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Die
Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager,
insbesondere für
Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Wärmeübertrager,
insbesondere solche für Kraftfahrzeuge,
z. B. Kühlmittelkühler, Ladeluftkühler oder
Heizkörper
sind in verschiedenen Bauweisen bekannt, welche jeweils für bestimmte
Perioden vorherrschend waren. Beispielsweise werden Kraftfahrzeugwärmeübertrager
heute vorwiegend aus Aluminium hergestellt, während man in den 50-er und 60-er
Jahren Buntmetallrippenrohr-Kühlsysteme
verwendete, wobei Messingrohre mit dünnen Kupferrippen zu einem
Block gefügt
und weich gelötet
wurden. Bei diesem System sind die Rohre als Flach- oder Ovalrohre
und die Rippen als flache, ebene Bleche mit Durchzügen ausgebildet,
welche auf die Rohre „aufgefädelt" werden. Ein solches
Flachrohrsystem mit ebenen Rippen ist beispielsweise in der Veröffentlichung „Heat Transfer
and Pressure Drop Characteristics of Flat Tube und Louvered Plate
Fin Surfaces" von
A. Achaichia und T. A. Cowell, in „Experimental Thermal and
Fluid Science 1988, Seite 147 bis 157 beschrieben. Ein solches System
hat aufgrund des aerodynamisch günstigen
Rohrquerschnittes einen relativ geringen luftseitigen Druckabfall; nachteilig
ist jedoch das hohe Gewicht.
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In
den 70-er Jahren hat Aluminium als Werkstoff das Buntmetall weitestgehend
verdrängt,
wobei zwei unterschiedliche Bauweisen für Kraftfahrzeugwärmeübertrager
vorherrschten, nämlich
die mechanisch gefügten
und die gelöteten
Systeme. Mechanisch gefügt
heißt,
dass die einzelnen Teile des Wärmeübertragers
wie Rohre, Rippen, Rohrböden
und Sammel- oder Wasserkästen
nicht stoffschlüssig, sondern
mit mechanischen Mitteln gefügt
wurden. Dies reduziert die Fertigungskosten, wobei durch Verwendung
von Kunststoffwasserkästen
weitere Einsparungen erzielt wurden. Wie durch die DE-B 28 52 408
sowie die DE-B 28 52 415 der Anmelderin bekannt, werden die Kunststoffkästen mittels
einer Bördelverbindung
und einer Gummidichtung mit einem Rohrboden verbunden, welcher die
Rohre aufnimmt. Bei mechanisch gefügten Systemen weisen die Rohre
häufig
einen kreisrunden Querschnitt, teilweise auch einen ovalen oder
elliptischen bzw. flachovalen Querschnitt auf. Die Rohre werden
mechanisch gegenüber
den Rippen und den Rohrböden
aufgeweitet, so dass eine hinreichende Pressung erzielt wird, welche
bei der Rohr/Bodenverbindung die erforderliche Dichtheit und bei
der Rohr/Rippenverbindung den erforderlichen thermischen Kontakt
herstellt. Das Aufweiten erfolgt teilweise durch einen olivenförmigen Dorn,
welcher eine plastische Verformung des Rohres gegenüber den
Rippen- oder Bodendurchzügen
bewirkt, welche nach der Aufweitung elastisch am Außenumfang
des Rohres anliegen. Ein derartiges Aufweiten ist bei Rohren mit
kreisförmigen
Querschnitt, so genannten Rundrohren relativ einfach möglich, weil
sich über
den Umfang eine gleichmäßige Spannungsverteilung
ergibt. Problematisch ist die Aufweitung von Ovalrohren, insbesondere
flachovalen Rohren mit einem elliptischen Querschnitt und einem
Verhältnis
der Halbachsen über
3 : 1 bzw. 5 : 1. Bei Rippendurchzügen und bei Bodendurchzügen besteht
somit die Gefahr einer über
den Umfang ungleichmäßigen Anpressung,
was einerseits bei Rippen die Wärmeleitung
bzw. den Wärmeübergang
und bei Bodendurchzügen
die Dichtigkeit beeinträchtigt. Rundrohre
dagegen haben einen höheren
Luftwiderstand zur Folge. Rippendurchzüge für Rundrohre wurden durch die
DE-A 37 28 969 der Anmelderin bekannt, wobei der Rand des Durchzuges
am Umfang verteilte Zungen zur Abstandshalterung gegenüber benachbarten
Rippen aufweist. Ein Rippendurchzug für ein mechanisch gefügtes Ovalrohrsystem
wurde durch die DE-C 34 23 746 bekannt, wobei an den Rändern der
Durchzüge
ebenfalls abgewinkelte Flächen
zur Abstandshalterung vorgesehen sind. Ein flachovaler Rippendurchzug,
d. h. für
ein elliptisches Rohr mit einem Achsenverhältnis von größer als
3 : 1 wurde durch die DE-A 44 04 837 der Anmelderin bekannt, wobei
zur Abstandshalterung ausgeformte Nasen an den Wänden der Durchzüge vor gesehen sind.
Das Aufweiten von flachovalen Rohren für ein mechanisch gefügtes System
wird in der DE-C 43 32 768 der Anmelderin beschrieben, wobei die
Aufweitelemente durch die Ovalrohre gezogen werden.
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Zusammenfassend
lässt sich
zu den mechanisch gefügten
Systemen sagen, dass sie in der Herstellung günstig, in der Leistung weniger
günstig
sind. Hinzu kommt als Nachteil eine relativ große Rohrwandstärke, welche – bedingt
durch den Aufweitprozess – bei
Aluminiumrohren meistens über
0,35 mm liegt, während
für die
flache Aluminiumrippe 0,07 mm in der Regel nicht unterschritten
werden können.
Der Rippendurchzug muss nach der Aufweitung des Rohres seine elastische
Umfangsspannung aufrechterhalten, insofern kann die Rippendicke
nicht beliebig minimiert werden. Flachrohre mit minimalem Luftwiderstand
sind als mechanisch gefügte
Systeme nicht darstellbar, weil an den geraden flachen Seiten keine
Anpressung erzeugt werden kann.
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Höhere Leistungen
bei geringerem Druckabfall werden mit gelöteten Flachrohrsystemen und Wellrippen
erzielt, wie sie durch folgende Druckschriften bekannt wurden: US-A
4,693,307, US-A 3,250,325 oder die US-A 5,271,458. Die Flachrohre werden
aus lotplattiertem Blech hergestellt und geschweißt, und
zwischen den Flachrohren werden Wellrippen aus Aluminiumblech angeordnet,
welche mit ihren Wellenkämmen
an den flachen Seiten der Flachrohre verlöten und dadurch einen hervorragenden
Wärmedurchgang
erzielen. Die Herstellung der Blöcke
erfolgt durch so genanntes Kassettieren, d. h. das Nebeneinander-Anordnen
von Flachrohren und Wellrippen; danach wird der kassettierte Block
quer zur Längsrichtung
der Flachrohre zusammengedrückt,
und Rohrböden,
versehen mit Durchzügen
für die
Flachrohrenden, werden aufgesteckt. Anschließend wird der Block unter Beibehaltung
der Rippenspannung in einem Lötofen
hartgelötet
(alle Teile bestehen aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen). Die
Vorspannung von Wellrippen und Flachrohren während des Lötprozesses ist zur Erzielung
einer einwandfreien Lötung
notwendig. Durch das Löten ergibt
sich ein fester, in sich steifer Block, wobei die Wellrippen im
Verbund mit äußeren Seitenteilen
eine Abstützung
der Flachrohre bewirken, so dass sich diese unter dem Einfluss eines
erhöhten
Innendruckes nicht aufbauchen können.
Verglichen mit den oben erwähnten
mechanisch gefügten
Systemen erzielen die gelöteten
Systeme eine höhere
Leistung (geringer luftseitiger Druckabfall und sehr gute Wärmeleitung
zwischen Rohr und Rippen), allerdings bei höheren Herstellkosten. Dabei
sind auch Grenzen hinsichtlich der Materialdicken gesetzt, wobei
eine Rippendicke von ca. 0,05 mm bis ca. 0,07 mm wegen der Pressung
der Wellrippen für
den Lötprozess
nicht unterschritten werden darf – die Rippendicke ist vom Abstand
benachbarter Rohre wegen Sicherheit gegen Knicken abhängig. Umständlich und
aufwändig bei
der Fertigung ist auch der Kassettierprozess, weil Wellrippen und
Flachrohre sich nicht ohne Hilfsmittel (Vorrichtungen) fügen lassen.
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Durch
die DE-C 40 15 830 der Anmelderin wurde ein weiteres gelötetes Flachrohrsystem
mit Wellrippen für
einen Kühlmittelkühler eines
Kraftfahrzeuges bekannt, bei dem Flachrohre mit einer großen Tiefe
(in Luftströmungsrichtung)
Verwendung finden.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für einen Wärmeübertrager der eingangs genannten Art
bei mindestens gleicher Leistung die Herstellkosten zu senken.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß sind für einen
gelöteten
Block Flachrohre und ebene Rippen mit Öffnungen vorgesehen, welche
von den Flachrohren durchsetzt werden, wobei unter dem Begriff „Flachrohre" sowohl in der Beschreibung
als auch in den Ansprüchen
der vorliegenden Anmeldung auch leicht ovalisierte (bombierte) Flachrohre zu
verstehen sind, d. h. solche mit leicht gewölbten Längsseiten. Die plattenförmigen Rippen
werden somit auf die Flachrohre aufgefädelt und mit diesen verlötet, wozu
an den Öffnungen
der Rippen Kontaktflächen
vorgesehen sind, durch welche die stoffschlüssige Verbindung nach dem Verlöten und
damit ein hervorragender Wärmedurchgang
zwischen Rippen und Flachrohren hergestellt wird. Vorzugsweise bestehen
Rippen und Rohre aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen, welche
durch einen Hartlötprozess zu
einem festen Block miteinander verbunden werden. Durch diese Kombination
von Flachrohren und ebenen Rippen wird einerseits ein minimaler
luftseitiger Druckabfall erreicht und eine hohe Wärme übertragerleistung.
Gleichzeitig werden die Herstellkosten gegenüber dem herkömmlichen
Flachrohr/Wellrippensystem durch einen vereinfachten Kassettierprozess,
nämlich
durch „Auffädeln" der Rippen auf die
Flachrohre reduziert. Da die Rippen für den Lötprozess nicht mehr die Funktion
des Anpressens für eine
Sicherstellung des Rippenrohrkontaktes erfüllen müssen, kann deren Dicke verringert
werden. Darüber
hinaus ergibt sich systembedingt der Vorteil, dass die Rohre in
Luftströmungsrichtung
versetzt zueinander, d. h. auf Lücke
angeordnet werden können.
Damit kann die Leistung gesteigert werden. Die Flachrohre können eine
beliebige Tiefe (in Luftströmungsrichtung)
im Verhältnis
zu ihrer Breite (quer zur Luftströmungsrichtung) aufweisen und
können
auch als gefalzte Mehrkammerrohre, Sickenrohre oder Stegrohre ausgebildet
sein. Da der Rohrquerschnitt im Bereich der Rippen jeweils vollständig von
einer Rippe umschlossen ist, wird eine Aufblähung infolge Innendrucks verhindert.
Ferner ergibt sich als Vorteil, dass die Rohre mit erheblich geringerer
Wandstärke hergestellt
werden können,
da ein Aufweiten entfällt.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Rohre und/oder
die Rippen mit einer Lotplattierung versehen, welche auf das Halbzeugmaterial aufgewalzt
wird. Gebräuchlich
sind Aluminium-Siliziumlegierungen für eine Lotplattierung. Vorteilhafterweise
kann der Rippenrohrblock im Vakuum, in Inertgasatmosphäre oder
nach dem so genannten Nocolok®-Verfahren, bekannt durch
die DE-A 26 14 872, gelötet
werden.
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Nach
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können die
Rohrenden der Flachrohre mit Rohrböden verbunden werden, vorzugsweise
ebenfalls durch Löten.
Damit ergibt sich ein fester Block, auf welchen beiderseits Sammelkästen, z.
B. aus Kunststoff aufgesetzt und mechanisch verbunden werden. Ebenso
sind Aluminiumkästen
möglich,
so dass sich ein sortenreiner Ganzmetallkühler ergibt. Andererseits können die
Rohrböden
auch mechanisch mit den Rohrenden mittels einer Gummidichtung verbunden
werden, dies bringt den Vorteil einer verbesserten Thermowechselfestigkeit.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Kontaktflächen der
Rippen, welche das Rohr umschließen, als an sich bekannte Durchzüge ausge bildet,
wobei die Durchzüge
eine leichte Konizität aufweisen.
Dadurch können
die Rohre einfacher eingeführt
bzw. die Rippen leichter aufgefädelt
werden, und andererseits ergibt sich eine federnde Anlage des Rippendurchzuges
am Rohr, d. h. mit einer gewissen Vorspannung. Nach dem Auffädeln der
Rippen auf die Rohre erhält
man einen in sich fixierten Rippenrohrblock, der ohne weitere Vorrichtungen,
z. B. Spannmittel gelötet
werden kann.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die Kontaktflächen auch
als Laschen, d. h. schräg
aufgestellte Lappen ausgebildet sein, welche sich gegen die flachen
Längsseiten
und/oder die Schmalseiten der Rohre anlegen und damit eine Vorspannung
zum Festhalten der Flachrohre erzeugen. Die Kontaktflächen sind
jedoch so gestaltet, dass sich nach dem Löten ein geschlossener Verbund
zwischen Rippe und Flachrohr ergibt, so dass die flachen Seiten
des Flachrohres durch die Rippen abgestützt sind. Durch die Schrägstellung
der Laschen bzw. der Konizität
der Durchzüge
ergibt sich ein Lotspalt, welcher sich während des Lötens mit Lot füllt und
nach dem Löten
eine Lotnaht bildet, die das Rohr wie ein Ring umschließt und damit
die erforderliche Versteifung bewirkt.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die
Durchzüge
oder Laschen an ihren Rändern
abgewinkelte Flächen
oder Lappen aufweisen, die als Abstandshalter dienen – oder ausgeprägte Nasen,
welche als Anschlag für
eine benachbarte Rippe dienen. Damit entfallen beim Auffädeln der
Rippen zusätzliche
Abstandshalter.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Rippen
bekiemt, d. h. sie weisen zwischen den Flachrohren Kiemen oder Kiemenfelder
auf, welche – wie
an sich bekannt – der
Verbesserung des Wärmeüberganges
dienen. Zusätzlich können auch
so genannte Turbulenzerzeuger in den Rippen vorgesehen sein.
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In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind die Wandstärken der
Rohre und/oder der Rippen auf ein Mindestmaß minimiert. Die Wandstärke der
Flachrohre kann damit kleiner als 0,3 mm, vorzugsweise kleiner als
0,2 mm gewählt
werden, da ein Aufweiten der Rohre nicht mehr erfolgt und andererseits
eine Abstützung
der Flachrohre durch das Rippenpaket und die Verlötung gegeben
ist. Die Materialdicke der Rippen kann unter 0,07 mm und vorzugsweise
unter 0,05 mm abgesenkt werden, da eine Pressung wie bei Wellrippen
bei der Erfindung nicht vorgesehen ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Abstand der Achsen der Flachrohre
bzw. leicht ovalisierten Rohre mindestens viermal so groß wie die
lichte Weite, d.h. der kleinere Innendurchmesser, eines Rohres.
Hierdurch können
das Gewicht und die Materialkosten des Wärmeübertragers gesenkt werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist
ein Abstand der Achsen der Flachrohre bzw. leicht ovalisierten Rohre
höchstens
zwanzigmal, besonders bevorzugt höchstens zehnmal so groß wie die lichte
Weite eines Rohres. Hierdurch kann ein Druckverlust des Wärmeübertragers
gesenkt werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung liegt ein Verhältnis der Rippendichte (in
Rippen pro Dezimeter) zur Rippenausdehnung in Hauptströmungsrichtung
des zweiten Mediums (in Millimetern) im Bereich von 2,5 bis 8, besonders
vorteilhaft im Bereich von 3 bis 6. Hierdurch können unter Umständen das
Gewicht und die Materialkosten des Wärmeübertragers gesenkt werden.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 einen
Ausschnitt eines Rippenrohrblockes in einer Draufsicht,
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2 den
Rippenrohrblock gemäß 1 in einer
Ansicht von vorn,
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3 eine
Rohr/Rippen-Verbindung als Einzelheit (vor dem Löten),
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4 eine
Lötverbindung
zwischen Rippe und Rohr und
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5 die
Lötverbindung
zwischen Rippe und Rohr als Einzelheit.
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1 zeigt
einen Ausschnitt eines Rippenrohrblockes 1 in einer Draufsicht,
d. h. mit Blick auf eine im Wesentlichen eben bzw. flach ausgebildete, in
der Zeichenebene angeordnete Rippe 2, welche rechteckförmig ausgebildet
ist und eine Vorder- oder Anströmkante 2a und
eine Hinter- oder Abströmkante 2b aufweist;
die Luftströmungsrichtung
ist durch Pfeile L angegeben, kann jedoch ebenso in der umgekehrten
Richtung erfolgen, was durch einen gestrichelten Pfeil L angegeben
ist. Die Rippe 2 wird von einer Reihe von Flachrohren 3 durchsetzt,
welche in Luftströmungsrichtung
eine Tiefe Tro und quer zur Luftströmungsrichtung
eine Breite B aufweisen. Die Tiefe der Rippe Tri ist
größer als
die Tiefe des Rohres, d. h. das Flachrohr 3 wird anström- und abströmseitig von
der Rippe 2 umschlossen.
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Zwischen
den Flachrohren 3 sind in der Rippe 2 Kiemen 4 angeordnet,
welche ein Kiemenfeld bilden. Zusätzlich sind zur Verbesserung
des luftseitigen Wärmeüberganges
Turbulenzerzeuger 5 in die Rippe 2 eingeschnitten – diese
haben gleichzeitig die Funktion von Abstandshaltern. Der dargestellte
Ausschnitt des Rippenrohrblockes 1 stellt somit ein einreihiges
Flachrohrsystem dar. Die Erfindung ist jedoch nicht auf einreihige
Systeme beschränkt,
sondern erstreckt sich ebenso auf mehrreihige Systeme, bei welchen
die Flachrohre in Luftströmungsrichtung entweder
fluchtend oder versetzt, d. h. auf Lücke angeordnet sein können. Denkbar
sind auch so genannte Mono-block-Konfigurationen,
bei welchen zwei oder mehrere unterschiedliche Wärmeübertrager zu einem Block zusammengefasst
sind, wie z. B. in der DE-A 195 43 986 der Anmelderin beschrieben. Dabei
können
die Flachrohrquerschnitte der einzelnen Wärmeübertrager, z. B. eines Kühlmittelkühlers und
eines Kältemittelkondensators
unterschiedliche Querschnitte aufweisen.
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2 zeigt
den Rippenrohrblock 1 in einer Ansicht von vorn, d. h.
in Luftströmungsrichtung
gesehen (der Maßstab
in 2 entspricht nicht dem Maßstab in 1).
Die durchgehenden Rippen 2 sind parallel zueinander angeordnet
und bilden ein Rippenpaket 2',
welches von den Flachrohren 3 durchsetzt wird. Zwischen
den Flachrohren 3 befinden sich die von der Luft über- bzw.
durchströmbaren Kiemenfelder 4.
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3 zeigt
eine Einzelheit des Rippenrohrblockes 1, nämlich die
Verbindung von Rippe 2 und Flachrohr 3, welches
eine Längsachse 3' aufweist und
mit seiner Breite B dargestellt ist. Die Rippen 2 sind – wie erwähnt – im Wesentlichen
flach und eben bzw. plattenförmig
ausgebildet und erstrecken sich senkrecht zur Rohrlängsachse 3'. Die Rippen 2 weisen
so genannte Durchzüge
oder Kragen 6 auf, welche aus dem Material der Rippen 2 mittels
bekannter Verfahren ausgeformt sind, z. B. durch Schlitzen, Reißen, Lochstanzen
und/oder Prägen – wie im
eingangs erwähnten
Stand der Technik teilweise beschrieben.
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Die
Kragen 6 umschließen
das Rohr 3 vorzugsweise über den gesamten Umfang und
stellen einen mechanischen Kontakt zwischen Rippe 2 und Rohr 3 her.
Die Durchzüge 6 sind
vorzugsweise konisch ausgebildet, d. h. sie weisen einen spitzen
Winkel α gegenüber der
Außenwand
des Flachrohres 3 auf. Eine solche Schräge begünstigt einerseits das Einfädeln der
Rohre 3 bzw. das Auffädeln
der Rippen 2 auf die Rohre 3 und andererseits
eine elastische Anlage der Kragen 6 an den Rohren 3.
Zur Abstandshalterung von Rippe 2 zu Rippe 2 können die
Kragen optional auch ausgeformte Nasen 7 (gestrichelt dargestellt)
aufweisen, wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt.
Beim Auffädeln
der Rippen 2 auf die Flachrohre 3 wird somit ein
konstanter Abstand zwischen den Rippen 2 eingehalten und eine
Parallelität
der Rippen 2 gewährleistet.
Die Höhe der
Kragen 6 muss nicht über
den gesamten Umfang konstant sein – teilweise ist dies in Abhängigkeit
von der Geometrie des Flachrohrquerschnittes aus stanztechnischen
Gründen
nicht möglich,
beispielsweise, wenn der Rippenabstand α größer als die halbe Flachrohrbreite
(B/2) sein soll. Für
die Montage des Blockes 1 ist von Bedeutung, dass zwischen
den Rippendurchzügen 6 und
den Flachrohren 3 ein gewisser Kraftschluss besteht, so
dass der Rippenrohrblock 1 ein in sich festes transportfähiges Gebilde darstellt.
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4 und 5 zeigen
die Lötverbindung zwischen
Rippe 2 und Flachrohr 3. Rippen 2 und Rohre 3 sind
aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung hergestellt und – was nicht
dargestellt ist – mit
einer Lotplattierung, vorzugsweise aus einer Aluminium-Siliziumlegierung
versehen. Die Plattierung wird auf die Halbzeugbleche, welche als
Ausgangsmaterial für
die Rippen- und/oder
Rohrherstellung dienen, als dünne
Schicht aufgewalzt. Nach der Montage des Rippenrohrblockes 1 (vgl. 3)
wird dieser – im
Wesentlichen ohne weitere Hilfsmittel wie Spannvorrichtungen oder
dergleichen – in
einen nicht dargestellten Lötofen
verbracht und hartgelötet,
d. h. unmittelbar unterhalb der Schmelztemperatur des Grundwerkstoffes
von Rippe und Rohr. Das Lot fließt während des Lötprozesses in die konischen
Ringspalte zwischen Rohr 3 und Durchzug 6 (Winkel α in 3)
und füllt
diese mit Lot aus. Ein entsprechender Lotmeniskus bzw. eine Lotnaht 8 ist
in 5 dargestellt.
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Das
Flachrohr 3 wird – wie
in 4 und 5 durch die Pfeile P dargestellt – vollständig von der
Rippe 2 bzw. dem Durchzug 6 umschlossen, so dass
sich ein starker Abstützeffekt
in Form eines steifen T-Profiles ergibt. Ein „Aufblähen" des Flachrohres 3 bei Innendruck
wird somit verhindert. Das Rohr 3 kann – wie erwähnt – aus einem Blech hergestellt
und als längsnahtgeschweißtes oder
als gefalztes Rohr ausgebildet sein, wobei auch gefalzte Mehrkammerrohre,
Sicken- oder Noppenrohre möglich
sind. Darüber
hinaus kann das Rohr 3 auch als extrudiertes, z. B. Mehrkammerrohr
ausgebildet sein, wobei die Lotplattierung sich dann vorzugsweise
auf der Rippe 2 und deren Kragen 6 befindet.
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Die
Dicke d des Rippenmaterials kann relativ gering gewählt werden,
d. h. unter 0,07 mm, und vorzugsweise unterhalb von 0,05 mm. Gegenüber herkömmlichen
gelöteten
Systemen bedeutet dies eine Reduzierung der Rippendicke und damit
eine Reduzierung des Gewichts des Rippenrohrblockes. Ebenso kann
die Wandstärke
s der Rohre relativ niedrig gewählt
werden, d. h. niedriger als die Rohrwandstärke bei mechanisch gefügten Systemen.
Vorzugsweise beträgt
die Wandstärke
s der Flachrohre 3 0,35 mm und weniger, vorzugsweise 0,2
mm und weniger.
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Auf
den Rippenrohrblock 1 können – was hier
nicht dargestellt ist – Rohrböden, ebenfalls
aus einem Aluminiumwerkstoff, aufgesetzt werden, wobei die Rohrböden Durchzüge zur Aufnahme
der Rohrenden der Flachrohre 3 aufweisen, so dass die Böden dicht
mit den Rohrenden verlötet
werden können.
Auf diesen Rippenrohrblock einschließlich Rohrböden können dann Kunststoffkästen aufgesetzt werden,
welche auf bekannte Weise mit dem Rohrbo den durch eine Bördelverbindung
verbunden werden. Alternativ zu Kunststoffkästen können die Sammelkästen auch
in Metall, d. h. aus einem Aluminiumwerkstoff hergestellt sein,
so dass sich ein Ganzaluminium-Wärmeübertrager
mit dem erfindungsgemäßen Rippenrohrblock
herstellen lässt.
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Das
Löten des
Rippenrohrblockes bzw. des Ganzaluminiumwärmeübertragers kann nach verschiedenen
Verfahren, nämlich
im Vakuum, in Inertgasatmosphäre
oder nach dem so genannten Nocolok®-Verfahren mit einem nicht korrosiven
Flussmittel erfolgen.
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Außerdem können Rohrböden, wie
bei einem mechanisch gefügten
Rippenrohrblock üblich, durch
mechanische Verbindung gefügt
werden. Dabei werden die Rohrenden durch entsprechende Öffnungen
(Durchzüge)
im Rohrboden gesteckt; zwischen Durchzügen und Rohrenden sind elastomere Dichtungen
angeordnet. Nach dem Durchstecken der Rohrenden werden diese mechanisch
aufgeweitet. Dadurch entsteht eine feste, aber auch elastische Verbindung,
die höheren
Anforderungen in Bezug auf Druck- und Thermowechselfestigkeit standhält.
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Der
oben beschriebene gelötete
Rippenrohrblock 1 kann vorzugsweise als Kühlmittelkühler oder Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge
verwendet werden. Die bei der Ladeluftkühlung bzw. bei der Kühlmittelkühlung einer
Brennkraftmaschine auftretenden Drücke können durch das erfindungsgemäße gelötete System
beherrscht werden.