Die Erfindung betrifft einen Abgaswärmetauscher für Kraftfahrzeuge, der aus einem Stapel von Wärmetauscherplatten besteht und der die weiteren Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist.

Ein Abgaswärmetauscher ist aus der DE 101 24 383 bekannt. Der bekannte Abgaswärmetauscher besitzt einflutige Abgaswege. Ist beispielsweise das Abgas einer Brennkraftmaschine mit mehreren Zylindern, beispielsweise mit sechs Zylindern, rückzukühlen, müssen unter Umständen zwei Abgasstränge für jeweils drei Zylinder vorhanden sein, wobei in jedem Strang ein solcher bekannter Abgaswärmetauscher angeordnet sein müsste. Da eine solcher Aufbau des Abgasrückführungssystems erkennbar aufwendig ist, wird von der Anmelderin vermutet, dass auch zweiflutige Abgaswärmetauscher zum Stand der Technik gehören könnten, wo also das Abgas aus beiden Strängen getrennt durch einen zweiflutigen, gegebenenfalls auch aus mehreren Strängen durch einen mehrflutigen Abgaswärmetauscher, geleitet wird, so dass die Abgasrückkühlung mittels eines einzigen Abgaswärmetauschers erfolgen kann.

Der mit dem Oberbegriff übereinstimmende Abgaswärmetauscher ist aus EP 974 804A2 bekannt. Auch mit diesem Abgaswärmetauscher ist eine zweiflutige Abgasführung im vorstehend genannten Sinne nicht möglich.

Diese Aussage trifft auch auf den Abgaswärmetauscher zu, der mit dem älteren aber nicht vorveröffentlichtem EP 1 411 315 A1 bekannt gemacht wurde.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Abgaswärmetauscher so zu konzipieren, dass er kostengünstig als einflutiger oder wahlweise auch als mehrflutiger Abgaswärmtauscher aufgebaut werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Danach ist vorgesehen, dass identische Flachrohrhälften mit abgekanteten Längsrändern verwendet werden. Die Flachrohrhälften unterscheiden sich von den Wärmetauscherplatten aus der erstgenannten Veröffentlichung unter anderem dadurch, dass sie an den stirnseitigen Enden "offen" sind, wogegen Wärmetauscherplatten um ihren gesamten Umfang herum durch einen Rand "geschlossen" sind. Jeweils zwei solche Flachrohrhälften sind spiegelbildlich mit ihren Längsrändern zusammengefügt und schließen in sich einen Abgasweg ein. Die Querränder der Flachrohrhälften sind frei von Abkantungen oder von anderen Verformungen, damit das Abgas mit möglichst geringem Druckverlust in die Abgaswege ein - und austreten kann. Mit anderen Worten bedeutet das, dass die Flachrohrhälften in ihrem Querschnitt etwa u-förmig gestaltet sind. Die Kühlwasserwege sind als "offene" Wege ausgebildet, so dass das Kühlwasser Kontakt mit dem Gehäuse hat. Dies hat den Vorteil, dass sich das Gehäuse nicht so stark erwärmt wie bei dem Abgaswärmetauscher aus der DE 101 24 383 A1, wo das heiße Abgas in Kontakt mit dem Gehäuse ist. Ferner sind die Flachrohrhälften an ihren Breitseiten mit Querrippen versehen, um das Kühlwasser zur schlangenartigen Durchströmung der Kühlwasserwege zu zwingen. Je nachdem wie groß der Abstand der Querrippen voneinander - in Längsrichtung der Flachrohrhälften gesehen - ist, können zwischen den Querrippen auch Abstütznoppen angeordnet sein, um die Turbulenz des Kühlwassers anzuheben. Bei relativ geringem Abstand kann ggf. auf Abstütznoppen verzichtet werden. Mit größer werdendem Abstand steigt die Wirksamkeit (Festigkeit und Effizienz des Wärmetausches) der Abstütznoppen an. In Längsrichtung der Flachrohrhälften befindet sich jeweils ein Trennelement in den Abgaswegen, wodurch jeder Abgasweg in zwei voneinander getrennte Wege aufgeteilt ist, in denen das Abgas in gleicher Richtung strömen kann. Ersichtlich kann somit die Zahl der Fluten durch die entsprechende Anzahl von Trennelementen festgelegt werden. Insbesondere sind keine Änderungen an den Flachrohrhälften selbst erforderlich.

Das Gehäuse ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, was ebenfalls hinsichtlich der Herstellbarkeit vorteilhaft ist, weil sich die Paare von Flachrohrhälften leichter in das Gehäuse einfügen lassen. Beide Gehäuseteile sind etwa auf der halben Höhe des Stapels der Flachrohrhälften oder auf der halben Breite der Flachrohrhälften miteinander verbunden. Die Gehäuseteile sind im Querschnitt etwa u - förmig verformt - einfach an beiden Längsseiten abgekantet. Die querseitigen Enden sind unverformt.

Des weiteren wird auf die anderen abhängigen Ansprüche verwiesen. Beispielsweise wird mit den Merkmalen aus Anspruch 2 ein Abgaswärmetauscher geschaffen, dessen gesamte Länge zum Wärmeaustausch zur Verfügung steht.

Anspruch 3 gewährleistet auf kostengünstige Art und Weise die fluidische Trennung der beiden Abgaswege. Dieser Vorteil kann auch den Merkmalen aus

Anspruch 7 nachgesagt werden. Die verblüffende Einfachheit der Anschlüsse, deren Merkmale in Anspruch 9 aufgeführt sind, wirken sich ebenfalls Kosten senkend aus.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.

Die Figuren zeigen:

• Fig. 1 Explosionsdarstellung des Abgaswärmetauschers;
• Fig. 2 Querschnitt durch den Abgaswärmetauscher;
• Fig. 3 Vergrößerter Teil - Längsschnitt durch den Abgaswärmetauscher;
• Fig. 4 Draufsicht auf den Abgaswärmetauscher;
• Fig. 5 Längsschnitt durch die Mitte des Abgaswärmetauschers;
• Fig. 6 Perspektivische Ansicht auf den Abgaswärmetauscher;
• Fig. 7 Vergrößerte Ansicht auf einen Teil eines Abgasweges;

Der Abgaswärmetauscher des Ausführungsbeispiels ist aus umgeformten Blechen aus Edelstahl aufgebaut. Die Einzelteile des Abgaswärmetauschers werden, wie nachfolgend beschrieben ist, zusammengefügt und in einem Lötofen verbunden. Da die Beschichtung der Edelstahlbleche mit einem Lotwerkstoff nach wie vor problematiscch ist, werden vorzugsweise in an sich bekannter und deshalb nicht im Einzelnen zu beschreibender Art und Weise Lotfolien / Pasten an den Verbindungsnähten zwischen den Einzelteilen aufgetragen bzw. vorgesehen.

Die wesentlichen Einzelteile des Abgaswärmetauschers im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Flachrohrhälften 1, die Trennelemente 15, die Rohrböden 19, die Anschlußflansche 12 und das Gehäuse 2. Die Flachrohrhälften 1 werden vom Band auf Umformmaschinen hergestellt. Alle Flachrohrhälften 1 sind identisch, das bedeutet, dass sie mit demselben Werkzeug herstellbar sind. Die Flachrohrhälften 1 weisen abgekantete Längsränder 14 auf. (Fig.7) Die Längsränder 14 sind L - förmig abgekantet, wobei der im Ausführungsbeispiel kurze Schenkel des L's jeweils zur Verbindung zweier Flachrohrhälften 1 vorgesehen ist, denn mit diesen kurzen Schenkeln liegen jeweils zwei Flachrohrhälften 1 aneinander an und bilden eine Verbindungsfläche 21. An dieser Verbindungsfläche 21 sind voneinander beabstandete Vorsprünge, Laschen 22 oder dergleichen, vorgesehen, die der mechanischen Verbindung zweier Flachrohrhälften 1 zu einem Paar dienen. Dazu wird eine Flachrohrhälfte 1 um 180° gedreht, um mit ihren Längsrändern 14 an den Längsrändern 14 der anderen Flachrohrhälfte 1 angefügt werden zu können. Vor dem Zusammenfügen zweier Flachrohrhälften 1 zu einem Paar bzw. zu einem Flachrohr, wird ein Trennelemet 15, das im Ausführungsbeispiel ein vorgefertigter Stab aus dem gleichen Werkstoff ist, in Längsrichtung des Flachrohrs eingefügt. Durch dieses Trennelement 15 ergeben sich später innerhalb eines Flachrohres zwei voneinander getrennte Abgaswege 4.1 und 4.2. (Fig. 2) Außerdem werden zur Vergrößerung der Wärmetauschfläche möglichst glattwandige Inneneinsätze 33 (Fig. 7) in die Abgaswege 4.1 und 4.2 eingefügt. In nicht gezeigten anderen Ausführungsbeispielen ist die Funktion des Trennelements 15 von einer Trennwand innerhalb eines einstückigen Inneneinsatzes 33 gebildet worden. Wenn jedoch, wie im gezeigten Ausführungsbeispiel, die Gesamtlänge (siehe Fig. 4 und 5) des Abgaswärmetauschers so groß ist, dass die übliche Bandbreite zur Herstellung solcher Inneneinsätze 33 überschritten wird, ist die gezeigte Ausbildung des Trennelements 15 sinnvoller, denn durch das Aneinanderreihen mehrerer Inneneinsätze 33 in Längsrichtung des Abgaswärmetauschers stellen sich jeweils an den Stößen benachbarter Inneneinsätze 33 Abdichtungsprobleme ein. Danach werden die bereits erwähnten Laschen 22 umgebogen - und zwar - in Längsrichtung gesehen - abwechselnd nach oben und nach unten - um über den Verbindungsrand 21 zu greifen und somit das Paar aus Flachrohrhälften 1 zu einem Flachrohr zu fixieren. Die Breitseiten 23 der so gebildeten Flachrohre weisen eingeprägte Querrippen 31 und in diesem Ausführungsbeispiel auch Abstütznoppen 30 auf. Die Querrippen 31 und die Abstütznoppen 30 besitzen an allen Flachrohrhälften 1 die gleiche Position. Die Querrippen 31 reichen nicht über die gesamte Breite der Flachrohrhälften 1 sondern in vorteilhafter Weise (siehe unten) nur über etwa die halbe Breite. Sie sind dabei in alternierenden Positionen zu den beiden Längsrändern 14 der Flachrohrhälften 1 angeordnet d. h., auf eine Querrippe 31, die etwa an einem Längsrand 14 endet folgt die nächste Querrippe 31, die am gegenüber liegenden anderen Längsrand 14 endet, usw. Wie aus Fig. 1 besser zu erkennen ist, werden die Paare von Flachrohrhälften 1 übereinander gestapelt. Dabei kommen die Abstütznoppen 30 und die Querrippen 31 angrenzender Paare von Flachrohrhälften 1 zur gegenseitigen Anlage, um später miteinander verbunden zu werden. Wenn der Stapel 3 von Paaren von Flachrohrhälften 1 mit der vorgesehen Anzahl von Paaren komplettiert ist, werden die Rohrböden 19 an beiden offenen Enden 40 und 50 der Flachrohre angesetzt und aufgezogen. Die Enden werden dabei in die korrespondierenden Öffnungen 18 der Rohrböden 19 gesteckt, damit auch dort später eine qualitätsgerechte Lötverbindung möglich wird. Danach wird die bis hierher beschriebene vorgefertigte Einheit in eine Gehäusehälfte 2a eingesetzt und mittels der anderen Gehäusehälfte 2b eingeschlossen. Komplettiert wird der Abgaswärmetauscher durch das Ansetzen der Anschlußflansche 12 an den gegenüber liegenden Enden 40 und 50 bzw. an den Stirnseiten 11 sowie durch die Anschlüsse 13 für das Kühlwasser, die an einer Längswand 10 des Gehäuses 2 angeordnet sind.

Die Anschlüsse 13 sind bemerkenswert, da sie ganz einfach mittels je eines etwa über die gesamte Höhe des Stapels 13 reichenden Schlitzes 32 in der Längswand 10 des Gehäuses 2 gebildet sind, über den (Schlitz 32) die zur Längswand 10 hin offenen Anschlüsse 13 angesetzt sind. Dadurch wird neben der sehr herstellungsfreundlichen Ausbildung auch eine relativ gleichmäßige und geringen Druckverlust verursachende Aufteilung der Kühlflüssigkeit auf die "offenen" Kühlwasserwege 5 erreicht. (siehe hierzu Fig. 1, 4 und 6) Die Schlitze 32 sind, wie in den genannten Figuren gezeigt ist, in denjenigen Längsseiten des Gehäuses 2 angeordnet, in denen die zwei Gehäusehälften 2a, 2b zusammengefügt sind. Es versteht sich, dass dabei der eine Schlitz 32 (Anschluss 13) in der einen Längswand 10 und der andere Schlitz 32 (Anschluss 13) in der gegenüber liegenden Längswand 10 angeordnet sein könnte. Sie könnten sich auch in den anderen gegenüber liegenden und durchgehenden Längsseiten des Gehäuses 2 befinden, wobei dann selbstverständlich die durchgehenden Längsseiten in Stapelrichtung der Flachrohrhälften 1 angeordnet sein sollten, damit das Kühlwasser leicht in die Kühlwasserwege 5 ein - und austreten kann. In den gezeigten Figuren sind die durchgehenden Längsseiten des Gehäuses 2 oben und unten bzw. parallel zu den Flachrohrhälften 1 angeordnet.

Ein anderes wesentliches Merkmal des Abgaswärmetauschers wird in der Ausbildung der Strebe 17 an den Anschlußflanschen 12 gesehen. (Fig. 1, 3, 5 und 6) Die Strebe 17 ist genau auf der Linie angeordnet, die durch die Trennelemente 15 (Fig. 2) in jedem Flachrohr beschrieben ist. (Bei mehreren Linien von Trennelementen 15 bzw. mehr als zwei Abgaswegen in jedem Flachrohr, entsprechend mehrere Streben 17) Die Strebe 17 besitzt an ihrer zu den offenen Flachrohrenden 40, 50 weisenden Seite Vorsprünge 60. Die Vorsprünge 60 stimmen in ihrer Dicke mit der Höhe der Kühlwasserwege 5 bzw. mit dem Abstand zwischen den Paaren von Flachrohrhälften 1 überein. Dadurch werden zwei wichtige Zwecke erfüllt, nämlich wird erstens gewährleistet, dass keine Strömungsverbindung zwischen den Abgaswegen 4.1 und 4.2 möglich ist, wodurch in bestimmten Betriebspunkten des Antriebsmotors Probleme im Abgasrückführsystem auftreten würden, und zweitens wird eine sehr herstellungsfreundliche Möglichkeit der Vorfixierung der Teile des Abgaswärmetauschers vor dem Löten geschaffen.

An dieser Stelle soll erneut auf die Ausbildung der Querrippen 31 in den Flachrohrhälften 1 eingegangen werden, denn auch durch die Querrippen 31 darf, aufgrund ihrer Zusammenwirkung mit den Trennelementen 15 (Fig. 7), keine Strömungsverbindung zwischen den Abgaswegen 4.1 und 4.2 verursacht bzw. zugelassen werden. Deshalb reichen die Querrippen 31 in ihrer Länge I nicht über die Position der Trennelemente 15 hinaus. Da im Ausführungsbeispiel lediglich eine Reihe von Trennelementen 15 vorgesehen ist und die Reihe etwa in der Mitte des Abgasweges 4 angeordnet ist, soll die Länge I der Querrippen 31 kürzer sein als das Mass L, gemessen vom Rand 14 bis zum Trennelement 15. Wenn diese Bedingung eingehalten wird, ist es jedenfalls nicht notwendig, andere u. U. aufwendige Massnahmen zur Abdichtung im Bereich der Trennelemente 15 und der Querrippen 31 vorzunehmen. Darüber hinaus wird auch durch solche etwas kürzeren Querrippen 31 die schlangenartige Durchströmung der Kühlwasserwege 5 gewährleistet, womit ein exzellenter Wärmeaustausch erreicht wird. Wie die schlangenartige Durchströmung möglich wird, bzw. wie sie gemeint ist, ist durch einen Blick auf die Fig. 1 und 7 nachvollziehbar. In Fig. 7 ist zur Kenntlichmachung eine gestrichelte Schlangenlinie eingezeichnet worden.

Die Erfinder halten es ferner für erwähnenswert, dass die obere und untere Flachrohrhälfte 1 des Stapels 3 mit ihren Querrippen 31 und Abstütznoppen 30 an der Wand des Gehäuses 2 anliegt und auch damit verbunden ist, denn dadurch wird eine stabile Einheit geschaffen. Dies zeigt insbesondere die Fig. 2.

Die Fig. 2, aber auch die Fig. 1 und 6, zeigen ferner, wie die Gehäusehälften 2a, 2b miteinander verbunden sind. Und zwar wurde jeweils einer der Schenkel der u-förmigen Gehäusehälften 2a, 2b an seinem Längsrand um etwa die Materialdicke nach außen abgesetzt, so dass jeweils der andere unverformte Schenkel mit seinem Längsrand von innen an den abgesetzten Längsrand der anderen Gehäusehälfte angesetzt und verbunden werden kann. Da die Überlappung der Längsränder und damit die Größe der Verbindungsfläche eine reine Dimensionierung ist, kann erwartet werden, dass die dichte Verbindung der Gehäusehälften 2a, 2b hohen Qualitätsansprüchen gerecht wird. Darüber hinaus bleiben durch diese einfache Verbindung der Gehäusehälften 2a, 2b miteinander keine von der Gehäusewand 10 abragenden Kanten stehen, die als störend angesehen werden könnten. Aus vorstehender Beschreibung, in Verbindung mit den Figuren, ist erkennbar, dass beide Gehäusehälften 2a und 2b bis auf die Anordnung der Schlitze 32 für die Anschlüsse 13 (siehe oben) identisch gestaltet sind, was zweifellos ein fertigungstechnischer Vorteil ist. Wird das Gehäuse 2 um 90° um die Längsachse gedreht angeordnet und werden die Schlitze 32 in den anderen (durchgehenden) Längswänden des Gehäuses 2 vorgesehen (siehe oben), dann sind die Gehäusehälften 2a, 2b völlig identisch.

Die Fig. 6 lässt erkennen, dass es möglich ist, zwei Abgasstränge des Motors (obwohl nicht gezeigt) am Anschlußflansch 12 zusammen zu führen und das Abgas, fluidisch voneinander getrennt, in den Abgaswegen 4.1 und 4.2 zu kühlen, um es danach getrennt weiter zu leiten, denn der im Bild hintere Anschlußflansch 12 ist ebenfalls identisch mit dem vorderen Anschlußflansch 12.