-
Die Erfindung betrifft einen Kühlmittelkühler zur Kühlung eines Kühlmittels, mit einem mehrere Flachrohre aufweisenden Kühlernetz sowie einem Sammelkasten, der zumindest bereichsweise von einem Rohrboden gebildet ist, wobei der Rohrboden für jedes der Flachrohre eine Aufnahmeöffnung aufweist, wobei jedes der Flachrohre über einen in eine der Aufnahmeöffnungen eingreifenden Befestigungsflansch an dem Sammelkasten befestigt ist, wobei zwischen dem Befestigungsflansch und dem Sammelkasten ein Dichtungselement angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Kühlmittelkühlers.
-
Der Kühlmittelkühler ist beispielsweise Bestandteil eines Kühlkreislaufs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Er dient zur Kühlung des in dem Kühlmittelkreislauf zirkulierenden Kühlmittels. Zu diesen Zweck ist er als Wärmetauscher ausgebildet, mittels welchem Wärme von dem Kühlmittel auf ein Fluid, insbesondere Luft, überführt werden kann. Der Kühlmittelkühler verfügt über das Kühlernetz, welches seinerseits mehrere Flachrohre aufweist. Die Flachrohre sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet. Die Flachrohre sind strömungstechnisch an den Sammelkasten beziehungsweise einen Fluidraum des Sammelkastens angeschlossen. Der Sammelkasten wird wenigstens bereichsweise von dem Rohrboden gebildet. Zusätzlich zu dem Rohrboden kann eine Seitenschale vorgesehen sein, die auch als Wasserkasten bezeichnet werden kann. Der Rohrboden weist mehrere Aufnahmeöffnungen auf, wobei jedem der Flachrohre eine der Aufnahmeöffnungen zugeordnet ist. Der Rohrboden dient der Anbindung des Sammelkastens an die Flachrohre.
-
Vorzugsweise ist beiderseits der Flachrohre jeweils ein derartiger Sammelkasten angeordnet, sodass also die Flachrohre jeweils einerseits an einen ersten der Sammelkästen und andererseits an einen zweiten der Sammelkästen strömungstechnisch angeschlossen sind. Der erste der Sammelkästen, welcher nachfolgend auch als erster Sammelkasten bezeichnet wird, ist beispielsweise als Einlasssammelkasten ausgebildet und dient insoweit dem Zuführen des Kühlmittels in die Flachrohre. Der zweite der Sammelkästen, welcher nachfolgend auch als zweiter Sammelkasten bezeichnet wird, ist als Auslasssammelkasten ausgeführt. In dem Auslasssammelkasten kann das die Flachrohre durchströmende Kühlmittel gesammelt und nachfolgend abgeführt werden.
-
Selbstverständlich kann zumindest einer der Sammelkästen in mehrere Fluidbereiche aufgeteilt sein, die lediglich mittelbar über die Flachrohre miteinander in Strömungsverbindung stehen. Vorzugsweise ist dies für den ersten Sammelkasten vorgesehen, wobei ein erster der Fluidbereiche einen Einlassanschluss und ein zweiter der Fluidbereiche einen Auslassanschluss des Kühlmittelkühlers aufweisen kann. Dem ersten Fluidbereich ist lediglich eine erste Untermenge der Flachrohre zugeordnet, also wenigstens eines der Flachrohre. Dem zweiten Fluidbereich ist analog hierzu eine zweite Untermenge der Flachrohre zugeordnet. Die erste Untermenge ist einerseits an den ersten Fluidbereich und andererseits an den zweiten Sammelkasten angeschlossen, die zweite Untermenge einerseits an den zweiten Sammelkasten und andererseits an den zweiten Fluidbereich.
-
Entsprechend ist eine U-förmige Durchströmung des Kühlmittelkühlers vorgesehen. Zunächst wird das Kühlmittel dem ersten Fluidbereich zugeführt, insbesondere über den Einlassanschluss. Aus dem ersten Fluidbereich gelangt das Kühlmittel durch die erste Untermenge der Flachrohre in den zweiten Sammelkasten. Von dem zweiten Sammelkasten wird das Kühlmittel der zweiten Untermenge der Flachrohre zugeführt, durch welche es in den zweiten Fluidbereich gelangt. Aus diesem kann es nachfolgend durch den Auslassanschluss entnommen werden.
-
Während eines Betriebs des Kühlmittelkühlers kann es vorkommen, dass dieser schlagartig mit heißem Kühlmittel beaufschlagt wird. Beispielsweise wird dem Kühlmittelkühler zunächst kein oder wenig Kühlmittel oder Kühlmittel mit einer geringen Temperatur zugeführt. In diesem Zustand kühlt sich der Kühlmittelkühler ab, nähert sich also einer Umgebungstemperatur an oder erreicht diese sogar. Wird dem abgekühlten Kühlmittelkühler nunmehr wieder Kühlmittel zugeführt, so kann dieses eine deutlich höhere Temperatur aufweisen als der Kühlmittelkühler selbst. Hierdurch ergeben sich thermische Spannungen, welche die Struktur des Kühlmittelkühlers, insbesondere die Anbindung der Flachrohre an den Sammelkasten, insbesondere den Rohrboden, mechanisch stark beanspruchen.
-
Dies ist insbesondere der Fall, wenn dem abgekühlten Kühlmittelkühler Kühlmittel mit einem lediglich geringen Massenstrom, jedoch hoher Temperatur zugeführt wird. Aufgrund des geringen Massenstroms des Kühlmittels erwärmt sich der Kühlmittelkühler nicht gleichmäßig. Vielmehr erwärmen sich lokale Bereiche des Kühlmittelkühlers, welche zuerst von dem zunächst heißen Kühlmittel durchströmt werden. Bis das Kühlmittel nachfolgend weitere Bereiche des Kühlmittelkühlers erreicht, hat es sich bereits abgekühlt, sodass es diese weiteren Bereiche weniger stark aufwärmt. Das plötzliche Beaufschlagen des Kühlmittelkühlers mit heißem Kühlmittel kann auch als Thermoschock bezeichnet werden.
-
Aus dem Stand der Technik ist die Druckschrift
DE 197 17 401 A1 bekannt, die als gattungsbildend angesehen wird. Diese beschreibt einen Wärmetauscher zur Übertragung von Wärme von einem durch eine Vielzahl von Rohren geführten Fluid auf ein die Rohre umströmendes Gas.
-
Aus dem Stand der Technik ist weiterhin die Druckschrift
US 5 894 649 A bekannt.
-
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, einen Kühlmittelkühler zur Kühlung eines Kühlmittels vorzuschlagen, welcher gegenüber bekannten Kühlmittelkühlern Vorteile aufweist, insbesondere eine hohe thermische und/oder mechanische Belastbarkeit, insbesondere gegenüber dem vorstehend beschriebenen Thermoschock, bei gleichzeitig geringem Bauraumbedarf und hoher Kühlleistung, sowie einfach und kostengünstig herstellbar ist.
-
Dies wird erfindungsgemäß mit einem Kühlmittelkühler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass das Dichtungselement mehrere Befestigungsflansche in Umfangsrichtung jeweils vollständig umgreift.
-
Grundsätzlich ist vorgesehen, dass jedes der Flachrohre über einen in eine der Aufnahmeöffnungen eingreifenden Befestigungsflansch an dem Sammelkasten, insbesondere an dem Rohrboden, befestigt ist, wobei zwischen dem Befestigungsflansch und dem Sammelkasten, insbesondere zwischen dem Befestigungsflansch und dem Rohrboden, ein Dichtungselement angeordnet ist. Die Flachrohre sind flach ausgestaltet, verfügen also über einen Querschnitt, welcher in senkrecht aufeinander stehenden Richtungen unterschiedliche Abmessungen aufweist. Beispielsweise sind die Flachrohre im Querschnitt gesehen mehreckig, insbesondere viereckig, oval oder stadionförmig. In letzterem Fall werden die Flachrohre im Querschnitt gesehen von zwei zueinander parallelen und geraden Wandflächen begrenzt, welche dieselbe Erstreckung aufweisen und an ihren Endseiten jeweils über gekrümmte Wandflächen, insbesondere halbkreisförmigen Wandflächen, miteinander verbunden sind.
-
Jedem der Flachrohre ist nun ein Befestigungsflansch zugeordnet. Über diesen Befestigungsflansch ist das jeweilige Flachrohr an dem Sammelkasten beziehungsweise dem Rohrboden des Sammelkastens befestigt. Zu diesem Zweck greift der Befestigungsflansch wenigstens bereichsweise in den Sammelkasten ein, wozu er die entsprechende Aufnahmeöffnung durchgreift beziehungsweise teilweise in dieser angeordnet ist. Um eine dauerhafte Dichtigkeit des Kühlmittelkühlers zu gewährleisten ist das Dichtungselement vorgesehen. Dieses ist zwischen dem Befestigungsflansch und dem Sammelkasten angeordnet, dichtet diese also gegeneinander ab. Das Dichtungselement ist vorzugsweise separat von dem Befestigungsflansch sowie dem Rohrboden ausgebildet. Insbesondere liegt das Dichtungselement materialuneinheitlich zu dem Befestigungsflansch und dem Rohrboden vor, besteht also aus einem Material, welches von den Materialien der genannten Elemente verschieden ist.
-
Beispielsweise besteht das Dichtungselement aus einem Elastomer oder ist zumindest elastisch ausgestaltet. Das Elastomer kann beispielsweise ein elastomeres Polymer, insbesondere ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) sein. Das elastomere Polymer liegt insoweit als Copolymer mit einem gesättigten Polymergerüst vor. Der Rohrboden, die Befestigungsflansche sowie die Flachrohre bestehen bevorzugt aus Metall, insbesondere aus Stahl oder Aluminium. Selbstverständlich können jedoch auch andere Materialien vorgesehen sein.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Befestigungsflansch formschlüssig und/oder kraftschlüssig an dem Sammelkasten gehalten ist, und/oder dass der Befestigungsflansch stoffschlüssig mit dem jeweiligen Flachrohr verbunden ist. Wie bereits erläutert, wird jedes der Flachrohre mittels eines Befestigungsflanschs an dem Sammelkasten befestigt. Zu diesem Zweck ist der Befestigungsflansch einerseits an dem Sammelkasten gehalten beziehungsweise an diesem befestigt. Andererseits ist der Befestigungsflansch mit dem entsprechenden Flachrohr verbunden. Beispielsweise ist die Befestigung des Befestigungsflanschs an dem Sammelkasten formschlüssig und/oder kraftschlüssig realisiert. Dabei kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der Befestigungsflansch einen Bereich des Sammelkastens, insbesondere den Rohrboden auf der den Flachrohren abgewandten Seite hintergreift, sodass er nicht in Richtung der Flachrohre aus dem Sammelkasten herausgelangen kann.
-
Bei der formschlüssigen Befestigung des Befestigungsflanschs an dem Sammelkasten ist die Befestigung mittels des Dichtungselements elastisch ausgestaltet, sodass also der Befestigungsflansch innerhalb bestimmter Grenzen bezüglich des Sammelkastens verlagerbar ist, insbesondere in der jeweiligen Aufnahmeöffnung verlagerbar ist. Die Grenzen der Verlagerbarkeit werden beispielsweise von dem Befestigungsflansch und/oder dem Dichtungselement, insbesondere von einer elastischen Vorspannung des Dichtungselements, bestimmt. Die zusätzlich oder alternativ vorgesehene kraftschlüssige Befestigung des Befestigungsflanschs an dem Sammelkasten kann durch eine Ausführung des Befestigungsflanschs mit Übermaß zu der Aufnahmeöffnung realisiert sein. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Verbindung zwischen dem Befestigungsflansch und dem jeweiligen Flachrohr stoffschlüssig ist. Beispielsweise ist der Befestigungsflansch mit dem Flachrohr verlötet, sodass insoweit zwischen dem Befestigungsflansch und dem Flachrohr eine starre Verbindung vorliegt.
-
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Befestigungsflansch einen außerhalb des Sammelkastens angeordneten Befestigungskragen aufweist, wobei das Dichtungselement zwischen dem Sammelkasten und dem Befestigungskragen angeordnet, insbesondere klemmend gehalten ist. Bezüglich einer Längsmittelachse des Befestigungsflanschs ragt der Befestigungskragen vorzugsweise in radialer Richtung nach außen, insbesondere ausgehend von einem Grundkörper des Befestigungsflanschs. Der Grundkörper ragt wenigstens bereichsweise durch die Aufnahmeöffnung hindurch in den Sammelkasten hinein. Der Befestigungskragen verbleibt außerhalb des Sammelkastens.
-
Das vorstehend beschriebene Dichtungselement ist zwischen dem Sammelkasten, insbesondere dem Rohrboden, und dem Befestigungskragen angeordnet. Besonders bevorzugt liegt es dabei einerseits an dem Sammelkasten beziehungsweise dem Rohrboden und andererseits an dem Befestigungskragen an. Die Anordnung des Dichtungselements zwischen dem Sammelkasten und dem Befestigungskragen ist vorzugsweise in axialer Richtung gesehen realisiert. Beispielsweise sind der Sammelkasten und der Befestigungskragen dabei derart zueinander angeordnet, dass das Dichtungselement vorgespannt ist und insoweit klemmend zwischen dem Sammelkasten und dem Befestigungskragen gehalten ist.
-
In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Befestigungsflansch an seinem in dem Sammelkasten angeordneten Ende zum wenigstens bereichsweisen Hintergreifen eines Rands der von dem Befestigungsflansch durchgriffenen Aufnahmeöffnung unter Ausbildung eines Hintergriffselements aufgeweitet ist. Die Aufnahmeöffnung wird von dem Rand begrenzt, welcher die Aufnahmeöffnung vorzugsweise durchgehend oder zumindest abschnittsweise umgreift. In ersterem Fall liegt die Aufnahmeöffnung randgeschlossen in dem Rohrboden vor. Das in dem Sammelkasten angeordnete Ende des Befestigungsflanschs ist nun derart aufgeweitet, dass an dem Befestigungsflansch das Hintergriffselement vorliegt.
-
Das Hintergriffselement weist bezüglich der Längsmittelachse des Befestigungsflanschs Abmessungen in radialer Richtung auf, welche größer sind als die der Aufnahmeöffnung. Entsprechend hintergreift das Hintergriffselement den Rand der Aufnahmeöffnung und insoweit den Rohrboden. Vorzugsweise liegt das Hintergriffselement in Umfangsrichtung durchgehend an dem Befestigungsflansch vor und hintergreift den Rand ebenso in Umfangsrichtung durchgehend. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass der Befestigungsflansch in Umfangsrichtung gesehen lediglich bereichsweise aufgeweitet ist, sodass das Hintergriffselement sich aus mehreren Hintergriffsbereichen zusammensetzt, welche jeweils den Rand beziehungsweise den Rohrboden hintergreifen. Durch das Aufweiten des Befestigungsflanschs und mithin die Ausbildung des Hintergriffselements ist das formschlüssige Halten des Befestigungsflanschs an dem Sammelkasten realisiert.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Rand an einem die jeweilige Aufnahmeöffnung umgreifenden Steg vorliegt, insbesondere an einem in den Sammelkasten, insbesondere die Seitenschale, hineinragenden freien Ende des Stegs. Dies ist beispielsweise zur Erhöhung der Stabilität des Rohrbodens der Fall, insbesondere falls der Rohrboden aus einem Blech, beispielsweise einem Stahlblech, besteht. Im Querschnitt durch die Aufnahmeöffnung bezüglich der Längsmittelachse des Befestigungsflanschs umgreift der Steg die jeweilige Aufnahmeöffnung in Umfangsrichtung vorzugsweise vollständig. Im Längsschnitt durch die Aufnahmeöffnung bezüglich der Längsmittelachse gesehen ragt der die Aufnahmeöffnung umgreifende Steg in den Sammelkasten hinein und ist dabei vorzugsweise parallel zu den Flachrohren angeordnet. Unter dem Rand der Aufnahmeöffnung ist nun insbesondere das freie Ende des Stegs beziehungsweise eine Stirnfläche des freien Endes des Stegs zu verstehen. Zum formschlüssigen Halten des Befestigungsflanschs an dem Sammelkasten greift dabei das Hintergriffselement an dem freien Ende beziehungsweise an dessen in dem Sammelkasten angeordneter Stirnfläche an.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtungselement elastisch ist und derart vorgespannt ist, dass das Hintergriffselement in Richtung des Rands gedrängt wird. Wie bereits vorstehend erläutert, ist vorzugsweise das Dichtungselement zwischen dem Sammelkasten und dem Befestigungskragen angeordnet. Ist das Dichtungselement vorgespannt, so drängt es den Befestigungskragen von dem Sammelkasten fort. Entsprechend wird das in dem Sammelkasten angeordnete Hintergriffselement in Richtung des Rands beziehungsweise an den Rand gedrängt. Die vorstehend erläuterte Verlagerbarkeit, insbesondere elastische Verlagerbarkeit, des Befestigungsflanschs bezüglich des Sammelkastens beziehungsweise des Rohrbodens wird insoweit einerseits von dem Hintergriffselement und andererseits von dem Befestigungskragen zusammen mit dem Dichtungselement definiert. Weil das elastische Dichtungselement bei einer mechanischen Beanspruchung der Flachrohre beziehungsweise des Befestigungsflanschs eine Verlagerung des Befestigungsflanschs zulässt, wird das Auftreten von unzulässig hohen thermischen Spannungen und mithin eine mechanische Beschädigung des Kühlmittelkühlers effektiv verhindert.
-
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass das Dichtungselement mehrere Befestigungsflansche in Umfangsrichtung jeweils vollständig umgreift. In Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse des Befestigungsflanschs ist dieser randgeschlossen in dem Dichtungselement aufgenommen. Vorzugsweise liegt das Dichtungselement in Umfangsrichtung durchgehend an dem Befestigungsflansch an und/oder zwischen dem Sammelkasten und dem Befestigungskragen vor. Es ist ein gemeinsames Dichtungselement realisiert, welches mehreren Befestigungsflanschen, insbesondere allen Befestigungsflanschen zugeordnet ist. Insoweit umgreift das Dichtungselement mehrere Befestigungsflansche in Umfangsrichtung jeweils vollständig beziehungsweise liegt in Umfangsrichtung durchgehend zwischen dem jeweiligen Befestigungskragen und dem Sammelkasten vor.
-
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass benachbarte Flachrohre über Kühlerlamellen miteinander verbunden sind, wobei die Kühlerlamellen stoffschlüssig an den Flachrohren befestigt sind. Die Kühlerlamellen dienen einerseits zur Führung des Fluids und andererseits zur Wärmeübertragung zwischen dem Fluid und dem Kühlmittel. Die Kühlerlamellen bestehen vorzugsweise aus einem Blech, insbesondere einem Stahlblech oder einem Aluminiumblech. Die Kühlerlamellen sind stoffschlüssig an den Flachrohren befestigt, beispielsweise mit diesen verlötet. Die Kühlerlamellen sind dabei derart angeordnet, dass sie eine Durchströmungsrichtung des Fluids durch den Kühlmittelkühler realisieren, welche senkrecht oder nahezu senkrecht auf einer Durchströmungsrichtung des Kühlmittels durch die Flachrohre steht. Vorzugsweise sind die Kühlerlamellen zwischen allen Flachrohren angeordnet, sodass jeweils zwei unmittelbar benachbarte Flachrohre jeweils über die Kühlerlamellen beziehungsweise einen Teil der Kühlerlamellen miteinander verbunden sind.
-
Schließlich kann in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass der Rohrboden kraftschlüssig und/oder formschlüssig an einer Seitenschale des Sammelkastens befestigt ist. Die Seitenschale kann auch als Wasserkasten bezeichnet werden. Der Sammelkasten ist insoweit mehrstückig ausgebildet und weist neben dem Rohrboden die separat von dem Rohrboden ausgebildete Seitenschale auf. Die Seitenschale kann materialeinheitlich mit dem Rohrboden ausgeführt sein, also aus demselben Material bestehen. Besonders bevorzugt ist sie jedoch materialuneinheitlich zu dem Rohrboden, besteht also aus einem anderen Material als dieser. Vorzugsweise ist die Seitenschale aus Kunststoff, insbesondere einem Thermoplast, hergestellt. Während der Rohrboden vorzugsweise lediglich eine Seite des Sammelkastens ausbildet, ist die Seitenschale zur Ausbildung des Innenraums des Sammelkastens ausgeformt. Vorzugsweise liegt also der Innenraum vollständig in der Seitenschale vor und wird von dem Rohrboden begrenzt.
-
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines Kühlmittelkühlers, insbesondere eines Kühlmittelkühlers gemäß den vorstehenden Ausführungen, wobei der Kühlmittelkühler ein mehrere Flachrohre aufweisendes Kühlernetz sowie einen Sammelkasten aufweist, der zumindest bereichsweise von einem Rohrboden gebildet ist, wobei der Rohrboden für jedes der Flachrohre eine Aufnahmeöffnung aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass jedes der Flachrohre über einen in eine der Aufnahmeöffnungen eingreifenden Befestigungsflansch an dem Sammelkasten, insbesondere an dem Rohrboden, befestigt wird, wobei zwischen dem Befestigungsflansch und dem Sammelkasten, insbesondere zwischen dem Befestigungsflansch und dem Rohrboden, ein Dichtungselement angeordnet wird. Weiterhin ist vorgesehen, dass das Dichtungselement mehrere Befestigungsflansche in Umfangsrichtung jeweils vollständig umgreift.
-
Auf die Vorteile einer derartigen Vorgehensweise beziehungsweise einer derartigen Ausgestaltung des Kühlmittelkühlers wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Verfahren als auch der Kühlmittelkühler können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird. Im Rahmen des Verfahrens werden beispielsweise mehrere Flachrohre bereitgestellt und parallel zueinander angeordnet. Anschließend wird auf jedes der Flachrohre ein Befestigungsflansch aufgeschoben. Anschließend werden die Flachrohre mit den Befestigungsflanschen verlötet, beispielsweise mittels eines Durchlaufofens. Während des Lötens kann neben der Verbindung zwischen den Flachrohren und den Befestigungsflanschen eine Verbindung zwischen Kühlerlamellen und den Flachrohren hergestellt werden. Während des Lötens kann die Anordnung aus den Flachrohren und den Befestigungsflanschen sowie optional den Kühlerlamellen besonders vorteilhaft an dem Befestigungsflansch gehalten werden, weil dieser lotfrei ist. Insbesondere werden die Befestigungsflansche auf ihrer den Flachrohre abgewandten Seite in eine Haltevorrichtung eingebracht und in dieser während des Lötens gehalten.
-
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:
- 1 eine Frontansicht eines Kühlmittelkühlers mit einem Kühlernetz sowie zwei Sammelkästen,
- 2 eine Anordnung mit Flachrohren und Kühlerlamellen des Kühlernetzes sowie Befestigungsflanschen, mittels welchen die Flachrohre an dem Sammelkasten befestigt werden,
- 3 eine Schnittdarstellung durch einen Bereich des Kühlmittelkühlers, sowie
- 4 eine weitere Schnittdarstellung durch einen Bereich des Kühlmittelkühlers.
-
Die 1 zeigt einen Kühlmittelkühler 1, welcher zur Kühlung eines Kühlmittels verwendet werden kann. Der Kühlmittelkühler 1 verfügt über ein Kühlernetz 2, welches aus einer Vielzahl von Flachrohren 3 besteht, von welchen lediglich ein Teil beispielhaft gekennzeichnet ist. Die Flachrohre 3 verlaufen vorzugsweise parallel zueinander. Zwischen unmittelbar benachbarten Flachrohren 3 sind vorzugsweise hier nicht erkennbare Kühlerlamellen 4 angeordnet und stoffschlüssig an den beiden Flachrohren 3 befestigt.
-
Beidseitig der Flachrohre 3 sind Sammelkästen 5 und 6 angeordnet. Die Sammelkästen 5 und 6 setzen sich jeweils zusammen aus einer Seitenschale 7 sowie einem Rohrboden 8. Der Rohrboden 8 verfügt beispielsweise über eine Vielzahl von Befestigungslaschen 9, von welchen jeweils nur einige beispielhaft gekennzeichnet sind. Die Befestigungslaschen 9 sind bevorzugt zur formschlüssigen Befestigung des Rohrbodens 8 an der Seitenschale 7 umgebogen, sodass sie die Seitenschale 7 bereichsweise hintergreifen.
-
Der Sammelkasten 5 ist als Einlasssammelkasten ausgestaltet, während der Sammelkasten 6 vorzugsweise als Auslasssammelkasten vorliegt. Entsprechend weist der Sammelkasten 5 einen Einlassanschluss 10 auf, während der Sammelkasten 6 über einen Auslassanschluss 11 verfügt. Die Sammelkästen 5 und 6 sind über die Flachrohre 3 strömungstechnisch miteinander verbunden. Dem Sammelkasten 5 zugeführtes Kühlmittel wird insoweit über die Flachrohre 3 dem Sammelkasten 6 zugeführt. Gleichzeitig können die Flachrohre 3 außenseitig von einem Fluid, beispielsweise Luft, umspült werden, sodass das in den Flachrohren 3 befindliche Kühlmittel gekühlt werden kann.
-
Die 2 zeigt eine Detailansicht eines Bereichs des Kühlernetzes 2. Deutlich zu erkennen sind die Flachrohre 3 sowie die zwischen ihnen befestigten Kühlerlamellen 4. Endseitig sind auf die Flachrohre 3 Befestigungsflansche 12 aufgesteckt, sodass die Flachrohre 3 in die Befestigungsflansche 12 eingreifen. Nachfolgend wird lediglich auf einen der Befestigungsflansche 12 eingegangen. Die Ausführungen sind jedoch selbstverständlich auf die anderen Befestigungsflansche 12 unmittelbar übertragbar. Eine Längsmittelachse 13 des Befestigungsflanschs 12 ist angedeutet. Der Befestigungsflansch 12 besteht aus einem Grundkörper 14, in welchen das Flachrohr 3 bereichsweise eingreift. Ausgehend von dem Grundkörper 14 erstreckt sich in radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse 13 ein Befestigungskragen 15 nach außen.
-
Sowohl der Grundkörper 14 als auch der Befestigungskragen 15 umgreifen das jeweilige Flachrohr 3 in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse 13 vorzugsweise vollständig. Der Befestigungskragen 15 überragt den Grundkörper 14 über seinen gesamten Umfang hinweg in radialer Richtung, steht also in radialer Richtung nach außen über diesen über. Der Befestigungsflansch 12 ist an dem jeweiligen Flachrohr 3 befestigt, beispielsweise stoffschlüssig. Vorzugsweise ist der Befestigungsflansch 12 mit dem Flachrohr 3 verlötet.
-
Die 3 zeigt eine Schnittdarstellung durch einen Bereich des Kühlmittelkühlers 1. Zu erkennen ist der Sammelkasten 5 mit der Seitenschale 7 und dem Rohrboden 8. Dieser weist eine Vielzahl von Aufnahmeöffnungen 16 auf, wobei jede der Aufnahmeöffnungen 16 zur Aufnahme eines der Befestigungsflansche 12 dient. Vorzugsweise ist jede Aufnahmeöffnung 16 von einem Steg umgriffen, der mit einem freien Ende in den Sammelkasten 5 hineinragt. An dem freien Ende dieses Stegs 17 liegt ein Rand 18 der jeweiligen Aufnahmeöffnung 16 vor. Es wird deutlich, dass der in dem Sammelkasten 5 angeordnete Bereich der Befestigungsflansche 12 aufgeweitet ist, sodass ein Hintergriffselement 19 vorliegt. Dieses hintergreift den Sammelkasten 5, insbesondere dessen Seitenschale 7 beziehungsweise den Rand 18 des Stegs 17.
-
Genauer gesagt liegt das Hintergriffselement 19 an dem Rand 18 der jeweiligen Aufnahmeöffnung 16 an, sodass der Befestigungsflansch 12 nicht durch die Aufnahmeöffnung 16 aus dem Sammelkasten 5 herausgelangen kann. Das Hintergriffselement 19 lässt lediglich eine Verlagerung des Befestigungsflanschs 12 in den Sammelkasten 5 hinein zu. Weil jedoch der Befestigungsflansch 12 den außerhalb des Sammelkastens 5 angeordneten Befestigungskragen 15 aufweist, ist auch in Richtung des Sammelkastens 5 die Verlagerung des Befestigungsflanschs 12 begrenzt. Zu diesem Zweck weist der Befestigungskragen 15 in radialer Richtung vorzugsweise größere Abmessungen auf als die Aufnahmeöffnung 16, sodass er nicht durch diese hindurch in den Sammelkasten 5 hineingelangen kann.
-
Zudem liegt vorzugsweise zwischen dem Befestigungsflansch 12, insbesondere dem Befestigungskragen 15, und dem Sammelkasten 5, insbesondere dem Rohrboden 8, ein Dichtungselement 20 vor. Dieses ist besonders bevorzugt als gemeinsames Dichtungselement 20 für alle Befestigungsflansche 12 ausgebildet, umgreift diese also jeweils in Umfangsrichtung vorzugsweise vollständig. Das Dichtungselement 20 besteht beispielsweise auf einem elastischen Material. Besonders bevorzugt wird das Dichtungselement 20 bei der Herstellung des Kühlmittelkühlers 1, insbesondere in axialer Richtung, vorgespannt, sodass es aufgrund seiner Elastizität den Befestigungskragen 15 von dem Sammelkasten 5 fortdrängt.
-
Entsprechend drängt es das Hintergriffselement 19 an den Rand 18. Somit wird eine dauerhafte Verbindung zwischen den Flachrohren 3 und dem Sammelkasten 5 erzielt, wobei diese Verbindung elastisch ist, also beispielsweise aufgrund von thermischen Spannungen eine Verlagerung der Flachrohre 3 in axialer Richtung gegeneinander zulässt, wobei aufgrund des Dichtungselements 20 eine Abdichtung sichergestellt ist.
-
Die 4 zeigt eine weitere Schnittdarstellung durch einen Bereich des Kühlmittelkühlers 1. Deutlich ist nun zu erkennen, dass sowohl die Aufnahmeöffnung 16 als auch der durch diese in den Sammelkasten 5 eingreifende Befestigungsflansch 12 stadionförmig sind, also im Querschnitt gesehen von zwei zueinander parallelen geraden Linien mit derselben Längserstreckung begrenzt werden, welche endseitig jeweils von einer gekrümmten Linie, insbesondere einer Halbkreislinie, miteinander verbunden sind. Der in den Sammelkasten 5 hineinragende Steg 17, welcher die Aufnahmeöffnung 16 umgreift, weist eine entsprechende Formgebung auf.
-
Die Ausbildung des Stegs 17 dient insbesondere einer Erhöhung der Steifigkeit des Rohrbodens 8 des Sammelkastens 5. Es versteht sich von selbst, dass der Steg 17 entfallen und das Hintergriffselement 19 des Befestigungsflanschs 12 unmittelbar an dem Rand 18 der Aufnahmeöffnung 16 angreifen kann. Während vorstehend auf den Sammelkasten 5 eingegangen wurde, ist es selbstverständlich, dass alle Ausführungen ebenfalls auf den Sammelkasten 6 übertragen werden können.
