DE102007004679A1

DE102007004679A1 - Kühler

Info

Publication number: DE102007004679A1
Application number: DE200710004679
Authority: DE
Inventors: Hans-Joachim Oesterle
Original assignee: Oesterle Hans-Joachim Dipl-Ing
Current assignee: Oesterle Hans-Joachim Dipl-Ing
Priority date: 2007-01-25
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2008-07-31

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kühler, insbesondere Rohrkühler, wobei der Kühler einen Kühlkörper mit zwischen zwei Rohrböden angeordneten Kühlrohren aufweist, welcher sich insbesondere in Längsrichtung zwischen zwei lateralen Seitenteilen erstreckt, und bei dem die Kühlrohre wenigstens einen Ausdehnungskompensator aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kühler, insbesondere einen Rohrkühler, wie er beispielsweise in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren Verwendung findet.
Zum Stand der Technik ( DE 10 2005 043 291 A1 ) gehört ein Seitenblech für einen Kühler, welches in Befestigungsstellen beiderseits an Sammelrohren befestigt ist, und bei dem auf wenigstens einer Seite im Bereich der Befestigung ein Längsschlitz in das Seitenblech eingebracht ist, wobei die Befestigungsstelle vom Seitenblech am Sammelrohr auf einer Seite des Längsschlitzes ausgebildet ist.
Weiterhin gehört zum Stand der Technik ( DE 10 2005 004 907 A1 ) ein weiteres Seitenblech für einen Kühler, welches das Entstehen von Spannungen aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungen von Seitenblech und Rohrkühler vermeiden soll. Hierzu sind die Seitenbleche derart ausgebildet, dass sie einen Schwächungsbereich aufweisen, wobei in diesem Bereich das Material des Seitenbleches derart geschwächt ist, dass ein Wärmeausdehnungsausgleich entsprechend dem des Kühlkörpers ermöglicht ist.
Diese zum Stand der Technik gehörenden Kühler mit Seitenblechen weisen den Nachteil auf, dass die Seitenbleche aufwändig gestaltet sind und darüber hinaus die Wärmeausdehnung des Seitenbleches mit den genannten Maßnahmen, wie Schlitz oder Schwächungsbereich, exakt auf die Wärmeausdehnung des Kühlkörpers angepasst sein muss.
Andererseits sind die Seitenbleche erforderlich, um dem Kühler die erforderliche Stabilität zu geben.
Weiterhin gehört zum Stand der Technik ( DE 10 2004 013 399 A1 ) ein Röhrenwärmetauscher, der aus einer Vielzahl parallel zueinander verlaufender Röhren besteht, die einen Röhrenkörper bilden. Dieser Röhrenkörper wird an wenigstens zwei zu den Röhren parallel verlaufenden Seiten von Rahmenteilen umgeben. In wenigstens ein Rahmenteil ist ein Wärmedehnelement eingeformt. Durch die Einformung des Wärmedehnelementes ist das zum Stand der Technik gehörende Rahmenteil jedoch relativ aufwändig in seiner Herstellung.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht darin, einen Kühler anzugeben, bei dem derartig aufwändige Seitenbleche oder Rahmenteile entfallen können, und der trotzdem die erforderliche Stabilität aufweist.
Dieses technische Problem wird durch einen Kühler mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Kühler, insbesondere Rohrkühler, der einen Kühlkörper mit zwischen zwei Rohrböden angeordneten Kühlrohren aufweist, welcher sich insbesondere in Längsrichtung zwischen zwei lateralen Seitenteilen erstreckt, zeichnet sich dadurch aus, dass die Kühlrohre wenigstens einen Ausdehnungskompensator aufweisen.
Hierdurch ist es möglich, dass die Kühlrohre sich ausdehnen können, ohne dass der Kühlerblock und damit der Kühler sich in ihren absoluten Maßen ändern.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Ausdehnungskompensator als wenigstens eine Wellung in Rohrwänden des Kühlrohres oder als zusätzliches Rohrstück mit wenigstens einer Wellung ausgebildet.
Durch die Wellung ist es möglich, dass sich das Kühlrohr ausdehnt, ohne sich in seinen Absolutmaßen zu vergrößern.
Ist der Ausdehnungskompensator als zusätzliches Rohrstück mit wenigstens einer Wellung ausgebildet, ist es vorteilhaft, wenn das Kühlrohr als geteiltes Kühlrohr ausgebildet ist und rechts und links von dem zusätzlichen Rohrstück angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, das zusätzliche Rohrstück am Rand eines Kühlrohres anzuordnen. Es ist auch möglich, mehrere zusätzliche Rohrstücke in den Kühlrohren anzuordnen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine Wellung als eine zu dem Kühlrohr symmetrische Wellung ausgebildet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Herstellung des gewellten Kühlrohres relativ einfach ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Wellung als schraubenförmige Wellung ausgebildet. Die schraubenförmige Wellung kann eingängig oder mehrgängig ausgebildet sei.
Ist eine schraubenförmige Wellung vorgesehen, so ist es gemäß einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorteilhaft, wenn das wenigstens eine Kühlrohr wenigstens zwei gegenläufige Wellungen aufweist.
Bei einer stärkeren Ausdehnung wird damit eine Verdrehung der Rohre vermieden.
Es ist bei diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise möglich, wenn zwei gegenläufige Wellungen zur Mitte hin vorgesehen sind, so dass beispielsweise rechts eine rechtsgängige und links eine linksgängige Wellung angeordnet sind. Hierdurch treten keine auf die Verbindungen an den Enden der Rohre wirkenden Kräfte auf.
Gemäß einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Kühler als lamellenloser Kühler ausgebildet.
Gemäß dem Stand der Technik sind zwischen den einzelnen Kühlrohren Lamellen angelötet. Diese Kühlkörper sind sehr aufwändig, da sich bisher lediglich das Anlöten als technisches Verfahren durchgesetzt hat.
Werden die Lamellen weggelassen, so ist der Kühler relativ einfach in seinem Aufbau.
Durch das Weglassen der Lamellen kann darüber hinaus eine größere Anzahl von Kühlrohren angeordnet werden. Hierdurch werden das Strömungsverhalten und der Wärmeaustausch positiv beeinflusst.
Dadurch, dass sich die Kühlrohre quasi nach innen ausdehnen und keine Längenausdehnung des Kühlers erfolgt, kann der Kühler maßhaltig in engen Fertigungstoleranzen hergestellt werden. Hierdurch ist es wiederum möglich, dass die Befestigung des Kühlers im Fahrzeug keinerlei Wärmeausdehnung ausgesetzt ist und auch keine Wärmeausdehnung kompensieren muss, was von besonderem Vorteil ist. Der Kühler kann in dem Fahrzeug daher form- und kraftschlüssig eingebaut werden.
Vorteilhaft weist der erfindungsgemäße Kühlkörper Flachrohre auf. Es ist jedoch auch möglich, den Kühlkörper mit Rohren anderen Querschnittes, beispielsweise mit Rundrohren auszugestalten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Kühlers nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
1 einen Kühler in perspektivischer Ansicht;
2 ein Kühlrohr mit einer durchgehenden ringförmigen Wellung in perspektivischer Ansicht;
3 das Kühlrohr gemäß 2 in vergrößerter Darstellung;
4 ein Kühlrohr mit einem kurzen Wellungsbereich in perspektivischer Ansicht;
5 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit der 4;
6 ein Kühlrohr mit einem gewellten Rohrstück in perspektivischer Ansicht;
7 ein Kühlrohr mit einer schraubenförmigen Wellung in perspektivischer Ansicht;
8 eine Einzelheit der 7 in vergrößerter Darstellung;
9 ein geändertes Ausführungsbeispiel mit einer schraubenförmigen Wellung in perspektivischer Ansicht;
10 eine vergrößerte Darstellung einer Einzelheit der 9 in perspektivischer Ansicht;
11 ein Kühlrohr mit einem Rohrstück mit schraubenförmiger Wellung in perspektivischer Ansicht;
12 einen Querschnitt durch ein Rohr mit ringförmiger Wellung;
13 einen Querschnitt durch ein Rohr mit schraubenförmiger Wellung.
1 zeigt einen Kühler 1 mit Kühlrohren 2, die zwischen Seitenteilen 3, 4 angeordnet sind. Die Seitenteile 3, 4 laufen in Stutzen 5, 6 aus. Durch die Stutzen 5, 6 wird ein Kühlmittel zu- und abgeleitet.
Die Kühlrohre 2 sind an Rohrböden 7, 8 angeordnet. Zusätzlich sind Rahmenteile 9, 10 vorgesehen, um die Stabilität des Kühlers 1 zu gewährleisten.
Gemäß 2 und 3 ist ein einzelnes Kühlrohr 2 dargestellt. Das Kühlrohr 2 weist glatte Rohrenden 11 auf sowie einen ringförmig gewellten Bereich 12, der einen Ausdehnungskompensator darstellt.
4 zeigt ein Kühlrohr 2, welches glatte Bereiche 13, 14 aufweist und einen im Vergleich zu den glatten Bereichen 13, 14 schmalen Bereich 15, der eine ringförmige Wellung aufweist. Dieser gewellte Bereich 15 ist je nach Anwendungsfall ausreichend, um eine Ausdehnung des Kühlrohres 2 aufzufangen und zu kompensieren, so dass die absolute Länge des Kühlrohres 2 sich auch unter Wärmeeinwirkung nicht verändert.
6 zeigt das Kühlrohr 2 mit zwei Kühlrohrteilen 16, 17. Zwischen den Kühlrohrteilen ist ein Ausdehnungskompensator 18 angeordnet, der als gesondertes Rohrstück aus gebildet ist. In dem Kompensator 18 ist ein ringförmig gewellter Bereich 19 vorgesehen.
In den 7, 8 ist ein Kühlrohr 2 dargestellt, welches glatte Rohrenden 20, 21 aufweist. Das Kühlrohr 2 weist einen schraubenförmig oder spiralförmig gewellten Bereich 22 auf. Dieser Bereich erstreckt sich fast über die gesamte Länge des Rohres 2 und spart lediglich die glatten Rohrenden 20, 21 aus, um das Kühlrohr 2 in den Rohrböden 7, 8 anordnen zu können.
Die 9 und 10 zeigen ein Kühlrohr 2 mit glatten Rohrenden 23. Das Kühlrohr 2 weist einen Bereich 24 mit einer spiralförmigen oder schraubenförmigen Wellung auf.
11 zeigt ein Kühlrohr 2 mit Kühlrohrteilen 25, 26. zwischen den Kühlrohrteilen 25, 26 ist ein Kompensator 27 angeordnet, der als eigenständiges Bauteil ausgebildet ist. Der Kompensator 27 weist einen gewellten Bereich 28 mit einer schraubenförmigen oder spiralförmigen Wellung und glatte Rohrenden 29 auf. Die Kühlrohrteile 25, 26 sind in die glatten Rohrenden 29 des Kompensators 27 eingeführt und können verschweißt, verklebt oder auf andere Art und Weise befestigt sein, um eine dichte Verbindung für den Durchfluss des Kühlmittels zu erzielen.
12 zeigt das Kühlrohr 2 im Querschnitt. Das Kühlrohr 2 weist ein glattes Rohrende 30 auf sowie ringförmige Vorsprünge 31. Durch das Kühlrohr 2 wird ein Kühlmittel (nicht dargestellt) geleitet.
13 zeigt das Kühlrohr 2 mit einem glatten Ende 32 und spiralförmig angeordneten Vorsprüngen 33.

1: Kühler
2: Kühlrohre
3: Seitenteile
4: Seitenteile
5: Stutzen
6: Stutzen
7: Rohrböden
8: Rohrböden
9: Rahmenteile
10: Rahmenteile
11: glatte Rohrenden
12: gewellter Bereich ringförmig
13: glatter Bereich
14: glatter Bereich
15: gewellter Bereich ringförmig
16: Kühlrohrteile
17: Kühlrohrteile
18: Kompensator
19: gewellter Bereich ringförmig
20: glatte Rohrenden
21: glatte Rohrenden
22: gewellter Bereich spiralförmig (schraubenförmig)
23: glatte Rohrenden
24: gewellter Bereich spiralförmig (schraubenförmig)
25: Kühlrohrteile
26: Kühlrohrteile
27: Kompensator
28: gewellter Bereich spiralförmig (schraubenförmig)
29: glatte Rohrenden
30: glattes Rohrende
31: ringförmige Vorsprünge
32: glattes Rohrende
33: spiralförmig angeordnete Vorsprünge

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 102005043291 A1 [0002]
- DE 102005004907 A1 [0003]
- DE 102004013399 A1 [0006]

Claims

Kühler, insbesondere Rohrkühler, wobei der Kühler einen Kühlkörper mit zwischen zwei Rohrböden angeordneten Kühlrohren aufweist, welcher sich insbesondere in Längsrichtung zwischen zwei lateralen Seitenteilen erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrohre (2) wenigstens einen Ausdehnungskompensator (12, 15, 19, 22, 24, 28) aufweisen.
Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausdehnungskompensator als wenigstens eine Wellung (12, 15, 22, 24) in Rohrwänden des Kühlrohres (2) oder als wenigstens ein zusätzliches Rohrstück (18, 27) mit wenigstens einer Wellung (19, 28) ausgebildet ist.
Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Wellung als ringförmige Wellung (12, 15, 19) ausgebildet ist.
Kühler nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellung (22, 24, 28) als schraubenförmige Wellung ausgebildet ist.
Kühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellung (22, 24, 28) als eingängige oder mehrgängige schraubenförmige Wellung ausgebildet ist.
Kühler nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kühlrohr (2) wenigstens zwei gegenläufige Wellungen aufweist.
Kühler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Kühlrohr (2) als ein zwei Wellungen aufweisendes Kühlrohr (2) ausgebildet ist, wobei die Wellungen als zur Mitte des Kühlrohres hin gegenläufige Wellungen ausgebildet sind.
Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühler (1) als ein lamellenloser Kühler (1) ausgebildet ist.