DE3044507C2

DE3044507C2 -

Info

Publication number: DE3044507C2
Application number: DE3044507A
Authority: DE
Inventors: Zalman Philip Gurnee Ill. Us Saperstein
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 1979-12-20
Filing date: 1980-11-26
Publication date: 1991-11-14
Also published as: AT373384B; MX151409A; BR8008018A; FR2472158A1; SE8009005L; DE3044507A1; ES8203147A1; ATA580680A; IT1127921B; IT8050080A0; ES497971A0; JPS56130599A; CA1130790A; FR2472158B1; ES256937Y; SE467893B; GB2065811A; GB2065811B; ES256937U; JPH033160B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Wärmetauscher dieser Art ist in der US-PS 37 50 747 beschrieben und dargestellt.

Bei dieser bekannten Ausgestaltung besteht die Behälterwand aus drei Schichten, nämlich einer Metallschicht hoher Wärmeleitfähigkeit, einer mittleren Metallschicht und einer äußeren Schicht, die aus einem Lot-Material besteht. Zum Verlöten der Rohre in den Behälterwänden wird das Material erwärmt, so daß das Lot-Material in die vorhandenen Lötfugen einzudringen vermag.

In vergleichbarer Weise werden auch übliche Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge verlötet oder verschweißt, bei denen das Lot bzw. der Schweißdraht nicht als eine Schicht der Behälterwand, sondern gesondert zugeführt wird.

Bei der bekannten Ausgestaltung kommt es verhältnismäßig leicht zu undichten Stellen im Bereich der Verbindung, wobei diese undichten Stellen aus einer unzureichenden Verbindung oder auch aus Belastungen, insbesondere Fibrationsbelastungen im Funktionsbetrieb des Wärmetauschers, resultieren können. Darüber hinaus sind auch Materialermüdungserscheinungen sehr oft der Anlaß für Undichtigkeiten.

Die vorbeschriebenen Nachteile gelten insbesondere für solche Wärmetauscher, deren Behälterwände und Rohre aus Messing und zwischen den Rohren angeordneten Verbindungsrippen aus Kupfer bestehen. Solche Wärmetauscher haben eine ungenügende Festigkeit, da die Verbindungen gelötet sind und schlechte Elastizitätseigenschaften aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß die Gefahr von Leckagen an den Schmelzmittelverbindungen verringert ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung ist von einfacher Bauweise, und sie läßt sich auch kostengünstig herstellen. Außerdem trägt die Dichtungsmittelschicht zu einer Stabilisierung der ersten tragenden Verbindung bei, wodurch die Gefahr einer z. B. auf Materialermüdung oder Rißbildung beruhenden Leckage wesentlich verringert wird.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung beschrieben, die die Bauweise weiter vereinfachen, die Abdichtung verbessern und auch zu einer weiteren Senkung der Herstellungskosten beitragen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an hand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahr zeugkühlers;

Fig. 2 einen Teil einer Schrägansicht von Elementen des Kühlers nach Fig. 1; und

Fig. 3 den vergrößerten Teilschnitt 3-3 in Fig. 2.

Zu dem Kühler 10 nach Fig. 1 gehören ein oberer Behälter 11, ein in einem Abstand von diesem angeordneter unterer Behälter 12, und in Abständen verteilte Rohre 13 von ovalem oder abgeflachtem Querschnitt, wobei benachbarte Rohre durch wellenlinienförmige Rippen miteinander verbunden sind, deren Scheitelabschnitte 15 in der üblichen Weise durch Schweißen, Löten, Hartlöten oder dergl. an den Rohren 13 befestigt sind.

An den Behältern 11 und 12 sind die obere und untere Rohr wand 16 bzw. 17 ausgebildet, durch die sich die Rohrenden 18 erstrecken, wie in Fig. 2 anhand der oberen Wand 16 ge zeigt. Die Wände 16 und 17 sind jeweils mit einem sich nach außen erstreckenden Flansch versehen, der in Fig. 3 als Teil der unteren Wand 17 dargestellt ist. Diese Flansche 21 grenzen ein Loch 22 ab, in das das Rohrende 23 hineinragt.

Dieses Rohrende 23 ist durch eine erste tragende Verbindung 24 an dem Flansch 21 befestigt. Diese Verbindung besteht aus zwei Teilen, und zwar erstens der Schweißverbindung 24 und zweitens dem Lötmittelüberzug 25 auf der Luftseite zwi schen dem Rohr 13 und dem Flansch 21.

Besteht der Wärmetauscher aus Metall, haben die tragenden Verbindungen 24 vorzugsweise die Form von Schweißungen. Der Ausdruck "Schweißung" wird hier in seinem umfassendsten Sinn gebraucht; gewöhnlich erwärmt man die Metallteile und läßt die Metalle zusammenfließen. Bestehen die Teile aus Kunststoff - ein solcher Wärmetauscher kann auch aus festen Kunststoffteilen aufgebaut sein -, können die Teile in ähn licher Weise miteinander verbunden werden, indem man sie erwärmt, um die Schweißstelle auszubilden.

Nach dem Herstellen der ersten tragenden Verbindung 24 wird der zweite Teil der Verbindung angebracht, nämlich der Überzug oder die Schicht 25 aus Lötmittel.

Der Hauptteil der Last zwischen den Rohrwänden 16 und 17 und den Rohren 13 wird von der ersten tragenden Verbindung 24 aufgenommen. Das Dichtungsmittel 25 hat insbesondere dort, wo es auf eine Schweißverbindung durch Löten oder Hart löten aufgebracht ist, ebenfalls eine tragende Funktion. Sein Hauptzweck besteht jedoch darin, Leckstellen wie Risse, Sprün ge, Gasporen und dergl. zu verschließen, wie sie entweder bei der Herstellung oder während des Gebrauchs entstehen. Obwohl der Hauptzweck des Dichtungsmittels 25 in der Ver meidung von sofort oder später auftretenden Leckproblemen besteht, bewirkt es auch die Verteilung eines Teils der Kräfte zwischen den Rohren 13 und den Rohrwänden 16 und 17 und insbesondere derjenigen, die durch Innendruck und Tem peraturveränderungen der Flüssigkeit auf die Innenwände 33 der Rohre ausgeübt werden.

Bei den üblichen abgeflachten Rohren 13 der gebräuchlichen Kraftfahrzeugkühler, besonders wenn diese Rohre aus Messing bestehen, haben die Rohrwände 34 die Tendenz, sich infolge der Veränderungen des durch das Kühlmittel, normalerweise Wasser, ausgeübten Innendrucks sowie durch Temperaturverän derungen voneinander weg auszudehnen und sich wieder in die z. B. in Fig. 2 gezeigte Lage zusammenzuziehen. Die erste Verbindung 24 nimmt diese Belastungen infolge der durch Druck- und Temperaturänderungen verursachten Ausdehnung und Zusammenziehung zuverlässig auf.

Die Anordnung bewährt sich am besten bei Wärmetauschern, die aus Metallteilen bestehen, doch erweist sie sich auch bei Wärmetauschern aus verstärktem Kunststoff als zweckmäßig, die sich in zunehmendem Maße einführen. So wohl bei Kunststoff- als auch bei Metallteilen ist die Ver bindung 25 eine erste tragende Verbindung. Das Dichtungs mittel 25 wirkt bei allen Ausführungsformen hauptsächlich als Dichtungsmittel, jedoch in zweiter Linie auch als zur Verteilung der Belastung dienendes Bauteil.

Claims

1. Flüssigkeits/Luft-Wärmetauscher (10), insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit zwei in einem Abstand voneinander angeordneten Behältern (11, 12), deren Behälterwände (16, 17) mehrere, jeweils einen Abstand voneinander aufweisende Löcher (22) aufweisen, in denen jeweils ein sich von dem einen Behälter (11) bis zum anderen Behälter (12) erstreckendes Rohr (13) eingesetzt ist, wobei die Behälterwände (16, 17) und die Rohre (13) mit ihren Innenflächen Strömungswege für die Flüssigkeit und mit ihren Außenflächen Strömungswege für die Luft begrenzen, und wobei die Behälterwände (16, 17) und die Rohre (13) durch eine erste Verbindung (24) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Verbindung (24) tragend und auf der Luftseite mit einem dünnen Dichtungsmittelüberzug (25) zum Verschließen aller vorhandenen Undichtigkeiten versehen ist.

2. Flüssigkeits-/Luft-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die erste tragende Verbindung (24) aus einem er sten Schweißmetall und der Dichtungsmittelüberzug (25) aus einem zweiten Schweißmetall besteht.

3. Flüssigkeits-/Luft-Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzpunkt des zweiten Schweißmetalls niedriger liegt als derjenige des ersten Schweißmetalls.

4. Flüssigkeits-/Luft-Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß das erste Schweißmetall Hartlot ist.

5. Flüssigkeits-/Luft-Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß das zweite Schweißmetall Weichlot ist.

6. Flüssigkeits-/Luft-Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Rohre (13) einen ovalen Querschnitt aufweisen und parallel zueinander in Abständen angeordnet sowie durch an ihren Seiten befestigte wellenlinienförmige Rippen (14) miteinander verbunden sind.

7. Flüssigkeits-/Luft-Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß die Behälterwände (16, 17) und die Rohre (13) aus Messing und die Rippen (14) aus Kupfer bestehen.