DE3602891A1 - Waermetauscher fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge, insbesondere einen Kraftstoffkühler, mit einem Innenrohr und einem konzentrisch dazu angeordneten, mit zwei Anschlußstutzen versehenen Außenmantel.

Ein derartiger Wärmetauscher ist aus der DE-OS 31 17 661 be­ kannt. Dort ist das Außenrohr mittels zweier an dessen Stirn­ seiten angebrachter Kopfstücke mit dem Innenrohr verbunden. Zur Abdichtung ist zwischen dem Außenrohr und den Kopfstücken sowie zwischen dem Innenrohr und den Kopfstücken jeweils ein Dicht­ ring vorgesehen. Die Verwendung der Kopfstücke erfordert einen zusätzlichen Materialaufwand sowie zusätzliche Fertigungs­ schritte bei der Herstellung des Wärmetauschers.

Aufgabe der Erfindung ist es, den bekannten Wärmetauscher der­ art auszubilden, daß seine Herstellung vereinfacht wird und we­ niger Material erfordert.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß der Außenmantel an seinen Stirnseiten mit etwa radial nach innen abstehenden Stegen ver­ sehen ist, daß das Innenrohr zwei etwa radial nach außen ge­ richtete Falze aufweist, deren Abstand kleiner ist als der Ab­ stand der Stege, und daß zwischen den Stegen und den Falzen Dichtringe angeordnet sind.

Beim erfindungsgemäßen Wärmetauscher sind im Vergleich zum be­ kannten Wärmetauscher keine Kopfstücke mehr erforderlich. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers reduziert sich auf das Falzen des Innenrohres, das Anbringen von Stegen am Au­ ßenmantel und den Zusammenbau von Innenrohr und Außenmantel un­ ter Zwischenlegung von Dichtringen.

Für eine Vereinfachung des Zusammenbaus ist es zweckmäßig, wenn wenigstens ein Steg an einem Deckel o.dgl. angebracht ist, der rastbar, schraubbar oder klebbar mit dem Außenmantel verbunden ist. Damit ist es möglich, das Innenrohr bei abgenommenem Deckel in den Außenmantel einzuführen und danach den Deckel auf den Außenmantel aufzuklipsen oder mit diesem zu verschrauben.

Für einen sicheren, insbesondere nicht-verschiebbaren Sitz des Außenmantels auf dem Innenrohr ist es vorteilhaft, den Abstand der Falze nur geringfügig kleiner zu wählen als den Abstand der Stege. Aufgrund der zwischen die Stege und Falze eingebrachten Dichtringe ergibt sich dann eine dichte und axial feste Verbin­ dung zwischen dem Innenrohr und dem Außenmantel.

Für eine radiale Fixierung des Innenrohrs im Außenmantel ist es zweckmäßig, wenn der Außendurchmesser der Falze etwa dem Innen­ durchmesser des Außenmantels entspricht und/oder der Innen­ durchmesser der Stege etwa den Außendurchmesser des Innenrohrs aufweist. Dadurch liegen das Innenrohr und der Außenmantel an den Falzen bzw. Stegen mit einem gewissen Restspiel aneinander an, wodurch ihre radiale Lage zueinander im wesentlichen fest­ gelegt ist.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers sind im Innenraum des Innenrohrs und im Ringraum zwischen dem Innenrohr und dem Außenmantel Turbulenzeinlagen vorgesehen. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers wesent­ lich erhöht.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Außenmantel mit nach au­ ßen abstehenden Rippen versehen. Dies dient insbesondere bei einer Herstellung des Außenmantels aus Kunststoff der Stabili­ tät des Außenmantels. Zweckmäßig ist es in diesem Fall, die Rippen mit wenigstens einer Hülse o.dgl. zu umgeben. Dadurch wird die sich zwischen den Rippen befindende Luft als Außenisolation des Außenmantels benutzt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäßen Kraftstoffkühler, dessen obere Hälfte axial geschnitten ist.

Der in der Figur dargestellte Kraftstoffkühler weist ein Innen­ rohr 12 auf, dessen Achse mit der Bezugsziffer 35 gekennzeich­ net ist. Das Innenrohr 12 ist im Bereich seiner beiden Stirn­ seiten mit jeweils einem Falz 20 und 25 versehen. Beide Falze 20 und 25 sind radial nach außen gerichtet und konzentrisch zur Achse 35 angeordnet. Der im linken Bereich des Kraftstoff­ kühlers angeordnete Falz 20 ist derart ausgebildet, daß der Durchmesser des Innenrohrs 12 auf der dem Falz 25 abgewandten Seite kleiner ist als auf der dem Falz 25 zugewandten Seite. Der vom Falz 25 abgewandte Schenkel des Falzes 20 ist länger als der parallel zu ihm verlaufende, dem Falz 25 zugewandte Schenkel. Durch die Verringerung des Durchmessers des Innen­ rohrs entsteht im Bereich des Falzes 20 eine in das Innenrohr hineinstehende Kante 37.

Das Innenrohr 12 kann aus Stahl, Aluminium oder gegebenenfalls auch Kupfer hergestellt sein.

Konzentrisch zum Innenrohr 12 und damit zur Achse 35 ist ein Außenmantel 13 angeordnet. Dieser besitzt einen größeren Durch­ messer als das Innenrohr 12, jedoch eine geringere axiale Länge.

Im Bereich des Falzes 20 weist der Außenmantel 13 einen Steg 21 auf, der radial nach innen absteht. Der Steg 21 verläuft kreis­ förmig um das Innenrohr 12, wobei die äußere Kante des freien Endes des Stegs 21 am Innenrohr 12 anliegt. Des weiteren ist der Innendurchmesser des Außenmantels 13 derart gewählt bzw. die Ausbildung des Falzes 20 derart ausgeführt, daß die äu­ ßerste Kante des Falzes 20 am Außenmantel 13 anliegt. Falz 20 und Steg 21 sind etwa parallel zueinander ausgerichtet. Zwi­ schen dem Falz 20 und dem Steg 21 befindet sich ein Dichtring 22.

Im Bereich des Falzes 25 ist der Außenmantel 13 an seiner Au­ ßenseite mit einer Nut 27 versehen. In diese Nut 27 ist ein Deckel 33 eingeklipst. Der Deckel 33 besitzt eine zur Achse 35 konzentrische Ausnehmung, durch die das Innenrohr 12 hindurch­ gesteckt ist. Dadurch ergibt sich im Bereich des Falzes 25 am Deckel 33 ein Steg 26, der mit seiner äußeren Kante am Innen­ rohr 12 anliegt. Des weiteren sind der Innendurchmesser des Au­ ßenmantels 13 und der Durchmesser der äußersten Kante des Fal­ zes 25 derart aufeinander abgestimmt, daß der Falz 25 am Außen­ mantel 13 anliegt. Zwischen dem Falz 25 und dem Steg 26 des Deckels 33 ist ein Dichtring 28 angeordnet.

Der axiale Abstand der Falze 20 und 25 sowie der axiale Abstand der Stege 21 und 26 sind derart aneinander angepaßt, daß die Dichtringe 22 bzw. 28 möglichst spielfrei zwischen dem Steg 21 und dem Falz 20 bzw. dem Steg 26 und dem Falz 25 klemmen. Dies wird dadurch erreicht, daß der Abstand der Falze 20 und 25 etwa um die Summe der axialen Längen der Dichtringe 22 und 28 kleiner ist als der Abstand der Stege 21 und 26. Der Quer­ schnitt der Dichtringe 22 und 28 ist kreisförmig, wobei der Durchmesser des Querschnitts derart gewählt ist, daß die Dicht­ ringe 22 und 28 am Innenrohr 12 wie auch am Außenmantel 13 an­ liegen.

In die freien, über den Außenmantel 13 überstehenden Enden des Innenrohrs 12 sind Anschlußrohre 30 hineingesteckt und mittels Klemmringen 31 dicht verbunden. In den beiden Stirnbereichen des Außenmantels 13 sind Anschlußstutzen 45 angebracht, die et­ wa radial abstehen und mit Gewinden versehen sind.

Im Innenraum 15 des Innenrohrs 12, der über die Anschlußrohre 30 vom Kühlmedium durchflossen werden kann, sind Turbulenzein­ lagen 18 eingebracht, die beispielsweise mit Hilfe der Kante 37 oder durch Presspassung infolge einer Aufweitung des Innenrohrs 12 oder auf sonstige Art und Weise im Innenrohr 12 gehalten sind. Im Ringraum 16, der sich zwischen dem Innenrohr 12 und dem Außenmantel 13 befindet, sind Turbulenzeinlagen 19 vorgesehen, die zwischen dem Innenrohr 12 und dem Außenmantel 13 eingepreßt sind. Durch den Ringraum 16 kann über die Anschlußstutzen 45 das zu kühlende Medium hindurchgeführt werden.

An der Außenseite des Außenmantels 13 sind radial abstehende Rippen 40 angebracht. Insbesondere im Bereich zwischen den An­ schlußstutzen 45 sind die Rippen 40 von einer Hülse 50 umgeben. Diese kann zweiteilig ausgeführt sein oder sie kann, insbeson­ dere, wenn die Anschlußstutzen 45 abnehmbar sind und die Hülse 50 aus flexiblem Kunststoff besteht auch aus einem Teil herge­ stellt und über die Rippen 40 des Außenmantels 13 hinwegge­ schoben werden.

Der Außenmantel 13 kann aus Metall gegossen bzw. gepreßt oder aus temperaturbeständigem Kunststoff, insbesondere aus glasfaserverstärkten Polyamiden, gespritzt sein. Als Dichtungen 22 und 28 werden zweckmäßigerweise Gummiringe verwendet.

Statt des anklipsbaren Deckels 33 ist es möglich, einen schraubbaren oder klebbaren Deckel vorzusehen. Im ersten Fall muß an der Stelle der Nut 27 ein an den Deckel angepaßtes Gewinde eingeschnitten sein. Der Deckel 33 kann wie der Außenmantel 13 aus Kunststoff gefertigt sein. Des weiteren ist es möglich, daß nicht nur auf einer der beiden Stirnseiten des Außenmantels 13 ein Deckel vorgesehen ist, sondern daß beide Stirnseiten mit Deckeln verschlossen sind. Schließlich sind auch andere als die beschriebenen Anschlußmöglichkeiten des Kraftstoffkühlers denkbar.

Zum Zusammenbau des in der Figur dargestellten Kraftstoff­ kühlers wird das Innenrohr 12 in den Außenmantel 13 eingeführt. Das Innenrohr 12 ist dabei schon mit den Turbulenzeinlagen 19 und gegebenenfalls auch mit den Turbulenzeinlagen 18 versehen. Die Dichtringe 22 und 28 sind an den Falzen 20 und 25 anliegend auf das Innenrohr 12 aufgeschoben. Die axiale Lage des Innen­ rohrs 12 im Außenmantel 13 wird beim Einführen insbesondere durch den an der Innenseite des Außenmantels 13 anliegenden Falz 20 und/oder durch den an der Außenseite des Innenrohrs 12 anliegenden Steg 21 festgelegt. Nach dem Einführen des Innenrohrs 12 wird der Außenmantel 13 mit dem Deckel 33 verschlossen. Dadurch wird die axiale Lage des Innenrohrs 12 im Außenmantel 13 fixiert. Jetzt können die Anschlußrohre 30 mit Hilfe der Klemmringe 31 am Innenrohr 12 befestigt werden bzw. sonstige Anschlußteile in die Anschlußstutzen 45 eingeschraubt werden.

Während des Zusammenbaus ist es möglich, das Innenrohr 12 und ggf. auch die Turbulenzeinlagen 18 aufzuweiten. Dadurch liegen die Bauelemente fest aneinander an, so daß ein guter Wärme­ übergang gewährleistet ist.

Mit Hilfe der zwischen den Falzen 20 bzw. 25 und Stegen 21 bzw. 26 befindlichen Dichtungen 22 bzw. 28 wird eine sichere Abdich­ tung des Ringraums 16 nach außen gewährleistet. Durch die Verwendung eines Metalls zur Herstellung des Innenrohrs 12 wird ein guter Wärmeübergang zwischen dem im Innenraum 15 fließenden Medium und dem im Ringraum 16 durchgeführten Medium gewährlei­ stet. Mit Hilfe der Turbulenzeinlagen 18 und 19 wird dieser Wärmeübergang unterstützt. Mit den Rippen 40 und der sie umge­ benden Hülse 50 wird erreicht, daß die zwischen den Rippen 40 und der Hülse 50 eingeschlossene Luft als Wärmeisolation ge­ nutzt wird. Es wird dadurch eine Wärmeisolierung des Kraft­ stoffkühlers gegenüber seiner Umgebung erreicht, was beim Anbau des Kühlers an Motoren vorteilhaft sein kann. Gleichzeitig dienen die Rippen 40 zur Stabilisation des Außenmantels 13.

Anstatt der Hülse 50 oder zusätzlich zur Hülse 50 ist es möglich, die Rippen 40 mit einem wärmeisolierendem Schlauch o. dgl. zu ummanteln. Dadurch wird die Wärmeisolation weiter erhöht.

Claims (7)

1. Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kraft­ stoffkühler, mit einem Innenrohr und einem konzentrisch dazu angeordneten, mit zwei Anschlußstutzen versehenen Außenmantel, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (13) an seinen Stirnseiten mit etwa radial nach innen abstehenden Stegen (21, 26) versehen ist, daß das Innenrohr (12) zwei etwa radial nach außen gerichtete Falze (20, 25) aufweist, deren Abstand kleiner ist als der Abstand der Stege (21, 26) und daß zwischen den Stegen (21, 26) und den Falzen (20, 25) Dichtringe (22, 28) an­ geordnet sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Steg (26) an einem Deckel (33) o.dgl. ange­ bracht ist, der rastbar, schraubbar oder klebbar mit dem Außenmantel (13) verbunden ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Außendurchmesser der Falze (20, 25) etwa dem Innendurchmesser des Außenmantels (13) entspricht und/oder daß der Innendurchmesser der Stege (21, 26) etwa den Außendurchmes­ ser des Innenrohrs (12) aufweist.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (15) des Innenrohrs (12) und/ oder im Ringraum (16) zwischen dem Innenrohr (12) und dem Außenmantel (13) Turbulenzeinlagen (18, 19) vorgesehen sind.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (13) mit nach außen abste­ henden Rippen (40) versehen ist.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (40) von wenigstens einer Hülse (50) o.dgl. umgeben sind.

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (12) aus Metall und der Außenmantel (13) aus Kunststoff hergestellt ist.