DE10296566T5

DE10296566T5 - Wärmeaustauschmodul mit vereinfachter Montage für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE10296566T5
Application number: DE10296566T
Authority: DE
Inventors: Michel Potier; Carlos Martins
Original assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2004-04-22
Also published as: WO2002077556A1; FR2822941B1; FR2822941A1

Abstract

Wärmeaustauschmodul jener Art, die einen ersten Wärmetauscher mit einem zwischen zwei Endkammern aus geformten Kunststoffmaterial angebrachten Körper aufweist, an dem ein zweiter Wärmetauscher mit einem zwischen zwei Endkammern angebrachten Körper montiert ist, so dass ein gleicher Luftstrom den Körper des ersten Wärmetauschers bzw. den des zweiten Wärmetauschers durchqueren kann, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Endkammern (18, 20) des ersten Wärmetauschers (12) eine durch Formen einstückig hergestellte Aufnahmenase (32), die ein erstes Ende (34) des zweiten Wärmetauschers (14) aufnehmen kann, sowie eine durch Formen einstückig hergestellte Rastnase (42), die ein zweites Ende (47) des zweiten Wärmetauschers (14) aufnehmen kann, aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge.
Insbesondere betrifft sie ein Wärmeaustauschmodul jener Art, die einen ersten Wärmetauscher mit einem zwischen zwei Endkammern aus geformten Kunststoffmaterial angebrachten Körper aufweist, an dem ein zweiter Wärmetauscher mit einem zwischen zwei Endkammern angebrachten Körper montiert ist, so dass ein gleicher Luftstrom den Körper des ersten Wärmetauschers bzw. den des zweiten Wärmetauschers durchqueren kann.
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge ist es bekannt, an einen ersten Wärmetauscher, wie zum Beispiel einen Motorkühler, mindestens einen zweiten Wärmetauscher zu montieren, um eine als Modul bezeichnete Baugruppe zu bilden, die installationsbereit zum Anbringen im Fahrzeug ist. Dieser zweite Wärmetauscher besteht meistens aus einem Kondensator einer Klimaanlage oder aus einem Ladeluftkühler des Motors.
Bei dem so gebildeten Modul kann der zweite Wärmetauscher je nachdem bezüglich der Luftstromzirkulationsrichtung stromaufwärts oder stromabwärts des ersten Wärmetauschers angeordnet sein.
Die gegenseitige Befestigung des ersten und des zweiten Wärmetauschers führt zu verschiedenen technischen Problemen, da diese Befestigung eine schnelle und sichere Montage der beiden Tauscher gestatten und dabei den Platzbedarf der Baugruppe möglichst stark verringern soll.
Wenn es sich bei dem ersten Wärmetauscher um einen Kühler handelt und bei dem zweiten Wärmetauscher um einen Kondensator, erfolgt die Befestigung dieses Kondensators im Allgemeinen durch Verschrauben oder durch Einrasten durch vom Kühler ausgehende oder an den Endkammern des Kondensators gelötete Nasen.
Des Weiteren ist bekannt, die Befestigung durch angefügte Teile aus Kunststoffmaterial zu gewährleisten.
In jedem Fall erfordert die Befestigung spezielle Teile, die den Zeit- und Kostenaufwand der Herstellung erhöhen und oftmals Platzbedarf erzeugen.
Die Erfindung hat insbesondere zum Ziel, die oben genannten Nachteile zu überwinden.
Dazu schlägt sie ein Wärmeaustauschmodul der eingangs definierten Art vor, bei dem jede der Endkammern des ersten Wärmetauschers eine durch Formen einstückig hergestellte Aufnahmenase, die ein erstes Ende des zweiten Wärmetauschers aufnehmen kann, sowie eine durch Formen einstückig hergestellte Rastnase, die ein zweites Ende des zweiten Wärmetauschers aufnehmen kann, aufweist.
Somit erfolgt die gegenseitige Befestigung der beiden Wärmetauscher durch zwei Aufnahmenasen, die durch Formen einstückig mit den beiden Endkammern des ersten Wärmetauschers hergestellt sind, sowie durch zwei Rastnasen, die durch Formen einstückig mit den gleichen Endkammern hergestellt sind.
Deshalb ist es nicht erforderlich, spezielle Teile, insbesondere angefügte Teile, zur Gewährleistung dieser Befestigung vorzusehen.
Die beiden Aufnahmenasen und die beiden Rastnasen werden einfach durch Formen einstückig mit den Endkammern des ersten Wärmetauschers hergestellt, wodurch gleichzeitig die Fertigung und die Montage vereinfacht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist jede der Aufnahmenasen dazu konfiguriert, einen ersten Seitenteil, der am Körper des Wärmetauschers vorgesehen ist, zumindest teilweise aufzunehmen.
Jede der Aufnahmenasen bildet vorteilhafterweise einen allgemein U-förmigen Träger. In diesem Fall erfolgt die Montage des zweiten Wärmetauschers vorteilhafterweise durch eine Kippbewegung nach Anordnung eines ersten Endes des zweiten Wärmetauschers in die Aufnahmenasen, um das zweite Ende des zweiten Wärmetauschers den Rastnasen anzunähern.
Bei einer bevorzugten Ausführung, weist jeder der Träger einen Boden auf, der von zwei beabstandeten Schenkeln überragt wird.
In diesem Fall ist es von Vorteil, dass jede der Aufnahmenasen im Boden eine Verlängerung aufweist, die sich von einem Vorsprung (oder Absatz) aus erstreckt, der im Boden zwischen den beabstandeten Schenkeln ausgebildet ist und als Stütze für ein Ende einer Endkammer des zweiten Wärmetauschers dienen kann.
Des Weiteren umfasst der Schutzbereich der Erfindung, dass jede der Aufnahmenasen auch in Form einer Rastnase ausgeführt ist.
In diesem Fall erfolgt die Montage des zweiten Wärmetauschers am ersten Wärmetauscher durch eine parallel erfolgende Annäherungsbewegung, statt durch eine Kippbewegung, wie oben beschrieben.
Vorteilhafterweise ist jede der Rastnasen dazu konfiguriert, einen zweiten Seitenteil, der am Körper des zweiten Wärmetauschers vorgesehen ist, zumindest teilweise aufzunehmen.
Jede der Rastnasen ist vorteilhafterweise elastisch verformbar und schließt durch einen Haltevorsprung ab.
Des Weiteren sieht die Erfindung vor, dass jede der Endkammern des ersten Wärmetauschers weiterhin eine Festlegungsnase aufweist, die sich in der Nähe der Rastnase befindet und durch Formen einstückig mit der Endkammer hergestellt ist, um den Schutz dieser Rastnase zu gewährleisten und das zweite Ende des zweiten Wärmetauschers festzulegen.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung umfasst jede der Endkammern des ersten Wärmetauschers des Weiteren eine elastische Nase, die durch Formen einstückig hergestellt ist und an einer Endkammer des zweiten Wärmetauschers anliegen kann.
Diese elastische Nase wirkt mit der Aufnahmenase und der Rastnase dahingehend zusammen, zu gewährleisten, dass der zweite Wärmetauscher bezüglich des ersten Wärmetauschers gut gehalten wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Aufnahmenasen im unteren Teil der Endkammern des ersten Wärmetauschers vorgesehen, während die Rastnasen im oberen Teil der Endkammern vorgesehen sind, wobei diese letzteren in im Wesentlichen vertikaler Position betrachtet werden.
Bei einer bevorzugten Anwendung de Erfindung handelt es sich bei dem ersten Wärmetauscher um einen Kühler eines Motors eines Kraftfahrzeugs, während es sich bei dem zweiten Wärmetauscher um einen Kondensator einer Klimaanlage handelt.
In der folgenden, nur beispielhaft angeführten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen; es zeigen darin:
1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschmoduls;
2 das Detail II der 1 im vergrößerten Maßstab;
3 das Detail III der 1 im vergrößerten Maßstab;
4 das Detail IV der 1 im vergrößerten Maßstab;
5 eine perspektivische Ansicht des ersten Wärmetauschers, der einen Teil des Moduls nach 1 bildet;
6 das Detail VI der 5 im vergrößerten Maßstab;
7 eine andere perspektivische Ansicht des ersten Wärmetauschers nach 5;
8 das Detail VIII der 7 im vergrößerten Maßstab;
9 das Detail IX der 7 im vergrößerten Maßstab;
10 eine perspektivische Ansicht des Wärmeaustauschmoduls bei der Montage; und
11 eine zu 10 analoge Ansicht nach der Montage.
In 1 ist eine auch als Wärmeaustauschmodul bezeichnete Baugruppe 10 dargestellt worden, die einen ersten Wärmetauscher 12 (nach hinten hin dargestellt) umfasst, an den ein zweiter Wärmetauscher 14 (nach vorne hin dargestellt) montiert ist. In dem betrachteten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Tauscher 12 um einen Kühler eines Kraftfahrzeugmotors, während es sich bei dem Tauscher 14 um einen Kondensator einer Klimaanlage des Fahrzeugs handelt.
Der Tauscher 12 umfasst einen (nicht ausführlich dargestellten) Körper 16, der auf herkömmliche Weise durch ein aus Rohren und Rippen bestehendes Bündel besteht. Dieser Körper 16 erstreckt sich zwischen zwei Endkammern 18 und 20, die sich in einer allgemein vertikalen Richtung erstrecken, wenn das Modul im Fahrzeug angebracht ist. Die Endkammern 18 und 20 sind aus einem geeigneten Kunststoffmaterial, zum Beispiel Polyamid, geformt.
Die Endkammer 18 weist (7) einen Stutzen 22 auf, der durch Formen hergestellt ist, und ebenso weist die Endkammer 20 einen Stutzen 24 auf, der ebenfalls durch Formen hergestellt ist. Diese Stutzen 22 und 24 dienen dem Eintritt und dem Austritt eines Kühlmittels, im Allgemeinen eines Gemisches aus Wasser und Frostschutzmittel, das durch den Motor des Fahrzeugs erwärmt und durch einen den Körper 16 des Wärmetauschers 12 durchquerenden Luftstrom gekühlt wird.
Der zweite Tauscher 14 umfasst einen (nicht ausführlich dargestellten) Körper 26, der durch eine aus Rohren und Rippen bestehenden Baugruppe gebildet wird. In dem Beispiel umfasst der Körper 26 horizontal angeordnete, flache Rohre, zwischen denen Zwischenteile gewellter Form angeordnet sind.
Der Körper 26 ist zwischen zwei Endkammern vorgesehen, nämlich einer in der Nähe von und parallel zu der Endkammer 18 des Tauschers 12 angeordneten Endkammer 28 und einer anderen in der Nähe von und parallel zu der Endkammer 20 des Wärmetauschers 12 angeordneten Endkammer 30 (1).
In dem Beispiel weisen die Endkammern 28 und 30 eine allgemein kreisröhrenförmige Form auf und sind mit den Enden der Rohre verlötet, die den Körper 26 des Tauschers bilden.
Bei dem so gebildeten Modul sind die jeweiligen Körper 16 und 26 der beiden Tauscher parallel zueinander und in der Nähe voneinander angeordnet, so dass ein gleicher Luftstrom den Körper des Kühlers durchquert, um die Kühlung des Kühlmittels zu gewährleisten, sowie auch den Körper des Kondensators durchquert, um die Kühlung des ihn durchströmenden Kältemittels zu gewährleisten.
Jede der Endkammern 18 und 20 des Tauschers 12 umfasst im unteren Teil eine Aufnahmenase 32, die durch Formen einstückig mit der Endkammer hergestellt ist und ein erstes Ende des Wärmetauschers 14 aufnehmen kann. In dem Beispiel weist jede der Aufnahmenasen 32 die Form eines allgemein U-förmigen Trägers auf, der dazu konfiguriert und dimensioniert ist, einen ersten den Körper 26 begrenzenden Seitenteil 34, der auch als Querträger bezeichnet wird, aufzunehmen. Die Aufnahmenase 32 weist (2) einen Boden 36 auf, der von zwei beabstandeten Schenkeln 38 überlagert wird, um den oben genannten Träger zu bilden.
Dieser Boden 36 weist eine Verlängerung 40 auf, die sich von einem Vorsprung (oder Absatz) 43 aus erstreckt, der im Boden 36 zwischen den beabstandeten Schenkeln 38 ausgebildet ist und als Stütze für ein Ende der Endkammer 28 (siehe insbesondere das Detail der 8 und 9) dient. In dem Beispiel weist eine der Aufnahmenasen 32 an dem Ende der Verlängerung 40 gegenüber dem Vorsprung 43 einen zum Tauscher 14 weisenden Rand 41 auf, der mit dem Vorsprung 43 eine Aufnahme bilden soll, die den Boden der Endkammer 30 aufnehmen soll (siehe insbesondere das Detail der 4 und 9).
Daraus ergibt sich, dass die beiden Nasen 32 zusammen gewährleisten, dass der untere Teil des Tauschers 14 wirksam fest- und zurückgehalten wird. Die Konstruktion der Nase 32 geht auch aus den 4, 5, 7, 8 und 9 hervor, in denen der Wärmetauscher 14 nicht dargestellt ist.
Des Weiteren weist jede der Endkammern 18 und 20 im oberen Teil eine Rastnase 42 auf, die durch Formen einstückig hergestellt ist und ein zweites Ende, hier ein oberes Ende, des Tauschers 14 aufnehmen kann (1). Jede der Rastnasen 42 (siehe insbesondere das Detail der 6) umfasst einen Schenkel 44, der senkrecht zur Endkammer 18 oder 20 befestigt ist und durch Haltevorsprung 46 abschließt. Diese Nasen 42 sind zur Aufnahme des zweiten Endes des Tauschers 14 konfiguriert und dimensioniert, das in dem Beispiel durch einen anderen Seitenteil 47 oder Querträger gebildet wird, der den Körper 26 gegenüber dem Seitenteil 34 einrahmt (1).
Jede der Endkammern 18 und 20 des Tauschers 12 umfasst des Weiteren eine Festlegungsnase 48 allgemein L-förmiger Gestalt, die sich in der Nähe der Rastnase 42 befindet und ebenfalls durch Formen einstückig mit der Endkammer hergestellt ist. Diese Festlegungsnase 48 befindet sich bezüglich der Rastnase 42 außerhalb, um den Schutz der letzteren zu gewährleisten und darüber hinaus das zweite Ende des Tauschers 14 festzulegen.
Wie in 1, aber auch in den 5 und 7 zu sehen, umfassen die Endkammern 18 und 20 des Weiteren jeweils eine elastische Nase 54, die durch Formen hergestellt ist und an einer Endkammer des Wärmetauschers 14 anliegen kann. In 1 ist eine dieser elastischen Nasen 54 (die der Endkammer 20) zu sehen, die seitlich an der Endkammer 30 des Tauschers 14 anliegt. Das Vorhandensein dieser beiden elastischen Nasen 54 soll zum gegenseitigen Halten der beiden Wärmetauscher beitragen.
Um die Montage der Wärmetauscher zu gewährleisten, sieht man den Tauscher 14 (10) so vor, dass der in 1 nicht sichtbare Seitenteil 34 in die Aufnahmenasen 32 des Tauschers 12 eingreift. Danach kippt man den Tauscher 14 bezüglich des Tauschers 12, so dass sich der Seitenteil 47 den Rastnasen 42 annähert. Am Ende der Kippbewegung bewirkt der Seitenteil 47 das Anheben der Rastnasen 42, dann eine Rückbewegung dieser Nasen, bis die Haltevorsprünge 46 verhindern, dass sich die beiden Tauscher trennen (11). In dieser Position wirken die Festlegungsnasen 48 mit den oberen Enden der Endkammern 28 und 30 des Wärmetauschers 14 zusammen.
Des Weiteren kommen die beiden elastischen Nasen 54 seitlich an den Endkammern 28 und 30 zur Anlage und tragen zu einem guten Halten der Baugruppe bei.
Bei einer (nicht dargestellten) Ausführungsform könnten die Aufnahmenasen 32 statt in Form eines Trägers ausgeführt zu sein, auch durch zu den Nasen 42 analoge Rastnasen gebildet werden. In diesem Fall erfolgt die Montage des Tauschers 14 an den Tauscher 12 nicht durch Kippen, sondern durch gegenseitiges Annähern in im Wesentlichen parallelen Positionen.
Somit hat man ein Modul realisiert, das aus einem Kühler und einem Kondensator besteht und vormontiert ist, damit es an einem Kraftfahrzeug installiert werden kann.
Bei dieser besonderen Anwendung kann der Kühler auf der dem Kondensator gegenüberliegenden Seite eine Luftdüse tragen, um zu gewährleisten, dass ein Luftstrom durch die jeweiligen Körper des Kühlers und des Kondensators in Bewegung gesetzt wird.
Natürlich ist die Erfindung nicht auf die oben beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und umfasst auch andere Varianten.
Insbesondere ist der erste Tauscher 12 nicht auf einen Kühler und der Wärmetauscher 14 auch nicht auf einen Kondensator beschränkt.
Zusammenfassung
Das Wärmeaustauschmodul hat einen ersten Wärmetauscher mit einem zwischen zwei Endkammern aus geformten Kunststoffmaterial angebrachten Körper. Daran ist ein zweiter Wärmetauscher mit einem zwischen zwei Endkammern angebrachten Körper montiert, so daß ein gleicher Luftstrom den Körper des ersten Wärmetauschers bzw. den des zweiten Wärmetauschers durchqueren kann. Jede der Endkammern (18, 20) des ersten Wärmetauschers (12) weist eine durch Formen einstückig hergestellte Aufnahmenase (32), die ein erstes Ende (34) des zweiten Wärmetauschers (14) aufnehmen kann, sowie eine durch Formen einstückig hergestellte Rastnase (42) auf, die ein zweites Ende (47) des zweiten Wärmetauschers (14) aufnehmen kann.
(1)

Claims

Wärmeaustauschmodul jener Art, die einen ersten Wärmetauscher mit einem zwischen zwei Endkammern aus geformten Kunststoffmaterial angebrachten Körper aufweist, an dem ein zweiter Wärmetauscher mit einem zwischen zwei Endkammern angebrachten Körper montiert ist, so dass ein gleicher Luftstrom den Körper des ersten Wärmetauschers bzw. den des zweiten Wärmetauschers durchqueren kann, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Endkammern (18, 20) des ersten Wärmetauschers (12) eine durch Formen einstückig hergestellte Aufnahmenase (32), die ein erstes Ende (34) des zweiten Wärmetauschers (14) aufnehmen kann, sowie eine durch Formen einstückig hergestellte Rastnase (42), die ein zweites Ende (47) des zweiten Wärmetauschers (14) aufnehmen kann, aufweist.
Wärmeaustauschmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Aufnahmenasen (32) dazu konfiguriert ist, einen ersten Seitenteil (34), der am Körper (26) des Wärmetauschers (14) vorgesehen ist, zumindest teilweise aufzunehmen.
Wärmeaustauschmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Aufnahmenasen (32) einen allgemein U-förmigen Träger bildet.
Wärmeaustauschmodul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der allgemein U-förmigen Träger einen Boden (36) aufweist, der von zwei beabstandeten Schenkeln (38) überragt wird.
Wärmeaustauschmodul nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Aufnahmenasen (32) im Boden (36) eine Verlängerung (40) aufweist, die sich von einem Vorsprung (oder Absatz) (43) aus erstreckt, der im Boden (36) zwischen den beabstandeten Schenkeln (38) ausgebildet ist und als Stütze für ein Ende einer Endkammer (28, 30) des zweiten Wärmetauschers (14) dienen kann.
Wärmeaustauschmodul nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Aufnahmenasen (32) an dem dem Vorsprung (43) gegenüberliegenden Ende der Verlängerung (40) einen Rand (41) aufweist, der zu dem zweiten Wärmetauscher (14) weist und mit dem Vorsprung (43) eine Aufnahme bilden soll, die ein Ende einer Endkammer (28, 30) des zweiten Wärmetauschers (14) aufnehmen kann.
Wärmeaustauschmodul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Aufnahmenasen (32) auch in Form einer Rastnase ausgebildet ist.
Wärmeaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Rastnasen (42) dazu konfiguriert ist, einen zweite Seitenteil (47), der am Körper (26) des zweiten Wärmetauschers (14) vorgesehen ist, zumindest teilweise aufzunehmen.
Wärmeaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Rastnasen (42) elastisch verformbar ist und durch einen Haltevorsprung (46) abschließt.
Wärmeaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Endkammern (18, 20) des ersten Wärmetauschers (12) des Weiteren eine Festlegungsnase (48) aufweist, die sich in der Nähe der Rastnase (42) befindet und durch Formen einstückig mit der Endkammer hergestellt ist, um den Schutz dieser Rastnase zu gewährleisten und das zweite Ende (47) des zweiten Wärmetauschers (14) festzulegen.
Wärmeaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Endkammern (18, 20) des ersten Wärmetauschers (12) des Weiteren eine elastische Nase (54) umfasst, die durch Formen einstückig hergestellt ist und an einer Endkammer (28, 30) des zweiten Wärmetauschers (14) anliegen kann.
Wärmeaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmenasen (32) im unteren Teil der Endkammern (18, 20) des ersten Wärmetauschers (12) vorgesehen sind, während die Rastnasen (42) im oberen Teil der Endkammern (18, 20) vorgesehen sind, wobei diese letzteren in im Wesentlichen vertikaler Position betrachtet werden.
Wärmeaustauschmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten Wärmetauscher (12) um einen Kühler eines Motors eines Kraftfahrzeugs handelt, während es sich bei dem zweiten Wärmetauscher (14) um einen Kondensator einer Klimaanlage handelt.