EP1906130A2 - Wärmetauscher zur Abgaskühlung, Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers - Google Patents

Wärmetauscher zur Abgaskühlung, Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers Download PDF

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EP1906130A2
EP1906130A2 EP07012634A EP07012634A EP1906130A2 EP 1906130 A2 EP1906130 A2 EP 1906130A2 EP 07012634 A EP07012634 A EP 07012634A EP 07012634 A EP07012634 A EP 07012634A EP 1906130 A2 EP1906130 A2 EP 1906130A2
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
flow channel
depth
tubes
connection
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Withdrawn
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EP07012634A
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English (en)
French (fr)
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EP1906130A3 (de
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Albert Schmitz
Bernd GRÜNENWALD
Markus Hettig
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Publication date
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    • F28D21/0003—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger for exhaust gas cooling for a motor vehicle according to claim 1 and to a method for producing a heat exchanger.
  • the exhaust gas heat exchanger for motor vehicles on a tube bundle consisting of exhaust pipes, which are frontally welded to tube sheets and a housing shell, which is welded to the tube sheets.
  • the tubes, the tubesheets and the housing jacket are held in a clamping device.
  • the housing shell and the tubesheets as well as the tubes and the tubesheets are welded together at the ends in one clamping. The welding is done by at least one laser beam.
  • a tube of the heat exchanger has a pipe end, which is approximately flush with the tubesheet and is connected via a weld with the tubesheet.
  • the weld is welded through, ie it extends over the entire thickness of the tubesheet.
  • all tubes are connected to the tubesheet by a weld
  • the at least one flow channel in particular the flow channels, can be designed in particular as tubes and serve to flow through with a first medium, in particular with exhaust gas.
  • At least one bottom for receiving the flow channels has a bottom depth T.
  • the at least one bottom can in particular close the heat exchanger.
  • the at least one floor, in particular two floors, and the at least one flow channel, in particular a plurality of flow channels, are connected in a material-locking manner to the floor at a connection depth t of the floor.
  • the connection depth t is smaller than the floor depth T.
  • the at least one floor in particular the at least two floors, have at least one tapering device for tapering the floor depth in the area of the connection of the at least one floor to the at least one flow channel.
  • the tapering device in particular by the at least one recess and / or groove with the depth Tt, in particular the connection depth t, on which the at least one flow channel, in particular the flow channels, with the at least one bottom, in particular with the bottoms, materially connected are essentially fixed.
  • the tapering device in particular a geometry bevel, tapers the bottom to the connection depth t.
  • the connection depth t can be defined and / or determined in a particularly advantageous manner.
  • a further advantageous embodiment is characterized in that the at least one bottom and the at least one first flow channel are connected to the connection depth t of the floor by welding and / or soldering. In this way, a tight connection between the at least one bottom, in particular the bottoms, and the at least one flow channel, in particular the flow channels, can be produced with particular advantage.
  • the at least one tapering device is designed as at least one recess which is arranged adjacent to the at least one opening.
  • the connection depth t of the at least one floor with the at least one flow channel, in particular with the flow channels, can be generated particularly advantageously substantially precisely.
  • the at least one recess is formed circumferentially around the at least one opening. In this way, in particular in the connection region of the at least one flow channel, in particular of the flow channels, the same depth of connection t can be ensured with the base substantially everywhere in the connection region.
  • the at least one recess is formed as a shoulder and / or chamfer.
  • the connection depth t can be produced particularly advantageously and inexpensively by, in particular, by means of an abrading production method, in particular by means of milling, eroding, etc., and / or by means of a reshaping production method, in particular by embossing, pressing, punching and / or by means of a primary shaping Manufacturing process, in particular by means of Gie- ⁇ en, injection molding, die casting, etc., is generated.
  • the heat exchanger has a number of flow channels, which are designed as flat tubes.
  • the flat tubes can be particularly advantageous by means of a forming manufacturing process and / or by means of a cohesive bonding process and / or by means of a forming manufacturing process, such as extrusion, are manufactured inexpensively.
  • the flat tubes have turbulence-generating elements.
  • the heat transfer in particular the heat transfer between the first medium, in particular exhaust gas and a second medium, in particular a cooling medium, in particular a water-containing cooling liquid and / or air can be improved particularly advantageous.
  • the heat exchanger at least one housing having at least one housing wall, for receiving the at least one bottom and / or the flat tubes.
  • the at least one opening in particular the openings, is arranged adjacent to the housing wall. In this way, leaky connections between flat tube and bottom can be particularly advantageously prevented.
  • the heat exchanger is designed as a U-flow heat exchanger.
  • U-flow heat exchanger is meant a heat exchanger in which the first medium, in particular exhaust gas, can enter the heat exchanger on one side, flows through the heat exchanger and flows at the end of the heat exchanger into at least one flow channel which substantially describes the shape of a U, passes through the heat exchanger in substantially the opposite direction and exits on the same side of the heat exchanger from the heat exchanger, where it has entered the heat exchanger.
  • a further advantageous embodiment is characterized in that the heat exchanger has at least two floors and / or is designed as an I-flow heat exchanger.
  • the at least one flow channel in particular the flow channels, in particular the at least one tube, in particular the tubes such as flat tubes and / or round tubes and / or oval tubes and / or rectangular tubes, with the at least one bottom, in particular with two floors, on the connection depth t of Bodens cohesively, in particular by welding such as laser beam welding and / or electron beam welding, soldering, gluing, etc., are connected.
  • the at least one flow channel in particular the flow channels, in particular the at least one flat tube, in particular the flat tubes, are connected to the ground at the connection depth t by welding and / or soldering.
  • a particularly dense and strength-increasing and / or durable connection between the at least one floor, in particular the floors, and the at least one flow channel, in particular the at least one flat tube can be produced.
  • the flow channels in particular the flat tubes, at least partially introduced into the openings of the at least one floor and connected in a first operation, in particular in a stapling operation, at least partially cohesively with the at least one bottom become.
  • the flow channels can first of all be connected to the floor in a particularly advantageous manner such that they are fixed at least in sections to the floor.
  • the flat tubes are connected in a second operation, in particular in a finished operation, at least partially cohesively with the one bottom, in particular with the floors.
  • the flow channels, in particular the flat tubes are particularly advantageously sealed to the at least one base, in particular to the floors.
  • At least one laser beam performs at least one pendulum movement in addition to at least one advancing movement during the first operation and / or during the second operation, which is essentially perpendicular to a feed direction.
  • the flow channels, in particular the flat tubes particularly advantageous tight and safe with the at least one floor, in particular the floors, are connected.
  • FIG. 1 shows an isometric view of a heat exchanger 1, in particular an exhaust gas heat exchanger with a heat exchanger housing 2 made of metal.
  • the heat exchanger 1 is an exhaust gas heat exchanger for cooling recirculated exhaust gas for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the heat exchanger 1 may be in another embodiment, a charge air cooler and / or a coolant radiator and / or an oil cooler and / or a condenser for an air conditioner and / or an evaporator for an air conditioner and / or a gas cooler for an air conditioner.
  • the heat exchanger 1 has a heat exchanger housing 2.
  • the heat exchanger housing 2 is formed of metal, in particular stainless steel or aluminum.
  • the heat exchanger housing 2 is produced in particular by means of a forming manufacturing process, such as pressing or stamping.
  • the heat exchanger housing 2 accommodates tubes, not shown, in particular flat tubes, in which a first medium M1 flows out.
  • the first medium M1 is in particular exhaust gas.
  • the first medium M1 may be charge air or refrigerant of an air conditioner or oil for a transmission of a motor vehicle or coolant, such as a hydrous coolant, or CO 2 .
  • the heat exchanger housing 2 has in the illustrated embodiment, an inlet nozzle for the entry of a second medium M2 and an outlet nozzle 6 for the exit of a second medium M2.
  • the inlet connection 5 and the outlet connection 6 can be interchanged.
  • the heat exchanger 1 in particular the exhaust gas heat exchanger, has more than one inlet connection 5 for the second medium M2 and / or more than one outlet connection 6 for the exit of the second medium M2.
  • the second medium M2 is in the illustrated embodiment, a cooling medium, in particular a water-containing cooling liquid and / or air.
  • the second medium M2 is charge air and / or exhaust or oil or refrigerant for an air conditioner and / or CO 2 .
  • the heat exchanger housing 2 is designed such that it has a substantially cuboid heat exchanger housing center section 7, to each of which a housing side section 8 connects on both sides.
  • the heat exchanger housing center section 7 has a smaller, unspecified in the illustrated embodiment width, which is less than the unspecified width of the housing side sections 8.
  • the housing center section 7 goes into the housing side section 8 such that an unspecified transition section of the heat exchanger housing the Housing center section 7 connects to the respective housing side portion 8.
  • the connecting portion is formed in the illustrated embodiment as a substantially truncated pyramidal structure of a substantially four-sided pyramid with bevelled edges.
  • the housing center section 7 and / or the respective housing side section 8 has a substantially rectangular cross-section.
  • the housing center section 7 and / or the housing side section 8 has a round and / or polygonal and / or elliptical and / or star-shaped cross section or a cross section with the combination of the aforementioned forms.
  • the heat exchanger 1 is referred to as I.
  • the unspecified flat tubes are each inserted into an opening 4 of the bottom 3 and connected to this cohesively, for example, by soldering, welding, gluing, etc.
  • an I-flow heat exchanger with two trays 3 is shown.
  • the heat exchanger 1 has only one bottom 3.
  • the heat exchanger is in this case a U-flow heat exchanger.
  • the media inlet M1E and the media outlet M1A are on the same side in a U-flow heat exchanger.
  • the first medium M1 flows in a first area of the bottom into first openings 4 and leaves the heat exchanger in another area of the floor through other openings 4.
  • FIG. 2 shows a bottom of a heat exchanger, in particular an exhaust gas heat exchanger. Identical features are provided with the same reference numerals as in FIG. 1.
  • the bottom 3 is made of a metal, in particular made of stainless steel or in another embodiment of aluminum.
  • the bottom 3 is formed of a Faserverbundtechnikstorff or of a heat-resistant plastic or ceramic.
  • the bottom 3 has a bottom frame 20, which is formed substantially circumferentially around the bottom 3.
  • the bottom frame 20 is formed integrally with the bottom 3 in the illustrated embodiment.
  • the bottom frame with the bottom 3 is materially coherent, in particular by soldering, welding, gluing, etc. connected.
  • the frame 20 is formed in another embodiment such that it is formed by means of a forming manufacturing process such as bending or crimping from the bottom 3.
  • the bottom frame 20 is arranged substantially perpendicular to an unspecified bottom surface 3.
  • the bottom frame 20 can also for better introduction into the heat exchanger housing 2 an angle between 70 ° and 120 °, in particular between 75 ° and 110 °, in particular between 80 ° and 105 °, in particular between 85 ° and 100 ° to unspecified bottom surface of the bottom 3.
  • the bottom 3 has a number of oblong holes.
  • the slots are formed as openings 4.
  • the openings 4 are formed substantially rectangular.
  • the openings 4 may be formed as round, elliptical, polygonal openings or openings of the combination of the aforementioned forms.
  • the substantially rectangular openings may have rounded corners.
  • the openings 4 are arranged like a grid.
  • the bottom has three rows, which are arranged substantially adjacent to each other and each having twelve openings 4. Adjacent to the three rows with the respective twelve openings 4, a further row each having ten openings 4 is arranged in each case. The rows of the ten openings each are arranged substantially parallel to the rows with the twelve openings each.
  • the floor has three rows of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 or more than 12 openings.
  • the bottom 3 has a substantially octagonal shape.
  • the bottom has a substantially square or a quadrangular or a multiple-leaky or a round or a substantially elliptical or a star-shaped or a shape of the combination of the aforementioned forms.
  • Between adjacent openings 4 4 second bottom webs 23 are formed on the narrow side of the adjacent openings.
  • On the longitudinal side 4 first bottom webs 22 are formed between adjacent openings.
  • Figure 3 shows a sectional view through a bottom 3 with a rejuvenation device, are connected to the flat tubes cohesively. Identical features are provided with the same reference numerals as in the previous figures.
  • the flat tubes 21 are formed in the illustrated embodiment of metal, in particular stainless steel or aluminum.
  • the flat tubes 21 have a flat tube wall 30. From the flat tube wall 30 are first turbulence generating elements 31 and / or second turbulence generating elements 33. Furthermore, turbulence inserts 32 can be at least partially inserted into the flat tubes 21 and the flat tube wall 30 at least partially cohesively, in particular by soldering, welding, gluing, etc., are connected ,
  • only turbulence inserts 32 can be inserted into the flat tubes 21 and connected to them materially, in particular by welding, soldering, gluing, etc.
  • the bottom 3 has a tapering device.
  • the bottom 3 has a bottom inside 38 and a bottom outside 39. Furthermore, the floor has a floor depth T.
  • the connection depth t is the depth at which the flat tube 21 is materially connected to the bottom 3
  • the first connection 40 represents the state of the art.
  • the flat tube 21 is materially bonded over the entire depth of the bottom T, in particular by welding such as laser welding or soldering or gluing etc. to the bottom 3.
  • the floor depth T is in this case equal to the connection depth t.
  • the first weld 34 represents the cohesive connection of the flat tube 21 with the bottom 3.
  • the flat tube 21 is inserted into the bottom opening 4 and connected to the bottom 3 at the connection depth t.
  • the connection of the flat tube 21 to the bottom 3 is cohesively, in particular by welding such as laser welding, soldering, etc.
  • the flat tube 21 is connected by the second weld 35 to the bottom 3 cohesively by means of welding.
  • the weld 35 is circumferentially around the entire flat tube around- In another embodiment, welds 35 may be formed in sections around the flat tube 21 around.
  • the bottom 3 has a tapering device.
  • the tapering device is formed in the illustrated embodiment as a recess which may be formed circumferentially around the ground. In another embodiment, a plurality of recesses are formed around the opening 4 around.
  • the first recess 36 is substantially conical.
  • Another embodiment represents the second recess 37. It is a groove which has a substantially rectangular, in particular square, cross-section.
  • the first recess 36 and / or the second recess 37 may be formed circumferentially or in sections.
  • the first recess 36 and / or the second recess 37 enlarge the opening cross-section of the opening 4.
  • the recess in particular the first recess 36 and / or the second recess 37, for example by means of a transforming manufacturing process such as punching, pressing, etc. or by means of a removing Manufacturing process such as drilling, sinking, milling, turning, etc., or by means of a transforming manufacturing process directly in the production of the bottom 3 are introduced.
  • a transforming manufacturing process such as punching, pressing, etc. or by means of a removing Manufacturing process such as drilling, sinking, milling, turning, etc.
  • a transforming manufacturing process directly in the production of the bottom 3 are introduced.
  • the bottom 3 In the process of cohesive bonding, in particular welding or soldering or gluing, etc., the bottom 3 only needs to be connected to the flat tubes over the entire depth t. In particular, when welding over the entire connection depth t a simple through welding is possible. in the Area of the recess 36, 37 then takes place no more connection between the flat tube 21 and bottom. 3
  • Figure 4 shows a schematic representation of a bottom 3, which is connected to flat tubes 21 fluidly. Identical features are provided with the same reference numerals as in the previous figures.
  • no recesses are provided in the flat tube connections 51, 52, 53, 54, but there is only one connection depth t smaller than the bottom thickness T before.
  • no recess 36, 37 is introduced into the bottom 3 and at least one flat tube 21 is connected to the bottom to a connection depth t smaller the bottom thickness T cohesively, in particular by welding, soldering, gluing, etc., to the bottom 3.
  • all flat tubes 21 may be connected to the floor 3 at a connection depth t smaller than the floor depth T.
  • connection depth t Due to the lower connection depth t, in particular by the lower welding depth, and / or by the recess or taper 36, 37 in the bottom 3, the fatigue strength and durability of the heat exchanger 1, in particular the exhaust gas heat exchanger is increased. Furthermore, the working time for materially joining the flat tubes 21 with the at least one bottom 3 is reduced by the smaller connection depth t.
  • the weld root can be controlled particularly advantageous.
  • a CO 2 laser is used.
  • other lasers can be used.
  • the advancing movement of the laser is superimposed by a pendulum movement of the laser.
  • the pendulum motion is essentially in the direction perpendicular to the feed direction of the laser.
  • the flat tubes 21 are inserted into the openings 4 of the soil.
  • the flat tubes 21 of the at least one row of floors, in particular the two floors 3, and / or the heat exchanger housing 2 are clamped in a device.
  • the flat tubes 21 and the at least one bottom 3 are stapled in a first operation. In this case, the flat tubes 21 and the bottom 3 are connected to one another at a small depth.
  • the laser beam welds the flat tubes 21 to the at least one base 3 over the entire connection depth t.
  • the bottom 3 is firmly bonded to the heat exchanger housing 2, in particular by welding such as laser beam welding and / or electron beam welding, soldering, gluing, etc., and / or positively by means of bending, folding, flanging, etc.
  • the at least one bottom 3 and the heat exchanger housing 2 are connected to one another on a peripheral seam UN, in particular on a circumferential weld seam.
  • the arrow indicates the direction in which a particular laser beam at least connects a bottom 3 with the heat exchanger housing 2.
  • a laser beam welds the at least one base 3 and the heat exchanger housing 2 in the opposite direction of the arrow or both in the direction of the arrow and in the direction of the arrow.
  • the at least one flow channel in particular the flow channels, in particular the at least one tube 51, 52, 53, 54, in particular the tubes such as flat tubes 51, 52, 53, 54 and / or round tubes and / or oval tubes and / or rectangular tubes, and / or the other unspecified pipes such as flat tubes and / or round tubes and / or oval tubes and / or rectangular tubes are materially connected to the at least one bottom 3, in particular with two bottoms 3, in particular on the depth of connection t of the bottom 3, in particular by welding such as laser beam welding and / or electron beam welding, soldering, gluing, etc., connected.
  • welding such as laser beam welding and / or electron beam welding, soldering, gluing, etc.
  • a jet in particular a laser beam
  • at least one tube 51, 52, 53, 54 in particular the tubes such as flat tubes 51, 52, 53, 54 and / or round tubes and / or oval tubes and / or rectangular tubes, and / or the others unspecified pipes such as flat tubes and / or round tubes and / or oval tubes and / or rectangular tubes along the arrow direction of Rohrêtitatisnaht RBN and / or against the arrow direction of Rohrteilitatisnaht RBN.
  • the welding of the peripheral seam UN takes place in a first embodiment before welding the at least one tube 51, 52, 53, 54, in particular the tubes such as flat tubes 51, 52, 53, 54 and / or round tubes and / or oval tubes and / or rectangular tubes , and / or the other unspecified pipes such as flat tubes and / or round tubes and / or oval tubes and / or rectangular tubes along and / or against the tube bottom joint seam RBN.
  • the welding of at least a portion of the peripheral seam UN and the welding at least one tube 51, 52, 53, 54 or at least a portion of at least one tube bottom joint seam RBN in particular the tubes such as flat tubes 51, 52, 53, 54 and / or done Round tubes and / or oval tubes and / or rectangular tubes, and / or the other unspecified tubes such as flat tubes and / or round tubes and / or oval tubes and / or rectangular tubes along and / or against the Rohr foundedsnaht RBN alternately.
  • FIG. 5 shows an isometric view of another heat exchanger 16, in particular an exhaust gas heat exchanger with a plastic housing 61 and a bypass 62.
  • the same features are provided with the same reference numerals as in the previous figures.
  • the heat exchanger 60 in particular the exhaust gas heat exchanger, is an I-flow heat exchanger, ie first medium M1, in particular exhaust gas, first flows into the heat exchanger 60 via the media inlet side M1E and leaves the heat exchanger through the media outlet side M1A.
  • the heat exchanger 60 has a heat exchanger housing 61.
  • the heat exchanger housing 61 is reinforced with unspecified reinforcing ribs 67, which are designed in one piece with the heat exchanger housing 61.
  • the housing 61 has a unspecified first flange and a unspecified second flange.
  • the first unspecified Flange has a number, in particular four, unspecified first Flanschijnschijnmaschinetechnisch for the passage of fasteners, such as screws, on.
  • a first bottom 63 is arranged.
  • the first floor 63 at least partially contacts the first flange.
  • the first floor 63 has a number of openings 4 and a bypass opening 64.
  • the bottom 63 has a number, in particular four first floor connection openings for the passage through of connecting elements, such as screws.
  • the heat exchanger housing 61 is formed of plastic or of a fiber composite material.
  • the heat exchanger housing 61 is produced by means of an urinal manufacturing process, such as injection molding, in particular plastic injection molding.
  • the heat exchanger 60 has a further bottom 3.
  • the second floor 3 touches a second unspecified flange at least in sections.
  • the bottom 3, in particular the two bottoms 3, furthermore have a bypass opening 64.
  • a bypass serves to bypass, for example, exhaust gas around the radiator, so that the exhaust gas conducted through the bypass is not cooled.
  • the first bottom and the first flange and the second bottom and the second flange are connected by connecting elements, not shown.
  • the at least one bottom 3 can be connected to the unspecified flange, for example by means of a corrugated chamfer flanging.
  • the heat exchanger 60 can be traversed either completely through the bypass 62 via the bypass opening 64 and the second bypass opening, not shown, in the region of the second floor. Furthermore, the heat exchanger 60 completely over the flow channels, in particular the tubes, in particular the flat tubes 21, with the first medium M1, in particular exhaust gas, are flowed through. Furthermore, the heat exchanger housing has an inlet connection 65 for the admission of a cooling medium, in particular of the second medium M2, and an outlet connection 66.
  • the inlet connection 65 and / or the outlet connection 66 are substantially tubular in the illustrated embodiment. In another embodiment, the inlet nozzle 65 and / or the outlet nozzle 66 may be formed as a pipe bend portion.
  • the inlet nozzle 65 and / or the outlet nozzle 66 has in the illustrated embodiment has a substantially circular cross-section.
  • the inlet nozzle 65 and / or the outlet nozzle 66 may have a substantially rectangular and / or elliptical and / or polygonal cross section or a cross section of the combination of the aforementioned forms.
  • FIG. 6 shows an isometric illustration of a further exemplary embodiment of an exhaust gas heat exchanger, in particular of a U-flow heat exchanger. Identical features are provided with the same reference numerals as in the previous figures.
  • the inlet connection 65 is fed to the heat exchanger housing 71 of the heat exchanger 70 and discharged from the housing 71 again via the outlet connection 66.
  • the inlet nozzle 65 and the outlet nozzle 66 may be just reversed.
  • the heat exchanger housing 71 is formed from a conditionally heat-resistant material, in particular plastic.
  • the inlet nozzle 65, the outlet nozzle 66 and the attachment portion 73 are formed integrally with the housing 71.
  • the inlet connection 65 and / or the outlet connection 66 and / or the attachment section 73 are in particular by injection molding formed of a plastic. From the heat exchanger housing 71 stiffening struts or reinforcing ribs 67 are formed.
  • the reinforcing ribs 67 are in particular formed integrally with the housing 71.
  • the reinforcing ribs 67 are arranged substantially parallel to one another and / or substantially perpendicular to one another. Further, stiffening struts 67 may have an angle substantially from 0 ° to 90 °.
  • the bottom 3 has openings 4.
  • the openings 4 are formed substantially as oval slots.
  • the openings 4 in particular pipes, not shown, in particular flat tubes, with, for example, winglets, inserted and with the bottom 3 cohesively, in particular by welding, soldering, gluing, etc., connected.
  • the openings 4 are arranged in a number of pipe-opening rows, wherein the pipe-opening rows are arranged substantially parallel to each other.
  • the bottom 3 is substantially square and formed with rounded corners.
  • the bottom has a round, an oval or another shape or a combination of the aforementioned forms.
  • tongues are formed from the bottom, which tongues are formed essentially in the direction M1A. By means of, for example, a crimping method, in particular by corrugated slot crimping, the tongues are reshaped in such a way that they are positively connected to an invisible collar of the housing 71.
  • FIG. 7 shows a sectional view AA of a heat exchanger 70 from FIG. 6. Identical features are provided with the same reference numerals as in the previous figures.
  • the heat exchanger 70 is designed as a U-flow heat exchanger, ie first medium M1, in particular exhaust gas, flows in the direction of flow
  • the first medium M1E via bottom openings 4 through the bottom 3 in the first flat tubes 21, flows through this, enters a deflection 74, enters a second bottom 3 in other flat tubes 21, flows through them and leaves the heat exchanger 70 through openings 4 in the first Bottom 3.
  • Feeder 65 and Abwehrstutzen 66 may be arranged vice versa in another embodiment.
  • the inlet connection 65 and / or the outlet connection 66 can be arranged offset relative to one another, for example on different sides of the housing 71.
  • the inlet nozzle 65 and / or the outlet nozzle 66 have an unspecified nose, which is in particular formed circumferentially around the inlet nozzle 65 and / or to the outlet nozzle 66.
  • the unspecified nose serves in particular as a latching element for example, at least one hose member which is connected to the inlet nozzle 65 and / or the outlet nozzle 66.
  • the bottom 3 is produced in particular by a forming process, in particular by punching and / or embossing.
  • the bottom 3 is positively connected in the illustrated embodiment, in particular by screws, with the heat exchanger housing 71.
  • the bottom is connected to the housing 71 by a forming process, for example crimping, in particular corrugated slot crimping.
  • a sealing element 72 in particular an O-ring, can be introduced or introduced.
  • the sealing element 72 is for example a rubber element. In another embodiment, not shown, the sealing element 72 is introduced by introducing, in particular injecting, a sealing material in the unspecified groove.
  • unspecified housing interior of the housing 71 are a plurality of tubes 21, in particular of steel, preferably made of stainless steel, introduced and arranged such that adjacent tubes 21 are arranged substantially parallel to each other and in the direction of M1A or M1 E.
  • other materials, in particular metals, such as steel or aluminum, or fiber composites for the tubes 21 can be used.
  • the tubes 21 have first turbulence-generating elements 31 and second turbulence-generating elements 33, such as knobs or winglets.
  • the first turbulence-generating elements 31 and / or the second turbulence-generating elements 33 are formed, for example by a transforming manufacturing process such as stamping or embossing, from the tube wall into the tube interior and / or formed from the tube wall to the outside in the direction of an adjacent tube 21.
  • the turbulence-generating elements 31, 33 or the turbulence insert 32 in particular improve the heat transfer and / or the heat transfer between the first medium M1, in particular the exhaust gas, and the second medium M2, in particular the cooling medium.
  • the turbulence-generating elements 31, 33 also support adjacent tubes 21 from each other and / or ensure the distance between adjacent tubes 21.
  • the tubes 21 are inserted through openings 4 in the bottom 3 in the bottom 3 and with this cohesively, in particular by welding, soldering , Gluing etc. and / or positively connected.
  • a deflection element 64 is substantially cup-shaped and causes the deflection of the flow direction of the first medium M1 substantially by 180 °.
  • the deflection element moves the deflection of the flow direction of the first medium M1 by an angle of 0 ° to 180 °.
  • the deflecting element 74 has an unspecified receptacle of the housing and is connected to this form-fitting and / or material fit.
  • the housing 71 has a housing web 75.
  • the housing web 75 is formed integrally with the housing 71.
  • the housing web 75 forms a stop for a flow blocking element, not shown, which in particular causes the flow of a front pipe portion of the tubes 21 with the second medium M2.
  • the housing web 75 itself represents the storage element.

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Abstract

Wärmetauscher (1) zur Abgaskühlung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Strömungskanal (21) zur Durchströmung mit einem ersten Medium, mit zumindest einem Boden (3, 63) mit zumindest einer Bodentiefe (t), der zur Aufnahme des zumindest einen Strömungskanals (21) dient, wobei der zumindest eine Boden (3, 63) und der zumindest eine Strömungskanal (21) auf einer Verbindungstiefe (t) des Bodens (3, 63) stoffschlüssig miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungstiefe (t) kleiner als die Bodentiefe (T) ist und der zumindest eine Boden (3, 63) zumindest eine Verjüngungsvorrichtung (36, 37) zur Verjüngung der Bodentiefe im Bereich der Verbindung des zumindest einen Bodens (3, 63) mit dem zumindest einen Strömungskanal (21) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zur Abgaskühlung für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers.
  • Aus der DE 102 202 28246 A1 der Anmelderin ist ein Abgaswärmeübertrager und ein Verfahren zu seiner Herstellung bekannt. Demnach weist der Abgaswärmeübertrager für Kraftfahrzeuge ein Rohrbündel bestehend aus Abgasrohren auf, die stirnseitig mit Rohrböden verschweißt sind sowie einen Gehäusemantel, der mit den Rohrböden verschweißt ist. Die Rohre, die Rohrböden und der Gehäusemantel werden in einer Spannvorrichtung gehalten. Der Gehäusemantel und die Rohrböden als auch die Rohre und die Rohrböden werden stirnseitig in einer Aufspannung miteinander verschweißt. Die Verschweißung erfolgt durch mindestens einen Laserstrahl. Ein Rohr des Wärmetauschers weist ein Rohrende auf, welches etwa bündig mit dem Rohrboden schließt und über eine Schweißnaht mit dem Rohrboden verbunden ist. Die Schweißnaht ist durchgeschweißt, d. h. sie erstreckt sich über die gesamte Dicke des Rohrbodens. Alternativ ist jedoch auch ein reines Einschweißen des Rohrendes möglich, wobei die Naht eine geringere Einschweißtiefe aufweist. In gleicher Weise sind sämtliche Rohre mit dem Rohrboden durch eine Schweißnaht verbunden
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscher zur Abgaskühlung der eingangs genannten Art zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Es wird ein Wärmetauscher zur Abgaskühlung für ein Kraftfahrzeug mit zumindest einem Strömungskanal zur Durchströmung mit einem ersten Medium, insbesondere Abgas, vorgeschlagen sowie mit zumindest einem Boden mit zumindest einer Bodentiefe T zur Aufnahme der Strömungskanäle, wobei der zumindest eine Boden und der zumindest eine Strömungskanal auf einer Verbindungstiefe t des Bodens stoffschlüssig verbunden sind, wobei die Verbindungstiefe t kleiner als die Bodentiefe T ist und der zumindest eine Boden zumindest eine Verjüngungsvorrichtung zur Verjüngung der Bodentiefe im Bereich der Verbindung des zumindest einen Bodens mit dem zumindest einen Strömungskanal aufweist.
  • Der zumindest eine Strömungskanal, insbesondere die Strömungskanäle, können insbesondere als Rohre ausgebildet sein und dienen zur Durchströmung mit einem ersten Medium, insbesondere mit Abgas Zumindest ein Boden zur Aufnahme der Strömungskanäle weist eine Bodentiefe T auf. Der zumindest eine Boden kann den Wärmetauscher insbesondere verschließen. Der zumindest eine Boden, insbesondere zwei Böden, und der zumindest eine Strömungskanal, insbesondere mehrere Strömungskanäle, sind auf einer Verbindungstiefe t des Bodens mit dem Boden stoffschlüssig verbunden. Insbesondere können die Strömungskanäle auf der Verbindungstiefe t mit dem Boden durch Schweißen und/oder Löten und/oder Kleben stoffschlüssig verbunden sein. Die Verbindungstiefe t ist kleiner als die Bodentiefe T.
  • Der zumindest eine Boden, insbesondere die zumindest zwei Böden, weisen zumindest eine Verjüngungsvorrichtung zur Verjüngung der Bodentiefe im Bereich der Verbindung des zumindest einen Bodens mit dem zumindest einen Strömungskanal auf. Insbesondere kann durch die Verjüngungsvorrichtung, insbesondere durch die zumindest einen Aussparung und/oder Nut mit der Tiefe T-t, insbesondere die Verbindungstiefe t, auf der der zumindest eine Strömungskanal, insbesondere die Strömungskanäle, mit dem zumindest einen Boden, insbesondere mit den Böden, stoffschlüssig verbunden sind, im Wesentlichen festgelegt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung verjüngt die Verjüngungsvorrichtung, insbesondere eine Geometrieschräge, den Boden auf die Verbindungstiefe t. Auf diese Weise kann die Verbindungstiefe t besonders vorteilhaft definiert und/oder festgelegt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Boden und der zumindest eine erste Strömungskanal auf der Verbindungstiefe t des Bodens durch Schweißen und/oder Löten verbunden sind. Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft eine dichte Verbindung zwischen dem zumindest einen Boden, insbesondere den Böden, und dem zumindest einen Strömungskanal, insbesondere den Strömungskanälen, erzeugt werden.
  • Weiterhin kann besonders bevorzugt vorgesehen werden, dass der zumindest eine Boden, zumindest eine Öffnung zur Aufnahme zumindest eines Strömungskanals aufweist. Auf diese Weise kann der zumindest eine Strömungskanal, insbesondere die Strömungskanäle, besonders vorteilhaft in den zumindest einen Boden, insbesondere in die Böden, eingesteckt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die zumindest eine Verjüngungsvorrichtung als zumindest eine Aussparung ausgebildet, welche benachbart zu der zumindest einen Öffnung angeordnet. Auf diese Weise kann die Verbindungstiefe t des zumindest einen Bodens mit dem zumindest einen Strömungskanal, insbesondere mit den Strömungskanälen, besonders vorteilhaft im Wesentlichen genau erzeugt werden.
  • Weiterhin kann besonders bevorzugt vorgesehen werden, dass die zumindest einen Aussparung umlaufend um die zumindest eine Öffnung ausgebildet ist. Auf diese Weise kann insbesondere im Verbindungsbereich des zumindest einen Strömungskanals, insbesondere der Strömungskanäle, mit dem Boden im Wesentlichen überall im Verbindungsbereich die gleiche Verbindungstiefe t sichergestellt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist die zumindest eine Aussparung als Absatz und/oder als Fase ausgebildet. Auf diese Weise kann die Verbindungstiefe t besonders vorteilhaft und kostengünstig erzeugt werden, indem, insbesondere mittels eines abtragenden Fertigungsverfahrens, insbesondere mittels Fräsen, Erodieren usw, und/oder mittels eines umformenden Fertigungsverfahrens, insbesondere mittels Prägen, Pressen, Stanzen und/oder mittels eines urformenden Fertigungsverfahren, insbesondere mittels Gie-βen, Spritzgießen, Druckgießen usw., erzeugt wird.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher eine Anzahl von Strömungskanälen aufweist, die als Flachrohre ausgebildet sind. Die Flachrohre können besonders vorteilhaft mittels eines umformenden Fertigungsverfahrens und/oder mittels eines stoffschlüssigen Verbindungsverfahrens und/oder mittels eines umformenden Fertigungsverfahrens, wie beispielsweise Strangpressen, kostengünstig gefertigt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung weisen die Flachrohre turbulenzerzeugende Elemente auf. Auf diese Weise kann der Wärmeübergang, insbesondere die Wärmeübertragung, zwischen dem ersten Medium, insbesondere Abgas und einem zweiten Medium, insbesondere einem Kühlmedium, insbesondere einer wasserhaltigen Kühlflüssigkeit und/oder Luft besonders vorteilhaft verbessert werden.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscher, zumindest ein Gehäuse mit zumindest einer Gehäusewand, zur Aufnahme des zumindest einen Bodens und/oder der Flachrohre aufweist.
  • Weiterhin kann besonders bevorzugt vorgesehen werden, dass die zumindest eine Öffnung, insbesondere die Öffnungen, benachbart zur Gehäusewand angeordnet ist. Auf diese Weise können undichte Verbindungen zwischen Flachrohr und Boden besonders vorteilhaft verhindert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist der Wärmetauscher als U-Flow-Wärmetauscher ausgebildet. Unter "U-Flow-Wärmetauscher" ist dabei ein Wärmetauscher zu verstehen, bei dem das erste Medium, insbesondere Abgas, auf einer Seite in den Wärmetauscher eintreten kann, den Wärmetauscher durchströmt und am Ende des Wärmetauschers in zumindest einen Strömungskanal strömt, der im Wesentlichen die Form eines U beschreibt, den Wärmetauscher im Wesentlichen in entgegengesetzter Richtung durchläuft und an derselben Seite des Wärmetauschers aus dem Wärmetauscher austritt, an der er in den Wärmetauscher eingetreten ist. Auf diese Weise kann insbesondere ein Boden besonders vorteilhaft eingespart werden, wobei die Kosten des Wärmetauschers besonders vorteilhaft gesenkt werden.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher zumindest zwei Böden aufweist und/oder als I-Flow-Wärmetauscher ausgebildet ist.
  • Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 12 vorgeschlagen, wobei der zumindest eine Strömungskanal mit dem zumindest einen Boden auf der Verbindungstiefe t des Bodens stoffschlüssig verbunden wird.
  • Der zumindest eine Strömungskanal, insbesondere die Strömungskanäle, insbesondere das zumindest eine Rohr, insbesondere die Rohre wie Flachrohre und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre, können mit dem zumindest einen Boden, insbesondere mit zwei Böden, auf der Verbindungstiefe t des Bodens stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen wie Laserstrahlschweißen und/oder Elektronenstrahlschweißen, Löten, Kleben usw., verbunden werden.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Strömungskanal, insbesondere die Strömungskanäle, insbesondere das zumindest eine Flachrohr, insbesondere die Flachrohre, auf der Verbindungstiefe t mit dem Boden durch Schweißen und/oder Löten verbunden werden. Auf diese Weise kann eine besonders dichte sowie festigkeitssteigernde und/oder langlebige Verbindung zwischen dem zumindest einen Boden, insbesondere den Böden, und dem zumindest einen Strömungskanal, insbesondere dem zumindest einen Flachrohr, hergestellt werden.
  • Weiterhin kann besonders bevorzugt vorgesehen werden, dass die Strömungskanäle, insbesondere die Flachrohre, in die Öffnungen des zumindest einen Bodens zumindest abschnittsweise eingebracht werden und in einem ersten Arbeitsvorgang, insbesondere in einem Heftarbeitsvorgang, zumindest abschnittsweise stoffschlüssig mit dem zumindest einen Boden verbunden werden. Auf diese Weise können die Strömungskanäle zunächst besonders vorteilhaft derart mit dem Boden verbunden werden, dass sie zumindest abschnittsweise mit dem Boden fixiert sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung werden die Flachrohre in einem zweiten Arbeitsvorgang, insbesondere in einem Fertigarbeitsvorgang, zumindest abschnittsweise stoffschlüssig mit dem einen Boden, insbesondere mit den Böden, verbunden. Auf diese Weise werden die Strömungskanäle, insbesondere die Flachrohre, besonders vorteilhaft dicht mit dem zumindest einen Boden, insbesondere mit den Böden, verbunden.
  • Weiterhin kann besonders bevorzugt vorgesehen werden, dass beim ersten Arbeitsvorgang und/oder beim zweiten Arbeitsvorgang zumindest ein Laserstrahl neben zumindest einer Vorschubbewegung zumindest eine Pendelbewegung ausführt, welche im Wesentlichen zu einer Vorschubrichtung senkrecht liegt. Auf diese Weise können die Strömungskanäle, insbesondere die Flachrohre, besonders vorteilhaft dicht und sicher mit dem zumindest einen Boden, insbesondere den Böden, verbunden werden.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der Zeichnung. Die Gegenstände der Unteransprüche beziehen sich sowohl auf den erfindungsgemäßen Wärmetauscher zur Abgaskühlung für ein Kraftfahrzeug, sowie auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers.
  • Der Wärmetauscher kann ein Abgaskühler und/oder ein Ladeluftkühler und/oder ein Kühlmittelkühler und/oder ein Kondensator für eine Klimaanlage und/oder ein Ölkühler und/oder ein Verdampfer für eine Klimaanlage und/oder ein Gaskühler für eine Klimaanlage sein.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert, wobei eine Beschränkung der Erfindung hierdurch nicht erfolgen soll.
  • Es zeigen
    • Figur 1:
    eine isometrische Darstellung eines Wärmetauschers, insbesondere eines Abgaswärmetauschers, mit einem Metallgehäuse,
    Figur 2:
    einen Boden eines Wärmetauschers, insbesondere eines Abgaswärmetauschers,
    Figur 3:
    eine Schnittdarstellung durch einen Boden, mit dem Flachrohre stoffschlüssig verbunden sind,
    Figur 4:
    eine schematische Darstellung eines Bodens eines Wärmetauschers, insbesondere eines Abgaswärmetauschers, der benachbart zu vier Öffnungen des Bodens jeweils eine Aussparung aufweist,
    Figur 5:
    eine isometrische Darstellung eines Wärmetauschers, insbesondere eines Abgaswärmetauschers, mit einem Kunststoffgehäuse und einem Bypass als I-Flow-Wärmetauscher ausgebildet,
    Figur 6:
    eine isometrische Darstellung eines Wärmetauschers, insbesondere eines Abgaswärmetauschers mit einem Kunststoffgehäuse als U-Flow-Wärmetauscher ausgebildet und
    Figur 7:
    eine Schnittdarstellung des Wärmetauschers aus Figur 6.
  • Figur 1 zeigt eine isometrische Darstellung eines Wärmetauschers 1, insbesondere eines Abgaswärmetauschers mit einem Wärmetauschergehäuse 2 aus Metall.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Wärmetauscher 1 ein Abgaswärmetauscher zur Kühlung von rückgeführtem Abgas für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs. Der Wärmetauscher 1 kann in einem anderen Ausführungsbeispiel ein Ladeluftkühler und/oder ein Kühlmittelkühler und/oder ein Ölkühler und/oder ein Kondensator für eine Klimaanlage und/oder ein Verdampfer für eine Klimaanlage und/oder ein Gaskühler für eine Klimaanlage sein.
  • Der Wärmetauscher 1 weist ein Wärmetauschergehäuse 2 auf. Das Wärmetauschergehäuse 2 ist aus Metall ausgebildet, insbesondere aus Edelstahl oder aus Aluminium. Das Wärmetauschergehäuse 2 ist insbesondere mittels eines umformenden Fertigungsverfahrens, wie beispielsweise Pressen oder Stanzen, hergestellt. Das Wärmetauschergehäuse 2 nimmt nicht dargestellte Rohre, insbesondere Flachrohre auf, in denen ein erstes Medium M1 ausströmt. Das erste Medium M1 ist insbesondere Abgas. In einem anderen Ausführungübeispiel kann das erste Medium M1 Ladeluft oder Kältemittel einer Klimaanlage oder Öl für ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs oder Kühlmittel, wie beispielsweise eine wasserhaltige Kühlflüssigkeit, oder CO2 sein. Das Wärmetauschergehäuse 2 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel einen Eintrittsstutzen für den Eintritt eines zweiten Mediums M2 und einen Austrittsstutzen 6 für den Austritt eines zweiten Mediums M2 auf. In einem anderen Ausführungsbeispiel können der Eintrittsstutzen 5 und der Austrittsstutzen 6 vertauscht sein. In einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Wärmetauscher 1, insbesondere der Abgaswärmetauscher, mehr als einen Eintrittsstutzen 5 für das zweite Medium M2 und/oder mehr als einen Austrittsstutzen 6 für den Austritt des zweiten Mediums M2 auf. Das zweite Medium M2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Kühlmedium, insbesondere eine wasserhaltige Kühlflüssigkeit und/oder Luft. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist das zweite Medium M2 Ladeluft und/oder Abgas oder Öl oder Kältemittel für eine Klimaanlage und/oder CO2. Das Wärmetauschergehäuse 2 ist derart ausgebildet, dass es einen im Wesentlichen quaderförmigen Wärmetauschergehäusemittenabschnitt 7 aufweist, an den sich auf beiden Seiten jeweils ein Gehäuseseitenabschnitt 8 anschließt. Der Wärmetauschergehäusemittenabschnitt 7 weist eine geringere, im dargestellten Ausführungsbeispiel nicht näher bezeichnete Breite auf, die geringer ist, als die nicht näher bezeichnete Breite der Gehäuseseitenabschnitte 8. Der Gehäusemittenabschnitt 7 geht in den Gehäuseseitenabschnitt 8 derart über, dass ein nicht näher bezeichneter Übergangabschnitt des Wärmetauschergehäuses den Gehäusemittenabschnitt 7 mit dem jeweiligen Gehäuseseitenabschnitt 8 verbindet. Der Verbindungsabschnitt ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als im Wesentlichen pyramidenstumpfartiges Gebilde einer im Wesentlichen vierseitigen Pyramide mit abgeschrägten Kanten ausgebildet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Gehäusemittenabschnitt 7 und/oder der jeweilige Gehäuseseitenabschnitt 8 einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. In einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Gehäusemittenabschnitt 7 und/oder der Gehäuseseitenabschnitt 8 einen runden und/oder vieleckigen und/oder elliptischen und/oder sternförmigen Querschnitt oder einen Querschnitt mit der Kombination der zuvor genannten Formen auf, Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Wärmetauscher 1 als I-Flow-Wärmetauscher ausgebildet, d. h. auf der Medieneintrittsseite M1E des ersten Mediums M1 tritt erstes Medium in den Wärmetauscher 1 ein, durchströmt diesen und verlässt den Wärmetauscher auf der Medienaustrittsseite M1A. Die nicht näher bezeichneten Flachrohre sind jeweils in eine Öffnung 4 des Bodens 3 eingesteckt und mit diesem stoffschlüssig beispielsweise durch Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein I-Flow-Wärmetauscher mit zwei Böden 3 dargestellt. In einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Wärmetauscher 1 nur einen Boden 3 auf. Der Wärmetauscher ist in diesem Fall ein U-Flow-Wärmetauscher. Der Medieneintritt M1E und der Medienaustritt M1A sind bei einem U-Flow-Wärmetauscher auf derselben Seite. Das erste Medium M1 strömt dabei in einem ersten Bereich des Bodens in erste Öffnungen 4 und verlässt den Wärmetauscher in einem anderen Bereich des Bodens durch andere Öffnungen 4.
  • Figur 2 zeigt einen Boden eines Wärmetauschers, insbesondere eines Abgaswärmetauschers. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in Figur 1.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Boden 3 aus einem Metall, insbesondere aus Edelstahl oder in einem anderen Ausführungsbeispiel aus Aluminium ausgebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Boden 3 aus einem Faserverbundwerkstorff oder aus einem wärmebeständigen Kunststoff oder aus Keramik ausgebildet.
  • Der Boden 3 weist einen Bodenrahmen 20 auf, der im Wesentlichen umlaufend um den Boden 3 ausgebildet ist. Der Bodenrahmen 20 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel einteilig mit dem Boden 3 ausgebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Bodenrahmen mit dem Boden 3 stoff schlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw. verbunden. Der Rahmen 20 ist in einem anderen Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, dass er mittels eines umformenden Fertigungsverfahrens wie beispielsweise Biegen oder Bördeln aus dem Boden 3 ausgebildet wird. Der Bodenrahmen 20 ist im Wesentlichen senkrecht zu einer nicht näher bezeichneten Bodenfläche 3 angeordnet. Der Bodenrahmen 20 kann aber auch zur besseren Einführung in das Wärmetauschergehäuse 2 einen Winkel zwischen 70° und 120°, insbesondere zwischen 75° und 110°, insbesondere zwischen 80° und 105°, insbesondere zwischen 85° und 100° zur nicht näher bezeichneten Bodenfläche des Bodens 3 aufweisen.
  • Der Boden 3 weist eine Anzahl von Langlöchern auf. Die Langlöcher sind als Öffnungen 4 ausgebildet. Die Öffnungen 4 sind im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel können die Öffnungen 4 als runde, ellipsenförmige, vielleckige Öffnungen oder Öffnungen aus der Kombination der zuvor genannten Formen ausgebildet sein. Insbesondere können die im Wesentlichen rechteckigen Öffnungen abgerundete Ecken aufweisen.
  • Die Öffnungen 4 sind rasterartig angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Boden drei Reihen auf, welche im Wesentlichen benachbart zueinander angeordnet sind und jeweils zwölf Öffnungen 4 aufweisen. Benachbart zu den drei Reihen mit den jeweils zwölf Öffnungen 4 ist jeweils eine weitere Reihe mit jeweils zehn Öffnungen 4 angeordnet. Die Reihen mit den jeweils zehn Öffnungen sind im Wesentlichen parallel zu den Reihen mit den jeweils zwölf Öffnungen angeordnet. In einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Boden drei Reihen mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 oder mehr als 12 Öffnungen auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Boden 3 eine im Wesentlichen achteckige Form auf. In einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Boden eine im Wesentlichen quadratische oder eine viereckige oder eine vielleckige oder eine runde oder eine im Wesentlichen ellipsenförmige oder eine sternförmige oder eine Form aus der Kombination der zuvor genannten Formen auf. Zwischen benachbarten Öffnungen 4 sind an der schmalen Seite der benachbarten Öffnungen 4 zweite Bodenstege 23 ausgebildet. An der Längsseite sind zwischen benachbarten Öffnungen 4 erste Bodenstege 22 ausgebildet.
  • Figur 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Boden 3 mit einer Verjünungsvorrichtung, mit dem Flachrohre stoffschlüssig verbunden sind. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
  • Die Flachrohre 21 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel aus Metall, insbesondere aus Edelstahl oder aus Aluminium ausgebildet. Die Flachrohre 21 weisen eine Flachrohrwand 30 auf. Aus der Flachrohrwand 30 sind erste turbulenzerzeugende Elemente 31 und/oder zweite turbulenzerzeugende Elemente 33. Ferner können Turbulenzeinlagen 32 in die Flachrohre 21 zumindest abschnittsweise eingeschoben werden und mit der Flachrohrwand 30 zumindest abschnittsweise stoffschlüssig, insbesondere durch Löten, Schweißen, Kleben usw., verbunden werden.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel können auch nur Turbulenzeinlagen 32 in die Flachrohre 21 eingeschoben und mit diesen stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, Löten, Kleben usw., verbunden werden.
  • Der Boden 3 weist eine Verjüngungsvorrichtung auf. Der Boden 3 weist eine Bodeninnenseite 38 und eine Bodenaußenseite 39 auf. Ferner weist der Boden eine Bodentiefe T auf. Die Verbindungstiefe t ist die Tiefe, auf der das Flachrohr 21 stoffschlüssig mit dem Boden 3 verbunden ist
  • Die erste Verbindung 40 stellt den Stand der Technik dar. Hierbei ist das Flachrohr 21 über die gesamte Tiefe des Bodens T stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen wie Laserschweißen oder Löten oder Kleben usw. mit dem Boden 3 verbunden. Die Bodentiefe T ist in diesem Fall gleich der Verbindungstiefe t. Die erste Schweißnaht 34 stellt die stoffschlüssige Verbindung des Flachrohrs 21 mit dem Boden 3 dar.
  • Im Fall der zweiten Verbindung 41 ist das Flachrohr 21 in die Bodenöffnung 4 eingesteckt und auf der Verbindungstiefe t mit dem Boden 3 verbunden. Die Verbindung des Flachrohrs 21 mit dem Boden 3 ist stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen wie Laserschweißen, Löten usw. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Flachrohr 21 durch die zweite Schweißnaht 35 mit dem Boden 3 stoffschlüssig mittels Schweißen verbunden. Die Schweißnaht 35 ist umlaufend um das gesamte Flachrohr herum- In einem anderen Ausführungsbeispiel können Schweißnähte 35 abschnittsweise um das Flachrohr 21 herum ausgebildet sein.
  • Im Fall der dritten Verbindung 42 weist der Boden 3 eine Verjüngungsvorrichtung auf. Die Verjüngungsvorrichtung ist im dargestellten Ausfürhungsbeispiel als eine Aussparung ausgebildet, die umlaufend um den Boden herum ausgebildet sein kann. In einem anderen Ausführungsbeispiel sind mehrere Aussparungen um die Öffnung 4 herum ausgebildet. Die erste Aussparung 36 ist im Wesentlichen kegelförmig ausgebildet. Ein anderes Ausführungsbeispiel stellt die zweite Aussparung 37 dar. Sie ist eine Nut, die im Wesentlichen einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt aufweist. Die erste Aussparung 36 und/oder die zweite Aussparung 37 können umlaufend oder abschnittsweise ausgebildet sein. Die erste Aussparung 36 und/oder die zweite Aussparung 37 vergrößern den Öffnungsquerschnitt der Öffnung 4. Die Aussparung, insbesondere die erste Aussparung 36 und/oder die zweite Aussparung 37, können beispielsweise mittels eines umformenden Fertigungsverfahrens wie Stanzen, Pressen usw. oder mittels eines abtragenden Fertigungsverfahrens wie beispielsweise Bohren, Senken, Fräsen, Drehen usw, oder mittels eines umformenden Fertigungsverfahrens direkt bei der Herstellung des Bodens 3 eingebracht werden. Durch das Einbringen der Aussparung, insbesondere der ersten Aussparung 36 und/oder der zweiten Aussparung 37, kann die Verbindungstiefe t, über die der Boden 3 mit dem zumindest einen Flachrohr 21 verbunden ist, im Wesentlichen genau festgelegt werden. Durch die Erzeugung der Aussparung 36, 37 mit der Tiefe T-t wird die Verbindungstiefe t erzeugt. Beim Prozess des stoffschlüssigen Verbindens, insbesondere des Schweißens oder Lötens oder Klebens usw., muss der Boden 3 nur noch auf der gesamten Tiefe t mit den Flachrohren verbunden werden. Insbesondere ist beim Schweißen über die gesamte Verbindungstiefe t ein einfaches Durchschweißen möglich. Im Bereich der Aussparung 36, 37 erfolgt dann keine Verbindung mehr zwischen Flachrohr 21 und Boden 3.
  • Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines Bodens 3, der mit Flachrohren 21 stoffflüssig verbunden ist. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
  • In der schematischen Darstellung von Figur 4 sind in die Öffnungen 4 des Bodens 3 Flachrohre 21 eingesteckt und mit dem Boden stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, Löten, Kleben usw. verbunden. Versuche haben ergeben, dass insbesondere in Bereichen 55 Risse auftreten können, die zu Undichtigkeiten führen können, wodurch beispielsweise Kühlmittel, insbesondere zweites Medium M2 und/oder erstes Medium M1, insbesondere Abgas, an Rissstellen austreten kann. Ferner haben Versuche gezeigt, dass bei Verbindungstiefen t kleiner als die Bodendicke T und bei Aussparungen 36, 37, die im Wesentlichen benachbart zu den Öffnungen 4 bei der ersten Flachrohrverbindung 51, bei der zweiten Flachrohrverbindung 52, bei der dritten Flachrohrverbindung 53 und bei der vierten Flachrohrverbindung 54 eine Rissbildung in den Bereichen 55 verhindern. In einem anderen Ausführungsbeispiel sind Aussparungen 36, 37 bei allen Öffnungen 4 oder in einem anderen Ausführungsbeispiel bei mehr als einer Flachrohrverbindung jeweils eine Aussparung 36, 37 in den Boden 3 eingebracht. In einem anderen Ausführungsbeispiel sind bei den Flachrohrverbindungen 51, 52, 53, 54 keine Aussparungen vorgesehen, sondern es liegt lediglich eine Verbindungstiefe t kleiner der Bodendicke T vor. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist in dem Boden 3 keine Aussparung 36, 37 eingebracht und zumindest ein Flachrohr 21 ist mit dem Boden auf eine Verbindungstiefe t kleiner der Bodendicke T stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, Löten, Kleben usw., mit dem Boden 3 verbunden. In einem anderen Ausführungsbeispiel können alle Flachrohre 21 auf einer Verbindungstiefe t kleiner als der Bodentiefe T mit dem Boden 3 verbunden sein.
  • Durch die geringere Verbindungstiefe t, insbesondere durch die geringere Einschweißtiefe, und/oder durch die Aussparung bzw. Verjüngung 36, 37 im Boden 3, wird die Dauerfestigkeit und die Dauerhaltbarkeit des Wärmetauschers 1, insbesondere des Abgaswärmetauschers, erhöht. Ferner wird die Arbeitszeit zum stoffschlüssigen Verbinden der Flachrohre 21 mit dem zumindest einen Boden 3 durch die geringere Verbindungstiefe t verringert. Für eine Qualitätskontrolle, beispielsweise mittels eines Kamerasystems, kann die Schweißnahtwurzel besonders vorteilhaft kontrolliert werden.
  • Besonders bevorzugt wird ein CO2-Laser verwendet. Darüber hinaus können auch andere Laser verwendet werden. Der Vorschubbewegung des Lasers ist eine Pendelbewegung des Lasers überlagert. Die Pendelbewegung erfolgt im Wesentlichen in senkrechter Richtung zur Vorschubrichtung des Lasers. Die Flachrohre 21 werden in die Öffnungen 4 des Bodens eingesteckt. Die Flachrohre 21 der zumindest einen Bodenreihe, insbesondere die zwei Böden 3, und/oder das Wärmetauschergehäuse 2 werden in eine Vorrichtung eingespannt. Zunächst werden die Flachrohre 21 und der zumindest eine Boden 3 in einem ersten Arbeitsvorgang geheftet. Dabei werden die Flachrohre 21 und der Boden 3 auf einer geringen Tiefe miteinander verbunden. In einem anschließenden zweiten Arbeitsgang, insbesondere einem Fertigarbeitsgang, verschweißt der Laserstrahl die Flachrohre 21 mit dem zumindest einen Boden 3 auf der gesamten Verbindungstiefe t.
  • Der Boden 3 wird mit dem Wärmetauschergehäuse 2 stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen wie Laserstrahlschweißen und/oder Elektronenstrahlschweißen, Löten, Kleben usw., und/oder formschlüssig mittels Biegens, Falzens, Bördelns usw. verbunden. Dabei werden der zumindest eine Boden 3 und das Wärmetauschergehäuse 2 auf einer Umfangsnaht UN, insbesondere auf einer Umfangsschweißnaht, miteinander verbunden. Der Pfeil gibt die Richtung an, in der insbesondere ein Laserstrahl den zumindest einen Boden 3 mit dem Wärmetauschergehäuse 2 verbindet. In einer anderen Ausführungsform verschweißt ein Laserstrahl den zumindest einen Boden 3 und das Wärmetauschergehäuse 2 in entgegengesetzter Pfeilrichtung oder sowohl in Pfeilrichtung als auch entgegen der Pfeilrichtung.
  • Der zumindest eine Strömungskanal, insbesondere die Strömungskanäle, insbesondere das zumindest eine Rohr 51, 52, 53, 54, insbesondere die Rohre wie Flachrohre 51, 52, 53, 54 und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre, und/oder die anderen nicht näher bezeichneten Rohre wie Flachrohre und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre werden mit dem zumindest einen Boden 3, insbesondere mit zwei Böden 3, insbesondere auf der Verbindungstiefe t des Bodens 3 stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen wie Laserstrahlschweißen und/oder Elektronenstrahlschweißen, Löten, Kleben usw., verbunden. Dabei verweißt ein Strahl, insbesondere ein Laserstrahl, zumindest eine Rohr 51, 52, 53, 54, insbesondere die Rohre wie Flachrohre 51, 52, 53, 54 und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre, und/oder die anderen nicht näher bezeichneten Rohre wie Flachrohre und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre entlang der Pfeilrichtung der Rohrbodenverbindungsnaht RBN und/oder entgegen der Pfeilrichtung der Rohrbodenverbindungsnaht RBN.
  • Das Verschweißen der Umfangsnaht UN erfolgt dabei in einem ersten Ausführungsbeispiel vor dem Verschweißen des zumindest einen Rohres 51, 52, 53, 54, insbesondere der Rohre wie Flachrohre 51, 52, 53, 54 und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre, und/oder die anderen nicht näher bezeichneten Rohre wie Flachrohre und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre entlang und/oder entgegen der Rohrbodenverbindungsnaht RBN.
  • Das Verschweißen der Umfangsnaht UN erfolgt in einem zweiten Ausführungsbeispiel nach dem Verschweißen des zumindest einen Rohres 51, 52, 53, 54, insbesondere der Rohre wie Flachrohre 51, 52, 53, 54 und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre, und/oder die anderen nicht näher bezeichneten Rohre wie Flachrohre und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre entlang und/oder entgegen der Rohrbodenverbindungsnaht RBN.
  • Bei einem dritten Ausführungsbeispiel erfolgen das Verschweißen zumindest eines Teils der Umfangsnaht UN und das Verschweißen zumindest eines Rohres 51, 52, 53, 54 oder zumindest eines Bereichs zumindest einer Rohrbodenverbindungsnaht RBN, insbesondere der Rohre wie Flachrohre 51, 52, 53, 54 und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre, und/oder der anderen nicht näher bezeichneten Rohre wie Flachrohre und/oder Rundrohre und/oder Ovalrohre und/oder Rechteckrohre entlang und/oder entgegen der Rohrbodenverbindungsnaht RBN abwechselnd.
  • Figur 5 zeigt eine isometrische Darstellung eines anderen Wärmetauschers 16, insbesondere eines Abgaswärmetauschers mit einem Kunststoffgehäuse 61 und einem Bypass 62. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
  • Der Wärmetauscher 60, insbesondere der Abgaswärmetauscher, ist ein I-Flow-Wärmetauscher, d. h. erstes Medium M1, insbesondere Abgas, strömt zuerst über die Medientrittsseite M1E in den Wärmetauscher 60 ein und verlässt den Wärmetauscher durch die Medienaustrittsseite M1A. Der Wärmetauscher 60 weist ein Wärmetauschergehäuse 61 auf. Das Wärmetauschergehäuse 61 ist mit nicht näher bezeichneten Verstärkungsrippen 67, die einteilig mit dem Wärmetauschergehäuse 61 ausgeführt sind, verstärkt. Das Gehäuse 61 weist einen nicht näher bezeichneten ersten Flansch und einen nicht näher bezeichneten zweiten Flansch auf. Der erste nicht näher bezeichnete Flansch weist eine Anzahl, insbesondere vier, nicht näher bezeichnete erste Flanschverbindungsöffnungen zum Durchstecken von Verbindungselementen, wie beispielsweise Schrauben, auf. Im Wesentlichen parallel zu dem nicht näher bezeichneten ersten Flansch ist ein erster Boden 63 angeordnet. Der erste Boden 63 berührt zumindest abschnittsweise den ersten Flansch. Der erste Boden 63 weist eine Anzahl von Öffnungen 4 und eine Bypass-Öffnung 64 auf. Ferner weist der Boden 63 eine Anzahl, insbesondere vier erste Bodenverbindungsöffnungen zum Durchstecken von Verbindungselementen, wie beispielsweise Schrauben, auf.
  • Das Wärmetauschergehäuse 61 ist aus Kunststoff oder aus einem Faserverbundwerkstoff ausgebildet. Insbesondere wird das Wärmetauschergehäuse 61 mittels eines urförmigen Fertigungsverfahrens, wie beispielsweise Spritzgießen, insbesondere Kunststoffspritzgießen, hergestellt. Der Wärmetauscher 60 weist einen weiteren Boden 3 auf. Der zweite Boden 3 berührt einen zweiten nicht näher bezeichneten Flansch zumindest abschnittsweise. Ebenso weist der zweite Boden 3 Bodenverbindungsöffnungen zum Durchstecken von Verbindungselementen, wie beispielsweise Schrauben, auf. Der Boden 3, insbesondere die beiden Böden 3, weisen ferner eine Bypassöffnung 64 auf. Ein Bypass dient zum Bypassen von beispielsweise Abgas um den Kühler herum, so dass das durch den Bypass geleitete Abgas nicht gekühlt wird. Der erste Boden und der erste Flansch bzw. der zweite Boden und der zweite Flansch werden durch nicht dargestellte Verbindungselemente verbunden. Ferner kann der zumindest eine Boden 3 mit dem nicht näher bezeichneten Flansch, beispielsweise mittels einer Wellschschlitzbördelung verbunden werden.
  • Mittels eines nicht dargestellten Bypassventils kann der Wärmetauscher 60 entweder vollständig durch den Bypass 62 über die Bypassöffnung 64 und die nicht dargestellte zweite Bypassöffnung im Bereich des zweiten Bodens durchströmt werden. Ferner kann der Wärmetauscher 60 vollständig über die Strömungskanäle, insbesondere die Rohre, insbesondere die Flachrohre 21, mit dem ersten Medium M1, insbesondere Abgas, durchströmt werden. Ferner weist das Wärmetauschergehäuse einen Eintrittsstutzen 65 zum Eintritt eines Kühlmediums, insbesondere des zweiten Mediums M2, auf sowie einen Austrittsstutzen 66. Der Eintrittsstutzen 65 und/oder der Austrittsstutzen 66 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen rohrförmig ausgebildet. In einem anderen Ausführungsbeispiel können der Eintrittsstutzen 65 und/oder der Austrittsstutzen 66 als Rohrbogenabschnitt ausgebildet sein. Der Eintrittsstutzen 65 und/oder der Austrittsstutzen 66 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen einen kreisförmigen Querschnitt auf. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Eintrittsstutzen 65 und/oder der Austrittsstutzen 66 einen im Wesentlichen rechteckförmigen und/oder ellipsenförmigen und/oder vieleckigen Querschnitt oder einen Querschnitt aus der Kombination der zuvor genannten Formen aufweisen.
  • Figur 6 zeigt eine isometrische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Abgaswärmetauschers, insbesondere eines U-Flow-Wärmetauschers. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
  • Über den Eintrittsstutzen 65 wird dem Wärmetauschergehäuse 71 des Wärmetauschers 70 zweites Medium M2, insbesondere das Kühlmedium zugeführt und über den Austrittsstutzen 66 aus dem Gehäuse 71 wieder abgeführt. In einem anderen Ausführungsbeispiel können der Eintrittsstutzen 65 und der Austrittsstutzen 66 gerade umgekehrt ausgebildet sein. Das Wärmetauschergehäuse 71 ist aus einem bedingt wärmebeständigen Material, insbesondere Kunststoff, ausgebildet. Der Eintrittsstutzen 65, der Austrittsstutzen 66 und der Befestigungsabschnitt 73 sind einteilig mit dem Gehäuse 71 ausgebildet. Der Eintrittsstutzen 65 und/oder der Austrittsstutzen 66 und/oder der Befestigungsabschnitt 73 sind insbesondere durch Spritzgießen eines Kunststoffs ausgebildet. Aus dem Wärmetauschergehäuse 71 sind Versteifungsstreben bzw. Verstärkungsrippen 67 ausgebildet. Die Verstärkungsrippen 67 sind insbesondere einteilig mit dem Gehäuse 71 ausgebildet. Die Verstärkungsrippen 67 sind im Wesentlichen parallel zueinander und/oder im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnet. Ferner können Versteifungsstreben 67 einen Winkel im Wesentlichen von 0° bis 90° aufweisen.
  • Der Boden 3 weist Öffnungen 4 auf. Die Öffnungen 4 sind im Wesentlichen als ovale Langlöcher ausgebildet. In die Öffnungen 4 werden insbesondere nicht dargestellte Rohre, insbesondere Flachrohre, mit beispielsweise Winglets, eingesteckt und mit dem Boden 3 stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, Löten, Kleben usw., verbunden. Die Öffnungen 4 sind in einer Anzahl von Rohröffnungsreihen angeordnet, wobei die Rohröffnungsreihen im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Der Boden 3 ist im Wesentlichen quadratisch und mit abgerundeten Ecken ausgebildet. In einer anderen nicht dargestellten Ausführungsform weist der Boden eine runde, eine ovale oder eine andere Form oder eine Kombination der zuvor genannten Formen auf. Aus dem Boden sind im dargestellten Ausführungsbeispiel Zungen ausgebildet, die im Wesentlichen in Richtung M1A ausgebildet sind. Mittels beispielsweise eines Bördelverfahrens, insbesondere durch Wellschlitzbördeln, werden die Zungen derart umgeformt, dass sie mit einem nicht sichtbaren Bund des Gehäuses 71 formschlüssig verbunden sind.
  • Figur 7 zeigt eine Schnittdarstellung A-A eines Wärmetauschers 70 aus der Figur 6. Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in den vorherigen Figuren versehen.
  • Der Wärmetauscher 70 ist als U-Flow-Wärmetauscher ausgebildet, d. h. erstes Medium M1, insbesondere Abgas, strömt in Richtung der Strömungsrichtung des ersten Mediums M1E über Bodenöffnungen 4 durch den Boden 3 in erste Flachrohre 21, durchströmt diese, tritt in ein Umlenkelement 74 ein, tritt bei einem zweiten Boden 3 in andere Flachrohre 21 ein, durchströmt diese und verlässt den Wärmetauscher 70 durch Öffnungen 4 im ersten Boden 3. Zuführstutzen 65 und Abwehrstutzen 66 können in einem anderen Ausführungsbeispiel auch umgekehrt angeordnet sein. Ferner können der Eintrittsstutzen 65 und/oder der Austrittsstutzen 66 versetzt zueinander, beispielsweise auf verschiedenen Seiten des Gehäuses 71, angeordnet sein. Der Eintrittsstutzen 65 und/oder der Austrittsstutzen 66 weisen eine nicht näher bezeichnete Nase auf, die insbesondere umlaufend um den Eintrittsstutzen 65 und/oder um den Austrittsstutzen 66 ausgebildet ist. Die nicht näher bezeichnete Nase dient insbesondere als Rastelement für beispielsweise zumindest ein Schlauchelement, welches mit dem Eintrittsstutzen 65 und/oder dem Austrittsstutzen 66 verbunden ist. Der Boden 3 ist insbesondere durch einen Umformprozess, insbesondere durch Stanzen und/oder Prägen hergestellt. Der Boden 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel formschlüssig, insbesondere durch Schrauben, mit dem Wärmetauschergehäuse 71 verbunden. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Boden durch einen Umformprozess, beispielsweise Bördeln, insbesondere Wellschlitzbördeln, mit dem Gehäuse 71 verbunden.
  • In das Gehäuse 71 ist eine nicht näher bezeichnete Nut, insbesondere umlaufend, eingebracht. In die Nut ist ein Dichtelement 72, insbesondere ein O-Ring, einbringbar bzw. eingebracht.
  • Das Dichtelement 72 ist beispielsweise ein Gummi-Element. In einer anderen nicht dargestellten Ausführung wird das Dichtelement 72 durch Einbringen, insbesondere Einspritzen, eines Dichtmaterials in die nicht näher bezeichnete Nut eingebracht. Im nicht näher bezeichneten Gehäuseinneren des Gehäuses 71 sind eine Mehrzahl von Rohren 21, insbesondere aus Stahl, vorzugsweise aus Edelstahl, eingebracht und derart angeordnet, dass benachbarte Rohre 21 im Wesentlichen parallel zueinander und in Richtung M1A bzw. M1 E angeordnet sind. In anderen Ausführungen sind neben Edelstahl auch andere Materialen, insbesondere Metalle, wie Stahl oder Aluminium, oder Faserverbundwerkstoffe für die Rohre 21 verwendbar. Die Rohre 21 weisen erste turbulenzerzeugende Elemente 31 bzw. zweite turbulenzerzeugende Elemente 33 auf, wie beispielsweise Noppen oder Winglets. Ferner können in die Rohre 21 Turbulenzeinlagen, wie beispielsweise umgeformte Turbulenzbleche, insbesondere aus Edelstahl oder aus einem anderen Material wie Aluminium oder aus einem anderen Stahl eingebracht und/oder mit den Rohren 21 stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, Löten, Kleben usw., verbunden werden. Die ersten turbulenzerzeugenden Elemente 31 und/oder die zweiten turbulenzerzeugenden Elemente 33 sind beispielsweise durch ein umformendes Fertigungsverfahren wie beispielsweise Stanzen oder Prägen, von der Rohrwand in das Rohrinnere ausgebildet und/oder von der Rohrwand nach außen in Richtung eines benachbarten Rohres 21 ausgebildet. Die turbulenzerzeugenden Elemente 31, 33 bzw. die Turbulenzeinlage 32 verbessern insbesondere die Wärmeübertragung und/oder den Wärmeübergang zwischen dem ersten Medium M1, insbesondere dem Abgas, und dem zweiten Medium M2, insbesondere dem Kühlmedium. Die turbulenzerzeugenden Elemente 31, 33 stützen darüber hinaus benachbarte Rohre 21 gegeneinander ab und/oder gewährleisten den Abstand zwischen benachbarten Rohren 21. Die Rohre 21 sind durch Öffnungen 4 im Boden 3 in den Boden 3 eingesteckt und mit diesem stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, Löten, Kleben usw. und/oder formschlüssig verbunden. Im Gehäuseinneren ist ein Umlenkelement 64 im Wesentlichen schalenförmig ausgebildet und bewirkt die Umlenkung der Strömungsrichtung des ersten Mediums M1 im Wesentlichen um 180°. In einer anderen Ausführung bewegt das Umlenkelement die Umlenkung der Strömungsrichtung des ersten Mediums M1 um einen Winkel von 0° bis 180°. Das Umlenkelement 74 weist eine nicht näher bezeichnete Aufnahme des Gehäuses auf und ist mit dieser formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Ferner weist das Gehäuse 71 einen Gehäusesteg 75 auf. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Gehäusesteg 75 einteilig mit dem Gehäuse 71 ausgebildet. Der Gehäusesteg 75 bildet einen Anschlag für ein nicht dargestelltes Strömungsstauelement, welches insbesondere die Beströmung eines vorderen Rohrbereichs der Rohre 21 mit dem zweiten Medium M2 bewirkt. In einem anderen Ausführungsbeispiel stellt der Gehäusesteg 75 selbst das Stauelement dar.
  • Die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele sind beliebig miteinander kombinierbar. Die Erfindung ist auch für andere als die gezeigten Gebiete einsetzbar.

Claims (18)

  1. Wärmetauscher zur Abgaskühlung für ein Kraftfahrzeug,
    aufweisend
    zumindest einen Strömungskanal (21) zur Durchströmung mit einem ersten Medium (M1),
    zumindest einen Boden (3, 63) mit zumindest einer Bodentiefe (T), der zur Aufnahme des zumindest einen Strömungskanals (21) dient, wobei der zumindest eine Boden (3, 63) und der zumindest eine Strömungskanal (21) auf einer Verbindungstiefe (t) des Bodens (3, 63) stoff schlüssig miteinander verbunden sind, wobei die Verbindungstiefe (t) kleiner als die Bodentiefe (T) ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zumindest eine Boden (3, 63) zumindest eine Verjüngungsvorrichtung (36, 37) zur Verjüngung der Bodentiefe im Bereich der Verbindung des zumindest einen Bodens (3, 63) mit dem zumindest einen Strömungskanal (21) aufweist.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verjüngungsvorrichtung (36, 37) den Boden (3, 36) auf die Verbindungstiefe (t) verjüngt.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Boden (3, 63) und der zumindest eine erste Strömungskanal (21) auf der Verbindungstiefe (t) des Bodens (3, 63) durch Schweißen und/oder Löten verbunden sind.
  4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Boden (3, 63) zumindest eine Öffnung (4) zur Aufnahme zumindest eines Strömungskanals (21) aufweist.
  5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Verjüngungsvorrichtung (36, 37) als zumindest eine Aussparung (36, 37) ausgebildet ist, welche benachbart zu der zumindest einen Öffnung (4) angeordnet ist.
  6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aussparung (36, 37) umlaufend um die zumindest eine Öffnung (4) ausgebildet ist.
  7. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Aussparung (36, 37) als Absatz und/oder als Faser ausgebildet ist.
  8. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1, 60, 70) eine Mehrzahl von Strömungskanälen (21) aufweist, die insbesondere als Flachrohre (21) ausgebildet sind.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Flachrohr (21) zumindest bereichsweise turbulenzerzeugende Elemente (31, 32, 33) aufweist.
  10. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1, 60, 70) zumindest ein Gehäuse (2, 61, 71) mit zumindest einer Gehäusewand zur Aufnahme des zumindest einen Bodens (3, 63) und oder des zumindest einen Strömungskanals (3) aufweist.
  11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Öffnung (4) benachbart zu der Gehäusewand angeordnet ist.
  12. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1) als U-Flow-Wärmetauscher (70) oder als I-Flow-Wärmetauscher (60) ausgebildet ist.
  13. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1, 60) zumindest zwei Böden (3, 63) aufweist.
  14. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zumindest eine Strömungskanal (21) mit dem zumindest einen Boden (3, 63) auf der Verbindungstiefe (t) des Bodens (3, 63) stoffschlüssig verbunden wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Strömungskanal (21) auf der Verbindungstiefe (t) mit dem Boden durch Schweißen und/oder Löten verbunden wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Strömungskanal (21), insbesondere die Flachrohre, in die zumindest eine Öffnung (4) des zumindest einen Bodens (3, 63) zumindest abschnittsweise eingebracht wird und in einem ersten Arbeitsvorgang zumindest abschnittsweise mit dem zumindest einen Boden (3, 63) vorfixiert wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Strömungskanal (21), insbesondere die Flachrohre, in einem zweiten Arbeitsvorgang endgültig mit dem zumindest einen Boden (3, 63) verbunden wird.
  18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem ersten Arbeitsvorgang und/oder bei dem zweiten Arbeitsvorgang zumindest ein Laserstrahl neben zumindest einer Vorschubbewegung zumindest eine Pendelbewegung ausführt, welche im Wesentlichen zu einer Vorschubrichtung senkrecht liegt.
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