DE19820412A1 - Wärmeübertrageranordnung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Es ist bekannt, in einem Sammelkasten eines Wärmeübertragers einen Zusatzwärmeübertrager zu integrieren. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist eine Strömungskammer des Zusatzwärmeübertragers in dem Sammelkasten durch eine Innenwandung des Sammelkastens einerseits sowie durch wenigstens ein metallisches Formblech andererseits gebildet, das mit umlaufenden Randbereichen bündig und dicht an die Innenwandung angefügt ist. DOLLAR A Einsatz in einem Kühlmittel-/Luft-Kühler für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertrageranordnung für ein Kraftfahrzeug mit einem ersten Wärmeübertrager, der einen Rippen-/Rohrblock aufweist, der an gegenüberliegenden Stirn­ enden mit zwei Sammelkästen aus Metall versehen ist, sowie mit wenigstens einem Zusatzwärmeübertrager, der wenigstens teilweise in einem der beiden Sammelkästen integriert ist.

Eine solche Wärmeübertrageranordnung ist aus der DE 195 09 788 A1 bekannt. Die Wärmeübertrageranordnung weist einen Dop­ pelrohrwärmeübertrager auf, der als Ölkühler in einem Sammel­ kasten eines Kühlers für Kühlflüssigkeit eines Kraftfahrzeug­ verbrennungsmotors integriert ist.

Es ist auch bekannt (US-PS 3 116 541), auf die Außenwandung eines Kühlkastens eines Verbrennungsmotors eine äußere Abdeckung aufzusetzen, die gemeinsam mit der Außenschale des Kühl­ kastens eine Strömungskammer für ein Wärmeübertragungsmedium eines weiteren Wärmeübertragers bildet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wärmeübertrageranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln eine Integration eines zusätzlichen Wärmeübertragers in einen vorhandenen Wärmeübertrager ermöglicht.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Strömungskammer des Zusatzwärmeübertragers in dem Sammelkasten durch eine In­ nenwandung des Sammelkastens einerseits sowie durch wenig­ stens ein metallisches Formblech andererseits gebildet ist, das mit umlaufenden Randbereichen bündig und dicht an die In­ nenwandung angefügt ist, und daß der Sammelkasten auf Höhe der Strömungskammer Anschlüsse für einen Zu- und einen Ablauf eines Strömungskreislaufes des Zusatzwärmeübertragers auf­ weist. Dadurch wird eine einfache Integration der Strömungs­ kammer des Zusatzwärmeübertragers in den Sammelkasten des er­ sten Wärmeübertragers geschaffen. Die Integration des Zusatz­ wärmeübertragers kann in einem gemeinsamen Arbeitsgang bei der Herstellung des ersten Wärmeübertragers vorgenommen wer­ den, indem mittels entsprechender Lotplattierungen das in den Sammelkasten eingesetzte Formblech gemeinsam mit den übrigen Teilen der Wärmeübertrageranordnung im Lötofen dicht zusam­ mengefügt wird. Die erfindungsgemäße Lösung eignet sich be­ sonders vorteilhaft für den Einsatz in Verbindung mit einem bodenlosen ersten Wärmeübertrager, wie er in der nicht vor­ veröffentlichten deutschen Patentanmeldung 197 22 098.3 be­ schrieben ist. Bei einem solchen Wärmeübertrager werden die beiden Sammelkästen als U-artige Blechprofile direkt auf auf­ geweitete Rohrenden des Rippen-/Rohrblockes aufgesetzt und dicht mit den in einer Ebene fluchtenden Wandungsabschnitten der Rohrenden verlötet. Die Sammelkästen können offene oder geschlossene Seitenbereiche aufweisen. Durch die aufgeweite­ ten Rohrenden wird das zusätzliche Vorsehen eines Bodens für jeden Sammelkasten vermieden. Durch die erfindungsgemäße Lö­ sung ist eine automatische, computergesteuerte Fertigung der gesamten Wärmeübertrageranordnung erzielbar, wobei die Verlö­ tung in einem gemeinsamen Arbeitsgang erfolgen kann.

In Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Sammelkasten of­ fene Seitenbereiche aufweist, die durch Seitenteilabschlußab­ schnitte verschlossen sind, ragen die Randbereiche des wenig­ stens einen Formbleches zwischen die Seitenteilabschlußab­ schnitte und die Innenwandung der offenen Seitenbereiche hin­ ein und sind bündig und dicht mit den Seitenteilabschlußab­ schnitten und den Seitenbereichen verbunden. Dadurch wird das wenigstens eine Formblech bereits während der Vormontage zwi­ schen die Seitenteilabschlußabschnitte und die Innenwandung der Seitenbereiche des jeweiligen Sammelkastens eingeklemmt. Anschließend kann im Lötofen eine gemeinsame, dichte Verlö­ tung in einem Arbeitsgang erfolgen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind in der Strö­ mungskammer Turbulenzeinlagen vorgesehen, die mit der Innen­ wandung des Sammelkastens und/oder dem wenigstens einen Form­ blech verbunden sind. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Wär­ meübertragung innerhalb der Strömungskammer verbessert, wobei bei einem Einsatz der Wärmeübertrageranordnung als Kühleran­ ordnung die Kühlung des entsprechenden Mediums innerhalb der Strömungskammer zum einen durch das Kühlmedium im Sammelka­ sten und zum anderen durch die Umgebungsluft erfolgt, da die Wärmeübertragung zum einen über das Formblech in das Innere des Sammelkastens und zum anderen über die Innenwandung des Sammelkastens nach außen zur Umgebung erfolgt.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die anhand der Zeichnungen dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt in teilweise geschnittener Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Wärmeüber­ trageranordnung,

Fig. 2 in verkleinerter Darstellung einen Längsschnitt durch die Wärmeübertrageranordnung nach Fig. 1 ent­ lang der Schnittlinie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine weitere Schnittdarstellung der Wärmeübertra­ geranordnung nach den Fig. 1 und 2 längs der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig. 1 auf Höhe ei­ nes Anschlußstutzens eines Kühlmittel-/Luft-Kühlers der Wärmeübertrageranordnung nach den Fig. 1 bis 3 und

Fig. 5 eine zu der Wärmeübertrageranordnung nach Fig. 1 ähnliche Wärmeübertrageranordnung mit einer Schnellkupplung.

Eine Wärmeübertrageranordnung nach den Fig. 1 bis 4 ist für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug vorgesehen und weist einen Kühlmittel-/Luft-Kühler 1 sowie einen in Durchströmungsrich­ tung benachbarten Kondensator 2 und einen Ölkühler 3 auf, der in einem Sammelkasten 4 des Kühlmittel-/Luft-Kühlers 1 inte­ griert ist. Der erste Wärmeübertrager in Form des Kühlmittel-/Luft- Kühlers 1 weist einen aus einer Vielzahl von Flachroh­ ren 9 und Wellrippen 10 zusammengesetzten Rippen-/Rohrblock auf. Die Flachrohre 9 weisen im Bereich ihrer gegenüberlie­ genden Stirnenden jeweils rechteckig aufgeweitete Rohrenden 11 auf, die bündig und fluchtend aneinanderschließen. Auf die aufgeweiteten Rohrenden 11 wird zur Bildung des oberen und unteren Sammelkastens jeweils ein U-artiges Kastenprofil 4 aufgesetzt, dessen Seitenwände die Rohrenden 11 übergreifen und dicht mit diesen verlötet sind. Offene Seitenbereiche des Kastenprofiles 4 sind durch Seitenteilabschlußabschnitte 6 verschlossen, die als Fortsätze der Seitenteile über den Rip­ pen-/Rohrblock hinaus in die Kastenprofile 4 hineinragen. So­ wohl der Rippen-/Rohrblock als auch die beiden Sammelkästen und die Seitenteile sowie die Seitenteilabschlußabschnitte 6 sind aus Blechen aus Leichtmetall-Legierungen hergestellt. Der grundsätzliche Aufbau dieses Kühlmittel-/Luft-Kühlers 1 entspricht einem Wärmeübertrager, wie er in der deutschen Pa­ tentanmeldung 197 22 098.3 beschrieben ist.

Der nachfolgende Wärmeübertrager in Form des Kondensators 2 ist durch gemeinsame Seitenteile und/oder gemeinsame Wellrip­ pen fest mit dem Kühlmittel-/Luft-Kühler 1 verbunden.

In dem in den Fig. 1 bis 4 dargestellten oberen Sammelkasten des Kühlmittel-/Luft-Kühlers 1 ist eine Strömungskammer 3 des Ölkühlers integriert. Die Strömungskammer 3 bildet einen im Querschnitt U-förmigen Spaltraum und wird nach innen zum In­ neren des Sammelkastens und damit zum Inneren des Kastenpro­ files 4 hin durch ein Formblech 7 begrenzt, das entsprechend den übrigen Teilen der Wärmeübertrageranordnung aus einer Leichtmetall-Legierung hergestellt ist. Das Formblech 7 er­ streckt sich über die gesamte Länge des Kastenprofiles 4 und weist umlaufende Randbereiche 12, 14 auf, mittels derer das Formblech 7 im Bereich der Seitenteilabschlußabschnitte 6 so­ wie im Bereich eines Anschlußstutzens 5 des Sammelkastens bündig mit entsprechenden Wandungsabschnitten der Innenwan­ dung des Kastenprofiles 4 abschließt. Die Randbereiche 12, 14 schließen flächig und dicht mit der Innenwandung des Kasten­ profiles 4 ab. Im Bereich der U-artigen Strömungskammer 3 verläuft das Formblech 7 in parallelem Abstand zur Innenwan­ dung des Kastenprofiles 4, so daß das Formblech 7 und die In­ nenwandung des Kastenprofiles 4 die Strömungskammer 3 bilden. In der Strömungskammer 3 sind gemäß der Darstellung nach den Fig. 2 und 3 Turbulenzeinlagen 13 integriert, die sowohl mit der Innenwandung als auch mit dem Formblech 7 verbunden, vor­ zugsweise verlötet sind.

Die Seitenteilabschlußabschnitte 6 sind derart an die Innen­ kontur der Randbereiche 12 des Formbleches 7 in den Seitenbe­ reichen des Kastenprofiles 4 angepaßt, daß die Randbereiche 12 umlaufend bündig und dicht gemäß den Darstellungen nach Fig. 1 bis 3 mit den Seitenteilabschlußabschnitten 6 sowie der Innenwandung des Kastenprofiles 4 abschließen. Im Bereich des Anschlußstutzens 5 für den Sammelkasten ist das Formblech 7 trichterartig und ringförmig entsprechend dem im Kastenpro­ fil 4 gebildeten Einzug umgeformt, so daß es umlaufend an der Innenwandung des Einzuges und damit an dem Kastenprofil 4 an­ liegt und den Anschlußstutzen 5 vollkommen umschließt. Das Kastenprofil 4 weist zwei weitere, zu einer Oberseite abra­ gende Einzüge für die Aufnahme von jeweils einem Anschluß­ stutzen 8 der Strömungskammer 3 des Ölkühlers auf, mit denen entsprechende Leitungen des Ölkreislaufes verbindbar sind. Das Formblech 7 ragt bis zum unteren Rand der Seitenwandungen des Kastenprofiles 4 hinunter, so daß die Randbereiche 12 des Formbleches 7 zwischen den Wandungsabschnitten der Rohrenden 11 und den flankierenden Innenwandungen des Kastenprofiles 4 positioniert sind. Das Formblech 7 ist analog der übrigen Blechteile der Wärmeübertrageranordnung beidseitig lotplat­ tiert, so daß die dichte und feste Verbindung des Formbleches 7 mit den übrigen Teilen des Kühlmittel-/Luft-Kühlers 1 in einem gemeinsamen Arbeitsgang im Lötofen erfolgen kann.

Die Wärmeübertrageranordnung nach Fig. 5 entspricht im we­ sentlichen der zuvor beschriebenen Wärmeübertrageranordnung. Einziger Unterschied ist es, daß der Strömungskammer 3 des in den Kühlmittel-/Luft-Kühler 1a integrierten Ölkühlers im Be­ reich des wenigstens einen Anschlußstutzens eine Schnellkupp­ lung 8a zugeordnet ist. Im übrigen ergeben sich keine Unter­ schiede, so daß auf die zuvor erfolgte Beschreibung verweisen wird.

Claims (3)

1. Wärmeübertrageranordnung für ein Kraftfahrzeug mit ei­ nem ersten Wärmeübertrager, der einen Rippen-/Rohrblock auf­ weist, der an gegenüberliegenden Stirnenden mit zwei Sammel­ kästen aus Metall versehen ist, sowie mit wenigstens einem Zusatzwärmeübertrager, der wenigstens teilweise in einem der beiden Sammelkästen integriert ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strömungskammer (3) des Zusatzwärmeübertragers in dem Sammelkasten durch eine Innenwandung des Sammelkastens einerseits sowie durch wenigstens ein metallisches Formblech (7) andererseits gebildet ist, das mit umlaufenden Randberei­ chen (12, 14) bündig und dicht an die Innenwandung angefügt ist, und daß der Sammelkasten auf Höhe der Strömungskammer (3) Anschlüsse (8, 8a) für einen Zu- und einen Ablauf eines Strömungskreislaufes des Zusatzwärmeübertragers aufweist.

2. Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 1, wobei der Sammelkasten offene Seitenbereiche aufweist, die durch Sei­ tenteilabschlußabschnitte (6) verschlossen sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Randbereiche (12) des wenigstens einen Formbleches (7) zwischen die Seitenteilabschlußabschnitte (6) und die Innenwandung der offenen Seitenbereiche hineinragen und bündig und dicht mit den Seitenteilabschlußabschnitten (6) und den Seitenbereichen verbunden sind.

3. Wärmeübertrageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Strömungskammer (3) Turbu­ lenzeinlagen (13) vorgesehen sind, die mit der Innenwandung des Sammelkastens und/oder dem wenigstens einen Formblech (7) verbunden sind.