DE4110264A1 - Waermetauscher, insbesondere kraftstoffkuehler fuer eine verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für Kraftfahr­ zeuge, insbesondere einen Kraftstoffkühler für den von einem Tank zu einer Verbrennungskraftmaschine und zurück strömenden Kraftstoff, bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse, das von einem Kühlmittel im wesentlichen axial durchströmt wird, während der zu kühlende Kraftstoff über separate Anschlüsse einen im Gehäuse verlegten Well­ schlauch durchströmt, der als Wendel ausgebildet ist, deren Achse mit der Gehäuseachse übereinstimmt.

Um bei Verbrennungskraftmaschinen eine optimale Verbren­ nung des Kraftstoffes zu erreichen bei minimaler Schad­ stoffemmission, wird in letzter Zeit dazu übergegangen, den überschüssigen Kraftstoff im Rücklauf vom Vergaser bzw. der Einspritzpumpe herunterzukühlen. Man ist dabei bestrebt, bei möglichst geringen Abmessungen des Wärme­ tauschers einen hohen Kühleffekt, also eine hohe Wärme­ übertragungsleistung, herbeizuführen.

Ein derartiger als Kraftstoffkühler verwendeter Wärmetau­ scher ist durch die DE-PS 34 40 060 bekannt. Bei den dort dargestellten Ausführungsformen liegen beide Anschlüsse für den Kraftstoff am gleichen Ende des Kraftstoffküh­ lers, so daß der Kraftstoff nach Durchfließen der Well­ schlauch-Wendel durch ein im lichten Kernquerschnitt der Wendel verlegtes Rohr zum Austrittsstutzen zurückfließt.

Liegen die Anschlüsse der Kraftstoffleitung jedoch an entgegengesetzten Enden des Kraftstoffkühlers, so daß die Rückführleitung im lichten Kernquerschnitt der Wendel entfällt, kann Kühlmittel durch den auf diese Art freien Querschnitt strömen, so daß der Kühlmitteldurchsatz durch den Kraftstoffkühler steigt, die Kühlleistung jedoch gleichzeitig konstant bleibt oder sogar sinkt, da die Kraftstoffleitung schlechter umspült wird.

Um diesem Effekt entgegenzutreten, wird der lichte Kern­ querschnitt der Wendel durch einen Anströmkörper aus Kunststoff ausgefüllt.

Der Anströmkörper aus Kunststoff ist aber zum einen rela­ tiv teuer in der Herstellung und zum anderen wärmeem­ pfindlich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Wärmeempfindlich­ keit des Anströmkörpers gegenüber der Wärmeeinbringung durch den Schweißvorgang zu beseitigen und die Montier­ barkeit zu erleichtern. Dabei sollen auch die Her­ stellungskosten für den Anströmkörper gesenkt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwi­ schen benachbarte Windungen der Wellschlauch-Wendel min­ destens ein Prallblech eingesetzt ist, dessen Kontur den durch die Wendel innerhalb des Gehäuses belassenen Strö­ mungsquerschnitt bestimmt.

Diese erfindungsgemäße Maßnahme hat die Wirkung, daß nun mehr durch Einstecken wenigstens eines einfach durch Stanzen herstellbaren, hitzebeständigen Blechteiles zwi­ schen benachbarte Windungen der Wellschlauch-Wendel der genannte Strömungsquerschnitt leicht individuell bestimmt werden kann über die Formgebung des Blechteiles bzw. den von diesem für die Druchströmung des Kühlmittels belasse­ nen Weges.

Die Erfindung hat außerdem den Vorteil, daß durch Verwen­ dung mehrerer solcher Prallbleche der Strömungswiderstand für das den Wärmetauscher durchströmende Kühlmittel zu­ sätzlich beliebig variiert werden kann, wodurch der Wär­ metauscher in seiner Leistung auf einfache Weise an unterschiedliche Anforderungen angepaßt werden kann.

Eine besonders günstige Ausführungsform erreicht man, wenn das Prallblech eine im wesentlichen radial über mehr als die Hälfte ihres Durchmessers geschlitzte Scheibe ist. Diese Ausführungsform läßt sich besonders gut mon­ tieren, da bei der Montage nur die beiden Hälften gegen­ einander verschränkt werden müssen, so daß die Außenkante des Prallbleches eine Schraubengangwindung beschreibt, und das Prallblech sich so günstig zwischen zwei benach­ barte Windungen der Wellschlauch-Wendel einsetzen läßt.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Schlitz im Bereich des Kernquerschnittes der Wendel in seinem Verlauf der Innen­ kontur der Wendel angepaßt ist. So wird verhindert, daß beim Verschränken der beiden Prallblechhälften der Schlitz in axialer Richtung des Kühlers einen zu breiten Durchlaß bildet. Die Nase, die durch den bogenförmigen Verlauf des Schlitzes gebildet wird, schmiegt sich rela­ tiv dicht an die Wellschlauchwindungen an, so daß das im Kernquerschnitt der Wendel strömende Kühlmittel besonders gut umgelenkt wird.

Die andererseits durch das Prallblech bedingte Druckdif­ ferenz über den Wärmetauscher könnte auch bedingen, daß eine stärkere Kühlmittelpumpe benötigt wird. Um dies zu verhindern, oder mit anderen Worten, das Druckgefälle des Kühlmittels über den Wärmetauscher zu steuern, kann es günstig sein, das Prallblech in seinem mittleren Bereich mit einer Aussparung zu versehen.

Damit das Prallblech sicher im Wärmetauscher gehalten wird, empfiehlt es sich, das Prallblech in seiner Außen­ kontur an die Innenkontur des Gehäuses anzupassen. Dabei ist es günstig, wenn das Prallblech an seinem Umfang Aus­ schnitte aufweist, da so eine gleichmäßige Umströmung der Wellschlauchwendel innen und außen ermöglicht und gleich­ zeitig der Strömungswiderstand bzw. Druckverlust des Käl­ temittels reduziert wird.

Eine weitere Maßnahme, um das Prallblech sicher zu fixie­ ren, ist, an seiner Außenkontur mindestens eine Nase aus­ zubilden, die mit der Wellung des Wellschlauches korres­ pondiert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles. Dabei zeigt

Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Prall­ bleches,

Fig. 2 Schnitt durch einen Kraftstoffkühler mit einge­ bautem Prallblech.

Fig. 1 zeigt ein Prallblech 1, das im wesentlichen die Form einer runden Scheibe hat. Dieses Prallblech ist mit einem Schlitz 2 versehen, der im wesentlichen radial über mehr als die Hälfte des Durchmesser des Prallbleches 1 verläuft, einen Kreisbogen 3 beschreibt und im Punkt 4 endet. Innerhalb der durch den Kreisbogen 3 des Schlitzes 2 gebildeten Nase 5 weist das Prallblech 1 eine Ausspa­ rung 6 auf.

Weitere Ausschnitte 7 sind über den äußeren Umfang des Prallbleches 1 verteilt. Außerdem sitzen am äußeren Um­ fang auch noch Nasen 8.

Die unterschiedlichen Funktionen dieser Einzelheiten wer­ den bei der Beschreibung der Fig. 2 erklärt:
In der Fig. 2 ist ein Teil eines Kraftstoffkühlers darge­ stellt, der ein zylindrisches Gehäuse 9 hat, in dem ein als Wendel ausgebildeter Wellschlauch 10 liegt. Dabei wird das Gehäuse 9 im wesentlichen axial von einem Kühl­ mittel entlang der durch den Pfeil 11 dargestellten Rich­ tung durchströmt, während der Wellschlauch entlang der mit dem Pfeil 12 gekennzeichneten Richtung von Kraftstoff durchströmt wird.

Damit das Kühlmittel im wesentlichen am verlegten Well­ schlauch vorbeiströmt und nicht ohne mit dem Wellschlauch in Kontakt zu kommen durch den lichten Kernquerschnitt der Wendel fließt, ist zwischen zwei Windungen des Well­ schlauches 10 ein Prallblech 1 gemäß Fig. 1 eingesetzt.

Dazu wurde dieses verschränkt, das heißt die in Fig. 1 mit 13 bzw. 14 gekennzeichneten Ecken im Bereich des An­ fangs des Schlitzes 2 wurden um den Punkt 4 am Ende des Schlitzes aus der Zeichenebene der Fig. 1 nach unten bzw. nach oben gebogen, so daß der äußere Rand des Prallble­ ches 1 einen schraubengangförmigen Verlauf bekommt.

Dieserart wird das Prallblech, wie beschrieben, zwischen zwei Windungen des Wellschlauches 10 eingesetzt, und dann werden die Nasen 8 umgebogen, so daß sie sich in der Wel­ lung des Wellschlauches 10 verhaken und ein Herausdrehen des Prallbleches verhindern.

Beim Einsetzen des Prallbleches in die aus dem Well­ schlauch 10 gebildete Wendel legt sich die Nase 5 kontur­ genau an den Innenbogen des Wellschlauches an und lenkt so den Kühlmittelstrom nach außen auf die einzelnen Win­ dungen des Wellschlauches. Um den axialen Strom nicht völlig zu unterbinden, ist in der Mitte des Prallbleches 1 eine Aussparung 6 vorgesehen.

Die äußere Kontur des Prallbleches 1 entspricht der Innenkontur des Gehäuses 9, so daß bei eingesetztem Prallblech die Strömung zwischen Wellschlauchwendel und Gehäuse 9 nur noch durch einen schmalen Spalt möglich ist. Um den in diesem Bereich entstehenden Strömungsquer­ schnitt zu vergrößern, ist der Außenumfang des Prallble­ ches 1 mit Ausschnitten 7 versehen. So wird die Strömung zwischen Wellschlauchwendel und Gehäuse nur geringfügig beeinflußt.

Durch Einsetzen mehrerer der beschriebenen Prallbleche in einen Kraftstoffkühler kann die Wärmetauschleistung des Kühlers den unterschiedlichsten Anforderungen entspre­ chend eingestellt werden.

Claims (8)

1. Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge, insbesondere Kraft­ stoffkühler für den von einem Tank zu einer Verbrennungs­ kraftmaschine und zurück strömenden Kraftstoff, bestehend aus einem zylindrischen Gehäuse, das von einem Kühlmittel im wesentlichen axial durchströmt wird, während der zu kühlende Kraftstoff über separate Anschlüsse einen im Ge­ häuse verlegten Wellschlauch durchströmt, der als Wendel ausgebildet ist, deren Achse mit der Gehäuseachse über­ einstimmt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarte Windungen der Wellschlauchwendel (10) mindestens ein Prallblech (1) eingesetzt ist, dessen Kontur den durch die Wendel innerhalb des Gehäuses belas­ senen Strömungsquerschnitt bestimmt.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) eine im wesentlichen radial über mehr als die Hälfte ihres Durchmessers geschlitzte Schei­ be ist.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (2) im Bereich des Kernquerschnitts der Wendel in seinem Verlauf (3) der Innenkontur der Wendel angepaßt ist.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) in seinem mittleren Bereich eine Aussparung (6) aufweist.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) mit seiner Außenkontur an die Innenkontur des Gehäuses (9) angepaßt ist.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) an seinem Umfang Ausschnitte (7) aufweist.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) an seiner Außenkontur mindestens eine Nase (8) aufweist, die mit der Wellung des Wellschlauches korrespondiert.

8. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Prallblech (1) aus hitzebeständigem Material, insbesondere aus Metall ist.