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WO2007062939A1 - Kühlvorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Kühlvorrichtung für eine verbrennungskraftmaschine Download PDF

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Publication number
WO2007062939A1
WO2007062939A1 PCT/EP2006/067799 EP2006067799W WO2007062939A1 WO 2007062939 A1 WO2007062939 A1 WO 2007062939A1 EP 2006067799 W EP2006067799 W EP 2006067799W WO 2007062939 A1 WO2007062939 A1 WO 2007062939A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
heat transfer
webs
transfer unit
cooling device
axially extending
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2006/067799
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Jürgen Hüsges
Hans-Ulrich Kühnel
Peter Heuer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pierburg GmbH
Original Assignee
Pierburg GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pierburg GmbH filed Critical Pierburg GmbH
Priority to JP2008542690A priority Critical patent/JP2009517625A/ja
Priority to US12/095,892 priority patent/US20090050302A1/en
Priority to EP06807567A priority patent/EP1955001A1/de
Publication of WO2007062939A1 publication Critical patent/WO2007062939A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
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    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/048—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of ribs integral with the element or local variations in thickness of the element, e.g. grooves, microchannels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
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    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
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    • F28F2250/00—Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/10—Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/102—Particular pattern of flow of the heat exchange media with change of flow direction
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/14—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes molded

Definitions

  • the invention relates to a cooling device, in particular an exhaust gas cooling device for an internal combustion engine with an outer shell, in which at least one heat transfer unit is arranged, which has an outer housing, which separates a formed between the outer shell and the heat transfer unit, by a coolant flow-through jacket of a channel in the heat transfer unit is formed and through which flows the fluid to be cooled, wherein between the outer shell and the outer housing of the heat transfer unit webs are arranged, which limit channels through which coolant flows.
  • Cooling devices of this kind are used, for example, in internal combustion engines as exhaust-gas cooling devices for reducing pollutant emissions by the exhaust gas being cooled being mixed with the freshly drawn-in air and supplied to the cylinders. By reducing the temperature of the cylinder filling pollutant emissions are reduced. For this purpose, various designs of cooling devices have been registered.
  • cooling devices which include a positive guidance of the coolant.
  • DE 20 48 474 discloses a partition wall for a cooling device, which is arranged in the coolant jacket and defines a channel through which it flows.
  • This cooling device is of cylindrical design, wherein the webs for positive guidance of the coolant flow are formed from a subsequently arranged on the inner varnishtau- shear unit separating blade which helically surrounds the inner heat exchanger unit, so that a positive guidance in spiral form is achieved around the heat exchanger unit.
  • a similar embodiment is also known from DE 20 2004 008 737, which e- b respect discloses a cylindrical heat exchanger whose partitions are spirally arranged so helically around the inner channel. These partitions are formed by a wire which is approximately square. This wire is then firmly bonded to the inner tube, so the heat exchanger unit.
  • a disadvantage of such embodiments is that in such helical positive guides the heat exchanger is fixed with respect to the arrangement of the coolant inlet and outlet. In a helical flow around the inner heat exchanger unit, the inlets and outlets for the coolant must be located at the axial ends of the heat exchanger.
  • the inner heat exchanger unit it is disadvantageous that it is very difficult and costly to manufacture the inner heat exchanger unit to produce, for example, a cuboid or multiple parts, or to arrange a plurality of heat exchanger units in an outer shell, wherein each heat exchanger unit should be completely bypassed as far as possible.
  • each heat exchanger unit should be completely bypassed as far as possible.
  • the webs which delimit the coolant are arranged in such a way that the heat transfer unit is forcibly circulated in a meandering manner.
  • the arrangement of the inlets and outlets can be selected as freely as the shape of the cooling device and the heat exchanger unit. Even with a multi-part heat transfer unit the webs are easy to produce and without offset with the heat transfer unit.
  • a first axially extending web is arranged between the outer shell and outer housing of the heat transfer unit, from which circumferentially extending webs extend alternately from both sides of the axially extending web around the heat transfer unit, wherein the webs extending in the circumferential direction at a distance which preferably corresponds to the distance between the circumferentially extending webs, terminate in front of the axially extending web.
  • webs which are arranged only perpendicularly to one another and which can be arranged simply and accurately relative to one another, even in the case of a multi-part heat transfer unit, are completely avoided.
  • the coolant inlet is arranged at the first axial end of the cooling device and the coolant outlet at the opposite axial end. There is over the circumference a completely positively driven flow around the heat transfer unit and thus a high efficiency.
  • two axially extending webs are provided, of which a first web terminates in front of a last axial section of the cooling device and from which, in the axial direction, alternately from the first one extending web and from the second axially extending web in the circumferential direction extending webs from both sides of the respective axially extending web to the heat transfer unit, wherein the circumferentially extending webs at a distance which preferably corresponds to the distance between the circumferentially extending webs, in front of the other axially extending web ,
  • the coolant inlet and the coolant outlet can be arranged at the same axial end of the cooling device, so that the cooling device is initially flowed around meandering in its first half and then in its second half.
  • the flow of the heat transfer unit can be selected according to a U-shape, so that the cooling device can be operated both in countercurrent and in parallel flow.
  • two transmission units are arranged in an outer shell, between which webs are formed such that each of the heat transfer unit is zwangsumströmt on all sides in cross section.
  • it is a two-level cooler, which has the advantage that it is axially less long-lasting, so that in this case, too, there are significantly higher degrees of freedom in comparison to spiral-shaped coolers.
  • an axially extending web is disposed between the outer shell and each of the two heat transfer units, wherein the two axially extending webs are arranged on opposite circumferential sides of the shell and extending in the circumferential direction webs alternately from both sides of the axially extending Bars around the heat Transmission units extend, wherein each first circumferentially extending web terminates at a distance in front of the first axially extending web and each second circumferentially extending web terminates at a distance in front of the second axially extending web.
  • the heat transfer unit is produced by die-casting, so that it is lightweight, for example, when using an aluminum or magnesium die-casting, and yet can be produced inexpensively. At the same time it is suitable for high temperatures.
  • the heat transfer unit is composed of an upper part and a lower part, which are connected to one another by welding, in particular friction stir welding.
  • Friction stir welding is particularly suitable for use with magnesium or aluminum die cast coolers. Additional protuberances or eyes for screw connections, as they are known in other cooling devices for connecting two parts together, are not necessary here, so that a very small, yet dense assembly without additional seals is guaranteed.
  • the webs are at least partially disposed on the outer housing of the heat transfer unit, so that no additional inserts are necessary to ensure a functioning forced operation. In Diegussverfah- these webs are then produced in only one manufacturing step with the heat transfer unit.
  • the outer shell is designed at least in two parts and produced by die-casting, wherein the webs are at least partially formed on an inner wall of the outer shell.
  • the webs may be completely formed on the outer shell and extend to the outer wall of the heat transfer unit.
  • intermediate solutions so that the Webs are partially formed on the outer casing of the heat transfer unit and partially on the inner wall of a two-part outer shell produced. In both cases, additional inserts and thus manufacturing steps are avoided.
  • the webs are formed substantially on the outer housing of the heat transfer unit and have in the connection region between the upper part and lower part interruptions, which are filled in the assembled state by corresponding webs of the outer shell.
  • Such an embodiment is particularly useful in multi-part heat transfer units, which are then welded. Usually this is in the area between the items of the heat transfer unit a free cut necessary to start the appropriate welding tool can. In order nevertheless to avoid an overflow of the coolant in the assembled state at these points, they can be intentionally recessed at the heat transfer unit and filled by corresponding arranged on the inner wall of the outer shell webs in the assembled state again, so that no areas with standing Coolants exist.
  • the webs in the connecting region between the upper part and the lower part of the heat transfer unit in the cross-section are formed continuously running.
  • the claimed cooling devices have a high efficiency, with their size and the arrangement of the coolant inlet and outlet are almost arbitrary. Such cooling devices are simple and inexpensive to manufacture and assemble without having to use additional components.
  • FIG. 1 shows a plan view of a heat transfer unit of a cooling device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a side view of the heat transfer unit from FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a view from below of the heat transfer unit of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4 shows a view from below of an alternative cooling device with a two-part outer housing, wherein a part of the outer shell is shown cut away.
  • FIG. 5 shows a sectional view of a top view of the cooling device from FIG. 4.
  • Figure 6 shows a third embodiment of a cooling device according to the invention in a partially sectioned illustration in plan view.
  • FIGS. 1 to 3 show a heat transfer unit 1 of a cooling device, which is usually surrounded by a one-piece outer shell, which is not shown here.
  • the heat transfer unit 1 has an outer housing 2, on which webs 3, 4, 5, 6 are formed. Their height corresponds to the distance between an inner wall of the outer shell and the outer housing 2 of the heat transfer unit 1, so that an emerging between the outer shell, not shown, and the heat transfer unit 1 by the coat Webs 3, 4, 5, 6 is divided into a continuous channel 7.
  • the heat transfer unit 1 Inside the heat transfer unit 1, a passage through which exhaust gas flows is formed, in which, for example, ribs for better heat transfer can be arranged.
  • the heat transfer unit 1 is designed U-shaped, this means that at least one axially extending web is formed in the interior of the heat transfer unit 1, in the rear area is interrupted, thus allowing a diversion of the exhaust gas flow. Accordingly, an exhaust gas inlet 8 and an exhaust gas outlet 9 are formed at the same axial end of the heat transfer unit 1.
  • the webs 3, 4, 5, 6 are designed such that the heat transfer unit 1 first in its first half 10 and then in the reverse direction In its second half 11, a meandering forcibly flows around, so that a coolant inlet 12 and a coolant outlet 13 are arranged at the same axial end of the heat transfer unit 1.
  • two axially extending webs 3, 4 are formed on the outer housing 2 of the heat transfer unit 1, of which there is a first axially extending web 3 on the upper side shown in Figure 1 and a second axially extending web 4 on the bottom of the heat transfer unit 1 shown in FIG , From these axially extending webs 3, 4 extend in the axial direction on both sides of the webs 3, 4 in the circumferential direction alternately webs 5, 6, each ending in front of the arranged on the opposite side axially extending web 4, 3 ends.
  • the distance between the end of a circumferential ridge 5, 6 and the respective affected axial web 3, 4 corresponds substantially to the distance between two consecutive extending in the circumferential direction webs 5, 6, so that there is only a slight pressure drop.
  • FIGS. 4 and 5 A similar cooling device is shown in FIGS. 4 and 5, whereby here also an outer shell 14 opened in FIG. 4 is shown.
  • the outer shell 14 On the inner walls of the outer shell 14 double webs 15 are formed, which engage around the webs 3, 4, 5, 6 around, so that a reliable seal is achieved.
  • the outer shell is constructed from an upper part 16 and a lower part 17, as can be seen in FIG.
  • the heat exchanger unit 1 is also designed in two parts with an upper part 18 and a lower part 19.
  • the flow around the cooling device shown in FIGS. 4 and 5 takes place in the same way as in connection with FIGS 3, wherein in this view, the jacket 20 and in Figure 5, the inner exhaust gas flowed through channel 21 can be seen, in which ribs 22 extend from both parts 18, 19 in the channel 21. Also, a middle rib 23 can be seen, which separates the first flowed through first half 10 from the opposite flow through the second half 11.
  • cooling device is fastened to the actual cooling device by means of an attachment part 26 on which the exhaust gas inlet 8 and the exhaust gas outlet 9 are formed.
  • FIG. 1 Another embodiment of a cooling device according to the invention is shown in FIG.
  • the course of the coolant is shown by arrows.
  • On the back existing components or currents are indicated by broken lines.
  • This cooling device includes in its interior two heat transfer units 27, 28, each of which is forcibly circulated completely around its circumference. This flow takes place in the form of an eight.
  • each of the heat transfer units 27, 28 has an axially extending web 29, 30, which extends from one axial end to the other.
  • the two axially extending webs 29, 30 are located after installation in the outer shell 31 on opposite circumferential sides of the cooling device, so that the axially extending web 29 is shown in dashed lines.
  • a coolant inlet 32 is again located on the side opposite the present view, from where the coolant flows in the circumferential direction around the first heat transfer unit 27. From here, the coolant continues to flow between the first heat transfer unit 27 and the second heat transfer unit 28, since the further path through the web 30 is interrupted. The coolant continues to flow on the side of the cooling device facing away from this view and around the second heat transfer unit 28 in the circumferential direction.
  • a lateral boundary of the coolant flowed through channel 33 consists of a circumferentially extending web 34 which extends around the entire heat transfer unit 27 and a circumferentially extending web 35 which extends around the entire heat transfer unit 28, but before impinging on the axial web 30th ends.
  • the further course of the coolant also takes place past a web 37 on the first heat transfer unit 27, which in turn ends in front of the web 30 on the rear side, toward a coolant outlet 38.
  • the webs 42 required for this purpose between the two heat transfer units 27, 28 may optionally be formed on one or both of the heat transfer units 27, 28.
  • the heat transfer units 27, 28 have a common housing 39, which is closed on opposite peripheral sides by a cover element 40, 41, so that the webs 42 between the heat transfer units 27, 28 are integral with the housing 39 are executed.
  • the cooling path for the exhaust gas can thus be doubled without having to lengthen a cooling device in its axial length.

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Abstract

Es wird eine Kühlvorrichtung vorgeschlagen, welche im Druckgussverfahren herstellbar ist und welche eine von einer Außenschale (14; 31) umgebene Wärmeübertragungseinheit (1; 27, 28) aufweist, wobei zwischen der Wärmeübertragungseinheit (1; 27, 28) und der Außenschale (14; 31) ein Kühlmittel durchströmter Mantel (20) gebildet ist, welcher durch Stege (3, 4, 5, 6; 29, 30, 34, 35, 36, 37) derart unterteilt ist, dass ein Kühlmittel durchströmter Kanal (21; 33) zwischen der Außenschale (14; 31) und dem Außengehäuse (2) der Wärmeübertragungseinheit (1; 27, 28) gebildet wird. Die Stege (3, 4, 5, 6; 29, 30, 34, 35, 36, 37) sind dazu so angeordnet, dass diese Umströmung mäanderförmig erfolgt. Hierdurch entstehen im Vergleich zu einer spiralförmigen Strömung Freiheitsgrade bezüglich der Anordnung der Kühlmitteleinlässe (12; 32) und Kühlmittelauslässe (13; 38). Des Weiteren sind derartige Kühlvorrichtungen kosten- und preisgünstig herstell- und montierbar und weisen einen hohen Wirkungsgrad auf.

Description

B E S C H R E I B U N G
Kühlvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine
Die Erfindung betrifft eine Kühlvorrichtung, insbesondere Abgaskühlvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Außenschale, in der zumindest eine Wärmeübertragungseinheit angeordnet ist, welche ein Außengehäuse aufweist, welches ein zwischen der Außenschale und der Wärmeübertragungseinheit ausgebildeten, von einem Kühlmittel durchströmten Mantel von einem Kanal trennt, der in der Wärmeübertragungseinheit ausgebildet ist und durch den das zu kühlende Fluid strömt, wobei zwischen Außenschale und Außengehäuse der Wärmeübertragungs- einheit Stege angeordnet sind, welche im Mantel Kühlmittel durchströmte Kanäle begrenzen.
Derartige Kühlvorrichtungen werden beispielsweise in Verbrennungskraftmaschinen als Abgaskühlvorrichtungen zur Verminderung von Schadstoffemmissionen einge- setzt, indem das Abgas gekühlt mit der frisch angesaugten Luft vermischt und den Zylindern zugeführt wird. Durch diese Temperaturminderung der Zylinderfüllung werden Schadstoffemmissionen reduziert. Hierzu wurden unterschiedlichste Ausführungen von Kühlvorrichtungen angemeldet.
Problematisch in vielen dieser Kühlvorrichtungen sind Todgebiete oder Wirbel im Kühlmittel durchströmten Mantel, in denen kein Kühlmittelaustausch stattfindet, wodurch der Wirkungsgrad der Kühlvorrichtung deutlich herab gesetzt wird. Auch können durch ein Sieden des Kühlmittels Schäden an der Kühlvorrichtung entstehen.
Um derartige Todwassergebiete zu vermeiden und den Wirkungsgrad eines Wärmetauschers zu erhöhen, wurden Kühlvorrichtungen entwickelt, welche eine Zwangsführung des Kühlmittels beinhalten. So wird in der DE 20 48 474 eine Trennwand für eine Kühlvorrichtung offenbart, welche im Kühlmittelmantel angeordnet ist und einen durchströmten Kanal definiert. Diese Kühlvorrichtung ist zylinderförmig ausgebildet, wobei die Stege zur Zwangsführung des Kühlmittelstroms aus einem nachträglich auf die innen liegende Wärmetau- schereinheit angeordneten Trennblatt gebildet werden, welches schraubenförmig die innere Wärmetauschereinheit umgibt, so dass eine Zwangsführung in Spiralform um die Wärmetauschereinheit erzielt wird.
Eine ähnliche Ausführung ist auch aus der DE 20 2004 008 737 bekannt, welche e- benfalls einen zylinderförmigen Wärmetauscher offenbart dessen Trennwände spiralförmig also schraubenförmig um den inneren Kanal angeordnet sind. Diese Trennwände werden durch einen Draht gebildet, der annähernd quadratisch ausgebildet ist. Dieser Draht wird anschließend stoffschlüssig am innen liegenden Rohr, also der Wärmetauschereinheit befestigt.
Nachteilig an derartigen Ausführungen ist es, dass bei solchen schraubenförmigen Zwangsführungen der Wärmetauscher bezüglich der Anordnung des Kühlmitteleinlasses und -auslasses festgelegt ist. Bei einer schraubenförmigen Umströmung der inneren Wärmetauschereinheit müssen sich die Ein- und Auslässe für das Kühlmittel an den axialen Enden des Wärmetauschers befinden.
Des Weiteren ist es nachteilhaft, dass es fertigungstechnisch nur sehr schwierig und aufwendig möglich ist, die innere Wärmetauschereinheit nicht zylinderförmig sondern beispielsweise quaderförmig oder mehrteilig herzustellen oder mehrere Wärmetau- schereinheiten in einer Außenschale anzuordnen, wobei jede Wärmetauschereinheit möglichst vollständig zwangsumströmt sein sollte. In einem derartigen Fall wäre es notwendig, die schraubenförmige Fortsetzung der die Kanäle begrenzenden Stege in beiden Teilen genau einander zuordnen zu können, so dass keine Sprünge oder Lücken zwischen den Einzelteilen bestehen.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, eine Kühlvorrichtung mit einer Kühlmittelzwangsführung bereit zu stellen, welche bezüglich der Anordnung der Kühlmittelein- und -auslasse hohe Freiheitsgrade aufweist, wobei gleichzeitig auch eine Mehrteilig- keit einer inneren Wärmetauschereinheit einfach herstellbar sein soll. Des Weiteren soll es beispielsweise möglich sein, mehrere Wärmerauschereinheiten in einem Gehäuse anzuordnen, welche dennoch einzeln möglichst vollständig zwangsumströmt werden.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die den Kühlmittel durchströmten Kanal begrenzenden Stege derart angeordnet sind, dass die Wärmeübertragungseinheit mäanderförmig zwangsumströmt ist. Durch diese mäanderförmige Umströmung ist die Anordnung der Ein- und Auslässe ebenso frei wählbar wie die Form der Kühlvor- richtung und der Wärmetauschereinheit. Auch bei einer Mehrteiligkeit der Wärmüber- tragungseinheit sind die Stege einfach und ohne Versatz mit der Wärmeübertragungseinheit herzustellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen Außenschale und Außengehäuse der Wärmeübertragungseinheit ein erster axial verlaufender Steg angeordnet, von dem aus sich in Umfangsrichtung verlaufende Stege abwechselnd von beiden Seiten des axial verlaufenden Steges um die Wärmeübertragungseinheit erstrecken, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Stege in einem Abstand, der vorzugsweise dem Abstand zwischen den in Umfangsrichtung verlaufenden Stegen entspricht, vor dem axial verlaufenden Steg enden. In einer solchen Ausführung existieren lediglich senkrecht zueinander angeordnet Stege, die auch bei einer Mehrteiligkeit der Wärmeübertragungseinheit einfach und genau zueinander angeordnet werden können, so dass Todgebiete vollständig vermieden werden. Bei einer derartigen Kühlvorrichtung ist der Kühlmitteleinlass am ersten axialen Ende der Kühlvorrichtung ange- ordnet und der Kühlmittelauslass am gegenüberliegenden axialen Ende. Es besteht über den Umfang eine vollständig zwangsgeführte Umströmung der Wärmeübertragungseinheit und somit ein hoher Wirkungsgrad.
In einer hierzu alternativen Ausführungsform sind zwischen Außenschale und Au- ßengehäuse der Wärmeübertragungseinheit zwei gegenüber liegend angeordnete axial verlaufende Stege ausgebildet, von denen ein erster Steg vor einem letzten a- xialen Abschnitt der Kühlvorrichtung endet und von denen aus sich in axialer Richtung abwechselnd vom ersten axial verlaufenden Steg und vom zweiten axial verlau- fenden Steg in Umfangsrichtung verlaufende Stege von beiden Seiten des jeweiligen axial verlaufenden Steges um die Wärmeübertragungseinheit erstrecken, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Stege in einem Abstand, der vorzugsweise dem Abstand zwischen den in Umfangsrichtung verlaufenden Stegen entspricht, vor dem jeweils anderen axial verlaufenden Steg enden. Mit einer solchen Ausführung können der Kühlmitteleinlass und der Kühlmittelauslass am gleichen axialen Ende der Kühlvorrichtung angeordnet werden, so dass die Kühlvorrichtung zunächst in ihrer ersten Hälfte und anschließend in ihrer zweiten Hälfte mäanderförmig umströmt ist. Bei einer derartigen Ausführungsform kann auch die Durchströmung der Wärme- Übertragungseinheit entsprechend u-förmig gewählt werden, so dass die Kühlvorrichtung sowohl im Gegenstrom als auch im Parallelstrom betrieben werden kann. Die Anordnung der Stege zueinander bleibt einfach herstellbar und Todräume werden weiterhin vermieden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform sind zwei Übertragungseinheiten in einer Außenschale angeordnet, zwischen denen Stege derart ausgebildet sind, dass jede der Wärmeübertragungseinheit im Querschnitt allseitig zwangsumströmt ist. Es handelt sich in einem solchen Fall um einen zweistöckigen Kühler, der den Vorteil hat, dass er axial weniger lang baut, so dass auch hier bezüglich des Bauraums deutlich höhere Freiheitsgrade bestehen im Vergleich zu spiralförmig zwangsum- strömten Kühlern.
Eine derartige allseitige Umströmung wird dadurch erreicht, dass die beiden Wärmeübertragungseinheiten im Querschnitt im Wesentlichen in Form einer Acht umströmt sind. Zusätzliche Vor- und Rückströmungen werden so vermieden und Kühlmittelein- und auslasskanäle können an den axial gegenüberliegenden Seiten der Wärmeübertragungseinheit angeordnet werden.
In einer derartigen bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Außenschale und jedem der beiden Wärmeübertragungseinheiten je ein axial verlaufender Steg angeordnet, wobei die beiden axial verlaufenden Stege an gegenüber liegenden Um- fangsseiten des Mantels angeordnet sind und sich in Umfangsrichtung verlaufende Stege abwechselnd von beiden Seiten der axial verlaufenden Stege um die Wärme- Übertragungseinheiten erstrecken, wobei jeder erste sich in Umfangsrichtung erstreckende Steg in einem Abstand vor dem ersten axial verlaufenden Steg endet und jeder zweite sich in Umfangsrichtung erstreckende Steg in einem Abstand vor den zweiten axial verlaufenden Steg endet. Durch eine solche Ausführung ist in beson- ders einfacher Weise die Umströmung des zweistöckigen Wärmetauschers in Form einer Acht gewährleistet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmeübertragungseinheit im Druckgussverfahren hergestellt, so dass diese beispielsweise bei Verwendung eines AIu- minium- oder Magnesiumdruckgusses leicht ist und dennoch kostengünstig herstellbar ist. Gleichzeitig eignet sie sich für hohe Temperaturen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Wärmeübertragungseinheit aus einem Oberteil und einem Unterteil aufgebaut, welche durch Schweißen, insbesondere Reibrührschweißen miteinander verbunden sind. Reibrührschweißen eignet sich in besonderer Weise zur Verwendung bei Magnesium- oder Aluminiumdruckgusskühlern. Zusätzliche Ausstülpungen oder Augen für Schraubverbindungen, wie sie bei anderen Kühlvorrichtungen zur Verbindung zweier Teile miteinander bekannt sind, sind hier nicht notwendig, so dass ein sehr kleiner und dennoch dichter Zusammen- bau ohne zusätzliche Dichtungen gewährleistet ist.
Vorzugsweise sind die Stege zumindest teilweise am Außengehäuse der Wärmeübertragungseinheit angeordnet, so dass keine zusätzlichen Einlegeteile notwendig sind um eine funktionierende Zwangsführung zu gewährleisten. Im Druckgussverfah- ren sind diese Stege dann in nur einem Fertigungsschritt mit der Wärmeübertragungseinheit herstellbar.
In einer weiterführenden oder alternativen Ausführungsform ist die Außenschale zumindest zweiteilig ausgeführt und im Druckgussverfahren hergestellt, wobei die Ste- ge zumindest teilweise an einer Innenwand der Außenschale ausgebildet sind. Selbstverständlich können auch bei einer derartigen Ausführungsform die Stege vollständig an der Außenschale ausgebildet sein und bis zur Außenwand der Wärmeübertragungseinheit reichen. Denkbar sind auch Zwischenlösungen, so dass die Stege teilweise am Außengehäuse der Wärmeübertragungseinheit und teilweise an der Innenwand einer zweiteilig hergestellten Außenschale ausgebildet sind. In beiden Fällen werden zusätzliche Einlegeteile und somit Fertigungsschritte vermieden.
In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform sind die Stege im wesentlichen am Außengehäuse der Wärmeübertragungseinheit ausgebildet und weisen im Verbindungsbereich zwischen Oberteil und Unterteil Unterbrechungen auf, welche im zusammen gebauten Zustand durch korrespondierende Stege der Außenschale aufgefüllt sind. Eine derartige Ausführung ist insbesondere sinnvoll bei mehrteiligen Wär- meübertragungseinheiten, welche anschließend geschweißt werden. Üblicherweise ist hierzu in dem Bereich zwischen den Einzelteilen der Wärmeübertragungseinheit ein Freischnitt notwendig um das entsprechende Schweißwerkzeug ansetzen zu können. Um dennoch eine Überströmung des Kühlmittels im zusammen gebauten Zustand an diesen Stellen zu vermeiden, können diese bewusst an der Wärmeüber- tragungseinheit ausgespart werden und durch entsprechende an der Innenwand der Außenschale angeordnete Stege im zusammen gebauten Zustand wieder gefüllt werden, so dass keine Bereiche mit stehendem Kühlmittel existieren.
In einer hierzu alternativen Ausführungsform sind die Stege im Verbindungsbereich zwischen Oberteil und Unterteil der Wärmeübertragungseinheit im Querschnitt stetig verlaufend ausgebildet. Hierdurch entstehen zwar leichte Druckverluste im Kühlmittelmantel, da der Querschnitt nicht mehr über den gesamten Verlauf gleich ist, jedoch wird es durch eine derartige Ausführungsform möglich, dass Schweißwerkzeug über die in diesem Bereich stetig ausgebildeten Stege zu führen, ohne die zuverläs- sige Abtrennung der Kanäle durch die Stege zu zerstören.
Die beanspruchten Kühlvorrichtungen weisen einen hohen Wirkungsgrad auf, wobei ihre Baugröße sowie die Anordnung der Kühlmittelein- und auslasse beinahe frei wählbar sind. Derartige Kühlvorrichtungen sind einfach und kostengünstig herstell- und montierbar, ohne zusätzliche Bauteile verwenden zu müssen.
Drei Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Wärmeübertragungseinheit einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Wärmeübertragungseinheit aus Figur 1.
Figur 3 zeigt eine Ansicht von unten auf die Wärmeübertragungseinheit der Figuren 1 und 2.
Figur 4 zeigt eine Ansicht von unten auf eine alternative Kühlvorrichtung mit zweiteiligem Außengehäuse, wobei ein Teil der Außenschale weg geschnitten dargestellt ist.
Figur 5 zeigt in geschnittener Darstellung eine Kopfansicht der Kühlvorrichtung aus Figur 4.
Figur 6 zeigt eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung in teilweise geschnittener Darstellung in Draufsicht.
In den Figuren 1 bis 3 ist eine Wärmeübertragungseinheit 1 einer Kühlvorrichtung dargestellt, welche üblicherweise von einer einteiligen Außenschale, die hier nicht dargestellt ist, umgeben ist. Die Wärmeübertragungseinheit 1 weist ein Außengehäuse 2 auf, an dem Stege 3, 4, 5, 6 ausgebildet sind. Diese Stege 3, 4, 5, 6 dienen der Zwangsumströmung der Wärmeübertragungseinheit 1. Ihre Höhe entspricht dem Abstand zwischen einer Innenwand der Außenschale und dem Außengehäuse 2 der Wärmeübertragungseinheit 1 , so dass ein zwischen der nicht dargestellten Außenschale und der Wärmeübertragungseinheit 1 entstehender Mantel durch die Stege 3, 4, 5, 6 in einen kontinuierlich verlaufenden Kanal 7 unterteilt wird.
Im Inneren der Wärmeübertragungseinheit 1 ist ein Abgas durchströmter Kanal aus- gebildet, in dem beispielsweise Rippen zur besseren Wärmeübertragung angeordnet sein können. In vorliegendem Ausführungsbeispiel ist die Wärmeübertragungseinheit 1 u-förmig ausgeführt, dies bedeutet, dass im Inneren der Wärmeübertragungseinheit 1 zumindest ein axial verlaufender Steg ausgebildet ist, der im hinteren Bereich unterbrochen ist und so eine Umlenkung des Abgasstroms ermöglicht. Entsprechend sind ein Abgaseinlass 8 und ein Abgasauslass 9 am gleichen axialen Ende der Wärmeübertragungseinheit 1 ausgebildet.
Um den Kühlmittelstrom nun im wesentlichen entweder entgegen des Abgasstromes oder mit dem Abgasstrom entlang der Wärmetauschereinheit 1 führen zu können, sind die Stege 3, 4, 5, 6 derart ausgebildet, dass die Wärmübertragungseinheit 1 zunächst in ihrer ersten Hälfte 10 und anschließend in umgekehrter Richtung in ihrer zweiten Hälfte 11 mäanderförmig zwangsumströmt wird, so dass ein Kühlmittelein- lass 12 und ein Kühlmittelauslass 13 am gleichen axialen Ende der Wärmeübertragungseinheit 1 angeordnet sind.
Hierzu sind am Außengehäuse 2 der Wärmeübertragungseinheit 1 zwei axial verlaufende Stege 3, 4 ausgebildet, wovon sich ein erster axial verlaufender Steg 3 an der in Figur 1 dargestellten Oberseite und ein zweiter axial verlaufender Steg 4 an der in Figur 3 dargestellten Unterseite der Wärmeübertragungseinheit 1 befindet. Von diesen axial verlaufenden Stegen 3, 4 aus erstrecken sich in axialer Richtung betrachtet zu beiden Seiten der Stege 3, 4 in Umfangsrichtung abwechselnd Stege 5, 6, die jeweils vor dem an der gegenüber liegenden Seite angeordneten axial verlaufenden Steg 4, 3 enden. Der Abstand zwischen dem Ende eines Umfangsstegs 5, 6 und dem jeweils betroffenen axialen Steg 3, 4 entspricht dabei im Wesentlichen dem Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden in Umfangsrichtung verlaufenden Stegen 5, 6, so dass nur ein geringer Druckverlust vorliegt.
Anhand der Figuren 1 bis 3 ist der Verlauf des Kühlmittels nun ersichtlich. Über den Kühlmitteleinlass 12 strömt das Kühlmittel in Richtung des in Figur 1 zu erkennenden axialen Steges 3 und zwischen dem Ende des in Umfangsrichtung verlaufenden Steges 6 und dem axial verlaufenden Steg 3 zwischen die beiden in Umfangsrichtung verlaufenden Stege 5, 6. Von hier aus strömt das Kühlmittel entlang der in Figur 2 dargestellten Seitenwand zur Unterseite der Wärmeübertragungseinheit 1 , die in Figur 3 dargestellt ist. Hier wird die Strömung wiederum in Axialrichtung umgelenkt, so dass das Kühlmittel zwischen dem Ende des in Umfangsrichtung verlaufenden Steges 5 und des in axialer Richtung verlaufenden Steges 4 wiederum eine Umlenkung von 90° erfährt und zwischen den Stegen 5, 6 zurück zur Oberseite strömen kann. Diese mäanderförmige Bewegung folgt nun mit wiederkehrenden Umlenkungen bis zum anderen axialen Ende der Wärmeübertragungseinheit 1 , wo das Kühlmittel auf der Figur 1 zu erkennenden Oberseite der Wärmeübertragungseinheit 1 zur gegen- über liegenden Seitenwand der Wärmeübertragungseinheit 1 strömen kann, da in diesem Bereich der axial verlaufende Steg 3 unterbrochen ist. Von hier aus erfolgt nun weiter die mäanderförmige Bewegung jeweils um den halben Querschnitt der Wärmeübertragungseinheit 1 herum bis zum Auslass 13.
In den Figuren 4 und 5 ist eine ähnliche Kühlvorrichtung dargestellt, wobei hier auch eine in Figur 4 geöffnete Außenschale 14 dargestellt ist. An den Innenwänden der Außenschale 14 sind Doppelstege 15 ausgebildet, welche um die Stege 3, 4, 5, 6 herum greifen, so dass eine zuverlässige Abdichtung erreicht wird. Um dies erreichen zu können, ist die Außenschale aus einem Oberteil 16 und einem Unterteil 17 aufgebaut, wie in Figur 5 zu erkennen ist.
Wie bereits aus den Figuren 1 bis 3 hervorgeht, ist auch die Wärmetauschereinheit 1 zweiteilig ausgeführt mit einem Oberteil 18 und einem deckeiförmigen Unterteil 19. Die Umströmung der in den Figuren 4 und 5 dargestellten Kühlvorrichtung erfolgt in gleicher Weise wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 3 beschrieben, wobei in dieser Ansicht auch der Mantel 20 sowie in Figur 5 der innere Abgas durchströmte Kanal 21 zu erkennen sind, in dem sich Rippen 22 von beiden Teilen 18, 19 in den Kanal 21 erstrecken. Auch ist eine mittlere Rippe 23 ersichtlich, die die zuerst durchströmte erste Hälfte 10 von der entgegengesetzt durchströmten zweiten Hälfte 11 trennt.
Aus Figur 4 wird ersichtlich, dass im Bereich der Außenränder des deckeiförmigen Unterteils 19 der Wärmeübertragungseinheit 1 die in Umfangsrichtung verlaufenden Stege 5, 6 Unterbrechungen 24 aufweisen. Diese Unterbrechungen 24 sind vorhan- den, weil bei der Befestigung des Unterteils 19 am Oberteil 18 eine Schweißung erfolgt, bei der das Schweißwerkzeug einen ausreichenden Freiraum benötigt. Ein unstetiger Verlauf der Rippen 5, 6 an dieser Stelle führt dazu, dass keine exakte und dichte Schweißung möglich wäre, ohne die Rippen 5, 6 zu zerstören. Aus diesem Grund werden diese vorhandenen Unterbrechungen 24 durch an der Außenschale 14 angeordnete kurze Stege 25 beim Zusammenbau der Kühlvorrichtung aufgefüllt. Ein solcher Steg ist insbesondere in Figur 5 erkennbar.
Bei der Wärmeübertragungseinheit gemäß den Figuren 1 bis 3 ist dieses Problem auf andere Weise gelöst worden, indem die beim Schweißvorgang als Freigang für das Werkzeug benötigten Bereiche zwischen Oberteil 18 und Unterteil 19 der Wärmeübertragungseinheit 1 um die auf dem Außengehäuse 2 angeordneten Rippen 5, 6 stetig ausgeführt sind. Hierdurch ergibt sich das in Figur 2 ersichtliche wellenförmi- ge Profil auf der Unterseite. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise ein Reibrühr- schweißverfahren statt finden kann, ohne dass die Rippen 5, 6 unterbrochen werden, jedoch den Nachteil dass um Strömungsverluste zu vermeiden der durchströmbare Querschnitt des Kühlmittelkanals 20 gleichgehalten werden muss, so dass eine genaue Berechnung der vorhandenen Oberflächen durchgeführt werden muss und im Guss verwirklicht werden muss.
In den Figuren 4 und 5 ist des Weiteren zu erkennen, dass die Kühlvorrichtung durch ein Aufsatzteil 26 an dem der Abgaseinlass 8 und der Abgasauslass 9 ausgebildet sind, an der eigentlichen Kühlvorrichtung befestigt wird.
Es wird deutlich, dass durch beide Ausführungen eine zuverlässige Zwangsumströ- mung in Mäanderform der Wärmeübertragungseinheit 1 erreicht wird, wobei Kühlmittelein- und auslass 12, 13 am gleichen axialen Ende der Wärmetauschereinheit 1 angeordnet sind. Es sollte klar sein, dass auch eine Anordnung des Kühlmitteleinlas- ses 12 sowie des Abgaseinlasses 8 und des Kühlmittelauslasses 13 und des Abgasauslasses 9 an axial gegenüber liegenden Enden der Kühlvorrichtung bei mäander- förmiger Umströmung möglich sind, wobei dann lediglich ein axialer Steg benötigt würde und sich von diesem axialen Steg zu beiden Seiten abwechselnd, die in Um- fangshchtung verlaufenden Stege erstrecken müssten und jeweils vor erneutem Auf- treffen auf den axialen Steg enden müssten.
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung ist in Figur 6 dargestellt. Der Verlauf des Kühlmittels ist durch Pfeile dargestellt. Auf der rückwär- tigen Seite vorhandene Bauteile oder Strömungen sind durch unterbrochene Linien gekennzeichnet.
Diese Kühlvorrichtung beinhaltet in ihrem Innern zwei Wärmeübertragungseinheiten 27, 28, welche jede für sich vollständig über ihren Umfang zwangsumströmt werden. Diese Umströmung erfolgt in Form einer Acht. Hierzu weist jede der Wärmeübertragungseinheiten 27, 28 einen axial verlaufenden Steg 29, 30 auf, der sich vom einen axialen Ende bis zum anderen erstreckt. Die beiden axial verlaufenden Stege 29, 30 befinden sich nach dem Einbau in die Außenschale 31 an gegenüber liegenden Um- fangsseiten der Kühlvorrichtung, so dass der axial verlaufende Steg 29 gestrichelt dargestellt ist.
Ein Kühlmitteleinlass 32 befindet sich wiederum auf der zur vorliegenden Ansicht gegenüber liegenden Seite, von wo aus das Kühlmittel in Umfangsrichtung um die ers- te Wärmeübertragungseinheit 27 strömt. Von hier aus strömt das Kühlmittel weiter zwischen der ersten Wärmeübertragungseinheit 27 und der zweiten Wärmeübertragungseinheit 28, da der weitere Weg durch den Steg 30 unterbrochen wird. Das Kühlmittel strömt weiter auf die zu dieser Ansicht abgewandten Seite der Kühlvorrichtung und um die zweite Wärmeübertragungseinheit 28 in Umfangsrichtung herum. Eine seitliche Begrenzung des Kühlmittel durchströmten Kanals 33 besteht durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Steg 34, der sich um die gesamte Wärmeübertragungseinheit 27 erstreckt sowie einen in Umfangsrichtung verlaufenden Steg 35, der sich um die gesamte Wärmeübertragungseinheit 28 erstreckt, jedoch vor Auftreffen auf den axialen Steg 30 endet. Die Strömung in Umfangsrichtung endet somit am axialen Steg 30, wo eine Umlenkung des Kühlmittels erfolgt und dieses in axialer Richtung zwischen dem axial verlaufenden Steg 30 dem in Umfangsrichtung verlaufenden Steg 35 weiterströmt. Nun erfährt das Kühlmittel wiederum eine Umlenkung, da ein axiales Strömen durch einen Steg 36 unterbunden wird, der sich in Umfangsrichtung um die Wärmeübertragungseinheit 28 erstreckt. Es strömt um die zweite Wärmeübertragungseinheit 28, begrenzt durch die Stege 35 und 36 und strömt von hier aufgrund des Widerstandes des zweiten axialen Steges 29 nun wiederum zwischen den beiden Wärmeübertragungseinheiten 27, 28 hindurch auf die Seite, die der vorliegenden Ansicht entspricht. In dieser Weise erfolgt auch der weitere Verlauf des Kühlmittels vorbei an einem Steg 37 an der ersten Wärmeübertragungseinheit 27, der wiederum vor dem Steg 30 auf der rückwärtigen Seite endet, hin zu einem Kühlmittelauslass 38. Die hierzu not- wendigen Stege 42 zwischen den beiden Wärmeübertragungseinheiten 27, 28 können wahlweise an einer oder beiden der Wärmeübertragungseinheiten 27, 28 ausgebildet sein. Bei dem in den Figuren 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiel besitzen die Wärmeübertragungseinheiten 27, 28 ein gemeinsames Gehäuse 39, welches an gegenüberliegenden Umfangsseiten jeweils durch ein Deckelelement 40, 41 verschlossen wird, so dass die Stege 42 zwischen den Wärmeübertragungseinheiten 27, 28 einstückig mit dem Gehäuse 39 ausgeführt sind.
Bei Verbindung des Abgasauslasses der ersten Wärmeübertragungseinheit 27 mit dem Abgaseinlass der zweiten Wärmeübertragungseinheit 28 kann somit die Kühl- strecke für das Abgas verdoppelt werden, ohne eine Kühlvorrichtung in ihrer axialen Baulänge verlängern zu müssen.
Es sollte deutlich sein, dass eine derartige mäanderförmige Zwangsumströmung einer Kühlvorrichtung die Vorteile einer vollkommen frei wählbaren Anordnung der Kühlmittelein- und auslasse 12, 13, 32, 38 gewährleistet. Mit Hilfe dieser Zwangsumströmung wird ein hoher Wirkungsgrad derartig aufgebauter Kühlvorrichtungen erzielt. Montage- und Herstellkosten im Vergleich zu bekannten Ausführungen werden deutlich verringert. Inwieweit die vorhandenen Stege an der Außenschale oder am Außengehäuse der Wärmeübertragungseinheit ausgebildet sind oder gegebenen- falls als einzelne Bauteile angelegt werden, bleibt frei. Auch die äußere Form der Wärmeübertragungseinheit ist durch eine solche Anordnung der Kühlmittel führenden Kanäle durch die Stege weitestgehend frei.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Kühlvorrichtung, insbesondere Abgaskühlvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer Außenschale, in der zumindest eine Wärmeübertra- gungseinheit angeordnet ist, welche ein Außengehäuse aufweist, welches ein zwischen der Außenschale und der Wärmeübertragungseinheit ausgebildeten, von einem Kühlmittel durchströmten Mantel von einem Kanal trennt, der in der Wärmeübertragungseinheit ausgebildet ist und durch den das zu kühlende Fluid strömt, wobei zwischen Außenschale und Außengehäuse der Wärmeübertragungseinheit Stege angeordnet sind, welche im Mantel einen
Kühlmittel durchströmten Kanal begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (3, 4, 5, 6; 29, 30, 34, 35, 36, 37) derart angeordnet sind, dass die Wärmeübertragungseinheit (1 ; 27, 28) mäanderförmig zwangsumströmt ist.
2. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Außenschale und Außengehäuse der Wärmeübertragungseinheit ein erster axial verlaufender Steg angeordnet ist, von dem aus sich in Umfangshchtung verlaufende Stege abwechselnd von beiden Seiten des axial verlaufenden Steges um die Wärmeübertragungseinheit erstrecken, wobei die sich in Um- fangshchtung erstreckenden Stege in einem Abstand, der vorzugsweise dem
Abstand zwischen den in Umfangshchtung verlaufenden Stegen entspricht, vor dem axial verlaufenden Steg enden.
3. Kühlvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Außenschale (14) und Außengehäuse (2) der Wärmeübertragungseinheit (1 ) zwei gegenüber liegend angeordnete axial verlaufende Stege (3, 4) ausgebildet sind, von denen ein erster Steg (3) vor einem letzten axialen Abschnitt der Kühlvorrichtung endet und von denen aus sich in axialer Richtung abwechselnd vom ersten axial verlaufenden Steg (3) und vom zweiten axial verlau- fenden Steg (4) in Umfangsrichtung verlaufende Stege (5, 6) von beiden Seiten des jeweiligen axial verlaufenden Steges (3, 4) um die Wärmeübertragungseinheit (1 ) erstrecken, wobei die sich in Umfangsrichtung erstreckenden Stege (5, 6) in einem Abstand, der vorzugsweise dem Abstand zwischen den in Umfangsrichtung verlaufenden Stegen (5, 6) entspricht, vor dem jeweils anderen axial verlaufenden Steg (4, 3) enden.
4. Kühlvorrichtung nach einem der Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwei Wärmeübertragungseinheiten (27, 28) in einer Außenschale (31 ) ange- ordnet sind, zwischen denen Stege (29, 30, 34, 35, 36, 37) derart ausgebildet sind, dass jede der Wärmeübertragungseinheiten (27, 28) im Querschnitt allseitig zwangsumströmt ist.
5. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wärmeübertragungseinheiten (27, 28) im Querschnitt im Wesentlichen in
Form einer Acht umströmt sind.
6. Kühlvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Außenschale (31 ) und jedem der beiden Wärmeübertragungs- einheiten (27, 28) je ein axial verlaufender Steg (29, 30) angeordnet ist, wobei die beiden axial verlaufenden Stege (29, 30) an gegenüber liegenden Um- fangsseiten des Kanals (33) angeordnet sind und dass sich in Umfangsrichtung verlaufende Stege (34, 35, 36, 37) abwechselnd von beiden Seiten der axial verlaufenden Stege (29, 30) um die Wärmeübertragungseinheiten (27, 28) erstrecken, wobei jeder erste sich in Umfangsrichtung erstreckende Steg
(34, 35) in einem Abstand vor dem ersten axial verlaufenden Steg (30) endet und jeder zweite sich in Umfangsrichtung erstreckende Steg (36, 37) in einem Abstand vor dem zweiten axial verlaufenden Steg (29) endet.
7. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinheit (1 , 27, 28) im Druckgussverfahren hergestellt ist.
8. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeübertragungseinheit (1 , 27, 28) aus einem Oberteil (18) und einem Unterteil (19) aufgebaut ist, welche durch Schweißen insbesondere Reibrührschweißen verbunden sind.
9. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (3, 4, 5, 6; 29, 30, 34, 35, 36, 37) zumindest teilweise am Außengehäuse (2) der Wärmeübertragungseinheit (1 ; 27, 28) ausgebildet sind.
10. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschale (14) zumindest zweiteilig ausgeführt und im Druckgussverfahren hergestellt ist, wobei die Stege (15, 25) zumindest teilweise an einer Innenwand der Außenschale (14) ausgebildet sind.
11. Kühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (3, 4, 5, 6) im Wesentlichen am Außengehäuse der Wärmeübertragungseinheit (1 ) ausgebildet sind und im Verbindungsbereich zwischen Oberteil (18) und Unterteil (19) Unterbrechungen (24) auf- weisen, welche im zusammengebauten Zustand durch korrespondierende
Stege (25) der Außenschale (14) aufgefüllt sind.
12. Kühlvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (5, 6) im Verbindungsbereich zwischen Oberteil (18) und Unterteil (19) der Wärmeübertragungseinheit (1 ) im Querschnitt stetig verlaufend ausgebildet sind.
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