EP1818643B1 - Wärmeübertragereinrichtung - Google Patents

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EP1818643B1
EP1818643B1 EP06024482.9A EP06024482A EP1818643B1 EP 1818643 B1 EP1818643 B1 EP 1818643B1 EP 06024482 A EP06024482 A EP 06024482A EP 1818643 B1 EP1818643 B1 EP 1818643B1
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EP
European Patent Office
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recess
collecting
heat exchanger
distributor
motor vehicle
Prior art date
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EP06024482.9A
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EP1818643A2 (de
EP1818643A3 (de
Inventor
Klaus Schneider
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Dr Ing HCF Porsche AG
Original Assignee
Dr Ing HCF Porsche AG
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Publication date
Application filed by Dr Ing HCF Porsche AG filed Critical Dr Ing HCF Porsche AG
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Publication of EP1818643A3 publication Critical patent/EP1818643A3/de
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F9/02—Header boxes; End plates
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    • 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
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    • 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
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    • F28D1/05325—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with particular pattern of flow, e.g. change of flow direction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
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    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0091—Radiators
    • F28D2021/0094—Radiators for recooling the engine coolant

Definitions

  • the invention relates to a heat transfer device, in particular a cross-flow cooler for a motor vehicle, according to the preamble of claim 1.
  • a heat transfer device is known from the US 5, 236, 336 known.
  • a displayable size of the heat transfer device is essentially formed by the distance of the side members to each other, a ground clearance and a hood height.
  • the longitudinal beam positions are essentially determined by the space requirement of the engine and by Radhüll lake the steered wheels.
  • the ground clearance or vehicle position above the road results from the vehicle concept or from functional requirements, for example to avoid a collision in multi-storey car parks.
  • Ultimately remains as a variable to represent necessary heat exchanger surfaces only the height of the heat exchanger device and thus to change the hood contour.
  • a tubular heater is known in which two horizontally arranged manifolds are provided with such variable connections, that two tubular heaters can be connected together to form a large radiator.
  • a heat exchanger is described, which is divided into two areas, wherein in the first region a first cooling liquid and in the second region fresh air of an internal combustion engine are cooled.
  • a metallic collector is provided for the first area, wherein a plastic collector 8 is provided for the second area.
  • a heat exchanger is known in which in each case an opening for receiving a separating device is provided in the lateral collecting containers.
  • a heat exchanger which does not form a continuous heat exchanger plane, but in which the heat exchanger unit, formed here by lamellae, forms a plurality of mutually staggered heat exchanger levels.
  • the stepped arrangement is intended to make better use of the space available in an engine compartment of a motor vehicle.
  • the present invention is concerned with the problem of providing a heat transfer device which efficiently utilizes a maximum possible or given width between the vehicle side rails in order to reduce the overall height of the heat transfer device for a given heat transfer surface.
  • the invention is based on the general idea of adapting an outer contour of a heat exchanger device, for example a crossflow cooler for a motor vehicle, which is arranged between two vehicle longitudinal members, to the vehicle longitudinal members such that a shape integration of the vehicle longitudinal members in the outer contour is formed. As a result, a space width between the vehicle longitudinal members can be used efficiently.
  • the heat exchanger device has a heat transfer region, for example a cooler / lamellar network and at least two collection / distribution containers arranged laterally on this heat transfer region and extending substantially vertically. In the area of the vehicle longitudinal members, the laterally arranged collecting / distributing containers each have a recess formed complementary to them, so that the heat transfer surface can be guided almost completely across the width between the vehicle longitudinal members.
  • the recess on the side collection / distribution tanks can be chosen so large that a remaining cross section of the collection / distribution tank in the region of the recess allows a required coolant exchange between the upper and lower collection / distribution tank section.
  • the lateral collection / distribution containers thus encompass the vehicle longitudinal member in the region of the recess and continue above and below it, so that the heat transfer surface lying between the lateral collection / distribution containers can be made wider.
  • internal and / or external connection lines are arranged at least in one of the collection / distribution containers in the region of the recess, which connect a section of the collection / distribution container lying above the recess to a section located below the recess.
  • At least one of the lateral collection / distribution container in the region of the recess on a separating web which seals a lying above the recess portion against a lying below the recess portion of the collection / distribution container.
  • a separating web makes it possible, for example, to divide the heat exchanger device into two heat transfer regions, namely one located above the recess and one located below the recess.
  • the heat exchanger device can be adapted by simple structural changes to respective vehicle-related requirements.
  • the introduction of the at least one divider requires only minor changes in the manufacturing process of the heat exchanger device, whereby a range of applications of the heat exchanger device according to the invention can be widened.
  • the two above the recess located portions of the collection / distribution container with the two located below the recess portions are connected in series or fluidly separated from them.
  • the latter variant offers the possibility to divide the heat exchanger device into two different and independent cooling areas and thereby at least two different To realize cooling circuits with a single heat transfer device.
  • a better uniform distribution of a heat transfer medium within the heat exchanger device is achieved because dead water areas that can occur in diagonally opposite inlet and outlet nozzles, can be significantly reduced and thereby the performance of the heat exchanger device can be increased.
  • the vehicle side members dive at least partially into the complementary recesses of the collection / distribution containers. This ensures that the two collection / distribution container are arranged substantially above and below the vehicle longitudinal members and thus an area between the two vehicle longitudinal members can be used almost exclusively by the heat transfer area.
  • Such a heat transfer area is significantly wider than in conventional heat exchanger devices, which are arranged entirely between the vehicle longitudinal members.
  • FIG. 1 an installation position of a heat transfer device 1 according to the invention is shown centrally between two longitudinal beams 2 and 2 ', wherein a representable size of the standing arranged heat transfer device 1 is essentially determined by the distance between the two side members 2, 2' of a ground clearance and a hood height.
  • the position of the vehicle longitudinal members 2, 2 ' is essentially determined by the space requirement of a drive device, not shown, and by Radhüll vom 3 also not shown steered wheels.
  • the solution according to the invention proposes to exclude at least two laterally arranged on the heat transfer region 4 and substantially vertically extending collection / distribution container 6, 6 'in the region of the vehicle longitudinal members 2, 2' complementary to these outside, so with outermost recesses 7 Mistake.
  • a recess 7 causes a cross section of the respective collection / distribution container 6, 6 'in the region of the recess 7 is strongly tapered.
  • the recess 7 thus causes the collection / distribution container 6 that this is divided into a located above the recess 7 section 8 and located below the recess 7 section 8a. Similarly, the recess 7 'divides the other collection / distribution container 6 'in a above the recess 7' located portion 8b and an underlying section 8c.
  • internal and / or external connecting lines 9, 9 ' can be arranged in at least one of the collecting / distributing containers 6, 6' in the region of the recess 7, 7 ' be, which connect the above the recess 7, 7 'lying section 8, 8b with the below the recess 7, 7' lying section 8a, 8c.
  • connection hose can already be shared and the heat exchanger device 1 in a above the recess 7 and 7 'located heat exchanger section 10 and an underlying heat exchanger section 10' are divided, in which case each heat exchanger section 10, 10 'an inlet 11th or 11 'and a sequence 12 or 12' receives.
  • the heat transfer device 1 is in principle designed as a cross-flow cooler, so that a heat transfer medium, for example, flows through the heat transfer region 4 essentially horizontally from a collecting / distributing container 6 and then reaches the collecting / distributing container 6 '.
  • At least one of the lateral collecting / distributing containers 6, 6 'can have a separating web 13, 13' in the region of the respective recess 7, 7 ' Recess 7, 7 'lying section 8, 8b against the below the recess 7, 7' lying section 8a, 8c fluidly seals.
  • the collection / distribution container 6 is fluidly divided by the divider 13 into previously mentioned sections, whereby one opposite Fig. 1 changed flow through the heat exchanger device 1 is achieved.
  • Coolant flows via the inlet 11 in the upper heat exchanger section 10 and flows through this from left to right to the section 8b of the collection / distribution container 6 '.
  • This is now traversed from right to left until the section 8a of the collection / distribution container 6 is reached.
  • the heat transfer medium leaves the section 8a of the collecting / distributing container 6 via an outlet 12 ".
  • the heat exchanger section 10 and the heat exchanger section 10 ' flow one behind the other and are connected in series.
  • both the collecting / distributing container 6 and the collecting / distributing container 6 ' have a separating web 13 or 13' in the region of the respective recess 7, 7 ', so that the heat exchanger section 10 is fluidically separated from the heat exchanger section 10'.
  • This provides the opportunity to create two independent and independent sauce whatsoevertrager- or cooling circuits.
  • it is thus also possible to realize high and low temperature coolers in a single heat exchanger device 1, which specifically serve to cool certain systems.
  • Water-side oil cooling works better from a thermodynamic point of view, when an inlet temperature has a greater temperature difference, whereas a cooling water for a drive device works better from a thermodynamic point of view, as long as it has a low temperature difference.
  • both heat exchanger sections 10, 10 ' have their own inlet 11, 11' and a separate outlet 12, 12 '.
  • the arrangement of the inlets 11 and processes 12 is in accordance with the Fig. 1 to 3 merely by way of example, so that other directions of flow of the invention should be included.
  • the collection / distribution containers 6, 6 ' which are each arranged laterally of the heat transfer region 4, have in the region of the vehicle longitudinal members 2, 2' on the outside, in each case, a complementary recess 7, 7 '.
  • the heat transfer region 4 may have a greater width. For a given area size of the heat transfer area 4, its height can thereby be reduced.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragereinrichtung, insbesondere einen Querstromkühler für ein Kraftfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. So eine Wärmeübertragereinrichtung ist aus der US 5, 236, 336 bekannt.
  • Bei einer üblichen Montage einer Wärmeübertragereinrichtung vorn mittig zwischen Längsträgern eines Kraftfahrzeugs wird eine darstellbare Größe der Wärmeübertragereinrichtung im wesentlichen vom Abstand der Längsträger zueinander, einer Bodenfreiheit sowie einer Haubenhöhe gebildet. Die Längsträgerlagen sind im wesentlichen bestimmt durch den Raumbedarf des Motors und durch Radhüllflächen der gelenkten Räder. Die Bodenfreiheit bzw. Fahrzeuglage über der Fahrbahn ergibt sich aus dem Fahrzeugkonzept oder aus funktionalen Anforderungen, um beispielsweise ein Auffahren in Parkhäusern zu vermeiden. Letztlich bleibt als Variable zur Darstellung notwendiger Wärmeübertragerflächen nur die Höhe der Wärmeübertragereinrichtung und damit die Haubenkontur zu verändern. Insbesondere bei Sportfahrzeugen und im Hinblick auf den Fußgängerschutz ist es jedoch erwünscht, eine Oberkante der Wärmeübertragereinrichtung nieder zu halten. Dies ergibt insbesondere bei hochmotorisierten Fahrzeug mit großem Kühlungsbedarf einen Zielkonflikt.
  • Aus der EP 0 764 824 A1 ist ein Rohrheizkörper bekannt, bei dem zwei horizontal angeordnete Sammelrohre mit derartigen variablen Anschlüssen versehen sind, dass zwei Rohrheizkörper miteinander zu einem großen Heizkörper verbunden werden können. In der FR 27 85 376 A1 ist ein Wärmeübertrager beschrieben, der in zwei Bereichen aufgeteilt ist, wobei im ersten Bereich eine erste Kühlflüssigkeit und im zweiten Bereich Frischluft einer Brennkraftmaschine gekühlt werden. Hierzu ist für den ersten Bereich ein metallischer Kollektor vorgesehen, wobei für den zweiten Bereich ein Kunststoffkollektor 8 vorgesehen ist. Aus der US 2003/0213587 A1 ist ein Wärmeübertrager bekannt, bei dem in den seitlichen Sammelbehältern jeweils eine Öffnung zur Aufnahme von einer Trenneinrichtung vorgesehen ist.
  • Aus der US 5,236,336 ist ein Wärmetauscher bekannt, welcher keine durchgehende Wärmetauscherebene bildet, sondern bei welchem die Wärmetauschereinheit, hier gebildet durch Lamellen, mehrere stufig zueinander versetzte Wärmetauscherebenen bildet. Durch die stufige Anordnung soll insbesondere der in einem Motorraum eines Kraftfahrzeugs vorhandene Platz besser ausgenutzt werden.
  • Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine Wärmeübertragereinrichtung bereitzustellen, welche eine maximal mögliche oder gegebene Breite zwischen den Fahrzeuglängsträgern effizient ausnutzt, um bei vorgegebener Wärmeübertragerfläche die Bauhöhe der Wärmeübertragereinrichtung reduzieren zu können.
  • Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Außenkontur einer Wärmeübertragereinrichtung, beispielsweise einem Querstromkühler für ein Kraftfahrzeug, welche zwischen zwei Fahrzeuglängsträgern angeordnet ist, derart an die Fahrzeuglängsträger anzupassen, dass sich eine Formintegration der Fahrzeuglängsträger in der Außenkontur ausbildet. Hierdurch kann eine Bauraumbreite zwischen den Fahrzeuglängsträgern effizient genutzt werden. Die Wärmeübertragereinrichtung weist einen Wärmeübertragungsbereich, beispielsweise ein Kühler-/Lamellennetz sowie zumindest zwei seitlich an diesem Wärmeübertragungsbereich angeordnete und sich im wesentlichen vertikal erstreckende Sammel-/Verteilerbehälter auf. Die seitlich angeordneten Sammel-/Verteilerbehälter weisen dabei im Bereich der Fahrzeuglängsträger außen jeweils eine komplementär zu diesen ausgebildete Ausnehmung auf, so dass die Wärmeübertragerfläche nahezu vollständig über die Breite zwischen den Fahrzeuglängsträgern geführt werden kann. Durch diese verbreiterte Wärmeübertragerfläche kann bei gleichem Flächenbedarf deren Höhe reduziert werden und dadurch beispielsweise eine sportliche Außenkontur des Fahrzeugs realisiert werden. Gleichzeitig ist die reduzierte Höhe der Wärmeübertragereinrichtung günstig im Hinblick auf zukünftige Anforderungen an den Fußgängerschutz. Die Ausnehmung an den seitlichen Sammel-/Verteilerbehältern kann dabei so groß gewählt werden, dass ein verbleibender Querschnitt des Sammel-/Verteilerbehälters im Bereich der Ausnehmung einen erforderlichen Kühlmittelaustausch zwischen oberem und unterem Sammel-/Verteilerbehälterabschnitt ermöglicht. Die seitlichen Sammel/Verteilerbehälter umgreifen somit den Fahrzeuglängsträger im Bereich der Ausnehmung und setzen sich oberhalb und unterhalb desselben fort, so dass die zwischen den seitlichen Sammel-/Verteilerbehältern liegende Wärmeübertragerfläche breiter gestaltet werden kann.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung sind zumindest bei einem der Sammel-/Verteilerbehälter im Bereich der Ausnehmung interne und/oder externe Verbindungsleitungen angeordnet, welche einen oberhalb der Ausnehmung liegenden Abschnitt des Sammel-/Verteilerbehälters mit einem unterhalb der Ausnehmung liegenden Abschnitt verbinden. Sollte eine Querschnittsverjüngung der seitlichen Sammel/Verteilerbehälter im Bereich der Ausnehmung so groß sein, dass ein ausreichender Kühlmittelaustausch zwischen dem oberen und dem unteren Abschnitt des jeweiligen Sammel-/Verteilerbehälters nicht mehr ausreicht, so können hier externe Verbindungsleitungen vorgesehen werden, welche den erforderlichen Kühlmittelaustausch gewährleisten. Alternativ kann natürlich auch bereits ein Anschlussschlauch derart geteilt werden, so dass jeder Sammel-/Verteilerbehälter einen eigenen Anschluss erhält und dadurch die Wärmeübertragereinrichtung zwei Vorlauf- und zwei Rücklaufstutzen aufweist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist wenigstens einer der seitlichen Sammel-/Verteilerbehälter im Bereich der Ausnehmung einen Trennsteg auf, welcher einen oberhalb der Ausnehmung liegenden Abschnitt gegen einen unterhalb der Ausnehmung liegenden Abschnitt des Sammel-/Verteilerbehälters abdichtet. Durch einen derartigen Trennsteg ist es beispielsweise möglich die Wärmeübertragereinrichtung in zwei Wärmeübertragungsbereiche, nämlich einen oberhalb der Ausnehmung gelegenen und einen unterhalb der Ausnehmung gelegenen Bereich, aufzuteilen. Hierdurch lässt sich die Wärmeübertragereinrichtung durch einfache konstruktive Veränderungen an jeweilige fahrzeugbedingte Anforderungen anpassen. Das Einbringen des zumindest einen Trennstegs erfordert nur geringe Änderungen des Fertigungsprozesses der Wärmeübertragereinrichtung, wodurch ein Einsatzspektrum der erfindungsgemäßen Wärmeübertragereinrichtung verbreitert werden kann.
  • Zweckmäßig sind die beiden oberhalb der Ausnehmung gelegenen Abschnitte der Sammel-/Verteilerbehälter mit den beiden unterhalb der Ausnehmung gelegenen Abschnitte in Reihe geschaltet oder fluidisch von diesen getrennt. Insbesondere letztere Variante bietet die Möglichkeit, die Wärmeübertragereinrichtung in zwei unterschiedliche und eigenständige Kühlbereiche aufzuteilen und dadurch zumindest zwei unterschiedliche Kühlkreisläufe mit einer einzigen Wärmeübertragereinrichtung zu realisieren. Bei zwei fluidisch voneinander getrennten Abschnitten wird zudem eine bessere Gleichverteilung eines Wärmeübertragermediums innerhalb der Wärmeübertragereinrichtung erreicht, da Totwassergebiete, die bei sich diagonal gegenüber liegenden Ein- bzw. Auslaufstutzen auftreten können, deutlich verkleinert werden können und dadurch die Leistung der Wärmeübertragereinrichtung gesteigert werden kann.
  • Gemäß der erfindungsgemäßen Lösung tauchen bei im Kraftfahrzeug montierter Wärmeübertragereinrichtung die Fahrzeuglängsträger zumindest teilweise in die komplementären Ausnehmungen der Sammel-/Verteilerbehälter ein. Hierdurch wird erreicht, dass die beiden Sammel/Verteilerbehälter im wesentlichen oberhalb und unterhalb der Fahrzeuglängsträger angeordnet sind und damit ein Bereich zwischen den beiden Fahrzeuglängsträgern nahezu ausschließlich von dem Wärmeübertragungsbereich genutzt werden kann. Ein derartiger Wärmeübertragungsbereich ist deutlich breiter als bei herkömmlichen Wärmeübertragereinrichtungen, welche gänzlich zwischen den Fahrzeuglängsträgern angeordnet sind.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung 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, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
  • Es zeigen, jeweils schematisch,
    • Fig. 1
    eine stark schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragereinrichtung,
    Fig. 2
    eine Darstellung wie in Fig. 1, wobei jedoch ein Sammel-/Verteilerbehälter einen Trennsteg aufweist,
    Fig. 3
    eine Darstellung wie in Fig. 1, wobei jedoch beide Sammel/Verteilerbehälter jeweils einen Trennsteg aufweisen.
  • In Fig. 1 ist eine Einbaulage einer erfindungsgemäßen Wärmeübertragereinrichtung 1 mittig zwischen zwei Längsträgern 2 und 2' gezeigt, wobei eine darstellbare Größe der stehend angeordneten Wärmeübertragereinrichtung 1 im wesentlichen vom Abstand der beiden Längsträger 2, 2' einer Bodenfreiheit und einer Haubenhöhe bestimmt wird. Die Lage der Fahrzeuglängsträger 2, 2' wird im wesentlichen festgelegt durch den Raumbedarf einer nicht dargestellten Antriebseinrichtung und durch Radhüllflächen 3 von ebenfalls nicht dargestellten gelenkten Rädern.
  • Um einen Raum zwischen den beiden Fahrzeuglängsträgern 2, 2' möglichst optimal auszunutzen oder um bei vorgegebener Größe der Wärmeübertragerfläche 4 eine Oberkante 5 der Wärmeübertragereinrichtung 1 möglichst nieder zu halten, sollte eine Außenkontur der Wärmeübertragereinrichtung 1 möglichst genau an Innenabmessungen des zur Verfügung stehenden Bauraums angepasst werden. Hierzu schlägt die erfindungsgemäße Lösung vor, zumindest zwei seitlich an dem Wärmeübertragungsbereich 4 angeordnete und sich im wesentliche vertikal erstreckende Sammel-/Verteilerbehälter 6, 6' im Bereich der Fahrzeuglängsträger 2, 2' außen jeweils komplementär zu diesen auszunehmen, also mit aussenliegenden Ausnehmungen 7 zu versehen. Eine derartige Ausnehmung 7 bewirkt, dass ein Querschnitt des jeweiligen Sammel-/Verteilerbehälter 6, 6' im Bereich der Ausnehmung 7 stark verjüngt ist. Die Ausnehmung 7 bewirkt somit beim Sammel-/Verteilerbehälter 6, dass dieser in einen oberhalb der Ausnehmung 7 gelegenen Abschnitt 8 und einen unterhalb der Ausnehmung 7 gelegenen Abschnitt 8a aufgeteilt wird. Analog dazu teilt die Ausnehmung 7' den anderen Sammel-/Verteilerbehälter 6' in einen oberhalb der Ausnehmung 7' gelegenen Abschnitt 8b und einen darunter gelegenen Abschnitt 8c.
  • Um einen genügenden Kühlmittelaustausch zwischen dem Abschnitt 8 und 8a bzw. 8b und 8c zu ermöglichen, können bei zumindest einem der Sammel-/Verteilerbehälter 6, 6' im Bereich der Ausnehmung 7, 7' interne und/oder externe Verbindungsleitungen 9, 9' angeordnet sein, welche den oberhalb der Ausnehmung 7, 7' liegenden Abschnitt 8, 8b mit dem unterhalb der Ausnehmung 7, 7' liegenden Abschnitt 8a, 8c verbinden. Alternativ hierzu kann natürlich auch bereits ein nicht gezeichneter Anschlussschlauch geteilt werden und die Wärmeübertragereinrichtung 1 in einen oberhalb der Ausnehmung 7 bzw. 7' gelegenen Wärmeübertragerabschnitt 10 sowie einen darunter liegenden Wärmeübertragerabschnitt 10' aufgeteilt werden, wobei dann jeder Wärmeübertragerabschnitt 10, 10' einen Zulauf 11 bzw. 11' und einen Ablauf 12 bzw. 12' erhält.
  • Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Wärmeübertragereinrichtung 1 prinzipiell als Querstromkühler ausgebildet, so dass ein Wärmeübertragermedium beispielsweise von einem Sammel-/Verteilerbehälter 6 ausgehend den Wärmeübertragungsbereich 4 im wesentlichen horizontal durchfließt und danach den Sammel-/Verteilerbehälter 6' erreicht.
  • Um eine Funktionalität der Wärmeübertragereinrichtung 1 steigern zu können bzw. einen Einsatzbereich verbreitern zu können, kann wenigstens einer der seitlichen Sammel/Verteilerbehälter 6, 6' im Bereich der jeweiligen Ausnehmung 7, 7' einen Trennsteg 13, 13' aufweisen, welcher den oberhalb der Ausnehmung 7, 7' liegenden Abschnitt 8, 8b gegen den unterhalb der Ausnehmung 7, 7' liegenden Abschnitt 8a, 8c fluidisch abdichtet. Wie in Fig. 2 gezeigt ist der Sammel-/Verteilerbehälter 6 durch den Trennsteg 13 in vorher genannte Abschnitte fluidisch unterteilt, wodurch eine gegenüber Fig. 1 geänderte Durchströmung der Wärmeübertragereinrichtung 1 erreicht wird. In Fig. 2 strömt Kühlmedium über den Zulauf 11 in den oberen Wärmeübertragerabschnitt 10 und durchfließt diesen von links nach rechts bis zum Abschnitt 8b des Sammel-/Verteilerbehälters 6'. Über die Verbindungsleitung 9' oder den verjüngten Querschnitt in der Ausnehmung 7' strömt nun das Kühlmedium vom Abschnitt 8b in den unterhalb der Ausnehmung 7' gelegenen Abschnitt 8c und tritt von dort in den Wärmeübertragerabschnitt 10' ein. Dieser wird nun von rechts nach links durchflossen, bis der Abschnitt 8a des Sammel-/Verteilerbehälters 6 erreicht ist. Über einen Ablauf 12" verlässt daraufhin das Wärmeübertragermedium den Abschnitt 8a des Sammel-/Verteilerbehälters 6. Somit sind der Wärmeübertragerabschnitt 10 und der Wärmeübertragerabschnitt 10' hintereinander durchflossen und in Reihe geschaltet.
  • Wie in Fig. 3 gezeigt, weist sowohl der Sammel-/Verteilerbehälter 6 als auch der Sammel/Verteilerbehälter 6' im Bereich der jeweiligen Ausnehmung 7, 7' einen Trennsteg 13 bzw. 13' auf, so dass der Wärmeübertragerabschnitt 10 fluidisch vom Wärmeübertragerabschnitt 10' getrennt ist. Dies bietet die Möglichkeit zwei voneinander unabhängige und eigenständige Wärmeübertrager- bzw. Kühlkreisläufe zu schaffen. Beispielsweise lassen sich so auch Hoch- und Niedertemperaturkühler in einer einzigen Wärmeübertragereinrichtung 1 realisieren, die gezielt zur Kühlung bestimmter Systeme dienen. Eine wasserseitige Ölkühlung funktioniert beispielsweise aus thermodynamischer Sicht besser, wenn eine Eintrittstemperatur eine größere Temperaturdifferenz aufweist, wogegen ein Kühlwasser für einen Antriebseinrichtung aus thermodynamischer Sicht besser funktioniert, sofern sie eine geringe Temperaturdifferenz aufweist. Wie in Fig. 3 gezeigt, weisen beide Wärmeübertragerabschnitte 10, 10' einen eigenen Zulauf 11, 11' und einen eigenen Ablauf 12, 12' auf. Die Anordnung der Zuläufe 11 bzw. Abläufe 12 ist dabei gemäß den Fig. 1 bis 3 lediglich beispielhaft dargestellt, so dass auch andere Durchströmungsrichtungen von der Erfindung mit umfasst sein sollen.
  • Zusammenfassend lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt charakterisieren:
  • Um einen Bauraum zwischen zwei Fahrzeuglängsträgern 2, 2' möglichst effizient zu nutzen und eine Bauhöhe einer Wärmeübertragereinrichtung 1 aus designerischen und/oder sicherheitstechnischen Gründen möglichst gering zu halten, wird vorgeschlagen, eine Außenkontur der Wärmeübertragereinrichtung 1 im Bereich der Fahrzeuglängsträger 2, 2' an diese anzupassen. Hierzu weisen die jeweils seitlich des Wärmeübertragungsbereichs 4 angeordnete Sammel-/Verteilerbehälter 6, 6' im Bereich der Fahrzeugslängsträger 2, 2' außen jeweils eine komplementär zu diesen ausgebildete Ausnehmung 7, 7' auf. Bei in Kraftfahrzeug montierter Wärmeübertragereinrichtung 1 tauchen so die Fahrzeuglängsträger 2, 2' zumindest teilweise in diese Ausnehmung 7, 7' ein, was zur Folge hat, dass der Wärmeübertragungsbereich 4 eine größere Breite aufweisen kann. Bei einer vorgegebenen Flächengröße des Wärmeübertragungsbereichs 4 kann dadurch dessen Höhe reduziert werden.

Claims (7)

  1. Kraftfahrzeug mit einer Wärmeübertragereinrichtung (1) und zwei Fahrzeuglängsträgern (2, 2'), wobei
    die Wärmeübertragereinrichtung (1), insbesondere ein Querstromkühler, im Kraftfahrzeug zwischen den Fahrzeuglängsträgern (2, 2') angeordnet ist, und wobei die Wärmeübertragereinrichtung (1) einen Wärmeübertragungsbereich (1), insbesondere einen Kühler-/Lamellennetz, und zumindest zwei seitlich an dem Wärmeübertragungsbereich (4) angeordneten und sich im wesentlichen vertikal erstreckenden Sammel-/Verteilerbehälter (6, 6') aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Sammel-/Verteilerbehälter (6, 6') im Bereich der Fahrzeuglängsträger (2, 2') außen jeweils eine komplementär zu diesen ausgebildete Ausnehmung (7, 7') aufweisen, wobei die Ausnehmung derart ausgebildet ist, dass die seitlichen Sammel-/Verteilerbehälter (6, 6') den jeweiligen Fahrzeuglängsträger (2, 2') im Bereich der Ausnehmung (7, 7') umgreifen und sich oberhalb und unterhalb desselben fortsetzen.
  2. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einem der Sammel-/Verteilerbehälter (6, 6') im Bereich der Ausnehmung (7, 7') interne und/oder externe Verbindungsleitungen (9, 9') angeordnet sind, welche einen oberhalb der Ausnehmung (7, 7') liegenden Abschnitt (8, 8b) des Sammel/Verteilerbehälters (6, 6') mit einem unterhalb der Ausnehmung (7, 7') liegenden Abschnitt (8a, 8c) verbinden.
  3. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der Ausnehmung (7) des einen Sammel-/Verteilerbehälters (6) ein Zulauf (11) und unterhalb der Ausnehmung (7') des anderen Sammel-/Verteilerbehälters (6') ein Ablauf (12) vorgesehen ist oder umgekehrt.
  4. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der seitlichen Sammel-/Verteilerbehälter (6, 6') im Bereich der Ausnehmung (7, 7') einen Trennsteg (13, 13') aufweist, welcher einen oberhalb der Ausnehmung (7, 7') liegenden Abschnitt (8, 8b) gegen einen unterhalb der Ausnehmung (7, 7') liegenden Abschnitt (8a, 8c) des Sammel-/Verteilerbehälters (6, 6') abdichtet.
  5. Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden oberhalb der Ausnehmung (7, 7') gelegenen Abschnitte (8, 8b) der Sammel-/Verteilerbehälter (6, 6') mit den beiden unterhalb der Ausnehmung (7, 7') gelegenen Abschnitten (8a, 8c) der Sammel-/Verteilerbehälter (6, 6') in Reihe geschaltet oder fluldisch von diesen getrennt sind.
  6. Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Wärmeübertragerkreislauf vorgesehen ist.
  7. Kraftfahrzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die oberhalb der Ausnehmung (7, 7') positionierten Sammel-/Verteilerbehälterabschnitte (8, 8b) einen Zulauf (11) und einen Ablauf (12) aufweisen, wobei die unterhalb der Ausnehmung (7, 7') positionierten Sammel-/Verteilerbehälterabschnitte (8a, 8c) einen weiteren Zulauf (11') und einen weiteren Ablauf (12') aufweisen.
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