EP3137760A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

Wärmeübertrager

Info

Publication number
EP3137760A1
EP3137760A1 EP15718889.7A EP15718889A EP3137760A1 EP 3137760 A1 EP3137760 A1 EP 3137760A1 EP 15718889 A EP15718889 A EP 15718889A EP 3137760 A1 EP3137760 A1 EP 3137760A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
flange
base tube
exchanger according
tube
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Withdrawn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
EP15718889.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Albrecht Siegel
Simon HUND
Faber CHRISTIAN
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.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Publication of EP3137760A1 publication Critical patent/EP3137760A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M26/00—Engine-pertinent apparatus for adding exhaust gases to combustion-air, main fuel or fuel-air mixture, e.g. by exhaust gas recirculation [EGR] systems
    • F02M26/13—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories
    • F02M26/22—Arrangement or layout of EGR passages, e.g. in relation to specific engine parts or for incorporation of accessories with coolers in the recirculation passage
    • F02M26/29—Constructional details of the coolers, e.g. pipes, plates, ribs, insulation or materials
    • F02M26/32—Liquid-cooled heat exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • 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
    • F28D7/103—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 more than two coaxial conduits or modules of more than two coaxial conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • 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
    • F28D7/16—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 in parallel spaced relation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/06—Fastening; Joining by welding
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/10—Fastening; Joining by force joining

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger for an internal combustion engine having a base tube and a flange extending at least partially around the base tube according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a motor vehicle equipped with such a heat exchanger.
  • a generic heat exchanger for an internal combustion engine with a base tube in which a first fluid-carrying tubes are arranged, which are trapped end in tube sheets, and known with an at least partially extending around the base tube flange.
  • the tubes running in the base tube thereby form a first flow channel, for example for exhaust gas, whereas a second flow channel, for example for coolant, is formed between the tubes and the base tube.
  • the heat exchanger has an at least partially circumferential around the base tube first flange, which is integrally formed with the heat exchanger. Due to the one-piece design of the flange with the base tube of the heat exchanger in particular an additional assembly step should be eliminated.
  • Heat exchangers are used, for example, for heat recovery or cooling of the exhaust gas portion of an internal combustion engine intended for recirculation.
  • the return to the combustion air reduces the proportion of environmentally harmful nitrogen oxides in the exhaust gas, in particular when lean mixtures are used in combination with high combustion temperatures.
  • a heat exchanger provides a base tube, which is each end-side connected to a tube plate.
  • the tubes carrying the exhaust gas are combined within the base tube into a tube bundle and extend between opposite tube plates or are trapped by them.
  • the base tube connected to the tube plates thus forms a chamber through which cooling fluid can flow, which is passed through the tube bundle by the exhaust gas.
  • Flange provided directly by the use of injection molding or die casting on the affected components or if the use of such methods is not possible by mounting it is attached.
  • the flange is designed as a casting.
  • a disadvantage of the prior art is in particular that the flange is an additional component, resulting in parts costs and which not only in addition to the base tube of the heat exchanger must be connected, but previously has to be elaborately mechanically reworked.
  • Another disadvantage proves that such a flange formed as a casting is comparatively heavy, which is particularly true when used in a nem motor vehicle increases fuel consumption and high material costs.
  • the present invention therefore deals with the problem of providing an improved embodiment for a heat exchanger of the generic type, which in particular overcomes the disadvantages known from the prior art.
  • the present invention is based on the general idea, in a known heat exchanger for an internal combustion engine at least partially form a base pipe of the heat exchanger flange for the first time as a forging, especially even as a comparatively thin forging, which in comparison to a casting not only a weight advantage can be realized, but also a costly and expensive mechanical post-processing can be omitted. Such forgings can thus be produced inexpensively, weight-optimized yet high quality.
  • the heat exchanger is designed as an exhaust gas heat exchanger, wherein the flange serves to connect other components.
  • the flange is welded to the base tube, soldered, pressed or glued. Since in a heat exchanger constructed as an exhaust gas heat exchanger, the comparatively hot exhaust gas is guided in a tube bundle running in the base tube, only cooling medium flows through a chamber formed by the base tube and the tube bundle, so that a connection of the flange resting on the outside of the base tube by means of a bonding is theoretically possible is. Also possible lent is a soldering or welding or even a pressing, this assumes that the flange is formed as a ring and extends completely around the base tube of the heat exchanger.
  • the flange has a V-shaped cross-section and / or has at least one abutment section, with which it rests flat against the base tube.
  • a fastening contour is created over which, for example, a clamping ring can be pulled.
  • the at least one contact portion is given a larger contact area between the flange and the heat exchanger, which is particularly advantageous in a gap soldering. Even with a bonding of the flange to the base tube, a larger adhesive surface can be provided thereby.
  • the flange has a thread.
  • a thread that is to say an external thread
  • the thread can be produced during the forging process, so that the thread itself preferably does not require complicated mechanical reworking.
  • the thread is cut into the flange only after the actual forging process.
  • about such a thread can be the other with the heat exchanger to be connected component, if this has a complementary trained thread, simply screw.
  • FIG. 1 is a view of a heat exchanger according to the invention
  • Fig. 2 is a sectional view through the heat exchanger according to the invention.
  • an inventive heat exchanger 1 which may be formed, for example, as an exhaust gas heat exchanger, a base tube 2, in which a first fluid-carrying tubes 3 (see Fig .. 2) are arranged in the manner of a tube bundle. This tube bundle is trapped at the ends in opposite tube sheets 4.
  • the tubes 3 and the tubesheets 4 are only partially sketched.
  • a flange 5 is arranged, which is inventively designed as a forged part.
  • the design of the flange 5 as a forging offers the great advantage that a complex mechanical post-processing, as was required in the previous design of the flange 5 as a casting, now no longer required.
  • such a flange 5 designed as a forged part is also significantly lighter than a flange designed as a cast part, whereby weight advantages are realized. bar, which bring in particular in a use of the heat exchanger 1 according to the invention in a motor vehicle advantages in terms of fuel consumption and exhaust emission.
  • the flange 5 has a V-shaped cross-section and also has a contact portion 6, with which it rests flat against the base tube 2.
  • the flange 5 can be welded, soldered, pressed or glued to the base tube 2 via this contact section or in general.
  • the base pipe 2 has two connecting pieces 7 via which a second fluid can be conducted into the space 9 remaining between the pipes 3 and the base pipe 2.
  • the flange 5 has a thread 8, via which, for example, a further component with the flange 5 can be screwed.
  • the thread 8 can also be forged or subsequently screwed into the flange 5.
  • the wall thicknesses t mentioned are particularly advantageous.
  • the flange 5 can be formed with a significantly smaller wall thickness than would be possible with a flange made of cast material. Due to the lower wall thickness t and the weight can be reduced.
  • forged flanges 5 improved mechanical properties can be achieved. Due to the more homogeneous microstructure compared to cast components (small grained for forgings and coarse grained for cast components), forgings also have improved corrosion properties and increased fatigue strength. The fatigue properties can also be advantageously influenced in the case of flanges 5 designed as forgings, since the grains in the structure of the flange 5 are aligned after forging. By contrast, in the case of cast components, grain growth preferably orientates in the transverse direction after solidification, since solidification begins at the surface and continues inwardly by growth of coarse columnar grains, which is particularly unfavorable from a fatigue point of view.
  • the mechanical processing which is required in a casting designed as a flange, omitted and thereby costs are saved. Furthermore, thinner wall thicknesses can be realized. In addition, weight and costs can be saved thanks to the reduced use of materials.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1) für eine Brennkraftmaschine mit einem Grundrohr (2), in welchem ein erstes Fluid führende Rohre (3) angeordnet sind, die endseitig in Rohrböden (4) gefangen sind und mit einem zumindest teilweise um das Grundrohr (2) verlaufenden Flansch (5). Erfindungswesentlich ist dabei, dass der Flansch (5) als Schmiedeteil ausgebildet ist. Hierdurch kann insbesondere ein leichter und nachbearbeitungsfreier Flansch (5) realisiert werden.

Description

Wärmeübertrager
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager für eine Brennkraftmaschine mit einem Grundrohr und einem zumindest teilweise um das Grundrohr verlaufenden Flansch gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einem derartigen Wärmeübertrager ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Aus der DE 2012 21 1 31 1 A1 ist ein gattungsgemäßer Wärmeübertrager für eine Brennkraftmaschine mit einem Grundrohr, in welchem ein erstes Fluid führende Rohre angeordnet sind, die endseitig in Rohrböden gefangen sind, und mit einem zumindest teilweise um das Grundrohr verlaufenden Flansch bekannt. Die in dem Grundrohr verlaufenden Rohre bilden dabei einen ersten Strömungskanal, beispielsweise für Abgas, wogegen zwischen den Rohren und dem Grundrohr ein zweiter Strömungskanal, beispielsweise für Kühlmittel, gebildet ist. An zumindest einem seiner Endbereiche weist der Wärmeübertrager einen zumindest teilweise um das Grundrohr umlaufenden ersten Flansch auf, der einstückig mit dem Wärmetauscher ausgebildet ist. Durch die einteilige Ausbildung des Flansches mit dem Grundrohr des Wärmeübertragers soll insbesondere ein zusätzlicher Montageschritt entfallen können.
Aus der DE 10 2010 025 031 A1 ist ein Wärmeübertrager für einen Verbrennungsmotor mit ebenfalls einem Grundrohr mit einem umlaufenden Ring und end- seitigen Rohrböden bekannt, wobei die Rohrböden mit dem Grundrohr verbunden sind. Im Bereich der Rohrböden ist dabei jeweils eine Endkappe angeordnet, von denen eine eine umlaufend nach außen gerichtete Umbordelung aufweist, welche durch ein lösbares Spannelement umgriffen und mit dem Ring verbunden ist. Zwischen der Umbordelung und dem Ring ist darüber hinaus ein umlaufendes Dichtelement angeordnet. Der Ring ist dabei aus Blech gefertigt und weist in seinem Querschnitt V-förmig zueinander ausgerichtete Schenkel auf, die über einen Steg mit dem Grundrohr des Wärmeübertragers verbunden sind.
Wärmeübertrager dienen beispielsweise der Wärmerückgewinnung oder der Kühlung des für die Rückführung bestimmten Abgasanteils eines Verbrennungsmotors. Durch die Rückführung zur Verbrennungsluft verringert sich insbesondere beim Einsatz von mageren Gemischen in Kombination mit hohen Verbrennungstemperaturen der Anteil an umweltschädlichen Stickoxiden im Abgas. Üblicherweise sieht ein derartiger Wärmetauscher ein Grundrohr vor, welches jeweils end- seitig mit einem Rohrboden verbunden ist. Die das Abgas führenden Rohre sind dabei innerhalb des Grundrohres zu einem Rohrbündel zusammengefasst und erstrecken sich zwischen gegenüberliegenden Rohrböden bzw. sind von diesen gefangen. Das mit den Rohrböden verbundene Grundrohr bildet somit eine von Kühl- fluid durchströmbare Kammer, welche über das Rohrbündel von dem Abgas passiert wird.
Um den Wärmeübertrager und insbesondere den Abgaswärmetauscher an vor- oder nachgeschaltete Elemente anbinden zu können, ist üblicherweise ein
Flansch vorgesehen, der direkt durch den Einsatz von Spritzguss- oder Druckgussverfahren an den betroffenen Bauteilen erzeugt oder falls der Einsatz solcher Verfahren nicht möglich ist durch eine Montage daran angebracht wird. Üblicherweise ist dabei der Flansch als Gussteil ausgebildet.
Nachteilig am Stand der Technik ist insbesondere, dass der Flansch ein zusätzliches Bauteil darstellt, durch welches Teilekosten entstehen und welches nicht nur zusätzlich mit dem Grundrohr des Wärmeübertragers verbunden werden muss, sondern zuvor noch aufwändig mechanisch nachbearbeitet werden muss. Als weiterer Nachteil erweist sich indes, dass ein derartiger als Gussteil ausgebildeter Flansch vergleichsweise schwer ist, was insbesondere bei der Verwendung in ei- nem Kraftfahrzeug den Kraftstoffverbrauch erhöht und hohe Material kosten verursacht.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Wärmeübertrager der gattungsgemäßen Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, welcher insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem an sich bekannten Wärmeübertrager für eine Brennkraftmaschine einen zumindest teilweise um ein Grundrohr des Wärmeübertragers verlaufenden Flansch erstmals als Schmiedeteil auszubilden, insbesondere sogar als vergleichsweise dünnes Schmiedeteil, wodurch im Vergleich zu einem Gussteil nicht nur ein Gewichtsvorteil realisierbar ist, sondern zudem auch eine aufwändige und damit teure mechanische Nachbearbeitung entfallen kann. Derartige Schmiedeteile lassen sich somit kostengünstig, gewichtsoptimiert und trotzdem hochqualitativ herstellen. Vorzugsweise ist dabei der Wärmeübertrager als Abgaswärmetauscher ausgebildet, wobei der Flansch zur Anbindung weiterer Bauteile dient.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Flansch mit dem Grundrohr verschweißt, verlötet, verpresst oder verklebt. Da bei einem als Abgaswärmetauscher ausgebildeten Wärmeübertrager das vergleichsweise heiße Abgas in einem in dem Grundrohr verlaufenden Rohrbündel geführt wird, fließt durch eine von dem Grundrohr und dem Rohrbündel gebildete Kammer lediglich Kühlmedium, so dass eine Anbindung des außen am Grundrohr anliegenden Flansches mittels einer Verklebung theoretisch möglich ist. Ebenfalls mög- lieh ist ein Verlöten bzw. Verschweißen oder aber auch ein Verpressen, wobei dies voraussetzt, dass der Flansch als Ring ausgebildet ist und vollständig um das Grundrohr des Wärmeübertragers verläuft.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist der Flansch einen V-förmigen Querschnitt auf und/oder besitzt zumindest einen Anlageabschnitt, mit welchem er flächig am Grundrohr anliegt. Durch die Ausbildung des Flansches mit einem V-förmigen Querschnitt wird eine Befestigungskontur geschaffen, über welche beispielsweise ein Spannring gezogen werden kann. Zwischen dem Spannring und dem Flansch wird dabei das weitere am Wärmeübertrager zu befestigende Bauteil eingeklemmt. Durch den zumindest einen Anlageabschnitt ist eine größere Kontaktfläche zwischen dem Flansch und dem Wärmeübertrager gegeben, was insbesondere bei einem Spaltlöten von Vorteil ist. Auch bei einem Verkleben des Flansches mit dem Grundrohr kann dadurch eine größere Klebefläche bereitgestellt werden.
Zweckmäßig weist der Flansch ein Gewinde auf. Ein derartiges Gewinde, das heißt ein Außengewinde, kann beim Schmiedevorgang mit hergestellt werden, so dass auch das Gewinde selbst vorzugsweise keine aufwändige mechanische Nachbearbeitung erfordert. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass das Gewinde erst nach dem eigentlichen Schmiedevorgang in den Flansch eingeschnitten wird. Über ein derartiges Gewinde lässt sich das andere mit dem Wärmeübertrager zu verbindende Bauteil, sofern dieses ein komplementär dazu ausgebildetes Gewinde aufweist, einfach verschrauben.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Ansicht auf einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager.
Entsprechend den Fig. 1 und 2 weist ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager 1 , welcher beispielsweise als Abgaswärmetauscher ausgebildet sein kann, ein Grundrohr 2 auf, in welchem ein erstes Fluid führende Rohre 3 (vgl. Fig. 2) in der Art eines Rohrbündels angeordnet sind. Dieses Rohrbündel ist endseitig in gegenüberliegenden Rohrböden 4 gefangen. Gemäß der Fig. 2 sind dabei die Rohre 3 und die Rohrböden 4 lediglich teilweise skizziert. Zumindest teilweise um das Grundrohr 2 umlaufend, hier sogar vollständig umlaufend, ist ein Flansch 5 angeordnet, der erfindungsgemäß als Schmiedeteil ausgebildet ist. Die Ausbildung des Flansches 5 als Schmiedeteil bietet den großen Vorteil, dass eine aufwändige mechanische Nachbearbeitung, wie dies bei der bisherigen Ausbildung des Flansches 5 als Gussteil erforderlich war, nun nicht mehr erforderlich ist. Darüber hinaus ist ein derartiger als Schmiedeteil ausgebildeter Flansch 5 auch deutlich leichter als ein als Gussteil ausgebildeter Flansch, wodurch Gewichtsvorteile realisier- bar sind, die insbesondere bei einem Einsatz des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 1 in einem Kraftfahrzeug Vorteile hinsichtlich eines Kraftstoffverbrauchs und einer Abgasemission bringen.
Betrachtet man insbesondere die Fig. 2, so kann man erkennen, dass der Flansch 5 einen V-förmigen Querschnitt aufweist und zudem einen Anlageabschnitt 6 besitzt, mit welchem er flächig am Grundrohr 2 anliegt. Über diesen Anlageabschnitt bzw. generell kann der Flansch 5 mit dem Grundrohr 2 verschweißt, verlötet, ver- presst oder verklebt sein.
Zusätzlich besitzt das Grundrohr 2 zwei Anschlussstutzen 7 über welche ein zweites Fluid in den aus den zwischen den Rohren 3 und dem Grundrohr 2 verbleibenden Zwischenraum 9 leitbar ist.
Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der Flansch 5 ein Gewinde 8 aufweist, über welche beispielsweise ein weiteres Bauteil mit dem Flansch 5 verschraubbar ist. Das Gewinde 8 kann dabei ebenfalls geschmiedet oder aber nachträglich in den Flansch 5 eingedreht werden.
Vorteilhafter Weise liegt eine Wandstärke t des Flansches 5 zwischen 2 mm < t < 3,0 mm, insbesondere bei t = 2,3 mm. Insbesondere bei einem Flansch 5 mit einem Flanschdurchmesser dF von 1 12 mm sind die genannten Wandstärken t besonders vorteilhaft. Hierdurch kann der Flansch 5 mit deutlich geringerer Wandstärke ausgebildet werden, als dies bei einem Flansch aus Gussmaterial möglich wäre. Durch die geringere Wandstärke t kann auch das Gewicht reduziert werden.
Vor allem ist jedoch keine mechanische Nachbearbeitung erforderlich, wodurch ebenfalls Kosten eingespart werden können. Durch fehlende Verunreinigungen (Schlacke, Einschlüsse), wie diese bei Gussbauteilen stets in Kauf genommen werden müssen, sowie durch eine homogenere Verteilung der Legierungsbe- standteile, können bei geschmiedeten Flanschen 5 verbesserte mechanische Eigenschaften erreicht werden. Durch die im Vergleich zu Gussbauteilen homogenere Mikrostruktur (kleinkörnig bei Schmiedebauteilen und grobkörnig bei Gussbauteilen), besitzen Schmiedeteile auch verbesserte Korrosionseigenschaften sowie eine erhöhte Dauerschwingfestigkeit. Auch die Ermüdungseigenschaften können bei als Schmiedeteilen ausgebildeten Flanschen 5 in vorteilhafter Weise beein- flusst werden, da die Körner im Gefüge des Flansches 5 nach dem Schmieden ausgerichtet sind. Bei Gussbauteilen hingegen, orientiert sich das Kornwachstum nach dem Erstarren bevorzugt in Querrichtung, da die Erstarrung an der Oberfläche beginnt und sich nach innen durch Wachsen von groben säulenartigen Körnern fortsetzt, was unter Ermüdungsgesichtspunkten besonders unvorteilhaft ist.
Durch die Ausführung des Flansches 5 als Schmiedeteil kann die mechanische Bearbeitung, welche bei einem als Gussteil ausgebildeten Flansch erforderlich ist, entfallen und dadurch Kosten eingespart werden. Des Weiteren können dünnere Wandstärken realisiert werden. Durch den reduzierten Materialeinsatz können darüber hinaus Gewicht und Kosten eingespart werden.

Claims

Ansprüche
1 . Wärmeübertrager (1 ) für eine Brennkraftmaschine mit einem Grundrohr (2) und mit einem zumindest teilweise um das Grundrohr (2) verlaufenden Flansch (5),
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (5) als Schmiedeteil ausgebildet ist.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Wärmeübertrager (1 ) als Abgaswärmetauscher ausgebildet ist.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (5) mit dem Grundrohr (2) verschweißt, verlötet, verpresst oder verklebt ist.
4. Wärmetauscher einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (5) als geschlossener Ring ausgebildet ist.
5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (5) einen V-förmigen Querschnitt aufweist.
6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (5) zumindest einen Anlageabschnitt (6) aufweist, mit welchem er flächig am Grundrohr (2) anliegt.
7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Grundrohr (2) zwei Anschlussstutzen (7) aufweist, über welche ein zweites Fluid in einen durch die Rohre (3) und das Grundrohr (2) begrenzten Zwischenraum (9) leitbar ist.
8. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flansch (5) ein Gewinde (8) aufweist.
9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Wandstärke t des Flansches (5) zwischen 2 mm < t < 3,0 mm liegt.
10. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Wandstärke t des Flansches (5) 2,3 mm beträgt.
1 1 . Kraftfahrzeug (10) mit wenigstens einem Wärmetauscher (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
*****
EP15718889.7A 2014-04-29 2015-04-28 Wärmeübertrager Withdrawn EP3137760A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014208093.2A DE102014208093A1 (de) 2014-04-29 2014-04-29 Wärmeübertrager
PCT/EP2015/059209 WO2015165903A1 (de) 2014-04-29 2015-04-28 Wärmeübertrager

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP3137760A1 true EP3137760A1 (de) 2017-03-08

Family

ID=53008513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15718889.7A Withdrawn EP3137760A1 (de) 2014-04-29 2015-04-28 Wärmeübertrager

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11029100B2 (de)
EP (1) EP3137760A1 (de)
KR (1) KR20160147962A (de)
DE (1) DE102014208093A1 (de)
WO (1) WO2015165903A1 (de)

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE7930351U1 (de) * 1980-03-20 Bruckmann, Egon, 4150 Krefeld Prüfvorrichtung für Wärmetauscher
US1657028A (en) 1926-06-30 1928-01-24 Griscom Russell Co Fuel-oil heater
US1963442A (en) * 1933-10-03 1934-06-19 Robert I Mcnaughton Water heater
US2207036A (en) * 1937-11-13 1940-07-09 Lummus Co Heat exchanger
US3441381A (en) * 1965-06-22 1969-04-29 Engelhard Ind Inc Apparatus for purifying exhaust gases of an internal combustion engine
DE2243251B2 (de) * 1972-09-02 1976-01-02 Paul Gillet Gmbh, 6732 Edenkoben Vorrichtung zur Reinigung der Abgase von Brennkraftmaschinen
US3937276A (en) * 1974-05-21 1976-02-10 Gordon Smith & Co., Inc. Aftercooler for air compressor
US4248833A (en) * 1979-08-28 1981-02-03 Chuo Hatsujo Kabushiki Kaisha Exhaust gas purifier system for internal combustion engine
IT1133613B (it) * 1980-09-24 1986-07-09 Enrico Sebastiani Procedimento per lo realizzazione di componenti di raccorderia per tubi,e compnenti cosi' ottenuti
SE445949B (sv) * 1981-03-19 1986-07-28 Volvo Penta Ab Kombinerad kylvattenfilteranordning och oljekylare for sjovattenkylda batmotorer
US4630673A (en) * 1982-06-21 1986-12-23 Belleli S.P.A. Clamping assembly heat exchanger tube plates
DE10046610C1 (de) * 2000-09-20 2002-04-25 Emitec Emissionstechnologie Fest-Los-Lagerung eines Katalysator-Trägerkörpers
US6626235B1 (en) * 2001-09-28 2003-09-30 Ignas S. Christie Multi-tube heat exchanger with annular spaces
DE10204107B4 (de) * 2002-02-01 2018-12-13 Mahle International Gmbh Abgaswärmeübertrager
US20050205825A1 (en) * 2002-11-26 2005-09-22 Siemens Aktiengesellschaft Housing flange unit
DE102004037480A1 (de) * 2004-08-03 2006-03-02 Zeuna-Stärker GmbH & Co KG Fahrzeugabgasreinigungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen derselben
EP1797295A1 (de) * 2004-09-08 2007-06-20 Donaldson Company, Inc. Verbindungsstück für eine komponente eines motorabgassystems
WO2006029201A1 (en) * 2004-09-08 2006-03-16 Donaldson Company, Inc. Construction for an engine exhaust system component
US10495383B2 (en) * 2004-11-19 2019-12-03 Modine Grenada Llc Wound layered tube heat exchanger
US7546867B2 (en) * 2004-11-19 2009-06-16 Luvata Grenada Llc Spirally wound, layered tube heat exchanger
US7503956B2 (en) * 2005-10-25 2009-03-17 Caterpillar Inc. Exhaust treatment device with adjustable retention collar
US7461506B2 (en) * 2006-09-21 2008-12-09 Gm Global Technology Operations, Inc. Exhaust gas cooler
US7857898B2 (en) * 2007-07-25 2010-12-28 Wiggins E Todd Flare stack adapted to heat incoming fuel
US8988881B2 (en) * 2007-12-18 2015-03-24 Sandia Corporation Heat exchanger device and method for heat removal or transfer
DE102010025031A1 (de) * 2010-06-24 2011-12-29 Benteler Automobiltechnik Gmbh Wärmetauscher
DE102011081031A1 (de) * 2011-08-16 2013-02-21 Behr Gmbh & Co. Kg Abgaswärmeübertrager
DE102012211311A1 (de) * 2012-06-29 2014-01-02 Behr Gmbh & Co. Kg Abgaswärmeübertrager

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *
See also references of WO2015165903A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015165903A1 (de) 2015-11-05
DE102014208093A1 (de) 2015-10-29
US11029100B2 (en) 2021-06-08
US20170045308A1 (en) 2017-02-16
KR20160147962A (ko) 2016-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1270891B1 (de) Vorrichtung zur Befestigung eines Abgasturboladers an einem Abgaskrümmer einer Brennkraftmaschine
EP3034832B1 (de) Ladeeinrichtung
DE102008058507A1 (de) Ladeeinrichtung
DE102017208324A1 (de) Wärmeübertrager
DE102016001874A1 (de) Profilschelle zur Verbindung zweier Rohrleitungen
DE102004023585B4 (de) Katalysatorbefestigung, Befestigung am Flansch Katalysatorausgang, ohne Schweißverbindung
WO2019011464A1 (de) Verbindungsvorrichtung für einen abgasturbolader und abgasturbolader
EP3137760A1 (de) Wärmeübertrager
DE102007047668A1 (de) Verbundbauteil aus einem Turbinenrad und einer Welle
EP2915973B1 (de) Trichter-Rohr-Anordnung
DE112011102945B4 (de) Abgasturbolader und Krümmermodul
DE102013019471B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Nietverbindung sowie zugehöriger Halbhohlniet
DE102009034420A1 (de) Vorrichtung zum Fügen eines Turbinenrades mit einer Welle
DE102014011606A1 (de) Abgassystem für eine Brennkraftmaschine
EP2950031B1 (de) Abgaswärmetauscher aus duplexstahl
EP3242104A1 (de) Wärmeübertrager
WO2006084843A1 (de) Verfahren zur herstellung eines düsenkörpers und düsenkörper
DE102006020608B4 (de) Anordnung und Verfahren zur Fixierung eines Abgasrohrs an einem Zylinderkopf
DE102008057504A1 (de) Ladeeinrichtung
DE102004051680C5 (de) Anordnung zur Befestigung eines Abgaskrümmers
DE102015219653A1 (de) Diffusor für einen Wärmeübertrager
EP3088834A1 (de) Wärmeübertrager
EP0654599B1 (de) Einrichtung zur Abgasrückführung
DE102013105677A1 (de) Verstellvorrichtung für einen Abgasturbolader
DE102009020416A1 (de) Flanschverbindung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20161020

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20180406

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20180817