zur Vereinfachung und Kostenreduzierung der Herstellung und Bevorratung der Bauteile können einige der Haltegliedteile, zum Beispiel die beiden äußeren Teile, als Gleichteile ausgebildet sein. Vorteilhaft ist an zumindest einem der Haltegliedteile ein sich quer zu den Tauscherrohren erstreckender Steg ausgebildet. Ein solcher Steg kann mehrere Tauscherrohre übergreifen und diese zum Beispiel durch an ihm ausgebildete, zwischen benachbarte Tauscherrohre ragende Vorsprünge gegeneinander abstützen.

In einer weiteren alternativen oder ergänzenden Ausführungsform grenzt dass das Halteglied unmittelbar an den Boden an. Hierdurch kann das HaI- teglied hinsichtlich der Strömung des zweiten Fluids Strömungsbereiche am

Boden abgrenzen, so dass sowohl ein Eintritt als auch ein Austritt für das - A - zweite Fluid in unmittelbarer Nähe des Bodens angeordnet sein können, ohne dass ein Kurzschluss der Strömung des zweiten Fluids entsteht. In alternativer Ausführungsform kann aber auch gezielt ein Abstand zwischen Halteglied und Boden vorgesehen sein, wobei ein Anschluss für das zweite Fluid in der Nähe des Bodens angeordnet ist. Hierdurch wird das ein- oder austretende Fluid über die gesamte Breite des Bodens verteilt, ohne dass das Halteglied seiner Strömung im Weg ist. Ein entsprechender zweiter Anschluss wird bei einer solchen Ausführungsform regelmäßig im Bereich eines dem Boden entgegengesetzten Endes des Gehäuses angeordnet sein.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das Halteglied im Wesentlichen aus Kunststoff, wodurch auch komplizierte Formen des Halteglieds einfach, kostengünstig und gewichtsparend herstellbar sind. Verschiedene Haltegliedteile können dabei z. B. durch Filmscharniere miteinander verbunden sein, um die Montage weiter zu vereinfachen. Auch die Ausbildung federnder rastender Hinterschneidungen nach Art von Clipsen zur Festlegung von verschiedenen Teilen des Halteglieds aneinander sind bei einer Ausführung aus Kunststoff besonders einfach realisierbar. Als robuster und temperaturstabiler Kunststoff ist insbesondere Polyamid, z. B. PA6 oder PA6.6 geeignet. Der Kunststoff kann auf bekannte Weise durch Beimengung von Fasern oder Mineralstoffen in seinen Eigenschaften optimiert sein.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Halteglieder derart ausgebildet, dass sie aufgrund ihrer geometrischen Gestaltung auch als Kassettierhilfe zum Fügen der Rohre dienen für den nach dem Kassettieren erfolgenden Fügeprozess. Insbesondere weist das Halteglied das Rastermaß bzw. das Lochbild des Bodens, wodurch eine Vorzentrierung des Rohres bzw. des Rohrpaketes zum Fügen in den Boden gegeben ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Halteglied und Rohre nach der Montage einstückig miteinander verbunden, so dass eine einfache- re Handhabung für die anschließenden Montage- und/oder Fertigungsprozesse gegeben ist,

In alternativer Ausführungsform kann das Halteglied auch im Wesentlichen als Blechformteil ausgebildet sein. Bei einer solchen Ausführung kann zur Erlangung einer besonderen mechanischen Festigkeit zumindest ein Teil des Halteglieds mit zumindest einem der Tauscherrohre stoffschlüssig verbunden sein, insbesondere mittels Verlötung. Tauscherrohre und/oder Halteglied können hierzu z. B. eine Lotplattierung aufweisen, wobei ein kassetiertes bzw. vormontiertes Modul aus mehreren Einzelteilen in einem Lötofen verlötet werden kann.

Zur Optimierung der Strömung des zweiten Fluids um die Tauscherrohre kann das Halteglied vorteilhaft einen Raumbereich zwischen den Tauscher- röhren zumindest teilweise einnehmen. Ein solcher Raumbereich kann insbesondere bei Ausbildung des Wärmetauschers als U-Flow- Wärmetauscher zwischen den Schenkeln eines inneren der U-förmig verlaufenden Tauscherrohre angeordnet sein. Diese bauartbedingt freien Raumbereiche bedingen im Allgemeinen eine unerwünschte Strömung des zweiten Fluids, die bei ungünstiger Auslegung einen Kurzschluss zwischen Eintritt und Austritt des zweiten Fluids bewirken kann. Durch entsprechende Auslegung des Halteglieds zur Verblockung oder Ausfüllung solcher ungünstiger Raumbereiche kann entsprechend die Durchströmung des Gehäuses und Umströmung der Tauscherrohre innerhalb des Gehäuses erheblich verbes- sert werden.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Halteglied eine Mehrzahl von zwischen benachbarte Tauscherrohre ragenden Stiften. Eine solche Ausführung eines Halteglieds ist einfach und kos- tengünstig herstellbar. Alternativ oder ergänzend kann das Halteglied eine Mehrzahl von aufgebogenen, zwischen benachbarte Tauscherrohre ragenden Laschen aufweisen.

In einer wiederum alternativen oder ergänzenden Ausführungsform kann das Halteglied als Blechstreifen mit einer Mehrzahl von sickenartigen Ausformungen ausgebildet sein, wobei die sickenartigen Ausformungen zwischen benachbarte Tauscherrohre ragen.

Wiederum alternativ oder ergänzend kann das Halteglied als sich im We- sentlichen senkrecht zu den Tauscherrohren erstreckendes Plattenteil mit von den Tauscherrohren durchgriffenen Ausnehmungen ausgebildet sein.

Es kann sich bei dem Halteglied auch um einen prismatischen Längskörper handeln, der insbesondere als Strangpressprofil ausgeformt ist. Ein solches Strangpressprofil kann z. B. zwischen den Schenkeln eines U-förmig gebogenen Tauscherrohrs eingepresst und federelastisch gehalten sein.

Das Halteglied kann bei einer weiteren geeigneten Ausführungsform einen aus zumindest zwei Blechformteilen zusammengesetzten Hohlkörper umfas- sen. Ein solcher Hohlkörper ist bei entsprechender Ausformung besonders geeignet, die Strömungswege des zweiten Fluids günstig zu beeinflussen. Zum Beispiel kann durch einen solchen Hohlkörper ein zwischen parallelen Schenkeln eines U-förmigen Tauscherrohrs bestehender Hohlraum gefüllt werden.

Allgemein vorteilhaft ist das Halteglied gegen das Gehäuse abgestützt. Hierdurch können Vibrationen auf besonders sichere Weise vermieden werden, da letztlich ein Kraftschluss zwischen den Tauscherrohren und der Gehäusewand hergestellt wird. Besonders vorteilhaft erstreckt sich das Halteglied zumindest abschnittsweise in einem Spalt zwischen dem Gehäuse und den Tauscherohren. Der Bereich zwischen dem Gehäuse und den äußersten Tauscherrohren ist hinsichtlich einer unerwünschten Strömung des zweiten Fluids häufig kritisch. Dies gilt insbesondere für z. B. gegossene Gehäuse, die aufgrund ihres Herstellungsprozesses prinzipbedingt zur Lösbarkeit vom Gusskern einen leicht konischen Verlauf der Gehäusewandung aufweisen. Hierdurch wird im Allgemeinen der Spalt zwischen der Gehäusewand und den Tauscherrohren eine veränderliche Größe aufweisen, so dass das Halteglied insbesondere in ei- nem besonders breiten Spaltbereich verlaufen kann, um eine für die Tauscherleistung uneffektive Durchströmung dieses Spaltbereichs Fluid zu verringern.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den nachfolgend beschrie- benen Ausführungsbeispielen sowie aus den abhängigen Ansprüchen.

Nachfolgend werden mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine räumliche Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers.

Fig. 2 zeigt den Wärmetauscher aus Fig. 1 in einer anderen Perspektive.

Fig. 3 zeigt ein erstes Haltegliedteil des Wärmetauschers aus Fig. 1.

Fig. 4 zeigt ein zweites Haltegliedteil des Wärmetauschers aus Fig. 1.

Fig. 5 zeigt eine räumliche Ansicht eines Halteglieds eines weiteren Aus- führungsbeispiels der Erfindung. Fig. 6 zeigt eine Ansicht eines Teils des Halteglieds aus Fig. 5.

Fig. 7 zeigt eine Abwandlung des Halteglieds aus Fig. 5.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen

Wärmetauschers mit Halteglied.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Wärmetauschers mit

Halteglied.

Fig. 10 zeigt eine Abwandlung des Wärmetauschers mit Halteglied aus

Fig. 9.

Fig. 11 bis Fig. 13 zeigen jeweils weitere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit Halteglied.

Fig. 14 zeigt eine räumliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 15 zeigt ein Halteglied der Ausführungsform aus Fig. 14.

Fig. 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 17 zeigt ein Halteglied der Ausführungsform aus Fig. 16.

Fig. 18 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 19 zeigt den Wärmetauscher aus Fig. 18 unter Weglassung einer Reihe von Tauscherrohren.

Der in Fig. 1 gezeigte erfindungsgemäße Wärmetauscher ist ein Abgas- Wärmetauscher zur indirekten, flüssigkeitsgekühlten Kühlung von zur Schadstoffreduktion rückgeführtem Abgas eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeugs. Der Wärmetauscher ist als U-Flow-Wärmetauscher ausgeformt und hat eine erste Reihe 1 und eine hierzu parallele zweite Reihe 2 von Tauscherrohren 3. Jede der Reihen 1 , 2 von Tauscherrohren 3 umfasst drei U-förmig gebogene, ineinander geschachtelte Tauscherrohre, nämlich jeweils ein äußeres Tauscherrohr 3a, ein inneres Tauscherrohr mit kleinstem Biegeradius 3b und ein zwischen den beiden Tauscherrohren 3a, 3b verlaufendes mittleres Tauscherrohr 3c. Insgesamt umfasst der Wärmetauscher somit sechs jeweils U-förmig gebogene Tauscherrohre.

Sämtliche der Enden der Tauscherrohre 3 liegen in einer Ebene und münden in einem Boden 4 des Wärmetauschers. Im Bereich ihrer Einmündung in den Boden 4 sind sie mittels eines lokalen Fügeverfahrens, insbesondere mittels Verschweißung wie z. B. mittels Laserschweißen, gefügt.

Die Tauscherrohre 3 sind jeweils als Strangpressprofile aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet und auch der Boden 4 besteht aus Aluminium. Die Tauscherrohre 3 haben einen länglichen Querschnitt in der Art eines Flachrohrs, wobei sie mittels Stegen in mehrere Kammern unterteilt sind (siehe etwa Fig. 8).

Das Bündel aus Tauscherrohren 3 ist in einem nicht dargestellten Gehäuse angeordnet, wobei der Boden 4 mittels Schraubenlöchern 4a nach Art eines Flansches dichtend an dem Gehäuse festgelegt ist. In dem Gehäuse befin- det sich in der Nähe des Bodens 4 ein erster Anschluss für das zweite Fluid bzw. ein flüssiges Kühlmittel zur Umströmung der abgasführenden Tauscherrohre 3. Der andere Anschluss für das Kühlmittel befindet sich am dem Boden 4 gegenüberliegenden Teil des Gehäuses, also im Bereich der Biegungen der Tauscherrohre. Zur mechanischen Stabilisierung sowie zur Optimierung der Strömungswege des Kühlmittels ist zwischen den Tauscherrohren 3 ein Halteglied 5 angeordnet. Das Halteglied 5 besteht aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff, vorliegend einem Polyamid. Die inneren Tauscherrohre 3b schließen mit ihren beiden Schenkeln einen Raumbereich 6 ein, der teilweise durch das Halteglied 5 gefüllt ist. Hierdurch wird vermieden, dass ein erheblicher Anteil der Strömung des flüssigen Kühlmittels durch den Raumbereich 6 verläuft anstatt die Wandungen der Tauscherrohre 3 zu umströmen.

Das Halteglied 5 besteht aus einem ersten, mittleren Haltegliedteil 7 und einem zweiten und dazu baugleichen dritten Haltegliedteil 8 (siehe Fig. 3 und Fig. 4). Die beiden Reihen 1 , 2 von Tauscherrohren 3 werden im Zuge der Montage des Wärmetauschers auf jeder Seite des mittleren Haltegliedteils 7 aufgesetzt. Zu ihrer Positionierung sind an dem mittleren Haltegliedteil 7 Stege 7a, 7b vorgesehen, die sich im Wesentlichen senkrecht zu den Tauscherrohren erstrecken. An den Stegen 7a, 7b sind Vorsprünge 9 ausgebildet, die die Tauscherrohre 3 positionieren und gegeneinander abstützen, indem sie in die Zwischenräume zwischen den Tauscherrohren 3 hineinragen.

Das mittlere Haltegliedteil 7 hat zudem auf Höhe der Stege 7a, 7b sich beidseitig einer plattenförmigen Basis erstreckende zylindrische Rastmittel 10, 11 , die jeweils eine Federzunge 10a, 11a aufweisen.

Nach dem Aufsetzen die beiden Reihen von Tauscherrohren 1 , 2 auf jeweils eine Seite des mittleren Halteglieds 7 unter formschlüssigem Eingriff mit den Vorsprüngen 9 werden die äußeren Haltegliedteile 8 von außen auf die Bündel von Tauscherrohren 3 aufgesetzt. Die äußeren Haltegliedteile 8 haben hierzu jeweils hohlzylindrische Ausnehmungen 8a, 8b, in die die zylindri- sehen Vorsprünge 10, 11 des mittleren Haltegliedteils 7 eingreifen, wobei die Federzungen 10a, 11a mit einer Hinterschneidung verrasten. Hierdurch sind die Haltegliedteile 7, 8 nach Art eines Clips aneinander festgelegt.

Die äußeren Haltegliedteile 8 sind in ihrem mittleren Bereich als raumgrei- fende und den Raumbereich 6 teilweise ausfüllende Körper ausgeformt, wobei zur Einsparung von Gewicht und Material eine Hohlkammer-Gitterstruktur 8c vorgesehen ist.

An den außenseitigen Haltegliedteilen 8 sind ebenfalls zwei senkrecht zu den Tauscherrohren ausgerichtete Stege 12, 13 ausgebildet. Die Stege 12, 13 haben, ähnlich den Stegen 7a, 7b des mittleren Haltegliedteils, Vorsprünge 14, 15 zum formschlüssigen Eingriff und zur Abstützung der Tauscherrohre 3.

Der dem Boden 4 nähere Steg 12 des äußeren Haltegliedteils 8 hat zudem die Tauscherrohre außen umfangende Fortsätze 12a, die im montierten Zustand (siehe Fig. 1 ) eine umlaufende Umgreifung des Bündels von Tauscherrohren 3 ausbilden. Durch diese umlaufende Umgreifung kann ein Spalt zwischen den Tauscherrohren 3 und dem Gehäuse insbesondere in der Nähe des Bodens 4 verringert werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Gehäuse als Gießteil ausgeformt ist und/oder eine gewisse herstellungsbedingte Konizität seiner Wände aufweist, so dass der Spalt zwischen Tauscherrohren 3 und Gehäuse in der Nähe des Bodens 4 besonders groß ist. Hierdurch wird eine ungewünschte übermäßige Durchströmung dieses Spaltbereichs durch den umlaufenden Steg 12 verringert oder vermieden.

An dem zentralen Körper des äußeren Haltegliedteils 8 sind zudem mehrere, vorzugsweise länglich ausgebildete, Vorsprünge 8d auf der dem inneren Tauscherrohr 3b zugewandten Oberfläche angeordnet, wodurch der Körper klemmend zwischen den Schenkeln des inneren Tauscherrohrs 3b eingesetzt ist.

Das Halteglied 5 hat an seinen äußersten Fortsätzen zudem eine Mehrzahl von Stützplatten 16 (siehe Fig. 3), mit denen es gegen das Gehäuse abgestützt ist. Insgesamt wird das Bündel von Tauscherrohren 3 durch das Halteglied 5 an einer Bewegung der Tauscherrohre zueinander gehindert sowie an einer Bewegung der Tauscherrohre relativ zu dem Gehäuse.

Das Halteglied 5 dient zudem einer einfachen Montage des Wärmetauschers, indem es zunächst eine Ausrichtung und Vormontage des Bündels von Tauscherrohren 3 ermöglicht. Nachdem das Bündel von Tauscherrohren 3 durch das Halteglied 5 vormontiert und ausgerichtet ist, wird der Boden 4 auf das Bündel von Tauscherrohren 3 aufgesetzt und lokal verschweißt.

Bei einer Abwandlung der zuvor beschriebenen Ausführungsform können zumindest zwei der Haltegliedteile 7, 8 auch einstückig ausgebildet sein, z.B. indem sie über Filmscharniere miteinander verbunden sind. Hierdurch wird die Montage noch weiter vereinfacht.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 5 dargestellt. Das Bündel von Tauscherrohren und seine Anordnung gegenüber Boden 4 und Gehäuse (nicht dargestellt) ist bei sämtlichen der beschriebenen Ausführungsbeispiele identisch, so dass teilweise nur die je nach Ausführungsbei- spiel unterschiedlich ausgebildeten Halteglieder dargestellt sind. Fig. 5 zeigt ein solches aus Blechformteilen aufgebautes Halteglied. Es umfasst einen aus zwei Blechformteilen 17 (siehe Fig. 6) aufgebauten Hohlkörper 18, wobei zwischen den beiden Blechformteilen 17 im Bereich hierfür vorgesehener Nuten ein aus zwei geformten Blechstreifen aufgebauter Steg 19 angeordnet ist. Der Steg 19 erstreckt sich ähnlich wie im ersten Ausführungsbeispiel senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Tauscherrohre 3 und hat mit den Tauscherrohren korrespondierende Vorsprünge 19a, die in den Bereich zwischen zwei benachbarten Tauscherrohren zum Zwecke deren gegenseitiger Abstützung hineinragen.

Der Hohlkörper 18 hat zudem einen umlaufenden, vorkragenden Rand 18a, der zwischen die jeweils inneren Tauscherrohre 3b der beiden Reihen 1 , 2 hineinragt und diese beiden Tauscherrohre gegeneinander abstützt.

Zudem hat der Hohlkörper 18 einen sich im Bereich der Biegung der Tau- scherrohre 3 erstreckenden Abstandshalter 20, der gegen die Gehäusewandung abgestützt ist und einen definierten Spalt zwischen einer endseitigen Fläche 21 des Hohlkörpers 18 und der Innenfläche der inneren Tauscherrohre 3b sicherstellt.

Die gezeigten Blechformteile können insbesondere mit Lot plattiert sein, so dass sie durch Erhitzen in einem Lötofen in vormontiertem Zustand flächig mit den Tauscherrohren verlötbar sind. Auch andere stoffflüssige Verbindungen, wie etwa ein Verkleben zumindest zum Zwecke der Montage des Wärmetauschers, sind denkbar.

Fig. 7 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 5, wobei im Unterschied zur Ausführung nach Fig. 5 der Steg 19 als stärker gebogenes und mit gefalteten Sicken 19b versehenes Blechformteil ausgeformt ist. Die durch die Sicken 19b ausgebildeten Vorsprünge können weiter zwischen die benachbarten Tauscherrohre hineinragen und somit eine bessere Abstützung der Tauscherrohre zueinander gewährleisten.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist ein ähnlich dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 geformter Steg 19 gezeigt, der zudem in dem zentralen Raumbereich 6 eine bauchige Aufbiegung 19c aufweist. Mit dieser bauchi- gen Aufbiegung 19c kann er z. B. einen Hohlkörper 18 gemäß Fig. 5 oder Fig. 7 von außen umfangen.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 zeigt einen mit sickenartigen Vorsprün- gen 20 versehenen Blechstreifen 21 , der auf einem Paket von Tauscherrohren 3 aufliegt, wobei die Vorsprünge 20 zwischen die Tauscherrohre ragen und diese gegeneinander abstützen. In Fig. 10 sind zwei der Blechstreifen 21 umgekehrt aufeinander gelegt, so dass das insgesamt hierdurch ausgebildete Halteglied 5 zwischen zwei aufeinander angeordneten Reihen von Tauscherrohren 3 abstützend wirkt. Die Blechstreifen 21 können jeweils mit den Tauscherrohen verlötet sein oder auch nur klemmend gehalten sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ist das Halteglied 5 als Blechformteil mit einer Mehrzahl von aufgebogenen Laschen 22 ausgeformt, wo- bei die Laschen 22 jeweils in die Zwischenräume benachbarter Tauscherrohre 3 eingreifen und somit die Tauscherrohre gegeneinander abstützen.

Fig. 12 zeigt ein z. B. durch Tiefziehen hergestelltes Blechformteil 23, durch das ebenfalls ein Halteglied 5 im Sinne der Erfindung ausgebildet wird. Das Blechformteil 23 greift mit Vorsprüngen 23a zwischen Gehäusewand und äußeres Tauscherrohr bzw. zwischen zwei benachbarte Tauscherrohre 3. Das Blechformteil 23 ist mit einer Rückseite 23b dem Gehäuse zugewandt und gegebenenfalls gegen dieses abgestützt.

Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das Halteglied 5 als Abschnitt eines Strangpressprofils bzw. als prismatischer Körper ausgebildet ist. Durch ausreichend dünne Ausformung seiner Wandungen sowie Vorsehen entsprechender Wandungsvorsprünge 24 kann das Halteglied 5 klemmend zwischen die beiden Schenkel des inneren, U-förmig gebogenen Tauscherrohrs eingesetzt werden. Hierbei wirkt es zum einen vibrations- hemmend und zum anderen ist auf einfache Weise eine Blockade des zent- ralen Raumbereichs 6 bezüglich der Durchströmung mit flüssigem Kühlmittel erreicht.

Die Fig. 14 und 15 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei der das Halte- glied 5 als Blechformteil mit aufgebogenen Laschen 25 ausgebildet ist, wobei die Laschen 25 zwischen benachbarte Tauscherrohre 3 vorragen und diese gegeneinander abstützen. Das Blechformteil 5 gemäß Fig. 14 und Fig. 15 kann auf besonders einfache und kostengünstige Weise z. B. mittels Stanzen hergestellt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 16 und Fig. 17 ist das Halteglied 5 als Plattenkörper mit Ausnehmungen 26 ausgebildet, wobei die Ausnehmungen 26 von den Tauscherrohren 3 durchgriffen werden. Das Halteglied 5 weist ferner erste Aussparungen 27 zum Kühlmitteldurchtritt auf. Diese Aus- sparungen gewährleisten, dass Kühlmittel durch das Halteglied entlang der Tauscherrohre 3 strömen kann und die Tauscherrohre möglichst auch im Bereich der Aufnahme mittels des Halteglieds mit Kühlmittel umströmt sind.

Ferner weist das Halteglied 5 zweite Aussparungen 28 auf in dem Bereich des Halteglieds 5 auf, in dem sich das Halteglied, insbesondere an dem nicht dargestellten Gehäuse abstützt. Diese Aussparungen 28 bewirken, dass Kühlmittel an der Gehäusewand im Wesentlichen ungehindert strömen kann, so dass die Gehäusewand optimal gekühlt wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 18 und Fig. 19 ist das Halteglied 5 als Blechplatte mit einer Mehrzahl von die Blechplatte senkrecht durchgreifenden Stiften oder Bolzen 26 ausgebildet. Die Blechplatte ist zwischen die benachbarten Reihen 1 , 2 von Tauscherrohren eingelegt, wobei die sich senkrecht erstreckenden Stifte 26 in die Zwischenräume zwischen den ver- schachtelten Tauscherrohren 3a, 3b, 3c vorragen und so eine gegenseitige Abstützung der Tauscherrohre bewirken.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Mehrzahl von an zumindest einem Boden festgelegten Tauscherrohren (3) zur Führung eines ersten Fluids, wobei die Tauscherrohre (3) in einem von einem zweiten Fluid durchströmten Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Gehäuses ein Halteglied (5) angeordnet ist, wobei zumindest zwei der Tauscherrohre (3) mittels des Halteglieds (5) ge- geneinander abgestützt sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher ein Abgaskühler zur Kühlung von rückgeführtem Abgas eines Verbrennungsmotors ist.

3. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Tauscherrohre (3) als Strangpressprofil, insbesondere auf Aluminiumbasis, ausgebildet ist.

4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauscherrohre (3) im Wesentlichen U- förmig gekrümmt sind und insbesondere jeweils mit einem eintrittssei- tigen und einem austrittsseitigen Ende an dem Boden (4) festgelegt ist.

5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) zumindest teilweise durch federelastische Mittel (10, 11 ), insbesondere nach Art eines Clips, festgelegt ist.

6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) zumindest zwei Haltgliedteile (7, 8) umfasst.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied ein erstes, mittleres Haltegliedteil (7) und zumindest ein, insbesondere zumindest zwei daran jeweils angrenzende äußere Halte- gliedteile (8) umfasst.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mittlere Haltegliedteil (7) zwischen zwei Reihen (1 , 2) von Tauscherrohren angeordnet ist.

9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass das äußere Haltegliedteil (8) und das mittlere Haltegliedteil (7) durch ein federndes Rastmittel (10, 11 ) aneinander festlegbar sind.

10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass ein erstes und ein hierzu gleich geformtes, zweites äußeres Haltegliedteil (8) vorgesehen sind.

11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der Haltegliedteile (7, 8) ein sich quer zu den Tauscherrohren (3) erstreckender Steg 7a, 7b, 12,

13) ausgebildet ist.

12. Wärmetauscher nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass an dem Steg (7a, 7b, 12, 13) zwischen benachbarte Tauscherrohre (3) ragende Vorsprünge (9, 14, 15) ausgebildet sind.

13. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) unmittelbar an den Boden (4) angrenzt.

14. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) beabstandet von dem Boden (4) angeordnet ist, wobei ein Anschluss für das zweite Fluid in der Nähe des Bodens (4) angeordnet ist.

15. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied im Wesentlichen aus Kunststoff besteht.

16. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Halteglied (5) im Wesentlichen als Blechformteil ausgebildet ist.

17. Wärmetauscher nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Halteglieds (5) mit zumindest einem der Tau- scherrohre (3) stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere mittels Verlötung.

18. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) einen Raumbereich (6) zwi- sehen den Tauscherrohren (3) zumindest teilweise einnimmt.

19. Wärmetauscher nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Raumbereich (6) zwischen den Schenkeln eines U-förmig verlaufenden Tauscherrohres (3b) angeordnet ist.

20. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) eine Mehrzahl von zwischen benachbarte Tauscherrohre (3) ragenden Stiften aufweist.

21. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) eine Mehrzahl von aufgebogenen, zwischen benachbarte Tauscherrohre ragenden Laschen (22, 25) aufweist.

22. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da- durch gekennzeichnet, dass das Halteglied als Blechstreifen mit einer

Mehrzahl von sickenartigen Ausformungen (19a, 19c) ausgebildet ist, wobei die sickenartigen Ausformungen zwischen benachbarte Tauscherrohre (3) ragen.

23. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) als sich im Wesentlichen senkrecht zu den Tauscherrohren erstreckendes Plattenteil mit von den Tauscherrohren durchgriffenen Ausnehmungen (26) ausgebildet ist.

24. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) als prismatischer Längskörper, insbesondere als Strangpressprofil, ausgebildet ist.

25. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) einen aus zumindest zwei Blechformteilen (18a) zusammengesetzten Hohlkörper (18) umfasst.

26. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) gegen das Gehäuse abgestützt ist.

27. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteglied (5) zumindest abschnittsweise in einem Spalt zwischen dem Gehäuse und den Tauscherohren (3) verläuft.