Wärmetauscher, Brennkraftmaschine und Verwendung des Wärmetauschers

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher (100) zum Wärmetausch zwischen einem ersten Fluid (I) einerseits, insbesondere einem Abgas und/oder einer Ladeluft, und einem zweiten Fluid (II) andererseits, insbesondere einem Kühlmittel, mit einem Block (10) zur voneinander getrennten und wärmetauschenden Führung des ersten und des zweiten Fluids (I, II)
aufweisend:
-eine Anzahl von dem ersten Fluid (I) durchströmbaren Strömungskanälen (30)
-eine die Strömungskanäle (30) aufnehmende, von dem zweiten Fluid (II) durchströmbare Kammer (41),
-ein Gehäuse (40), in dem die Kammer (41) und die Strömungskanäle (30) angeordnet sind, sowie
-ein das erste und zweite Fluid (I, II) weitgehend trennenden Boden (50), welcher die in Form von Rohren gebildeten Strömungskanäle (30) auf Abstand hält, wobei
-ein Halteabschnitt (H) eines Rohres in einer Öffnung (51) des Bodens (50) gehalten ist und die Öffnung (51) einen Kragen (52) mit einer den Öffnungsbereich erweiternden Einführschräge (1) aufweist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Kragen (52) an wenigstens einer Seite eine die Einführschräge (1) zum Inneren des Öffnungsbereichs verformende Einwölbung (2) aufweist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher zum Wärmetausch zwischen einem ersten Fluid einerseits und einem zweiten Fluid andererseits mit einem Block zur voneinander getrennten und wärmetauschenden Führung des ersten und des zweiten Fluids, aufweisend; eine Anzahl von dem ersten Fluid durchströmbaren Strömungskanälen; eine die Strömungskanäle aufnehmende, von dem zweiten Fluid durchströmbare Kammer; ein Gehäuse, in dem die Kammer und die Strömungskanäle angeordnet sind; sowie ein das erste und das zweite Fluid weitgehend trennenden Boden, welcher die in Form von Rohren gebildeten Strömungskanäle auf Abstand hält, wobei ein Halteabschnitt eines Rohres in einer Öffnung des Bodens gehalten ist und die Öffnung einen Kragen mit einer den Öffnungsbereich erweiternden Einführschräge aufweist.

[0002] Ein eingangs genannter Wärmetauscher ist beispielsweise offenbart in DE 100 16 029 A1. Dieser hat Öffnungen in Form von Durchzügen mit einer etwa vom Anfang bis zum Ende eines Durchzugs abnehmenden Wanddicke, die etwa am unteren Ende eines Verbindungsabschnittes so dünn ist, dass die Einführschräge nach außen abblegbar ist. Eine solche Einführschräge stellt eine größere Verbindungsfläche zur Verfügung und schafft genügend Spielraum, um auch bei Rohren, die an der unteren Längentoieranzgrenze liegen, eine ausreichende Festigkeit der Verbindung zu gewährleisten. Darüber hinaus ist das Aufsetzen eines Rohrbodens auf ein Rohrbündel erleichtert, selbst wenn Abstandstoleranzen des Rohrbündels nicht exakt eingehalten sind. Es soll auch eine verbesserte Lötverbindung zur Verfügung gestellt werden können.

[0003] Darüber hinaus hat es sich jedoch als problematisch erwiesen, dass Strömungsquerschnitte eines Rohres - also Rohrabmessungen - im Öffnungsbereich ggf. nicht passgenau auf einen durch den tatsächlichen Öffnungsdurchlass gebildeten Öffnungsrand abgebildet sind. Dies kann dazu führen, dass Lücken zwischen einer Rohrwand und dem Öffnungsrand bestehen. Um in diesem Fall eine korrekte Lötverbindung zur Verfügung stellen zu können, ist es bislang üblich, ein Rohr - beispielsweise mit einem Dorn oder dergleichen - nachträglich aufzuweiten und so an den Öffnungsrand des tatsäch-lichen Öffnungsdurchlasses anzupassen Dabei kann jedoch der Halteabschnitt eines Rohres beschädigt oder ggf. sogar Turbulatoren in einem Rohr beschädigt werden. Insgesamt stellt sich das Problem, dass entweder eine Verbindung zwischen Rohr und Boden im Bereich der Öffnung undicht ist oder ein Rohr durch nachträgliche Anpassung Schaden erleiden kann,

[0004] An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, einen Wärmetauscher mit einer verbesserten Rohr-Boden-Verbindung anzugeben. Insbesondere soll eine verbesserte Rohr-Boden-Verbindung bei einem Wärmetauscher zur Verfügung gestellt werden, welcher eine Öffnung mit einem Kragen mit einer den Öffnungsbereich erweiternden Einführschräge aufweist.

[0005] Es soll auch eine verbesserte Brennkraftmaschine und eine geeignete Verwendung des Wärmetauschers angegeben werden.

[0006] Betreffend den Wärmetauscher wird die Aufgabe durch die Erfindung mittels einem Wärmetauscher der eingangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass der Kragen an wenigstens einer Seite eine die Einführschräge zum Inneren des Öffnungsbereich verformende Einwölbung aufweist. Dadurch wird die Rohr-Boden-Verbindung verbessert.

[0007] Die Erfindung führt auch auf eine Brennkraftmaschine mit einem solchen Wärmetauscher.

[0008] Ein Wärmetauscher gemäß dem Konzept der Erfindung hat sich als besonders geeignet zur Verwendung in Form eines Abgaswärmetauschers erwiesen, beispielsweise eines Abgaskühlers zur Abgaskühlung, in einem Abgasrückführsystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

[0009] Der Wärmetauscher gemäß dem Konzept der Erfindung hat sich auch als bevorzugt erwiesen zur Verwendung als Ladeluftkühler zur direkten oder indirekten Kühlung von Ladeluft in einem Ladeluffzuführsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

[0010] Das erste Fluid ist demgemäß insbesondere als ein Abgas und/oder eine Ladeluft gebildet Das zweite Fluid ist demgemäß insbesondere als ein Kühlmittel oder dergleichen gebildet. Insbesondere kann das Kühlmittel flüssig sein,

[0011] Die Erfindung geht von der Überlegung aus, dass eine Einführschräge die Kassettierung eines Rohrbodens und eines Rohrbündels erleichtert und grundsätzlich auch geeignet ist, eine Verbindung, insbesondere Lötverbindung, zwischen einem Rohrboden und einem Halteabschnitt eines Rohres zu verbessern. Die Erfindung hat darüber hinaus erkannt, dass eine Einführschräge jedoch nicht in jedem Fall die Querabmessungsvarianz eines Halteabschnitts eines Rohres im Vergleich zu einem Querschnitt des durch den tatsächlichen Öffnungsdurchlass gebildeten Öffnungsrandes beheben kann. Zwar erweitert eine Einführschräge den Öffnungsbereich, jedoch kann dies sogar nachteilig sein, wenn ein Halteabschnitt eines Rohres ein Untermaß besitzt. In diesem Fall könnte das Rohr mit seinem Halteabschnitt zwar einfach in den erweiterten Öffnungsbereich der Öffnung eingeführt werden, würde jedoch nur unzureichend verlötet werden können, da sich in solch einem Fall ein Abstand zwischen Halteabschnitt des Rohres und Öffnungsrand als zu groß erweist. Die Erfindung hat, davon ausgehend, erkannt, dass die Einführschräge an wenigstens einer Seite mit einer zum Inneren des Öffnungsbereichs verformenden Einwölbung zu versehen ist. Die Einwölbung erlaubt es, gemäß dem Konzept der Erfindung, selbst Rohre, die an ihrem Halteabschnitt einen zu geringen Querschnitt im Vergleich zum Öffnungsquerschnitt aufweisen, zuverlässig zu fixieren. Die Erfindung hat auch erkannt, dass diese Fixierung bereits vor dem Lötvorgang zur Verfügung gestellt wird und somit der Lötvorgang selbst bereits an einer zuverlässig fixierten Verbindung zwischen Rohr und Rohrboden stattfinden kann.

[0012] Die Öffnung des Bodens ist bei einem erfindungsgemäßen Wärmetauscher besonders vorteilhaft als Durchzug gebilde. Der somit in Durchsteckrichtung eines Rohres gebildete Kragen des Durchzug weist dazu eine Einführschräge auf. Eine Einführschräge kann beispielsweise als trichterförmige Erweiterung des Öffnungsbereichs gebildet sein. Mit anderen Worten ist eine Einführschräge nach außen angeordnet, d.h. auf einer von der Kammer des Wärmetauscherblocks weg gerichteten Seite des Bodens. Der Halteabschnitt des Rohres ist besonders vorteilhaft flüssigkeitsdicht im Bereich der Einführschräge, insbesondere metallisch, mit dem Kragen verbunden. Die Einführschräge dient in besonders vorteilhafter Weise zur Aufnahme eines Fügemittels zwischen Halteabschnitt und Einführschräge, So ist die Einführschräge beispielsweise als Lotkehle mit Ausbildung eines Lotdepots besonders gut geeignet. Grundsätzlich kann auch eine Schweiß- oder Klebe- oder sonstige Fügeverbindung genutzt werden.

[0013] Der Halteabschnitt eines Rohres ist zweckmäßigerweise ein endseitiger Abschnitt eines Rohres und durchsetzt die Öffnung, sodass das distale Ende des Rohres jenseits des Rohrbodens, d.h. außerhalb der Kammer, angeordnet ist. Als Rohr eignet sich insbesondere ein Flachrohr, beispielsweise ein Mehrkammerflachrohr oder ein Einkammerflachrohr - besonders geeignet ist beispielsweise ein B-Rohr oder dergleichen, Ein Flachrohr weist eine Schmalseite und eine Breitseite auf, denen entsprechend eine Schmalseite und eine Breitseite der Öffnung im Boden zugeordnet ist. Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist die Öffnung des Rohrbodens als Flachöffnung mit einer Schmalseite und einer Breitseite gebildet. Bei solchen und anderen Öffnungen in einem Boden eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass die Einwölbung nur auf einer oder nur auf zwei gegenuberfregenden Seiten der Öffnung gebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass ein Rohr, insbesondere ein Flachrohr, in einer entsprechenden Öffnung durch die Einwölbung an bevorzugt zwei gegenüberliegenden Seiten zum einen vergleichsweise gut eingespannt ist und zum anderen durch die unverändert belassene Einführschräge der anderen zwei Seiten vergleichsweise gut und einfach eingefädelt werden kann. Dies gilt selbst für Rohre mit Untermaß.

[0014] Insgesamt werden durch das Konzept der Erfindung die im Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden. Es ist nicht nur eine einfache Kassettierung eines Rohrbodens und eines Rohrbündels möglich, sondern auch eine vergleichsweise gute und verlässliche sowie dichte Lötverbindung, selbst bei Rohren mit Untermaß. Bisher übliche Maßnahmen zur Aufweitung eines Rohrquerschnitts im Bereich des Halteabschnitts eines Rohres können entfallen. Vielmehr ermöglicht es das Konzept der Erfindung, dass bei Einführen selbst eines Rohres mit Untermaß aufgrund der Einwölbung ein passgenaues Angleichen der Querschnitte des Halteabschnitts des Rohres als auch des tatsächlichen Öffnungsdurchlasses im Boden erfolgt. In dem Falle, dass der Kragen der Öffnung als ein Durchzug gebildet ist, ermöglicht das Konzept der Erfindung einen beim Einschieben des Rohres selbsttätig erfolgenden Ausgleich und Anpassung einer Durchzugkontur bzw. eines Öffnungsrandes einerseits und eines Querschnitts des Rohres im Halteabschnitt andererseits. Insgesamt kann eine Fügeverbindung zwischen Rohrboden und Boden vorteilhaft optimiert werden. Zusätzlich ermöglicht es das Konzept der Erfindung, einen Produktionsdurchsatz zu erhöhen und eine Montage von Boden und Rohrbündel zuverlässiger und einfacher zu gestalten.

[0015] Weitere bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.

[0016] Im Rahmen einer bevorzugten Weiterbildung ist die Öffnung des Bodens als Flachöffnung gebildet und die Einwölbung nur an zwei gegenüberliegenden Kragenseiten der Öffnung angeordnet. Vorzugsweise sind dies die Schmalseiten des Kragens. Dadurch wird die vereinfachte Einführung eines Rohres in die Öffnung durch Belassen der Einführschräge an einer Breitseite des Kragens weitgehend aufrechterhalten und dennoch durch die Einwölbung an einer Schmalseite des Kragens eine ausreichende Fixierung eines Rohres erreicht. Dieser Bereich zwingt bei Einfügen des Rohres den Rohrquerschnitt hinsichtlich des tatsächlichen Öffnungsdurchlasses des Bodens zu einer passgenauen Form Die Form ist dann vollständig geschlossen und schlüssig in der Öffnung des Bodens fixiert. Eine weitere Aufweitung des Rohrquerschnitts ist nicht erforderlich. Eine verbesserte Lötverbindung ist bereits aufgrund der guten Fixierung des Rohres im Boden erreichbar. Ebenso sind ungewünschte Veränderungen im Haltebereich des Rohres zuverlässig verhindert.

[0017] Die Einwölbung kann grundsätzlich in unterschiedlichem Maß ausgeführt werden. Beilspielsweise kann im Rahmen einer ersten bevorzugten Weiterbildung die Einwölbung die Einführschräge teilweise oder vollständig aufheben. Insbesondere ist dazu vorgesehen, dass ein Einwölbungsmaß mit einer Kragenhöhe zunimmt. So kann beispielsweise ein Einwölbungsmaß mit einer Kragenhöhe ebenso wie ein Schrägmaß der Einführschräge zunehmen. Dies führt im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung dazu, dass, wenigstens im Bereich eines Grats der Einwölbung, der Kragen mit durch den tatsächlichen Öffnungsdurchlass gebildeten Öffnungsrand fluchtet. Es kann auch im Bereich des Grats der Kragen über den Öffnungsrand hinaus in einen Bereich des tatsächlichen Öffnungsdurchlasses hineinragen. Vorzugsweise fluchtet der Grat der Einwölbung mit dem Öffnungsrand oder ragt über diesen hinaus im Bereich einer Schmalseite einer Flachöffnung. Dadurch kann ein Flachrohr mit den oben erläuterten Vorteilen besonders vorteilhaft sehr eng oder weniger eng gehalten werden.

[0018] Ein Kragen kann grundsätzlich allseitig der Öffnung verlaufen. Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, dass der Kragen nur einseitig oder nur an zwei gegenüberliegenden Seiten der Öffnung verläuft. Die zwei gegenüberliegenden Seiten der Öffnung sind insbesondere Schmalseiten der Öffnung. Entsprechend hat es sich als grundsätzlich möglich erwiesen, dass die Einwölbung allseitig der Öffnung verläuft. Darüber hinaus kann es in besonderem Maße vorteilhaft sein, dass die Einwölbung nur einseitig bzw. nur an gegenüberliegenden Seiten einer Öffnung angeordnet ist Die gegenüberliegenden Seiten der Öffnung sind insbesondere Schmalseiten der Öffnung. So kann beispielsweise der Kragen an gegenüberliegenden Schmalseiten einer Öffnung laschenartig mit einer größeren Kragenhöhe ausgebildet sein als an einer Breitseite der Öffnung. Die Lasche ist besonders gut dazu geeignet, eine Einwölbung gemäß dem Konzept der Erfindung zu tragen.

[0019] Im Rahmen einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Einwölbung als eine zum Öffnungsbereich gerichtete Nase gebildet. Die Nase entfaltet - als Klemmnase - in bevorzugter Weise eine Klemmwirkung auf eine zugeordnete Seite eines Halteabschnitts eines Rohres, wenn dieses in die Öffnung eingeführt wird.

[0020] Im Rahmen einer Weiterbildung der Erfindung kann der Kragen einen öffnungsfernen Abschnitt ohne Einwölbung (also am distalen Ende des Kragens) und/oder einen öffnungsnahen Abschnitt mit einer Einwölbung (also am proximalen Ende des Kragens) aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass durch einen öffnungsfernen Abschnitt ohne Einwölbung das Einführen eines Rohres in den Öffnungsbereich optimal unterstützt ist, während in einem öffnungsnahen Abschnitt mit Einwölbung, beispielsweise an einer Schmalseite der Öffnung, selbst untermaßige Rohre sicher fixiert werden können.

[0021] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen, Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.

[0022] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in:

Fig. 1:

eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers einer bevorzug- ten Ausführungsform;

Fig 2:

eine perspektivische Ansicht eines Blocks des Wärmetauschers der Fig. 1;

Fig. 3, Fig. 4:

eine perspektivische Darstellung in Fig. 3 - in Fig. 4 als Explosions- darstellung - zur Kassettierung eines Rohrbündels in einem Rohrbo- den bei einem Block der Fig. 2;

Fig. 5:

eine Draufsicht auf einen Rohrboden, der gemäß dem Konzept der Erfindung ausgebildet ist und zum Einsatz bei einem Wärmetau- scher der Fig. 1 bzw. einem Wärmetauscherblock der Fig. 2 bis Fig. 4 vorgesehen ist;

Fig. 6:

in Ansicht (A) eine vergrößerte Draufsicht auf eine Schmalseite einer Öffnung des Rohrbodens der Fig. 5 und in Ansicht (B) eine Teil- schnittdarstellung der Ansicht (A).

[0023] Fig. 1 zeigt einen Wärmetauscher 100 in Form eines Abgaskühlers mit einem in Fig. 1 seitlich offen dargestellten Block 10 zur voneinander getrennten und wärmetauschenden Führung eines ersten Fluids I in Form eines Abgases und eines zweiten Fluids II in Form eines Kühlmittels. Die Zuführung des Kühlmittels ist vorliegend symbolisch durch einen Pfeil für das zweite Fluid II dargestellt. Das erste Fluid I wird dem Block 10 über Anschlussstutzen 20 zu- bzw. abgeführt. Dabei weitet sich ein Anschlussstutzen 20 von einer Abgasleitung zu einem Trichter zur Bildung eines Diffusors 21 auf, der zur gleichmäßigen Anströmung eines durch Strömungskanäle 30 gebildeten Strömungsquerschnitts für das erste Fluid I dient. Der Block 10 weist neben einem Rohrbündel zur Bildung der Anzahl von dem ersten Fluid I durchströmbaren Strömtingskanälen 30 eine die Strömungskanäle aufnehmende, von dem zweiten Fluid II durchströmbare Kammer 41 in einem Gehäuse 40 des Blocks 10 auf, welches Gehäuse 40 vorliegend seitlich offen dargestellt ist. Der Block 10 weist darüber hinaus einen das erste Fluid I und das zweite Fluid II weitgehend trennenden Boden 50 auf. Ein Boden 50 dient vorliegend zum Anschluss eines einströmseitigen Diffusors 21 (links unten in Fig. 1) und eines ausströmseitigen Diffusors 21 (rechts oben in der Fig. 1). Die unterschiedlichen Böden 50 und Diffusoren 21 sind der Einfachheit halber mit gleichen Bezugszeichen versehen.

[0024] In Fig. 2 ist der Block 10 des Wärmetauschers 100 mit dem Bündel von Strömungskanälen 30, dem Gehäuse 40 sowie den Böden 50 näher dargestellt. Die Strömungskanäle 30 sind vorliegend in Form von Flachrohren gebildet, die eine in Fig. 4 ersichtliche Schmalseite 31 sowie Breitseite 32 aufweisen. Fig. 3 und Fig. 4 zeigen in einer perspektivischen bzw. Explosionsdarstellung den Anschluss der Flachrohre 30 an einem der Böden 50. Daraus ist ersichtlich, dass ein Boden 50 die Rohre 30 auf Abstand hält. Dazu ist vorliegend ein endseitiger Halteabschnitt H eines Rohres 30 in einer Öffnung 51 des Bodens 50 gehalten. Vorliegend ist der Halteabschnitt H als ein endseitiger Abschnitt gebildet, welcher die Öffnung 51 des Bodens 50 durchsetzt und somit mit einem distalen Ende E des Rohres 30 jenseits des Bodens 50 angeordnet ist.

[0025] Fig. 5 zeigt in Draufsicht einen gemäß dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Boden 50 mit den bereits erläuterten Öffnungen 51. Die Öffnung 51 ist vorliegend zur Aufnahme eines Flachrohres mit einer der Schmalseite 31 des Flachrohres zugeordneten Schmalseite S und einer der Breitseite 32 des Flachrohres 30 zugeordneten Breitseite B in Form einer Flachöffnung ausgeführt. Eine Öffnung 51 ist vorliegend als Durchzug gebildet, der einen in Fig. 6 (A), (B) besser erkennbaren Kragen 52 aufweist. Der Kragen 52 verläuft an seinem Fuß (proximales Ende) entlang eines durch den tatsächlichen Öffnungsdurchlass gebildeten Öffnungsrand 53 der Öffnung 51. In Richtung des distalen Endes eines Rohres 30 und Kragens 52, d.h. jenseits der Kammer 41, öffnet sich der Kragen 52 mit einer den Öffnungsbereich - im Fuß des Kragens der Öffnungsdurchlass - erweiternden Einführschräge 1. Die Einführschräge 1 öffnet sich vorliegend trichterförmig ausgehend vom Öffnungsrand 53.

[0026] Dem Konzept der Erfindung folgend ist bei dem in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten Boden 50 an der Schmalseite S der Öffnung 51 der Kragen mit einer die Einführschräge 1 zum Inneren des Öffnungsbereichs verformenden Einwölbung 2 versehen. Die Einwölbung 2 ist vorliegend so gebildet, dass sie die Einführschräge 1 an der Schmalseite S der Öffnung 51 praktisch aufhebt. Insbesondere im Bereich des Grats 3 des Einwölbung 2 fluchtet der Kragen 52 mit dem durch den tatsächlichen Öffnungsdurchlass gebildeten Öffnungsrand 53. Dies wird vorliegend dadurch erreicht, dass das Einwölbungsmaß der Einwölbung 2 mit einer Kragenhöhe genau wie ein Schrägmaß der Einführschräge 1 zunimmt; diese heben sich somit auf.

[0027] Während die Einführschräge 1 bei der in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellten Ausführungsform allseitig der Öffnung 51 verläuft, ist die Einwölbung 2 nur an der Schmalseite S der Öffnung 51 angebracht - konkret an den gegenüberliegenden Schmalseiten S der Öffnung 51, Wie aus Fig. 6 (B) ersichtlich, ist die Einwölbung 2 in Form einer Klemmnase für ein in der Öffnung 51 zu haltendes Flachrohr 30 gebildet. Dabei soll die Klemmnase das Flachrohr an seinen gegenüberliegenden Schmalseiten 31 einklemmen. Dies hat den Vorteil, dass ein - wie aus Fig. 4 ersichtlich - einzuführendes Flachrohr durch die an der Breitseite B der Öffnung 51 ohne Veränderung ausgeführte trichterförmige Einführschräge 1 selbst bei ungenauer Positionierung zum Boden 50 sicher eingefädelt wird. Dennoch wird durch die Klemmnase das Rohr 30, jedenfalls im Bereich des Grats 3 der Klemmnase, reibschlüssig gehalten. Gegebenenfalls kann sogar beim Einführen des Rohres 30 in die Öffnung 51 das Rohr 30 an seinem Halteabschnitt H geeignet verformt oder geklemmt werden, um so eine möglichst passgenaue Form anzunehmen, die praktisch dem Verlauf des Öffnungsrandes 53 entspricht. Anders ausgedrückt würde selbst ein mit Untermaß oder sonst ungenau gefertigter Rohrquerschnitt Q eines Rohres 30 an seinem Halteabschnitt H durch die von der Klemmnase am Grat 3 der Einwölbung 2 wirkenden Querkräfte deformiert. Die Deformation ist so, dass sich die Kontur des Querschnitts Q - beispielsweise auf der Breitseite B der Öffnung 51 und/oder auf der Schmalseite S der Öffnung 51 - an den Öffnungsrand 53 anlegt bzw. dahin gedrückt wird.

[0028] Das Rohr 30 ist aufgrund der Ausbildung der Einwölbung 2 in der Einführschräge 1 des Kragens 52 der Öffnung 51 gemäß dem Konzept der Erfindung also bereits vor einer Lötverbindung fix in der Öffnung 51 gehalten. Darüber hinaus kann die anschließend anzubringende Lötverbindung in einem Raum zwischen Einführschräge 1 und Halteabschnitt H des Rohres 30 angebracht werden - der trichterförmige Verlauf der Einführschräge 1 bildet dazu eine Lotkehle, die auch als Lotdepot dient. Es bildet sich eine verlässliche und dichte Lötverbindung zur Gewährleistung einer sicheren Trennung des ersten Fluids 1 vom zweiten Fluid II durch den Boden 50. Ein Ausgleich und die selbsttätige Anpassung des Rohrquerschnitts Q auf die Kontur des Öffnungsrandes 53 wird gemäß dem Konzept der Erfindung durch die Einwölbung 2 an der Schmalseite S erreicht.

[0029] Zusammenfassend betrifft die Erfindung einen Wärmetauscher 100 zum Wärmetausch zwischen einem ersten Fluid I einerseits, insbesondere einem Abgas und/oder einer Ladeluft, und einem zweiten Fluid 11 andererseits, insbesondere einem Kühlmittel, mit einem Block 10 zur voneinander getrennten und wärmetauschenden Führung des ersten und des zweiten Fluids I, II aufweisend:

• eine Anzahl von dem ersten Fluid I durchströmbaren Strömungskanälen 30
• eine die Strömungskanäle 30 aufnehmende, von dem zweiten Fluid II durchströmbare Kammer 41,
• ein Gehäuse 40, in dem die Kammer 41 und die Strömungskanäle 30 angeordnet sind, sowie
• ein das erste und zweite Fluid I, II weitgehend trennenden Boden 50, welcher die in Form von Rohren gebildeten Strömungskanäle 30 auf Abstand hält, wobei
• ein Halteabschnitt H eines Rohres in einer Öffnung 51 des Bodens 50 gehalten ist und die Öffnung 51 einen Kragen 52 mit einer den Öffnungsbereich erweiternden Einführschräge 1 aufweist. Erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, dass der Kragen 52 an wenigstens einer Seite eine die Einführschräge 1 zum Inneren des Offnungsbereichs verformende Einwölbung 2 aufweist.

Bezugszeichenliste

[0030] 

1

Einführschräge

2

Einwölbung

3

Grat

10

Block

20

Anschlussstutzen

21

Diffusor

30

Rohr

31

Schmalseite

32

Breitseite

40

Gehäuse

41

Kammer

50

Boden

51

Öffnung

52

Kragen

53

Öffnungsrand

100

Wärmetauscher

I

erste Fluid

II

zweites Fluid

B

Breitseite

E

distales Ende

H

Halteabschnitt

Q

Rohrquerschnitt

S

Schmalseite

Ansprüche

1. Wärmetauscher (100) zum Wärmetausch zwischen einem ersten Fluid (I) einerseits, insbesondere einem Abgas und/oder einer Ladeluft, und einem zweiten Fluid (II) andererseits, insbesondere einem Kühlmittel, mit einem Block (10) zur voneinander getrennten und wärmetauschenden Führung des ersten und des zweiten Fluids (I, II) aufweisend:

- eine Anzahl von dem ersten Fluid (I) durchströmbaren Strömurgskanälen (30)

- eine die Strömungskanäle (30) aufnehmende, von dem zweiten Fluid (II) durchströmbare Kammer (41),

- ein Gehäuse (40), in dem die Kammer (41) und die Strömungskanäle (30) angeordnet sind, sowie

- ein das erste und zweite Fluid (I, II) weitgehend trennenden Boden (50), welcher die in Form von Rohren gebildeten Strömungskanäle (30) auf Abstand hält, wobei

- ein Halteabschnitt (H) eines Rohres in einer Öffnung (51) des Bodens (50) gehalten ist und die Öffnung (51) einen Kragen (52) mit einer den Öffnungsbereich erweiternden Einführschräge (1) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass
der Kragen (52) an wenigstens einer Seite eine die Einführschräge (1) zum Inneren des Öffnungsbereichs verformende Einwölbung (2) aufweist,

2. Wärmetauscher (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwölbung (2) die Einführschräge (1) teilweise oder vollständig aufhebt.

3. Wärmetauscher (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einwölbungsmaß mit einer Kragenhöhe zunimmt.

4. Wärmetauscher (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einwölbungsmaß mit einer Kragenhöhe wie ein Schrägmaß der Einführschräge (1) zunimmt.

5. Wärmetauscher (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens im Bereich eines Grats (3) der Einwölbung (2) der Kragen (52) mit dem durch den tatsächlichen Öffnungsdurchiass gebildeten Öffnungsrand (53) fluchtet oder über den Öffnungsrand (53) hinaus in einen Bereich des tatsächlichen Öffnungsdurchlasses hineinragt.

6. Wärmetauscher (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (52) allseitig der Öffnung (51) verläuft.

7. Wärmetauscher (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (52) nur ein- oder zweiseitig der Öffnung (51) verläuft, ins-besondere nur schmalseitig.

8. Wärmetauscher (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwölbung (2) nur ein- oder zweiseitig der Öffnung (51) verläuft, insbesondere nur schmalseitig.

9. Wärmetauscher (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einwölbung (2) eine zum Öffnungsbereich gerichtete Nase, insbesondere Klemmnase für das Rohr, ausbildet.

10. Wärmetauscher (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (52) einen öffnungsfernen Abschnitt ohne Einwölbung (2) und/oder einen öffnungsnahen Abschnitt mit Einwölbung (2) aufweist.

11. Brennkraftmaschine mit einem Wärmetauscher (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

12. Verwendung des Wärmetauschers (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als ein Abgas-Wärmetauscher, insbesondere als Abgaskühler zur Abgaskühlung in einem Abgasrückführsystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

13. Verwendung des Wärmetauschers (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Ladeluftkühler zur direkten oder indirekten Kühlung von Ladeluft in einem Ladeluftzuführsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.

Zeichnung