EP1990596A1 - Anordnung zur Befestigung von Wärmeübertragern aneinander mit Klebeverbindung - Google Patents

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EP1990596A1
EP1990596A1 EP07290581A EP07290581A EP1990596A1 EP 1990596 A1 EP1990596 A1 EP 1990596A1 EP 07290581 A EP07290581 A EP 07290581A EP 07290581 A EP07290581 A EP 07290581A EP 1990596 A1 EP1990596 A1 EP 1990596A1
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EP
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heat exchanger
fastening arrangement
arrangement according
holding element
frame
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Withdrawn
Application number
EP07290581A
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English (en)
French (fr)
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Jean-Philippe Ammer
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Mahle Behr France Hambach SAS
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Behr France Hambach SARL
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/18—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers
    • F01P2003/187—Arrangements or mounting of liquid-to-air heat-exchangers arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2270/00—Thermal insulation; Thermal decoupling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/08—Fastening; Joining by clamping or clipping
    • F28F2275/085—Fastening; Joining by clamping or clipping with snap connection

Definitions

  • the invention relates to a fastening arrangement according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates to a method for producing a fastening arrangement in order to fasten at least one first heat exchanger to a second heat exchanger.
  • Arrangements of heat exchangers in the front region of a motor vehicle comprising, for example, a coolant radiator and / or a charge air cooler and / or a condenser and / or an oil cooler are known in many different ways from the prior art.
  • Such heat exchangers are acted upon by cooling air, which is usually accelerated by means of a forward in cooling air flow, or usually behind, the arrangement fan.
  • Such coolers are used, for example for temperature control of the internal combustion engine or the liquefaction of a refrigerant in a condenser.
  • solder joints are located between the side panels or between the header boxes and the corresponding headers of the two heat exchangers. In solder joints there is a good thermal contact between the two heat transfer, which should be avoided in principle.
  • the DE 42 32 019 C1 discloses a holder on a heat exchanger, consisting of a tube / rib system, with two holding elements which are braced against two opposite end faces of a pair of adjacent flat tubes by a screw or rivet, wherein at least one of the two holding elements a bulge in the space between the two having adjacent flat tubes.
  • the ribs are cut away in the region of the bulge between two adjacent flat tubes or recessed from the outset.
  • the object of the invention is to realize a cost-effective, easy to manufacture connection between two heat exchangers, in addition to a has low heat exchange between the two heat exchangers.
  • a fastening arrangement for securing at least one first heat exchanger to a second heat exchanger in particular a coolant radiator or a motor vehicle condenser consisting of a block of tubes and fins, is characterized in that the first heat exchanger adjoins the second heat exchanger Heat exchanger is glued.
  • the first heat exchanger is releasably fixed in a holding element, preferably by a latching element, wherein the holding element is glued to the second heat exchanger.
  • the holding element consists of a poorly heat-conducting material, preferably of plastic, in order to minimize a heat exchange between the at least one first heat exchanger and the second heat exchanger.
  • the holding element is provided with a plurality of bores.
  • the adhesive penetrates the holes of the holding element and thus forms a material connection with the second heat exchanger.
  • the holding element has a frame.
  • the object of the invention is also solved by the features of claim 9, i. by a method for producing the fastening arrangement according to the invention.
  • the adhesive which is preferably an epoxy resin or silicone adhesive
  • the holding member is positioned on the second heat exchanger and bonded to the second heat exchanger.
  • the positioning of the holding element can take place at any point of the second heat exchanger.
  • a plurality of holding elements can be connected to the second heat exchanger according to the same method according to the invention. It is also possible to connect other structural units, for example a fan or an electric motor, to the second heat exchanger and / or to the retaining element.
  • the first heat exchanger with the holding element preferably by one or more locking elements, positively and / or non-positively and releasably connected.
  • Fig. 1 shows a schematic perspective view of a lower, lateral corner region of a mounting arrangement 1 for two heat exchangers according to the present invention.
  • a heat exchanger consists of a network of tubes 3, in which a fluid, for example a refrigerant or a coolant or air or oil, circulates, and fins 4, which are soldered together or mechanically clamped.
  • a fluid for example a refrigerant or a coolant or air or oil
  • fins 4 which are soldered together or mechanically clamped.
  • heat exchangers exist from stacked trough-shaped plates, which are connected to one another cohesively.
  • the heat exchanger 2 is connected to a holding element 5 by means of an adhesive 7.
  • the holding element has a plurality of holes 6, which can penetrate the adhesive to produce a good cohesive connection with the first heat exchanger.
  • the holes 6 are attached to the corners of the holding element 5.
  • the first heat exchanger is glued directly to the second heat exchanger.
  • the holding element 5 is made of a poorly heat-conducting material, preferably of plastic, in order to minimize the heat exchange between the first and the second heat exchanger.
  • the holding element is provided with locking elements, in particular clip connections, or other holding elements to releasably and positively and / or non-positively connect the first heat exchanger with the holding element 5.
  • a method for producing a fastening arrangement according to the present invention is shown schematically.
  • the holding element 5 is positioned above the heat exchanger 2.
  • the adhesive 7 preferably epoxy resin or silicone adhesive
  • the adhesive flows according to Fig. 2c
  • the holding element 5 is pressed onto the heat exchanger 2 (indicated by the two arrows A).
  • the adhesive penetrates the holes 6, hardens and forms a material connection with the heat exchanger 2.
  • a heat exchanger such as an oil cooler or a charge air cooler with the frame positively and / or non-positively, preferably by a clip element or a screw connected.
  • the Fig. 3a and 3b show a further embodiment of a fastening arrangement for two heat exchangers according to the present invention.
  • the retaining element 5 has a frame.
  • the frame has a plurality of reinforcing elements 9 and holes 6, which are distributed over the entire frame surface.
  • provided with holes holding elements 8 are molded onto the frame.
  • the frame is glued to the heat exchanger 2 preferably at the holes on the frame or on the holes of the holding elements 8. With the frame 2, an unillustrated heat exchanger is positively and / or non-positively connected by screws and clamping devices 10.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung, um mindestens einen ersten Wärmeübertrager (2) an einem zweiten Wärmeübertrager (3), insbesondere einen Kühlmittelkühler oder einen Kondensator für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Block aus Rohren (4) und Rippen (5), zu befestigen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager an den zweiten Wärmeübertrager direkt oder indirekt geklebt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Befestigungsanordnung, um mindestens einen ersten Wärmeübertrager an einem zweiten Wärmeübertrager zu befestigen.
  • Anordnungen von Wärmeübertragern im Frontbereich eines Kraftfahrzeuges, wobei die Anordnung beispielsweise einen Kühlmittelkühler und/oder einen Ladeluftkühler und/oder einen Kondensator und/oder einen Ölkühler umfasst, sind in vielfältiger Weise aus dem Stand der Technik bekannt. Derartige Wärmeübertrager werden mit Kühlluft beaufschlagt, die in der Regel mittels eines in Kühlluftströmung vor, oder meistens hinter, der Anordnung liegenden Ventilators beschleunigt wird. Derartige Kühler dienen beispielsweise zur Temperierung der Brennkraftmaschine oder der Verflüssigung eines Kältemittels in einem Kondensator.
  • Ferner sind aus dem Stand der Technik eine Vielzahl an Varianten bekannt, die einzelnen Kühler miteinander einzeln, oder zu einem kompletten Kühlmodul, bestehend aus mehreren Kühlem, zu verbinden.
  • In der DE 10 2005 031 685 A1 der Anmelderin ist ein erster Wärmeübertrager mit einem zweiten Wärmeübertrager durch Lötverbindungen verbunden. Diese Lötverbindungen befinden sich zwischen den Seitenteilen oder zwischen den Sammelkästen und den entsprechenden Sammelrohren der beiden Wärmeübertrager. Bei Lötverbindungen besteht ein guter thermischer Kontakt zwischen den beiden Wärmeübertragem, der prinzipiell vermieden werden soll.
  • Ferner ist es Stand der Technik, dass zwei Wärmeübertrager oder ein Wärmeübertrager mit einem Halteelement durch eine Schraub- oder Nietverbindung miteinander verspannt sind. Die DE 42 32 019 C1 offenbart eine Halterung an einem Wärmetauscher, bestehend aus einem Rohr-/Rippensystem, mit zwei Halteelementen, die gegen zwei entgegengesetzte Stirnseiten eines Paares benachbarter Flachrohre durch eine Schraub- oder Nietverbindung verspannt sind, wobei mindestens eines der beiden Halteelemente eine Auswölbung in den Zwischenraum der beiden benachbarten Flachrohre aufweist. Die Rippen sind im Bereich der Auswölbung zwischen beiden benachbarten Flachrohren weggeschnitten oder von vornherein ausgespart. Somit ist durch die Herstellung der Aussparung ein zusätzlicher Arbeitsschritt notwenig.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige, leicht herstellbare Verbindung zwischen zwei Wärmeübertragern zu realisieren, die zusätzlich einen geringen Wärmeaustausch zwischen den beiden Wärmeübertragern besitzt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Befestigungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß eines Grundgedankens der Erfindung ist eine Befestigungsanordnung, um mindestens einen ersten Wärmeübertrager an einem zweiten Wärmeübertrager, insbesondere einen Kühlmittelkühler oder einen Kondensator für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Block aus Rohren und Rippen, zu befestigen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager an den zweiten Wärmeübertrager geklebt wird.
  • Durch diese Anordnung wird eine kostengünstige, leicht herzustellende Verbindung zwischen zwei oder mehreren Wärmeübertragern realisiert. Zudem besteht, im Vergleich zu einer Vernietung der beiden Wärmeübertrager nicht die Gefahr, dass Flachrohre durch einen Niet beschädigt werden, so dass eine Leckage im Kühl- oder Kältemittelkreislauf entsteht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der erste Wärmeübertrager in einem Halteelement, vorzugsweise durch ein Rastelement, lösbar fixiert, wobei das Halteelement mit dem zweiten Wärmeübertrager verklebt ist. Das Halteelement besteht aus einem schlecht wärmeleitenden Material, bevorzugt aus Kunststoff, um einen Wärmeaustausch zwischen dem mindestens einen ersten Wärmeübertrager und dem zweiten Wärmeübertrager zu minimieren.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Halteelement mit mehreren Bohrungen versehen. Der Klebstoff durchdringt die Bohrungen des Halteelementes und bildet so eine stoffschlüssige Verbindung mit dem zweiten Wärmeübertrager aus.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Halteelement einen Rahmen auf.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des Patentanspruches 9 gelöst, d.h. durch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung. In diesem Verfahren wird zunächst der Klebstoff, der bevorzugt ein Epoxidharz oder Silikonklebstoff ist, auf den zweiten Wärmeübertrager aufgetragen, anschließend wird das Halteelement auf dem zweiten Wärmeübertrager positioniert und mit dem zweiten Wärmeübertrager verklebt. Die Positionierung des Halteelementes kann an einer beliebigen Stelle des zweiten Wärmeübertragers erfolgen. Alternativ können mehrere Halteelemente nach demselben erfindungsgemäßen Verfahren mit dem zweiten Wärmeübertrager verbunden werden. Es ist auch möglich, andere Baueinheiten, beispielsweise einen Ventilator oder einen Elektromotor, mit dem zweiten Wärmeübertrager und/oder mit dem Halteelement zu verbinden.
  • Abschließend wird der erste Wärmeübertrager mit dem Halteelement, bevorzugt durch ein oder mehrere Rastelemente, form- und/oder kraftschlüssig und lösbar verbunden.
  • 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.
  • Weitere wichtige Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen und den Zeichnungen.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung beschrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig.1 eine schematische Perspektivansicht eines Ausschnittes einer Befestigungsanordnung gemäß vorliegender Erfindung;
    • Fig. 2a bis 2d Abschnitte eines Verfahrens zur Herstellung einer Befestigungsanordnung gemäß vorliegender Erfindung;
    • Fig. 3a und Fig. 3b eine Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung;
  • Für gleiche oder ähnliche Bauteile werden in den Zeichnungen einheitliche Bezugszeichen verwendet.
  • Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines unteren, seitlichen Eckbereiches einer Befestigungsanordnung 1 für zwei Wärmeübertrager gemäß vorliegender Erfindung. Eine derartige Befestigungsanordnung besteht aus einem ersten Wärmeübertrager (nicht dargestellt) und einem zweiten Wärmeübertrager 2. Derartige Wärmeübertrager bestehen aus einem Netz aus Rohren 3, in denen ein Fluid, beispielsweise ein Kältemittel oder ein Kühlmittel oder Luft oder Öl, zirkuliert, und Rippen 4, die miteinander verlötet oder mechanisch verspannt sind. Alternativ bestehen derartige Wärmeübertrager aus übereinander gestapelten wannenförmigen Platten, die miteinander stoffschlüssig verbunden sind.
  • Gemäß Fig. 1 ist der Wärmeübertrager 2 mit einem Halteelement 5 mittels eines Klebstoffes 7 verbunden. Das Halteelement besitzt eine Vielzahl an Bohrungen 6, die der Klebstoff durchdringen kann, um eine gute stoffschlüssige Verbindung mit dem ersten Wärmeübertrager herzustellen. Bevorzugt sind die Bohrungen 6 an den Ecken des Halteelementes 5 angebracht.
  • In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste Wärmeübertrager direkt mit dem zweiten Wärmeübertrager verklebt.
  • Das Halteelement 5 ist aus einem schlecht wärmeleitenden Material, bevorzugt aus Kunststoff, um den Wärmeaustausch zwischen dem ersten und dem zweiten Wärmeübertrager zu minimieren.
  • In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Halteelement mit Rastelementen, insbesondere Clipsverbindungen, oder anderen Halteelementen versehen, um den ersten Wärmeübertrager lösbar und form- und/oder kraftschlüssig mit dem Halteelement 5 zu verbinden.
  • In den Fig. 2a bis 2d ist ein Verfahren zur Herstellung einer Befestigungsanordnung gemäß vorliegender Erfindung schematisch dargestellt. Gemäß Fig. 2a wird das Halteelement 5 über dem Wärmeübertrager 2 positioniert. Anschließend wird der Klebstoff 7, bevorzugt Epoxidharz oder Silikonklebstoff, auf den Wärmeübertrager aufgebracht (Fig. 2b). Der Klebstoff fließt gemäß Fig. 2c anschließend entlang der Rippen 4. Abschließend wird das Halteelement 5 auf den Wärmeübertrager 2 gepresst (durch die beiden Pfeile A angedeutet). Der Klebstoff durchdringt die Bohrungen 6, härtet aus und bildet eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Wärmeübertrager 2.
  • Alternativ kann nach diesem Verfahren weiterer Klebstoff auf die Verbindungsstellen zwischen dem Rahmen 5 und dem Wärmeübertrager 2 aufgetragen werden.
  • Abschließend wird ein Wärmeübertrager, beispielsweise ein Ölkühler oder ein Ladeluftkühler mit dem Rahmen form- und/oder kraftschlüssig, bevorzugt durch ein Clipselement oder eine Schraubverbindung, verbunden.
  • Die Fig. 3a und 3b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Befestigungsanordnung für zwei Wärmeübertrager gemäß vorliegender Erfindung. Gemäß den Fig. 3a und 3b weist das Halteelement 5 einen Rahmen auf. Der Rahmen besitzt eine Mehrzahl an Verstärkungselementen 9 und Bohrungen 6, die über die gesamte Rahmenfläche verteilt sind. Zusätzlich sind mit Bohrungen versehene Halteelemente 8 an den Rahmen angespritzt.
  • Der Rahmen ist mit dem Wärmeübertrager 2 bevorzugt an den Bohrungen am Rahmen oder an den Bohrungen der Halteelemente 8 verklebt. Mit dem Rahmen 2 ist ein nicht dargestellter Wärmeübertrager form- und/oder kraftschlüssig durch Schrauben und Spanneinrichtungen 10 verbunden.

Claims (11)

  1. Befestigungsanordnung (1), insbesondere für in Kraftfahrzeugen verwendete Wärmeübertrager, um mindestens einen ersten Wärmeübertrager, an einem zweiten Wärmeübertrager (2), insbesondere einen Kühlmittelkühler oder einen Kondensator, bestehend aus einem Block aus Rohren (3) und Rippen (4), zu befestigen, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager direkt oder indirekt an den zweiten Wärmeübertrager geklebt ist.
  2. Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Wärmeübertrager mit einem oder mehreren Halteelementen (5) gehalten ist.
  3. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager mit dem mindestens einen Halteelement lösbar und form- und/oder kraftschlüssig verbunden, insbesondere verclipst und/oder verschraubt, ist.
  4. Befestigungsanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Halteelement aus Kunststoff ist.
  5. Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Halteelement (5) eine oder mehrere Bohrungen (6) aufweist.
  6. Befestigungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Halteelement und/oder die Bohrungen des Halteelementes mit dem zweiten Wärmeübertrager verklebt sind.
  7. Befestigungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement einen Rahmen aufweist.
  8. Befestigungsanordnung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wärmeübertrager ein Kondensator oder Kühlmittelkühler ist.
  9. Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine erste Wärmeübertrager ein Getriebe-, Lenkhilfe-, oder Motorölkühler und/oder ein Ladeluftkühler und/oder ein Kondensator und/oder eine Elektronikeinheit eines Kraftfahrzeuges temperierender Kühler ist.
  10. Verfahren zur Herstellung einer Befestigungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst der Klebstoff auf den zweiten Wärmeübertrager aufgetragen wird, anschließend der Rahmen auf dem zweiten Wärmeübertrager positioniert und mit dem zweiten Wärmeübertrager verklebt wird und dass der erste Wärmeübertrager form- und/oder kraftschlüssig mit dem Rahmen verbunden, insbesondere verclipst, wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (7) ein Epoxidharz oder ein Silikonklebstoff ist.
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