DE102022209688A1

DE102022209688A1 - Schutzeinrichtung für Rohrkörper eines Wärmeübertragers

Info

Publication number: DE102022209688A1
Application number: DE102022209688.6A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Lamich
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2022-09-15
Filing date: 2022-09-15
Publication date: 2024-03-21

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung (1) für Rohrkörper (101) eines Wärmeübertragers (100), welche Gitterelemente (2) zum Schutz der Rohrkörper (101) aufweist.Eine erhöhte Effizienz des Wärmeübertragers (100) sowie eine vereinfachte Montage und ein reduziertes Gewicht werden dadurch erreicht, dass die Schutzeinrichtung (1) an einem ersten Abschnitt (3, 3 a) zumindest einen Haken (4) und einen Stift (5) zum Ausbilden eines Festlagers (201) und an einem zweiten Abschnitt (3, 3 b) lediglich zumindest einen Haken (4) zum Ausbilden eines Loslagers (202) aufweist.Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Baugruppe (200) mit einem Wärmeübertrager (100) und einer solchen Schutzeinrichtung (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung für Rohrkörper eines Wärmeübertrager, welche Gitterelemente zum Schutz der Rohrkörper aufweist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Baugruppe mit einem Wärmeübertrager sowie einer solchen Schutzeinrichtung.
Ein Wärmeübertrager wird üblicherweise von zwei Fluiden durchströmt. Einer der Fluide strömt gewöhnlich durch Rohrkörper des Wärmeübertragers und das andere Fluid zwischen den Rohrkörpern hindurch. Um die Funktionalität des Wärmeübertragers zu erhalten, insbesondere um Leckagen des durch die Rohrkörper strömenden Fluids zu verhindern, ist es bekannt, an solchen Wärmeübertragern eine Schutzeinrichtung zum Schutz der Rohrkörper anzubringen.
Eine solche Schutzeinrichtung ist beispielsweise aus der EP 2 495 521 A1 bekannt. Die Schutzeinrichtung weist seitlich abstehende Befestigungselemente auf, welche an entsprechenden Kästen eines Wärmeübertragers befestigt werden, welche Kästen der Zuführung sowie der Abführung eines durch die Rohrkörper des Wärmeübertragers strömenden Fluids dienen.
Aus der WO 2016/177826 A1 ist eine Schutzeinrichtung für einen Wärmeübertrager bekannt. Die Schutzeinrichtung weist sich in einer ersten Richtung erstreckende und in einer zweiten Richtung zueinander beabstandete Gitterelemente auf. In zweiter Richtung endseitig weist die Schutzeinrichtung ferner abstehende Haken auf, welche Seitenflächen des Wärmeübertrager hintergreifen.
In der WO 2016/177831 A1 ist eine Schutzeinrichtung für einen Wärmeübertrager beschrieben, welche sich in einer ersten Richtung erstreckende und in einer zweiten Richtung zueinander beabstandete Gitterelemente aufweist. Die Schutzeinrichtung weist ferner in erster Richtung endseitig Kippelemente auf, welche in einer quer zur ersten Richtung und quer zur zweiten Richtung verlaufenden dritten Richtung abstehen. Zudem weist die Schutzeinrichtung über die Schutzeinrichtung verteilt in dritter Richtung abstehende Stifte auf.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für eine Schutzeinrichtung der eingangs genannten Art sowie für eine Baugruppe mit einem Wärmeübertrager und einer solchen Schutzeinrichtung verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, welche Nachteile aus dem Stand der Technik beseitigen. Insbesondere beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit der Aufgabe, für die Schutzeinrichtung sowie für die Baugruppe verbesserte oder zumindest andere Ausführungsformen anzugeben, welche sich durch eine erhöhte Effizienz des Wärmeübertragers sowie einer vereinfachten Montage der Baugruppe bei zugleich reduziertem Gewicht auszeichnen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht demnach auf dem allgemeinen Gedanken, eine Schutzeinrichtung für einen Wärmeübertrager an einer Seite mit Haken sowie Stiften und an einer dazu entfernten Seite lediglich mit Haken zu versehen, sodass die Seite mit Haken und Stiften am zugehörigen Wärmeübertrager in der Art eines Festlagers und die Seite ohne Stifte am Wärmeübertrager in der Art eines Loslager angebracht wird. Mittels des Festlagers erfolgt eine relative Fixierung der Schutzeinrichtung am Wärmeübertrager. Zugleich lässt das Loslager eine relative Bewegung der Schutzeinrichtung zum Wärmeübertrager zu. Dies führt neben einem vereinfachten Anbringen der Schutzeinrichtung am Wärmeübertrager zu einer einfachen Ausrichtung der Schutzeinrichtung zum Wärmeübertrager.
Folglich können Gitterelemente der Schutzeinrichtung vereinfacht und zuverlässig fluchtend zu Rohrkörpern des Wärmeübertrager ausgerichtet werden. Somit wird vermieden, dass die Gitterelemente die Strömung eines Fluids zwischen den Rohrkörpern hindurch behindern oder reduzieren. Die Vermeidung oder zumindest Reduzierung der Strömung des Fluids zwischen den Rohrkörpern führt zu einer verbesserten Wärmeübertragung innerhalb des Wärmeübertragers, sodass die Effizienz des Wärmeübertragers erhöht ist. Mit dem Erfindungsgedanken wird also neben einer vereinfachten Montage eine erhöhte Effizienz des Wärmeübertrager erreicht. Ferner kann die Schutzeinrichtung somit lediglich im Bereich der Rohrkörper angeordnet werden, sodass die Schutzeinrichtung kleiner und somit gewichtsreduziert ist. Dies führt neben reduzierten Herstellungskosten zu einer entsprechenden Gewichtsreduzierung einer die Schutzeinrichtung und den Wärmeübertrager umfassenden Baugruppe.
Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Schutzeinrichtung Gitterelemente auf, welche sich in einer ersten Richtung erstrecken und in einer quer zur ersten Richtung verlaufenden zweiten Richtung zueinander beabstandet sind. Die Schutzeinrichtung weist ferner zwei in zweiter Richtung zueinander beabstandete Abschnitte auf, welche jeweils einen Haken umfassen. Die Schutzeinrichtung weist also einen ersten Abschnitt und einen in zweiter Richtung zum ersten Abschnitt beabstandeten zweiten Abschnitt auf, zwischen denen Gitterelemente angeordnet sind. Der jeweilige Abschnitt weist zumindest einen Haken auf, welcher in einer quer zur ersten Richtung und quer zur zweiten Richtung verlaufenden dritten Richtung absteht. Zudem weist der erste Abschnitt zumindest einen in dritter Richtung abstehenden Stift auf, wohingegen der zweite Abschnitt frei von solchen Stiften ist.
Die Schutzeinrichtung dient dem Schutz von Rohrkörpern eines zugehörigen Wärmeübertragers. Dies erfolgt mittels der Gitterelemente, welche sich vorzugsweise parallel zu den Rohrkörpern erstrecken. Die Schutzeinrichtung kann daher auch als Schutzgitter bezeichnet werden. Dabei schützt die Schutzeinrichtung, insbesondere schützen die Gitterelemente, die Rohrkörper von mechanischen Einwirkungen, insbesondere vor Steinschlag. Die Schutzeinrichtung kann daher auch als Steinschlagschutz bezeichnet werden.
Eine Baugruppe umfasst die Schutzeinrichtung sowie einen zugehörigen Wärmeübertrager.
Der Wärmeübertrager weist zwei in erster Richtung gegenüberliegende Kästen auf. Zudem weist der Wärmeübertrager sich in erster Richtung erstreckende und in zweiter Richtung zueinander beabstandete Rohrkörper auf. Die Rohrkörper sind mit den Kästen fluidisch verbunden, sodass ein Strömungspfad eines Fluids, nachfolgend auch als erstes Fluid bezeichnet, von einem der Kästen über die Rohrkörper in den anderen Kasten führt. Der Wärmeübertrager weist zudem ein erstes Seitenteil und ein zweites Seitenteil auf, welche in zweiter Richtung gegenüberliegend angeordnet sind, sich in erster Richtung erstrecken und die Kästen miteinander mechanisch verbinden. Dabei sind die Rohrkörper zwischen den Seitenteilen angeordnet. Zwischen den aufeinanderfolgenden Rohrkörpern, vorzugsweise zudem zwischen den in zweiter Richtung äußersten Rohrkörpern und dem benachbarten Seitenteil, ist jeweils ein Hohlraum ausgebildet.
Der jeweilige zumindest eine Haken dient dem Hintergreifen des Wärmeübertragers, vorzugsweise eines zugehörigen der Seitenteil.
Folglich hintergreift in der Baugruppe der zumindest eine Haken des ersten Abschnitts vorzugsweise das erste Seitenteil. Zudem dringt der jeweilige zumindest eine Stift in dritter Richtung in einen solchen Hohlraum ein, sodass der erste Abschnitt ein Festlager bildet, derart, dass der erste Abschnitt in erster Richtung und in zweiter Richtung relativ zu den Rohrkörpern fixiert ist. Der zumindest eine Haken des zweiten Abschnitts hintergreift das zweite Seitenteil, sodass der zweite Abschnitt ein Loslager bildet, derart, dass der zweite Abschnitt relativ zu den Rohrkörpern verschiebbar ist.
Zweckmäßig überdecken die Gitterelemente die Rohrkörper in zweiter Richtung. Bevorzugt fluchten die Gitterelemente mit den Rohrkörpern zumindest in zweiter Richtung.
Vorzugsweis ist das jeweilige Gitterelement einen Rohrkörper zugeordnet, mit welchem das Gitterelement zumindest in zweiter Richtung fluchtet.
Die Hohlräume, insbesondere die Hohlräume zwischen den Rohrkörpern, dienen dem Durchströmen eines zweiten Fluids, durch den Wärmeübertrager, wobei dies vom ersten Fluid fluidisch erfolgt. Das heißt, dass durch die Kästen und die Rohrkörper ein erster Strömungspfad des ersten Fluids und durch die Hohlräume, vom ersten Strömungspfad fluidisch getrennt, ein zweiter Strömungspfad des zweiten Fluids führt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen erfolgt mittels zumindest eines der Haken neben dem Hintergriff auch eine Auflage der Schutzeinrichtung am Wärmeübertrager, vorzugsweise am zugehörigen Seitenteil.
Bevorzugt weist zumindest einer der Haken, vorzugsweise der jeweilige Haken, ein in dritter Richtung abstehendes Auflagesegment und ein vom Auflagesegment in zweiter Richtung abstehendes Hintergriffsegment auf. In der Baugruppe liegt das Auflagesegment auf dem zugehörigen Seitenteil des Wärmeübertrager auf und hintergreift das Hintergriffsegment das zugehörige Seitenteil. Mittels des Auflagesegments wird ferner eine relative Bewegung des Hakens in zweiter Richtung erreicht. In der Folge ist die Schutzeinrichtung definiert zum Wärmeübertrager, insbesondere zu den Rohrkörpern, positionierbar bzw. positioniert. Zugleich erfolgt auf diese Weise ein vereinfachtes Anbringen der Schutzeinrichtung am Wärmeübertrager.
Der jeweilige Kasten kann eine beliebige Form aufweisen. Dabei weist der jeweilige Kasten zweckmäßig für den jeweiligen Rohrkörper eine zugehörige Öffnung auf, sodass der jeweilige Rohrkörper über die zugehörige Öffnung mit dem jeweiligen Kasten fluidisch verbunden ist.
Der jeweilige zumindest eine Stift kann eine beliebige Form aufweisen.
Denkbar ist es, dass zumindest einer der wenigstens einen Stifte eine zylindrische Grundform aufweist.
Eine in dritter Richtung vordere Seite, nachfolgend auch als Vorderseite bezeichnet, des jeweiligen Stifts kann prinzipiell eine beliebige Form aufweisen. Vorstellbar ist es, dass zumindest eine der wenigstens einen Vorderseiten spitz oder flach geformt ist. Ebenso kann zumindest eine der wenigstens einen Vorderseiten flach abfallen.
Der jeweilige Rohrkörper kann prinzipiell beliebig geformt sein.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist zumindest einer der wenigstens einen Rohrkörper, vorzugsweise der jeweilige Rohrkörper, als ein Flachrohr ausgebildet.
Der Wärmeübertrager weist vorteilhaft in zumindest einem der wenigstens einen Hohlräume, insbesondere im jeweiligen Hohlraum, eine die wärmeübertragende Fläche vergrößernden Struktur aufweist, welche nachfolgend auch als Wellrippe bezeichnet wird. Die Wellrippe ist für das zweite Fluid durchströmbar und ist vorzugsweise an zumindest einem der zugehörigen Rohrkörper befestigt. Die Wellrippe weist in erster Richtung aufeinanderfolgende Flanken auf. Insbesondere ist die Wellrippe an zumindest einen der wenigstens einen in zweiter Richtung benachbarten Rohrkörpern befestigt.
Der jeweilige Abschnitt kann prinzipiell einen einzigen Haken aufweisen.
Vorteilhaft weist zumindest einer der Abschnitte, vorzugsweise der jeweilige Abschnitt, zumindest zwei Haken, beispielsweise drei Haken, auf.
Als bevorzugt gelten Ausführungsformen, bei welchen zumindest einer der wenigstens einen Stifte, vorzugsweise der jeweilige Stift, in einer solchen Wellrippe eindringt und somit den ersten Abschnitt relativ zu den Rohrkörpern in erster Richtung fixiert. Dies erfolgt vorzugsweise durch eine beim Einführen des Stifts in die Wellrippe bewirkte Deformation von Flanken, vorzugsweise zwischen zwei der aufeinanderfolgenden und in erster Richtung angrenzenden Flanken, der Wellrippe. Auf diese Weise wird eine zuverlässige und einfache Umsetzung des Festlagers erreicht.
Der jeweilige zumindest eine Stift ist zweckmäßig derart dimensioniert, dass der durch die Wellrippe, insbesondere durch die zugehörigen Flanken, erfahrene mechanische Widerstand klein genug ist, um eine vereinfachte Montage zu erreichen, und/oder um eine unerwünschte Beschädigung der Wellrippe zu verhindern.
Der jeweilige zumindest eine Stift kann prinzipiell beliebig am ersten Abschnitts angeordnet sein.
Vorteilhaft ist zumindest einer der wenigstens einen Stifte, bevorzugt der jeweilige Stift, auf der dem zweiten Abschnitt zugewandten Seite des zumindest einen Hakens des ersten Abschnitts angeordnet. Vorzugsweise folgt zumindest einer der wenigstens einen Stifte in zweiter Richtung auf einem zugehörigen der Haken. Auf diese Weise erfolgt eine Gruppierung von Haken und zugehörigem Stift, vorzugsweise eine angenähte Anordnung von Haken und zumindest einem Stift, wobei der jeweilige Haken mit dem zumindest einen zugehörigen Stift ein solches Festlager bildet. Dies führt neben einem vereinfachten Anbringen der Schutzeinrichtung am Wärmeübertrager zu einer einfachen und zuverlässigen Ausbildung des Festlagers.
Vorteilhaft ist es, wenn zumindest einem der wenigstens einen Haken, insbesondere dem jeweiligen Haken, des ersten Abschnitts zumindest ein solcher Stift zugeordnet ist, welche in zweiter Richtung auf den zugehörigen Haken folgt. Vorteilhaft sind zumindest einem der wenigstens einen Haken des ersten Abschnitts zwei Stifte zugeordnet. Dies führt zu einer mechanischen Stabilisierung des jeweiligen Festlagers und somit einer verbesserten, definierten Position der Schutzeinrichtung relativ zum Wärmeübertrager und folglich einer verbesserten definierten Position der Gitterelemente zu den Rohrkörpern. In der Folge wird die Effizienz des Wärmeübertrager erhöht und zugleich das Anbringen der Schutzeinrichtung am Wärmeübertrager vereinfacht.
Prinzipiell kann der jeweilige Abschnitt der Schutzeinrichtung zu einem zugehörigen Ende der Schutzeinrichtung in zweiter Richtung beabstandet sein.
Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst zumindest einer Abschnitte, bevorzugt der jeweilige Abschnitt, ein zugehöriges Ende der Schutzeinrichtung in zweiter Richtung, sodass der zugehörige zumindest eine Haken am dem Abschnitt zugehörigen Ende der Schutzeinrichtung angeordnet ist. Bei zumindest einen der Abschnitte, vorzugsweise beim jeweiligen Abschnitt, handelt es sich also vorzugsweise um einen Endabschnitt der Schutzeinrichtung. Auf diese Weise erfolgt eine Verkleinerung der Schutzeinrichtung sowie eine nähere Positionierung der Haken sowie des zumindest einen Stifts an den Rohrkörpern. Folglich wird neben einer Gewichtsreduzierung der Schutzeinrichtung eine exaktere relative Positionierung der Gitterelemente zu den Rohrkörpern erreicht. Somit ist neben der besagten Gewichtsreduzierung eine Erhöhung der Effizienz des Wärmeübertrager erreicht.
Die Schutzeinrichtung kann zwei in erster Richtung gegenüberliegende und sich in zweiter Richtung erstreckende Rahmenteile aufweisen, zwischen denen sich die Gitterelemente erstrecken und welche die Abschnitte miteinander verbinden. Somit kommt es zu einer definierten Lage der Gitterelemente in der Schutzeinrichtung, sodass eine entsprechend genaue Positionierung der Gitterelemente zu den Rohrkörpern ermöglicht wird. In der Folge sind sowohl die Montage der Baugruppe vereinfacht als auch die Effizienz des Wärmeübertrager erhöht.
Prinzipiell kann die Schutzeinrichtung aus separat hergestellten und anschließend miteinander verbundenen Komponenten bestehen.
Bei bevorzugten Ausführungsformen handelt es sich bei der Schutzeinrichtung um einen einteiligen Körper, der nachfolgend auch als Schutzkörper bezeichnet wird. Die Schutzeinrichtung ist also mittels eines gemeinsamen Herstellungsverfahrens, insbesondere durch ein Urformverfahren, bevorzugt mittels Spritzguss, hergestellt.
Die Schutzeinrichtung kann prinzipiell aus beliebigen Materialien hergestellt sein.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Schutzeinrichtung aus Kunststoff, vorzugsweise mittels Spritzguss, hergestellt. Somit kommt es neben einer kostengünstigen Herstellung zu einer gewichtsreduzierten Ausbildung der Schutzeinrichtung.
Als bevorzugt gelten Ausführungsformen, bei welchen die Schutzeinrichtung nicht an den Kästen des Wärmeübertrager angebracht, insbesondere befestigt, ist. Das heißt, dass die Baugruppe frei von Befestigungen der Schutzeinrichtung am jeweiligen Kasten ist. Somit kommt es zu einer vereinfachten Herstellung der Schutzeinrichtung, einem vereinfachten Anbringen der Schutzeinrichtung am Wärmeübertrager sowie einer Reduzierung des Gewichts der Schutzeinrichtung.
Bevorzugt ist die Schutzeinrichtung zu den Kästen beabstandet. Vorzugsweise sind die Rahmenteile zu den Kästen beabstandet. Somit kommt es zu einer Reduzierung des Gewichts der Schutzeinrichtung.
Es versteht sich, dass neben der Schutzeinrichtung auch die Baugruppe zum Umfang dieser Erfindung gehört.
Die Baugruppe kann in beliebigen Anwendungen zum Einsatz kommen.
Insbesondere kommt die Baugruppe in einem Kraftfahrzeug zum Einsatz.
Dabei ist die Baugruppe vorteilhaft in einem Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet, welcher von Luft durchströmt ist, sodass die Luft das zweite Fluid ist. Insbesondere handelt es sich bei der Luft um Fahrtluft, wobei ein Ventilator zusätzlich Luft fördern kann.
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.
Es zeigen, jeweils schematisch

1 eine isometrische Ansicht einer Baugruppe mit einer Schutzeinrichtung und einem Wärmeübertrager,
2 eine Frontalansicht der Baugruppe,
3 eine Draufsicht der Baugruppe,
4 einen in 2 als A-A bezeichneten Schnitt durch die Baugruppe,
5 eine vergrößerte Teilansicht der 4,
6 eine isometrische Ansicht der Schutzeinrichtung,
7 einen in 5 mit B-B bezeichneten Schnitt,
8 die Ansicht aus 5 bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
9 die Ansicht aus 5 bei einem weiteren Ausführungsbeispiel.

Eine Schutzeinrichtung 1, wie sie beispielsweise in den 1 bis 9 gezeigt ist, dient dem Schutz eines Wärmeübertrager 100. Genauer dient die Schutzvorrichtung 1 dem Schutz von Rohrkörpern 101 des Wärmeübertragers 100. Die Schutzvorrichtung 1 und der Wärmeübertrager 100 sind Bestandteile einer Baugruppe 200, welche beispielsweise in einem Kraftfahrzeug (nicht gezeigt) zum Einsatz kommt.
Wie insbesondere den 1 bis 4 entnommen werden kann, weist der Wärmeübertrager 1 die Rohrkörper 101 auf. Die Rohrkörper 101 erstrecken sich in einer ersten Richtung R1 und sind in einer quer zur ersten Richtung R1 verlaufenden zweiten Richtung R2 zueinander beabstandet. Somit ist zwischen den aufeinanderfolgenden Rohrkörpern 101 jeweils ein Spalt oder Hohlraum 102 ausgebildet. Der Wärmeübertrager 100 weist ferner zwei in erster Richtung gegenüberliegende Kästen 103 auf. Die Kästen 103 dienenden der Zuführung eines Fluids in die Rohrkörper 101 sowie dem Sammeln des Fluids aus den Rohrkörpern 101. Somit führt ein lediglich in 1 angedeuteter Strömungspfad 104 des Fluids, nachfolgend auch als erster Strömungspfad 104 bezeichnet, von einem der Kästen 103 über die Rohrkörper 101 in den anderen Kasten 103. In 1 ist rein beispielhaft angenommen, dass der erste Strömungspfad 104 von vom links angeordneten Kasten 103 über die Rohrkörper 101 zum rechts angeordneten Kasten 103 führt. Wie insbesondere 1 entnommen werden kann, weist in den gezeigten Ausführungsbeispielen der jeweilige Kasten 101 zum Zuführen des ersten Fluids in den Wärmeübertrager 100 sowie zum Abführen des ersten Fluids aus dem Wärmeübertrager 100 einen fluidischen Anschluss 105 auf. Der Wärmeübertrager 100 weist ferner zwei in zweiter Richtung R2 gegenüberliegende Seitenteile 106 auf, welche nachfolgend auch als erstes Seitenteil 106, 106a und zweites Seitenteil 106,106b bezeichnet werden. Dabei sind die Rohrkörper 101 zwischen den Seitenteilen 106 angeordnet. Zudem verbinden die Seitenteile 106 die Kästen 103 mechanisch miteinander. Zwischen dem jeweiligen Seitenteil 106 und dem in zweiter Richtung R2 nächstbenachbarten Rohrkörper 101 ist ein weiterer solcher Spalt oder Hohlraum 102 ausgebildet. Die Rohrkörper 101 sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen und vorzugsweise als Flachrohre 107 ausgebildet. Durch den Wärmeübertrager 100 strömt im Betrieb, vom ersten Strömungspfad fluidisch getrennt, ein weiteres Fluid, welches nachfolgend auch als zweites Fluid bezeichnet. Das heißt, dass ein Strömungspfad 108 des zweiten Fluids, nachfolgend auch als zweiter Strömungspfad 108 bezeichnet, vom ersten Strömungspfad 104 fluidisch getrennt, durch den Wärmeübertrager 100 führt. Dabei sind die Rohrkörper 101 im zweiten Strömungspfad 108 angeordnet, sodass der zweite Strömungspfad 108 durch die Hohlräume 102 führt.
Die Schutzeinrichtung 1 weist zum Schutz der Rohrkörper 101 vor mechanischen Einwirkungen, insbesondere vor Steinschlägen, Gitterelemente 2 auf. Die Gitterelemente 2 erstrecken sich in erster Richtung R1 und sind in zweiter Richtung R2 zueinander beabstandet. Das jeweilige Gitterelement 2 ist einem Rohrkörper 101 des Wärmeübertragers 100 zugeordnet. Die Schutzeinrichtung 1 weist ferner zwei in zweiter Richtung R2 zueinander beabstandete Abschnitte 3 auf, zwischen welchen Gitterelemente 2 angeordnet sind, und welche nachfolgend auch als erster Abschnitt 3, 3a und zweiter Abschnitt 3, 3b bezeichnet werden. Der jeweilige Abschnitt 3 weist zumindest einen Haken 4 auf, welcher in einer quer zur ersten Richtung R1 und quer zur zweiten Richtung R2 verlaufenden dritten Richtung R3 absteht. Wie insbesondere 4 ferner entnommen werden kann, weist der erste Abschnitt 3, 3a zudem einen in dritter Richtung R3 abstehenden Stift 5 auf, wohingegen der zweite Abschnitt 3, 3b frei von solchen Stiften 5 ist. Wie insbesondere den 2 und 4 entnommen werden kann, ist die Schutzeinrichtung 1 in den gezeigten Ausführungsbeispielen einteilig hergestellt. Bei der Schutzeinrichtung 1 handelt es sich also um einen zusammenhängenden Schutzkörper 10, welcher vorzugsweise mittels Spritzguss aus Kunststoff hergestellt ist.
In der Baugruppe 200 hintergreift der zumindest eine Haken 4 des ersten Abschnitts 3, 3a das erste Seitenteil 106, 106a. Zudem dringt der jeweilige zumindest eine Stift 5 in dritter Richtung R3 in einen solchen Hohlraum 102 ein. Dies erfolgt so, sodass der erste Abschnitt ein Festlager 201 bildet, derart, dass der erste Abschnitt 3, 3a in erster Richtung R1 und in zweiter Richtung R2 relativ zu den Rohrkörpern 101 fixiert ist. Zudem hintergreift der zumindest eine Haken 4 des zweiten Abschnitts 3, 3b das zweite Seitenteil 106, 106b. Dies erfolgt so, dass der zweite Abschnitt 3, 3b ein Loslager 202 bildet, derart, dass der zweite Abschnitt 3, 3b relativ zu den Rohrkörpern 101 verschiebbar ist. Somit kommt es zu einem einfachen und leicht anzupassenden Anbringen der Schutzeinrichtung 1 am Wärmeübertrager 100 und folglich zu einer einfachen Montage. Dabei fluchtet das jeweilige Gitterelement 2 mit dem zugehörigen Rohrkörper 101 in zweiter Richtung R2. Zu diesem Zweck entspricht ein Abstand der Gitterelemente 2 in zweiter Richtung R2 vorzugsweise der Erstreckung der Hohlräume 102 in zweiter Richtung R2. Somit kommt es zu einem verbesserten Schutz der Rohrkörper 101, wobei zugleich die Gitterelemente 2 die Strömung des zweiten Fluids durch die Hohlräume 102 nicht oder zumindest in reduziertem Maße behindern. Folglich ist eine Effizienz des Wärmeübertragers 100 verbessert.
Wie den Figuren entnommen werden kann, bildet in den gezeigten Ausführungsbeispielen der jeweilige Abschnitt 3 einen Endabschnitt der Schutzeinrichtung 1. Das heißt, dass der jeweilige Abschnitt 3 ein zugehöriges Ende 9 der Schutzeinrichtung 1 in zweiter Richtung R2 umfasst. Mit anderen Worten, die Schutzeinrichtung 1 weist in zweiter Richtung R2 zwei Enden 9 auf, wobei der erste Abschnitt 3, 3a ein erstes Ende 9, 9a und der zweite Abschnitt 3, 3b ein zweites Ende 9, 9b der Schutzeinrichtung 1 umfasst. Dabei ist der zumindest eine Haken 4 des ersten Abschnitts 3, 3a am ersten Ende 9, 9a und der zumindest eine Haken 4 des zweiten Abschnitts 3, 3b am zweiten Ende 9, 9b angeordnet.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen dringt der jeweilige zumindest eine Stift 5, wie insbesondere 5 entnommen werden kann, in den Hohlraum 102 zwischen dem ersten Seitenteil 106, 106a und dem in zweiter Richtung R2 benachbarten Rohrkörper 101.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen und bevorzugt ist in dem jeweiligen Hohlraum 102 eine die mit dem zweiten 10 Fluid wärmeübertragende Fläche vergrößernde Struktur 109 angeordnet, welche nachfolgend auch als Wellrippe 109 bezeichnet wird. Die jeweilige Wellrippe 109 ist an zumindest einem der wenigstens einen in zweiter Richtung R2 angrenzenden Rohrkörpern 101, nachfolgend auch als zugehöriger Rohrkörper 101 bezeichnet, befestigt. Die Befestigung der jeweiligen Wellrippe 109 mit dem zumindest einen zugehörigen Rohrkörper 101 erfolgt vorzugsweise stoffschlüssig, beispielsweise mittels einer Lotverbindung. Die jeweilige Wellrippe 109 ist für das zweite Fluid durchströmbar. Das heißt, dass der zweite Strömungspfad 108 durch die jeweilige Wellrippe 109 führt. Die jeweilige Wellrippe 109 weist in erster Richtung R1 aufeinanderfolgende Flanken 110 auf und ist somit in dritter Richtung R3 durchströmbar. Wie insbesondere den 5 und 7 entnommen werden kann, dringt der jeweilige Stift 5 im zugehörigen Hohlraum 102, in den gezeigten Ausführungsbeispielen also im Hohlraum 102 zwischen dem ersten Seitenteil 106, 106a und dem in zweiter Richtung R2 benachbarten Rohrkörper 101, in die Wellrippe 109 ein, sodass der erste Abschnitt 3, 3a relativ zu den Rohrkörpern 101 in erster Richtung R1 fixiert ist. Zu diesem Zweck ist der jeweilige Stift 5, wie in 7 angedeutet, zwischen zwei der aufeinanderfolgenden Flanken 110 angeordnet und deformiert diese Flanken 110.
Wie insbesondere 1 entnommen werden kann, ist die Baugruppe 200 in den gezeigten Ausführungsbeispielen frei von Befestigungen der Schutzeinrichtung 1 am jeweiligen Kasten 103. Dabei ist die Schutzeinrichtung 1 in den gezeigten Ausführungsbeispielen zu den Kästen 103 beabstandet und erstreckt sich somit lediglich lokal über die Rohrkörper 101.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist der jeweilige Haken 4, wie insbesondere den 5 und 6 entnommen werden kann, ein in dritter Richtung R3 abstehendes Segment 6 auf, welches in zweiter Richtung R2 außen auf dem zugehörigen Seitenteil 106 aufliegt und nachfolgend auch als Auflagesegment 6 bezeichnet wird. Zudem weist der jeweilige Haken 4 ein in zweiter Richtung R2 vom Auflagesegment 6 abstehendes Segment 7 auf, welches das zugehörige Seitenteil 106 in dritter Richtung R3 außen hintergreift und nachfolgend auch als Hintergriffsegment 7 bezeichnet wird. Das Auflagesegment 6 ist in den gezeigten Ausführungsbeispielen durch zwei Schenkel 8 gebildet, welche in erster Richtung R1 zueinander beabstandet sind.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist der jeweilige Abschnitt 3 der Schutzeinrichtung 1 rein beispielhaft drei zueinander in erster Richtung R1 beabstandete Haken 4 auf. Insbesondere den 5 und 6 ist zu entnehmen, dass in den gezeigten Ausführungsbeispielen der jeweilige Stift 5 auf der dem zweiten Abschnitts 3, 3b zugewandten Seite des zumindest einen Hakens 4 des ersten Abschnitts 3, 3a angeordnet ist. Ferner ist dem jeweiligen Haken 4 des ersten Abschnitts 3, 3a zumindest ein solcher zumindest Stift 5 zugeordnet, welcher in zweiter Richtung R2 auf dem zugehörigen Haken 4 folgt. Der jeweilige Haken 4 des ersten Abschnitts 3, 3a bildet dabei mit dem zumindest einen zugehörigen Stift 5 in der Baugruppe 200 ein solches Festlager 201. Somit bildet der erste Abschnitt 3, 3a in den gezeigten Ausführungsbeispielen in der Baugruppe 200 drei zueinander in erster Richtung R1 beabstandete Festlager 201. Wie 6 entnommen werden kann, sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen dem jeweiligen Haken 4 des ersten Abschnitts 3, 3a rein beispielhaft zwei solche Stifte 5 zugeordnet. Der jeweilige Haken 4 des zweiten Abschnitts 3, 3b bildet in der Baugruppe 200 ein solches Loslager 202. Somit bildet der zweite Abschnitt 3, 3b in den gezeigten Ausführungsbeispielen in der Baugruppe 200 drei zueinander in erster Richtung R1 beabstandete Loslager 202. Wie insbesondere 1 entnommen werden kann, ist dabei dem jeweiligen Festlager 201 in zweiter Richtung R2 ein Loslager 202 gegenüberliegend angeordnet.
Die in den 8 und 9 gezeigten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von dem in den 1 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich durch die Form der Stifte 5. Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen weist der jeweilige Stift 5 eine zylindrische Grundform auf. Beim Ausführungsbeispiel der 1 bis 7 weist der jeweilige Stift 5, wie insbesondere 6 entnommen werden kann, eine spitz zulaufende Vorderseite auf. Beim Ausführungsbeispiel der 8 fällt die Vorderseite flach ab. Beim in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Vorderseite flach.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2495521 A1 [0003]
WO 2016177826 A1 [0004]
WO 2016177831 A1 [0005]

Claims

Schutzeinrichtung (1) für Rohrkörper (101) eines Wärmeübertragers (100), - mit Gitterelementen (2), welche sich in einer ersten Richtung (R1) erstrecken und in einer quer zur ersten Richtung (R1) verlaufenden zweiten Richtung (R2) zueinander beabstandet sind, - mit einem ersten Abschnitt (3, 3a) und einem in zweiter Richtung (R2) zum ersten Abschnitt (3, 3a) beabstandeten zweiten Abschnitt (3, 3b), zwischen denen Gitterelemente (2) angeordnet sind, - wobei der jeweilige Abschnitt (3) zumindest einen Haken (4) aufweist, welcher in einer quer zur ersten Richtung (R1) und quer zur zweiten Richtung (R2) verlaufenden dritten Richtung (R3) absteht, - wobei der erste Abschnitt (3, 3a) zumindest einen in dritter Richtung (R3) abstehenden Stift (5) aufweist und der zweite Abschnitt (3, 3b) frei von solchen Stiften (5) ist.
Schutzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Haken (4) ein in dritte Richtung (R3) abstehendes Auflagesegment (6) und ein vom Auflagesegment (6) in zweiter Richtung (R2) abstehendes Hintergriffsegment (7) aufweist.
Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der wenigstens einen Stifte (5) auf der dem zweiten Abschnitt (3, 3b) zugewandten Seite des zumindest einen Hakens (4) des ersten Abschnitts (3, 3a) angeordnet ist.
Schutzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der wenigstens einen Stifte (5) in zweite Richtung (R2) auf einem zugehörigen der Haken (4) folgt.
Schutzeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem der wenigstens einen Haken (4) des ersten Abschnitts (3, 3a) zumindest ein solcher Stift (5) zugeordnet ist, welche in zweiter Richtung (R2) auf den Haken (4) folgt.
Schutzeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einem der Haken (4) zwei Stifte (5) zugeordnet sind.
Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Abschnitte (3) ein Ende (9) der Schutzeinrichtung (1) in zweiter Richtung (R2) umfasst, sodass der zugehörige Haken (4) am dem Abschnitt (3) zugehörigen Ende (9) der Schutzeinrichtung (1) angeordnet ist.
Schutzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung (1) ein einteiliger, insbesondere mittels Spitzguss, hergestellter Schutzkörper (10) ist.
Baugruppe (200) mit einer Schutzeinrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit einem Wärmeübertrager (100), - wobei der Wärmeübertrager (100): • zwei in erster Richtung (R1) gegenüberliegende Kästen (103) aufweist, • sich in erster Richtung (R1) erstreckende und in zweiter Richtung (R2) zueinander beabstandete Rohrkörper (101) aufweist, welche mit den Kästen (103) fluidisch verbunden sind, sodass ein Strömungspfad (104) eines Fluids von einem der Kästen (103) über die Rohrkörper (101) in den anderen Kasten (103) führt, • ein erstes Seitenteil (106, 106a) und ein zweites Seitenteil (106b) aufweist, welche in zweiter Richtung (R2) gegenüberliegend angeordnet sind, sich in erster Richtung (R1) erstrecken und die Kästen (103) mechanisch miteinander verbinden und zwischen denen die Rohrkörper (101) angeordnet sind, • wobei zwischen den aufeinanderfolgenden Rohrkörpern (101) und zwischen dem jeweiligen Seitenteil (106) und dem in zweiter Richtung (R2) benachbarten Rohrkörper (101) jeweils ein Hohlraum ausgebildet ist, - wobei der zumindest eine Haken (4) des ersten Abschnitts (3, 3a) das erste Seitenteil (106, 106a) hintergreift und der jeweilige zumindest eine Stift (5) in dritter Richtung (R3) in einen Hohlraum (102) eindringt, sodass der erste Abschnitt (3, 3a) ein Festlager (201) bildet, derart, dass der erste Abschnitt (3, 3a) in erster Richtung (R1) und in zweiter Richtung (R2) relativ zu den Rohrkörpern (101) fixiert ist, - wobei der zumindest eine Haken (4) des zweiten Abschnitts (3, 3b) das zweite Seitenteil (106, 106b) hintergreift, sodass der zweite Abschnitt (3, 3b) ein Loslager (202) bildet, derart, dass der zweite Abschnitt (3, 3b) relativ zu den Rohrkörpern (101) verschiebbar ist.
Baugruppe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (200) frei von Befestigungen der Schutzeinrichtung (1) am jeweiligen Kasten (103) ist.
Baugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, - dass in zumindest einem der wenigstens einen Hohlräume (102), in den zumindest einer der wenigstens einen Stifte (5) eindringt, eine Wellrippe (109) zur Erhöhung der wärmeübertragenden Fläche angeordnet ist, welche in erster Richtung (R1) aufeinanderfolgende Flanken (110) aufweist und an zumindest einem der den Hohlraum (102) zugehörigen Rohrkörper (101) befestigt ist, - dass der zumindest eine Stift (5) in die Wellrippe (109) eindringt und somit den ersten Abschnitt (3, 3a) relativ zu den Rohrkörpern (101) in erster Richtung (R1) fixiert.
Baugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der wenigstens einen Stifte (5) zwischen zwei der aufeinanderfolgenden Flanken (110) angeordnet ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Gitterelement (2) einem Rohrkörper (101) zugeordnet ist, wobei das jeweilige Gitterelement (2) mit dem zugehörigen Rohrkörper (101) zumindest in zweiter Richtung (R2) fluchtet.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung (1) zu den Kästen (103) beabstandet ist.