EP1348924A2 - Abgaswärmetauscher für Kraftfahrzeuge - Google Patents

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EP1348924A2
EP1348924A2 EP03004716A EP03004716A EP1348924A2 EP 1348924 A2 EP1348924 A2 EP 1348924A2 EP 03004716 A EP03004716 A EP 03004716A EP 03004716 A EP03004716 A EP 03004716A EP 1348924 A2 EP1348924 A2 EP 1348924A2
Authority
EP
European Patent Office
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exhaust gas
heat exchanger
flat tube
paths
tube halves
Prior art date
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EP03004716A
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English (en)
French (fr)
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EP1348924A3 (de
EP1348924B1 (de
Inventor
Wolfgang Dipl.-Ing. Knecht (Fh)
Roland Dipl.-Ing. Strähle (FH)
Jörg Dr. Soldner
Walter Dipl.-Ing. Gühring (FH)
Rainer Dipl.-Ing. Kaissling
Harald Dipl.-Ing. Schatz
Andreas Dipl.-Ing. Stolz
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Modine Manufacturing Co
Original Assignee
Modine Manufacturing Co
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Publication date
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Publication of EP1348924A3 publication Critical patent/EP1348924A3/de
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • F28D7/1684—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation the conduits having a non-circular cross-section
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
    • F28D9/0037—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other the conduits for the other heat-exchange medium also being formed by paired plates touching each other
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    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/104—Particular pattern of flow of the heat exchange media with parallel flow

Definitions

  • the invention relates to an exhaust gas heat exchanger for motor vehicles a stack of heat exchanger plates is made up of a housing is surrounded; the stack of heat exchanger plates closes exhaust gas paths and Cooling water paths, which alternate in the stacking direction, the one paths are each enclosed within a pair of heat exchanger plates and the other paths arranged between the pairs and to the wall the housing is open; are on opposite ends of the housing Exhaust connection flanges arranged so that the exhaust gas goes through in a straight line the exhaust gas heat exchanger can flow and are on the wall of the housing Connections for the cooling water arranged.
  • Such an exhaust gas heat exchanger is known from DE 101 24 383.
  • the Known exhaust gas heat exchanger has single-flow exhaust gas paths.
  • the exhaust gas of an internal combustion engine with several cylinders, for example with six cylinders, recooling may need two exhaust lines for there are three cylinders each, one of which is known in each branch Exhaust gas heat exchanger should be arranged.
  • the object of the invention is to provide an exhaust gas heat exchanger design that it is inexpensive as a single flow or alternatively as multi-flow exhaust gas heat exchanger can be built.
  • the flat tube halves differ from the Heat exchanger plates, among other things, in that they are on the front Ends are "open", whereas heat exchanger plates are around their entire circumference are “closed” around by an edge.
  • Two such flat tube halves each are mirrored together with their longitudinal edges and are self-contained an exhaust path.
  • the transverse edges of the flat tube halves are free of Bends or other deformations so that the exhaust gas with as possible low pressure loss can enter and exit the exhaust gas paths.
  • the flat tube halves are approximately U-shaped in their cross section are designed.
  • the cooling water paths are designed as "open” paths, so that the cooling water is in contact with the housing.
  • the Flat tube halves each have a separating element in the exhaust gas paths, making each Exhaust gas path is divided into two separate paths in which the exhaust gas can flow in the same direction.
  • the number of floods can be seen through the corresponding number of separating elements can be determined.
  • the Exhaust gas heat exchanger according to the invention only has to be used to a very small extent and thus can be changed in a cost effective way to get out of a single-flow exhaust gas heat exchanger a two-flow or multi-flow To make exhaust gas heat exchanger. In particular, there are no changes to the Flat tube halves themselves required.
  • the housing is preferably formed in two parts, which also with regard the manufacturability is advantageous because the pairs of flat tube halves are easier have it inserted into the housing. Both housing parts are about halfway Height of the stack of flat tube halves or half the width of the Flat tube halves joined together. The housing parts are in cross section roughly U - shaped - simply folded on both long sides. The transverse ends are undeformed.
  • Claim 3 ensures the fluidic in a cost-effective manner Separation of the two exhaust gas paths. This advantage can also set off the features
  • Claim 7 can be said.
  • the amazing simplicity of the connections, the characteristics of which are set out in claim 9 also have an impact lowering.
  • the exhaust gas heat exchanger of the exemplary embodiment is made from formed metal sheets made of stainless steel.
  • the individual parts of the exhaust gas heat exchanger will be like is described below, assembled and connected in a soldering furnace. Because the coating of the stainless steel sheets with a solder material continues problematic, are preferably known per se and therefore not detailed description of the solder foils / pastes on the Connection seams between the individual parts applied or provided.
  • the essential individual parts of the exhaust gas heat exchanger in the exemplary embodiment shown are the flat tube halves 1 , the separating elements 15 , the tube sheets 19 , the connecting flanges 12 and the housing 2 .
  • the flat tube halves 1 are produced from the belt on forming machines. All flat tube halves 1 are identical, which means that they can be produced with the same tool.
  • the flat tube halves 1 have bent longitudinal edges 14 . (Fig. 7)
  • the longitudinal edges 14 are L-shaped, the short leg of the L in the exemplary embodiment being provided in each case for connecting two flat tube halves 1 , because with these short legs two flat tube halves 1 each abut one another and form a connecting surface 21 .
  • a flat tube half 1 is rotated through 180 ° so that its longitudinal edges 14 can be attached to the longitudinal edges 14 of the other flat tube half 1 .
  • a separating element 15 which in the exemplary embodiment is a prefabricated rod made of the same material, is inserted in the longitudinal direction of the flat tube. This separating element 15 later results in two separate exhaust gas paths 4.1 and 4.2 within a flat tube .
  • smooth-walled inner inserts 33 in order to enlarge the heat exchange surface, smooth-walled inner inserts 33 (Fig.
  • the function of the separating element 15 has been formed by a dividing wall within a one-piece inner insert 33 .
  • the design of the separating element 15 shown is more sensible than by arranging several Inner inserts 33 in the longitudinal direction of the exhaust gas heat exchanger each have sealing problems at the joints of adjacent inner inserts 33 .
  • the already mentioned tabs 22 are bent - namely - seen in the longitudinal direction - alternately upwards and downwards - in order to reach over the connecting edge 21 and thus fix the pair of flat tube halves 1 to form a flat tube.
  • the broad sides 23 of the flat tubes formed in this way have embossed transverse ribs 31 and, in this exemplary embodiment, also support knobs 30 .
  • the transverse ribs 31 and the support knobs 30 have the same position on all flat tube halves 1 .
  • the transverse ribs 31 do not extend over the entire width of the flat tube halves 1 but advantageously (see below) only over approximately half the width.
  • the pairs of flat tube halves 1 are stacked one above the other.
  • the support knobs 30 and the transverse ribs 31 of adjacent pairs of flat tube halves 1 come to bear against one another in order to be connected to one another later.
  • the ends are inserted into the corresponding openings 18 of the tube sheets 19 , so that a quality-appropriate soldered connection is also possible there later.
  • the prefabricated unit described so far is then inserted into a housing half 2a and enclosed by means of the other housing half 2b .
  • the exhaust gas heat exchanger is completed by attaching the connecting flanges 12 to the opposite ends 40 and 50 or at the end faces 11 and by the connections 13 for the cooling water, which are arranged on a longitudinal wall 10 of the housing 2 .
  • connections 13 are remarkable because they are very simply formed by means of a slot 32 in the longitudinal wall 10 of the housing 2 which extends approximately over the entire height of the stack 13 and via which (slot 32 ) the connections 13 open towards the longitudinal wall 10 are attached , In addition to the very manufacturing-friendly design, this also achieves a relatively uniform and low pressure loss-causing division of the cooling liquid into the “open” cooling water paths 5 .
  • the slots 32 are arranged in those longitudinal sides of the housing 2 in which the two housing halves 2a , 2b are joined together. It goes without saying that one slot 32 (connection 13 ) could be arranged in one longitudinal wall 10 and the other slot 32 (connection 13 ) in the opposite longitudinal wall 10 .
  • the continuous long sides should of course be arranged in the stacking direction of the flat tube halves 1 so that the cooling water can easily enter and exit the cooling water paths 5 .
  • the continuous longitudinal sides of the housing 2 are arranged above and below or parallel to the flat tube halves 1 .
  • the strut 17 is arranged exactly on the line which is described by the separating elements 15 (Fig. 2) in each flat tube.
  • the strut 17 has projections 60 on its side facing the open flat tube ends 40 , 50 .
  • the projections 60 correspond in their thickness to the height of the cooling water paths 5 or to the distance between the pairs of flat tube halves 1 .
  • the formation of the transverse ribs 31 in the flat tube halves 1 will be discussed again, because the transverse ribs 31 must not, because of their interaction with the separating elements 15 (FIG. 7), cause or cause a flow connection between the exhaust gas paths 4.1 and 4.2 . be allowed. Therefore, the transverse ribs 31 do not extend beyond the position of the separating elements 15 in their length I. Since only one row of separating elements 15 is provided in the exemplary embodiment and the row is arranged approximately in the middle of the exhaust gas path 4 , the length I of the transverse ribs 31 should be shorter than the dimension L, measured from the edge 14 to the separating element 15. If this condition is observed, it is in any case not necessary to others u. U.
  • FIGS. 1 and 6 also show how the housing halves 2a , 2b are connected to one another.
  • one of the legs of the u-shaped housing halves 2a, 2b was offset on its longitudinal edge by approximately the material thickness, so that the other undeformed leg can be attached and connected with its longitudinal edge from the inside to the offset longitudinal edge of the other housing half , Since the overlap of the longitudinal edges and thus the size of the connecting surface is a pure dimension, it can be expected that the tight connection of the housing halves 2a , 2b meets high quality requirements.
  • this simple connection of the housing halves 2a , 2b to one another means that no edges which protrude from the housing wall 10 remain and which could be regarded as disruptive.
  • the two housing halves 2a and 2b are identical except for the arrangement of the slots 32 for the connections 13 (see above), which is undoubtedly a manufacturing advantage. If the housing 2 is arranged rotated by 90 ° about the longitudinal axis and the slots 32 are provided in the other (continuous) longitudinal walls of the housing 2 (see above), then the housing halves 2a , 2b are completely identical.
  • Fig. 6 shows that it is possible to two exhaust lines of the motor on the connecting flange 12 to cause (not shown though) together and fluidly isolated from one another, to cool the exhaust gas in the exhaust paths 4.1 and 4.2 make it thereafter separated further conduct, because the rear flange 12 in the picture is also identical to the front flange 12 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Abgaswärmetauscher für Kraftfahrzeuge, der aus einem Stapel von Wärmetauscherplatten (1) besteht, der von einem Gehäuse (2) umgeben ist; der Stapel (3) von Wärmetauscherplatten (1) umfaßt Abgaswege (4), die Inneneinsätze (33) besitzen und Kühlwasserwege (5); die Abgaswege (4) und die Kühlwasserwege (5) wechseln sich in Stapelrichtung ab, wobei die einen Wege jeweils innerhalb eines Paares von Wärmetauscherplatten (1) eingeschlossen sind und die anderen Wege jeweils zwischen den Paaren angeordnet und zur Wand (10) des Gehäuses (2) offen sind; an gegenüber liegenden Stirnseiten (11) des Gehäuses (2) sind Abgasanschlußflansche (12) angeordnet, so dass das Abgas auf geradem Weg durch den Abgaswärmetauscher strömen kann, und an der Wand (10) des Gehäuses (2) sind Anschlüsse (13) für das Kühlwasser angeordnet. Ein solcher Abgaswärmetauscher kann kostengünstig als ein - oder als mehrflutiger Abgaswärmetauscher hergestellt werden, wenn erfindungsgemäß die Wärmetauscherplatten als identische Flachrohrhälften (1) mit abgekanteten Längsrändern (14) ausgebildet sind, wenn jeweils zwei solche Flachrohrhälften (1) spiegelbildlich an ihren Längsrändern (14) zusammengefügt sind und in sich einen Abgasweg (4) ein - schließen, wenn die Enden der Flachrohrhälften (1) in Öffnungen (18) von Rohrböden (19) münden, wenn jeder Abgasweg (4) durch ein oder mehrere Trennelemente (15), die im Abgasweg (4) vorsehbar sind, in zwei oder mehrere voneinander getrennte Abgaswege (4.1, 4.2) aufteilbar ist, und wenn die Kühlwasserwege (5) zum Gehäuse (2) hin offen und mit in den Flachrohrhälften (1) eingeprägten Querrippen (31) oder dgl. versehen sind, die das Kühlwasser zur schlangenartigen Durchströmung der Kühlwasserwege (5) zwingen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Abgaswärmetauscher für Kraftfahrzeuge, der aus einem Stapel von Wärmetauscherplatten besteht, der von einem Gehäuse umgeben ist; der Stapel von Wärmetauscherplatten schließt Abgaswege und Kühlwasserwege ein, die sich in Stapelrichtung abwechseln, wobei die einen Wege jeweils innerhalb eines Paares von Wärmetauscherplatten eingeschlossen sind und die anderen Wege jeweils zwischen den Paaren angeordnet und zur Wand des Gehäuses offen sind; an gegenüber liegenden Stirnseiten des Gehäuses sind Abgasanschlußflansche angeordnet, so dass das Abgas auf geradem Weg durch den Abgaswärmetauscher strömen kann und an der Wand des Gehäuses sind Anschlüsse für das Kühlwasser angeordnet.
Ein derartiger Abgaswärmetauscher ist aus der DE 101 24 383 bekannt. Der bekannte Abgaswärmetauscher besitzt einflutige Abgaswege. Ist beispielsweise das Abgas einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, beispielsweise mit sechs Zylindern, rückzukühlen, müssen unter Umständen zwei Abgasstränge für jeweils drei Zylinder vorhanden sein, wobei in jedem Strang ein solcher bekannter Abgaswärmetauscher angeordnet sein müsste. Da eine solcher Aufbau des Abgasrückführungssystems erkennbar aufwendig ist, wird von der Anmelderin vermutet, dass auch zweiflutige Abgaswärmetauscher zum Stand der Technik gehören könnten, wo also das Abgas aus beiden Strängen getrennt durch einen zweiflutigen, gegebenenfalls auch aus mehreren Strängen durch einen mehrflutigen Abgaswärmetauscher, geleitet wird, so dass die Abgasrückkühlung mittels eines einzigen Abgaswärmetauschers erfolgen kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Abgaswärmetauscher so zu konzipieren, dass er kostengünstig als einflutiger oder wahlweise auch als mehrflutiger Abgaswärmtauscher aufgebaut werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Danach ist vorgesehen, dass identische Flachrohrhälften mit abgekanteten Längsrändern verwendet werden. Die Flachrohrhälften unterscheiden sich von den Wärmetauscherplatten unter anderem dadurch, dass sie an den stirnseitigen Enden "offen" sind, wogegen Wärmetauscherplatten um ihren gesamten Umfang herum durch einen Rand "geschlossen" sind. Jeweils zwei solche Flachrohrhälften sind spiegelbildlich mit ihren Längsrändern zusammengefügt und schließen in sich einen Abgasweg ein. Die Querränder der Flachrohrhälften sind frei von Abkantungen oder von anderen Verformungen, damit das Abgas mit möglichst geringem Druckverlust in die Abgaswege ein - und austreten kann. Mit anderen Worten bedeutet das, dass die Flachrohrhälften in ihrem Querschnitt etwa u-förmig gestaltet sind. Die Kühlwasserwege sind als "offene" Wege ausgebildet, so dass das Kühlwasser Kontakt mit dem Gehäuse hat. Dies hat den Vorteil, dass sich das Gehäuse nicht so stark erwärmt wie bei dem Abgaswärmetauscher aus der DE 101 24 383 A1, wo das heisse Abgas in Kontakt mit dem Gehäuse ist. Ferner sind die Flachrohrhälften an ihren Breitseiten mit Querrippen oder dergleichen versehen, um das Kühlwasser zur schlangenartigen Durchströmung der Kühlwasserwege zu zwingen. Je nachdem wie groß der Abstand der Querrippen voneinander - in Längsrichtung der Flachrohrhälften gesehen - ist, können zwischen den Querrippen auch Abstütznoppen angeordnet sein, um die Turbulenz des Kühlwassers anzuheben. Bei relativ geringem Abstand kann ggf. auf Abstütznoppen verzichtet werden. Mit größer werdendem Abstand steigt die Wirksamkeit (Festigkeit und Effizienz des Wärmetausches) der Abstütznoppen an.
Bei zweiflutigen Abgaswärmetauschern befindet sich in Längsrichtung der Flachrohrhälften jeweils ein Trennelement in den Abgaswegen, wodurch jeder Abgasweg in zwei voneinander getrennte Wege aufgeteilt ist, in denen das Abgas in gleicher Richtung strömen kann. Ersichtlich kann somit die Zahl der Fluten durch die entsprechende Anzahl von Trennelementen festgelegt werden. Der erfindungsgemäße Abgaswärmetauscher muss nur in sehr geringem Umfang und somit in kostengünstiger Art und Weise verändert werden, um aus einem einflutigen Abgaswärmetauscher einen zwei - oder mehrflutigen Abgaswärmetauscher zu machen. Insbesondere sind keine Änderungen an den Flachrohrhälften selbst erforderlich.
Das Gehäuse ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, was ebenfalls hinsichtlich der Herstellbarkeit vorteilhaft ist, weil sich die Paare von Flachrohrhälften leichter in das Gehäuse einfügen lassen. Beide Gehäuseteile sind etwa auf der halben Höhe des Stapels der Flachrohrhälften oder auf der halben Breite der Flachrohrhälften miteinander verbunden. Die Gehäuseteile sind im Querschnitt etwa u - förmig verformt - einfach an beiden Längsseiten abgekantet. Die querseitigen Enden sind unverformt.
Des weiteren wird auf die anderen abhängigen Ansprüche verwiesen. Beispielsweise wird mit den Merkmalen aus Anspruch 2 ein Abgaswärmetauscher geschaffen, dessen gesamte Länge zum Wärmeaustausch zur Verfügung steht.
Anspruch 3 gewährleistet auf kostengünstige Art und Weise die fluidische Trennung der beiden Abgaswege. Dieser Vorteil kann auch den Merkmalen aus
Anspruch 7 nachgesagt werden. Die verblüffende Einfachheit der Anschlüsse, deren Merkmale in Anspruch 9 aufgeführt sind, wirken sich ebenfalls Kosten senkend aus.
Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Die Figuren zeigen:
  • Fig. 1 Explosionsdarstellung des Abgaswärmetauschers;
  • Fig. 2 Querschnitt durch den Abgaswärmetauscher;
  • Fig. 3 Vergrößerter Teil - Längsschnitt durch den Abgaswärmetauscher;
  • Fig. 4 Draufsicht auf den Abgaswärmetauscher;
  • Fig. 5 Längsschnitt durch die Mitte des Abgaswärmetauschers;
  • Fig. 6 Perspektivische Ansicht auf den Abgaswärmetauscher;
  • Fig. 7 Vergrößerte Ansicht auf einen Teil eines Abgasweges;
    • Der Abgaswärmetauscher des Ausführungsbeispiels ist aus umgeformten Blechen aus Edelstahl aufgebaut. Die Einzelteile des Abgaswärmetauschers werden, wie nachfolgend beschrieben ist, zusammengefügt und in einem Lötofen verbunden. Da die Beschichtung der Edelstahlbleche mit einem Lotwerkstoff nach wie vor problematiscch ist, werden vorzugsweise in an sich bekannter und deshalb nicht im Einzelnen zu beschreibender Art und Weise Lotfolien / Pasten an den Verbindungsnähten zwischen den Einzelteilen aufgetragen bzw. vorgesehen.
    Die wesentlichen Einzelteile des Abgaswärmetauschers im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Flachrohrhälften 1, die Trennelemente 15, die Rohrböden 19, die Anschlußflansche 12 und das Gehäuse 2. Die Flachrohrhälften 1 werden vom Band auf Umformmaschinen hergestellt. Alle Flachrohrhälften 1 sind identisch, das bedeutet, dass sie mit demselben Werkzeug herstellbar sind. Die Flachrohrhälften 1 weisen abgekantete Längsränder 14 auf. (Fig.7) Die Längsränder 14 sind L - förmig abgekantet, wobei der im Ausführungsbeispiel kurze Schenkel des L's jeweils zur Verbindung zweier Flachrohrhälften 1 vorgesehen ist, denn mit diesen kurzen Schenkeln liegen jeweils zwei Flachrohrhälften 1 aneinander an und bilden eine Verbindungsfläche 21. An dieser Verbindungsfläche 21 sind voneinander beabstandete Vorsprünge, Laschen 22 oder dergleichen, vorgesehen, die der mechanischen Verbindung zweier Flachrohrhälften 1 zu einem Paar dienen. Dazu wird eine Flachrohrhälfte 1 um 180° gedreht, um mit ihren Längsrändern 14 an den Längsrändern 14 der anderen Flachrohrhälfte 1 angefügt werden zu können. Vor dem Zusammenfügen zweier Flachrohrhälften 1 zu einem Paar bzw. zu einem Flachrohr, wird ein Trennelemet 15, das im Ausführungsbeispiel ein vorgefertigter Stab aus dem gleichen Werkstoff ist, in Längsrichtung des Flachrohrs eingefügt. Durch dieses Trennelement 15 ergeben sich später innerhalb eines Flachrohres zwei voneinander getrennte Abgaswege 4.1 und 4.2. (Fig. 2) Außerdem werden zur Vergrößerung der Wärmetauschfläche möglichst glattwandige Inneneinsätze 33 (Fig. 7) in die Abgaswege 4.1 und 4.2 eingefügt. In nicht gezeigten anderen Ausführungsbeispielen ist die Funktion des Trennelements 15 von einer Trennwand innerhalb eines einstückigen Inneneinsatzes 33 gebildet worden. Wenn jedoch, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel, die Gesamtlänge (siehe Fig. 4 und 5) des Abgaswärmetauschers so groß ist, dass die übliche Bandbreite zur Herstellung solcher Inneneinsätze 33 überschritten wird, ist die gezeigte Ausbildung des Trennelements 15 sinnvoller, denn durch das Aneinanderreihen mehrerer Inneneinsätze 33 in Längsrichtung des Abgaswärmetauschers stellen sich jeweils an den Stößen benachbarter Inneneinsätze 33 Abdichtungsprobleme ein. Danach werden die bereits erwähnten Laschen 22 umgebogen - und zwar - in Längsrichtung gesehen - abwechselnd nach oben und nach unten - um über den Verbindungsrand 21 zu greifen und somit das Paar aus Flachrohrhälften 1 zu einem Flachrohr zu fixieren. Die Breitseiten 23 der so gebildeten Flachrohre weisen eingeprägte Querrippen 31 und in diesem Ausführungsbeispiel auch Abstütznoppen 30 auf. Die Querrippen 31 und die Abstütznoppen 30 besitzen an allen Flachrohrhälften 1 die gleiche Position. Die Querrippen 31 reichen nicht über die gesamte Breite der Flachrohrhälften 1 sondern in vorteilhafter Weise (siehe unten) nur über etwa die halbe Breite. Sie sind dabei in alternierenden Positionen zu den beiden Längsrändern 14 der Flachrohrhälften 1 angeordnet d. h., auf eine Querrippe 31, die etwa an einem Längsrand 14 endet folgt die nächste Querrippe 31, die am gegenüber liegenden anderen Längsrand 14 endet, usw. Wie aus Fig. 1 besser zu erkennen ist, werden die Paare von Flachrohrhälften 1 übereinander gestapelt. Dabei kommen die Abstütznoppen 30 und die Querrippen 31 angrenzender Paare von Flachrohrhälften 1 zur gegenseitigen Anlage, um später miteinander verbunden zu werden. Wenn der Stapel 3 von Paaren von Flachrohrhälften 1 mit der vorgesehen Anzahl von Paaren komplettiert ist, werden die Rohrböden 19 an beiden offenen Enden 40 und 50 der Flachrohre angesetzt und aufgezogen. Die Enden werden dabei in die korrespondierenden Öffnungen 18 der Rohrböden 19 gesteckt, damit auch dort später eine qualitätsgerechte Lötverbindung möglich wird. Danach wird die bis hierher beschriebene vorgefertigte Einheit in eine Gehäusehälfte 2a eingesetzt und mittels der anderen Gehäusehälfte 2b eingeschlossen. Komplettiert wird der Abgaswärmetauscher durch das Ansetzen der Anschlußflansche 12 an den gegenüber liegenden Enden 40 und 50 bzw. an den Stirnseiten 11 sowie durch die Anschlüsse 13 für das Kühlwasser, die an einer Längswand 10 des Gehäuses 2 angeordnet sind.
    Die Anschlüsse 13 sind bemerkenswert, da sie ganz einfach mittels je eines etwa über die gesamte Höhe des Stapels 13 reichenden Schlitzes 32 in der Längswand 10 des Gehäuses 2 gebildet sind, über den (Schlitz 32) die zur Längswand 10 hin offenen Anschlüsse 13 angesetzt sind. Dadurch wird neben der sehr herstellungsfreundlichen Ausbildung auch eine relativ gleichmäßige und geringen Druckverlust verursachende Aufteilung der Kühlflüssigkeit auf die "offenen" Kühlwasserwege 5 erreicht. (siehe hierzu Fig. 1, 4 und 6) Die Schlitze 32 sind, wie in den genannten Figuren gezeigt ist, in denjenigen Längsseiten des Gehäuses 2 angeordnet, in denen die zwei Gehäusehälften 2a, 2b zusammengefügt sind. Es versteht sich, dass dabei der eine Schlitz 32 (Anschluss 13) in der einen Längswand 10 und der andere Schlitz 32 (Anschluss 13) in der gegenüber liegenden Längswand 10 angeordnet sein könnte. Sie könnten sich auch in den anderen gegenüber liegenden und durchgehenden Längsseiten des Gehäuses 2 befinden, wobei dann selbstverständlich die durchgehenden Längsseiten in Stapelrichtung der Flachrohrhälften 1 angeordnet sein sollten, damit das Kühlwasser leicht in die Kühlwasserwege 5 ein - und austreten kann. In den gezeigten Figuren sind die durchgehenden Längsseiten des Gehäuses 2 oben und unten bzw. parallel zu den Flachrohrhälften 1 angeordnet.
    Eine andere wesentliche Weiterentwicklung des Abgaswärmetauschers wird in der Ausbildung der Strebe 17 an den Anschlußflanschen 12 gesehen. (Fig. 1, 3, 5 und 6) Die Strebe 17 ist genau auf der Linie angeordnet, die durch die Trennelemente 15 (Fig. 2) in jedem Flachrohr beschrieben ist. (Bei mehreren Linien von Trennelementen 15 bzw. mehr als zwei Abgaswegen in jedem Flachrohr, entsprechend mehrere Streben 17) Die Strebe 17 besitzt an ihrer zu den offenen Flachrohrenden 40, 50 weisenden Seite Vorsprünge 60. Die Vorsprünge 60 stimmen in ihrer Dicke mit der Höhe der Kühlwasserwege 5 bzw. mit dem Abstand zwischen den Paaren von Flachrohrhälften 1 überein. Dadurch werden zwei wichtige Zwecke erfüllt, nämlich wird erstens gewährleistet, dass keine Strömungsverbindung zwischen den Abgaswegen 4.1 und 4.2 möglich ist, wodurch in bestimmten Betriebspunkten des Antriebsmotors Probleme im Abgasrückführsystem auftreten würden, und zweitens wird eine sehr herstellungsfreundliche Möglichkeit der Vorfixierung der Teile des Abgaswärmetauschers vor dem Löten geschaffen.
    An dieser Stelle soll erneut auf die Ausbildung der Querrippen 31 in den Flachrohrhälften 1 eingegangen werden, denn auch durch die Querrippen 31 darf, aufgrund ihrer Zusammenwirkung mit den Trennelementen 15 (Fig. 7), keine Strömungsverbindung zwischen den Abgaswegen 4.1 und 4.2 verursacht bzw. zugelassen werden. Deshalb reichen die Querrippen 31 in ihrer Länge I nicht über die Position der Trennelemente 15 hinaus. Da im Ausführungsbeispiel lediglich eine Reihe von Trennelementen 15 vorgesehen ist und die Reihe etwa in der Mitte des Abgasweges 4 angeordnet ist, soll die Länge I der Querrippen 31 kürzer sein als das Mass L, gemessen vom Rand 14 bis zum Trennelement 15. Wenn diese Bedingung eingehalten wird, ist es jedenfalls nicht notwendig, andere u. U. aufwendige Massnahmen zur Abdichtung im Bereich der Trennelemente 15 und der Querrippen 31 vorzunehmen. Darüber hinaus wird auch durch solche etwas kürzeren Querrippen 31 die schlangenartige Durchströmung der Kühlwasserwege 5 gewährleistet, womit ein exzellenter Wärmeaustausch erreicht wird. Wie die schlangenartige Durchströmung möglich wird, bzw. wie sie gemeint ist, ist durch einen Blick auf die Fig. 1 und 7 nachvollziehbar. In Fig. 7 ist zur Kenntlichmachung eine gestrichelte Schlangenlinie eingezeichnet worden.
    Die Erfinder halten es ferner für erwähnenswert, dass die obere und untere Flachrohrhälfte 1 des Stapels 3 mit ihren Querrippen 31 und Abstütznoppen 30 an der Wand des Gehäuses 2 anliegt und auch damit verbunden ist, denn dadurch wird eine stabile Einheit geschaffen. Dies zeigt insbesondere die Fig. 2.
    Die Fig. 2, aber auch die Fig. 1 und 6, zeigen ferner, wie die Gehäusehälften 2a, 2b miteinander verbunden sind. Und zwar wurde jeweils einer der Schenkel der u-förmigen Gehäusehälften 2a, 2b an seinem Längsrand um etwa die Materialdicke nach außen abgesetzt, so dass jeweils der andere unverformte Schenkel mit seinem Längsrand von innen an den abgesetzten Längsrand der anderen Gehäusehälfte angesetzt und verbunden werden kann. Da die Überlappung der Längsränder und damit die Größe der Verbindungsfläche eine reine Dimensionierung ist, kann erwartet werden, dass die dichte Verbindung der Gehäusehälften 2a, 2b hohen Qualitätsansprüchen gerecht wird. Darüber hinaus bleiben durch diese einfache Verbindung der Gehäusehälften 2a, 2b miteinander keine von der Gehäusewand 10 abragenden Kanten stehen, die als störend angesehen werden könnten. Aus vorstehender Beschreibung, in Verbindung mit den Figuren, ist erkennbar, dass beide Gehäusehälften 2a und 2b bis auf die Anordnung der Schlitze 32 für die Anschlüsse 13 (siehe oben) identisch gestaltet sind, was zweifellos ein fertigungstechnischer Vorteil ist. Wird das Gehäuse 2 um 90° um die Längsachse gedreht angeordnet und werden die Schlitze 32 in den anderen (durchgehenden) Längswänden des Gehäuses 2 vorgesehen (siehe oben), dann sind die Gehäusehälften 2a, 2b völlig identisch.
    Die Fig. 6 lässt erkennen, dass es möglich ist, zwei Abgasstränge des Motors (obwohl nicht gezeigt) am Anschlußflansch 12 zusammen zu führen und das Abgas, fluidisch voneinander getrennt, in den Abgaswegen 4.1 und 4.2 zu kühlen, um es danach getrennt weiter zu leiten, denn der im Bild hintere Anschlußflansch 12 ist ebenfalls identisch mit dem vorderen Anschlußflansch 12.

    Claims (10)

    1. Abgaswärmetauscher für Kraftfahrzeuge, der aus einem Stapel von Wärmetauscherplatten (1) besteht, der von einem Gehäuse (2) umgeben ist; der Stapel (3) von Wärmetauscherplatten (1) umfaßt Abgaswege (4), die Inneneinsätze (33) besitzen und Kühlwasserwege (5); die Abgaswege (4) und die Kühlwasserwege (5) wechseln sich in Stapelrichtung ab, wobei die einen Wege jeweils innerhalb eines Paares von Wärmetauscherplatten (1) eingeschlossen sind und die anderen Wege jeweils zwischen den Paaren angeordnet und zur Wand (10) des Gehäuses (2) offen sind; an gegenüber liegenden Stirnseiten (11) des Gehäuses (2) sind Abgasanschlußflansche (12) angeordnet, so dass das Abgas auf geradem Weg durch den Abgaswärmetauscher strömen kann, und an der Wand (10) des Gehäuses (2) sind Anschlüsse (13) für das Kühlwasser angeordnet,
      dadurch gekennzeichnet, dass
      als Wärmetauscherplatten identische Flachrohrhälften (1) mit abgekanteten Längsrändern (14) vorgesehen sind,
      dass jeweils zwei Flachrohrhälften (1) spiegelbildlich an ihren Längsrändern (14) zusammengefügt sind und in sich einen Abgasweg (4) einschließen,
      dass die Enden (40, 50) der Flachrohrhälften (1) in Öffnungen (18) von Rohrböden (19) münden,
      dass jeder Abgasweg (4) durch ein oder mehrere Trennelemente (15), die im Abgasweg (4) vorsehbar sind, in zwei oder mehrere voneinander getrennte Abgaswege (4.1, 4.2) aufteilbar ist,
      und dass die Kühlwasserwege (5) zum Gehäuse (2) hin offen und mit an den Flachrohrhälften (1) angeordneten Querrippen (31) oder dgl. versehen sind, die das Kühlwasser zur schlangenartigen Durchströmung der Kühlwasserwege (5) zwingen.
    2. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrböden (19) und die Anschlußflansche (12) entweder flache Bleche sind, die am Rand (20) flach zusammengefügt sind, oder dass die Rohrböden (19) und die Anschlußflansche (12) zu einem einzigen Bauteil zusammengefaßt sind.
    3. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlußflansche (12) entsprechend der Anzahl und der Position des / der Trennelement/s/e (15) angeordnete Streben (17) aufweisen, wobei die Streben (17) an ihrer zum Ende (40, 50) der Flachrohrhälften (1) weisenden Seite Vorsprünge (60) besitzen, die in den Abstand zwischen den Paaren von Flachrohrhälften (1) passen und die die Abgaswege (4.1 und 4.2) gegeneinander abdichten.
    4. Abgaswärmetauscher nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennelemente (15) Stäbe sind oder in dem Inneneinsatz (33) integrierte Längswände, die die Abgaswege (4.1 und 4.2) voneinander trennen.
    5. Abgaswärmetauscher nach den vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgas in den Abgaswegen (4.1 und 4.2) in die gleiche Richtung strömt.
    6. Abgaswärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennelemente (15) über die gesamte Länge der Flachrohrhälften (1) reichen.
    7. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (I) der Querrippen (31) kürzer ist als das Mass (L), gemessen vom Rand (14) der Flachrohrhälften (1) bis zur Position der/des Trennelemente/s (15).
    8. Abgaswärmetauscher nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Querrippen (31) Abstütznoppen (30) in den Breitseiten (23) der Flachrohrhälften (1) eingeprägt sind, wobei die Abstütznoppen (30) benachbarter Paare von Flachrohrhälften (1) - genau wie die Querrippen (31) - aneinander anliegen und zu verbinden sind.
    9. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlüsse (13) als einseitig offene Anschlußkästen ausgebildet sind, die mit ihrer offenen Seite über einen Schlitz (32) in der Längswand (10) des Gehäuses (2) angesetzt sind, wobei der Schlitz (32) und die Anschlußkästen nahezu über die gesamte Höhe des Stapels (3) der Flachrohrhälften (1) reichen.
    10. Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsränder (14) der Flachrohrhälften (1) etwa L-förmig abgekantet und mit je einem Schenkel des L's Verbindungsflächen (21) gebildet sind, und dass von den Schenkeln in Längsrichtung der Flachrohrhälften (1) beabstandete Laschen (22) abragen, die nach oben und unten in alternierender Reihenfolge umgebogen sind, um je zwei Flachrohrhälften (1) zu einem Paar zu verbinden.
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