Die Erfindung betrifft einen Abgaswärmetauscher mit einem Mantelrohr aus Stahlblech gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiger Abgaswärmetauscher wird im Motorenbau eingesetzt. Bei einem bekannten Abgaswärmetauscher wird das Mantelrohr, das in Fachkreisen auch als Kühlkassette bezeichnet wird, aus einem von einem Rechteckrohr abgeteilten Längenabschnitt gebildet. Aufgrund der vorgegebenen Querschnittsform des Rechteckrohrs ist die Praxis mithin hieran gebunden und folglich hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Einbauraums eingeschränkt. Ferner ist auf Grund der Rohrform die Variationsbreite für die Festlegung von Anschlüssen und/ oder Anbauteilen naturgemäß eingeschränkt.
Durch die
Das Mantelrohr des Abgaswärmetauschers wird aus einer Platine gebildet, die entsprechend den gewünschten Vorgaben gestanzt, anschließend zu einem mehrkantigen Rohr umgeformt und dann längsnahtgeschweißt wird. Bei einem derartigen Mantelrohr ist es nunmehr ohne weiteres möglich, eine vom rechteckigen Querschnitt abweichende Geometrie zu fertigen. So ist zum Beispiel ein trapezförmiger beziehungsweise annähernd trapezförmiger Querschnitt denkbar. Darüber hinaus kann ein in Längsrichtung gestuftes Mantelrohr hergestellt werden, wodurch eine noch bessere Anpassung an den jeweils zur Verfügung stehenden Einbauraum möglich ist. Ferner schafft die Erfindung die Vorausetzungen dafür, dass bereits an der zu stanzenden Platine Maßnahmen getroffen werden können, um ohne wesentlichen konstruktiven Aufwand an dem fertig gestellten Mantelrohr Anschlüsse oder Anbauteile vorzusehen.
Das Mantelrohr bildet das Gehäuse des Abgaswärmetauschers. Der Wärmetausch selbst findet in dem von dem Mantelrohr umschlossenen Innenraum statt, so dass das Mantelrohr selbst am Wärmetausch nicht teilnimmt. Anstelle des Begriffs Mantelrohr ist auch die Bezeichnung Kühlkassette üblich, da Abgase innerhalb des in Kassettenbauweise ausgestalteten Abgaswärmetauschers gekühlt werden.
Die Seitenwände des Mantelrohrs sind mit Sicken versehen. Das Einbringen der Sicken erfolgt vor dem Umformen der Platine zu einem mehrkantigen Rohr. Die mindestens zwei einander gegenüberliegenden Seitenwände des Mantelrohrs sind mit vorzugsweise von innen nach außen geprägten Sicken versehen (Patentanspruch 2). Aufgrund der das Mantelrohr verstärkenden Sicken können mit einem solchen Mantelrohr die Anforderungen der Praxis eingehalten werden, wonach das Mantelrohr einem geforderten Berstdruck von z.B. 5 bar standhalten muss. Die Herstellung der Sicken bereitet beim Stanzen der Platine keine wesentlichen fertigungstechnischen Probleme.
Es sind mindestens zwei einander gegenüberliegende Seitenwände des Mantelrohrs mit jeweils einer sich schräg über eine Seitenwand erstreckenden Sicke mit S-förmigen Verlauf (S-Sicke) versehen. Die S-Sicke weist zur Mittellängslinie der Seitenwand hin konkave Endabschnitte auf. Ferner sind zu diesen Endabschnitten hin offene C-förmigen Sicken (C-Sicken) vorgesehen. Zwischen den Endabschnitten der S-Sicke und den C-Sicken befinden sich im Bereich der in Mittellängslinie liegenden runde Sicken (Rundsicken) und in im Bereich der Mittelquerlinie der Seitenwand neben einem Diagonalschenkel der S-Sicke angeordneten dreieckförmige Sicken (Dreiecksicken). Alle Sicken sind von innen nach außen geprägt. Ein derartiges Sickenbild erstreckt sich mithin über die komplette Fläche einer Seitenwand und erhöht die Steifigkeit des Mantelrohrs in einem wesentlichen Umfang. Vorzugsweise sind alle Sicken von innen nach außen geprägt.
Die Bereiche neben den Diagonalschenkeln der S-Sicken werden entsprechend Anspruch 3 dadurch flächenmäßig besser ausgenutzt, dass die Dreiecksicken mit jeweils einer Ecke einander zugewandt sind.
Eine zusätzliche Versteifung des Mantelrohrs wird mit den Merkmalen des Anspruchs 4 erreicht. Danach sind die Diagonalschenkel der S-Sicken im Bereich der Mittelquerlinie der Seitenwände jeweils mit einer insbesondere kreisförmigen Erweiterung versehen. Diese kreisförmigen Erweiterungen können bei Bedarf zur Anbringung eines Logos genutzt werden.
Um die Dicke der Seitenwände des Mantelrohrs so gering wie möglich zu halten bei gleichzeitiger Sicherheit gegen einen hohen Innendruck sehen die Merkmale des Anspruchs 5 vor, dass das Mantelrohr aus Edelstahlblech gebildet ist.
Schließlich ist es gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 noch von Vorteil, dass in einer vorzugsweise sickenfreien Seitenwand des Mantelrohrs Öffnungen vorgesehen sind. Diese Öffnungen dienen bevorzugt dem Anschluss von Rohren zur Zu- und Abführung insbesondere eines Kühlmittels.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Mit 1 ist in den
Wie insbesondere die
Neben den konkav gekrümmten Endabschnitten 7 der S-Sicke 5 sind zu den Endabschnitten 7 hin offene, C-förmig ausgebildete Sicken 11 angeordnet (nachfolgend kurz C-Sicken 11 genannt). Ein Schenkel 12 der C-Sicken 11 verläuft parallel zu dem Diagonalschenkel 6 der S-Sicke 5, während der jeweils andere Schenkel 13 zu dem kurzen Schenkel 8 der Endabschnitte 7 der S-Sicke 5 hin gerichtet ist. Die Stege 14 der C-Sicken 11 zwischen den endseitigen Schenkeln 12, 13 sind in den mittleren Längenbereichen verbreitert ausgebildet.
Zwischen den Endabschnitten 7 der S-Sicke 5 und den C-Sicken 11 liegen in der Mittellängslinie MLL der Seitenwand 2 kreisrund ausgebildete Sicken 15 (nachfolgend kurz Rundsicken 15 genannt).
Ferner sind im Bereich der Mittelquerlinie MQL der Seitenwände 2 dreieckig gestaltete Sicken 16 vorgesehen (nachfolgend kurz Dreiecksicken 16 genannt), die mit jeweils einer Ecke 17 den Erweiterungen 9 zugewandt sind. Die den Ecken 17 abgewandten Seiten 27 erstrecken sich parallel zu den Längskante 4. Die Dreiecksicken 16 können gleichseitig oder ungleichseitig ausgebildet sein.
Es ist insbesondere aus der
Bei der Ausführungsform eines Mantelrohrs 1a gemäß den
Die parallel zueinander angeordneten Seitenwände 20, 21 sind mit Sickenbildern 3 versehen, die wie die Sickenbilder 3 in den Seitenwänden 2 des Mantelrohrs 1 gemäß den
Außerdem ist aus den
Auch bei der Ausführungsform eines Mantelrohrs 1 gemäß den
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