DE3536527A1

DE3536527A1 - Waermetauscherblock fuer einen fluessigkeits-luft-waermetauscher

Info

Publication number: DE3536527A1
Application number: DE19853536527
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr.-Ing. 3180 Wolfsburg Krüger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1984-10-20
Filing date: 1985-10-12
Publication date: 1986-04-24

Description

3180 Wolfsburg

κ 3654/1770-we-sch

Wärmetauscherblock für einen Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscherblock für einen JTüssigkeits-Luft-Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .

Herkömmliche Plüssigkeits-Luft-Wärmetauscher bestehen im allgemeinen aus einer Vielzahl einzelner Bauteile, wie insbesondere Plüssigkeitsrohren, Rohrboden und lamellenartigen Rippen. Diese Teile werden getrennt voneinander aus metallischen Werkstoffen, wie Leichtmetall oder Leichtmetallegierungen, hergestellt und anschließend durch besondere Verbindungsverfahren zu einem kompakten Wärmetauscherblock zusammengefügt. Die Verbindung der einzelnen Bauteile kann dabei durch Löten oder auch dadurch erfolgen, daß die ITüssigkeitsrohre gegenüber den diese umgebenden Rippen und Rohrboden mechanisch aufgeweitet werden, wobei an den Verbindungsstellen mit den Rohrboden elastische Dichtmittel eingefügt werden.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die Herstellung der Wärmetauscherblöcke für Plüssigkeits-Luft-Wärmetauscher, die insbesondere als Heizungswärmetauscher oder Kühler für den Einsatz in Kraftfahrzeugen gedacht sind, zu vereinfachen.

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Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Erfindungsgemäß soll also der Wärmetauscherblock als einstückiges Druck- oder Spritzgußbauteil ausgebildet sein, so daß die aufwendigen Verbindungsverfahren zur Zusammenfügung der den Wärmetauscherblock bildenden Teile entfallen könne. Damit dies möglich wird, sollen die die Strömungskanäle für die Wärmetauschmittel begrenzenden Wände so geformt sein, daß die durch sie gebildeten Strömungskanäle sich hinterschnittfrei, vorzugsweise in einer mittleren Stelle aus jeweils nach beiden Seiten hin, erweitern. Dadurch können die die Wände der Strömungskanale bildenden Druck- bzw. Spritzgußkerne jeweils problemlos in zwei zueinander senkrechten Richtungen, vorzugsweise in bzw. entgegen der Strömungsrichtung der Wärmetauschmittel, vom Gußteil abgezogen werden.

Als Werkstoff für diesen einstückig im Druck- oder 'Spritzgußverfahren gefertigten Wärmetauscherblock kann ein Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, oder auch ein Kunststoff, der gegebenenfalls mit einer Paserfüllung zur Erhöhung der Festigkeit und/oder der Wärmeleitfähigkeit versehen ist, verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellungsweise in

Figur 1 eine Teilseitenansicht des erfindungsgemäßen Wärmetauscherblockes ,
Figur 2 einen Schnitt gemäß den Schnittlinien II-II nach

Figur 1 und
Figur 3 eine Draufsicht auf den Wärmetauscherblock.

In der Zeichnung ist mit 1 der Wärmetauscherblock insgesamt bezeichnet, der im wesentlichen vertikal ausgerichtet aus das flüssige Wärmetauschmittel, wie zum Beispiel Wasser, führenden Rohren 2 sowie am Außenumfang der Rohre zur Oberflächenvergrößerung angeordneten Rippen 3 sowie aus an den Rohrenden jeweils vorgesehenen Rohrböden 4 besteht, die die einzelnen Rohre 2 flüssigkeitsseitig miteinander verbinden.

Die Rohre 2 können, wie insbesondere aus der Figur 3 ersichtlich ist, zweckmäßigerweise einen länglichen, hier ovalen, Querschnitt aufweisen, wodurch sich ein gates Oberflächen-Querschnittsverhältnis ergibt. Selbstverständlich sind aber auch andere Querschnittsformen möglich.

Der gesamte Wärmetauscherblock 1 bwsteht aus einem einstückig hergestellten Druck- oder Spritzgußteil. Um diese einstückige Herstellungsweise zu ermöglichen, ist der Wärmetauscherblock hinterschnittfrei mit zwei Kernzugrichtungen ausgebildet, wobei die Kernzugrichtungen im wesentlichen senkrecht zueinander verlaufen und mit der Strömungsrichtung der Wärmetauschmittel übereinstimmen. So ist eine erste Kernzugrichtung mit den Pfeilen 8a und 8b angedeutet, während eine zweite Kernzugrichtung mit den Pfeilen Ja, und Jt bezeichnet ist.

TTm ein problemloses Entfernen der Kerne aus dem fertigen Gußteil zu ermöglichen, müssen die Begrenzungswände für die Strömungskanäle der Wärmetauschmittel so geformt sein, daß sich die Strömungskanäle hinterschnittfrei, z.B. von einer mittleren Stelle aus nach beiden Seiten der beiden Kernzugrichtungen hin, erweitern. So ist zum Beispiel in der Figur 2 angedeutet, daß die die Strömungskanäle für das in dem Wärmetauscherblock umlaufende flüssige Wärmetauschmittel bildenden Rohre sich von einer mit 5 bezeichneten mittleren Stelle aus nach beiden Enden hin, also in den Kernzugrichtungen 9a und 9"b» erweitern. Auch die sich anschließenden Rohrboden 4 weisen Seitenwände 6 auf, die gegenüber der Rohrachse geneigt verlaufen und so eine Erweiterung in den Kernzugrichtungen bieten.

Schließlich sind auch die am Außenumfang der Rohre 2 angegossenen Rippen 5 so geformt, daß sie sich von einer mittleren Stelle 7 aus, die sich jeweils auf einer durch die Rohrachsen der in Reihe hintereinanderliegenden Rohre 2 gelegten Mittelebene befindet, nach den Enden hin verjüngen, so daß die zwischen den Rippen 3 verbleibenden, für die Luftdurchströmung vorgesehenen Strömungskanale sich jeweils von diesem mittleren Bereich 7 aus nach beiden Seiten hin erweitern.

Diese Ausgestaltung der Rohre 2, Rohrrippen 3 und Rohrböden 4 ermöglicht es also, die zu ihrer Herstellung als einstückiger Wärmetauscher-

block benutzten Druckguß- bzw. Spritzgußkerne nach den mit den Pfeilen 8a, 8b, 9^a> 9^ angegebenen Kernzugrichtungen zu entfernen.

Abweichend von der in der Zeichnung gezeigten Ausführung könnten die Rohre 2 und/oder Rippen 3 auch so ausgebildet sein, daß die durch diese gebildeten Strömungskanäle sich nicht von einer mittleren Stelle aus, sondern von einem Ende zum anderen Ende hin erweitern.

An den offenen Rohrböden 4 d-^es Wärmetauscherblocks können in bekannter Weise mit Flüssigkeitsanschlußstutzen versehene Deckel zur Bildung geschlossener Wasserkästen befestigt werden, wobei diese Befestigung durch Anklammern, Schweißen oder Löten oder auch durch Umspritzen erfolgen kann. Die einstückige Herstellung des Wärmetauscherblocks selbst reduziert jedoch den Pertigungsaufwand durch Wegfall zusätzlicher Maßnahmen zur Befestigung der Rohre, Rohrrippen und Rohrböden untereinander.

Als Material für den erfindungsgemäßen Wärmetauscherblock 1 können übliche spritz- oder druckgußfähige Werkstoffe, vorzugsweise aber Leichtmetalle, wie z.B. Aluminium und dessen Legierungen, oder auch Kunststoffe verwendet werden. Im Falle der Verwendung von Kunststoffen kann auch daran gedacht werden, diese zum Zwecke der Erhöhung der Festigkeit und/oder der Wärmeleitfähigkeit mit einer geeigneten Füllung zu versehen. Die Füllung könnte beispielsweise aus Glas-, Kohlenstoff- und/oder Aluminiumfasern bestehen.

Claims

KS V/ AGLK ' ι t N G \ :> ; ! . 3180 WolfBburg ANSPRÜCHE

1. Wärmetauscherblock für einen Flüssigkeits-Luft-Wärmetauscher mit von flüssigem Wärmetauschmittel in Längsrichtung durchströmten und senkrecht dazu von Luft umströmten Rohren, mit im wesentlichen senkrecht zu den Rohren an deren Außenumfang angeordneten Rippen und mit an den Rohrenden vorgesehenen, die einzelnen Rohre flüssigkeitsseitig miteinander verbindenden Rohrboden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscherblock (1.) einstückig als Druck- oder Spritzgußteil ausgebildet ist, wobei seine die Strömungskanäle für die im wesentlichen senkrecht zueinander strömenden Wärmetauschmittel begrenzenden Wände sich hinterschnittfrei erweitern. ■ S

2. Wärmetauscherblock nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß;die Flüssigkeitsrohre (2) einen länglichen, vorzugsweise ovalen, Querschnitt aufweisen.

3. Wärmetauscherblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Material ein Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium oder eine Aluminium-Legierung,verwendet wird.

4. Wärmetauscherblock nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Material ein Kunststoff verwendet wird.

5. Wärmetauscherblock nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial eine die Festigkeit und/oder die Wärmeleitfähigkeit erhöhende Füllung aufweist.