DE102007042868A1 - Internal combustion engine, particularly for motor vehicle, has heat exchanger, particularly air intercooler, and heat exchanger is arranged in air-guiding component, particularly suction tube - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine für ein Kraftfahrzeug bestimmte Brennkraftmaschine mit einem in einem luftführenden Bauteil, insbesondere Saugrohr angeordneten Wärmetauscher, insbesondere Ladeluftkühler, welcher in einer Ausformung einer Bauteilwand dichtend fixiert ist. Weiterhin betrifft die Erfindung einen zur Anwendung bei einer Brennkraftmaschine bestimmten Wärmetauscher, insbesondere Ladeluftkühler, welcher an einer Ausformung einer Bauteilwand eines luftführenden Bauteils, insbesondere Saugrohres dichtend fixierbar ist.The The invention relates to a specific for a motor vehicle Internal combustion engine with one in an air-conducting component, in particular intake manifold arranged heat exchanger, in particular Intercooler, which in a formation of a component wall is tightly fixed. Furthermore, the invention relates to a for Application to an internal combustion engine specific heat exchanger, in particular intercooler, which at a molding a component wall of an air-guiding component, in particular Suction tube is sealingly fixable.
Bei bekannten Wärmetauschern münden die von einem Kühlmedium durchströmten Rohre in einen Rohrboden, der üblicherweise mit einem Sammelkasten verbunden ist. Die Rohr/Boden-Verbindung ist so gestaltet, dass der Rohrboden als nach innen gerichtete Durchzüge ausgebildete Durchbrüche aufweist, in welche die Rohre eingesteckt sind und nach innen über die Durchzüge überstehen. Die Rohre, vielfach Flachrohre, sind mit den Durchzügen bzw. dem Boden dichtend verbunden.at known heat exchangers lead from a Cooling medium flowed through tubes in a tube sheet, which is usually connected to a collection box. The pipe / floor connection is designed so that the tubesheet as inwardly directed passages formed breakthroughs has, in which the tubes are inserted and inwards over survive the passages. The pipes, many times Flat tubes, are sealed with the passages or the ground connected.
Ein Problem bei derartigen Wärmetauschern, insbesondere auch bei Ladeluftkühlern mit Flachrohren, besteht darin, dass die Eckbereiche und Schmalseiten der Flachrohre besonders hohen Beanspruchungen unterliegen, die sich aus dem Innendruck innerhalb des Sammelkastens und der Ausbildung des Rohrbodens ergeben. Diese Spannungsspitzen im Bereich der Rohr/Boden-Verbindungen können zu Undichtigkeiten des Wärmetauschers führen.One Problem with such heat exchangers, especially with intercoolers with flat tubes, is that the corner areas and narrow sides of the flat tubes are particularly demanding subject to the internal pressure within the header tank and the formation of the tube sheet. These spikes in the area of pipe / ground connections can cause leaks of the heat exchanger.
Es sind auch bereits Vorschläge bekannt geworden, die Rohrenden von Flachrohren durch einsteckbare und mit den Flachrohrenden verlötbare Klammerelemente zu verstärken. Diese Klammerelemente weisen vier Seitenschenkel auf, die in zwei benachbarte Flachrohre eingesteckt und mit diesen verlötet werden.It are already known proposals, the pipe ends of flat tubes by insertable and solderable to the flat tube ends clamp elements to reinforce. These clip elements have four side legs on, which is plugged into two adjacent flat tubes and with these be soldered.
Eine
lösbare Rohrverbindung, insbesondere für luftführende
Rohre, ist aus der
Problematisch hierbei ist, dass eine sichere Verbindung nur hergestellt werden kann, wenn die Rastöffnung und die Rastnut radial und axial in Deckung liegen; andernfalls ist kein Formschluss und folglich keine sichere Abdichtung in beide Achsrichtungen der Rohrabschnitte hergestellt.Problematic Here is that a secure connection can only be made can, when the detent opening and the locking groove radially and axially lie in cover; otherwise, there is no positive fit and therefore no safe sealing in both axial directions of the pipe sections produced.
Wie
durch die
Weiterhin
bezieht sich die
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Brennkraftmaschine sowie einen zur Anwendung bei einer Brennkraftmaschine bestimmten Wärmetauscher der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die Abdichtung verbessert und insbesondere eine prozesssichere Montage mit geringem Aufwand sichergestellt werden kann.In front In this background, the invention is based on the object Internal combustion engine and one for use in an internal combustion engine certain heat exchanger of the type mentioned in such a way perform that improves the seal and in particular a process-safe installation with little effort ensured can be.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einer Brennkraftmaschine gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche 2 bis 6 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The The first object is achieved with an internal combustion engine according to the features of claim 1. The Subclaims 2 to 6 relate particularly expedient Further developments of the invention.
Erfindungsgemäß ist also eine Brennkraftmaschine vorgesehen, bei welcher der Wärmetauscher mittels eines keilförmigen Dichtungselementes in der Ausformung fixiert ist. Hierdurch wird ein unerwünschtes seitliches Abströmen der zu kühlenden Luft zuverlässig vermieden, indem durch das keilförmige Dichtungselement eine zuverlässige Abdichtung auch dann erreicht wird, wenn die Montageposition von einer vorbestimmten Position in der Einschubrichtung abweicht. Insbesondere wird also die Dichtung erfindungsgemäß nicht erst in einer in Einschubrichtung axialen Endlage durch die Anlage des Wärmetauschers an dem luftführenden Bauteil erreicht, sodass eine prozesssichere Montage gewährleistet wird. Weiterhin wird ein Abstreifen eines nach dem Stand der Technik am Umfang angeordneten Dichtungsrings auf dem Wärmetauscher bedingt durch die Reibung beim Einschieben des Wärmetauschers in das beispielsweise als Saugrohr ausgeführten luftführenden Bauteils vermieden, weil erfindungsgemäß der die Dichtung herbeiführende Kontakt erst in der eingeschobenen Position entsteht, sodass die gewünschte Dichtung zugleich mit dem Erreichen der Endlage erfolgt.According to the invention, therefore, an internal combustion engine is provided in which the heat exchanger is fixed by means of a wedge-shaped sealing element in the molding. As a result, an undesirable lateral outflow of the air to be cooled is reliably avoided by a reliable seal is achieved even when the mounting position deviates from a predetermined position in the insertion direction by the wedge-shaped sealing element. In particular, therefore, the seal according to the invention is not first achieved in an axial direction in the insertion direction end position by the system of the heat exchanger to the air-conducting component, so ensuring a reliable installation is performed. Furthermore, a stripping of a sealing ring arranged on the circumference according to the prior art on the heat exchanger due to the friction during insertion of the heat exchanger in the example designed as a suction air-guiding component is avoided, because according to the invention, the seal inducing contact arises only in the retracted position, so the desired seal takes place at the same time as reaching the end position.
Man könnte daran denken, mittels eines einzigen keilförmigen Dichtungselementes zugleich eine Fixierung und Dichtung herbeizuführen. Besonders vorteilhaft ist hingegen eine Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung, bei der jeweils zumindest ein keilförmiges Dichtungselement beiderseits des Wärmetauschers angeordnet ist. Hierdurch wird eine zuverlässige Abdichtung erreicht und zugleich durch die hierzu bevorzugt symmetrische Fixierung, insbesondere gleichmäßige Einleitung der Montagekraft, eine Verlagerung des Wärmetauschers quer zur Einschubrichtung vermieden.you might think of using a single wedge-shaped one Seal element at the same time bring about a fixation and seal. By contrast, an embodiment of the present invention is particularly advantageous Invention, in each case at least one wedge-shaped sealing element is arranged on both sides of the heat exchanger. hereby a reliable seal is achieved and at the same time by the preferably symmetrical fixation, in particular uniform introduction of the assembly force, a shift the heat exchanger is avoided transversely to the insertion direction.
Hierzu erweist es sich als besonders praxisgerecht, wenn mehrere keilförmige Dichtungselemente hinsichtlich der Geometrie, der Abmessungen und/oder der Materialbeschaffenheit übereinstimmend ausgeführt sind, sodass die so erreichbare Dichtung und Fixierung beiderseits des Wärmetauschers übereinstimmt. Zugleich wird eine Verwechslung der Dichtungselemente und damit eine fehlerhafte Montage vermieden, um so die Prozesssicherheit weiter zu verbessern.For this proves to be particularly practical if several wedge-shaped Sealing elements in terms of geometry, dimensions and / or the material condition consistent executed are, so that the achievable seal and fixation on both sides of the heat exchanger matches. At the same time a confusion of the sealing elements and thus a faulty Assembly avoided so as to further improve process reliability.
Eine andere, ebenfalls besonders Erfolg versprechende Abwandlung wird dadurch erreicht, dass mehrere keilförmige Dichtungselemente durch ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, wobei das Verbindungselement seinerseits eine Dichtungs- oder Fixierfunktion erfüllen kann. Insbesondere wird durch das Verbindungselement jedoch eine vereinfachte Handhabung der Dichtungselemente, die durch das Verbindungselement beispielsweise paarweise verbunden sind, erreicht, um so den Montageprozess weiter zu optimieren.A another, also particularly promising modification becomes achieved in that several wedge-shaped sealing elements are interconnected by a connecting element, wherein the Connecting element in turn a sealing or fixing function can fulfill. In particular, by the connecting element However, a simplified handling of the sealing elements by the connecting element are connected in pairs, for example, achieved in order to further optimize the assembly process.
Das keilförmige Dichtungselement kann grundsätzlich aus einem beliebigen zur Abdichtung geeigneten polymeren Kunststoff bestehen. Besonders zweckmäßig ist es darüber hinaus, wenn das keilförmige Dichtungselement aus einem flexiblen, insbesondere einem geschäumten Werkstoff besteht, um so durch eine optimale Anpassbarkeit des Schaumwerkstoffs über eine vergleichsweise große Anlagefläche zugleich eine sichere Abdichtung bei geringen Montagekräften und einen Ausgleich von Fertigungsungenauigkeiten zu erreichen.The wedge-shaped sealing element can basically from any suitable polymeric plastic for sealing consist. It is particularly useful about it out, when the wedge-shaped sealing element of a flexible, in particular a foamed material, so by an optimal adaptability of the foam material over a comparatively large contact surface at the same time a secure seal with low assembly forces and to compensate for manufacturing inaccuracies.
Das keilförmige Dichtungselement könnte im Anschluss an eine relative Positionierung des Wärmetauschers in der Ausformung in den keilförmigen Spalt bis zum Erreichen einer Klemmwirkung eingeschoben werden. Besonders einfach ist hingegen eine Abwandlung, bei welcher das keilförmige Dichtungselement mittels einer Adhäsionsverbindung mit dem Wärmetauscher verbunden ist, sodass das Dichtungselement mit dem Ladeluftkühler eine einfach zu handhabende Baueinheit bildet, die in einem einzigen Montageschritt manuell oder automatisiert positioniert werden kann.The wedge-shaped sealing element could follow to a relative positioning of the heat exchanger in the Forming in the wedge-shaped gap until reaching a clamping action can be inserted. One is especially simple Variation in which the wedge-shaped sealing element by means of an adhesive connection with the heat exchanger is connected, so that the sealing element with the intercooler an easy-to-use unit that forms a single unit Assembly step can be positioned manually or automatically.
Die zweitgenannte Aufgabe, einen zur Anwendung bei einer Brennkraftmaschine bestimmten Wärmetauscher der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die Abdichtung verbessert und insbesondere eine prozesssichere Montage mit geringem Aufwand erreicht werden kann, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Wärmetauscher mittels eines keilförmigen Dichtungselementes in der Ausformung fixierbar ist. Hierdurch wird das Vorbeiströmen ungekühlter Luft an dem Wärmetauscher in der Ausformung vermieden, wobei das insbesondere mit dem Wärmetauscher unlösbar verbundene keilförmige Dichtungselement eine zuverlässige Abdichtung ermöglicht. Die gewünschte Dichtung entsteht somit ausschließlich in der eingeschobenen Position, die dadurch zugleich mit dem Erreichen der Endlage erfolgt.The second task, one for use in an internal combustion engine certain heat exchanger of the type mentioned in such a way, that improves the seal and in particular a process-safe Assembly can be achieved with little effort is inventively characterized solved that the heat exchanger by means of a wedge-shaped Seal element is fixable in the formation. This will the flow of uncooled air past the heat exchanger avoided in the molding, in particular with the heat exchanger undetachably connected wedge-shaped sealing element a reliable seal allows. The desired Seal thus arises exclusively in the inserted Position, which takes place at the same time as reaching the end position.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe Invention allows for numerous embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is in the drawing and will be described below. These shows in
Wie
in der
Für
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