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Die
Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere
Ladeluftkühler
oder Abgaskühler
für eine
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges.
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Bekannt
sind bereits Wärmetauscher,
die als sogenannte Ganzaluminium-Wärmetauscher
ausgebildet sind. Weiter ist bekannt, dass solche Wärmetauscher
bzw. Ganzaluminium-Wärmetauscher
als Ladeluftkühler
für eine
Brennkraftmaschine eingesetzt werden können. Bekannte Ladeluftkühler weisen
zwei beabstandete Kästen
auf, die über
eine Mehrzahl von Rohren, wie Flachrohre, strömungsverbunden sind. Die zu
kühlende
Ladeluft strömt dann
von dem einen der beiden Kästen
durch die Rohre in den anderen der beiden Kästen. Zwischen den Rohren sind
quer zu ihrer Längserstreckungsrichtung
Zwischenräume
vorgesehen, die von einem Kühlmittel
durchströmt
werden können.
Der von diesen Rohren gebildete Rohrblock ist dabei von einem separaten,
um den Rohrblock umfangsmäßig geschlossenen
und eine Abdeckung bzw. Ummantelung bildenden Blech umgeben, so
dass zwischen den beiden Kästen
eine Kammer ausgebildet wird, durch welche die Rohre verlaufen.
Diese Ummantelung ist dabei mit einem Zulauf für Kühlmittel sowie einem Ablauf
für Kühlmittel
versehen ist. Bekannt ist bei solchen Gestaltungen, dass die beiden
Kästen des
als Ganzaluminium-Wärmetauscher
gestalteten Ladeluftkühlers
jeweils einen Deckel sowie einen Boden aufweisen. Der Deckel bildet
dabei eine Art Haube aus, die auf ihrer offenen Seite durch den
Boden verschlossen wird. Im Boden sind dabei mehrere Durchgangsöffnungen
vorgesehen, in welche die Rohre eingesetzt sind. Der bzw. die Böden können daher
auch als Rohrboden bzw. Rohrböden
bezeichnet werden. Das Einsetzen der Rohre in diese Böden erfolgt
dabei in der Regel vor dem Zusammenfügen der betreffenden Böden mit
den ihnen jeweils zugeordneten Deckeln des Kastens. Bei derartigen
Gestaltungen werden einerseits die Rohre mit den Böden und
andererseits die Böden
mit den Kästen über geeignete
Verbindungsmittel verbunden. Bekannt ist beispielsweise, dass die
Rohre mit den Böden
verlötet
werden und die Böden
mit den Kästen
verlötet werden.
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Bekannt
ist beispielsweise, dass die Böden exakt
flach bzw. eben ausgebildet sind und der Deckel auf den ihm jeweils
zugeordneten Boden aufgesetzt und mit diesem verlötet wird.
Bekannt ist weiter, dass die Böden
im oder über
den Kasten verlaufen können.
Hierzu können
die Böden
beispielsweise einen in Längsrichtung
der Rohrlängsachsen
vorspringenden umlaufenden Rand aufweisen, der das dem Boden zugewandte
Deckelende von außen
umgreift oder im Bereich dieses Deckelendes in den Deckel eingesteckt
ist. Dabei wird dieser vorspringende Rand des Bodens mit dem Deckel
verlötet.
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Bekannt
sind weiter Ausgestaltungen derartiger Kästen, bei denen kein separater
Boden vorhanden ist und die lediglich einen Deckel aufweisen. Bei solchen
Gestaltungen sind die Rohre in ihren dem jeweiligen Kasten zugewandten
Endbereichen aufgeweitet und in den aufgeweiteten Bereichen miteinander
verlötet.
Die Einheit der so miteinander verlöteten, an ihren Endbereichen
aufgeweiteten Rohre ist dabei in den Deckel eingesteckt und mit
dem Deckel verlötet.
Da nur die Endbereiche dieser Rohre aufgeweitet sind, werden in
den dazwischenliegenden Bereichen nach wie vor Rohrzwischenräume ausgebildet.
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Der
Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen – insbesondere als Ganzaluminium-Wärmetauscher
gestalteten – Wärmetauscher,
wie Ladeluftkühler
oder Abgaskühler
für eine
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, zu schaffen, der sich fertigungstechnisch
einfach montieren und gut abdichten lässt bzw. eine gute Betriebssicherheit
aufweist.
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Erfindungsgemäß wird insbesondere
ein Wärmetauscher
gemäß Anspruch
1 oder gemäß Anspruch
2 oder gemäß Anspruch
3 oder gemäß Anspruch
5 oder gemäß Anspruch
10 vorgeschlagen. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Es
wird also insbesondere ein Wärmetauscher
vorgeschlagen, der einen ersten Kasten aufweist sowie einen von
diesem ersten Kasten beabstandet angeordneten zweiten Kasten. Der
erste Kasten ist mit dem zweiten Kasten über eine Vielzahl von Rohren
strömungsverbunden.
Der Wärmetauscher
weist ferner eine von einem Kühlmittel
durchströmbare
Kammer auf. Die Kammer kann beispielsweise eine oder mehrere in
ihrem Inneren angeordnete Wände
für eine
Umlenkung von strömendem Medium
aufweisen; sie kann aber auch frei von derartigen, in ihrem Inneren
angeordneten Wänden sein.
Der Eintritt für
das Medium kann beispielsweise auf der Seite angeordnet sein, auf
der auch der Austritt für
dieses Medium ist, oder auf der dieser Seite gegenüberliegenden
Seite, oder auf einer anderen Seite. Die Kammer ist zwischen den
beiden Kästen angeordnet,
wobei einige oder alle der Rohre, die diese beiden Kästen strömungstechnisch
verbinden, durch diese Kammer verlaufen. Zumindest einer dieser
beiden Kästen
weist einen Deckel auf, sowie einen mit diesem Deckel verbundenen
und mit einer oder mehreren ersten Durchgangsöffnungen für die Rohre versehenen Boden.
In diese ersten Durchgangsöffnungen
münden
die Rohre bzw. sind die Rohre mit ihren Enden in diese ersten Durchgangsöffnungen
eingesteckt. Vorzugsweise weisen bei Kästen jeweils einen Deckel sowie
einen mit diesem Deckel verbundenen und mit einem oder mehreren ersten
Durchgangsöffnungen
für die
Rohre versehenen Boden. Die Rohre sind bei dieser bevorzugten Gestaltung
mit ihrem jeweiligen einen Ende in die ersten Durchgangsöffnungen
des Bodens des ersten Kastens eingesteckt, und mit ihrem jeweiligen
anderen Ende in die ersten Durchgangsöffnungen des Bodens des zweiten
Kastens eingesteckt. Es ist vorgesehen, dass einer der Kästen oder
beide Kästen
jeweils so gestaltet sind, dass der Boden dieses Kastens bzw. der
jeweilige Boden des jeweiligen Kastens eine erste Nut aufweist,
in welche sich ein Wandabschnitt des Deckels desselben Kastens erstreckt,
oder mehrere erste Nuten aufweist, in welche sich jeweils ein jeweiliger
Wandabschnitt des Deckels desselben Kastens erstreckt.
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Ferner
wird insbesondere ein Wärmetauscher
gemäß Anspruch
2 vorgeschlagen. Gemäß dieser
Gestaltung, die in Weiterbildung auch mit der vorgenannten kombiniert
sein kann, ist vorgesehen, dass für die Begrenzung der zwischen
den Kästen angeordneten
Kammer, zumindest eine Abdeckung, wie beispielsweise Abdeckblech,
vorgesehen ist, wobei der Boden des ersten Kastens und/oder der
Boden des zweiten Kasten wenigstens eine zweite Nut aufweist, in
welche sich (jeweils) ein (jeweiliger) Wandabschnitt der Abdeckung
erstreckt. Die Abdeckung kann beispielsweise so sein, dass sie die
Kammer zu einer Seite begrenzt; sie kann aber auch so sein, dass
sie eine im Wesentlichen umfangsmäßig im Wesentlichen geschlossene
Hülle für die Begrenzung
der Kammer bildet, oder auf andere Weise gestaltet sein. Es kann
auch vorgesehen sein, dass sie mehrteilig gestaltet ist, bzw. dass
mehrere Abdeckungen, wie Abdeckbleche, vorgesehen sind, die sich
in vorerwähnter
Weise – insbesondere
mit einem Randbereich – in
eine (jeweilige) zweite Nut bzw. jeweilige zweite Nuten erstrecken,
die im Boden des ersten Kastens und/oder im Boden des zweiten Kasten
vorgesehen ist. Beispielsweise kann auf zwei gegenüberliegenden
Seiten des von den Rohren gebildete Rohrblocks jeweils eine derartige
Abdeckung bzw. ein derartiges Abdeckblech vorgesehen sein.
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Ferner
wird insbesondere ein Wärmetauscher
gemäß Anspruch
3 vorgeschlagen. Gemäß dieser
Gestaltung, die in Weiterbildung auch mit einer oder mehreren bzw.
allen der vorgenannten Gestaltungen kombiniert sein kann, ist vorgesehen,
dass die zwischen den Kästen
vorgesehene Kammer auf zwei gegenüberliegenden Seiten mittels
als Flachrohren ausgebildeten Rohren, über welche der erste Kasten
und der zweiten Kasten strömungsverbunden sind,
begrenzt wird. Auf zwei weiteren gegenüberliegenden Seiten, also zwei
gegenüberliegenden
und von den vorgenannten Seiten verschiedene Seiten, die sich zwischen
den Kästen
erstrecken bzw. sich jeweils vom ers ten zum zweiten Kasten erstrecken
und die insbesondere im Wesentlichen quer zu den von diesen Flachrohren
aufgespannten Ebenen gelegenen sind, wird die Kammer jeweils mittels
einer Abdeckung, insbesondere Abdeckblech, begrenzt. Es können also
beispielsweise zwei Abdeckbleche vorgesehen sein, die auf gegenüberliegenden
Seiten jeweils die Kammer begrenzen.
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Gemäß einer
besonders zu bevorzugenden Weiterbildung wird die zwischen den Kästen vorgesehene
Kammer auf den in Längserstreckungsrichtung
der Rohre gegenüberliegenden
Seiten von den Kästen
begrenzt. Dies ist in vorteilhafter Ausgestaltung so, dass die Kammer
auf der einen der beiden in Längserstreckungsrichtung
der Rohre gegenüberliegenden
Seiten von dem Boden des ersten Kastens begrenzt wird, und auf der
anderen dieser beiden in Längserstreckungsrichtung
der Rohre gegenüberliegenden
Seiten von dem Boden des zweiten Kastens begrenzt wird.
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Ferner
wird insbesondere ein Wärmetauscher
gemäß Anspruch
5 vorgeschlagen. Es wird also insbesondere ein Wärmetauscher vorgeschlagen,
der einen ersten Kasten aufweist, sowie einen von diesem ersten
Kasten beabstandet angeordneten zweiten Kasten. Der erste Kasten
ist mit dem zweiten Kasten über
eine Vielzahl von Rohren, die in vorteilhafter Ausgestaltung Flachrohre
sind, strömungsverbunden.
Der Wärmetauscher
ist dabei so gestaltet, dass einer dieser beiden Kästen – vorzugsweise
beide dieser Kästen
jeweils – einen
Deckel aufweist sowie einen mit diesem Deckel verbundenen und mit
einem oder mehreren ersten Durchgangsöffnungen für die Rohre versehenen Boden.
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Der
Boden des ersten und/oder der Boden zweiten Kastens weist wenigstens
eine Nut auf, in welche sich ein – bzw. sich jeweils ein jeweiliger – Wandabschnitt
des Deckels des (jeweils) selben Kastens erstreckt, und zwar insbesondere
mit seinem diesem (jeweiligen) Boden zugewandten Endbereich. Alternativ
oder ergänzend
kann auch vorgesehen sein, dass der angesprochene Deckel des ersten
und/oder des zweiten Kastens wenigstens eine Nut aufweist, in welcher
sich (jeweils) ein (jeweiliger) Wandabschnitt des Bodens des (jeweiligen)
selben Kastens erstreckt. Anzumerken ist, dass die jenige der alternativen
Ausgestaltungen, bei denen wenigstens eine Nut im Boden des ersten
und/oder im Boden zweiten Kastens vorgesehen ist, in welche sich ein
Wandabschnitt des jeweils zugeordneten Deckels erstreckt, in diversen
Anwendungsfällen
Vorteile gegenüber
der alternativen Ausgestaltung bietet, bei der der Deckel des ersten
und/oder der Deckel zweiten Kastens wenigstens eine Nut aufweist,
in welche sich (jeweils) ein (jeweiliger) Wandabschnitt des Bodens
dieses (jeweils selben) Kastens erstreckt.
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Wie
auch die vorstehenden Ausführungen zeigen,
können
die Ausgestaltungen des Kastens bzw. des Bodens und des Deckels
des Kasten bzw. das Zusammenwirken von Kasten und Boden bzw. das
Zusammenwirken von Boden und Abdeckung sich auf einen der beiden
Kästen
beziehen oder auf beide Kästen.
Entsprechendes gilt für
die diesbezüglichen
im Rahmen dieser Offenbarung offenbarten Weiterbildungen. Es kann
beispielsweise auch vorgesehen sein, dass die Ausgestaltung des
Kastens bzw. dessen Boden und/oder Deckel bzw. das Zusammenwirken
des Bodens des Kastens mit einer Abdeckung in Bezug auf den ersten
Kasten und den zweiten Kasten unterschiedlich entsprechend unterschiedlichen
Gestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung ist. Um die Darstellung
in dieser Offenbarung einfacher zu gestalten werden die Gestaltungen bzw.
Weiterbildungen weitgehend in Bezug auf einen Kasten bzw. dessen
Deckel bzw. dessen Boden bzw. das Zusammenwirken dieses Kastens
mit einer oder mehreren Abdeckungen erläutert, wobei hierdurch insbesondere
mitgeteilt werden soll, dass die jeweilige Gestaltung in Bezug auf
den ersten und/oder zweien Kasten gegeben sein kann.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Nut bzw.
die erste Nut bzw. die zweite Nut eine umlaufende oder eine im Wesentlichen umlaufende
Nut ist. Dies kann beispielsweise so sein, dass der Boden in einem
im Wesentlichen außen
gelegenen Randbereich eine umlaufende Nut bzw. umlaufende erste
Nut bzw. umlaufende zweite Nut aufweist. Dabei kann vorgesehen sein,
dass der Deckel mit seinem, am dem Boden zugewandten Ende gelegenen,
vorzugsweise umlaufenden, Wandabschnitt sich in die angesprochene
erste Nut, insbesondere umlaufend, erstreckt. In vorteilhafter Ausgestaltung
ist die im Boden vorgesehen Nut bzw. erste Nut bzw. zweite Nut eine
in den Boden eingeprägte
bzw. eingepresste, besonders bevorzugt umlaufende, Nut. Die Nut
bzw. erste Nut bzw. zweite Nut ist vorzugsweise in einem Randbereich
bzw. außen gelegenen
Randbereich des Bodens vorgesehen, und zwar insbesondere im Bereich,
der zwischen der Anordnung der ersten Durchgangsöffnungen des Bodens und dem äußeren Rand
dieses Bodens gelegen ist. Die Nut bzw. erste Nut bzw. zweite Nut
kann dabei so eingeprägt
bzw. eingepresst sein, dass sie auf der einen Seite des Bodens die
Nut bzw. erste Nut bzw. zweite Nut ausbildet und auf der anderen
Seite ein entsprechender (erster bzw. zweiter) Vorsprung bzw. eine
entsprechende (erste bzw. zweite) Profilierungserhöhung, insbesondere
Wulst, ausbildet. Anzumerken ist, dass durch die Formulierung "Nut bzw. erste Nut
bzw. zweite Nut" alternative
Gestaltungen angesprochen werden, die aber gemäß einer Weiterbildung auch
in entsprechender Kombination gegeben sein können.
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Gemäß einer
besonders zu bevorzugenden Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass eine erste Profilierungserhöhung
quer, insbesondere senkrecht, zur Längserstreckungsrichtung der
Rohre von dem von den Rohren, insbesondere Flachrohren, gebildeten
Rohrblock beabstandet ist, so dass quer, insbesondere senkrecht,
zur Längserstreckungsrichtung
der Rohre wenigstens ein erster Zwischenraum zwischen diesem Rohrblock
und dieser ersten Profilierungserhöhung gebildet wird, wobei für die Begrenzung
der Kammer zumindest eine Abdeckung, insbesondere Abdeckblech, vorgesehen
ist, und wobei sich ein – insbesondere
endseitiger – Wandabschnitt
bzw. Rand dieser Abdeckung in diesen ersten Zwischenraum erstreckt.
Dabei kann vorgesehen sein, dass dieser sich in den zwischen dem Rohrblock
und der ersten Profilierungserhöhung
gebildeten ersten Zwischenraum erstreckende Wandabschnitt der Abdeckung
im Wesentlichen an diesem Rohrblock und/oder an dieser ersten Profilierungserhöhung anliegt
und/oder mit Rohren des Rohrblocks und/oder mit der ersten Profilierungserhöhung, beispielsweise
mittels Lotplattierung, verlötet
ist.
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Besonders
vorteilhaft ist eine bevorzugte Ausgestaltung, gemäß der sich – wie zuvor
erwähnt – ein Wandabschnitt
der Abdeckung in einen ersten Zwischenraum der genannten Art erstreckt,
und gemäß der ein
Wandabschnitt des dem betreffenden Boden zugeordneten Deckels sich
in einer erste Nut dieses Deckels erstreckt, wobei insbesondere
vorgesehen sein kann, dass die erste Profilierungserhöhung dadurch
ausgebildet ist, dass die erste Nut (auf der anderen Seite dieses
Bodens) in diesen Boden eingeprägt
oder eingepresst ist.
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Gemäß einer
vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Boden eine
oder mehrere von der bzw. den ersten Durchgangsöffnungen verschiedene zweite
Durchgangsöffnungen
aufweist und der Deckel auf seiner dem Boden zugewandten Seite einen
oder mehrere Vorsprünge,
wie beispielsweise Laschen, aufweist, von denen sich jede in oder
durch jeweils eine zweite Durchgangsöffnung erstreckt. Die ersten
Durchgangsöffnungen
sind dabei diejenigen, die im Boden zur Aufnahme der Rohre ausgebildet werden.
Die zweiten Durchgangsöffnungen
können beispielsweise
im Nutgrund der wenigstens einen ersten Nut des Bodens vorgesehen
sein.
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Der
Boden ist in vorteilhafter Weiterbildung mit dem Deckel verlötet, und
zwar insbesondere fluiddicht verlötet. Das Verlöten kann
beispielsweise mittels Lotplattieren oder auf andere Weise erfolgt sein.
Bevorzugt ist ferner, dass die wenigstens eine Abdeckung, insbesondere
Abdeckblech, mit dem Boden verlötet
ist.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Lot, mittels
welchem der Boden und der Deckel verlötet ist, in der wenigstens
einen ersten Nut gegeben ist, die im Boden vorgesehen ist und in welche
sich zumindest ein Wandabschnitt des Deckels erstreckt oder – alternativ – im Bereich
des zwischen der zweiten Profilierungserhöhung und dem Rohrblock gebildeten
Zwischenraum.
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Die
Abdeckung ist in vorteilhafter Weise im Bereich des Zwischenraums,
der zwischen der zweiten Profilierungserhöhung des Bodens und dem Rohrblock ausgebildet
wird, mit dieser zweiten Profilierungserhöhung und/oder mit den dortigen
Rohrabschnitten von Rohren des Rohrblocks verlötet oder – in alternativer Gestaltung – im Bereich
der zweiten Nut, so dass Lot in dieser zweiten Nut gegeben ist. Das
Verlöten
erfolgt in vorteilhafter Weiterbildung mittels Lotplattierung.
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Gemäß einer
vorteilhafter Weiterbildung ist der Boden im Wesentlichen flach
bzw. eben ausgebildet ist. Es kann vorgesehen sein, dass sämtliche
Teile des Kastens bzw. beider Kästen,
also insbesondere der (jeweilige) Boden und der Deckel, aus Blech geformt
sind. Auch die wenigstens eine Abdeckung kann aus Blech geformt
sein. Der Boden bzw. die Böden
sind vorteilhafter Weise einstückig
ausgebildet bzw. aus einem einstückigen
Teil gefertigt.
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Es
ist insbesondere vorgesehen, dass die bzw. sämtliche Rohre in der quer zu
der Längserstreckungsrichtung
gesehenen Richtung beabstandet sind, so dass Rohrzwischenräume für eine Durchströmung mit
einem von einem durch die Rohre strömenden Medium (insbesondere
Abgas oder Ladeluft) verschiedenen Medium (insbesondere Kühlmittel)
ausgebildet werden. Solche Rohrzwischenräume können insbesondere jeweils zwischen
benachbarten Rohren gegeben sein. Die Rohre können in ihrem Inneren einen
oder mehrere Kanäle
ausbilden. Anzumerken ist, dass als "Rohrblock" im Sinne dieser Anmeldung die Einheit
der Rohre – insbesondere
in ihrer montierten Anordnung – bezeichnet
wird. Der Begriff "Rohrblock" schließt also
die angesprochenen Rohrzwischenräume
nicht aus, und soll insbesondere nicht anzeigen, dass die Rohre
in Kontakt miteinander stehen müssen.
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Beispielsweise
kann auch vorgesehen sein, dass in die Rohrzwischenräume Turbulenzeinlagen eingesetzt
sind. Diese können
beispielsweise die jeweils benachbarten Rohre kontaktieren und/oder
mit diesen verlötet
sein, und zwar insbesondere mittels Lotplattieren.
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Die
Kammer kann eine Einlassöffnung
für ein Kühlmittel,
wie Wasser oder dergleichen, sowie eine Auslassöffnung für das Kühlmittel aufweisen.
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Es
kann vorgesehen sein, dass in den Rohren Rippen vorgesehen sind,
und zwar insbesondere zur insbesondere Verbesserung der Wärmeleitung.
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Besonders
bevorzugt ist vorgesehen, dass der Wärmetauscher ein Ladeluftkühler oder
ein Abgaskühler
für eine
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ist. Dabei kann vorgesehen
sein, dass die Ladeluft bzw. das Abgas mittels dieses Ladeluftkühlers bzw.
Abgaskühlers
abgekühlt
werden kann. Es kann vorgesehen sein, dass die Ladeluft bzw. das Abgas
in den einen der beiden Kästen
des Wärmetauschers
eintritt, und anschließend
durch die Rohre in den anderen der beiden Kästen strömt. Durch die Rohrzwischenräume bzw.
die angesprochene Kammer kann dabei ein Kühlmittel strömen.
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In
vorteilhafter Ausgestaltung ist der erfindungsgemäße Wärmetauscher
ein sogenannter Ganzaluminium-Wärmetauscher
bzw. besteht im Wesentlichen vollständig aus Aluminium.
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Der
Deckel ist vorzugsweise haubenförmig ausgebildet.
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Die
Rohre, über
welche der erste Kasten mit dem zweiten Kasten strömungsverbunden
sind, sind vorzugsweise – insbesondere
alle – Flachrohre.
Bevorzugt ist ferner, dass die bzw. sämtliche Rohre, über welche
der erste Kasten mit dem zweiten Kasten strömungsverbunden sind, parallel
zueinander verlaufen. Die Rohre, über welche der erste Kasten mit
dem zweiten Kasten strömungsverbunden
sind, sind insbesondere zwischen dem ersten Kasten und dem zweiten
Kasten angeordnet sind.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist der Wärmetauscher
mindestens eine Aussparung, insbesondere mehrere Aussparungen, auf. Durch
die Aussparung kann insbesondere während des Fügeprozesses, insbesondere während des
Lötprozesses,
besonders vorteilhaft eine Kraft auf die Rohre aufgebracht werden.
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In
einer weiteren vorteilhaften Ausführung weist die Aussparung
eine Breite e, h und eine Länge d,
i auf. Insbesondere weist die mindestens eine Aussparung des ersten
Seitenwandabschnitts eine Breite h und eine Länge i auf. Die mindestens eine
Aussparung des zweiten Seitenwandabschnitts weist eine Breite e
und eine Länge
d auf.
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Im
Folgenden sollen nun beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung
anhand der Figuren näher
erläutert
werden. Es zeigt:
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers
in teilweiser Ansicht, wobei der Deckel und der Boden des Kastens
sowie einige Rohre und die Abdeckung aufgeschnitten dargestellt
sind;
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2 die
Gestaltung gemäß 1 in
Explosionsansicht;
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3 die
Gestaltung gemäß 2,
wobei allerdings der Boden des Kastens nicht-aufgeschnittenen dargestellt
ist;
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4 die
Gestaltung gemäß 3,
wobei allerdings die Rohre nicht-aufgeschnitten
dargestellt sind;
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5 die
Gestaltung gemäß 3 mit
teilweise entfernter Abdeckung;
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6 die
Gestaltung gemäß 2 mit
teilweise entfernter Abdeckung;
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7 eine
erste Schrägansicht
der dem Inneren des Kastens zugewandten Seite des Bodens gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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8 eine
zweite Ansicht bzw. Schrägansicht
der dem Inneren des Kastens zugewandten Seite des Bodens gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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9 eine
Schrägansicht
der dem Inneren des Kastens abgewandten Seite des Bodens gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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10 eine
Seitenansicht der Gestaltung gemäß den 1 bis 9;
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11 eine
Explosionsansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers
in teilweiser Ansicht;
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12 den
Boden des Kastens aus der Gestaltung gemäß 11 in
Schrägansicht;
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13 eine
Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsform des Wärmetauschers;
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14 eine
isometrische Darstellung des zusammengebauten Wärmetauschers;
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15 eine
Ausführungsform
der Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte;
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16 eine
weitere Ausführungsform
der Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte;
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17 eine
weitere Ausführungsform
der Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte;
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18 eine
weitere Ausführungsform
der Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte;
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19 eine
weitere Ausführungsform
der Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte;
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20 eine
weitere Ausführungsform
der Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte;
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21 eine
weitere Ausführungsform
der Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte mit einer Platte;
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22 eine
isometrische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der Verbindung des
Deckels mit dem Boden und der Seitenabdeckung;
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23 eine
Schnittdarstellung der weiteren Ausführungsform der Verbindung des
Deckels mit dem Boden und der Seitenabdeckung;
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Anhand
der 1 bis 10 soll im Folgenden zunächst ein
erstes Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers 1 erläutert werden.
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Der
Wärmetauscher 1,
der beispielsweise ein Ladeluftkühler
oder Abgaskühler
für eine
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ist, weist einen ersten
Kasten 2 auf, sowie einen beabstandet zu diesem ersten
Kasten 2 angeordneten (nicht dargestellten) zweiten Kasten.
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Der
Wärmetauscher 1 weist
eine Vielzahl von Rohren 10 auf, mittels welchen der erste
Kasten und der zweite Kasten strömungsverbunden
sind. Dies ist so, dass die Rohre 10 jeweils mit ihrem
einen Ende in den ersten Kasten münden und in ihrem zweiten,
dem ersten Ende entgegengesetzten, Ende in den zweiten Kasten münden.
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Der
erste Kasten 2 weist einen Deckel 12 auf sowie
einen mit diesem Deckel 12 verbundenen Boden 14.
In entsprechender Weise weist der zweite Kasten einen Deckel sowie
einen mit diesem Deckel verbundenen Boden auf, was in den Figuren
nicht gezeigt ist.
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Der
Boden 14 – und
entsprechendes gilt für den
Boden des zweiten Kastens – weist
eine Vielzahl von ersten Durchgangsöffnungen 16 auf. Die
Rohre 10, die sich gerade erstrecken, sind mit ihren dem ersten
Kasten zugewandten Ende 18 in die ersten Durchgangsöffnungen 16 des
Bodens 14 des ersten Kasten 2 jeweils eingesteckt.
In entsprechender Weise sind die Rohre 10 mit ihren den
ersten Enden 18 entgegengesetzten zweiten Enden – die nicht
dargestellt sind – in
die Durchgangsöffnungen
des Bodens des zweiten Kas tens eingesteckt. Die jeweiligen angesprochenen
ersten 18 und zweiten Rohrenden sind mit dem Boden 14 des
ersten Kastens 2 bzw. mit dem Boden des zweiten Kastens
verlötet,
was vorzugsweise mittels Lotplattieren erfolgt.
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Der
Deckel 12 des ersten Kastens ist im Wesentlichen haubenförmig gestaltet.
Auch der Deckel des zweiten Kastens ist im Wesentlichen haubenförmig gestaltet,
wobei anzumerken ist, dass die exakte Form der entsprechenden Deckel
unterschiedlich oder identisch gestaltet sein kann.
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Der
Deckel 12 des ersten Kastens – und entsprechendes gilt für den Deckel
des zweiten Kastens – bildet
einen den Rohren bzw. dem jeweils anderen Kasten zugewandten Endbereich 20 aus,
der umfangsmäßig geschlossen
ist. Dieser Endbereich 20 ist derart umfangsmäßig geschlossen,
dass er um eine gedachte – in
Längsrichtung 22 der
Rohre 10 durch den Kasten 2 verlaufende – Achse
herum umfangsmäßig geschlossen
ist. Dabei kann vorgesehen sein – und entsprechendes kann für den Deckel
des zweiten Kastens gelten –,
dass das dem anderen Kasten, also hier dem zweiten Kasten, zugewandte Ende
des Deckels 12 des ersten Kastens 2 – zumindest
abgesehen von Laschen 76, die im Folgenden noch angesprochen
werden, umfangsmäßig geschlossen
ist und im Wesentlichen in einer senkrecht zur Rohrlängsrichtung 22 gelegenen
Ebene – insbesondere
vollständig – liegt.
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Der
Deckel 12 des ersten Kastens 2 – und entsprechendes
kann für
den Deckel des zweiten Kastens gelten – ist so gestaltet, dass er
vier Seitenwände 24, 26, 28, 30 ausbildet
sowie eine dem Boden 14 gegenüberliegende Wand bzw. einen
dem Boden 14 gegenüberliegenden
Wandabschnitt 32. Die erste Seitenwand 24 liegt
der zweiten Seitenwand 26 gegenüber und die dritte Seitenwand 28 liegt
der vierten Seitenwand 30 gegenüber. Diese vier Seitenwände 24, 26, 28, 30 sind
jeweils im Wesentlichen quer zum Boden 14 des ersten Kastens 2 ausgerichtet.
Die erste 24 sowie die zweite Seitenwand 26 sind
jeweils im Wesentlichen quer zur dritten Seitenwand 28 bzw.
vierten Seitenwand 30 ausgerichtet. Anzumerken ist, dass
die Seitenwand 30 in den 1 bis 6 jeweils
verdeckt ist.
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Wie
insbesondere anhand der Seitenwände 24, 26 deutlich
wird, müssen
diese Seitenwände
allerdings keineswegs eben ausgebildet sein. So zeigen die Figuren,
dass hier die Seitenwände 24, 26 gekrümmt in die
dem Boden gegenüberliegende Wand 32 überführt werden,
wobei eine relativ große Krümmung gegeben
ist. Die Formgebung des Deckels 12 kann auch deutlich von
der in den Figuren gezeigten Formgebung abweichen.
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Der
Deckel 12 kann ferner aus einem einstückigen Teil bzw. einstückigen Blech
geformt sein, was in den 1 bis 10 allerdings
nicht gezeigt ist.
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Gemäß den 1 bis 10 sind
die dritte 28 sowie die vierte Seitenwand 30 als
von der Seitenwand 24, 26 sowie der Wand 30 separat
hergestellte Teile ausgebildet. Die Wände 24, 26, 32 sind
dort aus einem einstückigen
Teil geformt. Insoweit besteht aber eine große Variationsvielfalt, die
auch bei der Gestaltung gemäß den 1 bis 10 alternativ vorgesehen
sein kann. In den 1 bis 10 ist gezeigt,
dass in der Einheit aus den Wänden 24, 26, 32 Schlitze 34, 36 vorgesehen
sind, in welche die Wände 28, 32 eingesteckt
und dort verlötet
sind.
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Zwischen
dem ersten 2 und dem zweiten Kasten wird eine Kammer 38 ausgebildet.
In der Längserstreckungsrichtung 22 der
Rohre 10 gesehen bzw. auf den in Längserstreckungsrichtung 22 der
Rohre 10 gegenüberliegenden
Seiten wird diese Kammer 38 auf der einen Seite von dem
Boden 14 des ersten Kastens 2 und auf der anderen
Seite von dem Boden des zweiten Kastens begrenzt. Auf den vier verbleibenden
Seiten wird die Kammer 38 von einer Abdeckung 40 begrenzt.
Diese Abdeckung 40 bildet hier einen im Wesentlichen umfangsmäßig geschlossenen
Mantel aus. Die Abdeckung 40 wird hier von einer ersten
Kammer-Seitenwand 42, einer dieser gegenüberliegenden,
in den Fig. verdeckten zweiten Kammer-Seitenwand, einer sich quer
zur ersten 42 und zweiten Kammer-Seitenwänden erstreckenden
dritten Kammer-Seitenwand 44 sowie einer dieser dritten
Kammer-Seitenwand 44 gegenüberliegenden, in den Fig. verdeckten
vierten Kammer-Seitenwand gebildet. Die erste 42 und die
zweite Kammer-Seitenwand erstrecken sich jeweils im Wesentlichen
quer zu den durch die Flachrohre 10 aufgespannten Ebenen.
Die vier Kammer-Seitenwände werden
jeweils von einem Blech gebildet, wobei die vier Bleche beispielweise
miteinander verlötet
sein können.
Sie können
beispielsweise aber auch von einem Blech gebildet werden, dass entsprechend
geformt und an endseitigen Kanten beispielsweise verlötetet ist.
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Die
Flachrohre 10 sind parallel zu einander ausgerichtet, und
zwar so, dass die von ihren aufgespannten Ebenen sich parallel zueinander
erstrecken. Die Flachrohre 10 bilden hier eine Rohrreihe; alternativ
können
beispielsweise auch mehrere Rohrreihen von den Flachrohren 10 gebildet
werden. Die aus den Flachrohren gebildete Anordnung wird auch als
Rohrblock 46 bezeichnet. Die Flachrohre 10 sind zu
einander beabstandet, so dass zwischen den Flachrohren 10 bzw.
zwischen den jeweils benachbarten Flachrohren 10 Rohrzwischenräume 48 ausgebildet
werden. In diesen Rohrzwischenräumen 48 sind
Turbulenzeinlagen 50 vorgesehen, die beispielsweise mit
den jeweils benachbarten Flachrohren 10 verlötet sein
können.
In den Rohren 10 sind nicht dargestellte Rippen vorgesehen.
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Prinzipiell
kann die Abdeckung 40 im Wesentlichen vollständig von
dem Rohrblock 46 beabstandet sein. Hier ist allerdings
vorgesehen, dass die dritte 44 und vierte Kammer-Seitenwand
am Rohrblock 46 – im
Wesentlichen vollständig – anliegt,
wobei diese beiden Kammer-Seitenwände an gegenüberliegenden,
endseitigen Rohren der Rohrreihe bzw. des Rohrblocks anliegen. Die
erste 42 und zweite Kammer-Seitenwand liegen mit ihren
umlaufenden Randbereichen 52 am Rohrblock an oder im Wesentlichen
bzw. nahezu an, und sind ansonsten für die Bildung eines Verteilbereichs
für das
Kühlmittel
zur Verteilung des Kühlmittels
in die Rohrzwischenräume 48 bzw.
zu den Turbulenzeinlagen 50 vom Rohrblock 46 beabstandet.
Hierzu sind die erste 42 und zweite Kammer-Seitenwand bzw.
die diesen entsprechenden Abdeckungen entsprechend geformt, wie
z.B. mit gewölbtem Übergangsbereich 54.
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Gemäß einer
alternativen, in den Fig. nicht gezeigten Gestaltung können die
dritte 44 und vierte Kammer-Seitenwand auch weggelassen
sein, so dass die Kammer 38 an den entsprechenden Stellen stattdessen
von den in der Rohrreihe außen
gelegenen Flachrohren 10 bzw. deren außen gelegenen Oberflächen gebildet
werden. Dabei können
die verbleibenden Abdeckungen 40 bzw. die erste 42 und zweite
Kammer-Seitenwand beispielsweise am Rohrblock 46 in ihren
Randbereichen 52 verlötet sein,
und zwar insbesondere umlaufend bzw. dicht.
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Die
Kammer 38 kann von einem Kühlmittel durchströmt werden.
Zu diesem Zweck weist die Abdeckung bzw. Kammerwand eine Eintrittsöffnung sowie
eine Austrittsöffnung
für Kühlmittel
auf. Gezeigt ist in den Fig. eine (Bezugszeichen 56) dieser Öffnungen,
wobei an dieser ein Stutzen vorgesehen ist.
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Die
Flachrohre 10 verlaufen durch die Kammer 38, so
dass in dieser Kammer 38 eine Wärmeübertragung zwischen dem die
Rohre durchströmenden
Medium bzw. Gas, wie Abgas bzw. Ladeluft, und dem diese durchströmenden Kühlmittel
erfolgen kann.
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Der
Boden 14 des ersten Kastens 2 weist eine eingeprägte bzw.
eingepresste erste Nut 58 auf. Diese erste Nut 58 ist
im außen
liegenden Randbereich 60 des Bodens 14 in diesem
Boden 14 vorgesehen. Die erste Nut 58 ist eine
umlaufende Nut bzw. ist umfangsmäßig geschlossen
bzw. erstreckt sich umfangsmäßig geschlossen
um eine bzw. die Längsachsen
der Rohre 10 bzw. läuft
um diese Längsachs(e)
um. Die erste Nut 58 ist auf der dem Rohrblock 46 abgewandten
Seite des Bodens 14 vorgesehen. Die erste Nut 58 ist
derart in den Boden 14 eingeprägt bzw. eingepresst, dass auf
der dem Rohrblock 46 zugewandten Seite des Bodens 14 durch dieses
Einprägen
bzw. Einpressen eine erste Profilierungserhöhung 62 ausgebildet
ist. Die erste Profilierungserhöhung 62 ist
folglich auch umlaufend ausgebildet. Eine derartige Gestaltung mit
erster Profilierungserhöhung
und erster Nut ist in entsprechender Weise in den Boden des zweiten
Kastens eingeprägt bzw.
eingepresst.
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Die
erste Profilierungserhöhung 62 ist
quer bzw. senkrecht zur Längserstreckungsrichtung 22 der
Rohre 10 von dem von den Flachrohren 10 gebildeten
Rohrblock 46 beabstandet ist, so dass quer bzw. senkrecht
zur Längserstreckungsrichtung 22 der
Rohre 10 ein erster, hier um den Rohrblock 46 umlaufender,
Zwischenraum 64 zwischen diesem Rohrblock 46 und
dieser ersten Profilierungserhöhung 62 gebildet
wird. Der erste Zwischenraum 64 wird seitlich einerseits
durch die erste Profilierungserhöhung 62 und
andererseits durch einen Abschnitt bzw. durch Abschnitte des Rohrblocks 46 begrenzt. Es
kann vorgesehen sein, dass die Rohrzwischenräume 48 im Bereich
des ersten Zwischenraums 64 mittels der Turbulenzeinlagen 50 geschlossen
sind, so dass die Rohre 10 des Rohrblocks 46 bzw.
dessen im Bereich des ersten Zwischenraums 64 gelegenen Abschnitte
mit den im Bereich des ersten Zwischenraums 64 gelegenen
Abschnitten der Turbulenzeinlagen 50 eine Begrenzungswand
für den
ersten Zwischenraum 64 ausbilden, die im Wesentlichen geschlossen
ist. In Längsrichtung 22 der
Rohre 10 gesehen wird der erste Zwischenraum 64 von
dem Boden 14 begrenzt. Zu der dem Deckel 12 des
ersten Kastens 2 abgewandten Seite ist der erster Zwischenraum 64 offen.
Der erste Zwischenraum 64 bildet damit durch das Zusammenwirken
des Boden 14 und seiner ersten Profilierungserhöhung 62 mit
Abschnitten der Rohre 10 sowie gegebenenfalls mit Abschnitten
der Turbulenzeinlagen 50 eine Art Nut bzw. eine Nut aus.
In entsprechender Weise ist ein erster Zwischenraum im Bereich des
Bodens des zweiten Kastens gegeben, der in entsprechender Weise
von einer ersten Profilierungserhöhung des Bodens des zweiten
Kasten, von diesem Boden sowie von Abschnitten der Rohre 10 und
gegebenenfalls von Abschnitten der Turbulenzeinlagen 50 begrenzt
wird.
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In
die erste Nut 58 des Bodens 14 des ersten Kastens 2 erstreckt
sich der Deckel 12 dieses ersten Kastens 2 bzw.
ein Wandabschnitt 66 des Deckels 12 dieses ersten
Kastens 2. Dies ist insbesondere so, dass sich dieser Deckel 12 mit
seinem umlaufenden dem Rohrblock 46 zugewandten Ende bzw.
Endbereich in diese erste Nut 58 erstreckt. Es kann vorgesehen
sein, dass der Wandabschnitt 66 in der ersten Nut 58 geklemmt
ist. Der Deckel 12 bzw. dessen Wandabschnitt 66 ist
in der ersten Nut 58 mit dem Boden verlötet, und zwar insbesondere
mittels Lotplattieren. Hierdurch kann sich Lot gut in der Nut sammeln,
so dass die Lotqualität
bzw. die Qualität der
Lötstellen
verbessert wird und die Undichtigkeitsrate nach dem Löten gegenüber bekannten
Gestaltungen verringert wird. Ferner wird mittels der ersten Nut 58 der
Kontakt zwischen dem Boden 14 und dem Deckel 12 verbessert.
Ferner wirken sich etwaige Unebenheiten des Bodens 14 weniger
auf die Qualität der
Verbindung zwischen dem Boden 14 und dem Deckel 12 aus,
da sie durch die Nut aufgenommen werden bzw. die Verbindung mittels
der ersten Nut 58, in der Lot ist bzw. sich sammeln kann,
dazu führt, dass
etwaige Unebenheiten "ausgeglichen" werden und nicht
in dem Maße,
wie es in vorbekannten Gestaltungen der Fall ist, potentielle Undichtigkeitsstellen
nach dem Löten
bilden. In entsprechender Weise erstreckt sich der Deckel des zweiten
Kastens bzw. ein Wandabschnitt des Deckels des zweiten Kastens in
die im Bodens des zweiten Kastens vorgesehene erste Nut.
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Die
Abdeckung 40 erstreckt sich mit einem Wandabschnitt 68 in
den ersten Zwischenraum 64. Dies ist hier so, dass sich
der umlaufende, dem ersten Kasten 2 zugewandte Endbereich
der Abdeckung 40 bzw. der jeweiligen ersten 42,
zweiten, dritten 44 und vierten Kammer-Seitenwand in diesen
ersten Zwischenraum 64 erstreckt. In diesem ersten Zwischenraum 64 ist
die Abdeckung 40 mit dem Boden 14 bzw. den Rohren 10 bzw.
den Turbulenzeinlagen 50 verlötet. In entsprechender Weise
erstreckt sich ein Endbereich der Abdeckung 40 bzw. der
dem zweiten Kasten zugewandte Endbereich der jeweiligen ersten 42,
zweiten, dritten 44 und vierten Kammer-Seitenwand in ersten
Zwischenraum, der in entsprechender Weise mittels der ersten Profilierungserhöhung des
Bodens des zweiten Kastens gebildet wird. Anzumerken ist, dass in
der oben angesprochenen alternativen Gestaltung, bei der keine dritte 44 und
vierte Kammer-Seitenwand gegeben ist, sich nur Randbereiche 68 der
ersten 42 und zweiten Abdeckung bzw. Kammer-Seitenwand
in den jeweiligen ersten Zwischenraum 64 bzw. die jeweiligen
ersten Zwischenräume
erstrecken.
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Es
ist eine Einlassöffnung
für Gas,
insbesondere Abgas bzw. Ladeluft, vorgesehen, sowie eine Auslassöffnung für dieses
Gas, insbesondere Abgas bzw. Ladeluft. Eine dieser Öffnungen,
die diese Einlassöffnung
oder diese Auslassöffnung
sein kann, und hier im Deckel 12 des ersten Kastens 2 vorgesehen
ist, ist mit dem Bezugszeichen 70 versehen, wobei im Bereich
dieser Öffnung
ein Stutzen vorgesehen ist. Die andere Öffnung kann beispielsweise
am zweiten Kasten vorgesehen sein.
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Der
Boden 14 des ersten Kastens 2 – und entsprechendes gilt für den Boden
des zweiten Kastens – weist
mehrere, hier beispielsweise vier, zweite Durchgangsöffnungen 72 auf.
Diese zweiten Durchgangsöffnungen 72 sind
hier im Nutgrund 74 der ersten Nut 58 vorgesehen
bzw. in der ersten Profilierungserhöhung 62. Die zweiten
Durchgangsöffnungen 72 sind
jeweils schlitzförmig.
Der Deckel 12 des ersten Kastens 2 – und entsprechendes
gilt für
den Deckel des zweiten Kastens – weist
mehrere, hier beispielsweise vier, Vorsprünge auf, die hier Laschen 76 sind.
Beispielsweise ist, wie hier, an der ersten Seitenwand 24,
an der zweiten Seitenwand 26, an der dritten Seitenwand 28 sowie
an der vierten Seitenwand 30 jeweils eine Lasche 76 vorgesehen.
Diese Laschen 76 ragen vom Deckel 12 in der dem
Boden 14 zugewandten Richtung vor. Die Laschen 76 erstrecken
sich in bzw. durch die zweiten Durchgangsöffnungen 72.
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Der
Boden 14 des ersten 2 bzw. der Boden zweiten Kastens
ist im Wesentlichen eben bzw. flach gestaltet.
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Die 11 und 12 zeigen
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers 1,
der beispielsweise als Ladeluftkühler oder
Abgaskühler
für eine
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann.
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In
der Gestaltung gemäß den 11 und 12 ist
der Deckel 12 gegenüber
der Gestaltung gemäß den 1 bis 10 abgerundeter
und flacher ausgebildet. Ferner verdeutlicht die Gestaltung gemäß den 11 und 12,
dass der Deckel 12 auch asymmetrischer gestaltet sein kann,
als es in der Gestaltung gemäß den 11 und 12 der Fall
ist.
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Die 11 und 12 zeigen
ferner einen im Bereich der Öffnung 70 angeformten
Stutzen, dessen Achse schräg
zur Rohrlängsrichtung 22,
und nicht wie in der Gestaltung gemäß den 1 bis 10 in
Rohrlängsrichtung 22,
verläuft.
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Der
im Bereich der Öffnung 56 vorgesehene Stutzen
ist in der Gestaltung gemäß den 11 und 12 im
Gegensatz zur Gestaltung gemäß den 1 bis 10 nicht
gerade sondern gebogen geformt, und im übrigen an abweichender Stelle
an die Abdeckung 40 angeformt.
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Die
Turbulenzeinlagen 50 sind in der Gestaltung gemäß den 11 und 12 nicht
gezeigt bzw. nicht gegeben, können
aber in vorteilhafter Weiterbildung entsprechend der Gestaltung
gemäß den 1 bis 10 gegeben
und angeordnet sein.
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Die
zweite Durchgangsöffnungen 72 und
die Laschen 76 sind bei der Gestaltung gemäß den 11 und 12 nicht
gezeigt bzw. nicht gegeben, können
aber in vorteilhafter Weiterbildung entsprechend der Gestaltung
gemäß den 1 bis 10 gegeben
und angeordnet sein.
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Im übrigen ist
der Wärmetauscher 1 gemäß den 11 und 12 im
Wesentlichen so gestaltet, wie der Wärmetauscher gemäß den 1 bis 10.
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Die 13 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers 1,
der beispielsweise als Ladeluftkühler
oder Abgaskühler
für eine
Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann.
Die Teile des Wärmetauschers
gemäß 13 sind
vorzugsweise miteinander verlötet,
und zwar insbesondere mittels Lotplattieren.
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Die 13 zeigt
einen im Bereich der Öffnung 70 angelöteten Stutzen 78,
dessen Achse schräg
zur Rohrlängsrichtung 22,
und nicht wie in der Gestaltung gemäß den 1 bis 10 in
Rohrlängsrichtung 22,
verläuft.
Der im Bereich der Öffnung 56 vorgesehene
Stutzen ist in der Gestaltung gemäß 13 gerade
geformt.
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Die
Turbulenzeinlagen 50 sind in der Gestaltung gemäß 13 nicht
gezeigt bzw. nicht gegeben, können
aber in vorteilhafter Weiterbildung entsprechend der Gestaltung
gemäß den 1 bis 10 gegeben
und angeordnet sein. Die zweite Durchgangsöffnung 72 und die
Laschen 76 sind bei der Gestaltung gemäß 13 nicht
gezeigt bzw. nicht gegeben, können
aber in vorteilhafter Weiterbildung entsprechend der Gestaltung
gemäß den 1 bis 10 gegeben
und angeordnet sein.
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Gemäß 13 ist
die dritte Kammer-Seitenwand 44 ebenso wie die nicht sichtbare
vierte Kammer-Seitenwand in einen ersten Wandabschnitt 80 und
einen zweiten Wandabschnitt 82 unterteilt. Der erste Wandabschnitt 80 ist
dabei als umgeformter Randbereich der ersten Kammer-Seitenwand 42 und der
zweite Wandabschnitt als umgeformter Randbereich der nicht sichtbaren
zweiten Kammer-Seitenwand ausgebildet. Somit umgreifen die erste
und die zweite Kammer-Seitenwand den Rohrblock 46 und wirken
somit gegebenenfalls als verlorene Lötvorrichtung, wodurch sich
der Fertigungsvorgang vereinfacht. Wie aus 13 ersichtlich
ist, weisen der erste 80 und der zweite Wandabschnitt 82 jeweils Aussparungen 84 auf,
so dass Material eingespart werden kann, indem nur an den am stärksten belasteten
Stellen die Rohrwand des äußersten
Rohres verstärkt
wird.
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Im übrigen ist
der Wärmetauscher 1 gemäß 13 im
Wesentlichen so gestaltet, wie die Wärmetauscher gemäß den 1 bis 12.
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Wie
die Ausführungsbeispiele
zeigen legt die Erfindung eine Basis dafür, bei einem Wärmetauscher
Undichtigkeitsraten nach dem Löten
gegenüber
den eingangs erwähnten
Gestaltungen zu reduzieren, sowie für einen verbesserten Kontakt
zwischen den Böden
und den zugeordneten Deckeln sowie zwischen den Böden und
der Abdeckung bzw. den Seitenteilen bzw. dem Wassermantel. Die Ausführungsbeispiele
zeigen ferner, dass es durch zumindest bevorzugte Weiterbildungen
der Erfindung möglich
geworden ist, mittels einer oder mehrerer jeweils in die Böden eingepressten
bzw. eingeprägten Nuten
bzw. Sicken eine gute Haltemöglichkeit
für die Deckel
und die Abdeckung bzw. die Seitenteile bzw. Kammer-Seitenwände bzw.
den Wassermantel zu schaffen. Wie gezeigt kann – insbesondere hierzu – vorgesehen
sein, dass der jeweilige Deckel in einer jeweiligen ersten Nut des
diesem Deckel zugeordneten Bodens aufgenommen wird, wobei diese
Nut bzw. Sicke bzw. eine durch das entsprechende Einprägen bzw.
Einpressen gebildete erste Profilierungserhöhung als Abstützung bzw.
zur Fixierung der Abdeckung bzw. der Seitenteile bzw. der Kammer-Seitenwände bzw.
des Wassermantels dient. Ferner kann anhand der Ausführungsbeispiele
erkannt werden, dass die Erfindung die Basis dafür legt, dass etwaige Unebenheiten
des Bodens durch die erste Nut "aufgenommen" werden, so das der Kontakt
zwischen Boden und Deckel verbessert wird, und somit eine bessere
Lotqualität
bzw. eine bessere Qualität
der Lotstellen erreicht wird. Ferner legt die Erfindung die Basis
dafür,
dass sich Lot in der ersten Nut sammeln kann, und somit eine verbesserte
Lotqualität
bzw. eine bessere Qualität
der Lotstellen erreicht wird. Überdies
können
bei den Gestaltungen gemäß den Ausführungsbeispielen
die Deckel und Böden
vormontiert werden, so dass Zeit beim Kassetieren gespart wird. Überdies
kann die Bodensicke bzw. erste Profilierungserhöhung zur bzw. als Fixierung
der Seitenteile bzw. des Wassermantels bzw. der Abdeckung bzw. der
Kammer-Seitenwände
und als Lotfläche
verwendet werden, wodurch die Lotqualität bzw. die Qualität der Lotstellen
verbessert werden kann.
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14 zeigt
eine isometrische Darstellung eines zusammengebauten Wärmetauschers 1.
Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie
in den vorhergehenden Figuren.
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Der
Wärmetauscher 1,
insbesondere der Ladeluftkühler
oder Abgaskühler
für eine
Brennkraftmaschine eines Fahrzeuges, weist eine Anzahl von Rohren 10 auf,
die in einer Abdeckung 40 angeordnet sind. Die Abdeckung 40 weist
im dargestellten Ausführungsbeispiel
ein erstes Abdeckungselement 87 und ein zweites Abdeckungselement 88 auf.
Im dargestellten Auführungsbeispiel
ist das erste Abdeckungselement 87 identisch mit dem zweiten
Abdeckungselement 88. Die Abdeckungselemente 87, 88 umschließen die
Anzahl von Rohren 10. Zwischen dem ersten Abdeckungselement 87 und
dem zweiten Abdeckungselement 88 ist eine Abdeckungsöffnung 89 ausgebildet,
insbe sondere sind jeweils auf den beiden gegenüberliegenden Kammerseitenwänden 44 Abdeckungsöffnungen 89 ausgebildet.
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In
einer anderen nicht dargestellten Auführungsform ist das erste Abdeckungselement 87 anderes
als das zweite Abdeckungselement 88 ausgebildet.
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In
einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform sind das erste Abdeckungselement 87 und
das zweite Abdeckungselement 88 einteilig ausgebildet.
Das einteilig ausgebildete Abdeckungselement 87, 88 weist
eine Abdeckungsöffnung 89 auf.
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Die
Abdeckung 40 weist mindestens eine Ausprägung 90,
insbesondere zwei Ausprägungen, auf.
Die Ausprägungen 90 sind
nach außen
hin aus der Abdeckung 40 ausgebildet. In einer anderen
nicht dargestellten Ausführung
weist die Abdeckung keine Ausprägungen 90 auf.
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Die
Abdeckung 40 weist mindestens eine Eintritts- bzw. Austrittsöffnung 56,
insbesondere zwei Eintritts-/Austrittsöffnungen 56, auf.
Die Austrittsöffnungen
sind im Wesentlichen zylindrisch als Stutzen, insbesondere aus der
Ausprägung 90,
ausgebildet. Die Stutzen weisen benachbart zur Abdeckung 40 bzw.
benachbart zur Ausprägung 90 einen
ersten im Wesentlichen zylinderförmigen
Abschnitt auf, der in mindestens zweiten zylinderförmigen Abschnitt übergeht.
Der erste Zylinderabschnitt weist einen größeren Durchmesser als der zweite
Zylinderabschnitt auf, so dass sich insbesondere der der erste Zylinderabschnitt
verjüngt,
um in den zweiten Zylinderabschnitt überzugehen.
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In
der dargestellten Ausführung
sind der erste Stutzen und der zweite Stutzen senkrecht zur Durchströmungsrichtung
S des Wärmetauschers leicht
versetzt angeordnet. In einer anderen nicht dargestellten Ausführung können der
erste und der zweite Stutzen übereinander,
d.h. in senkrechter Richtung zur Strömungsrichtung keinen Versatz
aufweisend, angeordnet sein. In einer anderen nicht dargestellten Ausführung weisen
die Stutzen einen größeren Versatz
auf.
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Der
Wärmetauscher 1 weist
zwei Deckel 12 auf. Der Deckel 12 weist mindestens
einen Stutzen 78 auf. Der Stutzen 78 weist mindestens
eine Öffnung 70 auf.
In der dargestellten Ausführung
ist der Wärmetauscher 1 im
I-Flow durchströmbar.
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In
einer anderen nicht dargestellten Ausführung ist der Wärmetauscher 1 im
U-Flow durchströmbar.
Insbesondere weist der Wärmetauscher 1 dann einen
Deckel 12 mit zwei stutzen 78 auf. Der andere gegenüberliegende
Deckel 12 weist keine Öffnung 70 und
keinen Stutzen 78 auf.
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Der
Wärmetauscher 1 weist
in der dargestellten Ausführungsform
mindestens einen Seitenwandabschnitt 80, insbesondere zwei
Seitenwandabschnitte 80, 82, der Kammer-Seitenwand 42, 44 auf.
Insbesondere weist der Wärmetauscher
jeweils zwei Kammerseitenwände
auf.
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Der
Seitenwandabschnitt 80 weist mindestens eine Aussparung 84,
insbesondere im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils vier
Aussparungen 84 auf einer Seite auf. Die mindestens eine
Aussparung 84 bildet zusammen mit einer weiteren Materialaussparung
zwischen dem Seitenwandabschnitt 80 und dem Seitenwandabschnitt 82 eine
Abdecköffnung 89.
Die Abdecköffnung.
Durch die Abdecköffnung
ist mindestens ein Abschnitt des Rohres 10 von außen sichtbar.
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In
einer anderen nicht dargestellten Ausführung ist die Öffnung 89 durch
eine nicht dargestellte Platte zumindest abschnittsweise, insbesondere
vollständig,
geschlossen. Das Rohr 10 ist dann nicht mehr von außen sichtbar.
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15 zeigt
eine Ausführungsform
der Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte. Gleiche Merkmale
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen
Figuren.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
weist die dritte Kammer-Seitenwand 44 vier Aussparungen 84 auf.
Der erste Seitenwandabschnitt 80 weist davon zwei Aussparungen 84 auf.
Der zweite Seitenwandabschnitt 82 weist davon zwei Aussparungen 84 auf.
Zwischen dem ersten Seitenwandabschnitt 80 und dem zweiten
Wandabschnitt 82 ist ein Freiraum ausgebildet. Der Freiraum
weist die Abdeckungsöffnung 89 auf.
Die Abdeckungsöffnung 89 umfasst
die vier Aussparungen 84.
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Der
erste Seitenwandabschnitt 80 weist eine erste Breite b
auf. Die Aussparungen 84 des ersten Wandabschnitts 80 weisen
eine Breite h und eine Län ge
i auf. Ein erster Randabschnitt der Aussparung 84 mit der
Breite h ist im Wesentlichen senkrecht zu einem zweiten Randabschnitt
der Aussparung 84 mit der Länge i angeordnet. Der Übergang des
ersten Randanschnitts in den zweiten Randabschnitt ist im dargestellten
Ausführungsbeispiel
als Radius ausgeführt.
In einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann der Übergang
als eckig ausgeführt
sein. Die einer oberen Kante 92 nächstgelegene Aussparung 84 ist
in einem ersten Abstand f von der oberen Kante 92 des ersten Wandabschnitts 80 angeordnet.
Eine zweite Aussparung 84 des ersten Wandabschnitts 80 ist
in einem Abstand g von der oberen Kante 92 angeordnet.
Weitere nicht dargestellte Aussparungen 84 sind in einem
Abstand g – f
voneinander angeordnet. Der erste Seitenwandabschnitt 80 weist
vom zweiten Seitenwandabschnitt 82 einen Abstand m = c – a – b auf, wobei
a = k + e mit k ≥ 2,5mm
ist und b = h + l mit l ≥ 2,5mm
ist. Der Abstand m nimmt Werte 0 ≤ m ≤ c – k – l mit
k ≥ 2,5mm
und l ≥ 2,5mm
an.
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Zwei
benachbarte Aussparungen 84 des ersten Seitenwandabschnitts 80 weisen
einen Abstand r voneinander auf, wobei r ≥ 0mm ist.
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Der
zweite Seitenwandabschnitt 82 weist eine Breite a auf.
Die Aussparungen 84 weisen eine Breite l und eine Länge d auf.
Ein erster Randabschnitt der Aussparung 84 mit der Breite
e ist im Wesentlichen senkrecht zu einem zweiten Randabschnitt mit
der Länge
d angeordnet. Der mindestens eine Übergang des ersten Randabschnitts
in den zweiten Randabschnitt ist als Radius ausgeführt. In
einer anderen nicht dargestellten Ausführung ist der Übergang
als Ecke ausgeführt.
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Die
der oberen Kante 92 nächstgelegene Aussparung 84 ist
ein einem Abstand n von der oberen Kante 92 angeordnet.
Eine weitere Aussparung 84 ist in einem Abstand o von der
oberen Kante 92 angeordnet. In anderen nicht dargestellten
Ausführungsformen
weisen weitere Aussparungen 84 einen Abstand o – n voneinander
auf. Zwei benachbarte Aussparungen 84 des zweiten Seitenwandabschnitts 82 weisen
einen Abstand p voneinander auf, wobei p ≥ 0mm ist.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind die Breite a gleich der Breite b und/oder der Abstand f gleich
dem Abstand n und/oder die Breite e gleich der Breite h und/oder
die Länge
i gleich der Länge
d und/oder der Abstand g gleich dem Abstand o und/oder der Abstand
k ist gleich dem Abstand l und/oder der Abstand p gleich dem Abstand
r.
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In
einer anderen nicht dargestellten Ausführung sind die Breite a ungleich
der Breite b und/oder die Breite e ungleich der Breite h und/oder
die Länge d
ungleich der Länge
i und/oder der Abstand k ungleich dem Abstand l und/oder der Abstand
n ungleich dem Abstand f und/oder der Abstand o ungleich dem Abstand
g und/oder der Abstand p ungleich dem Abstand r.
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In
der dargestellten Ausführung
weisen die Aussparungen 84 des ersten Seitenwandabschnitts 80 die
gleiche Länge
i und die gleiche Breite h auf, wobei für die Breite h gilt: 0 ≤ h ≤ b – l mit
h ≥ 2,5mm. Ebenso
weisen die Aussparungen 84 des zweiten Seitenwandabschnitts 82 die
gleiche Länge
d und die gleiche Breite e auf, wobei für die Breite e gilt: 0 ≤ e ≤ a – k mit
k ≥ 2,5mm.
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In
einer anderen nicht dargestellten Ausführung weisen die Aussparungen 84 des
ersten Seitenabschnitts 80 verschiedene Längen i und/oder
verschiedene Breite h auf.
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In
einer anderen nicht dargestellten Ausführung weisen die Aussparungen 84 des
zweiten Seitenabschnitts 82 verschiedene Längen d und/oder verschiedene
Breite e auf.
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In
einer anderen nicht dargestellten Ausführung weist der erste Seitenabschnitt 80 mindestens eine
Aussparung 84 auf und der zweite Seitenabschnitt 82 weist
keine Aussparung 84 auf.
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In
einer anderen nicht dargestellten Ausführung weist der zweite Seitenabschnitt 82 mindestens eine
Aussparung 84 auf und der erste Seitenabschnitt 80 weist
keine Aussparung 84 auf.
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16 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte. Gleiche Merkmale
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
nimmt im Unterschied zu 15 der
Abstand m zwischen dem ersten Seitenwandabschnitt 80 und
dem zweiten Seitenwandabschnitt 82 besonders kleine Werte m ≥ 0mm an. Im
Falle von m = 0mm handelt es sich um einen Stumpfstoß zwischen
dem ersten Seitenwandabschnitt 80 und dem zweiten Seitenwandabschnitt 82.
Insbesondere eine nicht dargestellte Fügevorrichtung, insbesondere
Lötvorrichtung,
greift durch die Aussparung 84 und übt einen Druck auf die nicht
dargestellten Rohre 10 aus. Die Abdeckung 40 mit
den Seitenwänden 44 ist
insbesondere lotplattiert und wird während des Lötens mit mindestens einem Rohr 10 verlötet.
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17 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte. Gleiche Merkmale
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
nimmt im Unterschied zu den 15 und 16 der
Abstand p und/oder r zwischen benachbarten Aussparungen 84 besonders
kleine Werte r, p an. Wobei r ≥ 0mm
und/oder p ≥ 0mm
ist. Im Fall r = 0mm und/oder p = 0mm bilden zwei benachbarte Aussparungen 84 eines
Seitenwandabschnitts 80, 82 eine Aussparung 84.
Auf diese Weise kann die Fügevorrichtung,
insbesondere die Lötvorrichtung
eine große
Fläche
aufweisen. Damit kann insbesondere ein größerer Druck auf die nicht dargestellten
Rohre 10 während
des Fügens,
insbesondere während
des Lötens
ausgeübt werden.
Insbesondere kann die Druckfläche
besonders vorteilhaft vergrößert werden,
was zu einer besseren Fügeverbindung,
insbesondere Lötverbindung, führt.
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18 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte. Gleiche Merkmale
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind im Unterschied zu den 15, 16 und 17 vier Aussparungen 84 dargestellt.
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In
einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Abdeckung
mehr als vier Aussparungen 84 auf.
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19 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte. Gleiche Merkmale
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der Fall gezeigt mit r = 0 und p = 0. Dabei bilden jeweils zwei
Aussparungen 84 eine große Aussparung 94.
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20 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte. Gleiche Merkmale
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind im Unterschied zu den 15, 16, 17, 18 und 19 keine
Aussparungen 84 in dem ersten Wandabschnitt 80 und
dem zweiten Wandabschnitt 82 ausgebildet. Der Abstand k
ist insbesondere 2,5mm und/oder der Abstand l ist insbesondere 2,5mm.
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In
einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Abstand
k > 2,5mm und/oder
der Abstand l > 2,5mm.
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21 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Kammer-Seitenwand und der Seitenwandabschnitte. Gleiche Merkmale
sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in den vorherigen Figuren.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind im Unterschied zu den 15, 16, 17, 18, 19 und 20 keine
Aussparungen 84 in dem ersten Wandabschnitt 80 und
dem zweiten Wandabschnitt 82 ausgebildet. In die Öffnung 89 der 20 ist
eine Platte 93 eingebracht. Die Platte 93 berührt insbesondere
den ersten Seitenwandabschnitt 80 und/oder der zweiten
Seitenwandabschnitt 82 zumindest abschnittsweise. Die Platte 93 ist
insbesondere stoffschlüssig
durch Löten und/oder
Schweißen
und/oder Kleben mit den nicht dargestellten Rohren 10 und/oder
mit dem ersten und/oder dem zweiten Seitenwandabschnitt 80, 82 verbunden.
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22 und 23 zeigen
eine isometrische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der Verbindung des Deckels mit dem Boden und der Seitenabdeckung.
Gleiche Merkmale sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie
in den vorhergehenden Figuren.
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Im
Unterschied zu den vorhergehenden Figuren berührt der Deckel 120,
der im Wesentlichen identisch ausgebildet ist wie der Deckel 12 den
Boden 140 zumindest bereichsweise und/oder ist stoffschlüssig mit
dem Boden 140 verbunden, insbesondere durch Schweißen, Löten, Kleben
usw.
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Der
Boden 140 ist im Wesentlichen wie der Boden 14 ausgebildet.
Der Boden 140 weist einen umlaufenden Rand 141 auf,
an dem der Boden 140 mit dem Deckel 120 verbunden,
insbesondere stoffschlüssig
durch Löten,
Schweißen,
Kleben usw. und/oder formschlüssig
durch Bördeln,
Falzen, Verkrimpen verbunden ist.
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Ferner
berührt
der Deckel 120 zumindest abschnittsweise die Abdeckung 40 bzw.
insbesondere die Seitenwand 42 und/oder die Seitenwand 44.
Der Deckel 120 ist zumindest abschnittsweise mit der Abdeckung 40 bzw.
insbesondere mit der Seitenwand 42 und/oder mit der Seitenwand 44 stoffschlüssig, insbesondere
durch Schweißen,
Löten,
Kleben usw. und/oder formschlüssig
durch Verkrimpen, Falzen, Bördeln
usw. verbunden.
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Darüber hinaus
berührt
der Deckel 120 zumindest abschnittsweise zumindest ein
Rohr 10 zumindest abschnittsweise und ist insbesondere
stoffschlüssig,
beispielsweise durch Schweißen,
Löten, Kleben
mit dem zumindest einen Rohr 10, insbesondere mit einer
Mehrzahl von Rohren 10, verbunden.
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Die
Abedeckung 40 und insbesondere die Seitenwände 42 und/oder
die Seitenwände 44 können wie
in den vorhergehenden Figuren dargestellt und beschrieben ausgeführt sein.