DE69317086T2

DE69317086T2 - Fahrzeugkühler

Info

Publication number: DE69317086T2
Application number: DE1993617086
Authority: DE
Inventors: Jan Furekull; Norman Golm; Michel Saboune
Original assignee: Valeo Engine Cooling AB
Current assignee: Titanx Engine Cooling AB
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1993-09-29
Publication date: 1998-06-18
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: DE69317086D1; JPH06194085A; SE469912B; MX9306088A; ES2113493T3; SE9202819L; EP0590945B1; EP0590945A1; BR9303979A; SE9202819D0; SE469912C

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugkühler, der aus einer Wärmetauscheranordnung mit mindenstens zwei Reihen flacher, flüssigkeitsführender Rohre sowie zwischen jedem Rohrpaar in der betreffenden Reihe angeordneten Lamellenteilen, die die durch die Wärmetauscheranordnung strömende Luft in einer quer zu den Rohrreihen verlaufenden Richtung führen, einem an einem ersten Ende der Wärmetauscheranordnung montierten Einlaßbehälter zur Aufnahme einer aus dem Motorblock des Fahrzeug zusträmenden erwärmten Flüssigkeit und deren Verteilung auf die Rohre sowie einem an einem zweiten Ende der Wärmetauscheranordnung angeordneten Auslaßbehälter zur Aufnahme der gekühlten Flüssigkeit aus den Rohren und deren Rückleitung in den Motorblock besteht, wobei der Einlaß- und Auslaßbehälter jeweils eine Anschlußplatte mit einer Reihe von Anschlußöffnungen für die Rohre aufweist.
Bei der Konstruktion von Fahrzeugen - insbesondere PKW und LKW - werden heute Entwickungen verfolgt, die zu einer Verringerung des Platzangebots im Motorraum führen. Für die einzelnen Komponenten steht somit weniger Raum zur Verfügung. Einige Bauteile lassen sich zwecks Anpassung an dieses verringerte Platzangebot verkleinern. Andere erlauben eine derartige maßstäbliche Reduzierung ihrer Abmessungen jedoch nicht, da sich hierdurch die Leistung des Bauteils verringern würde. Zu den Bauteilen dieser letztgenannten Art gehört auch der Fahrzeugkühler.
Ein vorbekannter Fahrzeugkühler ist schematisch in Abb. 1 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Dieser Kühler besteht aus einer Wärmetauscheranordnung 21, einem Einlaßbehälter 22 sowie einem Auslaßbehälter (nicht abgebildet). Der Einlaßbehälter 21 ist in Abb. 1 durch seine Anschlußplatte 24 dargestellt. Die Wärmetauscheranordnung besteht aus zwei Reihen flacher Rohre 25 sowie den - abwechselnd mit den Rohren - zwischen diesen jeweils angeordneten Lamellenteilen 26. Die Bauweise dieser Lamellenteile und die Funktion des Kühlers sind dem Fachmann wohlbekannt und sollen nachstehend nicht im Detail erörtert werden. Die Rohrenden werden in Öffnungen eingeführt, die aus den Anschlußplatten ausgestanzt werden, und mit diesen um die Ränder verlötet.
Dieser vorbekannte Kühler weist eine Reihe von Machteilen auf. Zum einen verursachen die in den Einlaß- und Auslaßbehälter eingeführten Rohrenden eine Verwirbelung des heißen Wassers und verlangsamen dessen Strömung von den Kühlkanälen im Motorblock zu den Rohren der Wärmetauscheranordnung. Zum zweiten stellt die Verbindung zwischen Rohr und Anschlußplatte eine Schwachstelle dar. Drittens bewirkt der erforderliche Abstand zwischen den Lochreihen in den Anschlußplatten, daß ein Spalt in der Wärmetauscheranordnung entsteht. In diesem Spalt findet kein Wärmeübergang statt, doch läßt man aus praktischen Erwägungen die Lamellenteile auch durch diesen Spalt verlaufen, woraus sich ein überflüssiger Druckabfall der durchströmenden Luft ergibt.
EP-A-0505244 beschreibt eine Reihe vorbekannter Kühlerkonstruktionen. Bei einer dieser Vorrichtungen weist eine Anschlußplatte eine Verbindungsplatte aus Kunststoff mit mehreren Öffnungen zum Durchtritt des Kühlmittels auf, wobei jede dieser Öffnungen von einem Körper umgeben ist; der einen ringförmigen Schlitz bildet, welcher die Öffnung in einem Abstand zu ihr umgibt. Die Rohre werden in diese Schlitze eingeführt und an der Anschlußplatte mit Klebstoff befestigt.
Bei einer weiteren vorbekannten Ausführung liegen zwei Rohre aneinander an und sitzen mit ihren Enden in derselben Öffnung der Anschlußplatte.
Die primäre Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorgenannten Nachteile bekannter Kühlerbauweisen zu überwinden.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Kühlers, der einen höheren Wirkungsgrad als Kühler der vorbekannten Bauweise aufweist und dabei zugleich weniger Platz im Motorraum einnimmt.
Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugkühler, der aus einer Wärmetauscheranordnung mit mindenstens zwei Reihen flacher, flüssigkeitsführender Rohre sowie zwischen jedem Rohrpaar in der betreffenden Reihe angeordneten Lamellenteilen, die die durch die Wärmetauscheranordnung strömende Luft in einer quer zu den Rohrreihen verlaufenden Richtung führen, einem an einem ersten Ende der Wärmetauscheranordnung montierten Einlaßbehälter zur Aufnahme einer aus dem Motorblock des Fahrzeug zuströmenden erwärmten Flüssigkeit und deren Verteilung auf die Rohre sowie einem an einem zweiten Ende der Wärmetauscheranordnung angeordneten Auslaßbehälter zur Aufnahme der gekühlten Flüssigkeit aus den Rohren und deren Rückleitung in den Motorblock besteht, wobei der Einlaß- und Auslaßbehälter jeweils eine Anschlußplatte mit einer Reihe von Anschlußöffnungen für die Rohre aufweist und diese Anschlußplatten an jeder Öffnung je ein aus dem Behäler vorstehendes Verbindungselement tragen, und wobei die Enden der Rohre aufgeweitet sind und auf diese vorstehenden Verbindungselemente aufgeschoben werden, so daß die Rohre selbst nicht in den Behälter hineinragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre flach sind, daß die genannten Rohrenden mit dem Verbindungselement der jeweiligen Anschlußplatte zu einer dichten und stabilen Verbindung zwischen Anschlußplatte und Rohren verlötet werden, und daß die Rohre einer Reihe an den Rohren der anderen Reihe entlang ihrer flachen Teile anliegen.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Kühlers besteht darin, daß sich die Verbindung zwischen der Wärmetauscheranordnung und den Anschlußplatten infolge der Einführung der Verbindungselemente in die Rohrenden stabiler ausführen läßt. Die Stabilität dieser Konstruktion läßt sich noch erhöhen, indem die Rohre der ersten Reihe mit den entsprechenden Rohren der zweiten Reihe an den aneinanderliegenden Rohrteilen dieser Reihen verbunden werden.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Kühlers liegt darin, daß das Ende jedes Rohrs stets in derselben Ebene wie die entsprechenden Enden der anderen Rohre liegt. Hierdurch ergibt sich eine Kühlerkonstruktion mit exakt definiertem Abstand zwischen den Anschlußplatten, selbst wenn sich die flachen Rohre vor dem Aufweiten ihrer Enden in der Länge unterscheiden sollten. Grund hierfür ist die Tatsache, daß sich das Rohr beim Aufweiten seiner Enden - z.B. von 500 mm auf 498 mm - verkürzt. Etwaige Unterschiede in der ursprünglichen Länge der Rohre werden bei Aufweiten der Rohrenden ausgeglichen. Die aufgeweiteten Bereiche "absorbieren" gewissermaßen diese Rohrlängendifferenz, wodurch gewährleistet ist, daß die fertigen Rohre alle dieselbe Länge aufweisen.
Die Erfindung wird nachstehend detailliert, jedoch lediglich beispielhaft anhand einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei
Abb. 1 eine schematische Darstellung eines vorbekannten Fahrzeugkühlers und
Abb. 2 eine schematische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugkühlers zeigt.
Abb. 2 zeigt eine Wärmetauscherbaugruppe 1 eines erfindungsgemäß aufgebauten Fahrzeugkühlers. Diese Wärmetauscherbaugruppe umfaßt - ebenso wie diejenigen der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Fahrzeugkühler - zwei Anschlußplatten 2, 3. Während die Anschlußplatte 2 eine Begrenzungsfläche eines (nicht abgebildeten) Einlaßbehälters darstellt, bildet die Anschlußplatte 3 eine Begrenzungsfläche eines (ebenfalls nicht abgebildeten) Auslaßbehälters. Zwischen diesen Anschlußplatten 2,3 erstrecken sich zwei im wesentlichen parallel verlaufende Reihen flacher Rohre 9, die zur Kühlung und Führung des zwischen den beiden Behältern strömenden Wassers dienen. Die Anschlußplatten weisen zwei im wesentlichen parallele Reihen jeweils mehrerer Öffnungen 5 auf, die sich in Längsrichtung der Anschlußplatte erstrecken, wobei diese Öffnungen sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung zueinander beabstandet sind. Den Öffnungen sind Verbindungselemente 6 zugeordnet, die von der Anschlußplatte nach außen - in Richtung auf die zwischen den Anschlußplatten verlaufenden Rohre - vorstehen. Die flachen Rohre, die die Anschlußplatten verbinden, sind an ihren Enden 7 jeweils aufgeweitet, um einen größeren Zu- und Rücklaufquerschnitt zu (bzw. von) der Wärmetauscheranordnung herzustellen und zudem einen allmählicheren Übergang zwischen dem Ein- bzw. Auslaßbehälter und dem jeweiligen Rohr zu schaffen.
Die Rohrenden weisen dabei eine geringere Abmessung als der Rest des abgeflachten Rohres auf, wie in der Hauptebene des Rohrs erkennbar. Die Rohrenden sind soweit aufgeweitet und der Form der Verbindungselemente so angepaßt, daß sie sich auf diese Verbindungselemente aufschieben und mit diesen dicht und stabil verlöten lassen. Die Rohre der ersten Reihe liegen entlang einer Fläche, die im wesentlichen dem gesamten flachen Rohrteil entspricht, an den Rohren der zweiten Reihe an. Vorzugsweise werden die Rohre an dieser Anlagefläche 10 miteinander verlötet, um die Stabilität und Festigkeit der Konstruktion noch weiter zu erhöhen.
Zwischen den Rohren 9 jeder Reihe sitzen abwechselnd jeweils die Lamellenteile 8, die einen herkömmlichen Aufbau aufweisen und der Führung des Luftstroms dienen, welcher die Kühlung der in den Rohren strömenden Flüssigkeit bewirkt.
Die erfindungsgemäße Ausführungsform, die vorstehend beschrieben wurde, weist gegenüber vorbekannten Kühlern eine Reihe von Vorzügen auf.
Durch das Aneinanderliegen der Rohre, die in Querrichtung über im wesentlichen ihre gesamte Länge unmittelbar aneinandergrenzen, verringert sich die Tiefe des Fahrzeugkühlers, wodurch sich das Gesamtgewicht infolge des geringeren Materialeinsatzes für Behälter, Anschlußplatte und Lamellenteile rechnerisch um 12% reduziert. Zudem verringert sich aufgrund der geringeren Bautiefe der Druckabfall der Luftströmung um ca. 18%.
Die Ausführung der Anschlußplatten mit Verbindungselementen bewirkt zudem eine Verminderung des Druckabfalls des durch den Kühler strömenden Wassers, da die Rohre nicht in den Behälter hineinragen. Überdies läßt sich eine stabilere Verbindung zwischen den Rohrenden und den Anschlußplatten herstellen, da die Lötverbindung großflächiger ausgeführt werden kann.

Claims

1. Fahrzeugkühler, der aus einer Wärmetauscheranordnung mit mindenstens zwei Reihen flacher, flüssigkeitsführender Rohre sowie zwischen jedem Rohrpaar in der betreffenden Reihe angeordneten Lamellenteilen, die die durch die Wärmetauscheranordnung strömende Luft in einer quer zu den Rohrreihen verlaufenden Richtung führen, einem an einem ersten Ende der Wärmetauscheranordnung montierten Einlaßbehälter zur Aufnahme einer aus dem Motorblock des Fahrzeug zuströmenden erwärmten Flüssigkeit und deren Verteilung auf die Rohre sowie einem an einem zweiten Ende der Wärmetauscheranordnung angeordneten Auslaßbehälter zur Aufnahme der gekühlten Flüssigkeit aus den Rohren und deren Rückleitung in den Motorblock besteht, wöbei der Einlaß- und Auslaßbehälter jeweils eine Anschlußplatte mit einer Reihe von Anschlußöffnungen für die Rohre aufweist und diese Anschlußplatten (2,3) an jede Öffnung (5) jeweils ein aus dem Behälter vorstehendes Verbindungselement (6) tragen, und wobei die Enden der Rohre (9) aufgeweitet sind und auf diese vorstehenden Verbindungselemente aufgeschoben werden, so daß die Rohre selbst nicht in den Behälter hineinragen, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre flach sind, daß die genannten Rohrenden mit dem Verbindungselement der jeweiligen Anschlußplatte zu einer dichten und stabilen Verbindung zwischen Anschlußplatte und Rohren (2,3) verlötet werden, und daß die Rohre einer Reihe an den Rohren der anderen Reihe entlang ihrer flachen Teile anliegen.

2. Fahrzeugkühler gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre der einen Reihe und die entsprechenden Rohre der anderen Reihe an ihren Berührungspunkten miteinander verlötet sind.