DE10049987A1 - Kühler, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Bei einem Kühler mit einem in einem Kühlluftstrom angeordneten und von einem zu kühlendem Medium durchströmten Rohr (1) weist dieses eine Vielzahl angestauchter, ringförmiger Wellen (2) auf, die sich von der Rohrwand radial nach außen erstrecken und einen Abstand voneinander haben. Zwischen den sich radial erstreckenden Wandabschnitten (4, 6) der einzelnen Wellen (2) ist jeweils ein mit dem Innenraum (8) des Rohrs (1) in Verbindung stehender Zwischenraum (7) vorgesehen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer von einem zu kühlenden Medium durchströmten Rohr, das zur Anordnung in einem Kühlluft­ strom bestimmt ist.

Zur Schmiermittelkühlung und zur Kühlung von Hydraulikflüs­ sigkeiten werden in Kraftfahrzeugen häufig Kühler verwen­ det, die aus in einem Kühlluftstrom angeordneten Rohr­ schleifen bestehen. Diese Rohrschleifen können aus einem glatten Rundrohr oder zur Erhöhung der Kühlleistung bei gegebener Länge aus Rippenrohr bestehen, wobei das Rippen­ rohr unter Verwendung eines glatten Rundrohrs hergestellt ist, auf dem radial abstehende, dünnwandige Rippen ange­ bracht oder ausgeformt sind, die das Rohr als einzelne Ringe oder in Form einer Wendel umgeben. Die Herstellung derartiger Rippenrohre und das Biegen der Rippenrohre in die für den jeweiligen Kühler geeignete Schleifenform ist aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kühler der eingangs genannten Art zu schaffen, der kostengünstiger herstellbar ist als ein unter Verwendung von Rippenrohren hergestellter Kühler, wobei die auf eine Rohrlängeneinheit bezogene Kühlleistung erheblich höher ist als die Kühllei­ stung glatter Rohre vergleichbarer Abmessung.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Rohr des Kühlers eine Vielzahl angestauchter, ringförmiger Wellen aufweist, die sich von der Rohrwand radial nach außen erstrecken und einen Abstand voneinander haben. Die einzelnen Wellen sind hierbei vorzugsweise so gestaltet, daß zwischen ihren sich radial erstreckenden Wandabschnit­ ten ein mit dem Innenraum des Rohrs in Verbindung stehender Zwischenraum vorgesehen ist. Als besonders zweckmäßig hat sich eine Breite des Zwischenraums erwiesen, die kleiner oder gleich der Wandstärke des Rohrs bzw. der Wandab­ schnitte der Wellen ist.

Die erfindungsgemäße Gestaltung des Kühlers zeichnet sich durch niedrige Herstellkosten und gute Kühlleistung aus. Die angestauchten Wellen bewirken eine Oberflächenvergröße­ rung von bis zu 50% im Vergleich zu einem geraden Rohr. Zudem wird durch die beim Stauchen der Wellen erzeugte Innenkontur des Rohres eine Verwirbelung des durch das Rohr geleiteten Mediums erreicht, woraus ein besserer Wärmeüber­ gang und eine höhere Kühlleistung resultiert. Als vorteil­ haft ist weiterhin anzusehen, daß die Wellen auf dem Rohr in beliebiger Position angeordnet sein können. Dadurch ist eine flexible Anpassung an die Einbaugegebenheiten für den Kühler leicht möglich. Neben den mit Wellen versehenen Wellrohrabschnitten können auch glatte Rohrabschnitte vor­ gesehen sein, die anschließend umgeformt oder mit Haltern versehen werden können. Zur Herstellung des erfindungsgemä­ ßen Kühlers können Rohre aus Aluminium verwendet werden.

Erfindungsgemäß wurde weiterhin gefunden, daß als Ausgangs­ halbzeug zur Herstellung des Kühlers auch ein glattes, mit einem Kunststoff, insbesondere Polyamid, beschichtetes Rohr aus Aluminium verwendet werden kann, da sich gezeigt hat, daß bei dem Stauchvorgang zur Herstellung der Wellen die Kunststoffbeschichtung nicht beschädigt wird. Die Verwen­ dung eines vorbeschichteten Rohrs führt zu einer erhebli­ chen Fertigungsvereinfachung, da eine nachträgliche Beschichtung des gewellten Rohrs sehr viel aufwendiger ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.

Die Zeichnung zeigt einen Abschnitt eines Rohres 1 eines erfindungsgemäßen Kühlers, teilweise geschnitten. Das Rohr 1 weist in regelmäßigem Abstand ringförmige Wellen 2 auf, die sich radial nach außen erstrecken und durch axiales Stauchen eines zuvor glatten, zylindrischen Rohrs als Aus­ gangshalbzeug erzeugt worden sind. Zwischen den Wellen 2 befinden sich glatte zylindrische Rohrabschnitte 3, deren Durchmesser im wesentlichen dem des Ausgangshalbzeugs ent­ spricht. Die einzelnen Wellen 2 haben ebene, zueinander parallele Wandabschnitte 4 in Form von Kreisringscheiben, die radial zur Rohrachse angeordnet sind und die an ihren Rändern in Wandabschnitte 5, 6 übergehen, die etwa die Form von Torusteilflächen haben. Zwischen den Wandabschnitten 4 und 6 jeder Welle 2 ist ein ringförmiger Zwischenraum 7 vorgesehen, der mit dem Innenraum 8 des Rohrs 1 in Verbin­ dung steht.

Die Wellen 2 haben einen Außendurchmesser, der etwa das 1,3- bis 1,5-fache des Außendurchmessers der Rohrabschnitte 3 beträgt. Die Breite des Zwischenraums 7 ist im wesentli­ chen gleich der Wandstärke der Rohrabschnitte 3, kann aber auch kleiner bemessen sein. Insbesondere im radial äußeren Bereich ist eine kleinere Breite oder unzureichende Ausprä­ gung des Zwischenraums 7 ohne Nachteil für die Funktion. Der Mittenabstand zwischen den einzelnen Wellen kann belie­ big gewählt werden. Als besonders günstig hat sich ein Mit­ tenabstand erwiesen, der etwa dem Außendurchmesser der Rohrabschnitte 3 entspricht.

Bei einem aus dem Rohr 1 hergestellten Kühler wird das Rohr 1 von einem zu kühlenden flüssigen Medium, z. B. dem Öl eines Verbrennungsmotors oder eines Kraftfahrzeuggetriebes durchströmt und auf seiner Außenseite mit einem Kühlluft­ strom beaufschlagt. Hierbei sorgt zum einen die durch die Ausbildung der Wellen 2 um bis zu 50% vergrößerte Oberflä­ che des Rohrs 1 für einen im Vergleich zu einem glatten Rohr größeren Wärmeübergang. Zum Zweiten bewirkt die durch die Wellen 2 gebildete, sich periodisch ändernde Innenkon­ tur des Rohrs 1 Turbulenzen in dem zu kühlenden Medium und sorgt dadurch für einen erheblich verbesserten Wärmeüber­ gang zwischen diesem Medium und der Rohrwand. Insgesamt wird auf diese Weise eine deutlich erhöhte Kühlerleistung erreicht, die an die Kühlleistung der aufwendigeren Rippen­ rohre nahezu heranreicht.

Claims (8)

1. Kühler, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem in einem Kühlluftstrom angeordneten und von einem zu küh­ lendem Medium durchströmten Rohr, dadurch gekennzeich­ net, daß das Rohr (1) eine Vielzahl angestauchter, ringförmiger Wellen (2) aufweist, die sich von der Rohrwand radial nach außen erstrecken und einen Abstand voneinander haben.

2. Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den sich radial erstreckenden Wandabschnitten (4, 6) der einzelnen Wellen (2) ein mit dem Innenraum (8) des Rohrs (1) in Verbindung stehender Zwischenraum (7) vorgesehen ist.

3. Kühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Zwischenraums (7) kleiner oder gleich der Wandstärke des Rohrs (1) ist.

4. Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Wellen (2) um den Faktor 1, 3 bis 1, 5 größer ist als der Außen­ durchmesser der angrenzenden Rohrabschnitte (3).

5. Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellen (2) zwei parallele Wandabschnitte (4) in Form von Kreisringscheiben haben, die radial zur Rohrachse angeordnet sind und die an ihren Rändern in Wandabschnitte (5, 6) übergehen, die im wesentlichen die Form von Torusteilflächen haben.

6. Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittenabstand zwischen den ein­ zelnen Wellen (2) etwa gleich dem Außendurchmesser der dazwischenliegenden glatten Rohrabschnitte (3) ist.

7. Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) einen glatten Rohrab­ schnitt hat, dessen Länge größer ist als der Mittenab­ stand der Wellen (2).

8. Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) aus Aluminium besteht und auf seiner Außenseite mit einer Kunststoffbeschich­ tung, insbesondere aus Polyamid, beschichtet ist.