Ein solcher Wärmetauscher als Abgaswärmeübertrager wurde durch die DE- A 199 07 163 der Anmelderin bekannt. Bei dieser bekannten Bauweise sind die Rohrenden eines Rohrbündels in einem Rohrboden in entsprechenden Öffnungen aufgenommen und mit dem Rohrboden verschweißt. Das Rohr- bündel mit den beiden Rohrböden ist in einem Gehäuse angeordnet, wobei die Rohrböden umfangsseitig mit dem Gehäusemantel verschweißt sind.

Somit sind die Rohre über den Rohrboden mit dem Gehäuse fest verbunden, was unter bestimmten Bedingungen zu thermischen Spannungen führen kann. Die Rohre werden innen von heißem Abgas durchströmt und außen von kälterem Kühlmittel, welches auch die Innenseite des Gehäuses um- spült. Insbesondere bei größeren Rohrlängen eines solchen Abgaswärme- übertragers, z. B. für Nutzfahrzeuge, können die unterschiedlichen Dehnun- gen von Rohren und Gehäusemantel zu nicht mehr zulässigen Spannungen

führen, was beispielsweise eine Zerstörung der Rohr-Boden-Verbindung zur Folge haben kann.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Abgaswärmeübertrager der ein- gangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß thermische Span- nungen auf Grund unterschiedlicher Dehnungen reduziert oder vermieden werden, so daß der Wärmeübertrager die in Fahrzeugen übliche Lebens- dauer erreicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorzugsweise wird die Aufgabe bei einem Wärmeübertrager, wie insbeson- dere Abgaswärmeübertrager, mit einem von einem ersten Medium, wie bei- spielsweise Abgas, durchströmbarem Fluidkanal, wie Rohrbündel, und ei- nem von einem zweiten Medium, wie beispielsweise Kühlmittel, durchström- barem zweiten Fluidkanal, wie Gehäuse, wobei die Rohrenden des Rohr- bündels beispielsweise stoffschlüssig mit den Rohrböden und die Rohrböden beispielsweise stoffschlüssig mit dem Gehäuse verbunden sind, dadurch gelöst daß das Gehäuse ein Dehnungselement aufweist.

Zweckmäßig ist es dabei, wenn auf dem Gehäuse ein Abdichtungselement, wie beispielsweise Metallbalg, angeordnet ist, der das Dehnungselement überdeckt und abdichtet.

Auch kann es vorteilhaft sein, wenn das Dehnungselement einteilig mit ei- nem Abdichtungselement ausgebildet ist.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn das Dehnungselement als umlaufende Sicke ausgebildet ist.

Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, wenn auf dem Gehäuse ein Abdich- tungselement, wie beispielsweise Metallbalg oder ein anderes Abdichtungs- element zum Beispiel aus Kunststoff oder einem Elastomer, angeordnet ist, der das Dehnungselement überdeckt und abdichtet.

Auch kann das Dehnungselement einteilig mit dem Abdichtungselement ausgebildet sein, wie beispielsweise als umlaufende Sicke, die gleichzeitig Abdichtfunktion und Dehnungsfunktion übernimmt.

Vorteilhaft ist dabei, wenn das Dehnungselement zumindest ein mit Schlit- zen versehenen Bereich des Gehäuses ist. Zweckmäßig ist dabei, wenn als Dehnungselement das Gehäuse oder ein Bereich des Gehäuses quer zur Längsrichtung der Rohre und in Umfangsrichtung des Gehäuses verlaufende Schlitze aufweist, die sich jeweils nur über einen Teil des Umfanges erstrek- ken und sich mit axial versetzt angeordneten Schlitzen in Umfangsrichtung teilweise überlappen.

Dabei kann es bei einem Ausführungsbeispiel zweckmäßig sein, wenn zu- mindest eine Gruppe von Schlitzen mit zumindest zwei Schlitzen in dem Ge- häuse vorgesehen ist. Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest eine Gruppe von Schlitzen in einem mittleren Bereich des Gehäuses, in Längsrichtung des Wärmeübertragers betrachtet, angeordnet ist.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Gruppe von Schlitzen in ei- nem Endbereich bzw. nahe eines Endbereichs des Gehäuses, in Längs- richtung des Wärmeübertragers betrachtet, angeordnet ist.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es vorteilhaft, wenn zwei Grup- pen von Schlitzen vorgesehen sind. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die beiden Gruppen von Schlitzen an den beiden Endbereichen oder nahe den Endbereichen des Gehäuses angeordnet sind. Ebenso kann es zweckmäßig sein, wenn die Gruppen von Schlitzen zumindest zwei, oder eine Vielzahl von Schlitzen, wie drei, vier, fünf, sechs etc. Schlitze aufweist.

Gemäß eines weiteren erfindungsgemäßen Gedankens kann es zweckmä- ßig sein, wenn in dem Gehäuse oder in einer Gruppe von Schlitzen vier Schlitze angeordnet sind, wobei sich jeweils zwei in einer von zwei Querebe- nen über weniger als den halben Umfang erstrecken und wobei den nicht geschlitzten Bereichen einer Querebene geschlitzte Bereiche der anderen Querebene gegenüber liegen.

Erfindungsgemäß ist es bei einem weiteren Ausführungsbeispiel zweckmä- ßig, wenn bei einer Anordnung von zwei Schlitzen pro Gruppe von Schlitzen, die Schlitze beabstandet sind und derart ausgebildet sind, daß sie in einem Teilbereich ihrer Erstreckung nebeneinander verlaufen und einen schmalen Steg zwischen sich belassen.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn bei einer Anordnung von drei Schlitzen pro Gruppe von Schlitzen, die Schlit- ze beabstandet sind und derart ausgebildet sind, daß sie in einem Teilbe- reich ihrer Erstreckung nebeneinander verlaufen und zwei schmale Stege zwischen sich belassen.

Auch kann es zweckmäßig sein, wenn bei einer Gruppe von Schlitzen über den Umfang des Gehäuses betrachtet zumindest zwei Stege oder eine Viel- zahl von Stegen, wie drei, vier etc., ausgebildet sind.

Ebenfalls ist es vorteilhaft, wenn bei einer Gruppe von Schlitzen bei einer Anordnung von zwei Stegen pro Gruppe die Stege sind in radialer Richtung des Gehäuses betrachtet gegenüber liegen.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn bei einer Gruppe von Schlitzen bei einer Anordnung von zwei oder mehr Stegen pro Gruppe die Stege in Umfangs- richtung des Gehäuses betrachtet gleichmäßig verteilt sind.

Vorteilhaft ist es, wenn vier Stege durch vier Schlitze gebildet werden, die sich an vier Stellen des Gehäuses teilweise überschneiden, d. h., daß sich jeweils zwei Schlitze an einem Bereich teilweise überschneiden und so den Steg bilden.

Zweckmäßig ist es, wenn vier mal zwei parallele Stege durch sechs Schlitze gebildet werden, die sich an vier Stellen des Gehäuses teilweise über- schneiden.

Auch ist es zweckmäßig, wenn die Schlitze in ihren Endbereichen eine trop- fenförmige Gestalt aufweisen.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die Schlitze durch eines der folgenden Verfahren in das Gehäuse eingebracht wird : Laserschneiden, Wasserstrahl- schneiden, Sägen, Fräsen, Erodieren oder Stanzen.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Dehnungselement und/oder das Abdich- tungselement aus einem der folgenden Materialien gebildet ist : Metall, Stahl, Elastomer, Silikon.

Ebenso ist es zweckmäßig, wenn das Dehnungselement und/oder das Ab- dichtungselement mit einem Gehäuse teil oder zwei Gehäuseteilen verbun- den ist oder mit diesem einteilig ausgebildet ist.

Erfindungsgemäß ist es zweckmäßig, wenn das Dehnungselement und/oder das Abdichtungselement mit dem Gehäuse durch Schweißen, Löten, mittels Spannelementen oder durch Kleben verbunden ist.

Kommt es bei einem solchen Abgaswärmeübertrager zu Dehnungsunter- schieden zwischen den Abgasrohren und dem Gehäusemantel, so ist das Gehäuse auf Grund der quer zur Längsrichtung der Rohre verlaufenden Schlitze in der Lage, sich in der gleichen Weise auszudehnen wie die Rohre.

Dies geschieht durch eine elastische Verformung des Gehäusemantels im Bereich der Schlitze, genauer gesagt zwischen zwei axial versetzten Schlit- zen. Damit das Kühlmittel, welches die Rohre umspült, nicht aus den Schlit- zen im Gehäuse ins Freie tritt, ist über den Bereich der Schlitze auf dem Ge- häuse ein Metallbalg angeordnet, der für die erforderliche Abdichtung sorgt und gleichzeitig die Dehnungen des Gehäuses mitmachen kann. Auf Grund dieser Maßnahmen werden Thermospannungen und durch sie verursachte Bauteilbeschädigungen oder-zerstörungen auch bei großen Wärmeübertra- gerlängen vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben : Es zeigen Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Abgaswärmeübertra- gers,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil eines Abgaswärmeübertragers, Fig. 3 eine Seitenansicht auf den Teil des Abgaswärmeübertrgers nach Fig. 2 und Fig. 4 eine Ansicht eines Teils des Abgaswärmeübertragers mit Metallbalg.

Fig. 5 ein Ausschnitt eines Wärmeübertragers, Fig. 6a bis Fig. 6c eine Ansicht von Anordnungen von Schlitzen und Stegen und Fig. 7 eine Teilansicht eines Wärmeübertragers.

Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Wärmeüber- tragers, wie insbesondere eines Abgaswärmeübertragers, 1 mit einem im Querschnitt etwa rechteckförmigen Gehäusemantel 2, der sich in seinem stirmseitigen Bereich 3 im Querschnitt etwas vergrößert. Der Querschnitt kann aber ach eine andere Geometrie aufweisen, wie beispielsweise rund, vieleckig, achteckig etc. Die Stirnseite 4-läßt einen Rohrboden 5 mit recht- eckförmigen Öffnungen für die Aufnahme von nicht dargestellten Fluidkanä- len, wie Abgasrohren, erkennen. Die Rohrenden dieser Abgasrohre sind- wie z. B. in der bereits erwähnten DE-A 199 07 163 beschrieben-mit dem Rohrboden verschweißt, der wiederum umfangsseitig mit dem Gehäuse- mantel 3 verschweißt ist. Im Gehäusebereich 3 ist eine Öffnung 7 für den Einlaß des Kühlmittels vorgesehen, welches sich in einem nicht dargestellten Ringkanal im Inneren des Gehäusebereiches 3 verteilt und von dort auf der Außenseite der Abgasrohre durch den Wärmeübertrager strömt. Schließlich sind etwa im Übergangsbereich der Gehäusebereiche 2 und 3 drei in Um- fangsrichtung des Gehäuses verlaufende Schlitze 8,9 und 10 erkennbar, wobei der Schlitz 10 gegenüber den beiden Schlitzen 8 und 9 axial versetzt ist und in Umfangsrichtung ebenfalls versetzt ist..

Fig. 2 zeigt diese Schlitze 9 und 10 in einer Aufsicht auf das Gehäuse 2/3 des Wärmeübertragers 1. Die Schlitze 9 und 10 erstrecken sich in Richtung des Gehäuseumfanges bis zu einer kreisförmigen oder tropfenförmigen Öff- nung 11 bzw. 12, womit Kerbspannungen in diesem Bereich vermieden wer- den. Der Schlitz 9 reicht bis an die Außenkante 13 und der Schlitz 10 bis an die Außenkante 14.

Wie in Fig. 3 erkennbar, verläuft der Schlitz 9 in Umfangsrichtung von der Kante 13 weiter bis zu der kreisförmigen Bohrung 15, und der Schlitz 10 verläuft von der Kante 14 weiter bis zur kreisförmigen Bohrung 16. Beide Schlitze 9 und 10 sind axial etwa um einen Bereich von einigen mm, bei- spielsweise 5 mm, versetzt. Der Rohrboden ist am stirnseitigen Ende des Gehäuses 3 durch eine gestrichelte Linie 5 angedeutet. Der gesamte Ab- gaswärmeübertrager 1 ist in den Fig. 1,2 und 3 insofern unvollständig dar- gestellt, als eine Abdichtung der Schlitze 9 und 10 nach Außen fehlt-diese Abdichtung in Form eines Metallbalges wird in Fig. 4 beschrieben.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht eines Teils des Wärmeübertragers mit den beiden Gehäusebereichen 2 und 3, wobei zwischen diesen Bereichen ein Metallbalg 20 angeordnet ist-dieser überdeckt die in dieser Abbildung nicht erkennba- ren Schlitze, wie sie in den vorherigen Figuren 1 bis 3 beschrieben wurden.

Der Metallbalg ist an den Querschnitt des Gehäuses 2/3 angepaßt und mit diesem über seine umlaufenden Kanten 21 und 22 dicht verbunden. Da- durch kann kein Kühlmittel mehr aus dem Inneren des Gehäuses über die Schlitze nach Außen treten-gleichzeitig kann dieser Metallbalg 20 die Deh- nungen der beiden Gehäusebereiche 2 und 3 ausgleichen.

Die Figur 5 zeigt einen Teil eines Wärmeübertragers 100, bei welchem vier Schlitze 110 bis 113 im der Wandung 101 des Gehäuses eingebracht sind, wobei die Schlitze derart axial und in Umfangsrichtung versetzt sind, daß zwischen den Schlitzen Stege verbleiben, die als Dehn-oder Biegebalken wirken.

Dadurch kann der eine Teil des Wärmetauschers derart ausdehnen, so daß der Gehäusemantel des Wärmetauschers durch den oder die Biegebalken flexibel ist und eine Ausdehnung des Gehäuses gewährleistet.

Wie in Figur 5 gezeigt werden pro Fläche des Gehäuses zwei Biegebalken durch die Stege 120 bis 123 gebildet. Wobei dies auf allen vier Flächen der Fall ist, also auch auf den in dieser Ansicht nicht erkennbaren Flächen.

Die Figuren 6a bis 6c zeigen Varianten von Ausbildungen von Schlitzen und Stegen, die im Gehäusemantel eingearbeitet sind, um die Biegebalken aus- zubilden.

In Figur 6a sind zwei Schlitze 150,151 gebildet oder in das Gehäuse einge- bracht. Zwischen den Schlitzen ist ein Steg 153, der als Biegebalken dient.

An den Enden der Schlitze sind tropfenförmige Ausnehmungen vorgesehen.

In Figur 6b sind zwei Schlitze 160, 161, 162 gebildet oder in das Gehäuse eingebracht. Zwischen den Schlitzen sind zwei Stege 163 und 164 vorgese- hen, die als Biegebalken dient. An den Enden der Schlitze sind tropfenförmi- ge Ausnehmungen vorgesehen.

Die Ausgestaltung der Schlitze der Figur 6c entspricht im wesentlichen der Ausgestaltung Figur 6b, wobei die Schlitze in einem Bereich 170,171 abge- winkelt. Diese Bereiche können auch gekrümmt sein.

Die Figur 7 zeigt eine Teilansicht eines Wärmeübertragers 200 mit von ei- nem ersten Medium durchströmbaren Fluidkanälen. Im Ausführungsbeispiel eines Abgaswärmetauschers sind dies die Fluidkanäle, durch welche das Abgas strömt.

Zwischen den Fluidkanälen 201 und ggfs. um diese herum kann als weiterer Fluidkanal ein zweites Medium strömen um das Medium i9n dem ersten Fluidkanal zu kühlen. Dieser zweite Fluidkanal befindet sich somit innerhalb des Gehäuses 202.

Zur mechanischen besseren Entkopplung aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der Wandungen der Kanäle 201 und dem Gehäu- se 202 ist in das Gehäuse an zumindest einer Stelle eine umlaufende Sicke 210 eingebracht. Dadurch kann sich das Gehäuse, das in der Regel im Be- trieb des Wämetauschers auf einer niedrigeren Temperatur befindet als die inneren Kanäle ausdehnen, wenn sich die inneren Kanäle aufgrund der thermischen Ausdehnung ausdehnen, ohne daß es zu einer Zerstörung des Wärmetauschers kommt.

Die Sicke 210 ist dabei beispielsweise als halbrunde Auswölbung dargestellt.

Sie kann jedoch auch eine andere Form aufweisen, wie beispielsweise in gefalteter oder mäanderförmiger Ausgestaltung. Auch kann die Sicke nach innen gewölbt sein, also als Einbuchtung ausgebildet sein. Zweckmäßig ist bei der Ausbildung der Sicke, daß diese sowohl Dehnungseigenschaften als auch Abdichtungseigenschaften erfüllen kann.