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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit einem ersten Sammler und einem gegenüberliegenden zweiten Sammler, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit einem solchen Wärmeübertrager.
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Aus der
EP 1 065 454 A1 ist ein gattungsgemäßer Wärmeübertrager mit einem ersten Sammler und einem gegenüberliegenden zweiten Sammler bekannt, wobei zwischen den beiden Sammlern ein Wärmeübertragerblock mit Flachrohren vorgesehen ist, die mit ihren Längsenden jeweils in einem der Sammler gefangen sind. Zumindest einer der Sammler weist in seinem Inneren zusätzlich eine Trennwand auf, um den parallelen Fluss eines Kältemittels von einer Kondensationszone, gebildet durch eine oder mehrere Gruppen von Flachrohren, zu einer Unterkühlungszone zu bewirken. Unmittelbar an ein äußeres Kondensator-Flachrohr der Unterkühlungszone ist mindestens ein Flachrohr mit seiner einen Flachseite metallisch verbunden angeordnet, wobei dieses Flachrohr eine Vielzahl von Strömungskanälen aufweist, deren hydraulischer Durchmesser wesentlich größer ist als der der Kondensatorflachrohre. Die andere Flachseite des Flachrohres ist metallisch mit einer Wellrippe verbunden und über die Unterkühlungszone hinaus verlängert und weist am Ende der Unterkühlungszone je eine zusätzliche Trennwand auf, um ein anderes Medium vom Kältemittel zu trennen. Hierdurch soll es ermöglicht werden, weitere Betriebsstoffe zu kühlen.
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Aus der
DE 103 92 610 T5 ist ein Wärmeübertrager mit einem ersten Sammler und einem gegenüberliegenden zweiten Sammler bekannt, wobei mehrere Rohre vorgesehen sind, die mit den beiden Sammlern in Strömungsverbindung stehen.
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Generell werden Wärmeübertrager und insbesondere Gaskühler für eine Fahrzeugklimatisierung üblicherweise in ein Kühlmodul des Fahrzeugs integriert. Abhängig von der inneren Verschaltung des Wärmeübertragers befinden sich der Kältemitteleinlass und der Kältemittelauslass auf einer Seite (zum Beispiel 2- oder 4-flutig) oder auf jeweils gegenüberliegenden Seiten (zum Beispiel 1-flutig oder 3-flutig). Wegen des Verlaufs der einzelnen Kältemittelleitungen im Fahrzeug und des zur Verfügung stehenden Bauraums ist es oft erforderlich, dass sich beide Kältemittelanschlüsse auf derselben Seite des Gaskühlers, das heißt des Wärmeübertragers, befinden. Wird jedoch aufgrund spezieller Anforderungen der Wärmeübertrager als 1- bzw. 3-flutiger Wärmeübertrager ausgelegt, befinden sich die Anschlüsse nicht auf derselben Seite, so dass in diesem Fall eine zusätzliche Kältemittelleitung im Fahrzeug verlegt werden muss. Dies ist aufgrund des lediglich begrenzt zur Verfügung stehenden freien Bauraumes nicht oder nur mit sehr großem Aufwand möglich.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Wärmeübertrager der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere eine kompakte Bauweise ermöglicht.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einem 1- oder 3-flutigen Wärmeübertrager beide Kältemittelanschlüsse auf ein- und derselben Seite anzuordnen und hierzu ein Anschlussrohr vorzusehen, welches in den Wärmeübertrager integriert ist und dadurch eine Zu- oder Rückführung von Kältemittel zu bzw. von einem zweiten Sammler in den Bauraum des Wärmeübertragers integriert, so dass keine zusätzliche externe Kältemittelleitung mehr erforderlich ist, die zusätzlichen Bauraum erfordern würde. Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager besitzt dabei in bekannter Weise einen ersten Sammler sowie einen gegenüberliegenden zweiten Sammler, wobei zwischen den beiden Sammlern ein Wärmeübertragerblock mit Flachrohren vorgesehen ist, die mit ihren Längsenden jeweils in einem der Sammler gefangen sind. Um nun die Integration des Anschlussrohres in den Wärmeübertrager zu realisieren ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Sammler an einem Längsende mit einem vordefinierten Bereich über den Wärmeübertragerblock hinausragen und parallel zu den Flachrohren, die sich zwischen den beiden Sammlern erstrecken, randseitig des Wärmeübertragerblocks ein Anschlussrohr vorgesehen ist, welches in den zweiten Sammler in dem den Wärmeübertragerblock überragenden vordefinierten Bereich mündet und welches den ersten Sammler in dem den Wärmeübertragerblock überragenden vordefinierten Bereich durchdringt oder in diesem Bereich am ersten Sammler gehalten ist. Über das Anschlussrohr kann dabei dem zweiten Sammler Kältemittel zugeführt oder Kältemittel von diesem rückgeführt werden. Durch das Vorsehen des Anschlussrohres ist sowohl ein Kältemitteleinlass als auch ein Kältemittelauslass am ersten Sammler, das heißt auf einer Seite des Wärmeübertragers trotz eines 1-flutigen oder 3-flutigen Wärmeübertragers, möglich, was insbesondere bei manchen Einbausituationen von großem Vorteil ist.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung durchdringt das Anschlussrohr den ersten Sammler durch eine Querbohrung. Das Anschlussrohr kann dabei mit der Querbohrung verlötet und dadurch dicht verbunden sein. In analoger Weise ist auch im zweiten Sammler eine Querbohrung, jedoch keine durchgehende Querbohrung, vorgesehen, in welcher das Anschlussrohr ebenfalls mittels Löten dicht eingebunden ist. Dies bietet den großen Vorteil, dass eine zuverlässige Vormontage des gesamten Wärmeübertragers mit Wärmeübertragerblock, Sammler und Anschlussrohr erfolgen kann, wobei die eigentliche dichte Verbindung der einzelnen Komponenten zusammen in einem einzigen Arbeitsschritt in einem Lötofen erfolgen kann.
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Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist das Anschlussrohr mit dem ersten Sammler verclippst. Eine derartige Ausführungsform bietet im Vergleich zur Querbohrung im ersten Sammler den Vorteil, dass die Montage erleichtert wird, da das Anschlussrohr lediglich noch in die Querbohrung des zweiten Sammlers eingesteckt und anschließend mit dem ersten Sammler verclippst werden muss. Hierzu besitzt der erste Sammler beispielsweise eine zu seinem freien Längsende hin offene Hinterschnittöffnung, deren Innenkontur auf die Außenkontur des Anschlussrohres abgestimmt ist und dadurch das Verclippsen ermöglicht.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist der Wärmeübertrager eine Dicke d auf, wobei das Anschlussrohr innerhalb der Dicke d liegt, das heißt einen Außendurchmesser D besitzt, der kleiner ist als die Dicke d des Wärmeübertragers. Hierdurch kann erreicht werden, dass das erfindungsgemäß im Wärmeübertrager integrierte Anschlussrohr bezüglich seiner Außenabmessungen nicht über die Außenabmessung des Wärmeübertragers hinaus steht, so dass hierfür kein zusätzlicher erforderlicher Bauraum vorgehalten werden muss. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Flachrohre als Gleichteile ausgebildet sind und eine Breite b aufweisen, wobei das Anschlussrohr einen Außendurchmesser D kleiner b aufweist. Durch eine derartige Ausführungsform ist zudem gewährleistet, dass das Anschlussrohr innerhalb der lichten Weite bzw. innerhalb der lichten Breite der Flachrohre liegt und dadurch ebenfalls bauraumoptimiert angeordnet wird. Das Anschlussrohr besitzt vorzugsweise einen runden Querschnitt, da dieser bei einem maximal möglichen Strömungsquerschnitt einen minimal möglichen Außendurchmesser erlaubt. Hierdurch ist es möglich, den Außendurchmesser des Anschlussrohres möglichst klein zu halten. Selbstverständlich kann das Anschlussrohr alternativ auch als Flachrohr mit entsprechendem Strömungsquerschnitt ausgebildet sein.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager,
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2 eine Detaildarstellung aus 1 im Bereich eines Anschlussrohres,
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3 eine Stirnansicht auf die Ausführungsform gemäß der 2,
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4 eine alternative Ausführungsform zur 3.
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Entsprechend der 1, weist ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager 1, welcher beispielsweise als Gaskühler in einer Klimaanlage 2 eines nicht näher bezeichneten Kraftfahrzeuges eingesetzt sein kann, einen ersten Sammler 3 sowie einen gegenüberliegenden zweiten Sammler 4 auf. Zwischen den beiden Sammlern 3, 4 ist dabei ein Wärmeübertragerblock 5 mit sich zwischen den beiden Sammlern 3, 4 erstreckenden Flachrohren 6 angeordnet. Die Flachrohre 6 sind dabei mit ihren Längsenden jeweils in einem der Sammler 3, 4 gefangen bzw. gehalten. Um nun einen 1-flutigen oder 3-flutigen Wärmeübertrager 1 möglichst bauraumoptimiert realisieren zu können, wird vorgesehen, dass der erste und der zweite Sammler 3, 4 an einem Längsende mit einem vordefinierten Bereich 7 über den Wärmeübertragerblock 5 hinausragt. Darüber hinaus ist parallel zu den Flachrohren 6 randseitig des Wärmeübertragerblocks 5, in diesem Fall unten, ein Anschlussrohr 8 vorgesehen, welches in den zweiten Sammler 4 in dem den Wärmeübertragerblock 5 überragenden Bereich 7 mündet und welches den ersten Sammler 3 in dem den Wärmeübertragerblock überragenden Bereich 7 durchdringt (vergleiche die 2 und 3) oder in diesem Bereich 7 ersten Sammler 3 gehalten ist (vergleiche 4). Hierdurch ist es möglich, einen Kältemitteleinlass 9 sowie eine Kältemittelauslass 10 auf der gleichen Seite, wie am ersten Sammler 3, zu realisieren, ohne dass für das Anschlussrohr 8, welches als Zuleitung oder als Ableitung ausgebildet sein kann, ein weiterer, separater Bauraum erforderlich wird. Diese Ausführungsform ermöglicht selbstverständlich auch den Bau eines 5-, 7-, 9- oder mehrflutigen Wärmeübertragers 1.
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Betrachtet man die Darstellung der 3, so kann man erkennen, dass das Anschlussrohr 8 den ersten Sammler 3 durch eine Querbohrung 11 durchdringt und in diesem Bereich dicht mit dem ersten Sammler 3 verlötet ist. Alternativ hierzu kann das Anschlussrohr 8 mit dem ersten Sammler 3 auch verclippst sein, wozu der erste Sammler 3 beispielsweise eine nach außen offene Hinterschnittöffnung 12 (vergleiche 4) aufweist, deren Innenkontur auf die Außenkontur des Anschlussrohres 8 abgestimmt ist und dadurch ein einfaches Verclippsen des Anschlussrohres 8 mit dem ersten Sammler 3 ermöglicht. Zur dichten Verbindung des Anschlussrohres 8 mit dem ersten und/oder zweiten Sammler 3, 4, kann eine Lötverbindung 13 eingesetzt werden. Dies bietet den großen Vorteil, dass der gesamte Wärmeübertrager 1, das heißt inklusive Wärmeübertragerblock 5, beiden Sammlern 3, 4 sowie Anschlussrohr 8 vormontiert und anschließend in einem Lötofen verlötet werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist der Wärmeübertrager 1 eine Dicke d auf, wobei das Anschlussrohr 8 einen Außendurchmesser D aufweist und innerhalb der Dicke d liegt (vergleiche die 3 und 4). Darüber hinaus sind die Flachrohre 6 vorzugsweise als Gleichteile ausgebildet und besitzen eine Breite b (vergleiche ebenfalls die 3 und 4), wobei der Außendurchmesser D innerhalb der Breite b der Flachrohre 6 liegt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 ist es somit möglich, 1- oder 3-flutige Wärmeübertrager 1 bauraumoptimiert zudem einfach herstellen zu können, da eine bisher separat verlaufende Anschlussleitung nunmehr als in den Wärmeübertrager 1 integriertes Anschlussrohr 8 ausgebildet wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1065454 A1 [0002]
- DE 10392610 T5 [0003]
