EP2299225A2 - Wärmeübertrager sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wärmeübertragers im Druckguss - Google Patents

Wärmeübertrager sowie Verfahren zur Herstellung eines derartigen Wärmeübertragers im Druckguss Download PDF

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EP2299225A2
EP2299225A2 EP10170458A EP10170458A EP2299225A2 EP 2299225 A2 EP2299225 A2 EP 2299225A2 EP 10170458 A EP10170458 A EP 10170458A EP 10170458 A EP10170458 A EP 10170458A EP 2299225 A2 EP2299225 A2 EP 2299225A2
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EP
European Patent Office
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ribs
heat transfer
transfer device
housing part
base housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10170458A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Axel Hemsing
Frank Langner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Pierburg GmbH filed Critical Pierburg GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • 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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    • F28F2275/06—Fastening; Joining by welding
    • F28F2275/062—Fastening; Joining by welding by impact pressure or friction welding

Definitions

  • the invention relates to a heat transfer device for an internal combustion engine having an outer housing, an inner housing, which in the outer housing, arranged and flows around the coolant and can be flowed through by a medium to be cooled, and which has a basic housing part, which has a first, closed over the circumference portion and a second circumferentially unilaterally open portion which is closed by a lid member and a method of manufacturing such a heat transfer device, wherein the heat transfer device is produced by die casting and the lid part is connected to the base housing part by welding, in particular friction stir welding.
  • Such heat transfer devices are used for example as a cooler in internal combustion engines. They serve to cool exhaust gases to improve the combustion process or to cool the charge air. It is known to produce heat exchangers from a plurality of die-cast shells arranged one inside the other, ribs extending from the die-cast shells into the channel through which the fluid to be cooled flows. The shell, from which the ribs extend into the channel through which the fluid to be cooled flows, simultaneously serves as a partition between the channel through which the cooling fluid flows and the channel through which the fluid to be cooled flows, so that a coolant jacket is formed between the inner housing and the outer housing.
  • Such a heat transfer device is, for example, in the DE 10 2005 058 204 B4 disclosed.
  • This produced in the die-casting heat exchanger has a coolant jacket between the inner housing and outer housing and is flowed through in a U-shape of exhaust gas.
  • the inner housing consists of a basic housing part, which is closed by a lid. From the cover and the bottom of the base housing part extend to improve the efficiency broken ribs in the direction of the opposite wall.
  • the area of the basic housing part, in which a closed peripheral wall is present is kept as short as possible.
  • a mold insert for forming the ribs can be removed from the side of the lid part from the base housing part after casting.
  • a disadvantage of a heat exchanger constructed in this way is that problems arise with the strength of the heat exchanger and its ribs fixed on one side during operation.
  • the first section can be made much longer without loss of efficiency, so that the length of the weld decreases when attaching the lid. As a result, processing time and thus processing costs can be reduced.
  • the strength of the heat transfer device increases due to the increased stiffness of the base housing part and the reduction in the size of the lid and thus weld length.
  • the ribs extend in the main flow direction of the fluid to be cooled over the entire first portion.
  • the maximum cooling effect of the ribs and at the same time the maximum rigidity of the basic housing part is achieved.
  • the ribs in the region of the closed peripheral wall in the main flow direction have a greater extent than the interrupted in the main flow direction interrupted ribs.
  • the channel through which the fluid to be cooled is U-shaped, wherein a rib arranged in the first section serves as a partition wall, via which an inlet region is separated from an outlet region.
  • a rib arranged in the first section serves as a partition wall, via which an inlet region is separated from an outlet region.
  • the serving as a partition rib extends into the second portion of the base housing part, wherein the lid part rests on serving as a partition rib in the second section. This also largely prevents short-circuit currents, since there are no gaps in the dividing wall and the equalized flow from the first section initially does not tend to overflow the dividing wall.
  • FIG. 1 an inner housing 2 of a heat transfer device according to the invention is shown, which is surrounded in the assembled state by an outer housing, not shown, which is pushed by a closed back 4 of the inner housing 2 against a front flange 6 of the inner housing 2 and welded there.
  • a coolant jacket completely surrounds the inner casing 2, with the exception of an open front side 8 of the inner casing 2.
  • the inner housing 2 has a base housing part 12, which, viewed from the front side 8 to the rear side 4, has two sections 14, 16 lying one behind the other.
  • the first portion 14 has a closed peripheral wall 18 consisting of four substantially mutually perpendicular side walls.
  • the following, second section 16 has over its circumference an open upper peripheral wall 20, which is closed in the figures by a substantially plate-shaped cover part 22.
  • the first portion 14 of the base housing part 12 has ribs 24 which extend from the upper peripheral wall 20 to the lower peripheral wall 26 and over the entire length of the first portion 14. They are made in one piece with the closed peripheral wall 18, as will be described below. This also means that a firm connection between the ribs 24 and the opposite Circumferential walls 20, 26 is made, which are thus connected to each other not only by the lateral peripheral walls 28 but also by the ribs 24.
  • ribs 30 extend alternately from the cover part 22 and from the lower peripheral wall 26 of the base housing part 12 into the interior of the inner housing 2. They each end in front of the opposite wall. These ribs 30 are additionally in rows one behind the other, wherein the successive rows are arranged offset from one another.
  • One of the ribs which is arranged in the central region of the open front side 8, is continued without interruption from the first section 14 into the second section 16 of the inner housing 2.
  • This rib serves as a partition wall 32 and ends in front of the closed rear side 4, so that here takes place a U-shaped deflection of a media flow to be cooled.
  • an inlet region 34 of the inner housing 2 is thus separated from an outlet region 36 by the dividing wall 32.
  • this serving as a partition wall 32 rib extends from the lower peripheral wall 26 in the direction of the opposite upper peripheral wall 20, on which the cover part 22 loosely rests on the partition wall 32.
  • a channel 38 through which the medium to be cooled can flow is formed, each of which is provided by a lateral flow Peripheral wall 28, the partition wall 32, and a part of the upper peripheral wall 20 and the lower peripheral wall 26 is limited.
  • a gas flow of a medium to be cooled can accordingly flow into the inner housing 2 via the inlet region 34 formed on the front side 8.
  • the gas continues to flow through the first section 14 on one side of the dividing wall 32, passing through the ribs 24. This establishes a main flow direction A of the medium.
  • transverse flows can arise through the interruptions between the ribs 30, the main flow direction A remaining intact.
  • a reversal of the gas flow takes place along the semicircular rear side 4 of the inner housing 2. After flowing through the reversal region, the flow continues in the now opposite main flow direction A to the outlet region 36 on the front side 8.
  • the heat transfer is very good, since the heat from the ribs 24 can be discharged to both sides, which is not possible in the following areas.
  • Such a heat transfer device is made by using a die with a slide forming the fins 24 and a mold insert forming the fins 30, the slide being inserted from the front side 8 and demolded to the front after the casting process while the mold set is from the top 20 pushed in the die and pulled out there for demoulding.
  • continuous ribs 24 are made via the slider connecting the opposed peripheral walls 20, 26 with each other while the mold insert forms the discontinuous ribs 30 which extend upwardly from the lower peripheral wall 26.
  • Both types of ribs 24, 30 have a decreasing cross-section in the removal direction, so that the ribs 24 in the first direction 14 are wedge-shaped in the main flow direction, while the ribs 30 have a larger cross-section in their respective section facing the attachment wall to ensure clean demolding to be able to ensure.
  • both can be connected to one another by friction stir welding. Subsequently, the likewise cast outer housing is pushed by the back 4 over the inner housing 2 and welded thereto with the flange 6 or bolted with the interposition of a seal.

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Abstract

Zur Verbesserung der Festigkeit und des Wirkungsgrades von im Druckguss hergestellten Wärmeübertragungsvorrichtungen wird vorgeschlagen, dass im ersten Abschnitt (14) des Grundgehäuseteils (12) zwei gegenüberliegende Umfangswände (20, 26) durch Rippen (24) fest miteinander verbunden sind. Dies wird erreicht, indem nach dem Gießen des Grundgehäuseteils (12) und vor dem Verbinden des Deckelteils (22) mit dem Grundgehäuseteil (12) ein Schieber zum Entformen der Rippen (24) des ersten Abschnitts (14) von einer Vorderseite (8) des Grundgehäuseteils (12) aus der Gießform gezogen wird und ein Formeinsatz zum Entformen der Rippen (30) des zweiten Abschnitts (16) von der offenen Umfangswand (20) aus der Gießform gezogen wird. So entsteht eine Wärmeübertragungsvorrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad und erhöhter Bauteilefestigkeit durch Verringerung der druckbelasteten Sprengfläche.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einem Außengehäuse, einem Innengehäuse, welches im Außengehäuse, angeordnet und vom Kühlmittel umströmt sowie von einem zu kühlenden Medium durchströmbar ist, und welches ein Grundgehäuseteil aufweist, welches einen ersten, über den Umfang geschlossenen Abschnitt aufweist und einen zweiten über den Umfang einseitig offenen Abschnitt aufweist, der durch ein Deckelteil verschlossen ist sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Wärmeübertragungsvorrichtung, bei dem die Wärmeübertragungsvorrichtung im Druckgussverfahren hergestellt wird und das Deckelteil mit dem Grundgehäuseteil durch Schweißen, insbesondere Reibrührschweißen, verbunden wird.
  • Derartige Wärmeübertragungsvorrichtungen werden beispielsweise als Kühler in Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt. Sie dienen zur Kühlung von Abgasen zur Verbesserung des Verbrennungsprozesses oder zur Kühlung der Ladeluft. Es ist bekannt, Wärmetauscher aus mehreren ineinander angeordneten Druckgussschalen herzustellen, wobei sich von den Druckgussschalen Rippen in den vom zu kühlenden Fluid durchströmbaren Kanal erstrecken. Üblicherweise dient die Schale, von der aus sich die Rippen in den vom zu kühlenden Fluid durchströmbaren Kanal erstrecken, gleichzeitig als Trennwand zwischen dem Kühlfluid durchströmten Kanal und dem vom zu kühlenden Fluid durchströmten Kanal, so dass zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse ein Kühlmittelmantel entsteht.
  • Eine derartige Wärmeübertragungsvorrichtung wird beispielsweise in der DE 10 2005 058 204 B4 offenbart. Dieser im Druckgussverfahren hergestellte Wärmetauscher weist einen Kühlmittelmantel zwischen Innengehäuse und Außengehäuse auf und wird U-förmig von Abgas durchströmt. Das Innengehäuse besteht aus einem Grundgehäuseteil, welches durch einen Deckel verschlossen ist. Vom Deckel und vom Boden des Grundgehäuseteils erstrecken sich zur Verbesserung des Wirkungsgrades unterbrochene Rippen in Richtung der jeweils gegenüberliegenden Wand. Um über eine möglichst lange Laufstrecke des Abgases Rippen anordnen zu können, die sich in den Kanal erstrecken, wird der Bereich des Grundgehäuseteils, in dem eine geschlossene Umfangswand vorliegt, möglichst kurz gehalten. So kann ein Formeinsatz zur Formung der Rippen von der Seite des Deckelteils aus dem Grundgehäuseteil nach dem Gießen entfernt werden.
  • Nachteilig an einem derartig aufgebauten Wärmeübertrager ist jedoch, dass sich Probleme mit der Festigkeit des Wärmetauschers und seiner einseitig befestigten Rippen im Betrieb ergeben.
  • Es stellt sich somit die Aufgabe, eine Wärmeübertragungsvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Wärmeübertragungsvorrichtung bereitzustellen, mittels derer die Bauteilefestigkeit im Vergleich zum Stand der Technik erhöht wird und gleichzeitig verbesserte Kühlerwirkungsgrade erzielt werden können. Bei der Herstellung sollen möglichst Kosten eingespart werden.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß dem kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 6 gelöst. Dadurch, dass im ersten Abschnitt des Grundgehäuseteils zwei gegenüberliegende Umfangswände durch Rippen fest miteinander verbunden sind, werden die Rippen im ersten Abschnitt von beiden gegenüberliegenden Seiten gekühlt. Es wird somit Wärme in beide Richtungen abgegeben. Zusätzlich erhöht sich bei gleicher Baugröße die Wärmeübertragungsfläche, da die Rippen bereits vom Einlass an ausgebildet werden können. Dazu wird nach dem Gießen des Grundgehäuseteils und vor dem Verbinden des Deckelteils mit dem Grundgehäuseteil ein Schieber zum Entformen der Rippen des ersten Abschnitts von einer Frontseite des Grundgehäuseteils aus der Gießform gezogen und ein Formensatz zum Entformen der Rippen des zweiten Abschnitts von der offenen Umfangswand aus der Gießform gezogen. Durch die Verwendung des zusätzlichen Schiebers wird keine zusätzliche Zeit benötigt. Stattdessen kann der erste Abschnitt ohne Wirkungsgradverluste deutlich länger gestaltet werden, so dass die Länge der Schweißnaht bei der Befestigung des Deckels sinkt. Hierdurch können Bearbeitungszeit und somit Bearbeitungskosten gesenkt werden. Zusätzlich wächst die Festigkeit der Wärmeübertragungsvornchtung durch die erhöhte Steifigkeit des Grundgehäuseteils und die Verringerung der Deckelgröße und somit Schweißnahtlänge.
  • Vorzugsweise erstrecken sich die Rippen in Hauptströmungsrichtung des zu kühlenden Fluids über den gesamten ersten Abschnitt. Somit wird die maximale Kühlwirkung der Rippen und gleichzeitig die maximale Steifigkeit des Grundgehäuseteils erreicht.
  • In einer vorteilhaften Ausführung weisen die Rippen im Bereich der geschlossenen Umfangswand in Hauptströmungsrichtung eine größere Ausdehnung auf als die in Hauptströmungsrichtung folgenden unterbrochenen Rippen. Somit bildet sich in diesem Bereich zunächst eine gleichmäße Strömung ohne Abrisse auf, wodurch Druckverluste vermindert werden. Gleichzeitig wird im Vergleich zu bekannten Ausführungen die druckbelastete Sprengfläche verkleinert, so dass eine verbesserte Festigkeit erreicht wird.
  • In einer bevorzugten Ausführung ist der vom zu kühlenden Fluid durchströmbare Kanal U-förmig ausgebildet, wobei eine im ersten Abschnitt angeordnete Rippe als Trennwand dient, über die ein Einlaßbereich von einem Auslassbereich getrennt ist. Im Vergleich zu anderen Kühlern kann durch die U-Form der axiale Bauraum verringert werden. Gleichzeitig wird ein Überströmen der Trennwand durch die beidseitige Anbindung der als Trennwand dienenden Rippe zuverlässig verhindert, wodurch wiederum der Wirkungsgrad der Wärmeübertragungsvorrichtung erhöht wird, da Kurzschlussströme vermieden werden, die sonst vor allem in Bereichen höchsten Druckgefälles, also zwischen Einlass und Auslass auftreten.
  • In einer weiterführenden Ausführung erstreckt sich die als Trennwand dienende Rippe in den zweiten Abschnitt des Grundgehäuseteils, wobei das Deckelteil auf der als Trennwand dienenden Rippe im zweiten Abschnitt aufliegt. Auch hierdurch werden weitestgehend Kurzschlussströme verhindert, da keine Lücken in der Trennwand vorhanden sind und die vergleichmäßigte Strömung aus dem ersten Abschnitt zunächst nicht zum Überströmen der Trennwand tendiert.
  • Es wird somit eine Wärmeübertragungsvorrichtung mit verbessertem Wirkungsgrad geschaffen, bei der gleichzeitig durch die Verringerung der Deckelgröße die druckbelastete Sprengfläche vermindert wird, so dass höhere Bauteilfestigkeiten entstehen. Gleichzeitig werden die Herstellkosten insbesondere durch Verkürzung der Schweißnaht verringert.
  • Ein Ausführungsbeispiel ist in den Figuren dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
    • Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Innengehäuses einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung.
    • Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des in Figur 1 dargestellten Innengehäuses mit teilweise aufgeschnittenem Grundkörper.
  • In der Figur 1 ist ein Innengehäuse 2 einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragungsvorrichtung dargestellt, welches im zusammengebauten Zustand von einem nicht dargestellten Außengehäuse umgeben ist, das von einer geschlossenen Rückseite 4 des Innengehäuses 2 gegen einen vorderen Flansch 6 des Innengehäuses 2 geschoben wird und dort verschweißt wird. So entsteht zwischen dem Außengehäuse und dem Innengehäuse 2 ein Kühlmittelmantel, der das Innengehäuse 2 mit Ausnahme einer offenen Vorderseite 8 des Innengehäuses 2 vollständig umgibt. Durch am Innengehäuse 2 ausgebildete Stege 10 kann der Kühlmittelstrom im Kühlmittelmantel zwangsgeführt werden, so dass Todräume vermieden werden und eine gleichmäßige Kühlung des gesamten Innengehäuses 2 erreicht wird.
  • Das Innengehäuse 2 weist ein Grundgehäuseteil 12 auf, welches von der Vorderseite 8 zur Rückseite 4 betrachtet, zwei hintereinander liegende Abschnitte 14, 16 aufweist. Der erste Abschnitt 14 weist eine geschlossene Umfangswand 18 bestehend aus vier im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordneten Seitenwänden auf. Der folgende, zweite Abschnitt 16 weist über seinen Umfang eine offene obere Umfangswand 20 auf, welche in den Figuren durch ein im Wesentlichen plattenförmiges Deckelteil 22 verschlossen ist.
  • Der erste Abschnitt 14 des Grundgehäuseteils 12 weist Rippen 24 auf, die sich von der oberen Umfangswand 20 zur unteren Umfangswand 26 und über die gesamte Länge des ersten Abschnitts 14 erstrecken. Sie sind einstückig mit der geschlossenen Umfangswand 18 hergestellt, wie im Weiteren noch beschrieben wird. Dies bedeutet auch, dass eine feste Verbindung zwischen den Rippen 24 und den gegenüberliegenden Umfangswänden 20, 26 besteht, die somit nicht nur durch die seitlichen Umfangswände 28 sondern auch durch die Rippen 24 miteinander verbunden sind.
  • Im zweiten Abschnitt 16 erstrecken sich Rippen 30 abwechselnd vom Deckelteil 22 und von der unteren Umfangswand 26 des Grundgehäuseteils 12 in das Innere des Innengehäuses 2. Sie enden jeweils vor der gegenüberliegenden Wand. Diese Rippen 30 stehen zusätzlich in Reihen hintereinander, wobei die aufeinanderfolgenden Reihen versetzt zueinander angeordnet sind.
  • Eine der Rippen, welche im mittleren Bereich der offenen Vorderseite 8 angeordnet ist, wird ohne Unterbrechung aus dem ersten Abschnitt 14 bis in den zweiten Abschnitt 16 des Innengehäuses 2 weitergeführt. Diese Rippe dient als Trennwand 32 und endet vor der geschlossenen Rückseite 4, so dass hier eine U-förmige Umlenkung eines zu kühlenden Medienstroms stattfindet. Im ersten Abschnitt 14 wird somit durch die Trennwand 32 ein Einlassbereich 34 des Innengehäuses 2 von einem Auslaßbereich 36 getrennt. Im zweiten Abschnitt 16 erstreckt sich diese als Trennwand 32 dienende Rippe von der unteren Umfangswand 26 in Richtung zur gegenüberliegenden oberen Umfangswand 20, an der das Deckelteil 22 lose auf der Trennwand 32 aufliegt. Hier muss gegebenenfalls ein geringer Abstand eingehalten werden, um Spannungen durch ein festes Aufliegen des Deckelteils 22 auf der Trennwand 32 nach dem Verbinden des Deckelteils 22 mit dem Grundgehäuseteil 12 zu vermeiden. Da in diesem Bereich das Druckgefälle zwischen den beiden Durchströmhälften bereits deutlich geringer ist als am Einlassbeziehungsweise Auslaßbereich sind die entstehenden Kurzschlussströme weitestgehend zu vernachlässigen.
  • Im Inneren des Innengehäuses 2 wird ein vom zu kühlenden Medium durchströmbarer Kanal 38 ausgebildet, der jeweils durch eine seitliche Umfangswand 28, die Trennwand 32, sowie einen Teil der oberen Umfangswand 20 und der unteren Umfangswand 26 begrenzt ist.
  • Ein Gasstrom eines zu kühlenden Mediums kann entsprechend über den an der Vorderseite 8 ausgebildeten Einlassbereich 34 in das Innengehäuse 2 einströmen. Das Gas strömt weiter durch den ersten Abschnitt 14 an einer Seite der Trennwand 32 vorbei durch die Rippen 24. Hierdurch wird eine Hauptströmungsrichtung A des Mediums festgelegt. Anschließend, im zweiten Abschnitt 16, können durch die Unterbrechungen zwischen den Rippen 30 Querströmungen entstehen, wobei die Hauptströmungsrichtung A erhalten bleibt. Am Ende der Trennwand 32 findet eine Umkehrung der Gasströmung entlang der halbrunden Rückseite 4 des Innengehäuses 2 statt. Nach Durchströmen des Umkehrbereiches setzt sich die Strömung in nun entgegengesetzter Hauptströmungsrichtung A bis zum Auslassbereich 36 an der Vorderseite 8 fort. Durch den Kontakt des Gases zu den Seitenwänden 20, 26, 28, 32 und den Rippen 24, 30 erfolgt eine sehr gute Wärmeabfuhr vom zu kühlenden Medium über die Wärmeaustauschflächen zum Kühlmittel.
  • Insbesondere im ersten Abschnitt 14 der Wärmeübertragungsvorrichtung ist der Wärmeübergang sehr gut, da die Wärme aus den Rippen 24 zu beiden Seiten hin abgeführt werden kann, was in folgenden Bereichen nicht möglich ist.
  • Eine derartige Wärmeübertragungsvorrichtung wird hergestellt, indem eine Druckgussform mit einem die Rippen 24 bildenden Schieber und einem die Rippen30 bildenden Formeinsatz verwendet wird, wobei der Schieber von der Vorderseite 8 eingeschoben ist und nach dem Gießprozess zur Vorderseite entformt werden kann während der Formensatz von der Oberseite 20 in der Druckgussform aufgeschoben und nach dorthin auch zur Entformung ausgezogen wird. Durch die Verwendung dieser zwei Formungsteile können im ersten Abschnitt durchgehende Rippen 24 über den Schieber hergestellt werden, die die gegenüberliegenden Umfangswände 20, 26 miteinander verbinden, während der Formeinsatz die unterbrochenen Rippen 30 formt, welche sich von der unteren Umfangswand 26 nach oben erstrecken. Beide Arten von Rippen 24, 30 weisen in Entformungsrichtung einen sich verringernden Querschnitt auf, so dass die Rippen 24 im ersten Abschnitt 14 in Hauptströmungsrichtung keilförmig sind, während die Rippen 30 in ihrem jeweiligen zur Befestigungswand weisenden Abschnitt einen größeren Querschnitt aufweisen, um eine saubere Entformung sicherstellen zu können.
  • Nach dem Herstellen des Grundgehäuseteils 12 und des Deckelteils 22 im Druckgussverfahren können beide durch Reibrührschweißen miteinander verbunden werden. Anschließend wird das ebenfalls gegossene Außengehäuse von der Rückseite 4 über das Innengehäuse 2 geschoben und mit diesem am Flansch 6 verschweißt oder unter Zwischenlage einer Dichtung verschraubt.
  • Es sollte deutlich sein, dass es nicht möglich ist, ein derartiges U-förmiges Innengehäuse mit Rippen einteilig im Druckgussverfahren herzustellen. Es ist daher erforderlich ein zumindest zweiteiliges Innengehäuse herzustellen, bei dem einerseits ein hoher Kühlerwirkungsgrad erreicht wird und andererseits eine hohe Bauteilfestigkeit erzielt werden soll. Aus diesem Grund wurde der erste Abschnitt möglichst maximiert, ohne im Folgenden auf die Anbringung von Rippen verzichten zu müssen, welche im nicht mehr geradlinig und somit nicht mehr zur Frontseite entformbaren Bereich nur durch einen weiteren Schieber herstellbar sind, so dass ein Deckelteil verwendet werden muss. Auf diese Weise entsteht jedoch eine minimierte druckbelastete Sprengfläche sowie eine deutliche Verkürzung der Schweißnaht und somit der Schweißzeit, wodurch Herstellkosten verringert werden. Zusätzlich ist die Gefahr eines Abbrechens der hochbelasteten ersten angeströmten Rippen durch die beidseitige Anbindung ans Gehäuse minimiert. Durch diese beidseitige Anbindung der Rippen am Gehäuse wird dieses wiederum steifer und stabiler. Gleichzeitig steigt der Kühlerwirkungsgrad hierdurch ebenso wie durch die vollständige Anordnung von Rippen über die gesamte Lauflänge.
  • Selbstverständlich sind innerhalb des Schutzbereichs der Hauptansprüche konstruktive Änderungen denkbar. Insbesondere die Anordnung und Befestigung des Innengehäuses zum beziehungsweise am Außengehäuse, die Anordnung der Stege auf dem Innengehäuse und die Ausformung der Rippen im Innengehäuse lassen sich unterschiedlich ausführen.

Claims (6)

  1. Wärmeübertragungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit
    einem Außengehäuse,
    einem Innengehäuse, welches im Außengehäuse angeordnet und vom Kühlmittel umströmt sowie von einem zu kühlenden Medium durchströmbar ist,
    und welches ein Grundgehäuseteil aufweist, welches einen ersten, über den Umfang geschlossenen Abschnitt aufweist und einen zweiten über den Umfang einseitig offenen Abschnitt aufweist, der durch ein Deckelteil verschlossen ist,
    wobei sich in den vom zu kühlenden Fluid durchströmbaren Kanal Rippen erstrecken, welche in Hauptströmungsrichtung des zu kühlenden Fluids unterbrochen sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    im ersten Abschnitt (14) des Grundgehäuseteils (12) zwei gegenüberliegende Umfangswände (20, 26) durch Rippen (24) fest miteinander verbunden sind.
  2. Wärmeübertragungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich die Rippen (24) in Hauptströmungsrichtung (A) des zu kühlenden Fluids über den gesamten ersten Abschnitt (14) erstrecken.
  3. Wärmeübertragungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Rippen (30) im Bereich der geschlossenen Umfangswand (18) in Hauptströmungsrichtung (A) eine größere Ausdehnung aufweisen als die in Hauptströmungsrichtung (A) folgenden unterbrochenen Rippen (30).
  4. Wärmeübertragungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der vom zu kühlenden Fluid durchströmbare Kanal (38) U-förmig ausgebildet ist, wobei eine im ersten Abschnitt (14) angeordnete Rippe als Trennwand (32) dient, über die ein Einlaßbereich (34) von einem Auslaßbereich (36) getrennt ist.
  5. Wärmeübertragungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich die als Trennwand (32) dienende Rippe in den zweiten Abschnitt (36) des Grundgehäuseteils (12) erstreckt, wobei das Deckelteil (22) auf der als Trennwand (32) dienenden Rippe im zweiten Abschnitt (16) aufliegt.
  6. Verfahren zur Herstellung einer Wärmeübertragungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung im Druckgussverfahren hergestellt wird und das Deckelteil mit dem Grundgehäuseteil durch Schweißen, insbesondere Reibrührschweißen, verbunden wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    nach dem Gießen des Grundgehäuseteils (12) und vor dem Verbinden des Deckelteils (22) mit dem Grundgehäuseteil (12) ein Schieber zum
    Entformen der Rippen (24) des ersten Abschnitts (14) von einer Vorderseite (8) des Grundgehäuseteils (12) aus der Gießform gezogen wird und ein Formeinsatz zum Entformen der Rippen (30) des zweiten Abschnitts (16) von der offenen Umfangswand (20) aus der Gießform gezogen wird.
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