DE102018214943A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1)
- mit zwei Sammlern (2) mit jeweils einem Rohrboden (3) mit Durchzügen (4,5),
- mit inneren Wärmeübertragerrohren (6), die jeweils längsendseitig in einem zugehörigen inneren Durchzug (4) des Rohrbodens (3) dicht aufgenommen sind und zusammen mit den Sammlern (2) einen ersten Strömungspfad (7) bilden,
- mit zwei äußeren Wärmeübertragerrohren (8) oder Seitenteilen (9), die längsendseitig jeweils in einem zugehörigen äußeren Durchzug (5) des jeweiligen Rohrbodens (3) gehalten sind, wobei zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren (6) und den beiden äußeren Wärmeübertragerrohren (8) oder Seitenteilen (9) ein zweiter Strömungspfad (10) ausgebildet ist,
- wobei die inneren Durchzüge (4) eine jeweilige Durchzugsbreite S_I und die äußeren Durchzüge (5) eine jeweilige Durchzugsbreite SA aufweisen.
Erfindungswesentlich ist dabei,
- dass die äußeren Durchzüge (5) keine Verbindung mit dem ersten Strömungspfad (7) aufweisen,
- dass für die Durchzugsbreiten (S_A,S_I) folgende Beziehung gilt $${\text{S}}_{\text{A}}>\mathrm{1,1}{\text{ S}}_{\text{I}}.$$

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager mit zwei Sammlern mit jeweils einem Rohrboden mit Durchzügen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines solchen Wärmeübertragers.
• Gattungsgemäße Wärmeübertrager sind hinlänglich bekannt und werden bspw. als Kühlmittelkühler oder als Ölkühler in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Die bekannten Wärmeübertrager besitzen dabei zwei Sammler mit jeweils einem Rohrboden mit Durchzügen und mit inneren Wärmeübertragerrohren, bspw. Flachrohren, die jeweils längsendseitig in einem zugehörigen inneren Durchzug (nach dem Verlöten) dicht aufgenommen sind und zusammen mit den Sammlern einen ersten Strömungspfad, bspw. für Kühlmittel, bilden. Des Weiteren vorgesehen sind zwei äußere Wärmeübertragerrohre oder Seitenteile, die längsendseitig jeweils in einem zugehörigen äußeren Durchzug des jeweiligen Rohrbodens aufgenommen sind, wobei zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren und den beiden äußeren Wärmeübertragerrohren oder den Seitenteilen ein zweiter Strömungspfad, bspw. für Luft, ausgebildet ist. Um einen Wärmeübertrag zwischen dem ersten Strömungspfad und dem zweiten Strömungspfad zu verbessern, sind zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren und zwischen den inneren und den äußeren Wärmeübertragerrohren oder Seitenteilen zusätzlich Wärmeübertragerelemente, bspw. Wellrippen, angeordnet. Die Wärmeübertragerohre und die Wellrippen sind dabei jeweils abwechselnd zu einem Netz verbaut und bilden einen Wärmeübertragerblock. Durch einen Lötprozess werden dabei sämtliche Einzelteile stoffschlüssig miteinander verbunden.
• Während des Verlötens der Einzelteile, werden diese über sogenannte Löthilfsmittel, bspw. einen Lötrahmen oder eine andere Halteeinrichtung, fixiert. Nachteilig dabei ist jedoch, dass die hierfür eingesetzten Löthilfsmittel in aller Regel einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen als der Grundwerkstoff des Wärmeübertragers, wodurch in der Aufheizphase des Lötprozesses eine Zwängung des Wärmeübertragers entsteht, welche im Bereich der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile zu einem Verbiegen bzw. zu Knickstellen im Bereich der Endpunkte der Löthilfsmittel führen kann, was zu plastischen Deformationen in diesem Bereich führt. Durch den vergleichsweise hohen Druck der Löthilfsmittel auf die äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile kann es zu einem Kollabieren der äußersten Wellrippen kommen, wodurch diese den Druck nicht an die inneren Wärmeübertragerrohre übertragen können. Hieraus können Fehlverlötungen der äußeren Wellrippen und bei als Falzrohren ausgebildeten Wärmeübertragerrohren auch Fehlverlötungen auf der Innenseite des Wärmeübertragerrohres auftreten. Zudem wird durch die deformierte äußere Wellrippe das optische Erscheinungsbild deutlich in Mitleidenschaft gezogen.
• Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Wärmeübertrager der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
• Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
• Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die zwei äußersten Durchzüge in einem Rohrboden zur Aufnahme von Wärmeübertragerrohren bzw. Seitenteilen hinsichtlich ihrer Breite größer auszubilden und dadurch ein gewisses Spiel der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile in den zugehörigen äußeren Durchzügen der Rohrböden zu erlauben, wodurch diese beim Aufheizen während des Lötprozesses an einem Rand eines Löthilfsmittels, bspw. eines Lötrahmens oder einer anderen Halteeinrichtung, nicht mehr geknickt oder verbogen werden, sondern wodurch eine Kompensation der Wärmedehnung durch ein einfaches Relativverschieben des jeweils äußersten Wärmeübertragerrohres bzw. des Seitenteils in Breitenrichtung im jeweils zugehörigen äußeren Durchzug ermöglicht wird. Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager besitzt dabei zwei Sammler mit jeweils einem Rohrboden mit Durchzügen. Ebenfalls vorgesehen sind innere Wärmeübertragerrohre, die jeweils längsendseitige in einem zugehörigen inneren Durchzug dicht aufgenommen sind und zusammen mit den Sammlern einen ersten Strömungspfad, bspw. für Kühlmittel, bilden. Darüber hinaus vorgesehen sind zwei äußere Wärmeübertragerrohre oder Seitenteile, die längsendseitig jeweils in einem zugehörigen äußeren Durchzug des jeweiligen Rohrbodens gehalten sind, wobei zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren und den beiden äußeren Wärmeübertragerrohren oder Seitenteilen ein zweiter Strömungspfad, bspw. für Luft, ausgebildet ist. Zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren und zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren und den äußeren Wärmeübertragerrohren oder Seitenteilen sind darüber hinaus Wellrippen oder andere Wärmeübertrageelemente angeordnet, die einen Wärmeübertrag zwischen den beiden Strömungspfaden verbessern. Die inneren Durchzüge weisen dabei eine jeweilige Durchzugsbreite S_I auf, während die beiden äußeren Durchzüge eine jeweilige Durchzugsbreite S_A besitzen. Die inneren Durchzüge besitzen einen Abstand P_I in Breitenrichtung, wobei zwischen einem inneren Durchzug und einem direkt dazu benachbarten äußeren Durchzug ein Abstand P_A in Breitenrichtung besteht. Erfindungsgemäß weisen nun die äußeren Durchzüge keine Verbindung mit dem ersten Strömungspfad auf, wodurch eine fluiddichte Verlötung der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile in den jeweils zugehörigen äußeren Durchzügen nicht erforderlich ist. Darüber hinaus gilt erfindungsgemäß für die Durchzugsbreiten folgende Beziehung: SA > 1,1 S_I . Durch die erfindungsgemäße Beziehung wird sichergestellt, dass die äußeren Durchzugsbreiten S_A größer und damit breiter sind, insbesondere mindestens zehn Prozent breiter, als die zugehörigen Breiten der inneren Durchzüge S_I . Hierdurch kann das erfindungsgemäße Spiel der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile in Breitenrichtung in den jeweils zugehörigen äußeren Durchzügen der jeweiligen Rohrböden erreicht werden, welche das Knicken der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile und auch ein Kollabieren der äußeren Wellrippen aufgrund von unterschiedlichen Temperaturdehnungen des Wärmeübertragers in Bezug auf die Löthilfsmittel, verhindert. Durch das erfindungsgemäße Merkmal, wonach die äußeren Durchzüge keine Verbindung mit dem ersten Strömungspfad aufweisen, ist hier eine umlaufend dichte Verlötung der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile in den zugehörigen äußeren Durchzügen der jeweiligen Rohrböden nicht erforderlich. Mit dem erfindungsgemäß durch die verbreiterten äußeren Durchzüge vorgesehenen Spiel, kann ein Druck, welcher durch die Zwängung im Aufwärmprozess entsteht, gleichmäßiger vom äußeren Wärmeübertragerrohr bzw. Seitenteil und der äußeren Wellrippe aufgenommen werden. Insgesamt lässt sich somit die Verlötung des Wärmeübertragerblocks, bestehend aus Rohrböden sowie inneren und äußeren Wärmeübertragerrohren und Wellrippen durch eine gleichmäßigere Druckkraft über die gesamte Rohrlänge deutlich verbessern. Ebenfalls wird auch das optische Erscheinungsbild verbessert, da die bislang während des Aufwärmens beim Lötprozess entstehenden Knicke im Bereich der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile vermieden werden können. Ein weiterer entscheidender Vorteil liegt bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager darin, dass aufgrund des Vermeidens des Verbiegens bzw. Knickens der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile sämtliche Wärmeübertragerrohre die gleiche Rohrlänge aufweisen können, sodass die äußeren Wärmeübertragerrohre und die inneren Wärmeübertragerrohre als Gleichteile ausgebildet werden können.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung gilt für die Durchzugsbreiten folgende Beziehung: S_A > 1,2 S_I. Hiermit wird somit gefordert, dass die Durchzugsbreite SA des jeweils äußeren Durchzugs zumindest 20 Prozent größer ist als die Durchzugsbreite S_I der inneren Durchzüge, wodurch nochmals mehr Spiel zur Kompensation von unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen Wärmeübertrager und Löthilfsmittel erreicht werden kann. Hierdurch lassen sich die zuvor beschriebenen Effekte, wie bspw. ein Knicken der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile und die damit einhergehenden optischen Beeinträchtigungen nochmals reduzieren bzw. bei bestimmten Wärmeübertragern gänzlich ausschließen.
• Zweckmäßig gilt für die Abstände folgende Beziehung: P_A < 0,99 P_I. Ein Abstand P_A des äußeren Durchzugs zum direkt benachbarten inneren Durchzug beträgt somit weniger als 99 Prozent des Abstands P_I zweier benachbarter innerer Durchzüge, wodurch indirekt ebenfalls eine größere Durchzugsbreite SA des äußeren Durchzugs bereit gestellt werden kann. Auch hierdurch lassen sich die zuvor beschriebenen, negativen Effekte beim Aufheizen während des Lötprozesses zumindest reduzieren, vorzugsweise sogar ausschließen.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung gilt für die Abstände folgende Beziehung: P_A < 0,95 P_I. Durch die Bedingung, dass der Abstand P_A zwischen dem äußeren Wärmetauschrohr bzw. Seitenteil und dem direkt dazu benachbarten inneren Wärmeübertragerrohr lediglich 95 Prozent des Abstands P_I zwischen zwei inneren Wärmeübertragerrohren beträgt, lassen sich ebenfalls die zuvor beschriebenen, negativen Effekte beim Aufheizen während des Lötprozesses zumindest reduzieren, vorzugsweise sogar ausschließen.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist im jeweiligen Sammler zwischen den äußeren Wärmeübertragerrohren oder Seitenteile und den jeweils benachbarten inneren Wärmeübertragerrohren eine Trennwand angeordnet. Diese Trennwand bildet eine Begrenzung des ersten Strömungspfads und verhindert eine kommunizierende Verbindung des ersten Strömungspfads mit dem äußeren Wärmeübertragerrohr bzw. dem äußeren Durchzug. Die Trennwand kann dabei vergleichsweise einfach im Sammler mit dem zugehörigen Rohrboden verlötet werden.
• Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind die inneren Wärmeübertragerrohre und die äußeren Wärmeübertragerrohre als Gleichteile ausgebildet. Werden somit für die äußeren Elemente keine Seitenteile eingesetzt, sondern äußere Wärmeübertragerrohre, so bietet dies im Vergleich zu bisher aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeübertragern den großen Vorteil, dass sämtliche Wärmeübertragerrohre gleich, d. h. identisch, ausbildet sein können und nicht wie bislang erforderlich, die äußeren Wärmeübertragerrohre etwas länger ausgebildet werden müssen, da diese beim Lötprozess noch genickt wurden und dadurch die Gefahr bestand, dass sie aus den jeweils zugehörigen äußeren Durchzügen herausgezogen wurden. Durch die Ausbildung der inneren Wärmeübertragerrohre und der äußeren Wärmeübertragerrohren als Gleichteile kann auch eine erhebliche Reduzierung der Teilevielfalt und damit verbunden der Lage- und Logistikkosten sowie der Montagekosten erreicht werden.
• Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Herstellungsverfahren zur Herstellung des in den vorherigen Absätzen beschriebenen Wärmeübertragers anzugeben, bei dem zunächst die inneren Wärmeübertragerrohre jeweils längsendseitig in einen jeweils zugehörigen inneren Durchzug eines Rohrbodens eines Sammlers eingesteckt werden. Zwei äußere Wärmeübertragerrohre oder Seitenteile werden jeweils längsendseitig in einen jeweils zugehörigen äußeren Durchzug des jeweiligen Rohrbodens eingesteckt und weisen dort ein Spiel in Breitenrichtung auf. Zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren und zwischen den inneren und den äußeren Wärmeübertragerrohren oder Seitenteilen werden darüber hinaus Wellrippen angeordnet, wobei der nunmehr vormontierte Wärmeübertragerblock mit Sammlern in einen Lötofen eingelegt wird. Um dabei eine Vorfixierung des Wärmeübertragerblocks erreichen zu können, werden die inneren und äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. die dazwischen angeordneten Wellrippen zwischen zwei Löthilfsmitteln, bspw. einem Lötrahmen oder einer Halteeinrichtung, eingelegt. Anschließend werden die Wärmeübertragerrohre mit den Durchzügen und den Wellrippen derart verlötet, dass die inneren Wärmeübertragerrohre fluiddicht in den zugehörigen inneren Durchzügen verlötet und die äußeren Wärmeübertragerrohre oder Seitenteile ausschließlich an einer Innenseite des jeweiligen äußeren Durchzugs angelötet sind. Erreicht werden kann dies, wenn ein jeweiliger Rohrboden verwendet wird, bei dem die Durchzugsbreiten S_A der jeweiligen äußeren Durchzüge mindestens zehn Prozent größer sind als die Durchzugsbreiten S_I der inneren Durchzüge. Die Durchzugsbreiten S_I der inneren Durchzüge sind dabei passgenau zu den inneren Wärmeübertragerrohren ausgebildet, während die Durchzugsbreiten SA der äußeren Durchzüge breiter ausgebildet sind als die äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile und dadurch ein Spiel derselben im jeweiligen äußeren Durchzug erlauben, welches ein Knicken bzw. Verbiegen der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile oder ein Kollabieren der jeweiligen äußeren Wellrippen verhindert. Insbesondere kann mit der Anordnung der äußeren Wärmeübertragerrohre bzw. Seitenteile mit Spiel in den jeweils äußeren Durchzügen eine gleichmäßige Druckübertragung vom Löthilfsmittel auf das äußere Wärmetauschrohr bzw. Seitenteil und darüber über die äußeren Wellrippen auf die inneren Wärmeübertragerrohre erreicht werden. Dies war bislang nicht der Fall, sodass es aufgrund von unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen dem Wärmeübertragerblock und den Löthilfsmitteln zu einem Knicken des äußeren Wärmeübertragerrohrs am Ende des Löthilfsmittels kommen konnte, was Fehllötungen, zumindest aber optische Beeinträchtigungen durch Knicke des äußeren Wärmetauschrohrs bzw. Seitenteils zur Folge hatte. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers ist es erstmals möglich, diesen ohne Fehllötungen bzw. optische Beeinträchtigungen herzustellen und insbesondere auch die für äußere und innere Wärmeübertragerrohre Gleichteile zu verwenden, wodurch sich die Teilevielfalt und verbunden damit die Lage- und Logistikkosten sowie die Montagekosten reduzieren lassen.
• Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
• 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.
• 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.
• Dabei zeigen, jeweils schematisch,
• 1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager bei Raumtemperatur vor dem Löten,
• 2 eine Darstellung wie in 1, jedoch beim Lötprozess,
• 3 eine Detaildarstellung eines Rohrbodens eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers mit Bemaßung,
• 4 eine Darstellung wie in 1, jedoch bei einem Wärmeübertrager gemäß dem Stand der Technik bei Raumtemperatur,
• 5 eine Darstellung wie in 2, jedoch bei einem Wärmeübertrager gemäß dem Stand der Technik beim Lötprozess.
• Entsprechend den 1 und 2, weist eine erfindungsgemäßer Wärmeübertrager 1 zwei Sammler 2 auf, wovon gemäß den 1 bis 3 lediglich ein Einziger gezeigt ist, mit jeweils einem Rohrboden 3 mit Durchzügen 4, 5. Der Wärmeübertrager 1 weist innere Wärmeübertragerrohre 6 auf, die jeweils längsendseitig in einem zugehörigen inneren Durchzug 4 dicht aufgenommen sind und zusammen mit den Sammlern 2 einen ersten Strömungspfad 7, bspw. für ein Kühlmittel, bilden. Ebenfalls vorgesehen sind zwei äußere Wärmeübertragerrohre 8 oder Seitenteile 9, die längsendseitig jeweils in einem zugehörigen äußeren Durchzug 5 des jeweiligen Rohrbodens 3 gehalten sind, wobei zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren 6 und den beiden äußeren Wärmeübertragerrohren 8 oder Seitenteilen 9 ein zweiter Strömungspfad 10 ausgebildet ist, der gemäß der 1, 2 sowie 4 und 5 senkrecht zur Bildebene verläuft. Gemäß den 1 und 2 sowie 4 und 5 ist dabei jeweils lediglich ein einziges äußeres Wärmeübertragerrohr 8 bzw. ein einziges inneres Wärmeübertragerrohr 6 gezeichnet, wobei selbstverständlich klar ist, dass der Wärmeübertrager 1 mehrere solche innere Wärmeübertragerrohre 6 und zwei äußere Wärmeübertragerrohre 8aufweist.
• Zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren 6 und zwischen den inneren und den äußeren Wärmeübertragerrohren 6, 8 oder Seitenteilen 9 sind darüber hinaus Wellrippen 11 vorgesehen, die einen verbesserten Wärmeübertrag zwischen dem ersten Strömungspfad 7 und dem zweiten Strömungspfad 10 ermöglichen. Die inneren Durchzüge 4 weisen dabei eine jeweilige Durchzugsbreite S_I (vgl. 3) auf, während die äußeren Durchzüge 5 eine jeweilige Durchzugsbreite SA besitzen. Zwischen zwei inneren Durchzügen 4 besteht darüber hinaus ein Abstand P_I (vgl. 3), während zwischen einem inneren Durchzug 4 und einem direkt dazu benachbarten äußeren Durchzug 5 ein Abstand P_A in Breitenrichtung 12 besteht.
• Betrachtet man die 1 und 2 weiter, dann kann man erkennen, dass erfindungsgemäß die äußeren Durchzüge 5 keine Verbindung mit dem ersten Strömungspfad 7 aufweisen, da im Sammler 2 eine Trennwand 13 eingebracht ist, die eine Begrenzung des ersten Strömungspfads 7 darstellt. Erfindungsgemäß gilt darüber hinaus für die Durchzugsbreiten folgende Beziehung: SA > 1,1 S_I, d. h., dass die Durchzugsbreite S_A des äußeren Durchzugs 5 mindestens zehn Prozent, vorzugsweise sogar mindestens 20 Prozent, größer ist, als die Durchzugsbreite S_I der inneren Durchzüge 4.
• Hierdurch kann folgender Effekt erreicht werden. Betrachtet man die 1, so kann man dort einen Wärmeübertrager 1 bei Raumtemperatur erkennen, bei welchem in der Detaildarstellung A das äußere Wärmeübertragerrohr 8 bzw. das Seitenteil 9 an einem oberen Rand des äußeren Durchzugs 5 anliegt. Weiter zu sehen ist, dass das äußere Wärmeübertragerrohr 8 bzw. Seitenteil 9 in Breitenrichtung 12 mit Spiel in dem äußeren Durchzug 5 angeordnet ist. In diesem Zustand wird der Wärmeübertrager 1 mit einem Löthilfsmittel 14, bspw. einem Lötrahmen oder einer Haltereinrichtung, versehen, die den aus Wärmeübertragerrohren 8, 6 und Wellrippen 11 bestehenden Wärmeübertragerblock in Breitenrichtung 12 während dem Löten fixieren sollen. Während des Lötens, welches bspw. gemäß den 2 und 5 dargestellt ist, dehnt sich nun der Wärmeübertrager 1 in Breitenrichtung 12, insbesondere der Sammler 2 aufgrund eines höheren Wärmeausdehnungskoeffizienten deutlich stärker aus, als das Löthilfsmittel 14, wodurch es bei bislang aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeübertragern 1, wie diese gemäß den 4 und 5 dargestellt sind, zu einem Kollabieren der Wellrippe 11 und zur Bildung eines Knickes 15 am Längsende des Löthilfsmittels 14 führen konnte. Betrachtet man diesbezüglich nun den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager gemäß den 1 bis 3, so kann man erkennen, dass dort während des Lötens ein derartiger Knick 15 (vgl. 2) nicht auftritt, da sich das äußere Wärmeübertragerrohr 8 bzw. das Seitenteil 9 aufgrund des in Breitenrichtung 12 deutlich breiteren äußeren Durchzugs 5 verstellen kann, sodass es nach dem Löten an einer Innenseite 16 des äußeren Durchzugs 5 anliegt. Bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeübertrager 1 gemäß den 4 und 5 besitzen sämtliche Durchzüge 4, 5 gleiche Durchzugsbreiten S_A = S_I , wodurch eine Kompensation unterschiedlicher Wärmedehnungen nicht möglich war. Dies führt nicht nur zur Bildung des Knicks 15, sondern auch zum Kollabieren der Wellrippe 11, wodurch diese in einem Bereich 17 keine Druckkräfte mehr vom Löthilfsmittel 14 auf die inneren Wärmeübertragerrohre 6 übertragen kann.
• Betrachtet man den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 gemäß den 1 bis 2 weiter, so gilt für die Abstände folgende Beziehung: P_A < 0,99 P_I, vorzugsweise sogar P_A < 0,95 P_I. Das heißt, der Abstand P_A zwischen einem inneren Durchzug 4 und einem direkt dazu benachbarten äußeren Durchzug 5 beträgt lediglich 99 Prozent, vorzugsweise sogar lediglich 95 Prozent, eines Abstandes P_I zwischen zwei inneren Durchzügen 4. Auch hierdurch kann der Kompensationseffekt bezüglich der unterschiedlichen Wärmedehnungen zwischen Wärmeübertrager 1 und Löthilfsmittel 14 unterstützt werden.
• Eine Verlötung des Wärmeübertragers 1 erfolgt dabei beispielsweise bei ca. 577 Grad Celsius. Hierbei werden die inneren Wärmeübertragerrohre 6 fluiddicht in den zugehörigen inneren Durchzügen 4 verlötet, während die äußeren Wärmeübertragerrohre 8 bzw. Seitenteile 9 lediglich an der Innenseite 16 des äußeren Durchzugs 5 angelötet werden. Dies ist auch ausreichend, da die äußeren Wärmeübertragerrohre 8 bzw. Seitenteile 9 keinerlei Funktion im Hinblick auf den ersten Strömungspfad 7 besitzen. Von weiterem großen Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 ist, dass nunmehr erstmals die inneren Wärmeübertragerrohre 6 und die äußeren Wärmeübertragerrohre 8 als Gleichteile ausgebildet sein können und nicht wie bislang üblich, die äußeren Wärmeübertragerrohre 8 länger ausgebildet sein müssen, um die Verlängerung durch Bildung des Knicks 15 beim Löten kompensieren und insbesondere auch ein Herausrutschen des äußeren Wärmeübertragerrohrs 8 aus dem äußeren Durchzug 5 verhindern zu können.
• Hergestellt wird der erfindungsgemäße Wärmeübertrager 1 bspw. wie folgt: Zunächst werden die inneren Wärmeübertragerrohre 6 jeweils längsendseitig in einen jeweils zugehörigen inneren Durchzug 4 des Rohrbodens 3 des Sammlers 2 eingesteckt. Zuvor oder anschließend werden zwei äußere Wärmeübertragerrohre 8 oder Seitenteile 9 jeweils längsendseitig in einen jeweils zugehörigen äußeren Durchzug 5 des jeweiligen Rohrbodens 3 eingesteckt und besitzen dort ein Spiel in Breitenrichtung 12, da der äußere Durchzug 5 breiter ist als die inneren Durchzüge. Zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren 6 und zwischen den inneren und den äußeren Wärmeübertragerrohren 6, 8 oder Seitenteilen 9 werden darüber hinaus Wellrippen 11 angeordnet. Die inneren und die äußeren Wärmeübertragerrohre 6, 8 werden dann zwischen zwei Löthilfsmitteln 14 eingespannt und in einen Lötofen eingelegt. Die Wärmeübertragerrohre 6, 8 werden dabei mit den Durchzügen 4, 5 und Wellrippen 11 derart verlötet, dass die inneren Wärmeübertragerrohre 6 fluiddicht in den zugehörigen inneren Durchzügen 4 gefügt und die äußeren Wärmeübertragerrohre 8 oder Seitenteile 9 ausschließlich an der Innenseite 16 des jeweiligen äußeren Durchzugs 5 angelötet sind.
• Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht so die Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 1 ohne die bislang im Bereich eines Längsendes des Löthilfsmittels 14 auftretenden Knicke 15 bzw. ohne ein bislang unter Umständen auftretendes Kollabieren der Wellrippen 11 im Bereich 17. Hierdurch lassen sich insbesondere Fehllötungen vermeiden und das optische Erscheinungsbild deutlich verbessern.

Claims (10)

1. Wärmeübertrager (1) - mit zwei Sammlern (2) mit jeweils einem Rohrboden (3) mit Durchzügen (4,5), - mit inneren Wärmeübertragerrohren (6), die jeweils längsendseitig in einem zugehörigen inneren Durchzug (4) des Rohrbodens (3) dicht aufgenommen sind und zusammen mit den Sammlern (2) einen ersten Strömungspfad (7) bilden, - mit zwei äußeren Wärmeübertragerrohren (8) oder Seitenteilen (9), die längsendseitig jeweils in einem zugehörigen äußeren Durchzug (5) des jeweiligen Rohrbodens (3) gehalten sind, wobei zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren (6) und den beiden äußeren Wärmeübertragerrohren (8) oder Seitenteilen (9) ein zweiter Strömungspfad (10) ausgebildet ist, - wobei zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren (6) und zwischen den inneren und den äußeren Wärmeübertragerrohren (6,8) oder Seitenteilen (9) Wellrippen (11) angeordnet sind, - wobei die inneren Durchzüge (4) eine jeweilige Durchzugsbreite S_I und die äußeren Durchzüge (5) eine jeweilige Durchzugsbreite SA aufweisen, - wobei zwei benachbarte innere Durchzüge (4) einen Abstand P_I in Breitenrichtung (12) aufweisen, - wobei zwischen einem inneren Durchzug (4) und einem direkt benachbarten äußeren Durchzug (5) ein Abstand P_A in Breitenrichtung (12) besteht, dadurch gekennzeichnet, - dass die äußeren Durchzüge (5) keine Verbindung mit dem ersten Strömungspfad (7) aufweisen, - dass für die Durchzugsbreiten (S_A,S_I) folgende Beziehung gilt $${\text{S}}_{\text{A}}>\mathrm{1,1}{\text{ S}}_{\text{I}}.$$

   
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Durchzugsbreiten (S_A,S_I) folgende Beziehung gilt $${\text{S}}_{\text{A}}>\mathrm{1,2}{\text{ S}}_{\text{I}}.$$

   
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die Abstände (P_A,P_I) folgende Beziehung gilt $${\text{P}}_{\text{A}}<\mathrm{0,99}{\text{ P}}_{\text{I}}.$$

   
4. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Abstände (P_A,P_I) folgende Beziehung gilt $${\text{P}}_{\text{A}}<\mathrm{0,95}{\text{ P}}_{\text{I}}.$$

   
5. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im jeweiligen Sammler (2) zwischen den äußeren Wärmeübertragerrohren (8) oder Seitenteilen (9) und den jeweils direkt dazu benachbarten inneren Wärmeübertragerrohren (6) eine Trennwand (13) angeordnet ist.
6. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Wärmeübertragerrohre (6) fluiddicht in den zugehörigen inneren Durchzügen (4) verlötet sind.
7. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Wärmeübertragerrohre (8) oder Seitenteile (9) eine geringere Breite als die Durchzugsbreite (S_A) der äußeren Durchzüge (5) aufweisen und in montiertem Zustand an einer Innenseite (16) des jeweiligen äußeren Durchzuges (5) angelötet sind.
8. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Wärmeübertragerrohre (6) und die äußeren Wärmeübertragerrohre (8) als Gleichteile ausgebildet sind.
9. Herstellungsverfahren eines Wärmeübertrager (1) nach Anspruch 1, bei dem - die inneren Wärmeübertragerrohre (6) jeweils längsendseitig in einen jeweils zugehörigen inneren Durchzug (4) eines Rohrbodens (3) eines Sammlers (2) eingesteckt werden, - die äußeren Wärmeübertragerrohre (8) oder Seitenteile (9) jeweils längsendseitig in einen jeweils zugehörigen äußeren Durchzug (5) des jeweiligen Rohrbodens (3) eingesteckt werden und dort ein Spiel in Breitenrichtung (12) aufweisen, - zwischen den inneren Wärmeübertragerrohren (6) und zwischen den inneren und den äußeren Wärmeübertragerrohren (6,8) oder Seitenteilen (9) Wellrippen (11) angeordnet werden, - die inneren und äußeren Wärmeübertragerrohre (6,8) zwischen zwei Löthilfsmittel (11) eingelegt und in einen Lötofen verbracht werden, - die Wärmeübertragerrohre (6,8) mit den Durchzügen (4,5) und den Wellrippen (11) derart verlötet werden, dass die inneren Wärmeübertragerrohre (6) fluiddicht in den zugehörigen inneren Durchzügen (4) verlötet und die äußeren Wärmeübertragerrohre (8) oder Seitenteile (9) ausschließlich an einer Innenseite (16) des jeweiligen äußeren Durchzuges (5) angelötet sind.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die inneren Wärmeübertragerrohre (6) und die äußeren Wärmeübertragerrohre (8) Gleichteile verwendet werden.

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