EP1771695A1 - Anordnung zur befestigung eines ersten an einem zweiten wärmeübertrager - Google Patents

Anordnung zur befestigung eines ersten an einem zweiten wärmeübertrager

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EP1771695A1
EP1771695A1 EP05767011A EP05767011A EP1771695A1 EP 1771695 A1 EP1771695 A1 EP 1771695A1 EP 05767011 A EP05767011 A EP 05767011A EP 05767011 A EP05767011 A EP 05767011A EP 1771695 A1 EP1771695 A1 EP 1771695A1
Authority
EP
European Patent Office
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heat exchanger
block
tubes
arrangement according
collecting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05767011A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Manuel Alcaine
Martin Harich
Klaus Hassdenteufel
Chi-Duc Nguyen
Wolfgang Reier
Rainer Ruoff
Erwin Skiba
Michael Spieth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Publication of EP1771695A1 publication Critical patent/EP1771695A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • F28D1/0408—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids
    • F28D1/0426—Multi-circuit heat exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat exchangers for more than two fluids with units having particular arrangement relative to the large body of fluid, e.g. with interleaved units or with adjacent heat exchange units in common air flow or with units extending at an angle to each other or with units arranged around a central element
    • F28D1/0435—Combination of units extending one behind the other
    • 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
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
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    • F28D2021/0091—Radiators
    • F28D2021/0094—Radiators for recooling the engine coolant
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for fastening a first to a second heat exchanger according to the preamble of claim 1 and a method for producing a consisting of the first and second Wär ⁇ meübertrager unit.
  • Heat exchangers for different media are combined in particular in motor vehicles as structural units, in particular so-called cooling modules. Since a large number of today's motor vehicles, in particular the upper market segment is equipped with an air conditioning system, these vehicles require both a coolant radiator for cooling the internal combustion engine and a condenser for the refrigerant circuit of the air conditioning system. Coolant cooler and condenser are arranged in the front engine compartment of the motor vehicle and both are exposed to ambient air. For the representation of an assembly consisting ofdemit ⁇ telkühler and refrigerant condenser different designs are be ⁇ known. DE-A 197 31 999 has disclosed a cooling module in which the coolant cooler and the condenser are held together by two module carriers arranged laterally and fastened in the vehicle.
  • brackets are soldered on the capacitor, which are in engagement with the fastening means designed as slide rails on the coolant box.
  • additional fixing means which are to be attached to the heat exchangers are required.
  • a further simplified construction for attaching a capacitor to a coolant radiator is described in the earlier patent application of the applicant with the file number 103 48 701.
  • the capacitor has no or hardly any additional fastening means; instead, corresponding holding means are provided on the coolant cooler or its coolant box.
  • the condenser can thus be connected in a simple manner, for example by snap connections with the coolant radiator, to form a unit which can be mounted as such in the motor vehicle.
  • a further object of the invention is to specify a cost-effective method for producing a building unit consisting of two heat exchangers. This object is solved by the features of claim 1.
  • both heat exchangers are connected to a structural unit, a so-called heat exchanger module, by direct soldering connections, namely by connecting both side parts and / or by connecting at least one side part to the collecting tubes or by direct connection of the collecting boxes and collecting tubes , Due to the direct soldering or soldering integration of both heat exchangers, on the one hand additional fastening parts and, on the other hand, the associated assembly (assembly) of both heat exchangers are saved. This results in a brazed structural unit which is also lighter and more compact in a smaller number.
  • collecting boxes made of plastic are by no means excluded, since they can be placed subsequently after the soldering of both blocks.
  • the headers can also be made of a metallic material, so in particular aluminum and soldered gleich ⁇ time with both blocks.
  • the solder joints are produced between a side part of the first and a side part of the second heat exchanger by means of a positive connection in that the side parts are adapted accordingly.
  • one side part has a recess and the other side part has a shape, which engages in a form-fitting manner in the recess.
  • Another form-fitting connection can be produced by a tab connection, wherein tabs are provided on one side part and surround the other U-shaped side part. Soldering gaps are formed between the side parts, which cause a solder connection, by means of these form-locking connections.
  • the positive connection of the side parts before soldering causes a fixation of a heat exchanger relative to the other and thus forms a fixed bearing during the soldering process.
  • the other side of the solder joint is formed as a floating bearing during soldering, that is, a heat exchanger can during the soldering process against the - A -
  • a folded leg of a side part has substantially flat contact surfaces for the collecting tubes of the second heat exchanger, so that relative movements between the two heat exchangers during the soldering process Both heat exchangers are individually clamped for soldering and lie on one another during the soldering process, whereby different expansions can occur between the two heat exchangers, which are permitted by the "sliding" solder gaps between collecting tubes and side part baffles.
  • At the end of the soldering process preferably four or more points have a cohesive connection between the two heat exchangers.
  • the first heat exchanger is designed as a coolant radiator of a cooling circuit of a Brenn ⁇ engine for a motor vehicle and the secondniesü ⁇ transformer as a condenser for an air conditioner of a motor vehicle. Both are soldered to form a structural unit, a so-called cooling module, which is fastened in the front engine compartment of the motor vehicle. By feh ⁇ loin additional fasteners results in a compact unit with lower weight and lower production costs.
  • the cooler and condenser are preferably designed as cross-flow heat exchangers, ie with horizontally arranged tubes. The entire unit, ie the cooling module can be secured in the vehicle by means of suitable fastening elements on the coolant boxes, which are made of plastic.
  • the Bau ⁇ unit or the heat exchanger module is constructed of a condenser and an oil cooler, which can be soldered directly via integrated holder.
  • a main and a low-temperature coolant radiator of a coolant circuit are combined to form a heat transfer module and directly soldered, preferably via integrated holders on the side parts.
  • a condenser and a all-aluminum coolant radiator without a holder can be soldered directly to one another by virtue of the collecting tubes with the collecting boxes forming solder joints on forms of the collecting boxes. This has the advantage of further simplification and cost reduction since the holders are eliminated.
  • both heat exchangers or their blocks are cassetted separately and tensioned for soldering. Thereafter, the thus prepared cherriesü ⁇ transformer are positioned in a soldering oven so that they lie one above the other and fi xed via a side panel / side panel connection or other compounds. In this situation, in which both heat exchangers are connected on the one hand by a "fixed bearing” and on the other hand by a "loose bearing", both heat exchangers are soldered simultaneously, d. H.
  • FIG. 1 shows a cooling module, consisting of a cross-flow cooler and a cross-flow capacitor for a motor vehicle
  • FIG. 2 shows a partial section of the cooling module according to FIG. 1
  • FIG. 3a shows a first embodiment for a solder connection between the two
  • FIG. 3b shows a second embodiment of a solder joint between the two
  • Fig. 5a shows a third embodiment for a solder joint between the two
  • FIG. 5b the solder joint according to Fig. 5a after assembly
  • Fig. 6 shows another embodiment of a solder joint between the two heat exchangers with extended headers of
  • Fig. 7 a soldered heat exchanger module, consisting of a
  • FIG. 7a shows a section of the heat exchanger module according to FIG. 7
  • FIG. 8 shows a further soldered heat exchanger module consisting of a main coolant cooler and a low-temperature coolant cooler
  • FIG. 8a shows a section of the heat exchanger module according to FIG
  • FIG. 8b shows a detail of the heat exchanger module according to FIG. 8
  • FIG. 9 shows a further soldered heat exchanger module, consisting of a all-aluminum coolant cooler and a condenser, and FIG. 9 a shows a detail of the heat exchanger module according to FIG. 9.
  • Fig. 1 shows a cooling module 1, consisting of a coolant radiator 2 for a coolant circuit of an internal combustion engine of a motor vehicle and a condenser 3 for a refrigerant circuit of an air conditioning system of the motor vehicle.
  • Both heat exchangers 2, 3 are - as will be explained in more detail below - directly soldered together to form a block, ie they form a direct cohesive connection with each other.
  • the condenser 3 consists entirely of aluminum parts or parts of aluminum alloys, namely a condenser block 4 consisting of flat tubes and corrugated fins (not shown), collecting tubes 5, 6 arranged on both sides, a collector 7 and a side part 8. A further side part not visible here is on the other side (optional) arranged.
  • the condenser 3 is connected in a manner not shown to the refrigerant circuit of the air conditioning, not shown.
  • the cooler 2 consists of a radiator block 9, a side part 10 (as well as another non-visible side part), tube sheets 11, 12 and coolant boxes 13, 14 made of plastic.
  • the radiator 2 is connected to the coolant circuit, not shown.
  • the attachment of the cooling module 1 in the motor vehicle via unspecified to the coolant tanks 13, 14 molded fasteners which are supported against the motor vehicle frame.
  • the side part 8 of the condenser 3 and the side part of the radiator 2 are connected by solder joints 15a, 15b, 15c, 15d, so at four points cohesively with each other.
  • Fig. 2 shows the cooling module 1 according to FIG. 1 partially in section, wherein the same reference numerals are used for the same parts.
  • the section through the radiator 2 shows a flat tube 16, whose end is taken up in the tubesheet 12 and soldered to the tubesheet 12.
  • the plastic box 13 is placed after soldering and connected to the tube sheet by a flare tight and tight.
  • the preparation of the radiator 2 thus takes place in such a way that first the block 9, consisting of flat tubes and corrugated fins, is cassetted with the two side parts and then the tube sheets 11, 12 are placed on the ends of the flat tubes.
  • This block unit is tensioned with a suitable device and then soldered in a soldering oven. After soldering, the plastic boxes 13, 14 are placed.
  • the section through the condenser 3 shows a flat tube 17 which, with further flat tubes and corrugated fins, not shown, forms the condenser block 4 (see FIG.
  • the flat tubes 17 are received in the collecting tube 5, consisting of a bottom 5a and a cover 5b. All parts of the capacitor, ie flat tubes 17, corrugated fins, manifolds 5, 6, side member 8 and collector 7 are soldered together. In contrast to the radiator 2, the capacitor 3 therefore has no plastic parts, so it can be completely soldered.
  • the connection of cooler 2 and condenser 3 is not shown in FIG. 2, but will be described in more detail below.
  • Fig. 3a shows a corner cutout of the radiator 2 and the capacitor 3 before their assembly, d. H. their mutual connection through the solder joint 15a (see Fig. 1).
  • the side part 10 of the radiator 2 has a U-shaped profile with bevelled lateral limbs 10a, 10b, wherein in the condenser 3 facing leg 10a, a window-like recess 18 is arranged.
  • the side part 8 of the condenser 3 has, on the side facing the radiator 2, a leg 8a folded at a right angle, on which a step-like projection 19 is formed.
  • Fig. 3b shows the solder joint 15a of FIG. 3a in the assembled or joined state, wherein the step-like projection 19 is positively inserted into the recess 18 of the soteilabkantung 10a.
  • the so ⁇ part 8 and thus the capacitor 3 are thus fixed relative to the side part and thus relative to the radiator 2.
  • the other solder joints 15b, 15c, 15d illustrated in FIG. 1 have the same design but are not shown here.
  • FIG. 4a shows a further embodiment for the solder joints 15a to 15d, wherein the side part 10 of the radiator 2 has a U-profile with bevelled lateral limbs 10a, 10b, here without notches or Aus ⁇ savings.
  • the side part 8 of the condenser has, on the side facing the condenser 2, a bevelled leg 8b, from which a projection 20 with a tab 20 is formed.
  • FIG. 4b shows the connection according to FIG. 4a in the mounted, ie joined state, wherein the tab 20 is bent over the folded leg 10a and clamps it between itself. Further latches 20, not shown, are provided on the side part 8 and also connected to the side part 10 by a fold.
  • FIG. 5 a shows a solder joint before assembly on the other side of the cooling module, with the cooler 2 having a second side part 21 and the capacitor has a second side part 22 and the collecting tube 5.
  • the second cooler side part 21 essentially has a U-profile with lateral legs 21a, 21b and a flat end part 21c, which is pushed under the tube bottom 12.
  • the condenser 3 or its manifold 5 facing leg 21a of the side part 21 has a shaped Auf ⁇ contact surface 23, which consists of a slightly concave portion 23a and a ramp 23b.
  • the support surface 23 is adapted to the position and the shape of the collecting tube 5 of the capacitor 3.
  • FIG. 5b shows the soldered connection according to FIG. 5a in the assembled state: the collecting tube 5 rests with its underside on the concave bearing surface 23, 23a and is thus secured against displacement in the longitudinal direction of the side parts 21, 22.
  • the not shown, opposite end of the side part 21 is formed with a similar bearing surface as the support surface 23 shown.
  • the second collection tube (see Fig. 1) rests on the side part 21.
  • the horizontal position of the cooler 2 and the condenser 3 shown in FIGS. 5a, 5b corresponds to the position of the two heat exchangers during the soldering process, ie. H.
  • the cooler 2 lies at the bottom (on a soldering device, not shown), and the capacitor 3 rests on the side parts 10, 21 of the radiator 2, on the one hand via the form-locking connections in the manner of a fixed bearing shown in Fig. 3b or in Fig. 4b fixed and rests loosely on the other side, namely that of the side part 21, like a "movable bearing.”
  • This ensures that both heat exchangers, which are each in their own clamping device, can move relative to one another during the soldering process
  • a stress-free soldering takes place, and both heat exchangers 2, 3 are connected in a materially joined manner to one another at the intended locations to form a fixed structural unit.
  • Fig. 6 shows a further embodiment of a connection according to the invention between the radiator 2 and a modified capacitor 24, the block width is smaller than that of the radiator 2.
  • the capacitor 24 has a block 25 with a side part 26 which is offset from the side part 21 of the radiator 2 inwardly.
  • the capacitor 24 therefore has - to compensate for this difference in the block width - on the side part 26 also extended collecting tubes 27, 28, which rest on the side part 21, which is formed according to the dargestell ⁇ th in Fig. 5a execution.
  • the ends of the extended headers 27, 28 thus form a Los ⁇ bearing ("sliding" solder gaps) with the side part 21 during the soldering process, while the opposite side of the capacitor 24 connected in the same manner as shown in Fig. 3b or Fig. 4b is.
  • a brazed heat exchanger module 30 which consists of a condenser 31 and an oil cooler 32, wherein condenser 31 and oil cooler 32 have approximately the same length in the direction of their unspecified dargestell ⁇ th tubes, but a different block width.
  • the condenser 31 has two header pipes 33, 34 and a collector 35.
  • the oil cooler 32 has two collecting boxes 36, 37 and a side part 38 (the opposite second side part is not visible here). Arranged on both sides are integrated holders 39, 40, which are soldered to the collecting tube 33.
  • FIG. 7 a shows a corner detail of the heat exchanger module 30 according to FIG. 7, wherein a corner region of the condenser 31 for exposing the oil cooler 32 has been omitted.
  • an integrated holder 39 Arranged on the side part 38 of the oil cooler 32 is an integrated holder 39, which is formed integrally with the side part 38 made of a sheet metal and is bent down at right angles to a tab. The latter is arranged so that it comes to the manifold 33 to the plant.
  • 32 four holders are provided on the oil cooler, d. H. two at each manifold 36, 37, so that the oil cooler 32 at four points to An ⁇ position with the headers 33, 34 of the capacitor 31 comes and can be soldered to die ⁇ sen points.
  • FIG. 8 shows another brazed heat exchanger module 41, which consists of a main coolant cooler 42 and a low-temperature Coolant cooler 43 is.
  • the low-temperature cooler 43 is arranged in the air flow direction upstream of the main coolant cooler 42 and connected downstream of the main coolant cooler 42, so that the coolant in the low-temperature cooler 43 can be lowered to a lower coolant temperature.
  • the main coolant cooler 42 can either be formed as a all-aluminum coolant cooler, ie with aluminum boxes 44, 45, or else have plastic collection boxes 44, 45.
  • On the main coolant radiator 42 side parts with integrated holders angeord ⁇ net, with only the upper side portion 46 can be seen.
  • the low-temperature coolant radiator 43 is formed as a whole aluminum heat exchanger and has aluminum boxes 47, 48, which are arranged within the distance of the collecting tanks 44, 45 of the main coolant radiator 42.
  • Bei ⁇ de heat exchanger are soldered mitein ⁇ other on the side parts and integrated holder, which is shown and explained below.
  • FIG. 8 a shows a corner detail of the heat exchanger module 41 according to FIG. 8, wherein a part of the corner region of the low-temperature coolant cooler 43 for exposing the side part 46 of the coolant cooler 42 has been omitted.
  • the side part 46 has an integrated holder 49, which serves for attachment to the low-temperature cooler 43, in particular with its coolant box 47, d. H. for soldering.
  • FIG. 8b shows the same corner detail as in FIG. 8a, but from the opposite side, that is, FIG. H. the rear of the coolant cooler 42. It can be seen that the integrated holder 49 is connected to the metallic coolant box 47. Preferably, the low-temperature coolant radiator 43 is soldered to the main coolant radiator 42 through four such joints.
  • FIG. 9 shows a further soldered heat exchanger module 50, which consists of a all-aluminum coolant cooler 51 and a condenser 52.
  • the coolant cooler 51 has aluminum boxes 53, 54, out of which on the side facing the condenser 52 raised Auflagestel ⁇ len 55, 56 are formed in the form of knob-like characteristics.
  • the condenser 52 has a collecting tube 57 which is placed on the support len 55, 56 rests and is soldered to them.
  • a similar connection (not shown) is provided for the second header 54.
  • FIG. 9a shows a corner cutout of the heat exchanger module 50 according to FIG. 9, wherein a corner section of the condenser 52 has been omitted in order to form the knob-like embossment 55, which serves as a support point for the collector tube
  • the expression 55 is adapted to the contour of the manifold 57, so that on the one hand a
  • the heat exchanger modules described above are thus all connected to each other without additional holder by soldering. If holders are provided, these are preferably integrated in or with the side parts. In the last exemplary embodiment according to FIG. 9, no integrated holders are provided. These are replaced by functionally equivalent to the holders forms on the metal boxes. The characteristics are designed Lötge ⁇ right.
  • the method for producing the cooling module 1 has already been partially explained. It essentially consists in the fact that both heat exchangers, namely the coolant cooler 2 and the condenser 3, are each separately segregated (arranging flat tubes and corrugated ribs into a block) and tensioned, then in a horizontal position (horizontally oriented end faces ) are positioned one above the other in a soldering furnace, wherein the capacitor 3 rests with its gravity on the radiator 2, is fixed by the above-mentioned solder joints by fixed and floating bearings and both heat exchangers are soldered simultaneously.
  • the result of the process are two cohesively interconnected heat exchanger or blocks - if plastic boxes are placed to complete the cooler after soldering.
  • the heat exchanger modules 30, 41, 50 according to FIGS. 7, 8 and 9 are produced analogously.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines ersten Wärmeübertragers (2) an einem zweiten Wärmeübertrager (3), wobei der erste Wärmeübertrager (2) einen Block (9) mit Rohren (16) und Rippen und parallel zu den Rohren (16) angeordneten Seitenteilen (10, 21) sowie beiderseits des ersten Blockes (9) und quer zu den Rohren (16) angeordneten Sammelkästen (13, 14), insbesondere aus einem giess- oder spritzfähigen Werkstoff und wobei der zweite Wärmeübertrager (3) einen zweiten Block (4) mit Rohren (17), Rippen und parallel zu den Rohren (17) angeordneten Seitenteilen (8, 22) sowie beiderseits des zweiten Blockes (4) und quer zu den Rohren (17) angeordnete Sammelrohre (5, 6) aufweist und wobei die Rohre (16) des ersten Blockes (9) und die Rohre (17) des zweiten Blockes (4) parallel zueinander angeordnet sind. Es wird vorgeschlagen, dass die beiden Wärmeübertrager (2, 3) durch Lötverbindungen (15a, 15b, 15c, 15d) zwischen ihren Seitenteilen (10, 8) und/oder zwischen mindestens einem Seitenteil (21) und den Sammelrohren (5, 6) miteinander verbunden sind.

Description

BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart
Anordnung zur Befestigung eines ersten an einem zweiten
Wärmeübertrager
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines ersten an einen zweiten Wärmeübertrager nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer aus dem ersten und zweiten Wär¬ meübertrager bestehenden Baueinheit.
Wärmeübertrager für unterschiedliche Medien werden insbesondere bei Kraftfahrzeugen als Baueinheiten, insbesondere so genannte Kühlmodule zusammengefasst. Da eine Vielzahl von heutigen Kraftfahrzeugen, insbe¬ sondere des oberen Marksegmentes mit einer Klimaanlage ausgestattet ist, benötigen diese Fahrzeuge sowohl einen Kühlmittelkühler zur Kühlung der Brennkraftmaschine als auch einen Kondensator für den Kältemittelkreislauf der Klimaanlage. Kühlmittelkühler und Kondensator sind im vorderen Motor- räum des Kraftfahrzeuges angeordnet und werden beide von Umgebungsluft beaufschlagt. Für die Darstellung einer Baueinheit, bestehend aus Kühlmit¬ telkühler und Kältemittelkondensator sind unterschiedliche Bauweisen be¬ kannt. Durch die DE-A 197 31 999 wurde ein Kühlmodul bekannt, bei wel¬ chem der Kühlmittelkühler und der Kondensator durch zwei seitlich angeord- nete Modulträger zusammengehalten und im Fahrzeug befestigt werden. Diese Bauweise benötigt zusätzliche Befestigungsmittel in Form der Modul¬ träger, die teilweise kompliziert ausgebildet sind, montiert werden müssen und daher die Herstellkosten erhöhen. Durch die DE-A 198 57 512 wurde eine weitere Bauweise für ein Kühlmodul bekannt, wobei einerseits an einem Kunststoffkühlmittelkasten Befesti-
BESTÄTIQlJNQ$KQjήE gungsmittel angespritzt sind und andererseits am Kondensator Halter ange¬ lötet sind, welche mit den als Gleitschienen ausgebildeten Befestigungsmit¬ teln am Kühlmittelkasten in Eingriff stehen. Auch hier sind zusätzliche Befes¬ tigungsmittel, die an den Wärmeübertragern anzubringen sind, erforderlich.
Eine weiter vereinfachte Bauweise zur Befestigung eines Kondensators an einem Kühlmittelkühler ist in der älteren Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 103 48 701 beschrieben. Dabei weist der Kondensa¬ tor keine bzw. kaum zusätzliche Befestigungsmittel auf, vielmehr sind ent- sprechende Haltemittel am Kühlmittelkühler bzw. dessen Kühlmittelkasten vorgesehen. Der Kondensator kann somit auf einfache Weise, beispielswei¬ se durch Schnappverbindungen mit dem Kühlmittelkühler zu einer Bauein¬ heit verbunden werden, die als solche im Kraftfahrzeug montierbar ist.
Eine noch weitergehende Integration von Kühlmittelkühler und Kältemittel¬ kondensator wurde durch die DE-A 195 43 986 bzw. die DE-A 197 22 097 der Anmelderin bekannt. Dabei sind beide Wärmeübertrager in Ganzalumi¬ niumbauweise ausgeführt und über gemeinsame, d. h. durchgehende Rip¬ pen durch Lötung zu einem Monoblock® (Monoblock ist eine eingetragene Marke für die Anmelderin) verbunden. Bei dieser gelöteten Kompaktbauwei¬ se sind keine zusätzlichen Befestigungsmittel erforderlich, da beide Wärme¬ übertrager in einem Arbeitsgang im Lötofen zu einem Block gelötet werden. Diese Bauweise erfordert allerdings Kompromisse bei der Gestaltung beider Wärmeübertrager, insbesondere was die Ausbildung der Rohre und der Rip- pen, also der beiden thermisch unterschiedlich beanspruchten Wärmeüber¬ trageblöcke betrifft. Kühlmittelkühler und Kondensator können somit nicht optimal ausgelegt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Befestigung eines ersten an einem zweiten Wärmeübertrager dahingehend zu verbes¬ sern, dass einerseits keine zusätzlichen Befestigungsmittel notwendig sind und dass andererseits eine individuelle Auslegung beider Wärmeübertrager möglich ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstiges Verfah¬ ren zur Herstellung einer aus zwei Wärmeübertragern bestehenden Bauein- heit anzugeben. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Er¬ findungsgemäß ist vorgesehen, dass beide Wärmeübertrager durch direkte Lötverbindungen, und zwar durch Verbindungen beider Seitenteile und/oder durch Verbindungen mindestens eines Seitenteiles mit den Sammelrohren oder durch direkte Verbindung der Sammelkästen und Sammelrohre zu ei¬ ner Baueinheit, einem so genannten Wärmeübertragermodul verbunden werden. Durch die direkte Verlötung oder löttechnische Integration beider Wärmeübertrager werden einerseits zusätzliche Befestigungsteile und ande- rerseits der damit verbundene Zusammenbau (Montage) beider Wärmeü¬ bertrager eingespart. Es ergibt sich somit eine gelötete Baueinheit, die infol¬ ge geringerer Teilzahl auch leichter und kompakter ist. Bei der erfindungs¬ gemäßen Lösung sind Sammelkästen aus Kunststoff keineswegs ausge¬ schlossen, da diese nach der Lötung beider Blöcke nachträglich aufgesetzt werden können. Andererseits können die Sammelkästen auch aus einem metallischen Werkstoff, also insbesondere Aluminium bestehen und gleich¬ zeitig mit beiden Blöcken gelötet werden.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Lötverbin- düngen zwischen einem Seitenteil des ersten und einem Seitenteil des zwei¬ ten Wärmeübertragers durch eine formschlüssige Verbindung hergestellt, indem die Seitenteile entsprechend angepasst werden. So kann ein Seiten¬ teil eine Ausnehmung und das andere Seitenteil eine Ausformung aufwei¬ sen, welche formschlüssig in die Ausnehmung eingreift. Eine andere form- schlüssige Verbindung kann durch eine Laschenverbindung hergestellt wer¬ den, wobei Laschen an einem Seitenteil vorgesehen sind und das andere U- förmig ausgebildete Seitenteil umgreifen. Durch diese formschlüssigen Ver¬ bindungen werden Lötspalte zwischen den Seitenteilen gebildet, die eine Lötverbindung bewirken. Die formschlüssige Verbindung der Seitenteile vor dem Löten bewirkt eine Fixierung des einen Wärmeübertragers gegenüber dem anderen und bildet somit ein Festlager während des Lötprozesses.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die ande¬ re Seite der Lötverbindung als Loslager beim Löten ausgebildet, d. h. der eine Wärmeübertrager kann sich während des Lötprozesses gegenüber dem - A -
anderen Wärmeübertrager bewegen, wobei ein Lötspalt erhalten bleibt, der als „gleitender" Lötspalt bezeichnet wird. Ein abgekanteter Schenkel eines Seitenteiles weist im Wesentlichen flache Auflageflächen für die Sammelroh¬ re des zweiten Wärmeübertragers auf, so dass zwischen beiden Wärmeü- bertragern während des Lötprozesses Relativbewegungen in diesem Bereich möglich sind. Beide Wärmeübertrager werden für das Löten einzeln ge¬ spannt und liegen während des Lötprozesses aufeinander. Dabei können zwischen beiden Wärmeübertragern unterschiedliche Dehnungen auftreten, welche durch die „gleitenden" Lötspalte zwischen Sammelrohren und Seiten- teilabkantungen zugelassen werden. Am Ende des Lötprozesses besteht an vorzugsweise vier oder mehr Punkten eine stoffschlüssige Verbindung zwi¬ schen beiden Wärmeübertragern.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann eine zu geringe Breite des zweiten Wärmeübertragers gegenüber dem ersten Wär¬ meübertrager durch Verlängerung der Sammelrohre über das Blockmaß hin¬ aus ausgeglichen werden. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden Wärmeübertragern bleibt die gleiche wie bei den vorherigen Ausführungs¬ beispielen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Wärmeübertrager als Kühlmittelkühler eines Kühlkreislaufes einer Brenn¬ kraftmaschine für ein Kraftfahrzeug ausgebildet und der zweite Wärmeü¬ bertrager als Kondensator für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges. Beide sind zu einer Baueinheit, einem so genannten Kühlmodul verlötet, welches im vorderen Motorraum des Kraftfahrzeuges befestigt wird. Durch die feh¬ lenden zusätzlichen Befestigungsteile ergibt sich eine kompakte Baueinheit mit geringerem Gewicht und geringeren Herstellkosten. Kühler und Konden¬ sator sind vorzugsweise als Querstromwärmeübertrager, d. h. mit horizontal angeordneten Rohren ausgebildet. Die gesamte Einheit, d. h. das Kühlmodul kann durch geeignete Befestigungselemente an den Kühlmittelkästen, wel¬ che aus Kunststoff herstellbar sind, im Fahrzeug befestigt werden. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Bau¬ einheit bzw. das Wärmeübertragermodul aus einem Kondensator und einem Ölkühler aufgebaut, die direkt über integrierte Halter verlötbar sind.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind ein Haupt- und ein Niedertem¬ peratur-Kühlmittelkühler eines Kühlmittelkreislaufes zu einem Wärmeü¬ bertragermodul zusammengefasst und direkt verlötbar, vorzugsweise über integrierte Halter an den Seitenteilen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind ein Kon¬ densator und ein Ganzaluminiumkühlmittelkühler ohne Halter direkt mitein¬ ander verlötbar, indem die Sammelrohre mit den Sammelkästen Lötverbin¬ dungen an Ausprägungen der Sammelkästen bilden. Dies hat den Vorteil einer weiteren Vereinfachung und Kostenreduzierung, da die Halter entfal- len.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des Patentanspru¬ ches 19 gelöst, d. h. durch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsge¬ mäßen Anordnung bzw. Baueinheit. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass beide Wärmeübertrager bzw. ihre Blöcke jeweils für sich kassettiert und für die Lötung gespannt werden. Danach werden die so vorbereiteten Wärmeü¬ bertrager derart in einem Lötofen positioniert, dass sie übereinander liegen und über eine Seitenteil/Seitenteilverbindung oder andere Verbindungen fi¬ xiert sind. In dieser Lage, in welcher beide Wärmeübertrager einerseits durch ein „Festlager" und andererseits durch ein „Loslager" in Verbindung stehen, werden beide Wärmeübertrager gleichzeitig gelötet, d. h. sowohl die Blöcke, bestehend aus Rohren und Rippen, als auch die Seitenteilverbin¬ dungen bzw. die Seitenteilsammelrohrverbindungen. Durch dieses „Direktlöt¬ verfahren" wird der Montageprozess für den Zusammenbau von zwei Wär- meübertragern, vorzugsweise einem Kühler und einem Kondensator einge¬ spart. Damit ergibt sich der Vorteil geringerer Herstellkosten für die Bauein¬ heit bzw. das Kühlmodul.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein Kühlmodul, bestehend aus Querstromkühler und Querstrom¬ kondensator für ein Kraftfahrzeug, Fig. 2 einen Teilschnitt des Kühlmoduls gemäß Fig. 1 , Fig. 3a eine erste Ausführung für eine Lötverbindung zwischen beiden
Wärmeübertragern vor der Montage, Fig. 3b die Lötverbindung gemäß Fig. 3a nach der Montage, Fig. 4a eine zweite Ausführung für eine Lötverbindung zwischen beiden
Wärmeübertragern vor der Montage, Fig. 4b die Lötverbindung gemäß Fig. 4a nach der Montage,
Fig. 5a eine dritte Ausführung für eine Lötverbindung zwischen beiden
Wärmeübertragern vor der Montage, Fig. 5b die Lötverbindung gemäß Fig. 5a nach der Montage, Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer Lötverbindung zwischen beiden Wärmeübertragern mit verlängerten Sammelrohren des
Kondensators, Fig. 7 ein gelötetes Wärmeübertragermodul, bestehend aus einem
Kältemittelkondensator und einem Ölkühler,
Fig. 7a einen Ausschnitt des Wärmeübertragermoduls gemäß Fig. 7, Fig. 8 ein weiteres gelötetes Wärmeübertragermodul, bestehend aus einem Haupt-Kühlmittelkühler und einem Niedertemperatur- Kühlmittelkühler, Fig. 8a einen Ausschnitt des Wärmeübertragermoduls gemäß Fig. 8
(Vorderseite), Fig. 8b einen Ausschnitt des Wärmeübertragermoduls gemäß Fig. 8
(Rückseite), Fig. 9 ein weiteres gelötetes Wärmeübertragermodul, bestehend aus einem Ganzaluminium-Kühlmittelkühler und einem Kondensator und Fig. 9a einen Ausschnitt des Wärmeübertragermoduls gemäß Fig. 9.
Fig. 1 zeigt ein Kühlmodul 1 , bestehend aus einem Kühlmittelkühler 2 für einen Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges und einem Kondensator 3 für einen Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage des Kraftfahrzeuges. Beide Wärmeübertrager 2, 3 sind - wie im Folgenden genauer erläutert wird - direkt miteinander zu einem Block verlötet, d. h. sie bilden eine direkte stoffschlüssige Verbindung miteinander. Der Kondensator 3 besteht vollständig aus Aluminiumteilen bzw. Teilen von Aluminiumlegie¬ rungen, nämlich einem aus nicht dargestellten Flachrohren und Wellrippen bestehenden Kondensatorblock 4, beiderseits angeordneten Sammelrohren 5, 6, einem Sammler 7 sowie einem Seitenteil 8. Ein weiteres hier nicht sichtbares Seitenteil ist auf der anderen Seite (optional) angeordnet. Der Kondensator 3 ist auf nicht dargestellte Weise an den nicht dargestellten Kältemittelkreislauf der Klimaanlage angeschlossen. Der Kühler 2 besteht aus einem Kühlerblock 9, einem Seitenteil 10 (sowie aus einem weiteren nicht sichtbaren Seitenteil), Rohrböden 11 , 12 sowie Kühlmittelkästen 13, 14 aus Kunststoff. Der Kühler 2 ist an den nicht dargestellten Kühlmittelkreislauf angeschlossen. Die Befestigung des Kühlmoduls 1 im Kraftfahrzeug erfolgt über nicht näher bezeichnete an die Kühlmittelkästen 13, 14 angespritzte Befestigungsmittel, die sich gegenüber dem Kraftfahrzeugrahmen abstützen. Das Seitenteil 8 des Kondensators 3 und das Seitenteil des Kühlers 2 sind durch Lötverbindungen 15a, 15b, 15c, 15d, also an vier Stellen stoffschlüssig miteinander verbunden.
Fig. 2 zeigt das Kühlmodul 1 gemäß Fig. 1 teilweise im Schnitt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen verwendet werden. Der Schnitt durch den Kühler 2 zeigt ein Flachrohr 16, dessen Ende in dem Rohrboden 12 auf¬ genommen und mit dem Rohrboden 12 verlötet ist. Eine Vielzahl von Flach¬ rohren 16 sowie nicht dargestellte Wellrippen bilden den Kühlerblock 9 (vgl. Fig. 1). Auf den Rohrboden 12 wird der Kunststoffkasten 13 nach dem Löten aufgesetzt und mit dem Rohrboden durch eine Bördelverbindung dicht und fest verbunden. Die Herstellung des Kühlers 2 erfolgt also in der Weise, dass zunächst der Block 9, bestehend aus Flachrohren und Wellrippen, mit den beiden Seitenteilen kassettiert wird und dann die Rohrböden 11 , 12 auf die Enden der Flachrohre aufgesetzt werden. Diese Blockeinheit wird mit einer geeigneten Vorrichtung gespannt und dann in einem Lötofen gelötet. Nach dem Löten werden die Kunststoffkästen 13, 14 aufgesetzt. Der Schnitt durch den Kondensator 3 zeigt ein Flachrohr 17, welches mit weiteren Flachrohren und nicht dargestellten Wellrippen den Kondensatorblock 4 (vgl. Fig. 1) bil¬ det. Die Flachrohre 17 sind in dem Sammelrohr 5, bestehend aus einem Bo- den 5a und einem Deckel 5b, aufgenommen. Alle Teile des Kondensators, d. h. Flachrohre 17, Wellrippen, Sammelrohre 5, 6, Seitenteil 8 und Sammler 7 sind miteinander verlötet. Im Gegensatz zum Kühler 2 weist der Kondensa¬ tor 3 also keine Kunststoffteile auf, kann somit vollständig gelötet werden. Die Verbindung von Kühler 2 und Kondensator 3 ist in Fig. 2 nicht darge- stellt, wird jedoch im Folgenden genauer beschrieben.
Fig. 3a zeigt einen Eckausschnitt des Kühlers 2 und des Kondensators 3 vor ihrer Montage, d. h. ihrer gegenseitigen Verbindung durch die Lötverbindung 15a (vgl. Fig. 1). Das Seitenteil 10 des Kühlers 2 weist ein U-förmiges Profil mit abgekanteten seitlichen Schenkeln 10a, 10b auf, wobei in dem dem Kondensator 3 zugewandten Schenkel 10a eine fensterartige Aussparung 18 angeordnet ist. Das Seitenteil 8 des Kondensators 3 weist auf der dem Kühler 2 zugewandten Seite einen rechtwinklig abgekanteten Schenkel 8a auf, an welchem ein treppenartig ausgebildeter Vorsprung 19 ausgeformt ist.
Fig. 3b zeigt die Lötverbindung 15a gemäß Fig. 3a im zusammengebauten bzw. gefügten Zustand, wobei der treppenartige Vorsprung 19 formschlüssig in die Aussparung 18 der Seitenteilabkantung 10a eingesetzt ist. Das Seiten¬ teil 8 und damit der Kondensator 3 sind somit gegenüber dem Seitenteil und damit gegenüber dem Kühler 2 fixiert. Die weiteren in Fig. 1 dargestellten Lötverbindungen 15b, 15c, 15d sind gleich ausgebildet, allerdings hier nicht dargestellt.
Fig. 4a zeigt eine weitere Ausführungsform für die Lötverbindungen 15a bis 15d, wobei das Seitenteil 10 des Kühlers 2 ein U-Profil mit abgekanteten seitlichen Schenkeln 10a, 10b aufweist, hier ohne Ausklinkungen oder Aus¬ sparungen. Das Seitenteil 8 des Kondensators weist auf der dem Kühler 2 zugewandten Seite einen abgekanteten Schenkel 8b auf, aus dem ein Vor¬ sprung mit einer Lasche 20 ausgeformt ist.
Fig. 4b zeigt die Verbindung gemäß Fig. 4a im montierten, d. h. gefügten Zustand, wobei die Lasche 20 über den abgekanteten Schenkel 10a gebo¬ gen ist und diesen zwischen sich einklemmt. Weitere nicht dargestellte La¬ schen 20 sind am Seitenteil 8 vorgesehen und mit dem Seitenteil 10 eben- falls durch einen Falz verbunden. Fig. 5a zeigt eine Lötverbindung vor der Montage auf der anderen Seite des Kühlmoduls, wobei der Kühler 2 ein zweites Seitenteil 21 und der Kondensa¬ tor ein zweites Seitenteil 22 sowie das Sammelrohr 5 aufweist. Das zweite Kühlerseitenteil 21 weist im Wesentlichen ein U-Profil mit seitlichen Schen¬ keln 21a, 21b sowie ein flaches Endteil 21c auf, welches unter den Rohrbo¬ den 12 geschoben ist. Der dem Kondensator 3 bzw. dessen Sammelrohr 5 zugewandte Schenkel 21a des Seitenteiles 21 weist eine ausgeformte Auf¬ lagefläche 23 auf, welche aus einem leicht konkaven Teil 23a und einer Rampe 23b besteht. Die Auflagefläche 23 ist an die Position und die Form des Sammelrohres 5 des Kondensators 3 angepasst.
Fig. 5b zeigt die Lötverbindung gemäß Fig. 5a im gefügten Zustand: das Sammelrohr 5 liegt mit seiner Unterseite auf der konkav ausgebildeten Auf- lagefläche 23, 23a auf und ist somit gegen Verschieben in Längsrichtung der Seitenteile 21 , 22 gesichert. Das nicht dargestellte, entgegengesetzte Ende des Seitenteiles 21 ist mit einer ähnlichen Auflagefläche wie die dargestellte Auflagefläche 23 ausgebildet. Hier liegt das zweite Sammelrohr (vgl. Fig. 1) auf dem Seitenteil 21 auf. Die in den Figuren 5a, 5b dargestellte horizontale Lage von Kühler 2 und Kondensator 3 entspricht der Lage der beiden Wär¬ meübertrager während des Lötprozesses, d. h. der Kühler 2 liegt unten (auf einer nicht dargestellten Lötvorrichtung), und der Kondensator 3 liegt auf den Seitenteilen 10, 21 des Kühlers 2 auf, wobei er einerseits über die in Fig. 3b oder in Fig. 4b dargestellten formschlüssigen Verbindungen nach Art eines Festlagers fixiert und auf der anderen Seite, nämlich der des Seitenteiles 21 lose wie ein „Loslager" aufliegt. Damit wird erreicht, dass sich beide Wärme¬ übertrager, die sich jeweils in einer eigenen Spannvorrichtung befinden, während des Lötprozesses relativ zueinander bewegen können, um unter¬ schiedliche Dehnungen auszugleichen. Wenn dieser Dehnungsausgleich im Lötprozess erreicht ist, findet eine spannungsfreie Verlötung statt, und beide Wärmeübertrager 2, 3 sind an den vorgesehen Stellen stoffschlüssig mitein¬ ander zu einer festen Baueinheit verbunden.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Verbindung zwischen dem Kühler 2 und einem abgewandelten Kondensator 24, dessen Blockbreite geringer ist als die des Kühlers 2. Der Kondensator 24 weist einen Block 25 mit einen Seitenteil 26 auf, welches gegenüber dem Seitenteil 21 des Kühlers 2 nach innen versetzt ist. Der Kondensator 24 weist daher - um diese Differenz in der Blockbreite auszugleichen - über das Seitenteil 26 hinaus verlängerte Sammelrohre 27, 28 auf, welche auf dem Seitenteil 21 aufliegen, welches entsprechend der in Fig. 5a dargestell¬ ten Ausführung ausgebildet ist. Die Enden der verlängerten Sammelrohre 27, 28 bilden somit mit dem Seitenteil 21 während des Lötprozesses ein Los¬ lager („gleitende" Lötspalte), während die gegenüberliegenden Seite des Kondensators 24 auf die gleiche Weise wie in Fig. 3b oder Fig. 4b dargestellt verbunden ist.
Fig. 7 zeigt ein gelötetes Wärmeübertragermodul 30, welches aus einem Kondensator 31 und einem Ölkühler 32 besteht, wobei Kondensator 31 und Ölkühler 32 etwa die gleiche Länge in Richtung ihrer nicht näher dargestell¬ ten Rohre aufweisen, jedoch eine unterschiedliche Blockbreite. Der Konden¬ sator 31 weist zwei Sammelrohre 33, 34 und einen Sammler 35 auf. Der Öl¬ kühler 32 weist zwei Sammelkästen 36, 37 und ein Seitenteil 38 auf (das gegenüber liegende zweite Seitenteil ist hier nicht sichtbar). An beiden Sei- tenteilen sind integrierte Halter 39, 40 angeordnet, welche mit dem Sammel¬ rohr 33 verlötet sind.
Fig. 7a zeigt einen Eckausschnitt des Wärmeübertragermoduls 30 gemäß Fig. 7, wobei ein Eckbereich des Kondensators 31 zur Freilegung des Ölküh- lers 32 weggelassen ist. Am Seitenteil 38 des Ölkühlers 32 ist ein integrierter Halter 39 angeordnet, welcher einstückig mit dem aus einem Blech herge¬ stellten Seitenteil 38 ausgebildet und zu einer Lasche rechtwinklig abgebo¬ gen ist. Letztere ist so angeordnet, dass sie am Sammelrohr 33 zur Anlage kommt. Insgesamt sind am Ölkühler 32 vier Halter vorgesehen, d. h. zwei an jedem Sammelrohr 36, 37, so dass der Ölkühler 32 an vier Punkten zur An¬ lage mit den Sammelrohren 33, 34 des Kondensators 31 kommt und an die¬ sen Punkten verlötbar ist.
Fig. 8 zeigt ein weiteres gelötetes Wärmeübertragermodul 41 , welches aus einem Haupt-Kühlmittelkühler 42 und einem Niedertemperatur- Kühlmittelkühler 43 besteht. Der Niedertemperatur-Kühler 43 ist in Luftströ¬ mungsrichtung vor dem Haupt-Kühlmittelkühler 42 angeordnet und kühlmit- telseitig hinter den Haupt-Kühlmittelkühler 42 geschaltet, so dass das Kühl¬ mittel im Niedertemperatur-Kühler 43 auf eine niedrigere Kühlmitteltempera- tur abgesenkt werden kann. Der Hauptkühlmittel-Kühler 42 kann entweder als Ganzaluminium-Kühlmittelkühler, d. h. mit Aluminiumkästen 44, 45 aus¬ gebildet sein oder auch Kunststoffsammeikästen 44, 45 aufweisen. Am Haupt-Kühlmittelkühler 42 sind Seitenteile mit integrierten Haltern angeord¬ net, wobei nur das obere Seitenteil 46 erkennbar ist. Der Niedertemperatur- Kühlmittelkühler 43 ist als Ganzaluminium-Wärmeübertrager ausgebildet und weist Aluminiumkästen 47, 48 auf, welche innerhalb des Abstandes der Sammelkästen 44, 45 des Haupt-Kühlmittelkühlers 42 angeordnet sind. Bei¬ de Wärmeübertrager sind über die Seitenteile und integrierte Halter mitein¬ ander verlötet, was im Folgenden dargestellt und erläutert wird.
Fig. 8a zeigt einen Eckausschnitt des Wärmeübertragermoduls 41 gemäß Fig. 8, wobei ein Teil des Eckbereiches des Niedertemperatur- Kühlmittelkühlers 43 zur Freilegung des Seitenteiles 46 des Kühlmittelküh¬ lers 42 weggelassen ist. Das Seitenteil 46 weist einen integrierten Halter 49 auf, welcher der Befestigung mit dem Niedertemperatur-Kühler 43, insbe¬ sondere mit dessen Kühlmittelkasten 47 dient, d. h. zur Verlötung.
Fig. 8b zeigt den gleichen Eckausschnitt wie in Fig. 8a, jedoch von der ent¬ gegengesetzten Seite, d. h. der Rückseite des Kühlmittelkühlers 42. Man erkennt, dass der integrierte Halter 49 mit dem metallischen Kühlmittelkasten 47 verbunden ist. Vorzugsweise ist der Niedertemperatur-Kühlmittelkühler 43 durch vier derartige Verbindungsstellen mit dem Haupt-Kühlmittelkühler 42 verlötet.
Fig. 9 zeigt ein weiteres verlötetes Wärmeübertragermodul 50, welches aus einem Ganzaluminium-Kühlmittelkühler 51 und einem Kondensator 52 be¬ steht. Der Kühlmittelkühler 51 weist Aluminiumkästen 53, 54 auf, aus wel¬ chen auf der dem Kondensator 52 zugewandten Seite erhabene Auflagestel¬ len 55, 56 in Form von noppenartigen Ausprägungen ausgeformt sind. Der Kondensator 52 weist ein Sammelrohr 57 auf, welches auf den Auflagestel- len 55, 56 aufliegt und mit diesen verlötet ist. Eine ähnliche Verbindung (nicht dargestellt) ist für den zweiten Sammelkasten 54 vorgesehen.
Fig. 9a zeigt einen Eckausschnitt des Wärmeübertragermoduls 50 gemäß Fig. 9, wobei ein Eckabschnitt des Kondensators 52 weggelassen ist, um die noppenartige Ausprägung 55, welche als Auflagestelle für das Sammelrohr
57 des Kondensators 52 dient, sichtbar zu machen. Die Ausprägung 55 ist an die Kontur des Sammelrohres 57 angepasst, so dass sich einerseits eine
Fixierung für den Lötprozess und andererseits eine dauerhafte Verlötung ergibt.
Die oben beschriebenen Wärmeübertragermodule sind somit sämtlich ohne zusätzliche Halter durch Löten miteinander verbunden. Sofern Halter vorge¬ sehen sind, sind diese vorzugsweise in die bzw. mit den Seitenteilen integ- riert. Im letzten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 sind keine integrierte Hal¬ ter vorgesehen. Diese sind durch funktionell mit den Haltern gleichwertige Ausprägungen an den Metallkästen ersetzt. Die Ausprägungen sind lötge¬ recht gestaltet.
Das Verfahren zur Herstellung des Kühlmoduls 1 (vgl. Fig. 1) wurde bereits teilweise erläutert. Es besteht im Wesentlichen darin, dass beide Wärmeü¬ bertrager, nämlich der Kühlmittelkühler 2 und der Kondensator 3 jeweils se¬ parat kassettiert (Anordnen von Flachrohren und Wellrippen zu einem Block) und gespannt werden, danach in einer horizontalen Lage (horizontal ausge- richtete Stirnflächen) in einem Lötofen übereinander positioniert werden, wo¬ bei der Kondensator 3 mit seiner Schwerkraft auf dem Kühler 2 aufliegt, durch die oben erwähnten Lötverbindungen durch Fest- und Loslager fixiert wird und beide Wärmeübertrager gleichzeitig gelötet werden. Das Ergebnis des Verfahrens sind zwei stoffschlüssig miteinander verbundene Wärmeü- bertrager bzw. Blöcke - sofern Kunststoffkästen zur Komplettierung des Kühlers nach dem Löten aufgesetzt werden.
Die Wärmeübertragermodule 30, 41 , 50 gemäß den Figuren 7, 8 und 9 wer¬ den analog hergestellt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Anordnung zur Befestigung eines ersten Wärmeübertragers (2) an einem zweiten Wärmeübertrager (3), wobei der erste Wärmeübertra¬ ger (2) einen Block (9) mit Rohren (16) und Rippen und parallel zu den Rohren (16) angeordneten Seitenteilen (10, 21) sowie beiderseits des ersten Blockes (9) und quer zu den Rohren (16) angeordneten Sammelkästen (13, 14), insbesondere aus einem gieß- oder spritzfä¬ higen Werkstoff und wobei der zweite Wärmeübertrager (3) einen zweiten Block (4) mit Rohren (17), Rippen und parallel zu den Rohren (17) angeordneten Seitenteilen (8, 22) sowie beiderseits des zweiten
Blockes (4) und quer zu den Rohren (17) angeordnete Sammelrohre (5, 6) aufweist und wobei die Rohre (16) des ersten Blockes (9) und die Rohre (17) des zweiten Blockes (4) parallel zueinander angeord¬ net sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wärmeübertra- ger (2, 3) durch Lötverbindungen (15a, 15b, 15c, 15d) zwischen ihren
Seitenteilen (10, 8) oder zwischen ihren Sammelkästen (13, 14) und ihren Sammelrohren (5, 6) und/oder mindestens einem Seitenteil (21) und den Sammelrohren (5, 6) miteinander verbunden sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötverbindungen (15a bis 15d) zwischen den Seitenteilen (10, 8) und/oder zwischen dem mindestens einen Seitenteil (21) und den Sammelrohren (5, 6) während der Lötung des ersten und des zweiten Blockes (9, 4) bzw. des ersten und des zweiten Wärmeübertragers (2, 3) herstellbar sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Wärmeübertrager (2, 3) etwa die gleiche Breite aufweisen und dass die Seitenteile (10, 8) des ersten und des zweiten Blockes (9, 4) direkt miteinander verlötbar sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Seitenteil (10) des ersten Blockes (9) mindestens eine seitliche Abkantung (10a) mit Aussparungen (18) und dass erste Sei- tenteil (8) des zweiten Blockes (4) einen abgekanteten Schenkel (8a) mit ausgeformten Vorsprüngen (19) aufweisen und dass die Vor¬ sprünge (19) in die Aussparungen (18) eingreifen und Lötspalte zur Herstellung der Lötverbindung (15a bis 15d) bilden.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (19) treppenartig und die Aussparung (18) fensterartig ausgebildet sind.
6. Anordnung nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Seitenteil (10) des ersten Blockes (9) mindestens eine seitliche Abkantung (10a) und das erste Seitenteil (8) des zweiten Blockes (4) einen abgekanteten Schenkel (8b) mit Laschen (20) auf¬ weisen, welche die seitliche Abkantung (10a) übergreifen.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass das zweite Seitenteil (21) des ersten Blockes (9) eine seitliche Abkantung (21a) mit Auflageflächen (23) aufweist, und dass die Sammelrohre (5, 6) mit den Auflageflächen (23) „gleitende" Löt¬ spalte zur Herstellung der Lötverbindung bilden.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass min¬ destens eine der Auflageflächen (23) eine dem Sammelrohr (5) ange- passte Vertiefung (23a) aufweist und die andere Auflagefläche im Wesentlichen glatt ausgebildet ist.
9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Sammelrohre (27, 28) an die Breite des ersten Blockes (9) angepasst ist und dass die Sammelrohre (27, 28) bei unterschied¬ licher Blockbreite über den zweiten Block (25) hinaus verlängert sind.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager als Kühlmittelküh¬ ler (2) und der zweite Wärmeübertrager als Kältemittelkondensator (3), jeweils für ein Kraftfahrzeug ausgebildet sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der erste Wärmeübertrager als Ölkühler (32) und der zweite Wärmeübertrager als Kältemittelkondensator (31) ausgebildet sind.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile (38) des Ölkühlers (32) integrierte Halter (39, 40) aufwei¬ sen, die mit den Sammelkästen (33, 34) des Kältemittelkondensators (31) verlötbar sind.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (39, 40) gegenüber den Seitenteilen (38) rechtwinklig abgebo¬ gen und als flache Laschen ausgebildet sind, die an die Sammelrohre (33, 34) anlegbar sind.
14. Anordnung nach Anspruch 11 , 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkühler (32) eine geringere Blockbreite als der Kältemittel¬ kondensator (31) aufweist.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der erste Wärmeübertrager als Haupt-Kühlmittelkühler (42) und der zweite Wärmeübertrager als Niedertemperatur- Kühlmittelkühler (43) ausgebildet sind.
16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile (46) von Kühlmittelkühler (42) und Niedertemperatur¬ kühlmittelkühler (43) über integrierte Halter miteinander verlötbar sind.
17. Anordnung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager als Ganzmetall- insbesondere Ganzaluminium-Kühlmittelkühler (51) ausgebildet ist, dass aus den Sammelkästen (53, 54) erhabene Auflagerstellen (55, 56), insbeson- dere zwei pro Sammelkasten ausgeformt sind, über welche die Sam¬ melrohre (57) des zweiten Wärmeübertragers fixierbar und verlötbar sind.
18. Wärmeübertragermodul, bestehend aus zumindest zwei miteinander verbundenen Wärmeübertragern, gekennzeichnet durch eine An¬ ordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.
19. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragermoduls nach An¬ spruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass - der erste und der zweite Wärmeübertrager bzw. der erste und der zweite Block jeweils separat kassettiert und gespannt werden, dass beide Wärmeübertrager übereinander gelegt und über ihre Seitenteile oder ihre Sammelkästen und/oder Sammelrohre fixiert und gleichzeitig in einem Lötofen gelötet werden.
EP05767011A 2004-07-16 2005-07-05 Anordnung zur befestigung eines ersten an einem zweiten wärmeübertrager Withdrawn EP1771695A1 (de)

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