DE19536116A1 - Heat transmitter for road vehicle - Google Patents
Heat transmitter for road vehicleInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager für ein Kraft fahrzeug, mit einer Einheit aus zwei Sammelrohren und einem zwischen diesen eingebundenen Rippen/Rohrblock für einen er sten Kreislauf zur Führung eines Wärmeübertragermediums sowie mit Wärmeübertragermitteln für wenigstens einen weiteren Kreislauf zur Führung eines weiteren Wärmeübertragermediums.The invention relates to a heat exchanger for a power vehicle, with a unit consisting of two manifolds and one between these incorporated fins / tube block for a he Most circuit for guiding a heat transfer medium as well with heat transfer means for at least one other Circuit for guiding another heat transfer medium.
Aus der DE 41 00 483 C2 ist ein Frontbereich eines Kraftfahr zeugs bekannt, der mit einem Wärmeübertrager in Form eines Kühlers versehen ist. Zur Versteifung des Frontbereichs der Fahrzeugkarosserie auf Höhe des Kühlers ist eine Verstrebung vorgesehen, die rohrförmig ausgebildet ist und an ihren Enden mit Leitungsanschlüssen zur Einbindung in einen Kühlflüssig keitskreislauf versehen ist. Die Verstrebung stellt daher ein Wärmeübertragerrohr dar. Dadurch ist es möglich, in unmittel barer Nähe zu dem ersten Kühlflüssigkeitskreislauf des Küh lers einen weiteren Kühlflüssigkeitskreislauf anzuordnen. Die Verstrebung dient insbesondere als Ölkühler für einen Servo ölkreislauf einer Servolenkung.DE 41 00 483 C2 describes a front area of a motor vehicle Stuff known that with a heat exchanger in the form of a Cooler is provided. To stiffen the front area of the Vehicle body at the level of the radiator is a strut provided which is tubular and at its ends with pipe connections for integration into a coolant circuit is provided. The strut therefore stops Heat exchanger tube. This makes it possible in immediate close proximity to the first coolant circuit of the cooler lers to arrange another coolant circuit. The Bracing serves in particular as an oil cooler for a servo oil circuit of a power steering.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmeübertrager der ein gangs genannten Art zu schaffen, der mit geringem baulichem Aufwand die Integration der wenigstens zwei unterschiedlichen Kreisläufe von Wärmeübertragermedien ermöglicht. The object of the invention is to provide a heat exchanger gangs mentioned to create that with little structural Effort to integrate the at least two different ones Circulations of heat transfer media enabled.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Einheit aus Sammelrohren und Rippen/Rohrblock eine Unterteilung in wenig stens zwei voneinander unabhängige Wärmeübertragungsbereiche vorgenommen ist, wobei in wenigstens einem Wärmeübertragungs bereich die Wärmeübertragermittel für den wenigstens einen weiteren Kreislauf integriert sind. Dadurch werden in einfa cher Weise die bereits vorhandenen Elemente eines an sich be kannten Wärmeübertragers, insbesondere eines Kühlers, modifi ziert, um wenigstens zwei Kreisläufe unterschiedlicher Wärme übertragermedien integrieren zu können. Zusätzliche Bauteile, wie dies beim Stand der Technik durch das als Verstrebung ge staltete Wärmeübertragerrohr der Fall ist, werden bei der er findungsgemäßen Lösung nicht benötigt, wodurch sowohl der bauliche Aufwand als auch die Montagezeit für den Ein- oder Ausbau des Wärmeübertragers gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduziert ist. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein geringerer Platzbedarf als beim Stand der Technik benötigt. Im Vergleich zum Stand der Technik sind weniger Einzelteile vorgesehen, die erfindungsgemäße Lösung weist ein niedrigeres Gewicht auf, und es wird ein verringerter Kosten aufwand erzielt.This problem is solved in that in the unit Collecting pipes and fins / pipe block a subdivision into little At least two independent heat transfer areas is made, in at least one heat transfer area the heat transfer means for the at least one further circuit are integrated. As a result, in simple cher way the already existing elements of a be Known heat exchanger, especially a cooler, modifi adorns to at least two circuits of different heat to be able to integrate transmission media. Additional components, as this in the prior art by the ge as a strut designed heat exchanger tube is the case at which he solution according to the invention is not required, whereby both the construction effort as well as the assembly time for the installation or Expansion of the heat exchanger compared to the prior art is significantly reduced. By the solution according to the invention becomes a smaller space requirement than in the prior art needed. Compared to the prior art are fewer Individual parts provided, the solution according to the invention has lower weight and there will be a reduced cost effort achieved.
In Ausgestaltung der Erfindung ist in beiden Sammelrohren auf gleicher Höhe jeweils wenigstens eine Trennwandanordnung für eine Aufteilung jedes Sammelrohres in die voneinander unab hängigen Wärmeübertragungsbereiche vorgesehen. Dadurch wird in einfacher Weise die Unterteilung in zwei unterschiedliche Kreisläufe, die insbesondere für verschiedene Kühlflüssigkei ten vorgesehen sein können, geschaffen.In an embodiment of the invention is in both manifolds same height at least one partition arrangement for a division of each manifold into each other dependent heat transfer areas provided. This will easily divided into two different ones Circuits, especially for different coolants ten can be provided.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die wenigstens eine Trennwandanordnung durch zwei Abschlußwände gebildet, die zwischen sich einen Zwischenraum belassen. Durch das Vor sehen von zwei Abschlußwänden wird verhindert, daß bei einer Leckage im Bereich der Abschlußwände eine Mischung der Wärme übertragermedien erfolgt. Durch die beiden zueinander beab standeten Abschlußwände wird somit eine sichere Trennung der Wärmeübertragermedien erzielt.In a further embodiment of the invention that is at least a partition arrangement formed by two end walls, that leave a space between them. Through the before see of two end walls prevents one Leakage in the area of the end walls is a mixture of heat transfer media takes place. By the two to each other stood end walls thus a safe separation of the Heat transfer media achieved.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der durch die beiden Abschlußwände begrenzte Zwischenraum mit einer nach außen führenden Kontrollbohrung versehen. Diese Kontrollboh rung dient als Leckagebohrung, die Leckagen der Kreisläufe im Bereich der Abschlußwände erkennen läßt.In a further embodiment of the invention is the two end walls limited space with one after outside control hole. This control boh tion serves as a leakage hole, the leaks of the circuits in the Area of the end walls can be seen.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das an hand der Zeichnungen dargestellt ist.Further advantages and features of the invention result from the subclaims and from the description below of a preferred embodiment of the invention, the hand of the drawings is shown.
Fig. 1 zeigt in ausschnittsweiser Darstellung eine Ausfüh rungsform eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers in Form eines Kühlers, bei dem in einer Einheit aus zwei seitlichen Sammelrohren und einem zwischen diesen eingebundenen Rippen/Rohrblock zwei unterschiedliche Kühlkreisläufe mit verschiedenen Kühlflüssigkeiten integriert sind, Fig. 1 shows in a sectional view of an exporting approximate shape of a heat exchanger according to the invention in the form of a radiator, in which in a unit of two lateral manifolds and an included between the fin / tube block two different cooling circuits are integrated with different coolants,
Fig. 2 in vergrößerter Darstellung den Anschlußbereich für den Zusatzkreislauf des Kühlers nach Fig. 1, und Fig. 2 in an enlarged view the connection area for the additional circuit of the cooler of FIG. 1, and
Fig. 3 eine Seitenansicht des Kühlers nach Fig. 1 in Rich tung des Pfeiles III in Fig. 1. Fig. 3 is a side view of the radiator of FIG. 1 in Rich III tung of the arrow in Fig. 1.
Ein Wärmeübertrager (1) nach den Fig. 1 bis 3 stellt einen Kühler dar, der für den Einbau in einem Kraftfahrzeug vorge sehen ist. Der Kühler weist zwei seitliche Sammelrohre (2, 3) auf, zwischen denen sich in an sich bekannter Weise ein Rip pen/Rohrblock (4) erstreckt. Der Rippen/Rohrblock (4) weist eine Vielzahl von parallel und in Abstand zueinander angeord neten Flachrohren (5) auf, zwischen denen in nicht darge stellter, aber bekannter Weise Wellrippen angeordnet sind. A heat exchanger ( 1 ) according to FIGS. 1 to 3 represents a cooler which is provided for installation in a motor vehicle. The cooler has two side header pipes ( 2 , 3 ), between which a rip pen / pipe block ( 4 ) extends in a manner known per se. The ribs / tube block ( 4 ) has a plurality of parallel and spaced apart angeord Neten flat tubes ( 5 ), between which corrugated fins are arranged in a manner not shown, but known.
Der Kühler (1) ist in zwei unterschiedliche Kühlbereiche (19, 20) unterteilt, von denen der in Fig. 1 obere Kühlbereich (19) Teil eines Kühlkreislaufes zur Kühlung eines Motors des Kraftfahrzeugs ist. Eine erste Rohrleitung (6), die in einem oberen Endbereich an das Sammelrohr (2) anschließt, dient als Zulauf dieses Kühlkreislaufes zu dem Kühler (1), ein unteres Rohr (7), das im Bereich eines unteren Endes des Kühlberei ches (19) für den ersten Kühlkreislauf an das Sammelrohr (2) angeschlossen ist, bildet einen Rücklauf für diesen Kühl kreislauf. Zur sicheren Führung einer Kühlflüssigkeit für den oberen Kühlkreislauf vom Sammelrohr (2) durch den Rip pen/Rohrblock (4) zum Sammelrohr (3) und zurück ist wenig stens in dem Sammelrohr (2) auf halber Länge seiner für den oberen Kühlkreislauf vorgesehenen Strömungskammer eine die Strömungskammer in zwei Kammerabschnitte unterteilende Schott wand vorgesehen.The cooler ( 1 ) is divided into two different cooling areas ( 19 , 20 ), of which the upper cooling area ( 19 ) in FIG. 1 is part of a cooling circuit for cooling an engine of the motor vehicle. A first pipe ( 6 ), which connects to the collecting pipe ( 2 ) in an upper end region, serves as the inlet of this cooling circuit to the cooler ( 1 ), a lower pipe ( 7 ), which is in the region of a lower end of the cooling region ( 19 ) for the first cooling circuit is connected to the manifold ( 2 ), forms a return for this cooling circuit. To safely guide a cooling liquid for the upper cooling circuit from the manifold ( 2 ) through the rip pen / pipe block ( 4 ) to the manifold ( 3 ) and back, there is little least in the manifold ( 2 ) at half the length of its flow chamber provided for the upper cooling circuit the flow chamber is divided into two chamber sections partition wall provided.
Ein unterer Kühlbereich (20) des Kühlers (1) ist in strö mungstechnischer Hinsicht vollkommen von dem oberen Kühlbe reich (19) getrennt. Der untere Kühlkreislauf weist beim dar gestellten Ausführungsbeispiel als Kühlflüssigkeit Öl auf, so daß der untere Kühlbereich (20) einen Ölkühler darstellt. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dient dieser untere Kühlbereich in dem Wärmeübertragersystem (1) zur Kühlung von Servoöl für eine Servolenkung des Kraftfahrzeugs. Selbstver ständlich kann dieser untere Kühlbereich (20) auch für andere Arten von Kühlern eingesetzt werden. Beide Sammelrohre (2, 3) sind auf gleicher Höhe, d. h. auf gleicher Länge des jeweili gen Sammelrohres (2, 3), mit jeweils einer Trennwandanordnung (10) versehen, die aus zwei parallel und in Abstand zueinan der angeordneten Abschlußwänden (14, 16) besteht. Die beiden oberen Abschlußwände (14) schließen die beiden oberen Strö mungskammern der Sammelrohre (2 und 3) für den ersten Kühl kreislauf zu dem unteren Kühlbereich (20) hin dicht ab. Die beiden unteren Abschlußwände (16) der Trennwandanordnung (10) schließen eine untere Strömungskammer in jedem Sammelrohr (2, 3) nach oben ab, wobei beide Strömungskammern in den Sammel rohren (2, 3) Teil des unteren Kühlbereiches (20) für einen weiteren Kühlkreislauf mit einer von der Kühlflüssigkeit für den oberen Kühlkreislauf verschiedenen Kühlflüssigkeit sind. Dazu sind an die untere Strömungskammer des Sammelrohres (2) zwei weitere Rohranschlüsse (8, 9) angeschlossen, wobei die Rohrleitung (8) einen Zulauf und die Rohrleitung (9) einen Rücklauf für den Kühlkreislauf des unteren Kühlbereiches (20) bilden. Zwischen den beiden Abschlußwänden (14, 16) jeder Trennwandanordnung (10) verbleibt ein Zwischenraum (15), der als Leckageraum dient. Sollte einer der beiden Abschlußwände (14, 16) undicht sein, so tritt die leckende Kühlflüssigkeit in diesen Zwischenraum (15) ein, so daß sie sich nicht mit der Kühlflüssigkeit des anderen Kühlkreislaufes vermischen kann. Auch für den Fall, daß beide Abschlußwände (14, 16) un dicht sind, kann keine Kühlflüssigkeit in den Kühlkreislauf des anderen Kühlbereiches (19, 20) eintreten, da sich die Kühlflüssigkeiten (2) lediglich in dem Zwischenraum (15) mit einander vermischen werden. Aufgrund der wesentlich höheren Drücke in den jeweiligen Strömungskammern der beiden Kühlbe reiche (19, 20) werden die vermischten Kühlflüssigkeiten aus dem Zwischenraum (15) jedoch weder in den oberen noch in den unteren Kühlbereich (19, 20) gelangen können. Um Leckagever luste in einem der beiden Kühlkreisläufe oder in beiden Kühl kreisläufen erkennen und beheben zu können, ist der Zwischen raum (15) in dem Sammelrohr (2) mit einer nach außen führen den Kontrollbohrung (17) versehen. Sobald eine der beiden Ab schlußwände (14, 16) leckt, so tritt die entsprechende Kühl flüssigkeit durch den Zwischenraum (15) und die Kontrollboh rung (17) nach außen. Je nach Beschaffenheit der Kühlflüssig keit ist auch sofort erkennbar, welcher der beiden Kühlkreis läufe undicht ist.A lower cooling area ( 20 ) of the cooler ( 1 ) is completely separated from the upper cooling area ( 19 ) in terms of flow technology. The lower cooling circuit has in the illustrated embodiment as a cooling fluid oil, so that the lower cooling area ( 20 ) is an oil cooler. In the illustrated embodiment, this lower cooling area in the heat exchanger system ( 1 ) is used to cool servo oil for power steering of the motor vehicle. Of course, this lower cooling area ( 20 ) can also be used for other types of coolers. Both manifolds ( 2 , 3 ) are at the same height, ie at the same length of the respective gene manifold ( 2 , 3 ), each with a partition arrangement ( 10 ), which consists of two parallel and spaced apart from each other arranged end walls ( 14 , 16th ) consists. The two upper end walls ( 14 ) close the two upper flow chambers of the manifolds ( 2 and 3 ) for the first cooling circuit to the lower cooling area ( 20 ) from tight. The two lower end walls ( 16 ) of the partition assembly ( 10 ) close a lower flow chamber in each manifold ( 2 , 3 ) from above, both flow chambers in the manifolds ( 2 , 3 ) part of the lower cooling area ( 20 ) for another Cooling circuit with a cooling liquid different from the cooling liquid for the upper cooling circuit. For this purpose, two further pipe connections ( 8 , 9 ) are connected to the lower flow chamber of the collecting pipe ( 2 ), the pipe ( 8 ) forming an inlet and the pipe ( 9 ) forming a return for the cooling circuit of the lower cooling area ( 20 ). An intermediate space ( 15 ) remains between the two end walls ( 14 , 16 ) of each partition arrangement ( 10 ) and serves as a leakage space. If one of the two end walls ( 14 , 16 ) is leaking, the leaking coolant enters this space ( 15 ) so that it cannot mix with the coolant of the other cooling circuit. Even in the event that both end walls ( 14 , 16 ) are untight, no cooling liquid can enter the cooling circuit of the other cooling area ( 19 , 20 ), since the cooling liquids ( 2 ) only mix with one another in the intermediate space ( 15 ) will. Due to the much higher pressures in the respective flow chambers of the two cooling areas ( 19 , 20 ), the mixed cooling liquids from the intermediate space ( 15 ) can neither get into the upper or lower cooling area ( 19 , 20 ). In order to be able to detect and remedy leakage losses in one of the two cooling circuits or in both cooling circuits, the intermediate space ( 15 ) in the collecting pipe ( 2 ) is provided with an outward control hole ( 17 ). As soon as one of the two end walls ( 14 , 16 ) leaks, the corresponding cooling liquid passes through the intermediate space ( 15 ) and the control hole ( 17 ) to the outside. Depending on the nature of the cooling liquid, it is also immediately apparent which of the two cooling circuits is leaking.
Um zu verhindern, daß die Zwischenräume (15) der beiden Trennwandanordnungen (10) durch ein Flachrohr miteinander in Verbindung stehen, ist auf Höhe der beiden Trennwandabschnit te (10) anstelle eines Flachrohres (5) ein Trennsteg (11) vorgesehen, dessen Außenabmessungen denen eines Flachrohres (5) entsprechen. Der Trennsteg (11) weist im Gegensatz zu den Flachrohren (5) jedoch einen vollen Querschnitt auf.To prevent the gaps ( 15 ) of the two partition assemblies ( 10 ) from being connected to each other by a flat tube, a partition ( 11 ) is provided at the level of the two partition sections ( 10 ) instead of a flat tube ( 5 ), the outer dimensions of which correspond to a flat tube ( 5 ). In contrast to the flat tubes ( 5 ), the separating web ( 11 ) has a full cross section.
Dem unteren Kühlbereich sind neben den entsprechenden unteren Strömungskammerabschnitten in den Sammelrohren (2 und 3) ins gesamt vier Flachrohre (5) zugeordnet, wobei zwei obere Flachrohre (5) dem Zulauf und zwei untere Flachrohre (5) dem Rücklauf zugeordnet sind. Eine Schottwand (12) unterteilt die untere Strömungskammer des Sammelrohres (2) in zwei Abschnit te, die den Kreislauf der Kühlflüssigkeit durch die Flachroh re (5) bewirkt. Eine in der Schottwand (12) vorgesehene Bypassbohrung (13) verhindert einen Druckabfall in dem unte ren Kühlkreislauf. Die unteren Stirnenden der unteren Strö mungskammern der beiden Sammelrohre (2 und 3) werden durch jeweils eine Abschlußwand (18) verschlossen.In addition to the corresponding lower flow chamber sections in the manifolds ( 2 and 3 ), a total of four flat tubes ( 5 ) are assigned to the lower cooling area, two upper flat tubes ( 5 ) being assigned to the inlet and two lower flat tubes ( 5 ) to the return. A bulkhead ( 12 ) divides the lower flow chamber of the manifold ( 2 ) into two sections, which causes the circulation of the cooling liquid through the flat tubes ( 5 ). A bypass bore ( 13 ) provided in the bulkhead ( 12 ) prevents a pressure drop in the lower cooling circuit. The lower ends of the lower flow chambers of the two manifolds ( 2 and 3 ) are each closed by an end wall ( 18 ).
Der erfindungsgemäße Kühler (1) nach den Fig. 1 bis 3 weist somit zwei vollkommen voneinander unabhängige Kühlkreisläufe auf, wobei im wesentlichen die Bauelemente eines an sich be kannten Kühlers eingesetzt werden. Die Modifizierung eines bekannten Kühlers zu dem erfindungsgemäßen Kühler mit zwei voneinander unabhängigen Kühlkreisläufen erfolgt durch wenige und einfache Maßnahmen, indem lediglich in die Sammelrohre (2 und 3) zusätzliche Abschlußwände (14, 16) eingezogen werden und eines der Flachrohre (5) auf Höhe der Abschlußwände (14, 16) durch einen Trennsteg (11) mit vollem Querschnitt ersetzt wird. Auch das Anschließen der zusätzlichen Rohranschlüsse erfolgt ohne großen Aufwand.The cooler ( 1 ) according to FIGS. 1 to 3 thus has two completely independent cooling circuits, essentially using the components of a cooler known per se. The modification of a known cooler to the cooler according to the invention with two mutually independent cooling circuits is carried out by a few and simple measures, in that additional end walls ( 14 , 16 ) are drawn into the header pipes ( 2 and 3 ) and one of the flat pipes ( 5 ) at the level of End walls ( 14 , 16 ) is replaced by a separator ( 11 ) with a full cross section. The additional pipe connections can also be connected with little effort.
Der Wärmeübertrager gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht nur als Kühler, d. h. als Kondensator, sondern auch als Heizkörper in analoger Weise einsetzbar. Unterschiedlich ist lediglich die Wahl der geeigneten Wärmeübertragermedien, näm lich Heizflüssigkeiten im Gegensatz zu den beschriebenen Kühlflüssigkeiten.The heat exchanger according to the present invention is not just as a cooler, i.e. H. as a capacitor, but also as Radiators can be used in an analogous manner. Is different only the choice of suitable heat transfer media, näm Lich heating fluids in contrast to those described Coolants.
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