EP1853867A1 - Wärmeüberträger, insbesondere für eine wärmeübertragereinheit, wärmeübertragereinheit - Google Patents

Wärmeüberträger, insbesondere für eine wärmeübertragereinheit, wärmeübertragereinheit

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EP1853867A1
EP1853867A1 EP06706547A EP06706547A EP1853867A1 EP 1853867 A1 EP1853867 A1 EP 1853867A1 EP 06706547 A EP06706547 A EP 06706547A EP 06706547 A EP06706547 A EP 06706547A EP 1853867 A1 EP1853867 A1 EP 1853867A1
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EP
European Patent Office
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heat exchanger
vehicle
unit
exchanger according
network
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06706547A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Klaus Hassdenteufel
Michael Spieth
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
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    • F28D2021/0094—Radiators for recooling the engine coolant

Definitions

  • Heat exchanger in particular for a heat exchanger unit
  • the invention relates to a heat exchanger, in particular for a heat exchanger unit and a heat exchanger unit, in particular in execution as a cooling module.
  • Heat transfer units such as cooling modules for motor vehicles are, as known from the prior art, for example from DE 100 18 0001 A1 and DE 197 31 999 A1, aggregates of several heat exchangers or heat exchangers such as coolant radiator, intercooler, condenser or oil cooler, which together to form a structural unit or a module and - in the case of heat transfer units for motor vehicles - are supported via a common attachment or storage relative to the motor vehicle or a frame or frame part of the vehicle.
  • heat exchangers or heat exchangers such as coolant radiator, intercooler, condenser or oil cooler
  • BeST ⁇ ff ⁇ UtoGSKOPfE known from the prior art, for example, from DE 102 55 011 A1, EP O 825 404 A1 and Japanese Patent Publication no. Hei. 1-224163, the components to be combined together and then soldered.
  • FIG. 10 shows schematically a view of a known from the prior art heat exchanger unit 1000 and a known cooling module 1000 in the form of a soldered all-aluminum module and in the form of a cross-flow heat exchanger.
  • This cooling module 1000 has a first heat exchanger, a coolant radiator or radiator 1001 for cooling a motor vehicle engine, and a combined with the radiator 1001 second and third heat exchanger, a low-temperature radiator for cooling charge air, short low-temperature radiator, 1003 and a flat-tube capacitor 1002 , for air cooling for an automotive air conditioning system.
  • the radiator 1001, the low-temperature radiator 1003 and the capacitor 1002 parallel to each other or next to each other, optionally connected to each other via a common corrugated fin 1030, arranged, depending on the temperature of the fluid to be cooled in the heat exchanger - contrary to the ambient air flow direction 1004 - the low-temperature radiator 1003 is arranged behind the condenser 1002 and in front of the radiator 1001.
  • the radiator 1001 has two box-shaped plenums 1010, 1011, so-called coolant boxes 1010, 1011, between which a finned tube block 1012 of flat tubes 1013 and (not visible) corrugated fins 1014 is disposed.
  • the flat tubes 1013 are straight over their entire longitudinal extent or over the width of the radiator 1001 - transverse to the ambient air flow direction 1004 - and form a straight heat exchanger network 1012 in combination with the corrugated fins 1014.
  • the coolant boxes 1010, 1011 have receiving openings 1015, in which the flat tubes 1013 are inserted and preferably soldered, so that a fluidic connection between the flat tubes 1013 and the collecting spaces 1010, 1011 is formed.
  • the low-temperature radiator 1003 and the flat-tube condenser 1002 each have two tubular collecting chambers 1020, 1021 and 1030, 1031, so-called condenser collectors, short collectors, 1020, 1021 and 1030, 1031, between which a finned tube block 1022 and 1032, respectively Flat tubes 1023 and 1033 and corrugated fins 1024 and 1034 is arranged.
  • the flat tubes 1023 and 1033 are straight over their entire longitudinal extent or across the width of the respective flat tube condenser or low-temperature radiator 1003 or 1002-transversely to the ambient air flow direction 1004-and likewise form 1024 and 1034 in combination with the corrugated fins straight heat exchanger network 1022 or 1032 from.
  • the radiator 1001 may have a larger, i.e., larger, i.e., greater than 100, or low temperature, radiator 1003 due to its use for engine cooling and the associated greater amount of cooling fluid required. deeper, design than this, which finds expression in collecting chambers 1010, 1011 with a larger cross-sectional area and in wider and deeper flat tubes 1013.
  • the module construction depth is decisively determined by the - minimally possible - distances between the heat exchangers 1001, 1002, 1003. These, in turn, as shown clearly in FIG. 10, are determined by the overall depths of the collecting spaces 1010, 1011, 1020, 1021, 1030, 1031, the depth of the coolant reservoirs 1010, 1011 being decisive here.
  • FIG. 11 and 11 show a plan view (xy plane) and FIG. 12 shows a side view (xz plane) of this crossflow cooling module 1000 arranged in a motor vehicle 1050, wherein the cooling module 1000 as shown in Figures 11 and 12, an integrated one
  • Blower or an integrated fan 1055 which is connected to the cooling module 1000 associated fan cover 1056.
  • the cooling module 1000 in a vehicle longitudinal direction 1052 is located immediately behind a front of the vehicle Bumpers 1057 and with respect to a vehicle transverse direction 1051 centered (see Fig.11) arranged for this. Furthermore, the cooling module 1000, as can be seen from FIG. 12, is arranged in a vehicle height direction 1053 with respect to the bumper 1057 such that the bumper 1057 lies approximately at half the height of the cooling module 1000.
  • the engine 1058 to be cooled is arranged in the vehicle longitudinal direction behind the cooling module 1000 and about the same height as this.
  • FIG. 13 schematically shows a view corresponding to FIG. 10 for a heat exchanger unit 1300 known from the prior art or a known cooling module 1300 in the form of a soldered all-aluminum cooling module and, this time, in the form of a downflow heat exchanger.
  • this downdraft cooling module 1300 has a structure corresponding to the crossflow cooling module 1000.
  • FIGS. 14 and 15 show views corresponding to FIGS. 11 and 12 of this downdraft cooling module 1300 in the same arrangement in a motor vehicle 1050.
  • Such known cooling modules such as the cross-flow cooling module 1000 and the falling-current cooling mode 1300, have, as FIGS. 11 and 12 and FIGS. 14 and 15 illustrate, disadvantages.
  • Cooling module 1000 (geometrically) remains unused or geometrically unusable.
  • the invention is thus based on the object of providing a heat exchanger which can be produced simply and inexpensively, in particular for a heat exchanger unit, with which a space, in particular the installation space between a front bumper and the motor to be cooled in the motor vehicle, can be better utilized or
  • the installation space can be reduced in size, in particular also in the face of increasing demands on pedestrian protection.
  • a heat exchanger in particular for a motor vehicle, for example a coolant radiator, a condenser, a transmission oil cooler or a low-temperature radiator for a motor vehicle, is proposed.
  • This heat exchanger has at least one, in particular a heat exchanger or heat exchanger network - also radiator network - forming, Rippenrohrbiock and each end of tubes of the finned tube this block or this associated collecting spaces, for example, condenser or coolant boxes on.
  • signed is meant a fluidic, in particular fluid-tight, connection between the tubes, for example flat tubes, and the collecting spaces, for example box-shaped or tubular collecting spaces.
  • the tubes, in particular connecting tubes, such as flat tubes are assigned to the respective collecting space, in particular in openings of the (respectively assigned) collecting space, (soldered in) and / or mechanically (in) joined.
  • the at least one finned tube block in the longitudinal direction of the tubes i. in the direction of extension of the tubes between the collecting chambers, essentially in a curved shape.
  • this creates a "bent heat exchanger” or a heat exchanger with a “bent heat exchanger network or cooler network”.
  • This essentially curved shape according to the invention can be realized, for example, by bending the tubes of a finned tube block or a cooling network over the entire longitudinal extent uniformly or with partially continuously or even abruptly changing radii according to a predeterminable radius. curved (entire network is curved evenly or with different radii).
  • the shape according to the invention can also be realized by bending or bending the tubes of a finned tube block or a cooling network over the longitudinal extension partially, for example only in the center of the network or in two or more partial areas, according to one or more predeterminable radii or are.
  • At least one or even a plurality of straight network areas may be or may be provided in this embodiment (partially curved network).
  • the mold according to the invention can also be realized in that the finned tube block or the net is composed of at least two, but also more, even more, straight mesh portions with straight tube pieces in arcuate form (composed of straight tube portions in arcuate form Network).
  • individual network areas are connected to one another by further collecting spaces.
  • the partial finned tube blocks are connected in parallel substantially in the direction of ambient air flow.
  • it can also be provided to connect individual network regions (partial finned tube blocks) directly, if appropriate also by means of one-piece transitions, in particular in the case of the tubes and / or in the fins.
  • curved collecting chambers can also be provided, for example by curved collecting tubes and / or by individual segments of a collecting space constructed from segments, which are twisted relative to one another according to the bending to be achieved.
  • a collecting space constructed from segments is known from DE 101 12 697.
  • a "bowl-shaped" heat exchanger network can thus be realized.
  • the heat exchanger in arrangement as a cross-flow heat exchanger or in arrangement as a falling-flow heat exchanger, in particular in a motor vehicle, in particular in the case of the cross-flow heat exchanger, the bend about a vertical axis or a vehicle vertical axis and in the case of the downdraft heat exchanger, the bend is made around a transverse axis or about a vehicle transverse axis.
  • the heat exchanger in a motor vehicle with respect to a vehicle longitudinal direction between a bumper, in particular a front bumper, and a motor to be cooled.
  • the collecting chambers in particular box-shaped collecting chambers, - obliquely with respect to the tube box or pipe (box) floor (connecting) level - and / or in a collecting space at least one further component, such as a Transmission oil cooler to integrate.
  • tilt collecting chambers are known from a further, simultaneously filed patent application of the applicant with the name "box for receiving a fluid for a heat exchanger, heat exchanger, in particular for a heat exchanger unit, heat exchanger unit.
  • an inlet / outlet connection piece connected to a collecting space can be arranged for a fluid in the vehicle longitudinal direction.
  • an - optional - Intank heat exchanger such as an Intank transmission oil cooler, in particular integrated within a plenum, for example, within a coolant box, can be created with the same overall dimension.
  • the invention proposes a heat exchanger unit.
  • This heat exchanger unit for example, arranged as a cross-flow or as a drop-flow heat exchanger unit or cooler, in particular in a motor vehicle, has at least two combined heat exchanger according to the invention - or further developed, inventive heat exchanger - on.
  • the at least two heat exchangers are preferably arranged substantially parallel to one another or next to one another, optionally connected to one another via a common corrugated fin.
  • the combined heat exchanger bends of different strengths, for example by different radii and / or by different angular positions between straight
  • the heat exchanger unit is designed, for example, as a unit or module consisting of a large part or entirely of an aluminum material and / or as a Nocolok-soldered unit.
  • the heat exchanger unit in a motor vehicle with respect to a vehicle longitudinal direction between a bumper, in particular a front bumper, and a motor to be cooled.
  • the heat exchanger unit as a whole in particular to the (vehicle) transverse axis and / or (vehicle) high and / or (vehicle) longitudinal axis, be made oblique.
  • the heat exchanger unit can be provided on the heat exchanger unit further components or components such as a fan or a fan, optionally with an associated cover or hood, passively movable dynamic pressure flaps or actively movable blinds, additional holders, for example, for attachments, and / or Mounting bracket for mounting, for example, to a vehicle frame to arrange.
  • a fan or a fan optionally with an associated cover or hood
  • passively movable dynamic pressure flaps or actively movable blinds passively movable dynamic pressure flaps or actively movable blinds
  • additional holders for example, for attachments
  • / or Mounting bracket for mounting, for example, to a vehicle frame to arrange.
  • it can be provided to integrate these other components in the heat exchanger unit or in a heat exchanger of the heat exchanger unit.
  • the invention achieves fluidically favorable flow paths, in particular due to the favorable flow Umlenkungsixie in the heat exchanger or in the heat exchanger unit, in particular with respect to a flow of a fan, which is particularly advantageous when flowing through the unit in the fan mode.
  • FIG. 1 shows a view of an exemplary cooling module according to the invention in the form of a soldered all-aluminum module and in the form of a cross-flow heat exchanger with bent heat exchanger networks;
  • FIG. 2 shows a plan view (xy plane) of the exemplary cross-flow cooling module according to the invention from FIG. 1 in an arrangement in a motor vehicle
  • FIG. 3 shows a side view (xz-plane) of the exemplary inventive cross-flow cooling module of Figure 1 in an arrangement in a motor vehicle.
  • Cooling module in the form of a brazed all-aluminum module and in the form of a downdraft heat exchanger with bent heat exchanger networks;
  • FIG. 5 is a plan view (x-y plane) of the exemplary falling-current cooling module according to the invention from FIG. 4 arranged in a motor vehicle;
  • FIG. 6 shows a side view (x-z plane) of the exemplary falling-current cooling module according to the invention from FIG. 4 in an arrangement in FIG
  • Fig.7a, b, c different configurations for an exemplary inventive heat exchanger network in sheet form Fig.8a, principle cross-flow heat exchanger 800 with bent heat exchanger network 801;
  • FIG. 8a, b show a cross-flow heat exchanger with a bent heat exchanger network (FIG. 8a) and a downdraft heat exchanger with a bent heat exchanger network (FIG. 8b);
  • 9a, b, c an exemplary cooling module according to the invention with heat exchanger networks bent to different degrees; 10 is a view of a known from the prior art cooling module in the form of a soldered all-aluminum module and in the form of a cross-flow heat exchanger.
  • FIG. 11 is a plan view (x-y plane) of the cross-flow cooling module of Figure 10 in an arrangement in a motor vehicle.
  • Fig. 12 is a side view (x-z plane) of the cross-flow cooling module
  • Fig.10 in arrangement in a motor vehicle
  • FIG. 13 shows a view of a cooling module known from the prior art in the form of a soldered all-aluminum as well as in the form of a downflow heat exchanger;
  • FIG. 14 is a plan view (x-y plane) of the falling-current cooling module of FIG. 13 arranged in a motor vehicle; FIG.
  • FIG. 15 is a side view (x-z plane) of the falling-stream cooling module of FIG.
  • 16a, b show a space advantage towards the engine side in the case of a cooling module with bent heat exchanger networks in comparison with a cooling module with planar heat exchanger networks;
  • 17a, b show a construction space advantage in the upper corners for pedestrian protection in a cooling module with bent heat exchanger networks in comparison with a cooling module with planar heat exchanger networks; 18 shows a construction space advantage in the vehicle longitudinal direction and a flow advantage in a downdraft cooling module with bent heat exchanger networks in comparison with a tilted downdraft cooling module with planar heat exchanger networks; 5
  • Fig. 19a, b a flow advantage in a cooling module with curved
  • FIG. 1 schematically shows a view of an exemplary cooling module 100 according to the invention in the form of a brazed all-aluminum cooling module and in the form of a cross-flow heat exchanger (see FIG. 8 a, principle cross-flow heat exchanger 800 with bent heat exchanger network 80 1) 20 with bent heat exchanger networks 112, 122, 132.
  • This cooling module 100 has a first heat exchanger, a coolant cooler or radiator 101 for cooling a motor vehicle engine, and a second and third heat exchanger combined with the radiator 101.
  • the radiator 101, the low-temperature radiator 103 and the capacitor 102 are parallel to each other or demoeinan-, optionally connected via a (not visible) common corrugated fin 130 together , wherein, depending on the temperature of each of the heat exchanger to be cooled in the fluid - against the ambient air flow direction 104 - the low-temperature cooler 103 is arranged after the condenser 102 and in front of the radiator 101.
  • the radiator 101 has two box-shaped collecting chambers 110, 111, so-called coolant boxes 110, 111, between which a finned tube block 112 of flat tubes 113 and (not visible) corrugated fins 114 is arranged.
  • the flat tubes 113 are designed to be uniformly bent over their entire longitudinal extent or across the width of the radiator 101, transversely to the direction of the ambient air flow 104 (compare Fig. 7a) and form a uniformly curved heat exchanger network 112 in combination with the corrugated fins 114.
  • the coolant boxes 110, 111 have receiving openings 115, into which the flat tubes 113 are inserted, so that a fluid-technical connection between the flat tubes 113 and the collecting spaces 110, 111 is formed.
  • the low-temperature cooler 103 and the flat-tube condenser 102 each have two tubular collecting chambers 120, 121 or 130, 131, so-called condenser collectors or collectors, 120, 121 or 130, 131, between a ribbed tube block 122 or 132 of flat tubes 123 and 133 and (not visible) corrugated fins 124 and 134 is arranged.
  • the flat tubes 123 and 133 are bent over their entire lengthwise extent or over the width of the respective flat tube condenser or low-temperature radiator 102 or 103, transversely to the ambient air flow direction 104 and likewise form in combination with the corrugated ribs 124 and 134 a bent heat exchanger network 122 and 132, respectively.
  • the collectors 120, 121 and 130, 131 receiving openings 125 and 135, in which the flat tubes 123 and 133 are inserted, so that here a fluid connection between the flat tubes 123 and the collecting spaces 120, 121 and between the flat tubes 133 and the collecting spaces 130, 131 is formed.
  • FIG. 2 and 3 each show a view
  • FIG. 2 shows a plan view (xy plane)
  • FIG. 3 shows a side view (xz plane) of this exemplary inventive cross-flow cooling module 100 arranged in a motor vehicle 150
  • the cooling module 100 as shown in FIGS. 2 and 3
  • the cooling module 100 is arranged in a vehicle longitudinal direction x 152 directly behind a bumper 157 forming the vehicle front and in the center of the vehicle transverse direction y 151 (see FIG. Furthermore, as can be seen from FIG. 3, the cooling module 100 is arranged in a vehicle height direction z 153 with respect to the bumper 1057 such that the bumper 157 lies approximately at half the height of the cooling module 100.
  • the motor to be cooled 158 is arranged.
  • Figures 2 and 3 show that distributed on the fan cover 156 - i. Above and below and left and right of the fan 155 - (passive) dynamic pressure flaps 160 and active blinds 161 are arranged.
  • FIG. 4 shows schematically a view corresponding to FIG. 1 for a further exemplary inventive heat exchanger unit 200 or another exemplary inventive cooling module 200 in the form of a soldered all-aluminum heat exchanger block and-this time-in the form of a downflow heat exchanger (see FIG. Falling heat transfer tube 810 with bent heat exchanger network 811) also with bent heat exchanger networks 212, 222, 232.
  • this downdraft cooling module 200 has a structure corresponding to the crossflow cooling module 100.
  • FIGS. 5 and 6 show the views corresponding to FIGS. 2 and 3 of this downdraft cooling module 200 in the same arrangement in a motor vehicle 150.
  • FIGS. 7a to c show various embodiments of heat exchangers 701, 702, 703 according to the invention, which, as shown, both in arrangement as a cross-flow heat exchanger and in arrangement as a falling stream Heat exchangers can be realized (see Fig. 8a and b), with a curved net 710, 720, 730 or a heat transfer network in arc form 710, 720, 730th
  • the essentially curved shape according to the invention can be realized in that the flat tubes 711 of the finned tube block 710 or the radiator mesh 710 uniformly or over the entire longitudinal extent 750 according to a predeterminable radius R 712 not shown here is - with partially - continuously or even jump - changing radii are bent or curved (entire network is bent uniformly or with different radii R).
  • the shape according to the invention can also be realized in that the flat tubes 721 of a finned tube block 720 or of a cooler network 720 are partially, over the longitudinal extent 750, for example, as shown in FIG. 7b, only in the middle of the network 722 or - which is not shown here - is bent or curved in two or more subregions, according to one or more predeterminable radii R 712.
  • At least one o-der also several straight mesh areas 723, 724, for example, two straight mesh areas 723, 724 to the collection spaces 751, 752 out, provided (partially bent network).
  • the shape according to the invention can also be realized in that the finned tube block 730 or the mesh 730 is made of at least two, but preferably three, which is shown here, or even more, (even) mesh regions 731, 732, 733 with straight pipe sections 734, 735, 736 is composed of an arched form (a net composed of straight pipe sections in a bow shape).
  • the individual mesh areas 731, 732, 733 are connected to one another by further collecting spaces 753, 754.
  • FIGS. 9a to c show another exemplary cooling module 900 according to the invention with three heat exchangers 901, 902, 903 with bent heat exchanger networks 910, 920, 930 arranged essentially parallel to one another.
  • the combined heat exchangers 901, 902, 903 or the heat exchanger networks 910, 920, 930 are bent to different degrees, which, as shown in FIGS. 9a-c, may be realized by different bending radii R2 having center M2 (at 903 and 930, respectively), R3 at center M3 (at 902 and 920, respectively), R4 at center M4 (at 901 and 910, respectively) ,
  • FIG. 9a shows that the heat exchanger 903, whose net 930 has the slightest bend relative to the heat exchangers 902, 901, is bent more strongly than the front bumper 960 (R1, M1) and thus can be moved closer to the bumper 960.
  • FIG 16 which shows the exemplary cross-flow cooling module according to the invention with bent heat exchanger networks from FIGS. 1 to 3, illustrated by FIG a cut-out circle 1600 - that can be realized by the exemplary cooling module according to the invention with bent heat exchanger networks according to the effect described in connection with Figure 9a to c, a space advantage to the motor side.
  • FIG. 17a which also shows the exemplary cross-flow cooling module according to the invention with bent heat exchanger networks from FIGS. 1 to 3, which also show the known crossflow cooling module arranged in a motor vehicle according to FIGS shows, emphasized by a cut-out circle 1700, that can be realized by the exemplary cooling module according to the invention with curved heat exchanger networks according to the effect described in connection with Figure 9a to c, a space advantage in the upper corners to the bumper side.
  • Fig. 18 also shows this effect - in juxtaposition with a tilted known downdraft cooling module with straight or planar heat transfer nets 1850 (marked by dotted lines) - for a corresponding exemplary downdraft cooling module according to the invention with curved heat exchanger nets 1800 according to Figures 4 to 6.
  • the downdraft cooling module 1800 can be bent out 1806 from the upper impact area 1805, the fan motor not having to be moved 1807, 1808 as far back as a corresponding tilt of the tilted known downdraft cooling module with straight or flat heat exchanger nets 1850.
  • FIG. 18 illustrates an improved flow 1804 of the downflow cooling module according to the invention with bent heat exchanger networks 1800.
  • 19a and b are advantageous flow conditions or flow paths 1902 - in comparison with flow paths 1951 in a known crossflow cooling module with straight or flat heat transfer networks 1950 (FIG. 19a) - in an exemplary inventive crossflow cooling module with bent heat exchanger networks 1900 illustrated in Figure 1 to 3.
  • FIG. 19a and b show that flow-favorable flow paths 1902, in particular with respect to an inflow 1902 of the fan, can be realized in the cross-flow cooling module with bent heat exchanger networks 1900, in particular because of the favorable flow deflection conditions that can be realized there in the crossflow cooling module 1900, which is particularly advantageous when flowing through the unit in fan mode.
  • FIG. 20 shows a comparison of a further example of a bent-network heat exchanger according to the invention, in this case a curved-network coolant radiator 2000 and an inclined coolant-box bottom 2001 or an inclined coolant-box 2002 (right-hand side of the figure) and a section of an exemplary one Coolant cooler according to the invention 2100 with a curved net 2010 and in this case a conventional straight coolant box bottom 2101 and a straight coolant box 2102 (left side of the figure).
  • Such “skewed” coolant boxes i.e. generally “skewed” plenums, are known from another applicant's copending application entitled "box for containing a fluid for a heat exchanger, heat exchanger, especially for a heat exchanger unit.
  • this installation space can be used with a - geometrically more favorable - nozzle attachment in the vehicle longitudinal direction 2200 and with an Intank transmission oil cooler 2300 in the coolant housing 2002.

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Abstract

Wärmeübertrager, insbesondere für eine Wärmeübertragereinheit mit wenigstens einen Rippenrohrblock und jeweils endseitig von Rohren des Rippenrohrblock diesem bzw. diesen zugeordnete Sammelräume, beispielsweise Kondensatorsammler oder Kühlmittelkästen, wobei wenigstens einen Rippenrohrblock in Längserstreckungsrichtung der Rohre, d.h. in Erstreckungsrichtung der Rohre zwischen den Sammelräumen, im Wesentlichen in einer Bogenform ausgebildet ist.

Description

BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart
Wärmeübertrager, insbesondere für eine Wärmeübertragereinheit,
Wärmeübertragereinheit
Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere für eine Wärmeübertragereinheit sowie eine Wärmeübertragereinheit, insbesondere in Ausführung als Kühlmodul.
Wärmeübertragereinheiten, beispielsweise Kühlmodule für Kraftfahrzeuge, sind, wie aus dem Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise aus der DE 100 18 0001 A1 und der DE 197 31 999 A1 , Aggregate von mehreren Wärmeübertragern bzw. Wärmetauschern wie Kühlmittelkühler, Ladeluftkühler, Kondensator oder Ölkühler, die zu einer Baueinheit bzw. einem Modul zu- sammengefasst und - im Fall von Wärmeübertragereinheiten für Kraftfahrzeuge - über eine gemeinsame Befestigung bzw. Lagerung gegenüber dem Kraftfahrzeug bzw. einem Rahmen oder Rahmenteil des Fahrzeugs abgestützt werden.
Gegenüber einer Gestaltung mit separaten Wärmeübertragern bzw. Wärmetauschern können durch eine solche kombinierte Gestaltung von Wärmeübertragern bzw. Wärmetauschern Bauraum, Fertigungsaufwand und Herstellungskosten eingespart werden.
Bei Wärmeübertragereinheiten bzw. Kühlmodulen werden, wie weiter aus
BeSTÄffβUtoGSKOPfE dem Stand der Technik bekannt ist, beispielsweise aus der DE 102 55 011 A1 , EP O 825 404 A1 und der Japanischen Patentschrift No. Hei. 1-224163, die zu kombinierenden Bauteile gemeinsam aufgebaut und dann gelötet.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der DE 101 12 697 A1 , ist ferner ein Nocolok-Löten bei Ganz-Aluminium-Wärmeübertragern bekannt.
Weiterhin ist aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 42 22 913 A1 , bei Wärmetauschern bzw. bei Wärmetauschereinheiten sol- che in Ausführung bzw. Bauform als Querstrom- und solche in Ausführung als Fallstromwärmetauschern zu unterscheiden.
Fig.10 zeigt schematisch eine Ansicht einer aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeübertragereinheit 1000 bzw. eines bekannten Kühlmoduls 1000 in Ausführung als gelöteter Ganzaluminium-Modul sowie in Ausführung als Querstromwärmetauscher.
Dieses Kühlmodul 1000 weist einen ersten Wärmeübertrager, einen Kühlmittelkühler bzw. Radiator 1001 zur Kühlung eines Kraftfahrzeugmotors, sowie einen mit dem Radiator 1001 kombinierten zweiten und dritten Wärmeübertrager, einen Niedertemperaturkühler zur Kühlung von Ladeluft, kurz Niedertemperatur-Kühler, 1003 und einen Flachrohr-Kondensator 1002, zur Luftkühlung für eine Kraftfahrzeugklimaanlage auf.
Um eine möglichst kompakte Bauform der kombinierten Anordnung bzw. des Kühlmoduls 1000 zu realisieren, sind der Radiator 1001 , der Niedertemperaturkühler 1003 und der Kondensator 1002 parallel zueinander bzw. nebeneinander, gegebenenfalls über eine gemeinsame Wellrippe 1030 miteinander verbunden, angeordnet, wobei abhängig von der Temperatur des jeweils in dem Wärmeübertrager zu kühlenden Fluids - entgegen der Umgebungs- luftströmungsrichtung 1004 - der Niedertemperaturkühler 1003 hinter dem Kondensator 1002 und vor dem Radiator 1001 angeordnet ist.
Wie weiterhin Fig.10 zeigt, weist der Radiator 1001 zwei kastenförmige Sammelräume 1010, 1011 , sogenannte Kühlmittelkästen 1010, 1011 , auf, zwischen denen ein Rippenrohrblock 1012 aus Flachrohren 1013 und (nicht sichtbar) Wellrippen 1014 angeordnet ist.
Die Flachrohre 1013 sind dabei über ihre gesamte Längserstreckung bzw. über die Breite des Radiators 1001 - quer zur Umgebungsluftströmungsrich- tung 1004 - gerade ausgeführt und bilden in Kombination mit den Wellrippen 1014 ein gerades Wärmetauschernetz 1012 aus.
Die Kühlmittelkästen 1010, 1011 weisen Aufnahmeöffnungen 1015 auf, in die die Flachrohre 1013 eingesteckt und vorzugsweise verlötet sind, so dass eine fluidtechnische Verbindung zwischen den Flachrohren 1013 und den Sammelräumen 1010, 1011 gebildet ist.
Der Niedertemperaturkühler 1003 und der Flachrohr-Kondensator 1002 wei- sen jeweils zwei rohrförmige Sammelräume 1020, 1021 bzw. 1030, 1031 , sogenannte Kondensatorsammler, kurz Sammler, 1020, 1021 bzw. 1030, 1031 auf, zwischen denen ein Rippenrohrblock 1022 bzw. 1032 aus Flachrohren 1023 bzw. 1033 und Wellrippen 1024 bzw. 1034 angeordnet ist.
Auch hier sind die Flachrohre 1023 und 1033 über ihre gesamte Längserstreckung bzw. über die Breite des jeweiligen Flachrohrkondensators bzw. Niedertemperaturkühlers 1003 bzw. 1002 - quer zur Umgebungsluftströ- mungsrichtung 1004 - gerade ausgeführt und bilden ebenfalls in Kombination mit den Wellrippen 1024 bzw. 1034 ein gerades Wärmetauschernetz 1022 bzw. 1032 aus. Ebenso weisen die Sammler 1020, 1021 bzw. 1030, 1031 Aufnahmeöffnungen 1025 bzw. 1035 auf, in die die Flachrohre 1023 bzw. 1033 eingesteckt sind, so dass auch hier eine fluidtechnische Verbindung zwischen den Flach- röhren 1023 und den Sammelräumen 1020, 1021 bzw. zwischen den Flachrohren 1033 und den Sammelräumen 1030, 1031 gebildet ist.
Der Radiator 1001 weist gegebenenfalls aufgrund seiner Verwendung zur Motorkühlung und der damit verbundenen größeren Menge an notwendiger Kühlflüssigkeit verglichen mit den Kondensatoren 1002 bzw. Niedertemperaturkühlern 1003 eine größere, d.h. tiefere, Bauform als diese auf, was in Sammelräumen 1010, 1011 mit größerer Querschnittsfläche sowie in breiteren bzw. tieferen Flachrohren 1013 Ausdruck findet.
Ferner ist, wie sich Fig.10 entnehmen lässt, die Modulbautiefe maßgeblich durch die - minimal möglichen - Abstände zwischen den Wärmeübertragern 1001 , 1002, 1003 bestimmt. Diese sind wiederum, wie Fig.10 deutlich zeigt, von den Bautiefen der Sammelräume 1010, 1011 , 1020, 1021 , 1030, 1031 bestimmt, wobei hier die Bautiefe der- kühlflüssigkeitsbedingt tieferen - Kühlmittelkästen 1010, 1011 bestimmend ist.
Fig.11 und Fig.12 zeigen jeweils eine Ansicht - Fig.11 eine Draufsicht (x-y- Ebene) und Fig.12 eine Seitenansicht (x-z-Ebene) - dieses Querstrom- Kühlmoduls 1000 in Anordnung in einem Kraftfahrzeug 1050, wobei das Kühlmodul 1000, wie die Fig.11 und 12 erkennen lassen, ein integriertes
Gebläse bzw. einen integrierten Lüfter 1055 aufweist, welcher mit einer dem Kühlmodul 1000 zugehörigen Lüfterhaube 1056 verbunden ist.
Wie die Fig.11 und 12 zeigen, ist das Kühlmodul 1000 in einer Fahrzeug- längsrichtung 1052 unmittelbar hinter einem die Fahrzeugfront bildenden Stoßfänger 1057 und bezüglich einer Fahrzeugquerrichtung 1051 mittig (vgl. Fig.11) zu diesem angeordnet. Weiterhin ist das Kühlmodul 1000, wie sich aus Fig.12 erkennen lässt, in einer Fahrzeughöhenrichtung 1053 derart bezüglich des Stoßfängers 1057 angeordnet, dass der Stoßfänger 1057 in et- wa der halben Höhe des Kühlmoduls 1000 liegt.
In Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Kühlmodul 1000 und etwa in gleicher Höhe wie dieses ist der zu kühlende Motor 1058 angeordnet.
Fig.13 zeigt schematisch eine - Fig.10 entsprechende - Ansicht für eine aus dem Stand der Technik bekannte Wärmeübertragereinheit 1300 bzw. ein bekanntes Kühlmodul 1300 in Ausführung als gelöteter Ganzaluminium- Kühlmodul sowie - diesmal - in Ausführung als Fallstromwärmetauscher.
Dieses Fallstrom-Kühlmodul 1300 weist - wie sich auch aus Fig.13 erkennen lässt - einen dem Querstrom-Kühlmodul 1000 entsprechenden Aufbau auf.
Fig.14 und Fig.15 zeigen die Fig.11 und Fig.12 entsprechenden Ansichten dieses Fallstrom-Kühlmoduls 1300 in selbiger Anordnung in einem Kraftfahr- zeug 1050.
Derartige bekannte Kühlmodule, wie das Querstrom-Kühlmodul 1000 sowie das Fallstrom-Kühlmodui 1300, weisen, wie die Fig.11 und 12 sowie die Fig.14 und 15 verdeutlichen, Nachteile auf.
So ist insbesondere aus Fig.11 - dort verdeutlicht durch den Doppelpfeil 1006 - zu erkennen, dass bei dort gezeigter Anordnung ein Bauraum zwischen einer Hinterkante des Stoßfängers 1054 in der Stoßfängermitte und einer Vorderfläche des - entgegen der Umgebungsluftströmungsrichtung 1004 - ersten Wärmeübertragers, des Niedertemperaturkühlers, 1002 im Kühlmodul 1000 (geometrisch) ungenutzt verbleibt bzw. geometrisch nicht nutzbar ist.
Weiter ist insbesondere aus Fig. 12 und 15 - dort verdeutlicht durch die Ausschnittskreise 1007und 1008 zu erkennen, dass bei dort gezeigten Anordnungen obere Ecken des - entgegen der Umgebungsluftströmungsrich- tung 1004 - jeweiligen ersten Wärmeübertragers, des Kondensators, 1002 im Kühlmodul 1000 in einen Bereich eines Fußgängeraufpralls fallen können, so dass Anforderungen, insbesondere verschärfte zukünftige Anforderungen, an einen Fußgängerschutz, wie eine definierte
Energieabsorption und zulässige maximale Kräfte auf einen Fußgänger, nicht mehr erfüllt werden können.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen einfach und kosten- günstig herstellbaren Wärmeübertrager, insbesondere für eine Wärmeübertragereinheit, zu schaffen, mit welchem sich ein Bauraum, insbesondere der Bauraum zwischen einem vorderen Stoßfänger und dem zu kühlenden Motor im Kraftfahrzeug, besser nutzen lässt bzw. sich der Bauraum, insbesondere auch unter Erfüllung von steigenden Anforderungen an den Fußgän- gerschutz, verkleinern lässt.
Diese Aufgabe wird durch einen Wärmeübertrager, insbesondere für eine Wärmeübertragereinheit, sowie eine Wärmeübertragereinheit, insbesondere in Ausführung als Kühlmodul, mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängi- gen Anspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Gegenstände der Unteransprüche beziehen sich sowohl auf den erfindungsgemäßen Wärmeübertrager sowie auf die erfin- dungsgemäße Wärmeübertragereinheit. Erfindungsgemäß wird insbesondere ein Wärmeübertrager, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Kühlmittelkühler, ein Kondensator, ein Getriebeöikühler oder ein Niedertemperaturkühler für ein Kraftfahrzeug, vor- geschlagen.
Dieser Wärmeübertrager weist wenigstens einen, insbesondere ein Wärmetauscher- bzw. Wärmeübertragernetz - auch Kühlernetz - ausbildenden, Rippenrohrbiock und jeweils endseitig von Rohren des Rippenrohrblock die- sem bzw. diesen zugeordnete Sammelräume, beispielsweise Kondensatorsammler oder Kühlmittelkästen, auf.
Unter „zugeordnet" ist dabei eine fluidtechnische, insbesondere fluiddichte, Verbindung zwischen den Rohren, beispielsweise Flachrohren, und den Sammelräumen, beispielsweise kästen- oder rohrförmigen Sammelräumen, zu verstehen.
Bevorzugt ist für diese Verbindung vorgesehen, dass die Rohre, insbesondere Verbindungsrohre, wie Flachrohre, in den Geweiligen zugeordneten) Sammelraum, insbesondere in Öffnungen des (jeweiligen zugeordneten) Sammelraums, (ein-)gelötet und/oder mechanisch (ein-)gefügt sind.
Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, den wenigstens einen Rippenrohrblock in Längserstreckungsrichtung der Rohre, d.h. in Erstreckungsrich- tung der Rohre zwischen den Sammelräumen, im Wesentlichen in einer Bo- genform auszubilden.
Anschaulich gesehen wird dadurch ein „gebogener Wärmeübertrager" bzw. ein Wärmeübertrager mit einem „gebogenen Wärmeübertragernetz bzw. Kühlernetz" geschaffen. Diese erfindungsgemäße, im wesentlichen gebogene Form kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Rohre eines Rippenrohrblocks bzw. eines Kühlernetzes - über die gesamte Längserstreckung - gemäß ei- nem vorgebbaren Radius gleichmäßig oder mit partiell sich - kontinuierlich oder auch sprunghaft - ändernden Radien gebogen bzw. gekrümmt sind (gesamtes Netz ist gleichmäßig oder mit unterschiedlichen Radien gebogen).
Ferner kann die erfindungsgemäße Form auch dadurch realisiert werden, dass die Rohre eines Rippenrohrblocks bzw. eines Kühlernetzes - über die Längserstreckung - partiell, beispielsweise nur in Netzmitte oder in zwei o- der mehreren Teilbereichen, gemäß einem oder mehreren vorgebbaren Radien gebogen bzw. gekrümmt ist bzw. sind.
Darüber hinaus kann bzw. können bei dieser Realisierungsform mindestens ein oder auch mehrere gerade Netzbereiche, beispielsweise gerade Netzbereiche zu den Sammelräumen hin, vorgesehen sein (partiell gebogenes Netz).
Auch kann die erfindungsgemäße Form dadurch realisiert werden, dass der Rippenrohrblock bzw. das Netz aus zumindest zwei, bevorzugt aber drei o- der auch noch mehr, (geraden) Netzbereichen mit geraden Rohrstücken in Bogenform zusammengesetzt ist (aus geraden Rohrabschnitten in Bogen- form zusammengesetztes Netz).
Ferner kann vorgesehen sein, dass einzelne Netzbereiche (Teil- Rippenrohrblöcke) durch weitere Sammelräume miteinander verbunden werden. Anschaulich gesehen werden hier die Teil-Rippenrohrblöcke im Wesentlichen in Umgebungsluftströmungsrichtung parallel geschaltet. Alternativ oder in Kombination dazu kann auch vorgesehen sein, einzelne Netzbereiche (Teil-Rippenrohrblöcke) unmittelbar, gegebenenfalls auch durch einstückige Übergänge, insbesondere bei den Rohren und/oder bei den Rippen, zu verbinden.
Darüber hinaus können auch - entsprechend obigen Biegungsvarianten - gebogene Sammelräume vorgesehen werden, beispielsweise durch gekrümmte Sammelrohre und/oder durch entsprechend der zu erreichenden Biegung gegeneinander verdrehte einzelne Segmente eines aus Segmenten aufgebauten Sammelraums.
Ein aus Segmenten aufgebauter Sammelraum ist aus der DE 101 12 697 bekannt.
Anschaulich gesehen kann hierdurch ein „schüsseiförmiges" Wärmetauschernetz realisiert werden.
Weiterhin kann vorgesehen werden den Wärmeübertrager in Anordnung als Querstrom-Wärmeübertrager oder in Anordnung als Fallstrom- Wärmeübertrager, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, anzuordnen bzw. einzusetzen, wobei insbesondere im Fall des Querstrom-Wärmeübertragers die Biegung um eine Hochachse bzw. eine Fahrzeughochachse und im Falle des Fallstrom-Wärmeübertragers die Biegung um eine Querachse bzw. um eine Fahrzeugquerachse ausgeführt ist.
Sind dabei, d.h. bei beiden Arten von möglichen Anordnungen, d.h. als Querstrom- bzw. als Fallstrom-Wärmeübertrager, darüber hinaus auch die Sammelrohre gebogen (schüsseiförmig Wärmeübertragernetz), so liegt eine Biegung sowohl um die Hoch- als auch um die Querachse vor. Weiterhin kann bevorzugt vorgesehen werden, den Wärmeübertrager in einem Kraftfahrzeug, bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung zwischen einem Stoßfänger, insbesondere einem vorderen Stoßfänger, und einem zu kühlenden Motor anzuordnen.
Auch kann vorgesehen sein, die Sammelräume, insbesondere kastenförmige Sammelräume, - bezüglich der Rohr-Kasten- bzw. Rohr-(Kasten-)Boden- (Verbindungs-)Ebene - schräg zustellen und/oder in einen Sammelraum mindestens eine weitere Komponente, wie einen Getriebeölkühler, zu integrieren.
Solche „schräggestellten Sammelräume" sind aus einer weiteren, zeitgleich eingereichten Patentanmeldung der Anmelderin mit der Bezeichnung, „Kasten zur Aufnahme eines Fluids für einen Wärmeübertrager, Wärmeübertra- ger, insbesondere für eine Wärmeübertragereinheit, Wärmeübertragereinheit bekannt.
Hierdurch lässt sich in vorteilhafter weise erreichen, dass ein mit einem Sammelraum verbundenen Zu-/Abflussstutzen für ein Fluid in Fahrzeug- längsrichtung angeordnet werden kann.
Ferner lässt sich dadurch erreichen, dass zusätzlicher Bauraum für einen - optionalen - Intank-Wärmeübertrager, wie einen Intank-Getriebeölkühler, insbesondere integriert innerhalb eines Sammelraums, beispielsweise inner- halb eines Kühlmittelkastens, bei gleicher Gesamtabmessung geschaffen werden kann.
Darüber hinaus wird erfindungsgemäß eine Wärmeübertragereinheit vorgeschlagen. Diese Wärmeübertragereinheit, beispielsweise angeordnet als Querstromoder als Fallstrom-Wärmeübertragereinheit bzw. -kühler, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, weist zumindest zwei miteinander kombinierte erfindungsgemäße Wärmeübertrager - oder weitergebildete, erfindungsgemäße Wärmeübertrager - auf.
Dabei ist hier unter „kombiniert" zu verstehen, dass die zumindest zwei Wärmeübertrager - möglich sind hier aber auch drei, vier oder noch mehr miteinander kombinierte Wärmeübertrager - zu einer Baueinheit und/oder zu einem Modul, wie einem Kühlmodul, zusammengefasst sind.
Um eine möglichst kompakte Bauform der Wärmeübertragereinheit bzw. der kombinierten Anordnung zu realisieren, sind bevorzugt die zumindest zwei Wärmeübertrager im Wesentlichen parallel zueinander bzw. nebeneinander, gegebenenfalls über eine gemeinsame Wellrippe miteinander verbunden, angeordnet.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die kombinierten Wärmeübertrager unterschiedlich starke Biegungen, beispielsweise durch unterschiedliche Ra- dien und/oder durch unterschiedliche Winkelstellungen zwischen geraden
Netzbereichen, aufweisen. Dabei ist vorteilhaft die Anordnung von Einzelnen rippen zwischen den Rohren der einzelnen Wärmetauscher vorgesehen, so dass keine Rippe durchgehend für alle Wärmetauscher vorliegen würde.
Besonders bevorzugt kann hier vorgesehen sein, „stärker" gebogene Wärmeübertrager - bezüglich der Biegung - (parallel) innenliegend anzuordnen, da dadurch die Bautiefe der kombinierten Einheit im Mittelschnitt reduziert werden kann, d.h. die Wärmeübertragernetze können in der Netzmitte näher zusammenrücken, wodurch sich in der Netzmitte Bauraum gewinnen lässt. Weiterhin kann besonders bevorzugt vorgesehen werden, dass die Wärmeübertragereinheit beispielsweise als ein zum großen Teil oder in Gänze aus einem Aluminium-Werkstoff bestehender und/oder als Nocolok-gelötetes Einheit oder Modul, ausgebildet ist.
Weiterhin kann bevorzugt vorgesehen werden, die Wärmeübertragereinheit in einem Kraftfahrzeug, bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung zwischen einem Stoßfänger, insbesondere einem vorderen Stoßfänger, und einem zu kühlenden Motor anzuordnen.
Dabei kann die Wärmeübertragereinheit - bezüglich ihrer Position in Fahrzeugquerrichtung - Fahrzeug-mittig oder auch außermittig angeordnet sein. Entsprechendes gilt auch für die Wärmeübertragereinheit in Bezug auf ihre Position in Fahrzeughochrichtung.
Darüber hinaus kann die Wärmeübertragereinheit in Gesamtheit, insbesondere um die (Fahrzeug-)Querachse und/oder (Fahrzeug-)Hoch- und/oder (Fahrzeug-)Längsachse, schräg gestellt werden.
Dadurch ist es möglich, insbesondere obere Ecken der Wärmeübertragereinheit, noch weiter aus Fußgängeraufprallbereichen - in Fahrzeuglängsrichtung nach hinten - herauszuschieben.
Ferner kann vorgesehen sein, an der Wärmeübertragereinheit weitere Bau- teile bzw. Komponenten, wie einen Lüfter bzw. ein Gebläse, gegebenenfalls mit einer zugehörigen Abdeckung oder Haube, passiv bewegbare Staudruckklappen oder aktiv bewegbare Jalousien, zusätzliche Halter, beispielsweise für Anbauteile, und/oder Montagehalter für eine Montage, beispielsweise an einen Fahrzeugrahmen, anzuordnen. Um Bauraum zu sparen bzw. diesen zu nutzen, kann vorgesehen werden diese weiteren Bauteile in die Wärmeübertragereinheit bzw. in einen Wärmeübertrager der Wärmeübertragereinheit zu integrieren.
Im Folgenden seien einige weitere besonders vorteilhafte Aspekte der Erfindung und deren Weiterbildungen hervorgehoben.
So werden durch die Erfindung - insbesondere wegen der durch sie realisierbaren günstigen Strömungsumlenkungsverhältnisse im Wärmeübertrager bzw. in der Wärmeübertragereinheit - strömungstechnisch günstige Strömungspfade, insbesondere in Bezug auf eine Anströmung eines Lüfters, erreicht, was insbesondere bei Durchströmung der Einheit im Lüfterbetrieb von Vorteil ist.
Die Erfindung und weitere Vorteile werden nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen erläutert, wobei eine Beschränkung der Erfindung hierdurch nicht erfolgen soll.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines beispielhaften erfindungsgemäßen Kühlmoduls in Ausführung als gelöteter Ganzaluminium-Modul sowie in Ausführung als Querstromwärmetauscher mit gebogenen Wärmeübertragernetzen;
Fig. 2 eine Draufsicht (x-y-Ebene) des beispielhaften erfindungsgemäßen Querstrom-Kühlmoduls aus Fig.1 in Anordnung in einem Kraftfahrzeug; Fig. 3 eine Seitenansicht (x-z-Ebene) des beispielhaften erfindungsgemäßen Querstrom-Kühlmoduls aus Fig.1 in Anordnung in einem Kraftfahrzeug;
Fig. 4 eine Ansicht eines weiteren beispielhaften erfindungsgemäßen
Kühlmoduls in Ausführung als gelöteter Ganzaluminium-Modul sowie in Ausführung als Fallstromwärmetauscher mit gebogenen Wärmeübertragernetzen;
Fig. 5 eine Draufsicht (x-y-Ebene) des beispielhaften erfindungsgemäßen Fallstrom-Kühlmoduls aus Fig.4 in Anordnung in einem Kraftfahrzeug;
Fig. 6 eine Seitenansicht (x-z-Ebene) des beispielhaften erfindungsge- mäßen Fallstrom-Kühlmoduls aus Fig.4 in Anordnung in einem
Kraftfahrzeug;
Fig.7a, b, c verschieden Ausgestaltungen für ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Wärmeübertragernetz in Bogenform Fig.8a, Prinzip Querstromwärmeübertrager 800 mit gebogenem Wärmeübertragernetz 801 ;
Fig.8a, b einen Querstrom-Wärmeübertrager mit gebogenem Wärmeübertragernetz (Fig.8a) sowie einen Fallstrom-Wärmeübertrager mit gebogenem Wärmeübertragernetz (Fig.8b);
Fig.9a, b, c ein beispielhaftes erfindungsgemäßes Kühlmodul mit unterschiedlich stark gebogenen Wärmeübertragernetzen; Fig. 10 eine Ansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Kühlmoduls in Ausführung als gelöteter Ganzaluminium-Modul sowie in Ausführung als Querstromwärmetauscher;
Fig. 11 eine Draufsicht (x-y-Ebene) des Querstrom-Kühlmoduls aus Fig.10 in Anordnung in einem Kraftfahrzeug;
Fig. 12 eine Seitenansicht (x-z-Ebene) des Querstrom-Kühlmoduls aus
Fig.10 in Anordnung in einem Kraftfahrzeug;
Fig. 13 eine Ansicht eines aus dem Stand der Technik bekannten Kühlmoduls in Ausführung als gelöteter Ganzaluminium sowie in Ausführung als Fallstromwärmetauscher;
Fig. 14 eine Draufsicht (x-y-Ebene) des Fallstrom-Kühlmoduls aus Fig.13 in Anordnung in einem Kraftfahrzeug;
Fig: 15 eine Seitenansicht (x-z-Ebene) des Fallstrom-Kühlmoduls aus Fig.
13 in Anordnung in einem Kraftfahrzeug.
Fig. 16a, b einen Bauraumvorteil zur Motorseite hin bei einem Kühlmodul mit gebogenen Wärmetauschemetzen im Vergleich bei einem Kühlmodul mit planen Wärmetauschernetzen;
Fig. 17a, b einen Bauraumvorteil in den oberen Ecken für einen Fußgängerschutz bei einem Kühlmodul mit gebogenen Wärmetauschernetzen im Vergleich bei einem Kühlmodul mit planen Wärmetauschernetzen; Fig. 18 einen Bauraumvorteil in Fahrzeuglängsrichtung und einen Strömungsvorteil bei einem Fallstrom-Kühlmodul mit gebogenen Wärmetauschernetzen im Vergleich bei einem gekippten Fallstrom- Kühlmodul mit planen Wärmetauschernetzen; 5
Fig. 19a, b einen Strömungsvorteil bei einem Kühlmodul mit gebogenen
Wärmetauschernetzen im Vergleich bei einem Kühlmodul mit planen Wärmetauschernetzen;
10 Fig. 20a, b Bauraumvorteile bei einem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager mit einem gebogenen Wärmetauschernetz sowie einem schräggestellten Kühlmittelkasten im Vergleich bei einem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager mit einem gebogenen Wärmetauschernetz sowie einem geraden Kühlmittelkasten. 15.
Fig.1 zeigt schematisch eine Ansicht eines beispielhaften erfindungsgemäßen Kühlmoduls 100 in Ausführung als gelötetes Ganzaluminium-Kühlmodul sowie in Ausführung als Querstromwärmetauscher (vgl. Fig.8a, Prinzip Querstromwärmeübertrager 800 mit gebogenem Wärmeübertragernetz 801 ) 20 mit gebogenen Wärmeübertragernetzen 112, 122, 132.
Dieses Kühlmodul 100 weist einen ersten Wärmeübertrager, einen Kühlmittelkühler bzw. Radiator 101 zur Kühlung eines Kraftfahrzeugmotors, sowie einen mit dem Radiator 101 kombinierten zweiten und dritten Wärmeü-
25 bertrager, einen Niedertemperaturkühler zur Kühlung von Ladeluft, kurz Niedertemperatur-Kühler, 103 und einen Flachrohr-Kondensator 102, zur Luftkühlung für eine Kraftfahrzeugklimaanlage auf. Statt des Kondensators kann im Folgenden auch ein Gaskühler verwendet werden. Dies ist nicht nur auf die Anwendung des Ausführungsbeispiels der Figur 1 beschränkt, sondern
30 kann auch für die anderen Ausführungsbeispiele gelten. Um eine möglichst kompakte Bauform der kombinierten Anordnung bzw. des Kühlmoduls 100 zu realisieren, sind der Radiator 101 , der Niedertemperaturkühler 103 und der Kondensator 102 parallel zueinander bzw. nebeneinan- der, gegebenenfalls über eine (nicht sichtbare) gemeinsame Wellrippe 130 miteinander verbunden, angeordnet, wobei abhängig von der Temperatur des jeweils in dem Wärmeübertrager zu kühlenden Fluids - entgegen der Umgebungsluftströmungsrichtung 104 - der Niedertemperaturkühler 103 nach dem Kondensator 102 und vor dem Radiator 101 angeordnet ist.
Wie weiterhin Fig.1 zeigt, weist der Radiator 101 zwei kastenförmige Sammelräume 110, 111 , sogenannte Kühlmittelkästen 110, 111 , auf, zwischen denen ein Rippenrohrblock 112 aus Flachrohren 113 und (nicht sichtbar) Wellrippen 114 angeordnet ist.
Die Flachrohre 113 sind dabei über ihre gesamte Längserstreckung bzw. über die Breite des Radiators 101 - quer zur Umgebungsluftströmungsrichtung 104 - gleichmäßig gebogen ausgeführt (vgl. Fig.7a) und bilden in Kombination mit den Wellrippen 114 ein gleichmäßig gebogenes Wärmetau- schernetz 112 aus.
Die Kühlmittelkästen 110, 111 weisen Aufnahmeöffnungen 115 auf, in die die Flachrohre 113 eingesteckt sind, so dass eine fluidtechnische Verbindung zwischen den Flachrohren 113 und den Sammelräumen 110, 111 ge- bildet ist.
Der Niedertemperaturkühler 103 und der Flachrohr-Kondensator 102 weisen jeweils zwei rohrförmige Sammelräume 120, 121 bzw. 130, 131 , sogenannte Kondensatorsammler oder Sammler, 120, 121 bzw. 130, 131 auf, zwischen denen ein Rippenrohrblock 122 bzw. 132 aus Flachrohren 123 bzw. 133 und (nicht sichtbar) Wellrippen 124 bzw. 134 angeordnet ist.
Auch hier sind die Flachrohre 123 und 133 über ihre gesamte Längserstre- ckung bzw. über die Breite des jeweiligen Flachrohrkondensators oder Niedertemperaturkühlers 102 bzw. 103 - quer zur Umgebungsluftströmungsrich- tung 104 - gebogen ausgeführt und bilden ebenfalls in Kombination mit den Wellrippen 124 bzw. 134 ein gebogenes Wärmetauschernetz 122 bzw. 132 aus.
Ebenso weisen die Sammler 120, 121 bzw. 130, 131 Aufnahmeöffnungen 125 bzw. 135 auf, in die die Flachrohre 123 bzw. 133 eingesteckt sind, so dass auch hier eine fluidtechnische Verbindung zwischen den Flachrohren 123 und den Sammelräumen 120, 121 bzw. zwischen den Flachrohren 133 und den Sammelräumen 130, 131 gebildet ist.
Fig.2 und Fig.3 zeigen jeweils eine Ansicht - Fig.2 eine Draufsicht (x-y- Ebene) und Fig.3 eine Seitenansicht (x-z-Ebene) - dieses beispielhaften erfindungsgemäßen Querstrom-Kühlmoduls 100 in Anordnung in einem Kraft- fahrzeug 150, wobei das Kühlmodul 100, wie die Fig.2 und 3 erkennen lassen, ein integriertes Gebläse bzw. einen integrierten Lüfter 155 aufweist oder aufweisen kann, welcher mit einer dem Kühlmodul 100 zugehörigen Lüfterhaube 156 verbunden ist.
Wie die Fig.2 und 3 zeigen, ist das Kühlmodul 100 in einer Fahrzeuglängsrichtung x 152 unmittelbar hinter einem die Fahrzeugfront bildenden Stoßfänger 157 und bezüglich der Fahrzeugquerrichtung y 151 mittig (vgl. Fig.2) zu diesem angeordnet. Weiterhin ist das Kühlmodul 100, wie sich aus Fig.3 erkennen lässt, in einer Fahrzeughöhenrichtung z 153 derart bezüglich des Stoßfängers 1057 angeordnet, dass der Stoßfänger 157 in etwa der halben Höhe des Kühlmoduls 100 liegt.
In Fahrzeuglängsrichtung hinter dem Kühlmodul 100 und etwa in gleicher Höhe wie dieses ist der zu kühlende Motor 158 angeordnet.
Ferner zeigen die Fig.2 und 3, dass an der Lüfterhaube 156 verteilt - d.h. oberhalb bzw. unterhalb sowie links bzw. rechts des Lüfters 155 - (passive) Staudruckklappen 160 und aktive Jalousien 161 angeordnet sind.
Fig.4 zeigt schematisch eine - Fig.1 entsprechende - Ansicht für eine weitere beispielhafte erfindungsgemäße Wärmeübertragereinheit 200 bzw. ein weiteres beispielhaftes erfindungsgemäßes Kühimodul 200 in Ausführung als gelöteter Ganzaluminium-Wärmetauscherblock sowie - diesmal - in Ausführung als Fallstromwärmetauscher (vgl. Fig.8b, Prinzip Fallstromwärmeübertrager 810 mit gebogenem Wärmeübertragernetz 811 ) ebenfalls mit gebogenen Wärmeübertragernetzen 212, 222, 232.
Dieses Fallstrom-Kühlmodul 200 weist - wie sich auch aus Fig.4 erkennen lässt - einen dem Querstrom-Kühlmodul 100 entsprechenden Aufbau auf.
Fig.5 und Fig.6 zeigen die Fig.2 und Fig.3 entsprechenden Ansichten dieses Fallstrom-Kühlmoduls 200 in selbiger Anordnung in einem Kraftfahrzeug 150.
Fig.7a bis c zeigen verschieden Ausgestaltungen von erfindungsgemäßen Wärmeübertragern 701 , 702, 703, welche wie dargestellt sowohl in Anord- nung als Querstromwärmetauscher als auch in Anordnung als Fallstrom- wärmetauscher realisierbar sind (vgl. Fig.8a und b), mit einem gebogenem Netz 710, 720, 730 bzw. einem Wärmeübertragemetz in Bogenform 710, 720, 730.
Wie Fig.7a zeigt, kann die erfindungsgemäße, im wesentlichen gebogene Form kann dadurch realisiert werden, dass die Flachrohre 711 des Rippen- rohrblocks 710 bzw. des Kühlernetzes 710 - über die gesamte Längserstreckung 750 - gemäß einem vorgebbaren Radius R 712 gleichmäßig oder - was hier nicht dargestellt ist - mit partiell sich - kontinuierlich oder auch sprunghaft - ändernden Radien gebogen bzw. gekrümmt sind (gesamtes Netz ist gleichmäßig oder mit unterschiedlichen Radien R gebogen).
Ferner kann, wie Fig.7b zeigt, die erfindungsgemäße Form auch dadurch realisiert werden, dass die Flachrohre 721 eines Rippenrohrblocks 720 bzw. eines Kühlernetzes 720 - über die Längserstreckung 750 - partiell, beispielsweise, wie in Fig.7b dargestellt ist, nur in Netzmitte 722 oder - was hier nicht dargestellt ist - in zwei oder mehreren Teilbereichen, gemäß einem o- der mehreren vorgebbaren Radien R 712 gebogen bzw. gekrümmt ist bzw. sind.
Wie weiter Fig.7b zeigt, ist bei dieser Realisierungsform mindestens ein o- der, wie gezeigt, auch mehrere gerade Netzbereiche 723, 724, beispielsweise zwei gerade Netzbereiche 723, 724 zu den Sammelräumen 751 , 752 hin, vorgesehen (partiell gebogenes Netz).
Fig.7c zeigt, dass die erfindungsgemäße Form auch dadurch realisiert werden kann, dass der Rippenrohrblock 730 bzw. das Netz 730 aus zumindest zwei, bevorzugt aber drei, was hier dargestellt ist, oder auch noch mehr, (geraden) Netzbereichen 731 , 732, 733 mit geraden Rohrstücken 734, 735, 736 in Bogenform zusammengesetzt ist (aus geraden Rohrabschnitten in Bogen- form zusammengesetztes Netz).
Hier kann, wie Fig.7c weiterhin zeigt, vorgesehen sein, dass die einzelnen Netzbereiche 731 , 732, 733 (Teil-Rippenrohrblöcke) durch weitere Sammelräume 753, 754 miteinander verbunden sind.
Fig.9a bis c zeigt ein weiteres beispielhaftes erfindungsgemäßes Kühlmodul 900 mit drei im Wesentlichen parallel zueinander angeordneten Wärmeü- bertragern 901 , 902, 903 mit gebogenen Wärmeübertragernetzen 910, 920, 930.
Hier sind - um eine möglichst kompakte Bauform der Wärmeübertragereinheit 900 bzw. der kombinierten Anordnung 900 zu realisieren - die kombinier- ten Wärmeübertrager 901 , 902, 903 bzw. die Wärmeübertragernetze 910, 920, 930 unterschiedlich stark gebogen, was, wie in den Fig.9a bis c dargestellt ist, durch unterschiedliche Biege-Radien R2 mit Mittelpunkt M2 (zu 903 bzw. 930), R3 mit Mittelpunkt M3 (zu 902 bzw. 920), R4 mit Mittelpunkt M4 (zu 901 bzw. 910), realisiert werden kann.
Weiterhin zeigen die Fig.9a bis c, dass „stärker" gebogene Wärmeübertrager (901 stärker gebogen als 902, 902 stärker gebogen als 903) - bezüglich der Biegung - (parallel) innenliegend angeordnet werden, da dadurch die Bautiefe der kombinierten Einheit 900, wie insbesondere die Fig.9b und 9c zei- gen, im Mittelschnitt reduziert werden kann, d.h. die Wärmeübertrager 901 , 902, 903 bzw. die Wärmeübertragernetze 910, 920, 930 können in der Netzmitte 940 (y=0) näher zusammenrücken, wodurch sich in der Netzmitte 940 Bauraum gewinnen lässt. Weiterhin lässt Fig.9a erkennen, dass der Wärmeübertrager 903, dessen Netz 930 die gegenüber den Wärmeübertragern 902, 901 geringste Biegung aufweist, stärker gebogen ist als der vordere Stoßfänger 960 (R1 , M1 ) und damit näher an den Stoßfänger 960 herangerückt werden kann.
Fig.16a, welche das bekannte, in einem Kraftfahrzeug angeordnete Querstrom-Kühlmodul gemäß Fig.10 bis 12 zeigt, und Fig.16b, welche das beispielhafte erfindungsgemäße Querstrom-Kühlmodul mit gebogenen Wärmetauschernetzen aus Fig.1 bis 3 zeigt, verdeutlichen - hervorgehoben durch einen Ausschnittskreis 1600 -, dass sich durch das beispielhafte erfindungsgemäße Kühlmodul mit gebogenen Wärmetauschernetzen gemäß des in Zusammenhang mit Fig.9a bis c beschriebenen Effektes ein Bauraumvorteil zur Motorseite hin realisieren lässt.
Fig.17a, welche auch das bekannte, in einem Kraftfahrzeug angeordnete Querstrom-Kühlmodul gemäß Fig.10 bis Fig.12 zeigt, und Fig.17b, welche auch das beispielhafte erfindungsgemäße Querstrom-Kühlmodul mit gebogenen Wärmetauschernetzen aus Fig.1 bis Fig.3 zeigt, verdeutlichen - hervorgehoben durch einen Ausschnittskreis 1700 -, dass sich durch das bei- spielhafte erfindungsgemäße Kühlmodul mit gebogenen Wärmetauschernetzen gemäß des in Zusammenhang mit Fig.9a bis c beschriebenen Effektes auch ein Bauraumvorteil in den oberen Ecken zur Stoßfängerseite hin realisieren lässt.
Die oberen Ecken des vordersten Wärmeübertragers des beispielhaften erfindungsgemäßen Querstrom-Kühlmoduls mit gebogenen Wärmetauschernetzen ragen hierbei nicht mehr in den Verformungsbereich des Fußgängeraufpralls, so dass zukünftige - erhöhte - Anforderungen an den Fußgängerschutz erfüllt werden können. Fig.18 zeigt ebenfalls diesen Effekt - in Gegenüberstellung mit einem gekippten bekannten Fallstrom-Kühlmodul mit geraden bzw. planen Wärmeübertragernetzen 1850 (gekennzeichnet durch punktierte Linienführung) - für ein entsprechendes beispielhaftes erfindungsgemäßes Fallstrom-Kühlmodul mit gebogenen Wärmetauschernetzen 1800 nach Fig.4 bis 6.
Wie Fig.18 zeigt, kann das erfindungsgemäße Fallstrom-Kühlmodul 1800 aus dem oberen Aufprallbereich 1805 nach hinten herausgebogen 1806 werden, wobei der Lüftermotor nicht so weit nach hinten verschoben 1807, 1808 werden muss, wie bei einer entsprechenden Schrägstellung des gekippten bekannten Fallstrom-Kühlmodul mit geraden bzw. planen Wärmeübertragernetzen 1850.
Weiterhin verdeutlicht Fig.18 eine verbesserte Anströmung 1804 des erfin- dungsgemäßen Fallstrom-Kühlmoduls mit gebogenen Wärmetauschernetzen 1800.
In Fig.19a und b sind vorteilhafte Strömungsverhältnisse bzw. Strömungspfade 1902 - in Gegenüberstellung mit Strömungspfaden 1951 bei einem bekannten Querstrom-Kühlmodul mit geraden bzw. planen Wärmeübertrag- emetzen 1950 (Fig.19a) - bei einem beispielhaften erfindungsgemäßes Querstrom-Kühlmodul mit gebogenen Wärmetauschernetzen 1900 nach Fig.1 bis 3 verdeutlicht.
Fig.19a und b lassen erkennen, dass bei dem Querstrom-Kühlmodul mit gebogenen Wärmetauschernetzen 1900 - insbesondere wegen der dort realisierbaren günstigen Strömungsumlenkungsverhältnisse im Querstrom- Kühlmodul 1900 - strömungstechnisch günstige Strömungspfade 1902, insbesondere in Bezug auf eine Anströmung 1902 des Lüfters, realisierbar sind, was insbesondere bei Durchströmung der Einheit im Lüfterbetrieb von Vorteil ist.
Fig.20 zeigt in Gegenüberstellung einen Ausschnitt eines weiteren beispiel- haften erfindungsgemäßen Wärmeübertragers mit gebogenem Netz, in diesem Fall eines Kühlmittelkühlers 2000 mit gebogenem Netz 2010 sowie mit einem schräggestellten Kühlmittelkastenboden 2001 bzw. einem schräggestellten Kühlmittelkasten 2002 (rechte Figurenseite) sowie einen Ausschnitt eines beispielhaften erfindungsgemäßen Kühlmittelkühlers 2100 mit einem gebogenem Netz 2010 sowie mit in diesem Fall einem konventionellen geraden Kühlmittelkastenboden 2101 bzw. einem geraden Kühlmittelkasten 2102 (linke Figurenseite).
Solche „schräggestellten" Kühlmittelkästen, d.h. im Allgemeinen „schrägge- stellten" Sammelräume sind aus einer weiteren, zeitgleich eingereichten Patentanmeldung der Anmelderin mit der Bezeichnung, „Kasten zur Aufnahme eines Fluids für einen Wärmeübertrager, Wärmeübertrager, insbesondere für eine Wärmeübertragereinheit bekannt.
Die Gegenüberstellung zeigt, dass sich hierdurch, d.h. durch die Schrägstellung eines Sammelraums bzw. eines Kühlmittelkastens weiterer Bauraum gewinnen lässt bzw. bestehender Bauraum effizienter genutzt werden kann.
So kann dieser Bauraum, wie die Fig.20 zeigt, mit einem - geometrisch günstigeren - Stutzenanbau in Fahrzeuglängsrichtung 2200 sowie mit einem Intank-Getriebeölkühler 2300 in dem Kühlmittelkasten 2002 genutzt werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Wärmeübertrager, insbesondere für eine Wärmeübertragereinheit, - mit wenigstens einem Rippenrohrblock und mit jeweils endseitig von
Rohren des Rippenrohrblock diesem zugeordnete Sammelräume, dadurch gekennzeichnet, dass
- der wenigstens eine Rippenrohrblock in Längserstreckungsrichtung der Rohre im Wesentlichen in einer Bogenform ausgebildet ist.
2. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- die Rohre des wenigstens einen Rippenrohrblocks bzw. einen Küh- lemetzes über die Längserstreckung gemäß einem vorgebbaren Radius gleichmäßig und/oder mit partiell sich ändernden Radien gebogen sind.
3. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden An- spräche dadurch gekennzeichnet, dass
- die Rohre des wenigstens einen Rippenrohrblocks bzw. einen Kühlernetzes über die Längserstreckung partiell, beispielsweise in Netzmitte oder in zwei oder mehreren Teilbereichen, gemäß einem oder mehreren vorgebbaren Radien gebogen sind.
4. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass - bei dem wenigstens einen Rippenrohrblock bzw. einen Kühlernetz mindestens ein oder auch mehrere gerade Netzbereiche, beispielsweise gerade Netzbereiche zu den Sammelräumen hin, vorgesehen sind.
5. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- der wenigsten eine Rippenrohrblock bzw. eine Kühlernetz aus zu- mindest zwei geraden Netzbereichen mit geraden Rohrstücken in Bo- genform zusammengesetzt ist.
6. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- einzelne Netzbereiche bzw. Teil-Rippenrohrblöcke durch weitere Sammelräume miteinander verbunden sind.
7. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden An- Sprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- einzelne Netzbereiche bzw. Teil-Rippenrohrblöcke unmittelbar, gegebenenfalls durch einstückige Übergänge, insbesondere bei den Rohren und/oder bei den Rippen, verbunden sind.
8. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- gebogene Sammelräume vorgesehen sind, wobei die Biegung bei- spielsweise durch gekrümmte Sammelrohre und/oder durch entspre- chend der zu erreichenden Biegung gegeneinander verdrehte einzelne Segmente eines aus Segmenten aufgebauten Sammelraums herstellbar ist.
9. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- die Rohre, insbesondere Verbindungsrohre, wie Flachrohre, in den jeweiligen zugeordneten Sammelraum, insbesondere in Öffnungen des jeweiligen zugeordneten Sammelraums, (ein-)gelötet und/oder mechanisch (ein-)gefügt sind.
10. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- die Sammelräume kästen- und/oder rohrförmig, beispielsweise als Kondensatorsammler und/oder Kühlmittelkästen, ausgebildet sind.
11. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden An- sprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- die Sammelräume, insbesondere kastenförmige Sammelräume, bezüglich einer Rohr-Kastenboden-Verbindungsebene schräggestellt sind und/oder in einen Sammelraum eine weitere Komponente, wie ein Getriebeölkühler, integriert ist.
12. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche - eingesetzt in einem Kraftfahrzeug, insbesondere bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung zwischen einem Stoßfänger, insbesondere einem vorderen Stoßfänger, und einem zu kühlenden Motor.
13. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche
- eingesetzt in Anordnung als Querstrom-Wärmeübertrager oder in Anordnung als Fallstrom-Wärmeübertrager, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, wobei insbesondere im Fall des Querstrom- Wärmeübertragers die Biegung um eine Hochachse bzw. eine Fahrzeughochachse und im Falle des Fallstrom-Wärmeübertragers die Biegung um eine Querachse bzw. um eine Fahrzeugquerachse ausgeführt sein kann.
14. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche
- eingesetzt in einem Kraftfahrzeug, insbesondere als ein Kühlmittelkühler, ein Kondensator, ein Getriebeölkühler oder ein Niedertemperaturkühler für das Kraftfahrzeug.
15. Wärmeübertragereinheit,
- mit zumindest zwei miteinander kombinierten Wärmeübertragern nach einem der voranstehenden Ansprüche.
16. Wärmeübertragereinheit nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- die zumindest zwei kombinierten Wärmeübertrager unterschiedlich starke Biegungen, beispielsweise durch unterschiedliche Radien und/oder durch unterschiedliche Winkelstellungen zwischen geraden Netzbereichen, aufweisen.
17. Wärmeübertragereinheit nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- ein stärker gebogener Wärmeübertrager bezüglich der Biegung innenliegend angeordnet ist.
18. Wärmeübertragereinheit nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- die zumindest zwei Wärmeübertrager im Wesentlichen parallel zueinander bzw. nebeneinander, gegebenenfalls über eine gemeinsame Wellrippe miteinander verbunden, angeordnet sind.
19. Wärmeübertragereinheit nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- die Wärmeübertragereinheit, beispielsweise als ein zum großen Teil oder in Gänze aus einem Aluminium-Werkstoff bestehende Einheit und/oder als Nocolok-gelötete Einheit, ausgebildet ist.
20. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche - eingesetzt als Querstrom- oder als Fallstrom-
Wärmeübertragereinheit bzw. -kühler, insbesondere in einem Kraftfahrzeug.
21 Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden An- Sprüche - eingesetzt in einem Kraftfahrzeug, insbesondere bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung zwischen einem Stoßfänger, insbesondere einem vorderen Stoßfänger, und einem zu kühlenden Motor.
22. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- die Wärmeübertragereinheit - bezüglich ihrer Position in Fahrzeugquerrichtung und/oder in Fahrzeughochrichtung - Fahrzeug-mittig o- der auch außermittig angeordnet ist.
23. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass - die Wärmeübertragereinheit in Gesamtheit, insbesondere um eine
(Fahrzeug-)Querachse und/oder (Fahrzeug-)Hoch- und/oder (Fahr- zeug-)Längsachse, schräg gestellt ist.
24. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden An- spräche dadurch gekennzeichnet, dass
- an der Wärmeübertragereinheit weitere Bauteile bzw. Komponenten, wie ein Lüfter bzw. ein Gebläse, gegebenenfalls mit einer zugehörigen Abdeckung oder Haube, passiv bewegbare Staudruckklappen und/oder aktiv bewegbare Jalousien, zusätzliche Halter, beispielsweise für Anbauteile, und/oder Montagehalter für eine Montage, beispielsweise an einen Fahrzeugrahmen, angeordnet, insbesondere in die Wärmeübertragereinheit und/oder in einen Wärmeübertrager der Wärmeübertragereinheit integriert angeordnet, sind.
25. Wärmeübertrager nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass
- die Wärmeübertragereinheit, beispielsweise als ein zum großen Teil oder in Gänze aus einem Aluminium-Werkstoff bestehende Einheit und/oder als Nocolok-gelötete Einheit, ausgebildet ist.
EP06706547A 2005-02-17 2006-02-01 Wärmeüberträger, insbesondere für eine wärmeübertragereinheit, wärmeübertragereinheit Withdrawn EP1853867A1 (de)

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DE (1) DE102006004982A1 (de)
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5136050B2 (ja) * 2007-12-27 2013-02-06 株式会社デンソー 熱交換器
DE102011105920A1 (de) * 2011-06-21 2012-12-27 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Wärmetauscheranordnung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
AT525742B1 (de) * 2022-06-08 2023-07-15 Ktm Ag Kühlvorrichtung

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB583814A (en) * 1944-01-17 1946-12-31 James Frank Belaieff Improvements in or relating to secondary surface heat exchange apparatus
DE2951352C2 (de) * 1979-12-20 1982-10-28 Dieter Christian 9050 Steinegg-Appenzell Steeb Flachrohr-Wärmetauscher
JPS5958631U (ja) * 1982-10-13 1984-04-17 本田技研工業株式会社 自動二輪車の熱交換器
JP2997818B2 (ja) * 1990-09-07 2000-01-11 昭和アルミニウム株式会社 屈曲型熱交換器
US5209285A (en) * 1990-09-24 1993-05-11 General Motors Corporation Inclined tube radiator
JPH06146877A (ja) * 1992-10-29 1994-05-27 Showa Alum Corp 熱交換器
DE10223712C1 (de) * 2002-05-28 2003-10-30 Thermo King Deutschland Gmbh Anordnung zum Klimatisieren eines Fahrzeugs
JP2005321151A (ja) * 2004-05-10 2005-11-17 Sanden Corp 熱交換器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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