EP1300646A2 - Wärmetauscher, insbesondere Flachrohr-Wärmetauscher eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Wärmetauscher, insbesondere Flachrohr-Wärmetauscher eines Kraftfahrzeuges Download PDF

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EP1300646A2
EP1300646A2 EP02018694A EP02018694A EP1300646A2 EP 1300646 A2 EP1300646 A2 EP 1300646A2 EP 02018694 A EP02018694 A EP 02018694A EP 02018694 A EP02018694 A EP 02018694A EP 1300646 A2 EP1300646 A2 EP 1300646A2
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EP
European Patent Office
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box
heat exchanger
coolant
opening
exchanger according
Prior art date
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Withdrawn
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EP02018694A
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English (en)
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Holger Auchter
Thomas Fricker
Bruno Lösch
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Publication of EP1300646A2 publication Critical patent/EP1300646A2/de
Publication of EP1300646A3 publication Critical patent/EP1300646A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/026—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits
    • F28F9/0278—Header boxes; End plates with static flow control means, e.g. with means for uniformly distributing heat exchange media into conduits in the form of stacked distribution plates or perforated plates arranged over end plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0246—Arrangements for connecting header boxes with flow lines

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular a flat tube heat exchanger a motor vehicle, having the features of the preamble of claim 1.
  • Such a heat exchanger is for example from DE 44 03 402 A1 known and has two coolant boxes, between which a tube block with a plurality of parallel tubes, in particular flat tubes, is arranged. At the one coolant box is on a front side via a connecting piece an inlet pipe attached. In a similar way are also on other coolant box mounted on suitable connecting piece drain pipes. The effort to connect the individual tubes to each associated coolant box is relatively large.
  • one of the coolant boxes contains three chambers, namely an inlet chamber, a deflection chamber and a drain chamber.
  • inlet pipes are mounted on the front side, wherein the inlet pipe with the inlet chamber is connected while the drain pipe to the drain chamber connected. Again, the frontal connection of the pipes to the Box relatively expensive.
  • DE 35 11 952 C2 shows a heat exchanger with a coolant box made of plastic.
  • This special coolant box contains two inlet chambers and a drainage chamber, with corresponding connecting pieces for mounting the inlet pipes and the drain pipe already in the coolant box are integrated.
  • the drainage chamber of this coolant box shows a Another special feature, being in an entry area and an exit area is divided, these areas via a transfer opening with each other are connected.
  • the coolant flows out of the tube block into the inlet area the drain chamber and passes from this through the transfer opening in the exit area of the drain chamber. From the drainage chamber the coolant then flows into the drainpipe.
  • the transfer opening can be targeted to a desired flow and thus a desired heat distribution in the tube block can be adjusted.
  • the present invention deals with the problem for a heat exchanger of the type mentioned a relatively inexpensive to produce Specify embodiment.
  • the invention is based on the general idea, inlet pipe and drain pipe via radial openings with the respective associated coolant box connect to. This construction results in simplifications for the cultivation of the pipes. In addition, the thus constructed heat exchanger be made very compact. Furthermore, the results Possibility of the whole heat exchanger made entirely of aluminum or aluminum alloys manufacture.
  • the at the respective Pipe formed radial opening or the associated coolant box trained side opening one along the opening edge closed have circumferential, outwardly projecting collar (so-called "passage"), which penetrates into the associated complementary opening and laterally whose opening edge is present.
  • This collar or draft simplifies the Assembly and ensures in particular a positioning of pipe and Box, whereby the implementation of the respective connection technology, e.g. Soldering, simplified.
  • the clamping action can also be formed be that the two openings at least at low pressures are relatively dense, so that e.g. the implementation of a Tauchlötvons simplified.
  • a heat exchanger 1 according to the invention a first coolant box 2, a tube block 3 and a second coolant box 4 on. Since the heat exchanger 1 in the representations shown here is always reproduced so that the first coolant box 2 arranged below is, the coolant boxes 2 and 4 in the following also as lower coolant box 2 and upper coolant box 4. Accordingly the lower coolant box 2 is at the lower end of the Pipe block 3 is placed, while the upper coolant box 4, the upper Covering the end of the tube block 3.
  • the tube block 3 consists in conventional Way of a larger number of tubes, in particular flat tubes, which run parallel to each other and usually constant mutual Have distances. Between the flat sides of the flat tubes zigzag fins can be sandwiched nested.
  • the tube block 3 is usually at its broad side with an air flow substantially vertically applied and flows through it.
  • the heat exchanger 1 comprises an inlet pipe 5, the coolant supplies, and a drain pipe 6, the coolant dissipates.
  • the tubes 5 and 6 extend each along a longitudinal side of the upper coolant tank 4, wherein they rest along this longitudinal side of the upper coolant box 4.
  • the drain pipe 6 only about half the length of the upper coolant box 4 extends is clear that the drainage tube 6 in another embodiment also about the entire length of the upper coolant box 4 may extend.
  • the upper coolant box 4 designed as inlet and outlet box, which in its interior with a the supply pipe 5 communicating, not visible here inflow chamber 11th and a communicating with the drain pipe 6, also not visible Drain chamber 12 contains.
  • the lower Coolant box 2 designed as a deflection box, which from the Tube block 3 escaping coolant deflected and back into the tube block. 3 recirculates.
  • the tube block 3 as a double-flow tube block 3, which has a flow area 15, in which the coolant from the inlet chamber 11 of the inlet and outlet box 4 to the deflection box.
  • the mounted tubes 5 and 6 abut each other, wherein they also connected according to a further development may be, for example by a solder joint.
  • Fig. 1 is by a broken line, the subdivision of the upper Coolant box 4 in the viewer facing the drain chamber 12th and the inlet chamber facing away from the viewer 11 symbolically represented.
  • Fig. 2 the representation in a corresponding manner about 180 ° turned.
  • the tubes 5 and 6 each contain a radial opening 7 and 8.
  • the upper coolant box 4 for Each radial opening 7, 8 has a corresponding side opening 9 or 10.
  • the radial openings 7 and 8 of the tubes 5 and 6 with their corresponding side openings 9 and 10 of the upper Coolant box 4 tightly connected, so that the inlet pipe 5 with the inlet chamber 11 and the drain pipe 6 communicates with the drain chamber 12.
  • the tubes 5 and 6 in Fig. 2 from the upper Coolant box 4 shown spaced.
  • the Side openings 9 and 10 of the upper coolant box 4 each with a outwardly projecting collar 13 and 14, respectively, along the The respective opening edge is closed and rotates when the pipe is attached 5, 6 penetrates into the associated complementary radial opening 7 and 8 and Accordingly, laterally applied to the opening edge.
  • the sizing is chosen so that when inserted into the radial opening 7, 8 Collar 13, 14 results in a clamping action, to facilitate the Mount the associated pipe 5 or 6 on the upper coolant box 4, in particular sealed, holds.
  • Through the sealed clamp holder simplifies the production of a solder joint between the tubes. 5 and 6 and the coolant box 4.
  • the tubes 5 and 6 together with the boxes 2 and 4 and the items of the tube block. 3 be soldered together in a common soldering.
  • the tubes 5 and 6 are on one from the tube block 3 side facing away from the upper coolant box 4, whereby the entire heat exchanger 1 have a relatively small depth can.
  • the radial openings 7 and 8 and the associated side openings 9 and 10 substantially Coincidentally formed to each other. Furthermore, here are these Openings 7, 8, 9, 10 formed as longitudinal slots, extending in the longitudinal direction the tubes 5, 6 and the upper coolant box 4 extend.
  • openings 7, 8, 9, 10 in the embodiment of FIG. 2 along its longitudinal extent a substantially constant opening width own
  • at least one of Openings here the outlet-side side opening 10 along its longitudinal extent have a varying opening width.
  • the respective tube 6, 5 via a plurality of radial openings 7, 8 with the associated Box 2, 4 to connect.
  • Fig. 3 on the inlet side an embodiment with a plurality of parallel flowed through Side openings 9 reproduced.
  • the one, here the upper coolant box 4 may be formed as a feed box to which the Inlet pipe 5 is grown.
  • the other, here is the lower coolant box 2 designed as a drain box, to which the drain pipe 6 is grown.
  • the tube block 3 is single-entry educated.
  • FIG. 5 In another embodiment of FIG. 5 is the one, here the upper one Coolant box 4 as in the embodiment of FIGS. 1 and 2 as Zu- and drain box formed at the both the inlet pipe 5 and the Drainpipe 6 are grown.
  • the other, here the lower coolant box 2 is then again formed as a deflection box, which from the tube block. 3 deflected refrigerant and returned to the tube block 3.
  • the inlet and outlet box 4 the inlet chamber 11 and the drain chamber 12, the box in the longitudinal direction together limits.
  • the tube block 3 is here in the longitudinal direction of the boxes 2 and 4 in one Pre-flow area 15 and a return area 16 divided. Accordingly the coolant flows from the inlet pipe 5 into the inlet chamber 11, through the flow area 15 in the deflection box 2, of this in the return area 16, then into the drain chamber 12 and enters via the drain pipe. 6 again from the heat exchanger 1.
  • heat exchanger 1 In the heat exchanger 1 according to the invention is of particular importance that this can be built extremely compact, with the connection the tubes 5 and 6 advantageous in the soldering process for tightly connecting the individual components can be integrated. Altogether thus one can completely made of aluminum or aluminum alloys Heat exchanger 1 are provided. Due to the variability in the shape for the openings 7, 8, 9, 10, the heat exchanger thus produced 1 also very easy to different installation situations be adjusted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher (1) insbesondere einen Flachrohr-Wärmetauscher eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Kühlmittelkästen (2, 4), zwischen denen ein Rohrblock (3) angeordnet ist, mit einem an einen der Kästen (4) angebauten Zulaufrohr (5) und mit einem an einen der Kästen (4) angebauten Ablaufrohr (6). Um einen kostengünstigen Aufbau zu erreichen kann sich jedes Rohr (5, 6) zumindest teilweise entlang einer Längsseite des zugehörigen Kastens (4) anliegend erstrecken und wenigstens eine Radialöffnung (7, 8) aufweisen, die mit einer im Kasten (4) ausgebildeten Seitenöffnung (9, 10) kommuniziert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Flachrohr-Wärmetauscher eines Kraftfahrzeugs, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Ein derartiger Wärmetauscher ist beispielsweise aus der DE 44 03 402 A1 bekannt und weist zwei Kühlmittelkästen auf, zwischen denen ein Rohrblock mit mehreren parallelen Rohren, insbesondere Flachrohren, angeordnet ist. An den einen Kühlmittelkasten ist an einer Stirnseite über einen Anschlußstutzen ein Zulaufrohr angebaut. In entsprechender Weise sind auch am anderen Kühlmittelkasten über geeignete Anschlußstutzen Ablaufrohre angebaut. Der Aufwand zum Anschließen der einzelnen Rohre an den jeweils zugehörigen Kühlmittelkasten ist dabei relativ groß.
Aus der DE 197 19 255 A1 ist ein weiterer Wärmetauscher bekannt, bei dem einer der Kühlmittelkästen drei Kammern enthält, nämlich eine Zulaufkammer, eine Umlenkkammer und eine Ablaufkammer. An diesen Kühlmittelkasten sind Zulaufrohre stirnseitig angebaut, wobei das Zulaufrohr mit der Zulaufkammer verbunden ist, während das Ablaufrohr an die Ablaufkammer angeschlossen ist. Auch hier ist die stirnseitige Anbindung der Rohre an den Kasten relativ aufwendig.
Die DE 35 11 952 C2 zeigt einen Wärmetauscher mit einem Kühlmittelkasten aus Kunststoff. Dieser besondere Kühlmittelkasten enthält zwei Zulaufkammern und eine Ablaufkammer, wobei entsprechende Anschlußstutzen zum Anbau der Zulaufrohre sowie des Ablaufrohrs bereits in den Kühlmittelkasten integriert sind. Die Ablaufkammer dieses Kühlmittelkastens zeigt eine weitere Besonderheit, da sie in einen Eintrittsbereich und einen Austrittsbereich unterteilt ist, wobei diese Bereiche über eine Übertrittsöffnung miteinander verbunden sind. Das Kühlmittel strömt aus dem Rohrblock in den Eintrittsbereich der Ablaufkammer und gelangt von dieser durch die Übertrittsöffnung in den Austrittsbereich der Ablaufkammer. Von der Ablaufkammer strömt das Kühlmittel dann in das Ablaufrohr. Durch die Querschnittsgestaltung der Übertrittsöffnung kann gezielt eine gewünschte Strömung und somit eine gewünschte Wärmeverteilung im Rohrblock eingestellt werden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art eine relativ preiswert herstellbare Ausführungsform anzugeben.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, Zulaufrohr und Ablaufrohr über radiale Öffnungen mit dem jeweils zugehörigen Kühlmittelkasten zu verbinden. Durch diese Bauweise ergeben sich Vereinfachungen für den Anbau der Rohre. Darüber hinaus kann der so aufgebaute Wärmetauscher besonders kompakt ausgebildet werden. Desweiteren ergibt sich die Möglichkeit, den ganzen Wärmetauscher komplett aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen herzustellen.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der die Rohre mit dem zugehörigen Kasten verlötet sind. Bei dieser Maßnahme kann der Anbau der einzelnen Rohre in die Verlötung der Kühlmittelkästen mit dem Rohrblock integriert werden, wodurch der Aufwand für die Herstellung des Wärmetauschers reduziert ist.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann die am jeweiligen Rohr ausgebildete Radialöffnung oder die am zugehörigen Kühlmittelkasten ausgebildete Seitenöffnung einen entlang des Öffnungsrandes geschlossen umlaufenden, nach außen vorstehenden Kragen (sog. "Durchzug") aufweisen, der in die zugehörigen komplementäre Öffnung eindringt und seitlich an deren Öffnungsrand anliegt. Dieser Kragen oder Durchzug vereinfacht die Montage und gewährleistet insbesondere eine Positionierung von Rohr und Kasten, wodurch sich die Durchführung der jeweiligen Verbindungstechnik, z.B. Löten, vereinfacht.
Entsprechend einer zweckmäßigen Weiterbildung kann die Dimensionierung des Kragens bzw. des Durchzugs so gewählt sein, dass sich bei in die zugehörige Öffnung eingestecktem Kragen eine Klemmwirkung ergibt, die das zugehörige Rohr am jeweiligen Kasten haltert. Durch diese Selbsthalterung vereinfacht sich die Positionierung zwischen Rohr und Kasten für die jeweilige Verbindungstechnik. Zweckmäßig kann die Klemmwirkung auch so ausgebildet sein, dass die beiden Öffnungen zumindest bei niedrigen Drücken relativ dicht sind, so dass sich z.B. die Durchführung eines Tauchlötverfahrens vereinfacht.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1
eine perspektivische Ansicht auf einen Wärmetauscher nach der Erfindung bei einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2
eine Ansicht wie in Fig. 1, jedoch aus einer um etwa 180° gedrehten Blickrichtung und bei einer teilweise auseinandergezogenen Darstellung,
Fig. 3
einen Längsschnitt in einer Prinzipdarstellung eines Kühlmittelkastens, jedoch bei einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 4
eine Prinzipdarstellung eines Wärmetauschers, jedoch bei einer dritten Ausführungsform und
Fig. 5
eine Prinzipdarstellung eines Wärmetauschers, jedoch bei einer vierten Ausführungsform.
Bei den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen beziehen sich gleiche Referenzzeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Merkmale.
Entsprechend Fig. 1 weist ein Wärmetauscher 1 nach der Erfindung einen ersten Kühlmittelkasten 2, einen Rohrblock 3 sowie einen zweiten Kühlmittelkasten 4 auf. Da der Wärmetauscher 1 in den hier gezeigten Darstellungen stets so wiedergegeben ist, dass der erste Kühlmittelkasten 2 unten angeordnet ist, werden die Kühlmittelkästen 2 und 4 im folgenden auch als unterer Kühlmittelkasten 2 und oberer Kühlmittelkasten 4 bezeichnet. Dementsprechend ist der untere Kühlmittelkasten 2 auf das untere Ende des Rohrblocks 3 aufgesetzt, während der obere Kühlmittelkasten 4 das obere Ende des Rohrblocks 3 abdeckt. Der Rohrblock 3 besteht in herkömmlicher Weise aus einer größeren Anzahl von Rohren, insbesondere Flachrohren, die parallel zueinander verlaufen und üblicherweise konstante gegenseitige Abstände aufweisen. Zwischen den Flachseiten der Flachrohre können Zick-Zack-Lamellen sandwichartig eingeschachtelt sein. Der Rohrblock 3 wird üblicherweise an seiner Breitseite mit einer Luftströmung im wesentlichen senkrecht beaufschlagt und von dieser durchströmt.
Desweiteren umfasst der Wärmetauscher 1 ein Zulaufrohr 5, das Kühlmittel zuführt, und ein Ablaufrohr 6, das Kühlmittel abführt. Die Rohre 5 und 6 erstrecken sich jeweils entlang einer Längsseite des oberen Kühlmittelkastens 4, wobei sie entlang dieser Längsseite am oberen Kühlmittelkasten 4 anliegen. Obwohl sich bei der hier gezeigten Ausführungsform das Ablaufrohr 6 nur etwa über die halbe Länge des oberen Kühlmittelkastens 4 erstreckt, ist klar, dass sich das Ablaufohr 6 bei einer andere Ausführungsform auch über die gesamte Länge des oberen Kühlmittelkastens 4 erstrecken kann.
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 ist der obere Kühlmittelkasten 4 als Zu- und Ablaufkasten ausgebildet, der in seinem Inneren eine mit dem Zulaufrohr 5 kommunizierende, hier nicht sichtbare Zulaufkammer 11 sowie eine mit dem Ablaufrohr 6 kommunizierende, ebenfalls nicht sichtbare Ablaufkammer 12 enthält. Außerdem ist bei dieser Ausführungsform der untere Kühlmittelkasten 2 als Umlenkkasten ausgebildet, der das aus dem Rohrblock 3 austretende Kühlmittel umlenkt und wieder in den Rohrblock 3 rückführt. Dementsprechend ist hier der Rohrblock 3 als zweiflutiger Rohrblock 3 ausgebildet, der einen Vorlaufbereich 15, in dem das Kühlmittel von der Zulaufkammer 11 des Zu- und Ablaufkastens 4 zum Umlenkkasten 2 strömt, und einen Rücklaufbereich 16 aufweist, in dem das Kühlmittel vom Umlenkkasten 2 zur Ablaufkammer 12 des Zu- und Ablaufkastens 4 strömt. Bei der Ausführungsform der Fig. 1 und 2 erfolgt diese Einteilung in Vorlaufbereich 15 und Rücklaufbereich 16 quer zur Längsrichtung der Kästen 2 und 4, so dass hierbei von einer Umlenkung "in die Tiefe" gesprochen wird. Andere Varianten sind exemplarisch in den Fig. 4 und 5 beschrieben.
Entsprechend Fig. 1 liegen die montierten Rohre 5 und 6 aneinander an, wobei sie entsprechend einer Weiterbildung außerdem miteinander verbunden sein können, beispielsweise durch eine Lötverbindung.
In Fig. 1 ist durch eine unterbrochene Linie die Unterteilung des oberen Kühlmittelkastens 4 in die dem Betrachter zugewandte Ablaufkammer 12 und die vom Betrachter abgewandte Zulaufkammer 11 symbolisch dargestellt. In Fig. 2 ist die Darstellung in entsprechender Weise etwa um 180° gedreht.
Entsprechend Fig. 2 enthalten die Rohre 5 und 6 jeweils eine Radialöffnung 7 bzw. 8. In entsprechender Weise besitzt der obere Kühlmittelkasten 4 für jede Radialöffnung 7, 8 eine korrespondierende Seitenöffnung 9 bzw. 10. Bei montierten Rohren 5 und 6 sind die Radialöffnungen 7 und 8 der Rohre 5 und 6 mit ihren korrespondierenden Seitenöffnungen 9 und 10 des oberen Kühlmittelkastens 4 dicht verbunden, so dass das Zulaufrohr 5 mit der Zulaufkammer 11 und das Ablaufrohr 6 mit der Ablaufkammer 12 kommuniziert. Zur Erläuterung des Aufbaus sind die Rohre 5 und 6 in Fig. 2 vom oberen Kühlmittelkasten 4 beabstandet gezeigt.
Entsprechend der hier gezeigten bevorzugten Ausführungsform sind die Seitenöffnungen 9 und 10 des oberen Kühlmittelkastens 4 jeweils mit einem nach außen vorstehenden Kragen 13 bzw. 14 ausgestattet, der entlang des jeweiligen Öffnungsrandes geschlossen umläuft und bei aufgesetztem Rohr 5, 6 in die zugehörige komplementäre Radialöffnung 7 bzw. 8 eindringt und dementsprechend seitlich an deren Öffnungsrand anliegt. Die Dimensionierung ist dabei so gewählt, dass sich bei in die Radialöffnung 7, 8 eingestecktem Kragen 13, 14 eine Klemmwirkung ergibt, die zur Erleichterung der Montage das zugehörige Rohr 5 bzw. 6 am oberen Kühlmittelkasten 4, insbesondere abgedichtet, haltert. Durch die abgedichtete Klemmhalterung vereinfacht sich die Herstellung einer Lötverbindung zwischen den Rohren 5 und 6 und dem Kühlmittelkasten 4. Insbesondere können die Rohre 5 und 6 zusammen mit den Kästen 2 und 4 und den Einzelteilen des Rohrblocks 3 miteinander in einem gemeinsamen Lötvorgang verlötet werden.
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen sind die Rohre 5 und 6 auf einer vom Rohrblock 3 abgewandten Seite des oberen Kühlmittelkastens 4 angebaut, wodurch der gesamte Wärmetauscher 1 eine relativ kleine Tiefe aufweisen kann. Bei einer anderen Ausführungsform kann zumindest eines der Rohre 5, 6 an der Vorderseite bzw. an der Rückseite des jeweiligen Kühlmittelkastens 2 bzw. 4 angebaut sein. Durch die erfindungsgemäße Bauweise ergibt sich für die einzelnen Kühlmittelkästen 2, 4 eine besonders geringe Bauhöhe, wodurch der gesamte Wärmetauscher 1 relativ kompakt baut.
Bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 sind die Radialöffnungen 7 und 8 sowie die zugehörigen Seitenöffnungen 9 und 10 im wesentlichen Deckungsgleich zueinander ausgebildet. Desweiteren sind hier diese Öffnungen 7, 8, 9, 10 als Längsschlitze ausgebildet, die sich in der Längsrichtung der Rohre 5, 6 bzw. des oberen Kühlmittelkastens 4 erstrecken.
Während die Öffnungen 7, 8, 9, 10 bei der Ausführungform gemäß Fig. 2 entlang ihrer Längserstreckung eine im wesentlichen konstante Öffnungsweite besitzen, kann bei einer Variante gemäß Fig. 3 zumindest eine der Öffnungen, hier die auslaßseitige Seitenöffnung 10 entlang ihrer Längserstreckung eine variierende Öffnungsweite aufweisen. Ebenso ist es möglich, das jeweilige Rohr 6, 5 über mehrere Radialöffnungen 7, 8 mit dem zugehörigen Kasten 2, 4 zu verbinden. Dementsprechend ist in Fig. 3 auf der Einlassseite eine Ausführungsform mit einer Vielzahl von parallel durchströmten Seitenöffnungen 9 wiedergegebenen. Durch die Anordnung und Dimensionierung sowie durch die Geometrie der Öffnungen 7, 8, 9, 10 kann gezielt eine gewünschte Strömung und somit eine gewünschte Wärmeverteilung innerhalb des Rohrblocks 3 eingestellt werden, wodurch der erfindungsgemäße Wärmetauscher 1 an unterschiedliche Einbaubedindungen angepasst werden kann.
Entsprechend Fig. 4 kann bei einer anderen Ausführungsform der eine, hier der obere Kühlmittelkasten 4 als Zulaufkasten ausgebildet sein, an den das Zulaufrohr 5 angebaut ist. Im Unterschied dazu ist dann der andere, hier der untere Kühlmittelkasten 2 als Ablaufkasten ausgebildet, an den das Ablaufrohr 6 angebaut ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Rohrblock 3 einzügig ausgebildet.
Bei einer anderen Ausführungsform gemäß Fig. 5 ist der eine, hier der obere Kühlmittelkasten 4 wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 als Zu- und Ablaufkasten ausgebildet, an den sowohl das Zulaufrohr 5 als auch das Ablaufrohr 6 angebaut sind. Der andere, hier der untere Kühlmittelkasten 2 ist dann wieder als Umlenkkasten ausgebildet, der das aus dem Rohrblock 3 austretene Kühlmittel umlenkt und wieder in den Rohrblock 3 zurückführt. Dementsprechend enthält auch hier der Zu- und Ablaufkasten 4 die Zulaufkammer 11 und die Ablaufkammer 12, die in Kastenlängsrichtung aneinander grenzen. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß den Figuren 1 und 2 ist der Rohrblock 3 hier in der Längsrichtung der Kästen 2 und 4 in einen Vorlaufbereich 15 und einen Rücklaufbereich 16 eingeteilt. Dementsprechend strömt das Kühlmittel vom Zulaufrohr 5 in die Zulaufkammer 11, durch den Vorlaufbereich 15 in den Umlenkkasten 2, von diesem in den Rücklaufbereich 16, dann in die Ablaufkammer 12 und tritt über das Ablaufrohr 6 wieder aus dem Wärmetauscher 1 aus.
Beim erfindungsgemäßen Wärmetauscher 1 ist von besonderer Bedeutung, dass dieser extrem kompakt aufgebaut werden kann, wobei die Anbindung der Rohre 5 und 6 vorteilhaft in den Lötvorgang zum dichten Verbinden der einzelnen Komponenten integriert werden kann. Insgesamt kann somit ein vollständig aus Aluminium bzw. aus Aluminiumlegierungen hergestellter Wärmetauscher 1 bereit gestellt werden. Durch die Variabilität in der Formgebung für die Öffnungen 7, 8, 9, 10 kann der so hergestellte Wärmetauscher 1 außerdem besonders einfach an unterschiedliche Einbausituationen angepasst werden.
Bezugszeichenliste
1
Wärmetauscher
2
unterer Kühlmittelkasten
3
Rohrblock
4
oberer Kühlmittelkasten
5
Zulaufrohr
6
Ablaufrohr
7
Radialöffnung in 5
8
Radialöffnung in 6
9
Seitenöffnung in 4
10
Seitenöffnung in 4
11
Zulaufkammer
12
Ablaufkammer
13
Kragen an 9
14
Kragen an 10
15
Vorlaufbereich von 3
16
Rücklaufbereich von 3

Claims (11)

  1. Wärmetauscher, insbesondere Flachrohr-Wärmetauscher eines Kraftfahrzeugs, mit zwei Kühlmittelkästen (2, 4), zwischen denen ein Rohrblock (3) angeordnet ist, mit einem an einen der Kästen (2, 4) angebauten Zulaufrohr (5) und mit einem an einen der Kästen (2, 4) angebauten Ablaufrohr (6), dadurch gekennzeichnet, dass sich jedes Rohr (5, 6) zumindest teilweise entlang einer Längsseite des zugehörigen Kastens (2, 4) anliegend erstreckt und wenigstens eine Radialöffnung (7, 8) aufweist, die mit einer im Kasten (2, 4) ausgebildeten Seitenöffnung (9, 10) kommuniziert.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rohr (5, 6) mit dem zugehörigen Kasten (2, 4) verlötet ist.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialöffnung (7, 8) und die zugehörigen Seitenöffnung (9, 10) im wesentlichen Deckungsgleich zueinander ausgebildet sind.
  4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialöffnung (7, 8) und die zugehörige Seitenöffnung (9, 10) als Längsschlitze ausgebildet sind, die sich in Längsrichtung des jeweiligen Rohres (5, 6) erstrecken und entlang ihrer Längserstreckung eine im wesentlichen konstante oder eine variierende Öffnungsweite aufweisen.
  5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Radialöffnung (7, 8) oder die Seitenöffnung (9, 10) einen entlang eines Öffnungsrandes geschlossen umfaufenden, nach außen vorstehenden Kragen (13, 14) aufweist, der in die zugehörige komplementäre Öffnung (7, 8) oder (9, 10) eindringt und seitlich an deren Öffnungsrand anliegt.
  6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionierung des Kragens (13, 14) so gewählt ist, dass sich bei in die zugehörige Öffnung (7, 8) oder (9, 10) eingestecktem Kragen (13, 14) eine Klemmwirkung ergibt, die das zugehörige Rohr (5, 6) am jeweiligen Kasten (2, 4) haltert.
  7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Rohre (5, 6) an einer vom Rohrblock (3) abgewandten Seite am jeweiligen Kasten (2, 4) angebaut ist.
  8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Kühlmittelkasten (4) als Zulaufkasten ausgebildet ist, an den das Zulaufrohr (5) angebaut ist, und dass der andere Kühlmittelkasten (2) als Ablaufkasten ausgebildet ist, an den das Ablaufrohr (6) angebaut ist.
  9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Kühlmittelkasten (4) als Zu- und Ablaufkasten ausgebildet ist, an den das Zulaufrohr (5) und das Ablaufrohr (6) angebaut sind, dass der Zu- und Ablaufkasten (4) eine mit dem Zulaufrohr (5) kommunizierende Zulaufkammer (11) und eine mit dem Ablaufrohr (6) kommunizierende Ablaufkammer (12) enthält und dass der andere Kühlmittelkasten (2) als Umlenkkasten ausgebildet ist, der das aus dem Rohrblock (3) austretende Kühlmittel umlenkt und wieder in den Rohrblock (3) rückführt.
  10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrblock (3) in Längsrichtung der Kästen (2, 4) oder quer dazu in einen Vorlaufbereich (15), in dem das Kühlmittel von der Zulaufkammer (11) zum Umlenkkasten (2) strömt, und einen Rücklaufbereich (16) eingeteilt ist, in dem das Kühlmittel vom Umlenkkasten (2) zur Ablaufkammer (12)
  11. Wärmetauscher nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (5, 6) aneinander anliegen und miteinander verbunden sind.
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