WO2018054643A1 - Heat exchanger - Google Patents
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- F28F2275/08—Fastening; Joining by clamping or clipping
- F28F2275/085—Fastening; Joining by clamping or clipping with snap connection
Definitions
- the present invention relates to a heat exchanger for media-separate cooling of a working medium by means of a cooling medium, having the features of the preamble of claim 1.
- Such heat exchangers which can also be referred to as heat exchangers, are used, for example, in motor vehicles to cool a working medium of the vehicle, preferably an internal combustion engine of the vehicle.
- a working medium of the vehicle preferably an internal combustion engine of the vehicle.
- comparatively high temperatures can occur on the side of the working medium to be cooled, for example in the case of a charge air cooler or in an exhaust gas recirculation cooler or in an exhaust gas cooler.
- the cooling of the working medium is accompanied by a heating of the cooling medium, so that the respective heat exchanger for media-separated heating of the cooling medium, which then corresponds to a working medium, by means of the working medium, which then corresponds to a heating medium can be used.
- a generic heat exchanger is for example from WO
- the 2014/006213 A1 known. It has a housing which has a housing jacket, a working medium inlet, a working medium outlet, a cooling medium inlet and a cooling medium outlet. Thus, the housing, the working medium and the cooling medium can be supplied and discharged therefrom.
- the heat exchanger has a heat exchanger block which is inserted into the housing and which has a front floor facing the working medium inlet and a rear floor facing away from the working medium inlet and a plurality of working medium pipes for guiding the working medium.
- the working medium pipes pass through the two floors and are also solid and tightly connected to the two floors to form the heat exchanger block.
- a working medium path leads from the working fluid inlet inside through the working fluid tubes to the working fluid outlet.
- a coolant path leads from the coolant inlet outside around the working fluid tubes to the coolant outlet. Via the walls of the working medium pipes, the heat transfer between the working medium flowing inside and the outside flowing cooling medium takes place.
- the shell is formed of two half-shells, which are arranged axially between the two bottoms of the heat exchanger block and attached to each other.
- the known heat exchanger thus has a housing that has at least four separate components that must be assembled. Thus, the cost of implementing the known heat exchanger is relatively large.
- the production of the heat exchanger block outside the housing is of particular advantage, since the production of the heat exchanger block is often accompanied by a high thermal load, which is not feasible, for example, in a plastic jacket of the housing, and / or requires good accessibility, which does not exist within the housing is.
- the working medium pipes must be passed tightly through the bottoms, so that solder joints or welded joints are used there.
- very high temperatures may also be required for soldering, for example during brazing.
- the present invention is concerned with the problem of providing for a heat exchanger of the type mentioned an improved or at least another embodiment, which is characterized on the one hand by an inexpensive manufacturability and on the other hand by increased reliability in the ring seal.
- the invention is based on the general idea to lock the heat exchanger block in the housing, such that in the region of the ring seal an axial contact and preferably an axial bias can be permanently ensured.
- the invention proposes to realize such a latching between housing and heat exchanger block in the region of the rear floor in order to axially bias the first ring seal provided there, art, that the first ring seal rests axially biased both at the edge of the rear floor and at the associated, formed on the housing stage.
- the sealing function of the first ring seal is guaranteed under all expected temperatures and operating situations.
- the housing expediently has at least one latching contour in the region of the step, which cooperates with a counter-latching contour of the edge on a rear side of the edge of the rear base facing away from the first ring seal.
- the respective locking contour causes an axial positioning of the edge on the housing.
- This axial positioning on the one hand causes an axial fixation of the edge on the housing, which prevents the edge of an axial movement directed away from the step.
- this axial positioning for the edge defines an axial position relative to the housing, in which the first ring seal rests axially biased on the edge and on the step.
- a plurality of latching contours are provided, which are spaced apart in the circumferential direction and which are arranged distributed along the edge. In this way, the axial fixation or axial positioning of the edge of the rear floor is improved on the housing.
- the respective latching contour can interact directly with the rear side of the edge, in which case the rear side of the edge itself forms the counter-latching contour together for all latching contours. This simplifies the production of the rear floor.
- the respective latching contour encompasses a radially outer edge of the edge.
- the respective latching contour may have a ramp on a side facing the working medium inlet.
- the ramp facilitates the axial insertion of the heat exchanger block passing over the respective locking contour by the edge of the rear floor, which precedes when inserting the heat exchanger block in the housing.
- a substantially radially oriented locking lug adjoining the ramp of the latching contour engages behind the respective counter-latching contour and thus secures the edge against axial withdrawal from the housing counter to the direction of insertion.
- the edge can be supported axially with a front side facing the first ring seal directly on the step.
- the edge is in the direction of insertion on the step and in the extension direction of the respective locking contour.
- the first ring seal may for example be designed as a plastic seal.
- Plastic seals are characterized by a particularly high density.
- the two floors of the heat exchanger block the cooling medium path axially, so that the back of the edge is exposed directly to the cooling medium and cooled accordingly.
- the first ring seal thus cooperates with an actively cooled edge, whereby the thermal load of the ring seal is reduced.
- the stage may expediently have a receiving groove, in which the first ring seal is inserted axially.
- the axial compression of the first ring seal can be limited to a permissible or predetermined extent.
- an efficient radial fixation or positioning for the first ring seal is made possible with the aid of the receiving groove.
- the edge is supported axially exclusively via the first ring seal at the step.
- This The design is characterized by a particularly simple geometry in the area of the step, which simplifies the production.
- the first ring seal is designed as a disk-shaped metal bead seal. Although such metal bead seals are not as dense as plastic seals, they have a significantly higher thermal resistance.
- the working medium inlet can be formed integrally on a connecting flange, which is a separate component with respect to the jacket and which is fastened to the jacket by means of a fastening.
- the connection flange can be a one-piece, integrally manufactured casting. This makes it possible to produce the connection flange and the jacket made of different materials.
- the jacket may be a plastic part, while the connection flange is a metal part.
- the front bottom also has a radially over the working fluid tubes projecting, circumferential edge which is disposed axially between an axial shell end face of the shell and an axial Flanschstirnseite of the connection flange, so that he achieved with the attachment achieved by the attachment of the flange on the jacket in turn on the housing is fixed.
- the edge of the front floor extends radially into the attachment, so that it is integrated into this attachment.
- the heat exchanger block is axially fixed in the region of the front floor by the attachment between the connection flange and jacket on the housing. In the area of the rear floor, the heat exchanger block is axially fixed by the latching on the housing.
- the coolant inlet and the coolant outlet as well as the respective catch contour and the step are integrally formed on the jacket. This simplifies the production of the housing is successful. Furthermore, the jacket can be made in one piece or in one piece, in particular as an integral casting.
- the heat exchanger can be configured in U-current construction.
- the Hämediumauslass is integrally formed on the connection flange, while a deflection chamber is provided in the housing.
- the working medium path now leads through at least one of the working medium pipes from the working medium inlet to the deflection chamber and through at least one other of the working medium pipes from the deflection chamber to the working medium outlet.
- the housing is closed in the region of the deflection chamber by a housing bottom, which is expediently integrally formed on the jacket. This gives the housing a particularly inexpensive to manufacture, since it ultimately only the connection flange with working medium inlet and Hämediumauslass and the jacket with housing bottom, coolant inlet and coolant outlet comprises.
- the diverting chamber may be bounded directly by the shell and the housing bottom or bounded by a metal body which is inserted into the housing.
- a metal body can be used especially when the housing is made in the region of the jacket and housing bottom made of plastic and the expected temperatures in the deflection chamber are still relatively high.
- the heat exchanger is designed in I-current design.
- the working fluid outlet is disposed axially opposite the working fluid inlet and may be further conveniently integrally formed on the shell.
- the housing in an advantageous embodiment comprises only two components, namely the jacket with working medium outlet, coolant inlet, coolant outlet and the connection flange with working medium inlet. It is noteworthy that the presented here heat exchanger allows both in the U-current design as well as in the I-current construction, a production of the heat exchanger block outside the housing, which greatly simplifies the production of the heat exchanger block.
- the finished heat exchanger block can then be inserted into the housing by being axially inserted in the jacket in the absence of flange on the mantle end face.
- the heat exchanger block is inserted so far into the shell until the preceding during insertion preceding rear bottom latched edge with the respective locking contour.
- the connecting flange can be fastened to the jacket, whereby the heat exchanger block is fixed at the edge in the area of the front floor.
- an axially acting second ring seal may be provided axially between the edge of the front bottom and the mantle end side.
- an axially acting third ring seal may be provided axially between the edge of the front floor and the flange face.
- the second ring seal and the third ring seal can optionally be configured as a plastic seal or as a metal bead seal.
- the second ring seal and the third ring seal may each be designed as a metal bead seal.
- the heat exchanger block is made of an iron alloy, while the jacket of a Plastic or made of a light metal alloy. Since, in the heat exchanger presented here, the heat exchanger block can be completed outside the housing, the two floors and the working medium pipes can be joined with high accessibility, even at high temperatures, for example to solder or weld the working medium pipes to the floors.
- the jacket can be manufactured as an inexpensive casting made of plastic or light metal alloy and thereby integrally molding depending on the degree of integration and depending on the design with the coolant inlet, with the coolant outlet, the step and the respective locking contour.
- connection flange may likewise be made of an iron alloy or of a light metal alloy, depending on the expected thermal load of the hot working medium to be cooled.
- connection flange is preferably made of an iron alloy.
- the edge of the rear floor may be axially raised radially inward from the step at ambient temperature and axially abut radially against the step at the operating temperature.
- This can be realized for example by a corresponding shaping of the soil in the region of the edge.
- the edge of the rear floor with respect to a direction perpendicular to the axial direction plane to the rear, so directed away from the front floor be inclined.
- the heat exchanger block expands axially stronger than the housing, whereby the above-mentioned inclination of the edge is always lower until the edge comes to rest axially at the operating temperature and radially inward at the stage.
- the edge of the rear floor has, radially inward, an axial distance from the step, which, in the case of a surrounding temperature is greater than at operating temperature.
- the said axial distance decreases with increasing temperature and in extreme cases can assume the value zero, but does not have to.
- radially inward axial contact between the edge and the step can occur, while at lower temperatures, which may still be in the operating temperature range, such an axial contact is omitted. This too can be realized by a corresponding shaping of the rear floor in the region of the edge.
- Fig. 1 1 is a greatly simplified schematic diagram of a heat exchanger in
- a heat exchanger 1 comprises a housing 2 and a heat exchanger block 3, which is located in the interior of the housing 2 and therefore is not visible in Fig. 1.
- the housing 2 has a housing jacket 4, a working medium inlet 5, a working medium outlet 6, a cooling medium inlet 7 and a cooling medium outlet 8.
- the heat exchanger block 3 has a front floor 9 facing the working medium inlet 5 and a rear floor 10 facing away from the working medium inlet 5.
- the heat exchanger block 3 a plurality of working fluid tubes 1 1 for guiding a working fluid 12, wherein the working fluid tubes 1 1 pass axially through the two floors 9, 10 and are firmly and tightly connected to the two floors 9, 10.
- the working medium inlet 5 comprises an associated inlet nozzle and has a fastening flange which serves to connect the heat exchanger 1 to a working medium line carrying the working medium, such as a charge air line, an exhaust gas return line or an exhaust line.
- the Hämediumauslass 6 here has an associated outlet nozzle and a mounting flange, which serves to connect the heat exchanger 1 to the working medium line.
- the cooling medium inlet 7 here comprises an associated inlet pipe which serves to connect the heat exchanger 1 to a cooling circuit leading to a coolant 13.
- thedemediumauslass 8 has an associated outlet port, which serves to connect the heat exchanger 1 to the cooling circuit.
- the working medium 12 which is indicated by arrows in FIGS. 1 and 2, may preferably be a gas, such as, for example, charge air, recirculated exhaust gas and exhaust gas.
- the heat exchanger 1 serves for media-separated cooling of the working medium 12 by means of a cooling medium .
- the cooling medium 13, which is indicated by arrows in FIGS. 1 and 2 can be a liquid, such as, for example, a cooling liquid of a cooling circuit of an internal combustion engine or of a motor vehicle equipped therewith.
- a working medium path 14 indicated by arrows and a cooling medium path 15 also indicated by arrows are formed in the heat exchanger 1.
- the working medium path 14 leads from the working medium inlet 5 inside through the working medium tubes 1 1 through the Hämediumauslass 6.
- the coolant path 15 leads frommémitte- leinlass 7 outside around the working medium tubes 1 1 around the coolant outlet 8.
- the working medium tubes 1 1 are configured in the example shown each straight and parallel to each other and side by side, ie arranged radially next to each other, wherein radially between adjacent working medium tubes 1 1 Ranges 16 are formed, which are also flowed through by the cooling medium 13 of the cooling medium path 15.
- FIG. 2 also shows that the working medium inlet 5 is expediently configured as a diffuser in order to distribute the supplied working medium 12 onto the working medium pipes 11.
- the rear floor 10 has a circumferential edge region or edge 17 projecting radially beyond the working medium pipes 11.
- the housing 2 has a circumferential step 18. Axially between the edge 17 and the step 18 Now, a first ring seal 19 is arranged, which acts axially and thus seals the edge 17 relative to the step 18.
- the housing 2 now has at least one, but preferably several latching contours 20 in the region of this step 18.
- the respective latching contour 20 acts together with a counter-latching contour 21, which is located at the edge 17, wherein the latching contour 20 is axially supported on a rear side 22 of the edge 17 facing away from the first ring seal 19 on the counter-latching contour 21.
- a catch 23 is provided for axially fixing the edge 17 to the step 18.
- the latching 23 prevents the edge 17 at an axial movement directed away from the step 18. Further, the catch 23 causes the edge 17 to be positioned relative to the step 18 in an axial position in which the first ring seal 19 bears axially biased on both the step 18 and the edge 17.
- an axial fixation of the heat exchanger block 3 in the region of the rear floor 10 is realized. Both measures make it possible to produce the heat exchanger block 3 outside of the housing 2.
- a plurality of latching contours 20 are provided, these are spaced apart in the circumferential direction and distributed along the edge 17.
- the circumferential direction runs with respect to a longitudinal central axis 24 of the housing 2, which defines the axial direction which extends parallel to the longitudinal central axis 24.
- the respective latching contour 20 preferably interacts directly with the rear side 22 of the edge 17, so that the edge 17 itself forms the counter-latching contour 21, specifically in the region of its radially outside lying outer edge. Accordingly, the locking contour 20 surrounds the edge 17 in the region of its outer edge.
- the first ring seal 19 is shown in the usual manner in the relaxed state, so that the first ring seal 19 supposedly penetrates into the edge 17 and the edge 17 passes. It is clear that in reality instead the first ring seal 19 abuts axially on the edge 17, wherein a corresponding elastic deformation of the first ring seal 19 takes place.
- the edge 17 is supported with its front side 25, which faces the first ring seal 19, directly on the step 18 axially.
- a receiving groove 26 is formed for the first ring seal 19 in the stage 18, in which the first ring seal 19 is inserted axially.
- the first ring seal 19 is designed as a plastic seal.
- the edge 17 is supported exclusively on the first annular seal 19 on the step 18 axially.
- the first ring seal 19 is designed as a disk-shaped metal bead seal.
- no receiving groove 26 is required.
- Figure 5 shows an embodiment similar to Figure 3, in which the first ring seal 19 is designed as a plastic seal and is inserted into a receiving groove 26.
- the first ring seal 19 is configured as a metal seal and in which the receiving groove 26 can be dispensed with.
- the edge 17 is inclined relative to a plane extending perpendicular to the axial direction, so that it touches the step 18 only at the ambient temperature radially outward, while it lifts off radially from the step 18.
- This situation is shown in FIG. 5 by a solid line.
- a situation is shown with a broken line, which sets at operating temperature.
- the edge 17 is now also radially inward on the step 18 axially.
- the edge 17 of the rear floor 10 radially inwardly may have an axial distance 27 from the step 18 which is greater at ambient temperature than at operating temperature.
- the rear floor 10 in the embodiments of Figures 2 to 5 is spatially shaped so that the cooperating with the step 18 and the first ring seal 19 edge 17 is axially offset to a bordered by the edge 17 area, with the Working medium tubes 1 1 is firmly connected. This offset takes place at the rear floor 10 to the outside, ie axially directed away from the working fluid pipes 1 first
- the working medium inlet 5 is integrally formed on a connecting flange 28, which represents a separate component with respect to the jacket 4.
- the above-mentioned diffuser is thus formed in the connecting flange 28.
- This connection flange 28 is fastened by means of a fastening 29 on the jacket 4.
- the attachment 29 is here as Flanschverbin- Made with multiple screw 30 realized.
- the front bottom 9 has a circumferential edge 31 protruding radially over the working medium pipes 11. This edge 31 is arranged axially between an axial jacket end face 32 of the jacket 4 and an axial flange face 33. Furthermore, the edge 31 extends radially into the attachment 29.
- the edge 31 of the front bottom 9 is integrated into the attachment 29, so that by means of the attachment 29 on the one hand, the connecting flange 28 on the shell 4 and on the other hand, the heat exchanger block 3 are fixed to the housing 2.
- FIG. 11 shows a heat exchanger 1 in a U-flow design, which is characterized in that the working medium inlet 5 and the working medium outlet 6 are located at the same axial end of the housing 2 and are axially opposite a deflection chamber 34.
- the heat exchanger 1 in which the heat exchanger 1 is designed in the I-flow design, it is also provided that the Hämedi- umauslass 6 is integrally formed on the jacket 4.
- the jacket 4 passes over a convergence region 35 in the Hämediumauslass 6.
- a collecting chamber 36 is formed, in which the partial streams of the working medium 12 guided through the separate working medium tubes 11 are reunited and jointly flow to the working medium outlet 6.
- the working medium outlet 6 can also be formed integrally on the connection flange 28 in accordance with a preferred embodiment.
- the housing 2 then contains the deflection chamber 34.
- the working medium path 14 leads through at least one of the working medium tubes 1 1 from the working medium inlet 5 to the deflection chamber 34 and through at least one other of the working medium tubes 1 1 from the deflection chamber 34 to Anlagenmediumauslass 6.
- the housing 2 is then in the area the deflection chamber 34 closed by a housing bottom 37.
- the housing bottom 37 is integrally formed on the jacket 4 in a preferred embodiment.
- the deflection chamber 34 may be limited by a metal housing, not shown here, which is inserted into the housing 2 and the casing 4 and the housing bottom 37 to the deflection chamber 34 out and protects against contact with the working medium 12.
- an axially acting second annular seal 38 can be provided in the region of the front bottom 9 between the associated edge 31 and the jacket end face 32. Furthermore, axially between the edge 31 of the front bottom 9 and the flange face 33, an axially acting third ring seal 39 may be provided.
- the second ring seal 38 and the third ring seal 39 may be configured as a plastic seal or as a metal bead seal.
- FIG. 2 and 6 show an embodiment in which the second ring seal 38 is designed as a plastic seal and in which the third ring seal 39 is also designed as a plastic seal.
- FIG. 7 shows an embodiment in which the second ring seal 38 is designed as a metal bead seal and in which the third ring seal 39 is likewise configured as a metal bead seal.
- FIG. 8 shows an embodiment in which the second ring seal 38 is designed as a plastic seal, while the third ring seal 39 is configured as a metal bead seal.
- FIG. 9 shows an embodiment in which the second ring seal 38 is designed as a metal bead seal, while the third ring seal 39 is configured as a plastic seal.
- the shell end face 32 contains an associated receiving groove 40 into which the second ring seal 38 is inserted axially.
- the third ring seal 39 is designed as a plastic seal, as in FIGS. 2, 6 and 9, the flange end face 33 contains a corresponding receiving groove 41 into which the third ring seal 39 is inserted axially.
- the second ring seal 38 and the third ring seal 39 are also shown in the relaxed state in FIGS. 2 and 6 to 9, so that they seemingly protrude into the edge 31 of the front floor 9 or into the flange front side 33. In reality, this is not the case, but the second ring seal 38 and the third ring seal 39 are then elastically deformed in a corresponding manner and lie axially on the edge 31 and on the flange face 33 at.
- the front bottom 9 is shaped three-dimensionally, such that the edge 31 is offset axially relative to an inner region of the front bottom 9 that is annularly enclosed by the edge 31, wherein the internal rich firmly connected to the working fluid pipes 1 1.
- the axial offset takes place inwardly, ie in a working medium tubes 1 1 facing direction.
- the metal bead seals shown in FIGS. 4 and 7 to 9 are each formed by a metal disc which extends annularly along the respective edge 17 or 31 and which has at least one axially projecting, closed circumferential sealing contour 42 which is pretensioned at the respective edge 17 , 31 or axially abuts the flange face 33.
- the respective sealing contour 42 is formed integrally on the metal disk in the manner of a bead by deformation. This sealing contour 42 may be arranged radially between an inner edge and an outer edge of the respective metal seal. In the examples shown here, only a single such sealing contour 42 is formed on each metal seal, in each case by an S-shaped angled region on the inner edge.
- the heat exchanger block 3 so the bottoms 9, 10 and the working medium tubes 1 1 are each made of an iron alloy.
- different iron alloys can certainly be used.
- the heat exchanger block 3 can have a high thermal resistance.
- the individual components of the heat exchanger block 3 can be added outside the housing 2, ie, in particular, welded or soldered.
- the jacket 4 may be made of a plastic or a light metal alloy.
- the jacket 4 has integrally the latching contours 20 and the step 18.
- the jacket 4 preferably also has the coolant inlet 7 and the coolant outlet 8 integrally.
- the working medium outlet 6 is optionally integrally formed with the transition region 35 on the jacket 4.
- the connecting flange 28 is preferably made of a metal. Depending on the field of application of the heat exchanger 1, a light metal alloy or likewise an iron alloy can be used.
- the working medium inlet 5 is integrally formed in the I-flow construction. In the U-current construction, the connection flange 28 may additionally have the working medium outlet 6.
- the respective annular seal 19, 38, 39 runs closed in the circumferential direction in an annular manner, but can, in principle, have any desired cross section transverse to its direction of rotation.
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Abstract
The invention relates to a heat exchanger (1) for cooling a working medium (12) by means of a cooling medium (13) with separation of the mediums, comprising a housing (2) having a housing casing (4), a working medium inlet (5), a working medium outlet (6), a cooling medium inlet (7) and a cooling medium outlet (8), and comprising a heat exchanger block (3) which is located in the housing (2) and has a front end cap (9) near the working medium inlet (5) and a rear end cap (10) remote from the working medium inlet (5), as well as multiple working medium pipes (11) for carrying the working medium (12), which pipes pass through the two end caps (9, 10) and are securely connected to the two end caps (9, 10), wherein an axial ring seal (19) is arranged axially between an edge (17) of the rear base (10) and a step (18) on the housing (2). An improved sealing function can be achieved if the housing (2) has at least one clip-in contour (20) in the region of the step (18), which cooperates with a mating clip-in contour (21) on the edge (17) on a rear side (22) of the edge (17) facing away from the ring seal (19).
Description
Wärmetauscher heat exchangers
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum mediengetrennten Kühlen eines Arbeitsmediums mittels eines Kühlmediums, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 . The present invention relates to a heat exchanger for media-separate cooling of a working medium by means of a cooling medium, having the features of the preamble of claim 1.
Derartige Wärmetauscher, die auch als Wärmeübertrager bezeichnet werden können, kommen beispielsweise bei Kraftfahrzeugen zum Einsatz, um ein Arbeitsmedium des Fahrzeugs, vorzugsweise einer Brennkraftmaschine des Fahrzeugs, zu kühlen. Dabei können vergleichsweise hohe Temperaturen auf der Seite des zu kühlenden Arbeitsmediums auftreten, beispielsweise bei einem Ladeluftkühler oder bei einem Abgasrückführkühler oder bei einem Abgaskühler. Dabei ist klar, dass das Kühlen des Arbeitsmediums mit einer Erwärmung des Kühlmediums einhergeht, so dass der jeweilige Wärmetauscher auch zum mediengetrennten Erwärmen des Kühlmediums, das dann einem Arbeitsmedium entspricht, mittels des Arbeitsmediums, das dann einem Heizmedium entspricht, verwendet werden kann. Such heat exchangers, which can also be referred to as heat exchangers, are used, for example, in motor vehicles to cool a working medium of the vehicle, preferably an internal combustion engine of the vehicle. In this case, comparatively high temperatures can occur on the side of the working medium to be cooled, for example in the case of a charge air cooler or in an exhaust gas recirculation cooler or in an exhaust gas cooler. It is clear that the cooling of the working medium is accompanied by a heating of the cooling medium, so that the respective heat exchanger for media-separated heating of the cooling medium, which then corresponds to a working medium, by means of the working medium, which then corresponds to a heating medium can be used.
Ein gattungsgemäßer Wärmetauscher ist beispielsweise aus der WO A generic heat exchanger is for example from WO
2014/006213 A1 bekannt. Er besitzt ein Gehäuse, das einen Gehäusemantel, einen Arbeitsmediumeinlass, einen Arbeitsmediumauslass, einen Kühlmediumein- lass und einen Kühlmediumauslass aufweist. Somit können dem Gehäuse das Arbeitsmedium und das Kühlmedium zugeführt und davon abgeführt werden. Ferner besitzt der Wärmetauscher einen Wärmetauscherblock, der in das Gehäuse eingesetzt ist und der einen dem Arbeitsmediumeinlass zugewandten vorderen Boden und einen vom Arbeitsmediumeinlass abgewandten hinteren Boden sowie mehrere Arbeitsmediumrohre zum Führen des Arbeitsmediums aufweist. Die Ar- beitsmediumrohre durchsetzen dabei die beiden Böden und sind außerdem fest
und dicht mit den beiden Böden verbunden, um den Wärmetauscherblock zu bilden. Im Wärmetauscher führt ein Arbeitsmediumpfad vom Arbeitsmediumeinlass innen durch die Arbeitsmediumrohre zum Arbeitsmediumauslass. Ferner führt ein Kühlmittelpfad vom Kühlmitteleinlass außen um die Arbeitsmediumrohre herum zum Kühlmittelauslass. Über die Wandungen der Arbeitsmediumrohre erfolgt die Wärmeübertragung zwischen dem innen strömenden Arbeitsmedium und dem außen strömenden Kühlmedium. Beim bekannten Wärmetauscher besitzt der jeweilige Boden einen radial über die Arbeitsmediumrohre überstehenden, umlaufenden Rand, der jeweils über eine axial wirkende Ringdichtung an einer entlang des jeweiligen Rands umlaufenden Stufe des Gehäuses axial abgestützt ist. Ferner ist beim bekannten Wärmetauscher der Mantel aus zwei Halbschalen gebildet, die axial zwischen den beiden Böden des Wärmetauscherblocks angeordnet und aneinander angesetzt sind. An diesen Mantel sind an die axialen Stirnseiten ein den Arbeitsmediumeinlass aufweisendes Einlassgehäuseteil bzw. ein den Arbeitsmediumauslass aufweisendes Auslassgehäuseteil angeschlossen, wobei in den jeweiligen Anschlussbereich der Rand des jeweiligen Bodens mit der zugehörigen Ringdichtung eingebunden ist. Dementsprechend ist die mit der jeweiligen Ringdichtung zusammenwirkende gehäuseseitige Stufe am Einlassgehäuseteil bzw. am Auslassgehäuseteil ausgebildet. Der bekannte Wärmetauscher besitzt somit ein Gehäuse, dass wenigstens vier separate Bauteile aufweist, die zusammengebaut werden müssen. Somit ist der Aufwand zur Realisierung des bekannten Wärmetauschers vergleichsweise groß. 2014/006213 A1 known. It has a housing which has a housing jacket, a working medium inlet, a working medium outlet, a cooling medium inlet and a cooling medium outlet. Thus, the housing, the working medium and the cooling medium can be supplied and discharged therefrom. Further, the heat exchanger has a heat exchanger block which is inserted into the housing and which has a front floor facing the working medium inlet and a rear floor facing away from the working medium inlet and a plurality of working medium pipes for guiding the working medium. The working medium pipes pass through the two floors and are also solid and tightly connected to the two floors to form the heat exchanger block. In the heat exchanger, a working medium path leads from the working fluid inlet inside through the working fluid tubes to the working fluid outlet. Further, a coolant path leads from the coolant inlet outside around the working fluid tubes to the coolant outlet. Via the walls of the working medium pipes, the heat transfer between the working medium flowing inside and the outside flowing cooling medium takes place. In the known heat exchanger of the respective bottom has a radially over the working fluid tubes protruding, peripheral edge, which is axially supported in each case via an axially acting ring seal at a circumferential edge of the housing along the respective edge. Further, in the known heat exchanger, the shell is formed of two half-shells, which are arranged axially between the two bottoms of the heat exchanger block and attached to each other. To this jacket are connected to the axial end faces a the Arbeitsmediumeinlass exhibiting inlet housing part or a Arbeitsmediumauslass exhibiting Auslassgehäuseteil, wherein in the respective connection region of the edge of the respective bottom is integrated with the associated ring seal. Accordingly, the housing-side step cooperating with the respective ring seal is formed on the inlet housing part and the outlet housing part, respectively. The known heat exchanger thus has a housing that has at least four separate components that must be assembled. Thus, the cost of implementing the known heat exchanger is relatively large.
Aus der DE 10 2013 221 932 A1 ist ein anderer Wärmetauscher bekannt, bei dem der Mantel einteilig ausgeführt ist, so dass der Wärmetauscherblock axial in den Mantel einsetzbar ist. Ferner ist bei diesem Wärmetauscher vorgesehen, in einen Einlassbereich des Mantels sowie in einen Auslassbereich des Mantels jeweils eine metallische Wand einzusetzen, um die thermische Belastung des aus Kunststoff hergestellten Mantels zu reduzieren.
Bei den beiden vorstehend genannten Wärmetauschern ist es möglich, den Wärmetauscherblock außerhalb des Gehäuses herzustellen, um anschließend den fertigen Wärmetauscherblock mit dem Gehäuse zu vereinen. Die Herstellung des Wärmetauscherblocks außerhalb des Gehäuses ist von besonderem Vorteil, da die Herstellung des Wärmetauscherblocks häufig mit einer hohen thermischen Belastung einhergeht, die beispielsweise in einem Kunststoffmantel des Gehäuses nicht realisierbar ist, und/oder eine gute Zugänglichkeit erfordert, die innerhalb des Gehäuses nicht gegeben ist. Beispielsweise müssen die Arbeitsmedium- rohre durch die Böden dicht hindurchgeführt werden, so dass dort Lötverbindungen oder Schweißverbindungen zum Einsatz kommen. Je nach Einsatzzweck des Wärmetauschers können dabei auch für das Löten sehr hohe Temperaturen erforderlich sein, beispielsweise beim Hartlöten. From DE 10 2013 221 932 A1 another heat exchanger is known, in which the jacket is made in one piece, so that the heat exchanger block can be inserted axially into the shell. Furthermore, it is provided in this heat exchanger, in each case insert a metallic wall in an inlet region of the shell and in an outlet region of the shell in order to reduce the thermal load of the jacket made of plastic. In the two above-mentioned heat exchangers, it is possible to produce the heat exchanger block outside the housing in order then to combine the finished heat exchanger block with the housing. The production of the heat exchanger block outside the housing is of particular advantage, since the production of the heat exchanger block is often accompanied by a high thermal load, which is not feasible, for example, in a plastic jacket of the housing, and / or requires good accessibility, which does not exist within the housing is. For example, the working medium pipes must be passed tightly through the bottoms, so that solder joints or welded joints are used there. Depending on the intended use of the heat exchanger, very high temperatures may also be required for soldering, for example during brazing.
Aus der DE 10 2006 051 000 A1 ist ein anderer Wärmetauscher bekannt, bei dem der Wärmetauscherblock innerhalb des Mantels des Gehäuses fertiggestellt wird. Dabei muss beim Verschweißen oder Verlöten der Arbeitsmediumrohre mit dem jeweiligen Boden eine Kühlung des Mantels im Bereich des jeweiligen Bodens durchgeführt werden, um eine Beschädigung des Mantels zu verhindern. Mit anderen Worten, die Fertigung des Wärmetauscherblocks innerhalb des Gehäuses ist mit einem erhöhten Aufwand verbunden. From DE 10 2006 051 000 A1 another heat exchanger is known in which the heat exchanger block is completed within the shell of the housing. In this case, during welding or soldering of the working medium pipes with the respective bottom cooling of the jacket in the region of the respective floor must be carried out in order to prevent damage to the shell. In other words, the production of the heat exchanger block within the housing is associated with increased effort.
Um einen Wärmetauscher möglichst preiswert herstellen zu können, ist die Verwendung preiswerter Werkstoffe, wie zum Beispiel Kunststoffe und Leichtmetalllegierungen, erforderlich. Diese preiswerten Werkstoffe lassen sich jedoch nicht bei allen in Frage kommenden Temperaturbereichen einsetzen. Ferner besitzen Kunststoffe einen deutlich geringeren Wärmeleitkoeffizienten als Metalle. Im Unterschied dazu besitzen Eisenlegierungen, vorzugsweise Stahl, insbesondere Edelstahl, eine sehr hohe Temperaturbeständigkeit, sind dann jedoch Vergleichs-
weise teuer. Allerdings ist insbesondere bei Fahrzeuganwendungen ein möglichst geringes Gewicht für den Wärmetauscher anzustreben. In order to produce a heat exchanger as inexpensively as possible, the use of inexpensive materials, such as plastics and light alloys, is required. However, these inexpensive materials can not be used in all possible temperature ranges. Furthermore, plastics have a significantly lower coefficient of thermal conductivity than metals. In contrast, iron alloys, preferably steel, in particular stainless steel, have a very high temperature resistance, but are then comparable. way expensive. However, the lowest possible weight for the heat exchanger is desirable in particular in vehicle applications.
Des Weiteren hat sich gezeigt, dass die Verwendung von axial wirkenden Ringdichtungen zwischen dem Rand des jeweiligen Bodens des Wärmetauscherblocks und der jeweiligen Stufe des Gehäuses problematisch ist, da sich Wärmetauscherblock und Gehäuse während des Betriebs des Wärmeübertragers aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen und der gegebenenfalls unterschiedlichen Wärmedehnungskoeffizienten unterschiedlich ausdehnen. Dabei können sich Wärmetauscherblock und Gehäuse relativ zueinander im Bereich des jeweiligen Bodens axial so weit zueinander verstellen, dass die jeweilige Ringdichtung ihre Dichtfunktion nicht mehr erfüllen kann. Furthermore, it has been found that the use of axially acting annular seals between the edge of the respective bottom of the heat exchanger block and the respective stage of the housing is problematic because the heat exchanger block and housing during operation of the heat exchanger due to the different temperatures and the different coefficients of thermal expansion are different expand. In this case, the heat exchanger block and the housing relative to each other in the region of the respective bottom axially so far adjusted that the respective ring seal can no longer fulfill their sealing function.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich einerseits durch eine preiswerte Herstellbarkeit und andererseits durch eine erhöhte Funktionssicherheit im Bereich der Ringdichtung auszeichnet. The present invention is concerned with the problem of providing for a heat exchanger of the type mentioned an improved or at least another embodiment, which is characterized on the one hand by an inexpensive manufacturability and on the other hand by increased reliability in the ring seal.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Wärmetauscherblock im Gehäuse zu verrasten, derart, dass im Bereich der Ringdichtung ein axialer Kontakt und vorzugsweise eine axiale Vorspannung dauerhaft gewährleistet werden kann. Im Einzelnen schlägt die Erfindung vor, eine derartige Verrastung zwischen Gehäuse und Wärmetauscherblock im Bereich des hinteren Bodens zu realisieren, um die dort vorgesehene erste Ringdichtung axial vorzuspannen, der-
art, dass die erste Ringdichtung sowohl am Rand des hinteren Bodens als auch an der zugehörigen, am Gehäuse ausgebildeten Stufe axial vorgespannt anliegt. Somit ist die Dichtfunktion der ersten Ringdichtung bei allen zu erwartenden Temperaturen und Betriebssituationen gewährleistet. The invention is based on the general idea to lock the heat exchanger block in the housing, such that in the region of the ring seal an axial contact and preferably an axial bias can be permanently ensured. In detail, the invention proposes to realize such a latching between housing and heat exchanger block in the region of the rear floor in order to axially bias the first ring seal provided there, art, that the first ring seal rests axially biased both at the edge of the rear floor and at the associated, formed on the housing stage. Thus, the sealing function of the first ring seal is guaranteed under all expected temperatures and operating situations.
Zweckmäßig weist das Gehäuse im Bereich der Stufe hierzu wenigstens eine Rastkontur auf, die an einer von der ersten Ringdichtung abgewandten Rückseite des Rands des hinteren Bodens mit einer Gegenrastkontur des Rands zusammenwirkt. Die jeweilige Rastkontur bewirkt dabei eine axiale Positionierung des Rands am Gehäuse. Diese axiale Positionierung bewirkt einerseits eine axiale Fixierung des Rands am Gehäuse, die den Rand an einer von der Stufe weg gerichteten Axialbewegung hindert. Andererseits definiert diese axiale Positionierung für den Rand eine Axialposition relativ zum Gehäuse, in der die erste Ringdichtung am Rand und an der Stufe axial vorgespannt anliegt. For this purpose, the housing expediently has at least one latching contour in the region of the step, which cooperates with a counter-latching contour of the edge on a rear side of the edge of the rear base facing away from the first ring seal. The respective locking contour causes an axial positioning of the edge on the housing. This axial positioning on the one hand causes an axial fixation of the edge on the housing, which prevents the edge of an axial movement directed away from the step. On the other hand, this axial positioning for the edge defines an axial position relative to the housing, in which the first ring seal rests axially biased on the edge and on the step.
Zweckmäßig sind mehrere Rastkonturen vorgesehen, die in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind und die entlang des Rands verteilt angeordnet sind. Auf diese Weise wird die axiale Fixierung bzw. axiale Positionierung des Rands des hinteren Bodens am Gehäuse verbessert. Suitably, a plurality of latching contours are provided, which are spaced apart in the circumferential direction and which are arranged distributed along the edge. In this way, the axial fixation or axial positioning of the edge of the rear floor is improved on the housing.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die jeweilige Rastkontur unmittelbar mit der Rückseite des Rands zusammenwirken, wobei dann die Rückseite des Rands selbst die Gegenrastkontur gemeinsam für alle Rastkonturen bildet. Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung des hinteren Bodens. Insbesondere umgreift die jeweilige Rastkontur dabei eine radial außen liegende Außenkante des Rands. In another embodiment, the respective latching contour can interact directly with the rear side of the edge, in which case the rear side of the edge itself forms the counter-latching contour together for all latching contours. This simplifies the production of the rear floor. In particular, the respective latching contour encompasses a radially outer edge of the edge.
Zweckmäßig kann die jeweilige Rastkontur an einer dem Arbeitsmediumeinlass zugewandten Seite eine Rampe aufweisen. Die Rampe erleichtert beim axialen Einsetzen des Wärmetauscherblocks das Überfahren der jeweiligen Rastkontur
durch den Rand des hinteren Bodens, der beim Einsetzen des Wärmetauscherblocks in das Gehäuse vorangeht. Nach dem Überfahren der Rampe hintergreift eine im Wesentlichen radial orientierte, an die Rampe anschließende Rastnase der Rastkontur die jeweilige Gegenrastkontur und sichert so den Rand gegen ein axiales Herausziehen aus dem Gehäuse entgegen der Einsetzrichtung. Suitably, the respective latching contour may have a ramp on a side facing the working medium inlet. The ramp facilitates the axial insertion of the heat exchanger block passing over the respective locking contour by the edge of the rear floor, which precedes when inserting the heat exchanger block in the housing. After passing over the ramp, a substantially radially oriented locking lug adjoining the ramp of the latching contour engages behind the respective counter-latching contour and thus secures the edge against axial withdrawal from the housing counter to the direction of insertion.
Bei einer weiteren Ausführungsform kann sich der Rand mit einer der ersten Ringdichtung zugewandten Vorderseite unmittelbar an der Stufe axial abstützen. Somit liegt der Rand in der Einsetzrichtung an der Stufe und in der Auszugsrichtung an der jeweiligen Rastkontur an. Hierdurch wird eine besonders effiziente axiale Positionierung des Wärmetauscherblocks innerhalb des Gehäuses erzielt. In a further embodiment, the edge can be supported axially with a front side facing the first ring seal directly on the step. Thus, the edge is in the direction of insertion on the step and in the extension direction of the respective locking contour. As a result, a particularly efficient axial positioning of the heat exchanger block is achieved within the housing.
Die erste Ringdichtung kann beispielsweise als Kunststoffdichtung ausgestaltet sein. Kunststoffdichtungen zeichnen sich durch eine besonders hohe Dichtigkeit aus. Die beiden Böden des Wärmetauscherblocks begrenzen den Kühlmediumpfad axial, so dass die Rückseite des Rands unmittelbar dem Kühlmedium ausgesetzt und dementsprechend gekühlt ist. Die erste Ringdichtung wirkt somit mit einem aktiv gekühlten Rand zusammen, wodurch die thermische Belastung der Ringdichtung reduziert ist. The first ring seal may for example be designed as a plastic seal. Plastic seals are characterized by a particularly high density. The two floors of the heat exchanger block the cooling medium path axially, so that the back of the edge is exposed directly to the cooling medium and cooled accordingly. The first ring seal thus cooperates with an actively cooled edge, whereby the thermal load of the ring seal is reduced.
Sofern die erste Ringdichtung als Kunststoffdichtung ausgestaltet ist, kann die Stufe zweckmäßig eine Aufnahmenut aufweisen, in welche die erste Ringdichtung axial eingesetzt ist. Auf diese Weise kann die axiale Verpressung der ersten Ringdichtung auf ein zulässiges bzw. vorbestimmtes Maß begrenzt werden. Ferner wird mit Hilfe der Aufnahmenut eine effiziente radiale Fixierung bzw. Positionierung für die erste Ringdichtung ermöglicht. If the first ring seal is designed as a plastic seal, the stage may expediently have a receiving groove, in which the first ring seal is inserted axially. In this way, the axial compression of the first ring seal can be limited to a permissible or predetermined extent. Furthermore, an efficient radial fixation or positioning for the first ring seal is made possible with the aid of the receiving groove.
Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich der Rand ausschließlich über die erste Ringdichtung an der Stufe axial abstützt. Diese Aus-
führungsform zeichnet sich durch eine besonders einfache Geometrie im Bereich der Stufe aus, was die Herstellung vereinfacht. In another embodiment, it can be provided that the edge is supported axially exclusively via the first ring seal at the step. This The design is characterized by a particularly simple geometry in the area of the step, which simplifies the production.
Eine andere Ausführungsform sieht vor, dass die erste Ringdichtung als scheibenförmige Metallsickendichtung ausgestaltet ist. Derartige Metallsickendichtun- gen sind zwar nicht so dicht wie Kunststoffdichtungen, besitzen jedoch eine deutlich höhere thermische Beständigkeit. Another embodiment provides that the first ring seal is designed as a disk-shaped metal bead seal. Although such metal bead seals are not as dense as plastic seals, they have a significantly higher thermal resistance.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann der Arbeitsmediumein- lass integral an einem Anschlussflansch ausgebildet sein, der bezüglich des Mantels ein separates Bauteil ist und der am Mantel mittels einer Befestigung befestigt ist. Beim Anschlussflansch kann es sich um ein einstückiges, integral hergestelltes Gussteil handeln. Hierdurch ist es möglich, den Anschlussflansch und den Mantel aus unterschiedlichen Materialien herzustellen. Beispielsweise kann der Mantel ein Kunststoffteil sein, während der Anschlussflansch ein Metallteil ist. Der vordere Boden weist ebenfalls einen radial über die Arbeitsmediumrohre überstehenden, umlaufenden Rand auf, der axial zwischen einer axialen Mantelstirnseite des Mantels und einer axialen Flanschstirnseite des Anschlussflansches angeordnet ist, so dass er mit der mittels der Befestigung erzielten Fixierung des Anschlussflansches am Mantel seinerseits am Gehäuse fixiert ist. Zweckmäßig erstreckt sich der Rand des vorderen Bodens radial bis in die Befestigung hinein, so dass er in diese Befestigung eingebunden ist. Auf diese Weise ist der Wärmetauscherblock im Bereich des vorderen Bodens durch die Befestigung zwischen Anschlussflansch und Mantel am Gehäuse axial fixiert. Im Bereich des hinteren Bodens ist der Wärmetauscherblock durch die Verrastung am Gehäuse axial fixiert. According to another advantageous embodiment, the working medium inlet can be formed integrally on a connecting flange, which is a separate component with respect to the jacket and which is fastened to the jacket by means of a fastening. The connection flange can be a one-piece, integrally manufactured casting. This makes it possible to produce the connection flange and the jacket made of different materials. For example, the jacket may be a plastic part, while the connection flange is a metal part. The front bottom also has a radially over the working fluid tubes projecting, circumferential edge which is disposed axially between an axial shell end face of the shell and an axial Flanschstirnseite of the connection flange, so that he achieved with the attachment achieved by the attachment of the flange on the jacket in turn on the housing is fixed. Suitably, the edge of the front floor extends radially into the attachment, so that it is integrated into this attachment. In this way, the heat exchanger block is axially fixed in the region of the front floor by the attachment between the connection flange and jacket on the housing. In the area of the rear floor, the heat exchanger block is axially fixed by the latching on the housing.
Zweckmäßig sind der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass sowie die jeweilige Rastkontur und die Stufe integral am Mantel ausgeformt. Hierdurch verein-
facht sich die Herstellung des Gehäuses. Ferner kann der Mantel einteilig bzw. einstückig hergestellt sein, insbesondere als integrales Gussteil. Suitably, the coolant inlet and the coolant outlet as well as the respective catch contour and the step are integrally formed on the jacket. This simplifies the production of the housing is successful. Furthermore, the jacket can be made in one piece or in one piece, in particular as an integral casting.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der Wärmetauscher in U-Strom- Bauweise ausgestaltet sein. In diesem Fall ist auch der Arbeitsmediumauslass integral am Anschlussflansch ausgeformt, während im Gehäuse eine Umlenkkammer vorgesehen ist. Der Arbeitsmediumpfad führt nun durch wenigstens eines der Arbeitsmediumrohre vom Arbeitsmediumeinlass zur Umlenkkammer und durch wenigstens ein anderes der Arbeitsmediumrohre von der Umlenkkammer zum Arbeitsmediumauslass. Ferner ist das Gehäuse im Bereich der Umlenkkammer durch einen Gehäuseboden verschlossen, der zweckmäßig integral am Mantel ausgeformt ist. Hierdurch erhält das Gehäuse einen besonders preiswert herstellbaren Aufbau, da es letztlich nur den Anschlussflansch mit Arbeitsmediumeinlass und Arbeitsmediumauslass sowie den Mantel mit Gehäuseboden, Kühlmittelein- lass und Kühlmittelauslass umfasst. Die Umlenkkammer kann direkt durch den Mantel und den Gehäuseboden begrenzt sein oder durch einen Metallkörper begrenzt sein, der in das Gehäuse eingesetzt ist. Ein derartiger Metallkörper kann vor allem dann zum Einsatz kommen, wenn das Gehäuse im Bereich des Mantels und Gehäuseboden aus Kunststoff hergestellt ist und die erwarteten Temperaturen in der Umlenkkammer noch relativ hoch sind. In another embodiment, the heat exchanger can be configured in U-current construction. In this case, the Arbeitsmediumauslass is integrally formed on the connection flange, while a deflection chamber is provided in the housing. The working medium path now leads through at least one of the working medium pipes from the working medium inlet to the deflection chamber and through at least one other of the working medium pipes from the deflection chamber to the working medium outlet. Furthermore, the housing is closed in the region of the deflection chamber by a housing bottom, which is expediently integrally formed on the jacket. This gives the housing a particularly inexpensive to manufacture, since it ultimately only the connection flange with working medium inlet and Arbeitsmediumauslass and the jacket with housing bottom, coolant inlet and coolant outlet comprises. The diverting chamber may be bounded directly by the shell and the housing bottom or bounded by a metal body which is inserted into the housing. Such a metal body can be used especially when the housing is made in the region of the jacket and housing bottom made of plastic and the expected temperatures in the deflection chamber are still relatively high.
Besonders vorteilhaft ist jedoch eine alternative Ausführungsform, bei der der Wärmetauscher in I-Strom-Bauweise ausgestaltet ist. In diesem Fall ist der Arbeitsmediumauslass dem Arbeitsmediumeinlass axial gegenüberliegend angeordnet und kann ferner zweckmäßig integral am Mantel ausgeformt sein. Auch bei dieser Bauweise umfasst das Gehäuse in einer vorteilhaften Ausführungsform nur zwei Bestandteile, nämlich den Mantel mit Arbeitsmediumauslass, Kühlmittelein- lass, Kühlmittelauslass und den Anschlussflansch mit Arbeitsmediumeinlass.
Bemerkenswert ist, dass der hier vorgestellte Wärmetauscher sowohl bei der U- Strom-Bauweise als auch bei der I-Strom-Bauweise eine Herstellung des Wärmetauscherblocks außerhalb des Gehäuses ermöglicht, was die Herstellung des Wärmetauscherblocks erheblich vereinfacht. Der fertiggestellte Wärmetauscherblock kann dann in das Gehäuse eingesetzt werden, indem er bei fehlendem Anschlussflansch an der Mantelstirnseite in den Mantel axial eingeführt wird. Dabei wird der Wärmetauscherblock so weit in den Mantel eingeführt bis der beim Einführen vorangehende hintere Boden randseitig mit der jeweiligen Rastkontur verrastet. Anschließend kann der Anschlussflansch am Mantel befestigt werden, wodurch der Wärmetauscherblock auch im Bereich des vorderen Bodens randseitig fixiert wird. However, an alternative embodiment in which the heat exchanger is designed in I-current design is particularly advantageous. In this case, the working fluid outlet is disposed axially opposite the working fluid inlet and may be further conveniently integrally formed on the shell. In this construction, too, the housing in an advantageous embodiment comprises only two components, namely the jacket with working medium outlet, coolant inlet, coolant outlet and the connection flange with working medium inlet. It is noteworthy that the presented here heat exchanger allows both in the U-current design as well as in the I-current construction, a production of the heat exchanger block outside the housing, which greatly simplifies the production of the heat exchanger block. The finished heat exchanger block can then be inserted into the housing by being axially inserted in the jacket in the absence of flange on the mantle end face. In this case, the heat exchanger block is inserted so far into the shell until the preceding during insertion preceding rear bottom latched edge with the respective locking contour. Subsequently, the connecting flange can be fastened to the jacket, whereby the heat exchanger block is fixed at the edge in the area of the front floor.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann axial zwischen dem Rand des vorderen Bodens und der Mantelstirnseite eine axial wirkende zweite Ringdichtung vorgesehen sein. Zusätzlich oder alternativ kann axial zwischen dem Rand des vorderen Bodens und der Flanschstirnseite eine axial wirkende dritte Ringdichtung vorgesehen sein. Dabei können die zweite Ringdichtung und die dritte Ringdichtung wahlweise als Kunststoffdichtung oder als Metallsickendichtung ausgestaltet sein. Insbesondere ist es somit möglich, die zweite Ringdichtung und die dritte Ringdichtung jeweils als Kunststoffdichtung auszuführen. Ebenso können die zweite Ringdichtung und die dritte Ringdichtung jeweils als Metallsickendichtung ausgeführt sein. Ebenso ist denkbar, die zweite Ringdichtung als Kunststoffdichtung auszuführen, während die dritte Ringdichtung als Metallsickendichtung ausgeführt ist. Schließlich ist es ebenso möglich, die zweite Ringdichtung als Metallsickendichtung auszuführen, während die dritte Ringdichtung als Kunststoffdichtung ausgeführt ist. According to an advantageous development may be provided axially between the edge of the front bottom and the mantle end side an axially acting second ring seal. Additionally or alternatively, an axially acting third ring seal may be provided axially between the edge of the front floor and the flange face. In this case, the second ring seal and the third ring seal can optionally be configured as a plastic seal or as a metal bead seal. In particular, it is thus possible to design the second ring seal and the third ring seal in each case as a plastic seal. Likewise, the second ring seal and the third ring seal may each be designed as a metal bead seal. It is also conceivable to carry out the second ring seal as a plastic seal, while the third ring seal is designed as a metal bead seal. Finally, it is also possible to carry out the second ring seal as a metal bead seal, while the third ring seal is designed as a plastic seal.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher der Wärmetauscherblock aus einer Eisenlegierung hergestellt ist, während der Mantel aus einem
Kunststoff oder aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt ist. Da sich bei dem hier vorgestellten Wärmetauscher der Wärmetauscherblock außerhalb des Gehäuses fertigstellen lässt, lassen sich die beiden Böden und die Arbeitsmedium- rohre bei optimaler Zugänglichkeit auch mit hohen Temperaturen fügen, beispielsweise um die Arbeitsmediumrohre mit den Böden zu verlöten oder zu verschweißen. Der Mantel kann als preiswertes Gussteil aus Kunststoff oder Leichtmetalllegierung hergestellt werden und dabei je nach Integrationsgrad und je nach Bauform mit dem Kühlmitteleinlass, mit dem Kühlmittelauslass, der Stufe und der jeweiligen Rastkontur integral ausformen. Sofern der vorstehend genannte Anschlussflansch vorgesehen ist, kann dieser ebenfalls aus einer Eisenlegierung oder aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt sein je nach der zu erwartenden thermischen Belastung durch das zu kühlende heiße Arbeitsmedium. Bei einem Abgaskühler ist der Anschlussflansch vorzugsweise aus einer Eisenlegierung hergestellt. Particularly advantageous is an embodiment in which the heat exchanger block is made of an iron alloy, while the jacket of a Plastic or made of a light metal alloy. Since, in the heat exchanger presented here, the heat exchanger block can be completed outside the housing, the two floors and the working medium pipes can be joined with high accessibility, even at high temperatures, for example to solder or weld the working medium pipes to the floors. The jacket can be manufactured as an inexpensive casting made of plastic or light metal alloy and thereby integrally molding depending on the degree of integration and depending on the design with the coolant inlet, with the coolant outlet, the step and the respective locking contour. If the abovementioned connection flange is provided, this may likewise be made of an iron alloy or of a light metal alloy, depending on the expected thermal load of the hot working medium to be cooled. In an exhaust gas cooler, the connection flange is preferably made of an iron alloy.
Bei einer anderen Ausführungsform kann der Rand des hinteren Bodens bei Umgebungstemperatur radial innen von der Stufe axial abheben und bei Betriebstemperatur radial innen an der Stufe axial anliegen. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Formgebung des Bodens im Bereich des Rands realisiert werden. Beispielsweise kann der Rand des hinteren Bodens gegenüber einer senkrecht zur Axialrichtung verlaufenden Ebene nach hinten, also vom vorderen Boden weggerichtet, geneigt sein. Während des Betriebs des Wärmetauschers dehnt sich der Wärmetauscherblock axial stärker aus als das Gehäuse, wodurch die vorstehend genannte Neigung des Rands immer geringer wird bis der Rand bei Betriebstemperatur auch radial innen an der Stufe axial zur Anlage kommt. In another embodiment, the edge of the rear floor may be axially raised radially inward from the step at ambient temperature and axially abut radially against the step at the operating temperature. This can be realized for example by a corresponding shaping of the soil in the region of the edge. For example, the edge of the rear floor with respect to a direction perpendicular to the axial direction plane to the rear, so directed away from the front floor, be inclined. During operation of the heat exchanger, the heat exchanger block expands axially stronger than the housing, whereby the above-mentioned inclination of the edge is always lower until the edge comes to rest axially at the operating temperature and radially inward at the stage.
Ebenso ist eine Ausführungsform denkbar, bei welcher der Rand des hinteren Bodens radial innen einen Axialabstand von der Stufe aufweist, der bei Umge-
bungstemperatur größer ist als bei Betriebstemperatur. Das bedeutet, dass der besagte Axialabstand mit zunehmender Temperatur abnimmt und im Extremfall den Wert Null annehmen kann, jedoch nicht muss. Somit kann es bei hohen Temperaturen, insbesondere im oberen Bereich der möglichen Betriebstemperaturen, radial innen zu einem axialen Kontakt zwischen dem Rand und der Stufe kommen, während bei niedrigeren Temperaturen, die noch im Betriebstemperaturbereich liegen können, ein solcher Axialkontakt unterbleibt. Auch dies kann durch eine entsprechende Formgebung des hinteren Bodens im Bereich des Rands realisiert werden. Likewise, an embodiment is conceivable in which the edge of the rear floor has, radially inward, an axial distance from the step, which, in the case of a surrounding temperature is greater than at operating temperature. This means that the said axial distance decreases with increasing temperature and in extreme cases can assume the value zero, but does not have to. Thus, at high temperatures, especially in the upper range of the possible operating temperatures, radially inward axial contact between the edge and the step can occur, while at lower temperatures, which may still be in the operating temperature range, such an axial contact is omitted. This too can be realized by a corresponding shaping of the rear floor in the region of the edge.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
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. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
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 Komponenten beziehen. Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Es zeigen, jeweils schematisch, Show, in each case schematically,
Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Wärmetauschers, 1 is an isometric view of a heat exchanger,
Fig. 2 einen Axialschnitt des Wärmetauschers,
Fig. 3 ein vergrößertes Detail III aus Fig. 2, 2 shows an axial section of the heat exchanger, 3 is an enlarged detail III of Fig. 2,
Fig. 4 - 5 jeweils eine Detailansicht wie in Fig. 3, jedoch bei anderen Ausfüh- rungsformen, 4 to 5 each show a detailed view as in FIG. 3, but in other embodiments,
Fig. 6 ein vergrößertes Detail VI aus Fig. 2, 6 is an enlarged detail VI of FIG. 2,
Fig. 7 - 9 jeweils eine Detailansicht wie in Fig. 6, jedoch bei anderen Ausfüh- rungsformen, 7 to 9 each show a detailed view as in FIG. 6, but in other embodiments,
Fig. 10 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung eines Wärmetauschers in 10 is a greatly simplified schematic representation of a heat exchanger in
I-Strom-Bauweise, I-flow design,
Fig. 1 1 eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung eines Wärmetauschers in Fig. 1 1 is a greatly simplified schematic diagram of a heat exchanger in
U-Strom-Bauweise. U-flow design.
Entsprechend den Figuren 1 und 2 umfasst ein Wärmetauscher 1 ein Gehäuse 2 und einen Wärmetauscherblock 3, der sich im Inneren des Gehäuses 2 befindet und daher in Fig. 1 nicht sichtbar ist. Das Gehäuse 2 weist einen Gehäusemantel 4, einen Arbeitsmediumeinlass 5, einen Arbeitsmediumauslass 6, einen Kühlme- diumeinlass 7 und einen Kühlmediumauslass 8 auf. Der Wärmetauscherblock 3 weist einen dem Arbeitsmediumeinlass 5 zugewandten vorderen Boden 9 und einen vom Arbeitsmediumeinlass 5 abgewandten hinteren Boden 10 auf. Ferner weist der Wärmetauscherblock 3 mehrere Arbeitsmediumrohre 1 1 zum Führen eines Arbeitsmediums 12 auf, wobei die Arbeitsmediumrohre 1 1 durch die beiden Böden 9, 10 axial hindurchführen und fest sowie dicht mit den beiden Böden 9, 10 verbunden sind.
Bei dem hier vorgestellten Beispiel umfasst der Arbeitsmediumeinlass 5 einen zugehörigen Einlassstutzen und weist einen Befestigungsflansch auf, der zum Anschließen des Wärmeübertragers 1 an eine das Arbeitsmedium führende Arbeitsmediumleitung dient, wie z.B. eine Ladeluftleitung, eine Abgasrückführleitung oder eine Abgasleitung. Auch der Arbeitsmediumauslass 6 weist hier einen zugehörigen Auslassstutzen sowie einen Befestigungsflansch auf, der zum Anschließen des Wärmetauschers 1 an die Arbeitsmediumleitung dient. Der Kühlmedium- einlass 7 umfasst hier einen zugehörigen Einlassstutzen, der zum Anschließen des Wärmetauschers 1 an einen ein Kühlmittel 13 führenden Kühlkreis dient. Schließlich weist hier auch der Kühlmediumauslass 8 einen zugehörigen Auslassstutzen auf, der zum Anschließen des Wärmetauschers 1 an den Kühlkreis dient. Referring to Figures 1 and 2, a heat exchanger 1 comprises a housing 2 and a heat exchanger block 3, which is located in the interior of the housing 2 and therefore is not visible in Fig. 1. The housing 2 has a housing jacket 4, a working medium inlet 5, a working medium outlet 6, a cooling medium inlet 7 and a cooling medium outlet 8. The heat exchanger block 3 has a front floor 9 facing the working medium inlet 5 and a rear floor 10 facing away from the working medium inlet 5. Furthermore, the heat exchanger block 3 a plurality of working fluid tubes 1 1 for guiding a working fluid 12, wherein the working fluid tubes 1 1 pass axially through the two floors 9, 10 and are firmly and tightly connected to the two floors 9, 10. In the example presented here, the working medium inlet 5 comprises an associated inlet nozzle and has a fastening flange which serves to connect the heat exchanger 1 to a working medium line carrying the working medium, such as a charge air line, an exhaust gas return line or an exhaust line. Also, the Arbeitsmediumauslass 6 here has an associated outlet nozzle and a mounting flange, which serves to connect the heat exchanger 1 to the working medium line. The cooling medium inlet 7 here comprises an associated inlet pipe which serves to connect the heat exchanger 1 to a cooling circuit leading to a coolant 13. Finally, here also the Kühlmediumauslass 8 has an associated outlet port, which serves to connect the heat exchanger 1 to the cooling circuit.
Der Wärmetauscher 1 dient zum mediengetrennten Kühlen des Arbeitsmediums 12 mit Hilfe eines Kühlmediums 13. Beim Arbeitsmedium 12, das in den Figuren 1 und 2 durch Pfeile angedeutet ist, kann es sich vorzugsweise um ein Gas handeln, wie zum Beispiel Ladeluft, rückgeführtes Abgas und Abgas. Beim Kühlmedium 13, das in den Figuren 1 und 2 durch Pfeile angedeutet ist, kann es sich um eine Flüssigkeit handeln, wie zum Beispiel eine Kühlflüssigkeit eines Kühlkreises einer Brennkraftmaschine bzw. eines damit ausgestatteten Kraftfahrzeugs. Für die mediengetrennte und wärmeübertragende Kopplung sind im Wärmetauscher 1 ein durch Pfeile angedeuteter Arbeitsmediumpfad 14 und ein ebenfalls durch Pfeile angedeuteter Kühlmediumpfad 15 ausgebildet. Der Arbeitsmediumpfad 14 führt dabei vom Arbeitsmediumeinlass 5 innen durch die Arbeitsmediumrohre 1 1 hindurch zum Arbeitsmediumauslass 6. Der Kühlmittelpfad 15 führt vom Kühlmitte- leinlass 7 außen um die Arbeitsmediumrohre 1 1 herum zum Kühlmittelauslass 8. Die Arbeitsmediumrohre 1 1 sind im gezeigten Beispiel jeweils geradlinig ausgestaltet und parallel zueinander sowie Seite an Seite, also radial nebeneinander angeordnet, wobei radial zwischen benachbarten Arbeitsmediumrohren 1 1 Zwi-
schenräume 16 ausgebildet sind, die ebenfalls vom Kühlmedium 13 des Kühlmediumpfads 15 durchströmt sind. The working medium 12, which is indicated by arrows in FIGS. 1 and 2, may preferably be a gas, such as, for example, charge air, recirculated exhaust gas and exhaust gas. The heat exchanger 1 serves for media-separated cooling of the working medium 12 by means of a cooling medium , The cooling medium 13, which is indicated by arrows in FIGS. 1 and 2, can be a liquid, such as, for example, a cooling liquid of a cooling circuit of an internal combustion engine or of a motor vehicle equipped therewith. For the media-separated and heat-transmitting coupling, a working medium path 14 indicated by arrows and a cooling medium path 15 also indicated by arrows are formed in the heat exchanger 1. The working medium path 14 leads from the working medium inlet 5 inside through the working medium tubes 1 1 through the Arbeitsmediumauslass 6. The coolant path 15 leads from Kühlmitte- leinlass 7 outside around the working medium tubes 1 1 around the coolant outlet 8. The working medium tubes 1 1 are configured in the example shown each straight and parallel to each other and side by side, ie arranged radially next to each other, wherein radially between adjacent working medium tubes 1 1 Ranges 16 are formed, which are also flowed through by the cooling medium 13 of the cooling medium path 15.
Figur 2 lässt sich weiter entnehmen, dass der Arbeitsmediumeinlass 5 zweckmäßig als Diffusor ausgestaltet ist, um das zugeführte Arbeitsmedium 12 auf die Ar- beitsmediumrohre 1 1 zu verteilen. FIG. 2 also shows that the working medium inlet 5 is expediently configured as a diffuser in order to distribute the supplied working medium 12 onto the working medium pipes 11.
Gemäß den Figuren 2 bis 5 besitzt der hintere Boden 10 einen radial über die Ar- beitsmediumrohre 1 1 überstehenden, umlaufenden Randbereich oder Rand 17. Entlang des Rands 17 besitzt das Gehäuse 2 eine umlaufende Stufe 18. Axial zwischen dem Rand 17 und der Stufe 18 ist nun eine erste Ringdichtung 19 angeordnet, die axial wirkt und somit den Rand 17 gegenüber der Stufe 18 dichtet. Das Gehäuse 2 weist nun im Bereich dieser Stufe 18 zumindest eine, vorzugsweise jedoch mehrere Rastkonturen 20 auf. Die jeweilige Rastkontur 20 wirkt dabei mit einer Gegenrastkontur 21 zusammen, die sich am Rand 17 befindet, wobei sich die Rastkontur 20 an einer von der ersten Ringdichtung 19 abgewandten Rückseite 22 des Rands 17 an der Gegenrastkontur 21 axial abstützt. Allgemein wird mit Hilfe der jeweiligen Rastkontur 20 eine Verrastung 23 zum axialen Fixieren des Rands 17 an der Stufe 18 geschaffen. Die Verrastung 23 hindert den Rand 17 an einer von der Stufe 18 weg gerichteten Axialbewegung. Ferner bewirkt die Verrastung 23 eine Positionierung des Rands 17 relativ zur Stufe 18 in einer Axialposition, in welcher die erste Ringdichtung 19 sowohl an der Stufe 18 als auch an dem Rand 17 axial vorgespannt anliegt. Zusammengefasst bedeutet dies, dass durch die ringförmig umlaufende Stufe 18 eine axiale Positionierung des Wärmetauscherblocks 3 im Gehäuse 2 realisiert wird. Mit Hilfe der Verrastung 23 wird eine axiale Fixierung des Wärmetauscherblocks 3 im Bereich des hinteren Bodens 10 realisiert. Beide Maßnahmen ermöglichen es, den Wärmetauscherblock 3 außerhalb des Gehäuses 2 herstellen zu können.
Sofern wie hier mehrere Rastkonturen 20 vorgesehen sind, sind diese in der Um- fangsrichtung voneinander beabstandet und entlang des Rands 17 verteilt angeordnet. Die Umfangsrichtung läuft dabei bezüglich einer Längsmittelachse 24 des Gehäuses 2 um, welche die Axialrichtung definiert, die sich parallel zur Längsmittelachse 24 erstreckt. According to FIGS. 2 to 5, the rear floor 10 has a circumferential edge region or edge 17 projecting radially beyond the working medium pipes 11. Along the edge 17, the housing 2 has a circumferential step 18. Axially between the edge 17 and the step 18 Now, a first ring seal 19 is arranged, which acts axially and thus seals the edge 17 relative to the step 18. The housing 2 now has at least one, but preferably several latching contours 20 in the region of this step 18. The respective latching contour 20 acts together with a counter-latching contour 21, which is located at the edge 17, wherein the latching contour 20 is axially supported on a rear side 22 of the edge 17 facing away from the first ring seal 19 on the counter-latching contour 21. Generally, with the aid of the respective catch contour 20, a catch 23 is provided for axially fixing the edge 17 to the step 18. The latching 23 prevents the edge 17 at an axial movement directed away from the step 18. Further, the catch 23 causes the edge 17 to be positioned relative to the step 18 in an axial position in which the first ring seal 19 bears axially biased on both the step 18 and the edge 17. In summary, this means that an axial positioning of the heat exchanger block 3 in the housing 2 is realized by the annular circumferential step 18. With the aid of the latching 23, an axial fixation of the heat exchanger block 3 in the region of the rear floor 10 is realized. Both measures make it possible to produce the heat exchanger block 3 outside of the housing 2. If, as here, a plurality of latching contours 20 are provided, these are spaced apart in the circumferential direction and distributed along the edge 17. The circumferential direction runs with respect to a longitudinal central axis 24 of the housing 2, which defines the axial direction which extends parallel to the longitudinal central axis 24.
Wie sich insbesondere den vergrößerten Ansichten der Figuren 3 bis 5 entnehmen lässt, wirkt die jeweilige Rastkontur 20 bevorzugt unmittelbar mit der Rückseite 22 des Rands 17 zusammen, so dass der Rand 17 selbst die Gegenrastkon- tur 21 bildet, und zwar im Bereich seiner radial außen liegenden Außenkante. Dementsprechend umgreift die Rastkontur 20 den Rand 17 im Bereich seiner Außenkante. As can be seen in particular from the enlarged views of FIGS. 3 to 5, the respective latching contour 20 preferably interacts directly with the rear side 22 of the edge 17, so that the edge 17 itself forms the counter-latching contour 21, specifically in the region of its radially outside lying outer edge. Accordingly, the locking contour 20 surrounds the edge 17 in the region of its outer edge.
In den Figuren 2 bis 5 ist die erste Ringdichtung 19 in üblicher Weise im entspannten Zustand dargestellt, so dass die erste Ringdichtung 19 vermeintlich in den Rand 17 eindringt bzw. den Rand 17 durchsetzt. Es ist klar, dass in der Realität stattdessen die erste Ringdichtung 19 axial am Rand 17 anliegt, wobei eine entsprechende elastische Verformung der ersten Ringdichtung 19 erfolgt. In Figures 2 to 5, the first ring seal 19 is shown in the usual manner in the relaxed state, so that the first ring seal 19 supposedly penetrates into the edge 17 and the edge 17 passes. It is clear that in reality instead the first ring seal 19 abuts axially on the edge 17, wherein a corresponding elastic deformation of the first ring seal 19 takes place.
Im Beispiel der Figur 3 stützt sich der Rand 17 mit seiner Vorderseite 25, die der ersten Ringdichtung 19 zugewandt ist, unmittelbar an der Stufe 18 axial ab. In diesem Fall ist für die erste Ringdichtung 19 in der Stufe 18 eine Aufnahmenut 26 ausgebildet, in welche die erste Ringdichtung 19 axial eingesetzt ist. Im Beispiel der Figur 3 ist die erste Ringdichtung 19 als Kunststoffdichtung ausgestaltet. In the example of Figure 3, the edge 17 is supported with its front side 25, which faces the first ring seal 19, directly on the step 18 axially. In this case, a receiving groove 26 is formed for the first ring seal 19 in the stage 18, in which the first ring seal 19 is inserted axially. In the example of Figure 3, the first ring seal 19 is designed as a plastic seal.
Im Beispiel der Figur 4 stützt sich der Rand 17 ausschließlich über die erste Ringdichtung 19 an der Stufe 18 axial ab. In diesem Fall ist die erste Ringdichtung 19 als scheibenförmige Metallsickendichtung ausgestaltet. In diesem Fall ist keine Aufnahmenut 26 erforderlich.
Figur 5 zeigt eine Ausführungsform ähnlich wie in Figur 3, bei der die erste Ringdichtung 19 als Kunststoffdichtung ausgestaltet ist und in eine Aufnahmenut 26 eingesetzt ist. Ebenso ist jedoch denkbar, auch hier die Variante der Figur 4 anzuwenden, bei der die erste Ringdichtung 19 als Metallsickendichtung ausgestaltet ist und bei der auf die Aufnahmenut 26 verzichtet werden kann. Die Besonderheit der in Figur 5 gezeigten Ausführungsform besteht darin, dass der Rand 17 gegenüber einer senkrecht zur Axialrichtung verlaufenden Ebene geneigt ist, so dass er bei Umgebungstemperatur die Stufe 18 nur radial außen berührt, während er radial innen von der Stufe 18 abhebt. Diese Situation ist in Figur 5 mit durchgezogener Linie dargestellt. Gleichzeitig ist mit unterbrochener Linie eine Situation dargestellt, die sich bei Betriebstemperatur einstellt. Bei Betriebstemperatur liegt der Rand 17 nunmehr auch radial innen an der Stufe 18 axial an. Allgemein kann der Rand 17 des hinteren Bodens 10 radial innen einen Axialabstand 27 von der Stufe 18 aufweisen, der bei Umgebungstemperatur größer ist als bei Betriebstemperatur. In the example of Figure 4, the edge 17 is supported exclusively on the first annular seal 19 on the step 18 axially. In this case, the first ring seal 19 is designed as a disk-shaped metal bead seal. In this case, no receiving groove 26 is required. Figure 5 shows an embodiment similar to Figure 3, in which the first ring seal 19 is designed as a plastic seal and is inserted into a receiving groove 26. However, it is also conceivable to apply the variant of FIG. 4 here as well, in which the first ring seal 19 is configured as a metal seal and in which the receiving groove 26 can be dispensed with. The peculiarity of the embodiment shown in Figure 5 is that the edge 17 is inclined relative to a plane extending perpendicular to the axial direction, so that it touches the step 18 only at the ambient temperature radially outward, while it lifts off radially from the step 18. This situation is shown in FIG. 5 by a solid line. At the same time, a situation is shown with a broken line, which sets at operating temperature. At operating temperature, the edge 17 is now also radially inward on the step 18 axially. In general, the edge 17 of the rear floor 10 radially inwardly may have an axial distance 27 from the step 18 which is greater at ambient temperature than at operating temperature.
Bemerkenswert ist außerdem, dass der hintere Boden 10 bei den Ausführungsformen der Figuren 2 bis 5 räumlich so geformt ist, dass der mit der Stufe 18 und der ersten Ringdichtung 19 zusammenwirkende Rand 17 axial versetzt ist zu einem vom Rand 17 eingefassten Bereich, der mit den Arbeitsmediumrohren 1 1 fest verbunden ist. Dieser Versatz erfolgt beim hinteren Boden 10 nach außen, also axial weggerichtet von den Arbeitsmediumrohren 1 1 . It is also noteworthy that the rear floor 10 in the embodiments of Figures 2 to 5 is spatially shaped so that the cooperating with the step 18 and the first ring seal 19 edge 17 is axially offset to a bordered by the edge 17 area, with the Working medium tubes 1 1 is firmly connected. This offset takes place at the rear floor 10 to the outside, ie axially directed away from the working fluid pipes 1 first
Entsprechend den Figuren 1 und 2 ist der Arbeitsmediumeinlass 5 integral an einem Anschlussflansch 28 ausgeformt, der bezüglich des Mantels 4 ein separates Bauteil repräsentiert. Im Beispiel ist somit der weiter oben genannte Diffusor im Anschlussflansch 28 ausgebildet. Dieser Anschlussflansch 28 ist mittels einer Befestigung 29 am Mantel 4 befestigt. Die Befestigung 29 ist hier als Flanschverbin-
dung mit mehreren Verschraubungen 30 realisiert. Gemäß den Figuren 2 und 6 bis 9 weist der vordere Boden 9 einen radial über die Arbeitsmediumrohre 1 1 überstehenden, umlaufenden Rand 31 auf. Dieser Rand 31 ist axial zwischen einer axialen Mantelstirnseite 32 des Mantels 4 und einer axialen Flanschstirnseite 33 angeordnet. Ferner erstreckt sich der Rand 31 radial bis in die Befestigung 29 hinein. Hierdurch ist der Rand 31 des vorderen Bodens 9 in die Befestigung 29 eingebunden, so dass mit Hilfe der Befestigung 29 einerseits der Anschlussflansch 28 am Mantel 4 und andererseits der Wärmetauscherblock 3 am Gehäuse 2 fixiert werden. According to Figures 1 and 2, the working medium inlet 5 is integrally formed on a connecting flange 28, which represents a separate component with respect to the jacket 4. In the example, the above-mentioned diffuser is thus formed in the connecting flange 28. This connection flange 28 is fastened by means of a fastening 29 on the jacket 4. The attachment 29 is here as Flanschverbin- Made with multiple screw 30 realized. According to FIGS. 2 and 6 to 9, the front bottom 9 has a circumferential edge 31 protruding radially over the working medium pipes 11. This edge 31 is arranged axially between an axial jacket end face 32 of the jacket 4 and an axial flange face 33. Furthermore, the edge 31 extends radially into the attachment 29. As a result, the edge 31 of the front bottom 9 is integrated into the attachment 29, so that by means of the attachment 29 on the one hand, the connecting flange 28 on the shell 4 and on the other hand, the heat exchanger block 3 are fixed to the housing 2.
Während der Arbeitsmediumeinlass 5 in den Anschlussflansch 28 integriert ist, sind der Kühlmitteleinlass 7 und der Kühlmittelauslass 8 sowie die Rastkonturen 20 und die Stufe 18 in dem Mantel 4 integriert. While the working medium inlet 5 is integrated into the connecting flange 28, the coolant inlet 7 and the coolant outlet 8 as well as the latching contours 20 and the step 18 are integrated in the jacket 4.
Im Beispiel der Figuren 1 und 2 ist der Wärmetauscher 1 in I-Strom-Bauweise ausgestaltet, die sich gemäß Figur 10 dadurch charakterisiert, dass der Arbeits- mediumauslass 6 dem Arbeitsmediumeinlass 5 axial gegenüberliegt. Im Unterschied dazu zeigt Figur 1 1 einen Wärmetauscher 1 in U-Strom-Bauweise, die sich dadurch charakterisiert, dass sich Arbeitsmediumeinlass 5 und Arbeitsmedi- umauslass 6 an demselben axialen Ende des Gehäuses 2 befinden und dabei einer Umlenkkammer 34 axial gegenüberliegen. In the example of Figures 1 and 2, the heat exchanger 1 is designed in I-flow design, which is characterized according to Figure 10 in that the working medium outlet 6 the working medium inlet 5 is axially opposite. In contrast, FIG. 11 shows a heat exchanger 1 in a U-flow design, which is characterized in that the working medium inlet 5 and the working medium outlet 6 are located at the same axial end of the housing 2 and are axially opposite a deflection chamber 34.
Im Beispiel der Figuren 1 und 2, bei dem der Wärmetauscher 1 in der I-Strom- Bauweise ausgestaltet ist, ist außerdem vorgesehen, dass der Arbeitsmedi- umauslass 6 am Mantel 4 integral ausgeformt ist. Dabei geht der Mantel 4 über einen Konvergenzbereich 35 in den Arbeitsmediumauslass 6 über. Im Konvergenzbereich 35 ist eine Sammelkammer 36 ausgebildet, in der die durch die separaten Arbeitsmediumrohre 1 1 geführten Teilströme des Arbeitsmediums 12 wieder vereint werden und gemeinsam dem Arbeitsmediumauslass 6 zuströmen.
Wird dagegen der Wärmetauscher 1 in der U-Strom-Bauweise ausgestaltet, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Arbeitsmediumauslass 6 ebenfalls integral am Anschlussflansch 28 ausgeformt sein. Das Gehäuse 2 enthält dann die Umlenkkammer 34. Der Arbeitsmediumpfad 14 führt durch wenigstens eines der Arbeitsmediumrohre 1 1 vom Arbeitsmediumeinlass 5 zur Umlenkkammer 34 und durch wenigstens ein anderes der Arbeitsmediumrohre 1 1 von der Umlenkkammer 34 zum Arbeitsmediumauslass 6. Das Gehäuse 2 ist dann im Bereich der Umlenkkammer 34 durch einen Gehäuseboden 37 verschlossen. Der Gehäuseboden 37 ist bei einer bevorzugten Ausführungsform integral am Mantel 4 ausgeformt. Die Umlenkkammer 34 kann durch ein hier nicht gezeigtes Metallgehäuse begrenz sein, das in das Gehäuse 2 eingesetzt ist und den Mantel 4 sowie den Gehäuseboden 37 zur Umlenkkammer 34 hin auskleidet und vor einem Kontakt mit dem Arbeitsmedium 12 schützt. In the example of Figures 1 and 2, in which the heat exchanger 1 is designed in the I-flow design, it is also provided that the Arbeitsmedi- umauslass 6 is integrally formed on the jacket 4. In this case, the jacket 4 passes over a convergence region 35 in the Arbeitsmediumauslass 6. In the convergence region 35, a collecting chamber 36 is formed, in which the partial streams of the working medium 12 guided through the separate working medium tubes 11 are reunited and jointly flow to the working medium outlet 6. If, on the other hand, the heat exchanger 1 is configured in the U-current design, the working medium outlet 6 can also be formed integrally on the connection flange 28 in accordance with a preferred embodiment. The housing 2 then contains the deflection chamber 34. The working medium path 14 leads through at least one of the working medium tubes 1 1 from the working medium inlet 5 to the deflection chamber 34 and through at least one other of the working medium tubes 1 1 from the deflection chamber 34 to Arbeitsmediumauslass 6. The housing 2 is then in the area the deflection chamber 34 closed by a housing bottom 37. The housing bottom 37 is integrally formed on the jacket 4 in a preferred embodiment. The deflection chamber 34 may be limited by a metal housing, not shown here, which is inserted into the housing 2 and the casing 4 and the housing bottom 37 to the deflection chamber 34 out and protects against contact with the working medium 12.
Gemäß den Figuren 2 und 6 bis 9 kann im Bereich des vorderen Bodens 9 zwischen dem zugehörigen Rand 31 und der Mantelstirnseite 32 eine axial wirkende zweite Ringdichtung 38 vorgesehen sein. Ferner kann axial zwischen dem Rand 31 des vorderen Bodens 9 und der Flanschstirnseite 33 eine axial wirkende dritte Ringdichtung 39 vorgesehen sein. Die zweite Ringdichtung 38 und die dritte Ringdichtung 39 können als Kunststoffdichtung oder als Metallsickendichtung ausgestaltet sein. According to FIGS. 2 and 6 to 9, an axially acting second annular seal 38 can be provided in the region of the front bottom 9 between the associated edge 31 and the jacket end face 32. Furthermore, axially between the edge 31 of the front bottom 9 and the flange face 33, an axially acting third ring seal 39 may be provided. The second ring seal 38 and the third ring seal 39 may be configured as a plastic seal or as a metal bead seal.
Die Figuren 2 und 6 zeigen dabei eine Ausführungsform, bei der die zweite Ringdichtung 38 als Kunststoffdichtung ausgestaltet ist und bei der die dritte Ringdichtung 39 ebenfalls als Kunststoffdichtung ausgestaltet ist.
Figur 7 zeigt dagegen eine Ausführungsform, bei der die zweite Ringdichtung 38 als Metallsickendichtung ausgestaltet ist und bei der die dritte Ringdichtung 39 ebenfalls als Metallsickendichtung ausgestaltet ist. Figures 2 and 6 show an embodiment in which the second ring seal 38 is designed as a plastic seal and in which the third ring seal 39 is also designed as a plastic seal. In contrast, FIG. 7 shows an embodiment in which the second ring seal 38 is designed as a metal bead seal and in which the third ring seal 39 is likewise configured as a metal bead seal.
Figur 8 zeigt dagegen eine Ausführungsform, bei der die zweite Ringdichtung 38 als Kunststoffdichtung ausgestaltet ist, während die dritte Ringdichtung 39 als Metallsickendichtung ausgestaltet ist. By contrast, FIG. 8 shows an embodiment in which the second ring seal 38 is designed as a plastic seal, while the third ring seal 39 is configured as a metal bead seal.
Schließlich zeigt Figur 9 eine Ausführungsform, bei der die zweite Ringdichtung 38 als Metallsickendichtung ausgestaltet ist, während die dritte Ringdichtung 39 als Kunststoffdichtung ausgestaltet ist. Finally, FIG. 9 shows an embodiment in which the second ring seal 38 is designed as a metal bead seal, while the third ring seal 39 is configured as a plastic seal.
Sofern die zweite Ringdichtung 38 wie in den Beispielen der Figuren 2, 6 und 8 als Kunststoffdichtung ausgestaltet ist, enthält die Mantelstirnseite 32 eine zugehörige Aufnahmenut 40, in welche die zweite Ringdichtung 38 axial eingesetzt ist. Sofern die dritte Ringdichtung 39 wie in den Figuren 2, 6 und 9 als Kunststoffdich- tung ausgestaltet ist, enthält die Flanschstirnseite 33 eine entsprechende Aufnahmenut 41 , in welche die dritte Ringdichtung 39 axial eingesetzt ist. If the second ring seal 38 is designed as a plastic seal, as in the examples of FIGS. 2, 6 and 8, the shell end face 32 contains an associated receiving groove 40 into which the second ring seal 38 is inserted axially. If the third ring seal 39 is designed as a plastic seal, as in FIGS. 2, 6 and 9, the flange end face 33 contains a corresponding receiving groove 41 into which the third ring seal 39 is inserted axially.
Auch die zweite Ringdichtung 38 und die dritte Ringdichtung 39 sind in den Figuren 2 und 6 bis 9 jeweils im entspannten Zustand dargestellt, so dass sie scheinbar in den Rand 31 des vorderen Bodens 9 bzw. in die Flanschstirnseite 33 hineinragen. In Realität ist dies nicht der Fall, vielmehr sind die zweite Ringdichtung 38 und die dritte Ringdichtung 39 dann auf entsprechende Weise elastisch verformt und liegen axial am Rand 31 bzw. an der Flanschstirnseite 33 an. The second ring seal 38 and the third ring seal 39 are also shown in the relaxed state in FIGS. 2 and 6 to 9, so that they seemingly protrude into the edge 31 of the front floor 9 or into the flange front side 33. In reality, this is not the case, but the second ring seal 38 and the third ring seal 39 are then elastically deformed in a corresponding manner and lie axially on the edge 31 and on the flange face 33 at.
Bemerkenswert ist ferner, dass der vordere Boden 9 dreidimensional geformt ist, derart, dass der Rand 31 gegenüber einem vom Rand 31 ringförmig eingefassten inneren Bereich des vorderen Bodens 9 axial versetzt ist, wobei der innere Be-
reich fest mit den Arbeitsmediumrohren 1 1 verbunden ist. Der axiale Versatz erfolgt dabei nach innen, also in einer den Arbeitsmediumrohren 1 1 zugewandten Richtung. It is also noteworthy that the front bottom 9 is shaped three-dimensionally, such that the edge 31 is offset axially relative to an inner region of the front bottom 9 that is annularly enclosed by the edge 31, wherein the internal rich firmly connected to the working fluid pipes 1 1. The axial offset takes place inwardly, ie in a working medium tubes 1 1 facing direction.
Die in den Fig. 4 und 7 bis 9 gezeigten Metallsickendichtungen sind jeweils durch eine Metallscheibe gebildet, die sich ringförmig entlang des jeweiligen Rands 17 bzw. 31 erstreckt und die wenigstens eine axial abstehende, geschlossen umlaufende Dichtkontur 42 aufweist, die vorgespannt am jeweiligen Rand 17, 31 bzw. an der Flanschstirnseite 33 axial anliegt. Die jeweilige Dichtkontur 42 ist dabei nach Art einer Sicke durch Umformung integral an der Metallscheibe ausgebildet. Diese Dichtkontur 42 kann oder mehrere solche Dichtkonturen 42 können dabei radial zwischen einer Innenkante und einer Außenkante der jeweiligen Metallsi- ckendichtung angeordnet sein. In den hier gezeigten Beispielen ist an jeder Me- tallsickendichtung jeweils nur eine einzige solche Dichtkontur 42 ausgebildet, und zwar jeweils durch einen S-förmig abgewinkelten Bereich an der Innenkante. The metal bead seals shown in FIGS. 4 and 7 to 9 are each formed by a metal disc which extends annularly along the respective edge 17 or 31 and which has at least one axially projecting, closed circumferential sealing contour 42 which is pretensioned at the respective edge 17 , 31 or axially abuts the flange face 33. The respective sealing contour 42 is formed integrally on the metal disk in the manner of a bead by deformation. This sealing contour 42 may be arranged radially between an inner edge and an outer edge of the respective metal seal. In the examples shown here, only a single such sealing contour 42 is formed on each metal seal, in each case by an S-shaped angled region on the inner edge.
Bevorzugt ist nunmehr eine Ausführungsform, bei welcher der Wärmetauscherblock 3, also die Böden 9, 10 und die Arbeitsmediumrohre 1 1 jeweils aus einer Eisenlegierung hergestellt sind. Dabei können durchaus auch unterschiedliche Eisenlegierungen zum Einsatz kommen. Hierdurch kann der Wärmetauscherblock 3 eine hohe thermische Beständigkeit besitzen. Ferner lassen sich die einzelnen Komponenten des Wärmetauscherblocks 3 außerhalb des Gehäuses 2 fügen, also insbesondere schweißen oder löten. Im Unterschied dazu kann der Mantel 4 aus einem Kunststoff oder aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt sein. Der Mantel 4 weist dabei integral die Rastkonturen 20 und die Stufe 18 auf. Ferner weist der Mantel 4 vorzugsweise auch den Kühlmitteleinlass 7 und den Kühlmit- telauslass 8 integral auf. Bei der hier gezeigten I-Strom-Bauweise ist am Mantel 4 außerdem der Arbeitsmediumauslass 6 gegebenenfalls mit dem Übergangsbereich 35 integral ausgeformt.
Der Anschlussflansch 28 ist bevorzugt aus einem Metall hergestellt. Dabei kann je nach Anwendungsbereich des Wärmetauschers 1 eine Leichtmetalllegierung oder ebenfalls eine Eisenlegierung zum Einsatz kommen. Am Anschlussflansch 28 ist bei der I-Strom-Bauweise der Arbeitsmediumeinlass 5 integral ausgeformt. Bei der U-Strom-Bauweise kann der Anschlussflansch 28 zusätzlich den Arbeitsmedi- umauslass 6 aufweisen. Preferred is now an embodiment in which the heat exchanger block 3, so the bottoms 9, 10 and the working medium tubes 1 1 are each made of an iron alloy. In this case, different iron alloys can certainly be used. As a result, the heat exchanger block 3 can have a high thermal resistance. Furthermore, the individual components of the heat exchanger block 3 can be added outside the housing 2, ie, in particular, welded or soldered. In contrast, the jacket 4 may be made of a plastic or a light metal alloy. The jacket 4 has integrally the latching contours 20 and the step 18. Furthermore, the jacket 4 preferably also has the coolant inlet 7 and the coolant outlet 8 integrally. In the case of the I-current construction shown here, the working medium outlet 6 is optionally integrally formed with the transition region 35 on the jacket 4. The connecting flange 28 is preferably made of a metal. Depending on the field of application of the heat exchanger 1, a light metal alloy or likewise an iron alloy can be used. At the connection flange 28, the working medium inlet 5 is integrally formed in the I-flow construction. In the U-current construction, the connection flange 28 may additionally have the working medium outlet 6.
Die jeweilige Ringdichtung 19, 38, 39 läuft in der Umfangsrichtung ringförmig geschlossen um, kann jedoch quer zu ihrer Umlaufrichtung grundsätzlich jeden beliebigen Querschnitt besitzen.
The respective annular seal 19, 38, 39 runs closed in the circumferential direction in an annular manner, but can, in principle, have any desired cross section transverse to its direction of rotation.
Claims
1 . Wärmetauscher zum mediengetrennten Kühlen eines Arbeitsmediums (12) mittels eines Kühlmediums (13), 1 . Heat exchanger for media-separated cooling of a working medium (12) by means of a cooling medium (13),
- mit einem Gehäuse (2), das einen Gehäusemantel (4), einen Arbeitsmedium- einlass (5), einen Arbeitsmediumauslass (6), einen Kühlmediumeinlass (7) und einen Kühlmediumauslass (8) aufweist, a housing (2) having a housing jacket (4), a working medium inlet (5), a working medium outlet (6), a cooling medium inlet (7) and a cooling medium outlet (8),
- mit einem Wärmetauscherblock (3), der in das Gehäuse (2) eingesetzt ist und der einen dem Arbeitsmediumeinlass (5) zugewandten vorderen Boden (9) und einen vom Arbeitsmediumeinlass (5) abgewandten hinteren Boden (10) sowie mehrere Arbeitsmediumrohre (1 1 ) zum Führen des Arbeitsmediums (12) aufweist, welche die beiden Böden (9, 10) durchsetzen und fest mit den beiden Böden (9, 10) verbunden sind, - With a heat exchanger block (3) which is inserted into the housing (2) and a the working medium inlet (5) facing the front bottom (9) and a working medium inlet (5) facing away from the rear floor (10) and a plurality of working medium tubes (1 1 ) for guiding the working medium (12), which pass through the two floors (9, 10) and are firmly connected to the two floors (9, 10),
- wobei ein Arbeitsmediumpfad (14) vom Arbeitsmediumeinlass (5) innen durch die Arbeitsmediumrohre (1 1 ) hindurch zum Arbeitsmediumauslass (6) führt, wherein a working medium path (14) leads from the working medium inlet (5) inside through the working medium tubes (1 1) to the working medium outlet (6),
- wobei ein Kühlmittelpfad (15) vom Kühlmitteleinlass (7) außen um die Arbeitsmediumrohre (1 1 ) herum zum Kühlmittelauslass (8) führt, wherein a coolant path (15) leads from the coolant inlet (7) on the outside around the working medium pipes (1 1) to the coolant outlet (8),
- wobei axial zwischen einem radial über die Arbeitsmediumrohre (1 1 ) überstehenden, umlaufenden Rand (17) des hinteren Bodens (10) und einer entlang des Rands (17) umlaufenden Stufe (18) des Gehäuses (2) eine axial wirkende erste Ringdichtung (19) angeordnet ist, - Axially between a radially above the working fluid tubes (1 1) protruding, circumferential edge (17) of the rear floor (10) and along the edge (17) circumferential step (18) of the housing (2) an axially acting first annular seal ( 19) is arranged,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Gehäuse (2) im Bereich der Stufe (18) wenigstens eine Rastkontur (20) aufweist, die an einer von der ersten Ringdichtung (19) abgewandten Rückseite (22) des Rands (17) mit einer Gegenrastkontur (21 ) des Rands (17) zusammenwirkt.
in that the housing (2) has at least one latching contour (20) in the region of the step (18), which on a rear side (22) of the edge (17) remote from the first ring seal (19) has a counter-latching contour (21) of the edge (17). 17) cooperates.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1 , 2. Heat exchanger according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass mehrere Rastkonturen (20) vorgesehen sind, die in der Umfangsrichtung voneinander beabstandet entlang des Rands (17) verteilt angeordnet sind. in that a plurality of latching contours (20) are provided, which are distributed in the circumferential direction at a distance from one another along the edge (17).
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, 3. Heat exchanger according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die jeweilige Rastkontur (20) unmittelbar mit der Rückseite (22) des Rands (17) als Gegenrastkontur (21 ) zusammenwirkt. the respective latching contour (20) interacts directly with the rear side (22) of the edge (17) as a counter-latching contour (21).
4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass sich der Rand (17) mit einer der ersten Ringdichtung (19) zugewandten Vorderseite (25) unmittelbar an der Stufe (18) axial abstützt. in that the edge (17) is axially supported directly on the step (18) by means of a front face (25) facing the first ring seal (19).
5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. Heat exchanger according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die erste Ringdichtung (19) als Kunststoffdichtung ausgestaltet ist. that the first ring seal (19) is designed as a plastic seal.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, 6. Heat exchanger according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Stufe (18) eine Aufnahmenut (26) aufweist, in welche die erste Ringdichtung (19) eingesetzt ist. the step (18) has a receiving groove (26) into which the first ring seal (19) is inserted.
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass sich der Rand (17) nur über die erste Ringdichtung (19) an der Stufe (18) axial abstützt.
in that the edge (17) is axially supported only on the first ring seal (19) on the step (18).
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, 8. Heat exchanger according to one of claims 1 to 3 and 7, characterized
dass die erste Ringdichtung (19) als scheibenförmige Metallsickendichtung ausgestaltet ist. that the first ring seal (19) is designed as a disc-shaped metal bead seal.
9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Heat exchanger according to one of claims 1 to 8,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
- dass der Arbeitsmediumeinlass (5) integral an einem Anschlussflansch (28) ausgebildet ist, der bezüglich des Mantels (4) ein separates Bauteil ist und der am Mantel (4) mittels einer Befestigung (29) befestigt ist, that the working medium inlet (5) is formed integrally on a connecting flange (28) which is a separate component with respect to the jacket (4) and which is fastened to the jacket (4) by means of a fastening (29),
- dass der vordere Boden (9) einen radial über die Arbeitsmediumrohre (1 1 ) überstehenden, umlaufenden Rand (31 ) aufweist, der axial zwischen einer axialen Mantelstirnseite (32) des Mantels (4) und einer axialen Flanschstirnseite (33) des Anschlussflansches (28) angeordnet ist und der in die Befestigung (29) eingebunden sein kann. - that the front bottom (9) has a radially over the working medium tubes (1 1) projecting, circumferential edge (31) axially between an axial jacket end face (32) of the shell (4) and an axial Flanschstirnseite (33) of the connecting flange ( 28) is arranged and which can be incorporated into the attachment (29).
10. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, 10. Heat exchanger according to one of claims 1 to 9,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Kühlmediumeinlass (7) und der Kühlmediumauslass (8) sowie die jeweilige Rastkontur (20) und die Stufe (18) integral am Mantel (4) ausgeformt sind. the cooling medium inlet (7) and the cooling medium outlet (8) and the respective latching contour (20) and the step (18) are formed integrally on the jacket (4).
1 1 . Wärmetauscher nach den Ansprüchen 9 und 10, 1 1. Heat exchanger according to claims 9 and 10,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
- dass der Wärmetauscher (1 ) in U-Strom-Bauweise ausgestaltet ist, - That the heat exchanger (1) is designed in U-current construction,
- dass der Arbeitsmediumauslass (6) integral am Anschlussflansch (28) ausgeformt ist, - That the Arbeitsmediumauslass (6) is integrally formed on the connecting flange (28),
- dass im Gehäuse (2) eine Umlenkkammer (34) vorgesehen ist,
- dass der Arbeitsmediumpfad (14) durch wenigstens ein Arbeitsmediunnrohr (1 1 ) vom Arbeitsmediumeinlass (5) zur Umlenkkammer (34) führt und durch wenigstens ein anderes Arbeitsmediumrohr (1 1 ) von der Umlenkkammer (34) zum Ar- beitsmediumauslass (6) führt, - That in the housing (2) a deflection chamber (34) is provided, - That the working medium path (14) through at least one Arbeitsmediunnrohr (1 1) from the working medium inlet (5) leads to the deflection chamber (34) and through at least one other working medium tube (1 1) from the deflection chamber (34) to the working medium outlet (6) .
- dass das Gehäuse (2) im Bereich der Umlenkkammer (34) durch einen Gehäuseboden (37) verschlossen ist, der integral am Mantel (4) ausgeformt ist. - That the housing (2) in the region of the deflection chamber (34) by a housing bottom (37) is closed, which is integrally formed on the jacket (4).
12. Wärmetauscher nach den Ansprüchen 9 und 10, 12. Heat exchanger according to claims 9 and 10,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
- dass der Wärmetauscher (1 ) in I-Strom-Bauweise ausgestaltet ist, - That the heat exchanger (1) is designed in I-current construction,
- dass der Arbeitsmediumauslass (6) dem Arbeitsmediumeinlass (5) axial gegenüberliegt und integral am Mantel (4) ausgeformt ist. - That the Arbeitsmediumauslass (6) axially opposite the working medium inlet (5) and is integrally formed on the jacket (4).
13. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 9 bis 12, 13. Heat exchanger according to one of claims 9 to 12,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
- dass axial zwischen dem Rand (31 ) des vorderen Bodens (9) und der Mantelstirnseite (32) eine axial wirkende zweite Ringdichtung (38) vorgesehen ist, - That axially between the edge (31) of the front bottom (9) and the mantle end face (32) is provided an axially acting second annular seal (38),
- dass axial zwischen dem Rand (31 ) des vorderen Bodens (9) und der - that axially between the edge (31) of the front floor (9) and the
Flanschstirnseite (33) eine axial wirkende dritte Ringdichtung (39) vorgesehen ist. Flange end face (33) an axially acting third ring seal (39) is provided.
14. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 13, 14. Heat exchanger according to one of claims 1 to 13,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
- dass der Wärmetauscherblock (3) aus einer Eisenlegierung hergestellt ist, that the heat exchanger block (3) is made of an iron alloy,
- dass der Mantel (4) aus einem Kunststoff oder aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt ist. - That the jacket (4) is made of a plastic or a light metal alloy.
15. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 14, 15. Heat exchanger according to one of claims 1 to 14,
dadurch gekennzeichnet,
- dass der Rand (17) des hinteren Bodens (10) bei Umgebungstemperatur radial innen von der Stufe (18) axial abhebt und bei Betriebstemperatur radial innen an der Stufe (18) axial anliegt, und/oder characterized, - That the edge (17) of the rear floor (10) at ambient temperature radially inwardly from the step (18) axially lifts and at the operating temperature radially inwardly of the step (18) axially abuts, and / or
- dass der Rand (17) des hinteren Bodens (9) radial innen einen Axialabstand (27) von der Stufe (18) aufweist, der bei Umgebungstemperatur größer ist als bei Betriebstemperatur.
- That the edge (17) of the rear floor (9) radially inward an axial distance (27) from the step (18) which is greater at ambient temperature than at the operating temperature.
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