DE19800241C1

DE19800241C1 - Motorunabhängig betreibbares Fahrzeugheizgerät

Info

Publication number: DE19800241C1
Application number: DE1998100241
Authority: DE
Inventors: Stephan Habijanec
Original assignee: Webasto Thermosysteme GmbH
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 1998-01-07
Filing date: 1998-01-07
Publication date: 1999-06-02
Anticipated expiration: 2018-01-08

Description

Die Erfindung betrifft ein motorunabhängig betreibbares Fahrzeugheizgerät mit einem Wärmeübertrager, in welchem ein Brenner mit einer Brennkammer unter Festlegung eines Abgasringraums angeordnet ist, und der einen Brennerflansch umfaßt, welcher Brennluft von Abgas trennt, und mit einem Brennluftgebläse, dessen Gehäuse am brennerflanschseitigen Ende des Brenners gegen diesen abgedichtet ist.

Ein derartiges Heizgerät, bei welchem der Brennerflansch innerhalb des Heizgeräts Brennluft von Abgas trennt, ist beispielsweise aus der DE 43 11 080 C1 bekannt. Um eine Vermischung von Abgas und Brennluft zu verhindern und damit eine gute und saubere Verbrennung zu gewährleisten, ist die Brennerflansch gegen den Brennerkopf mittels einer Brennerdichtung abgedichtet. Da die Brennluft dem Brenner mit leichtem Überdruck zugeführt wird, ist außerdem das Gebläsegehäuse gegen den Brennerkopf mittels einer Brennerkopfdichtung abgedichtet. Die Dichtflächen am Brennerkopf und am Gebläsegehäuse sind speziell bearbeitete Dichtflächen und die Dichtungen in diesen Dichtbereichen sind als Feststoffdichtungen ausgeführt. Mit anderen Worten erfordert dieses Dichtprinzip zwei getrennte Dichtungen, wobei die Dichtflächen für die Feststoffdichtungen in kostenaufwendiger Weise bearbeitet werden müssen.

Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein motorunabhängig betreibbares Fahrzeugheizgerät zu schaffen, das im Bereich des Brennerflansches mit einem einfachen Dichtaufbau die erforderliche Abdichtung gewährleistet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Demnach ersetzt die Erfindung den Dichtaufbau gemäß dem Stand der Technik mit zwei Dichtstellen, der vorstehend abgehandelt ist, durch einen einfacheren Dichtaufbau, mit einer einzigen Dichtstelle basierend auf einem einzigen Dichtring, der in einer Dreiecknut zwischen der Seitenfläche des Brennerflanschaußenrands und dem Wärmeübertrager sowie dem Brennluftgebläsegehäuse angeordnet ist. Ein derartiger Dichtungsaufbau ersetzt die beim Stand der Technik erforderlichen Feststoffdichtungen und erübrigt eine kostenaufwendige Bearbeitung der Dichtflächen, da der Dichtring in besagter Dreiecknut beim Zusammenbau von Gebläse, Wärmeübertrager und Brennerflansch schräg verpreßt wird.

Da zudem erfindungsgemäß der Brennerflansch im Klemmsitz zwischen einer Stirnfläche des Wärmeübertragers und einer Stirnfläche des Brennluftgebläsegehäuses angeordnet ist, wird dadurch eine "metallische Dichtung" zwischen Wärmeübertrager und Brennerflansch geschaffen, welche den Dichtring vor direktem Kontakt mit heißem Abgas schützt.

Aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen schrägen Verpressung dichtet der Dichtring in der Dreiecknut gleichzeitig gegen das Gebläsegehäuse, den Brennerflansch und den Wärmeübertrager ab. Dadurch ist es möglich, mit einer einzigen Dichtung sowohl die Brennluft gegenüber der Umwelt als auch gegenüber dem Abgas abzudichten. Die Abschirmung der Dichtungen gegen das Abgas aufgrund des im Klemmsitz zwischen dem Wärmeübertrager und Brennluftgebläsegehäuse angeordneten Brennerflansches gewährleistet eine ausreichende Abschirmung der Dichtung gegenüber dem Abgas durch die dadurch gebildete metallische Dichtstelle. Durch diese Maßnahme kann als Dichtring ein toleranz- wie ebenheitsunempfindlicher Dichtring, beispielsweise ein O-Ring aus einem Elastomermaterial zum Einsatz kommen. Deshalb entfällt eine aufwendige Bearbeitung der entsprechenden Dichtflächen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert; die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt durch den Brennkammer/Wärmeübertragerteil eines Heizgeräts.

Das Fahrzeugheizgerät, bei dem es sich insbesondere um ein Fahrzeugzusatzheizgerät mit flüssigem Wärmetrager, d. h. um ein Wasserheizgerät, handeln kann, ist in der Figur insgesamt mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet. Dieses Heizgerät besteht in an sich bekannter Weise aus einem nicht dargestellten Brenner, der im Bild von links kommend koaxial in eine Brennkammer 2 ragt, die von einem Brennrohr 3 gebildet ist. Die Brennkammer 2 ist koaxial von einem Wärmeübertrager 4 umgeben, der aus zwei Druckgußteilen besteht, nämlich einem Innenteil 5 und einem Außenteil 6. Das Innenteil 5 und das Außenteil 6 sind jeweils allgemein topfförmig gebildet, wobei der innere Topf in den äußeren Topf eingesetzt ist. Im einzelnen weist das Innenteil 5 eine bevorzugt zylindrische Umfangswandung 7 und einen Boden 8 auf, und in ähnlicher Weise weist das Außenteil 6 eine Umfangswandung 9 und einen Boden 10 auf. Der Boden 8 des Innenteils 5 ist auf seiner Innenseite strukturiert.

Das Innenteil 5 ist in dem Außenteil 6 unter Belassung eines Zwischenraums 11 zwischen den Umfangswandungen 7 und 9 und eines Zwischenraums 12 zwischen den Böden 8 und 10 angeordnet. Außerdem ist das Außenteil 6 axial kürzer gebildet als das Innenteil 5, welches mit seinem dem Boden 8 gegenüberliegenden Rand 13 über den Rand 14 des Außenteils 6 vorsteht. Die Ränder 13 und 14 werden vorliegend auch als Topfrand bezeichnet, da die Innen- und Außenteile 5, 6 topfförmig gebildet sind.

Am Rand 13 des Innenteils 5 ist ein Ring 15 angeformt, der in Richtung auf den Boden 8 des Innenteils 5 vorspringt und einen größeren Innendurchmesser als das Innenteil 5 im Bereich seines Rands 13 aufweist, wobei der Innendurchmesser des Rings 15 in etwa dem Außendurchmesser des Außenteils 6 im Bereich von dessen Rand 14 entspricht. Die axiale Erstreckungslänge des Rings 15 ist so gewählt, daß dieser mit seinem zu den Böden 8, 10 weisenden Ende den Rand 14 des Außenteils 6 umgreift, und zwar in dichtender Weise, wie nachfolgend im einzelnen erläutert. Aufgrund dieser Struktur verbleibt zwischen dem Rand 13 des Innenteils 5 und dem Ring 15 ein Zwischenraum 16, der eine Fortsetzung des Zwischenraums 11 darstellt und sich bis zu dem Anbindungsbereich des Rings 15 an den Rand 13 des Innenteils 5 erstreckt.

Zur Abdichtung des Rings 15 gegenüber dem Rand 14 des Außenteils 6 dient ein O-Ring 17, der zwischen der Innenseite des Rands 15 an dessen bodenseitigem Ende und der Außenseite des Außenteils 6 in dessen Randbereich vorgesehen ist. Zur axialen Führung bzw. zur Gewährleistung eines axialen Dichtsitzes ist die Innenseite des Rings 15 im Bereich seines bodenseitigen Endes umlaufend ausgenommen und in ähnlicher Weise ist die Außenseite des äußersten Endes des Rands 14 des Außenteils 6 über seinen gesamten Umfang ausgenommen. Hierdurch ist am Ring 15 eine ringförmige Stufe bzw. Schulter 18 und am Rand 14 des Außenteils 16 eine ringförmige Stufe bzw. Schulter 19 gebildet, und diese Schultern sind in axialer Richtung voneinander beabstandet, um den O-Ring 17 im axialen Dichtsitz mit radialer Dichtwirkung aufnehmen zu können.

Bei der in der Figur gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der Ring 15 axial über den äußersten Bereich des Rands 13 des Innenteils 5 hinaus und legt eine radiale Auflagefläche für einen Brennerflansch 20 des Brennrohrs 3 fest und bildet außerdem mit einem vorspringenden Rand 29 eine Aufnahme für das nur ausschnittweise dargestellte Gebläsegehäuse 21.

Die Zwischenräume 11, 12 und 16 stehen, wie aus der Figur deutlich hervorgeht, miteinander in Verbindung und bilden einen gemeinsamen Zwischenraum, der von einem Wärmeträgermedium, beispielsweise Wasser durchflossen ist, das in diesen gemeinsamen Zwischenraum über einen Zulaufstutzen 22 zugeführt und über einen nicht dargestellten Ablaufstutzen ausgeleitet wird. Der Zulaufstutzen 22 mündet bei der dargestellten Ausführungsform in den Bodenbereich des Wärmeübertragers 4, d. h. in den Zwischenraum 12.

Bei der Verbrennung aus der Brennkammer 2 austretende Verbrennungsgase werden im Bereich des Bodens 8 der Innenkammer innerhalb von dieser in den Bereich der Umfangswandung 7 umgelenkt und geben ihre Wärme an den im Zwischenraum 11, 12, 16 strömenden Wärmeträger ab, und die restlichen Gase werden als Abgase über einen Abgasauslaßstutzen 23 ausgetragen.

Der Abgasauslaßstutzen 23 ist in den Wärmeübertrager 4 im Bereich der Topfränder 13, 15 des Innenteils 5 integriert. Demnach durchsetzt der Abgasauslaßstutzen 23 von außen nach innen den Ring 15, den Zwischenraum 16 im Ringbereich und das Wärmeübertrager- Innenteil 5. Durch die Anordnung des Abgasauslasses 23 direkt am Wärmeübertrager 4 wird eine besonders kompakte Bauform des Wärmeübertragers und damit des Fahrzeugheizgeräts 1 erzielt, da ein Brennerkopf, der bislang als Träger des Abgasauslasses zum Einsatz kam, entfallen kann. Außerdem wird die Wärmeübertragungslänge vorteilhaft verkürzt.

Erfindungsgemäß ist der Brennerflansch 20 im Klemmsitz zwischen der ringförmigen Stirnfläche 24 des Wärmeübertragers 4 und der ebenfalls ringförmigen Stirnfläche 25 des Gebläsegehäuses 21 angeordnet und im Bereich des Außenrands des Brennerflansches 20 ist eine Dreiecknut 26 vorgesehen, in welcher ein O-Ring 27 als Dichtelement angeordnet ist. In der Figur ist der besseren Übersichtlichkeit wegen die Dreiecknut 26 im oberen Bereich der Figur ohne darin angeordneten O-Ring 27 dargestellt.

Gebildet ist die Dreiecknut 26 durch eine Schrägfläche 28 in Ringform, die sich außen an die Stirnfläche 25 des Gebläsegehäuses 21 anschließt, der Innenseite des Rings 15, wo dieser das Gebläsegehäuse 21 übergreift, und die gebläsegehäuseseitige Seitenfläche des Außenrands des Brennerflansches 20.

Aufgrund der schrägen Verpressung dichtet der O-Ring 27 gleichzeitig gegenüber dem Gebläsegehäuse 21 (Schrägfläche 28), dem Brennerflansch 20 und dem Wärmeübertrager 4 ab. Auf diese Weise kann mit einer einzigen Dichtung sowohl Brennluft gegen die Umwelt als auch Brennluft gegen Abgas abgedichtet werden. Da der O-Ring 27 gegen Abgas durch die metallische Dichtstelle zwischen der Stirnfläche 24 des Wärmeübertragers 4 und dem Brennerflansch 20 abgeschirmt ist, kann für den O-Ring 27 ein Elastomerring verwendet werden, der den Vorteil hat, toleranzunkritisch und ebenheitsunempfindlich zu sein. Auf eine Bearbeitung der Dichtflächen kann damit verzichtet werden.

Die Schrägfläche 28 muß nicht notwendigerweise am Gebläsegehäuse 21 vorgesehen sein. Vielmehr kann eine derartige Schrägfläche grundsätzlich auch auf Seiten des Wärmeübertragers 4 vorgesehen sein, wobei in diesem Fall zweckmäßigerweise das Gebläsegehäuse in diesem Bereich den Wärmeübertrager 4 übergreift.

Statt der Dreiecknut 26 können ggfs. auch andere, z. B. trapezförmige Nutformen eingesetzt werden.

Bezugszeichenliste

1

Heizgerät

2

Brennkammer

3

Brennrohr

4

Wärmeübertrager

5

Innenteil

6

Außenteil

7

Umfangswandung

8

Boden

9

Umfangswandung

10

Boden

11

Zwischenraum

12

Zwischenraum

13

Rand

14

Rand

15

Ring

16

Zwischenraum

17

O-Ring

18

Schulter

19

Schulter

20

Brennerflansch

21

Gebläsegehäuse

22

Zulaufstutzen

23

Abgasauslaßstutzen

24

Stirnfläche

25

Stirnfläche

26

Dreiecknut

27

O-Ring

28

Schrägfläche

29

Rand (an

5

)

Claims

1. Motorunabhängig betreibbares Fahrzeugheizgerät, mit einem Wärmeübertrager (4), in welchem ein Brenner (3) mit einer Brennkammer (2) unter Festlegung eines Abgasringraums angeordnet ist, und der einen Brennerflansch (20) umfaßt, welcher Brennluft von Abgas trennt, und mit einem Brennluftgebläse, dessen Gehäuse (21) am brennerflanschseitigen Ende des Brenners (3) gegen diesen abgedichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerflansch (20) im Klemmsitz zwischen einer Stirnfläche (24) des Wärmeübertragers (4) und einer Stirnfläche (25) des Brennluftgebläsegehäuses (21) angeordnet ist, und daß zwischen einer Seitenfläche des Außenrands des Brennerflansches (20) und dem Wärmeübertrager (4) sowie dem Brennluftgebläsegehäuse (21) eine einen Dichtring (27) aufnehmende Dreiecknut (26) festgelegt ist.

2. Heizgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeübertrager (4) das Brennluftgebläsegehäuse (21) und den Brennerflansch (20) mit einem Ringabschnitt (15) übergreift, und daß die Dreiecknut (26) im Bereich dieses Ringabschnitts angeordnet ist.

3. Heizgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreiecknut (26) von einer Ringschrägfläche (28) des Brennluftgebläsegehäuses (21), von einem übergreifenden Rand (29) des Wärmeübertragers (4) und von der Seitenfläche des Außenrands des Brennerflansches (20) begrenzt wird.

4. Heizgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (27) ein O-Ring ist.

5. Heizgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (27) aus Elastomermaterial besteht.