DE10212306A1

DE10212306A1 - Gelöteter Wärmeübertrager

Info

Publication number: DE10212306A1
Application number: DE10212306A
Authority: DE
Inventors: Gilles Vigo; Patrick Jung; Fabrice Kaczmarek; Sylvain Louis
Original assignee: Behr France Hambach SARL
Current assignee: Mahle Behr France Hambach SAS
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-10-02
Also published as: JP2005521020A; DE50308220D1; ATE373806T1; AU2003223950A1; US20050126771A1; CN1643329A; EP1492991A1; WO2003078912A1; EP1492991B1; US7059398B2

Abstract

Die Erfindung betrifft einen gelöteten Wärmeübertrager, insbesondere einen Kondensator für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage, mit einem aus Rohren und Rippen bestehenden Wärmeübertragernetz sowie mit mindestens einem Sammelrohr, welches aus einem Boden (2) und einem Deckel (3) sowie aus Trennwänden (8) besteht, wobei der Boden (2) und der Deckel (3) sich längsseitig überlappende Ränder (4, 5; 6, 7) aufweisen. Der Boden (2) nimmt die Enden der Rohre auf, und die Trennwände (8) sind durch einen ersten und zweiten Absatz (8b, 8c) sowie durch eine Fahne (8a) gegenüber dem Deckel (3) fixiert. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass in den Rändern (6, 7) des Deckels (3) im Bereich der Trennwände (8) nutartige Ausnehmungen (3b, 3c) angeordnet sind, in welche die Absätze (8b, 8c) der Trennwände (8) eingreifen. Dadurch werden eine sichere Positionierung der Trennwände im Sammelrohr und eine leckagefreie Lötung des Kondensators gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft einen gelöteten Wärmeübertrager, insbesondere einen gelöteten Kondensator für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2 - bekannt durch die DE-A 43 39 952.
Der bekannte Wärmeübertrager ist ein sogenannter Flachrohrkondensator, der aus Flachrohren, zwischen diesen angeordneten Wellrippen und zweiteiligen Sammelrohren mit Trennwänden besteht. Sämtliche Teile, die aus einer Aluminiumlegierung bestehen, werden zunächst mechanisch gefügt und dann in einem Lötofen gelötet. Die Trennwände werden als separate Einzelteile in die Sammelrohre eingesetzt und dort positioniert. Die Sammelrohre bestehen aus einem schalenförmigen Boden, der die Rohre aufnimmt, und einem ebenfalls schalenförmig ausgebildeten Deckel, welcher Schlitze zur Aufnahme und Positionierung der Trennwände aufweist. Beim Fügen dieser drei Teile, d. h. des Bodens, der Trennwände und des Deckels können sich Toleranzprobleme ergeben, weil die Trennwände aufgrund ihrer geometrischen Ausbildung an einer Stelle am Boden, jedoch an zwei Stellen am Deckel anliegen - dies kann zu einer statischen Überbestimmung dieser drei Teile und infolge dessen zu Undichtigkeiten nach dem Lötprozess führen.
Es ist Rufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Positionierung und Befestigung der Trennwände im Sammelrohr des eingangs genannten Kondensators dahingehend zu verbessern, dass eine korrekte Positionierung der Trennwand im Sammelrohr und eine leckagefreie Lötung gewährleistet sind.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt für den eingangs genannten Wärmeübertrager durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2. Demzufolge weist der Deckel des Sammelrohres im Bereich der Trennwände an seinen Rändern Ausschnitte auf, in welche die Trennwände eingreifen, d. h. jede Trennwand bildet mit dem Deckel an zwei (Anspruch 1) bzw. drei Stellen (Anspruch 2) eine Fügeverbindung: Durch die zweifache Fügeverbindung gemäß Anspruch 1 zwischen den Absätzen der Trennwand und den Ausschnitten im Deckel ist die Trennwand bereits hinreichend fixiert - eine so genannte Fahne wie beim Stand der Technik kann entfallen. Bei der nebengeordneten Lösung gemäß Anspruch 2 weist die Trennwand - wie bekannt - eine Fahne auf, die in einen entsprechenden Schlitz des Deckels eingeführt ist. Die Absätze der Trennwand fügen sich in die randseitigen Ausschnitte des Deckels ein, so dass eine "Dreipunktlagerung" für die Trennwand nach dem Fügen gegeben ist. Die Trennwand kann damit nicht mehr kippen, sondern ist exakt, d. h. im Winkel von 90° zur Längsachse ausgerichtet. Die Abmessungen der Trennwand und der randseitigen Ausschnitte im Deckel sind so gewählt, dass die Trennwand im Inneren des Deckels aufliegt, jedoch nicht mit ihren Absätzen in den Ausschnitten. Nach dem Fügen von Trennwänden und Deckel wird der Boden über den Deckel mit den vormontierten Trennwänden bis zum Anschlag an die Trennwände geschoben und - wie bekannt - durch Körnerschläge gesichert. Der Boden liegt dann mit seiner Innenfläche somit nur mit einer Stelle an der Trennwand an. Insgesamt ergibt sich somit ein statisch bestimmtes System von Deckel, Trennwand und Boden, d. h. es ergeben sich eindeutige Anlageflächen mit minimalen Spalten, so dass eine leckfreie Lötung erzielt werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen den Absätzen der Trennwand und der Grundfläche der randseitigen Ausschnitte ein gewisses Spiel vorgesehen.
Dadurch ist sichergestellt, dass zwischen Trennwand einerseits und Deckel sowie Boden andererseits jeweils nur eine Anlagefläche besteht. Der durch Toleranz definierte Spalt wird beim Lötprozess mit Lotmaterial gefüllt und führt somit zu einer dichten Lötung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Sammelrohr mit Trennwand,
Fig. 1a eine Seitenansicht von Fig. 2,
Fig. 2 einen Querschnitt durch den Deckel und die Trennwand des Sammlerohres
Fig. 2a eine Seitenansicht von Fig. 2,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Deckel des Sammelrohres in der Ebene der Trennwand,
Fig. 3a eine Seitenansicht von Fig. 3 und
Fig. 4, 4a eine abgewandelte Ausführungsform mit einer Trennwand ohne "Fahne".
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Sammelrohr 1, dessen Querschnitt durch einen schalenförmigen, halbzylindrischen Boden 2 und einen ebenfalls schalenförmigen, halbzylindrischen Deckel 3 begrenzt wird, der hinsichtlich seiner Außenausmessung so gestaltet ist, dass er in den Boden 2 eingesetzt werden kann. Der Boden 2 weist zwei in Längsrichtung des Rohres (senkrecht zur Zeichenebene) verlaufende Randbereiche 4, 5 auf, die sich mit Randbereichen 6, 7 des Deckels 3 überlappen. Der so durch Boden 2 und Deckel 3 gebildete Querschnitt des Sammelrohres 1 ist durch eine Trennwand 8 ausgefüllt, welche in ihrem dem Deckel 3 zugewandten Bereich eine Fahne 8a aufweist, welche eine Ausnehmung 3a (vgl. Fig. 3) des Deckels 3 nach außen durchdringt. Die Trennwand 8 weist ferner zwei Absätze 8b, 8c im Bereich der Ränder 6, 7 des Deckels 3 auf. Der Boden 2 nimmt in nicht näher dargestellter Weise (z. B. in Durchzügen) Flachrohre 9 auf, die zusammen mit nicht dargestellten Wellrippen das Netz eines Kondensators für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage bilden.
Fig. 2 und Fig. 2a zeigen das Sammelrohr 1 ohne den Deckel 2, d. h. nur mit Boden 3 und Trennwand 8, die eine Breite b aufweist.
Fig. 3 und Fig. 3a zeigen den Deckel 3 als Einzelteil, wobei einerseits der Schlitz 3a zur Aufnahme der (hier nicht dargestellten Fahnen 8a) und andererseits die beiden Ausschnitte 3b, 3c in den Rändern 6, 7 des Bodens 3 erkennbar sind. Die Ausschnitte 3b, 3c sind U-förmig, d. h. nach außen offen, ausgebildet und weisen zwei parallele Seitenflächen 13, 14 sowie eine senkrecht zu diesen verlaufende Grundfläche 15 auf. Der Abstand der beiden Seitenflächen 13, 14 hat das Maß b, welches der Breite b der Trennwand 8 entspricht.
Die Montage des Sammelrohres 1 wird wie folgt durchgeführt: zunächst werden in den Deckel 3 die Trennwände 8 eingesetzt, und zwar zuerst mit ihrer Fahne 8a in die Schlitze 3a eingeführt. Nach einem kurzen Einführweg greifen die Absätze 8b, 8c in die nutförmigen Einschnitte 3b, 3c ein, d. h. die Trennwandabschnitte 8b, 8c gleiten wie eine Passfeder in eine Nut. Die Einführbewegung der Trennwand 8 ist beendet, wenn die Anschlagstelle A1 im Inneren des Deckels erreicht ist. In dieser Stellung befindet sich zwischen den Absätzen 8b, 8c und der Grundfläche 15 der Einschnitte 3b, 3c noch etwas Luft, d. h. ein minimaler Spalt s (vgl. Fig. 1a und Fig. 2). Damit ist gewährleistet, dass die Trennwand 8 immer auf den Anschlag A1 gefahren wird. Aufgrund der Toleranzen zwischen Trennwand 8, 8a und dem Schlitz 3a sowie den Einschnitten 3c, 3b ist die Trennwand 8 in dieser Stellung leicht geklemmt, so dass sie fixiert ist. Danach wird der Boden 2 auf den Deckel 3 aufgeschoben (oder der Deckel 3 mit der Trennwand 8 in den Boden 2 eingeschoben). Diese Einschiebbewegung erfolgt soweit, bis die Trennwand 8 die Anschlagstelle A2 im inneren des Deckels 2 berührt. Damit ist sichergestellt, dass die Trennwand 8 nur eine Anschlagstelle, nämlich A2 mit dem Boden 2 hat. Daraus folgt, dass sich die Trennwand 8 sowohl gegenüber der Innenwand des Deckels 2 als auch gegenüber der Innenwand des Bodens 3 voll umfänglich anlegen kann. Darüber hinaus ist die Trennwand 8 auch durch die bereits oben erwähnte Dreipunktlagerung senkrecht zur Längsachse ausgerichtet, d. h. die Umfangsfläche der Trennwand 8 verläuft parallel zur Innenwandung von Deckel 3 und Boden 2. Dies sind die Voraussetzungen für eine einwandfreie Lötung. Der zwischen den Absätzen 8b, 8c und der Grundlinie 15 der Einschnitte 3b, 3c bestehende Spalt s wird während des Lötprozesses mit Lot gefüllt und ist im Übrigen nach außen durch die überlappenden Randbereiche 4, 5 des Bodens abgedeckt, so dass sowohl nach außen als auch zwischen den beiden angrenzenden Kammern 10 und 11 Dichtheit besteht.
Nach dem Fügen von Trennwänden 8, Deckel 3 und Boden 2 können die sich überlappenden Randbereiche 4/6 und 5/7 - wie aus dem eingangs erwähnten Stand der Technik bekannt - durch Körnerschläge gesichert werden. Danach wird der gesamte Kondensator im Ofen gelötet.
Fig. 4 und 4a zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer abgewandelten Trennwandform in einer Darstellung analog zu Fig. 2 und 2a. Fig. 4 zeigt in einem Querschnitt einen Deckel 20 eines nicht vollständig dargestellten Sammelrohres. Der Deckel 20 weist einen etwa halbovalförmigen Querschnitt auf und ist durch Randbereiche 21, 22 nach oben (in der Zeichnung) begrenzt. In diesen Randbereichen 21, 22 sind jeweils an den Stellen, wo eine Trennwand vorgesehen ist, nutartige Einschnitte 24, 25 angeordnet, die in Fig. 4 gestrichelt dargestellt sind - in Fig. 4a erscheint nur der vordere Einschnitt 24. In den freien Querschnitt des Deckels 20 ist eine Trennwand 23 eingesetzt, die mit ihrer unteren Hälfte 23a mit ihrem gesamten Umfang an der Innenfläche des Deckels 20 anliegt. Die obere Hälfte 23b der Trennwand 23 weist einen um die doppelte Wandstärke d größeren Durchmesser Db als die untere Hälfte 23a mit einem Durchmesser Da auf. Beide Querschnittshälften 23a und 23b gehen jeweils über einen Absatz 23c, 23d ineinander über. Die Absätze 23c, 23d greifen in die Einschnitte 24, 25 ein und bilden somit eine zweifache Fügeverbindung zwischen Trennwand 23 und Deckel 20; dies ist für die Positionierung der Trennwand 23 ausreichend. Im Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Fig. 1 bis 3, weist die Trennwand 23 keine Fahne auf, die durch einen Schlitz im Deckel gesteckt wird. Vielmehr hat der Deckel 20 einen durchgehenden, d. h. nicht durch Schütze unterbrochenen Querschnitt. Damit entfällt das Durchstecken der Trennwand durch den Deckel und die anschließende Verlötung, d. h. das Risiko einer Leckage wird weiter verringert.
Die Montage der Trennwand 23 erfolgt in der Weise, dass diese mit ihrer kleineren Hälfte 23a in den Deckel 20a eingesetzt wird, so dass die Trennwand 23 mit dem Deckel 20 eine gemeinsame Anschlagfläche 81 bildet. Damit es im Bereich B1 definitiv zu einem Anschlag bzw. Kontakt kommt, ist zwischen den Randbereichen 21, 22 und den Absätzen 23c, 23d ein Spalt s belassen. Die Absätze 23c, 23d fügen sich somit - wie eine Passfeder/Nut-Verbindung - in die nutartigen Ausschnitte 24, 25 des Deckels 20 ein.
Zur Vervollständigung des Sammelrohres wird über den Deckel 20 mit eingesetzter Trennwand 23 - analog dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 - ein hier nicht dargestellter Boden geschoben, so dass sich zwischen Trennwand 23 und nicht dargestelltem Boden eine Anschlagfläche B2 bildet. Damit ergeben sich für die Montage des gesamten Sammelrohres, bestehend aus Deckel 20, Trennwand 23 und nicht dargestelltem Boden aufgrund von nur zwei Anschlagflächen B1, B2 definierte Anschlagverhältnissse, d. h. eine leckagefreie Verlötung der Trennwand 23 im Sammelrohr.

Claims

1. Gelöteter Wärmeübertrager, insbesondere Kältemittel-Kondensator mit einem Wärmeübertragernetz aus Rohren und Rippen sowie mit mindestens einem Sammelrohr, welches aus einem Boden (2) und einem Deckel (3, 20) sowie Trennwänden (8, 23) besteht, wobei Boden (2) und Deckel (3, 20) sich längsseitig überlappende Ränder (4, 5; 6, 7; 21, 22) aufweisen, wobei der Boden (2) die Enden der Rohre (9) aufnimmt und die Trennwände (8, 23) einen ersten und zweiten Absatz (8b, 8c; 23c, 23d) aufweisen, der auf den Rändern (6, 7; 21, 22) des Deckels (3, 20) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ränder (6, 7; 21, 22) des Deckels (3, 20) im Bereich der Trennwände (8, 23) nutartige Ausnehmungen (3b, 3c; 24, 25) aufweisen, in welche die Absätze (8b, 8c; 23c, 23d) der Trennwände (8, 23) eingreifen.

2. Gelöteter Wärmeübertrager, insbesondere Kältemittel-Kondensator mit einem Wärmeübertragernetz aus Rohren und Rippen sowie mit mindestens einem Sammelrohr, welches aus einem Boden (2) und einem Deckel (3) sowie Trennwänden (8) besteht, wobei Boden (2) und Deckel (3) sich längsseitig überlappende Ränder (4, 5; 6, 7) aufweisen, wobei der Boden (2) die Enden der Rohre (9) aufnimmt und die Trennwände (8) jeweils eine Fahne (8a), die einen Schlitz (3a) im Deckel (3) durchdringt, sowie einen ersten und zweiten Absatz (8b, 8c) aufweisen, der auf den Rändern (6, 7) des Deckels (3) aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Ränder (6, 7) des Deckels (3) im Bereich der Trennwände (8) nutartige Ausnehmungen (3b, 3c) aufweisen, in welche die Absätze (8b, 8c) der Trennwände (8) eingreifen.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (3b, 3c; 24, 25) zwei parallele Seitenflächen (13, 14) sowie eine dazu senkrecht angeordnete Grundfläche (15) aufweisen und dass der Abstand der Seitenflächen (13, 14) der Breite (b) der Trennwand (8) entspricht.

4. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwände (8, 23) nach dem Fügen von Boden (2) und Deckel (3, 20) jeweils eine erste Anhgefläche (A1, B1) mit dem Deckel (3, 20) und eine zweite Anlagefläche (A2, B2) mit dem Boden (2) bilden, während zwischen den Absätzen (8b, 8c; 23c, 23d) der Trennwände (8, 23) und der Grundfläche (15) der Aussparung (3b, 3c; 24, 25) ein Spalt (s) belassen ist.