DE202004003131U1

DE202004003131U1 - Mehrteiliger Abgaswärmetauscher aus Aluminiumdruckguß

Info

Publication number: DE202004003131U1
Application number: DE202004003131U
Authority: DE
Original assignee: Albert Handtmann Metallguswerk & Co KG GmbH; ALBERT HANDTMANN METALLGUSWERK; Albert Handtmann Metallgusswerk GmbH and Co KG
Current assignee: Albert Handtmann Metallgusswerk GmbH and Co KG
Priority date: 2004-03-01
Filing date: 2004-03-01
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2014-03-02
Also published as: FR2866946A1; FR2866946B1

Abstract

Abgaswärmetauscher für wassergekühlte Brennkraftmaschine dadurch gekennzeichnet daß er aus mindestens zwei oder mehr Hauptteilen aus Aluminiumguß besteht die topfförmig ineinandergesetzt werden und so die abgas- und wasserseitigen Hohlräume für den Wärmeaustausch über die Teilewandungen mit zugehörigen Ein- und Auslässen für Abgas- bzw. Kühlwasser bilden und die durch gegenseitig aufeinander passende Flansche die ein Flanschpaket bilden zu einer Einheit verschraubt, verklemmt oder verklebt werden.

Description

Mehrteiliger Abgaswärmetauscher aus Aluminiumdruckguß.
Die Erfindung betrifft einen Abgaswärmetauscher für eine wassergekühlte Brennkraftmaschine bestehend aus mehreren Aluminiumdruckgußteilen die topfartig ineinander gesteckt den funktionsfähigen Wärmetauscher bilden.
Um eine erforderliche Zusatzheizleistung am Beginn des Fahrbetriebs bei modernen Automobilen zu erreichen wird das für die Innenraumheizung verwendete Motorkühlwasser in zunehmendem Maße durch einen Motorabgas/Kühlwasser Wärmetauscher zusätzlich aufgeheizt. Hierzu werden unterschiedliche Abgaswärmetauscher vorgeschlagen wie in EP 0 677 714A1 mit scheibenförmigen Wärmetauscherelementen aus Blech oder in DE 31 03 197 C2 mit Düsenanordnung oder in DE 32 25 373C2 mit ringförmiger Rohrleitung im Wärmetauschergehäuse. In anderen Fällen wird rückzuführendes Abgas zur Optimierung des Motorverbrennungs-Prozesses gekühlt um Abgasgrenzwerte von EU4 oder EU5 zu erreichen.
Für den Zweck einer Wasserkühlung eines Kfz-Generators beschreibt DE 10043 059A1 und FR 2 717 638 eine Konstruktion, bei welcher das Gehäuse des Generators durch Einsetzen in ein weiteres topfartiges Bauelement größeren Durchmessers mit einen Kühlwasserhohlraum umgeben wird, der an der offenen Seite durch eine Platte abgedichtet wird. Es wird hier jedoch kein Hinweis auf eine Gußfertigung aufgezeigt. Diesen und vergleichbaren Konstruktionen ist ein hoher Fertigungsaufwand eigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Konstruktion für die Großserienfertigung von Aluminiumwärmetauschern im Druckgußverfahren aufzuzeigen. Erfindungsgemäß wird dies durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst.
Durch die einfache Formgestaltung der Bauelemente ist eine vollständige Fertigung im Aluminium-Druckguß machbar, der eine kostengünstige Fertigung für Großserienteile ermöglicht. Eine Verwendung von Sandkernen wie beim Sandguß/Kokillenguß oder eines Schaummodells wie beim Lost-Foam Guß wird vermieden, nur für kleinere Stückzahlen sind diese Verfahren geeignet. Der Zusammenbau der Bauteile erfordert einen geringen unkomplizierten Montageaufwand.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel. Der erfindungsgemäße Wärmetauscher besteht gemäß Zeichnung 1 aus drei Hauptelementen. Der äußere Wassermantel 1 ist topfförmig ausgestaltet und hat am offenen Ende einen umlaufenden Dichtflansch 6. Die Größe des äußeren Wassermantels ist so bemessen, daß er die weiteren beiden Hauptelemente innerer Wassermantel 2 und Trennelement 3 des Wärmetauschers aufnehmen kann. Der äußere Wassermantel ist mit einem Wasserzulauf 4 für das Kühlwasser versehen und mit einem Wasserrücklauf 5 für das aufgeheizte Kühlwasser. Die Anordnung von Zu- und Rücklauf kann variieren, je nach spezieller Formgestaltung des äußeren Wassermantels im konkreten Anwendungsfall und dem dadurch bedingten Strömungsverlauf.
In den äußeren Wassermantel 1 wird als weiteres Hauptelement der ebenfalls topfförmige innere Wassermantel 2 hineingesetzt dessen verringerter Durchmesser so bemessen ist, daß sich zwischen den beiden Wänden von äußerem und innerem Wassermantel ein umlaufender Hohlraum 7 bildet für durchströmendes Kühlwasser. Der Wasserumlauf und Wärmeübergang kann bei Bedarf durch eine entsprechende Ausgestaltung von Leitrippen, Strömungs- und Wärmeleitflächen (Winglets) auf den Manteloberflächen gesteuert werden, dies ist jedoch nicht dargestellt. Der ebenfalls beim inneren Wassermantel am offenen Ende umlaufend vorhandene Dichtflansch 8 bildet zusammen mit der Dichtung 9 und dem Dichtflansch 6 des äußeren Wassermantels den Verschluß des Hohlraums 7 für das Kühlwasser.
Der Innenraum 10 des inneren Wassermantels wird durch das dritte Hauptteil Trennelement 3 abgeteilt, so daß ein Umlauf der heißen Abgase an der Innenwand des inneren Wassermantels geschieht, der die Wärme an die umlaufende Kühlwassermenge im Hohlraum 7 abgibt. Das Trennelement 3 hat als weitere Funktion die Herstellung eines Abgaseintritts 11 und Abgasaustritts 12 sowie die Abdichtfunktion für den Innenraum 10 mittels des ausgebildeten Dichtflansches 13 und der Dichtung 14. Die Abdichtung der drei Hauptteile zueinander ist somit im Flanschpaket aus den Flanschen 6, 8, 13 die jeweils aufeinander passen vereinigt. Zur Sicherung der Dichtheit kann dieses Flanschpaket nun durch eine Schraub-, Klemm- oder Klebeverbindung in bekannter Weise zusammengefügt werden. Details hierzu sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Claims

Abgaswärmetauscher für wassergekühlte Brennkraftmaschine dadurch gekennzeichnet daß er aus mindestens zwei oder mehr Hauptteilen aus Aluminiumguß besteht die topfförmig ineinandergesetzt werden und so die abgas- und wasserseitigen Hohlräume für den Wärmeaustausch über die Teilewandungen mit zugehörigen Ein- und Auslässen für Abgas- bzw. Kühlwasser bilden und die durch gegenseitig aufeinander passende Flansche die ein Flanschpaket bilden zu einer Einheit verschraubt, verklemmt oder verklebt werden.
Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die Hauptteile aus Aluminiumguß vorzugsweise im Druckgußverfahren hergestellt sind.
Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet daß die Hauptteile aus Aluminiumguß im Sandguß-, Kokillenguß- oder Lost-Foam Gußverfahren hergestellt sind.
Abgaswärmetauscher nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Teilewandungen der abgas- und wasserseitigen Hohlräume zur Steuerung der Wasser- und Abgasströme und des Wärmeübergangs eine Verrippung, Strömungs- oder Wärmeleitflächen aufweisen.