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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abgaswärmetauscher mit einem Mantelrohr zu schaffen, das sowohl hinsichtlich seiner Ausgestaltung als auch im Hinblick auf Anschlüsse und/ oder Anbauteile flexibler an den zur Verfügung stehenden Einbauraum angepasst werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe wird nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1 gesehen.

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.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Grundgedankens sehen die Merkmale des Anspruchs 2 vor, dass wenigstens eine Seitenwand des Mantelrohrs mit Sicken versehen ist. Das Einbringen der Sicken erfolgt vor dem Umformen der Platine zu einem mehrkantigen Rohr. Insbesondere sind mindestens zwei einander gegenüberliegende Seitenwände des Mantelrohrs mit vorzugsweise von innen nach außen geprägten Sicken versehen (Patentanspruch 5). 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.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Anordnung von Sicken wird im Umfang der Merkmale des Anspruchs 2 erzielt. Danach 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 6 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 7 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 8 vor, dass das Mantelrohr aus Edelstahlblech, Aluminiumblech oder auch aus Kunststoff gebildet ist.

Schließlich ist es gemäß den Merkmalen des Anspruchs 9 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:

Figur 1

in der Perspektive ein Mantelrohr eines Abgaswärmetauschers;

Figur 2

eine Seitenansicht des Mantelrohrs der Figur 1;

Figur 3

eine Draufsicht auf das Mantelrohr der Figur 2 in Richtung des Pfeils III gesehen;

Figur 4

in der Perspektive eine weitere Ausführungsform eines Mantelrohrs für einen Abgaswärmetauscher und

Figur 5

eine Stirnansicht des Mantelrohrs der Figur 4 in Richtung des Pfeils V gesehen.

Mit 1 ist in den Figuren 1 bis 3 ein Mantelrohr eines ansonsten nicht näher veranschaulichten Abgaswärmetauschers bezeichnet. Das Mantelrohr 1 weist einen rechteckförmigen Querschnitt auf. Zwei einander gegenüberliegende Seitenwände 2 des Mantelrohrs 1 besitzen in identischer Konfiguration ein nachfolgend noch näher erläutertes Sickenbild 3 zur Versteifung des Mantelrohrs 1, während die beiden anderen Seitenwände 4 sickenlos gestaltet sind. Die Seitenwände 2, 4 sind über gerundete Längskanten 18 miteinander verbunden.

Wie insbesondere die Figur 2 erkennen lässt, erstreckt sich über jede Seitenwand 2 in schräger Ausrichtung eine S-förmig ausgebildete Sicke 5 (nachfolgend kurz S-Sicke 5 genannt). Die S-Sicke 5 besitzt einen mittleren Diagonalschenkel 6 sowie in Richtung zur Mittellängslinie MLL der Seitenwand 2 gegengleich konkav gekrümmte Endabschnitte 7. Aufgrund der konkaven Gestaltung der Endabschnitte 7 werden kurze Endschenkel 8 gebildet, die zur Mittellängslinie MLL hin gerichtet sind. In der Mittelquerlinie MQL der Seitenwand 2 ist der Diagonalschenkel 6 der S-Sicke 5 mit einer kreisförmigen Erweiterung 9 versehen. Die neben der Erweiterung 9 liegenden Längenabschnitte 10 des Diagonalschenkels 6 verbreitern sich in Richtung zu den konkav verlaufenden Endabschnitten 7.

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 Figur 3 zu erkennen, dass alle Sicken 5, 11, 15 und 16 von innen nach außen geprägt sind. Hierbei weisen die S-Sicken 5 und die C-Sicken 11 halbrunde Querschnitte auf, während die Rundsicken 15 und die Dreiecksicken 16 gerundete Übergänge 19 zu den Seitenwänden 2 besitzen.

Bei der Ausführungsform eines Mantelrohrs 1a gemäß den Figuren 4 und 5 ist der Querschnitt annähernd trapezförmig gestaltet. Zwei Seitenwände 20, 21 erstrecken sich parallel zueinander, während eine dritte Seitenwand 22 im rechten Winkel zu den beiden parallel zueinander liegenden Seitenwänden 20, 21 angeordnet ist. Die vierte Seitenwand 23 verläuft schräg zu den Seitenwänden 20, 21.

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 Figuren 1 bis 3 ausgebildet sind. Eine nochmalige Erläuterung ist daher entbehrlich.

Außerdem ist aus den Figuren 4 und 5 noch zu erkennen, dass in den Endbereichen der sich zu den beiden parallel zu einander verlaufenden Seitenwänden 20, 21 rechtwinklig erstreckenden Seitenwand 22 Öffnungen 24, 25 vorgesehen sind. In einem Endbereich ist eine Rechtecköffnung 24 vorgesehen, während sich in dem anderen Endbereich eine runde Öffnung 25 befindet, die nach außen hin mit einem Durchzug 26 versehen ist.

Auch bei der Ausführungsform eines Mantelrohrs 1 gemäß den Figuren 1 bis 3 können zum Beispiel in einer Seitenwand 4 Öffnungen 24, 25 gemäß den Figuren 4 und 5 vorgesehen sein.

Bezugszeichen:

1 -

Mantelrohr

1a - Mantelrohr

2 -

Seitenwände v. 1

3 -

Sickenbild an 2, 20, 21

4 -

Seitenwände v. 1

5 -

S-Sicke v. 3

6 -

Diagonalschenkel v. 5

7 -

Endabschnitte v. 5

8 -

Endschenkel v. 7

9 -

Erweiterung v. 6

10 -

Längenabschnitte v. 6

11 -

C-Sicken v. 3

12 -

Schenkel v. 11

13 -

Schenkel v. 11

14 -

Steg v. 11

15 -

Rundsicken v. 3

16 -

Dreiecksicken v. 3

17 -

Ecken v. 16

18 -

Längskanten v. 1, 1a

19 -

Übergänge v. 15, 16 auf 2

20 -

Seitenwand v. 1a

21 -

Seitenwand v. 1a

22 -

Seitenwand v. 1a

23 -

Seitenwand v. 1a

24 -

Öffnung in 22

25 -

Öffnung in 22

26 -

Durchzug an 25

27 -

Längsseiten v. 16

MLL -

Mittellängslinie v. 2

MQL -

Mittelquerlinie v. 2