DE10127780A1 - Wärmetausch-Vorrichtung sowie Verfahren zur Herstellung der Wärmetausch-Vorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Wärmetausch-Vorrichtung mit einem ersten Wärmetauscher, insbesondere Kühlmittel/Luft-Kühler, und mindestens einem zweiten Wärmetauscher, insbesondere Kältemittel/Luft-Kondensator, wobei beide Wärmetauscher jeweils mehrere Rohre und an diese angeschlossene Sammler aufweisen, die Rohre des ersten Wärmetauschers in einer ersten Ebene und die Rohre des zweiten Wärmetauschers in einer zweiten, zur ersten Ebene parallelen oder etwa parallelen Ebene liegen. Es ist vorgesehen, dass die Rohrenden (13) des zweiten Wärmetauschers (3) die Rohre (4) des ersten Wärmetauschers (2) mindestens in der Breite einer Klemmwerkzeugzugriffszone (k) zuzüglich einer Sammlerbefestigungslänge (s) überragen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Wärmetausch-Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmetausch-Vorrichtung mit einem ersten Wärmetauscher, insbesondere Kühl­ mittel/Luft-Kühler, und mindestens einem zweiten Wärmetauscher, insbesondere Kältemittel/Luft- Kondensator, wobei beide Wärmetauscher jeweils meh­ rere Rohre und an diese angeschlossene Sammler auf­ weisen, die Rohre des ersten Wärmetauschers in ei­ ner ersten Ebene und die Rohre des zweiten Wärme­ tauschers in einer zweiten, zur ersten Ebene paral­ lelen oder etwa parallelen Ebene liegen.

Eine Wärmetausch-Vorrichtung der eingangs genannten Art ist aus der DE 195 43 986 A1 bekannt und dient beim Einsatz in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Kraftfahrzeug mit Brennkraftmaschine, da­ zu, einen ersten Wärmetauscher in Form eines Kühl­ mittel/Luft-Kühlers zur Verfügung zu stellen, der innerhalb eines Kühlmittel-Kreises zur Kühlung der Brennkraftmaschine dient. Der weitere, zweite Wär­ metauscher, der vorzugsweise einen Kältemit­ tel/Luft-Wärmetauscher darstellt, dient dazu, einen Kondensator in einem Klimaanlagen-Kreislauf und/oder einen Ladeluftkühler bereitzustellen. Bei dem Kühlmittel handelt es sich vorzugsweise um ein Was­ ser-Glysantin-Gemisch; als Kältemittel wird insbe­ sondere R600a (Isobutan) oder n-Butan eingesetzt. Die Anordnung der beiden Wärmetauscher ist derart getroffen, dass sie parallel zueinander sowie quer zur Fahrzeuglängsachse vorzugsweise im Motorraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, so dass sie - in Durchströmungsrichtung des Fahrtwinds bei einer Vorwärtsbewegung des Kraftfahrzeugs gesehen - hin­ tereinander liegen und dementsprechend nacheinander von dem Fahrtwind durchsetzt und gekühlt werden. An die Rohre der beiden Wärmetauscher sind Sammler an­ geschlossen, um jeweils ein gemeinsames Zufuhr- und ein gemeinsames Abfuhr-Gefäß zu schaffen. Die be­ kannten Wärmetausch-Vorrichtungen sind in Mono­ block-Bauweise ausgeführt, das heißt, sie bestehen gänzlich aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, wobei die Einzeltei­ le mittels eines passenden Lots, vorzugsweise unter Verwendung eines Flussmittels, insbesondere nonkor­ rosiven Flussmittels im Zuge eines Lötverfahrens, das insbesondere in einem speziellen Lötofen durch­ geführt wird, miteinander verbunden sind. Bei den bekannten Wärmetausch-Vorrichtungen besteht der Nachteil, dass bei der Herstellung Beschädigungen aufgrund nicht hinreichend definierter Wärmetau­ scher-Rohrpositionen auftreten können. Weicht bei­ spielsweise ein Rohr eines Wärmetauschers von der vorgesehenen Position geringfügig ab und wird in dieser Abweichposition der Sammler auf die Rohren­ den aufgeschoben, so kann dies zu Einkerbungen oder einem Aufpilzen des Rohres kommen, so dass mit Un­ dichtigkeiten gerechnet werden muss. Auch beim Löt­ vorgang besteht die Gefahr, dass Mängel, insbeson­ dere Undichtigkeiten auftreten, da während des Löt­ vorgangs die Stellung des Sammlers wegen der herr­ schenden hohen Temperaturen nur unzureichend fi­ xiert ist und mit einer Änderung der Sammlergeomet­ rie aufgrund der Hitzebeaufschlagung gerechnet wer­ den muss, so dass die miteinander zu verlötenden Bauteile aufgrund der Fehlstellung/Verformung nicht einwandfrei und dicht miteinander verbunden werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ei­ ne Wärmetausch-Vorrichtung bereitzustellen, bei der Beschädigungen und die Gefahr von Lötfehlern wei­ testgehend vermieden sind. Ferner wird ein Verfah­ ren zur Herstellung einer Wärmetausch-Vorrichtung angegeben, die zu reproduzierbaren Rohrpositionen, reproduzierbaren Sammlerpositionen und zu einer konstant bleibenden Sammlergeometrie während des Lötvorgangs führt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rohrenden des zweiten Wärmetauschers die Rohre des ersten Wärmetauschers mindestens in der Breite einer Klemmwerkzeugzugriffszone zuzüglich einer Sammlerbefestigungslänge überragen. Durch diesen Rohrüberstand der Rohrenden des zweiten Wär­ metauschers gegenüber den Rohren des ersten Wärme­ tauschers besteht die Möglichkeit, die vorstehenden Rohrenden mittels eines geeigneten Werkzeugs klem­ mend zu fixieren, das heißt, das Werkzeug kann auf­ grund des Rohrendenüberstands an den Rohren des ersten Wärmetauschers vorbeigeführt werden und an den Rohrenden des zweiten Wärmetauschers angreifen. Ein entsprechendes Gegenlager wird mittels des Werkzeugs auf der dem ersten Wärmetauscher abgele­ genen Seite des zweiten Wärmetauschers geschaffen, um die Rohrenden des zweiten Wärmetauschers einzu­ spannen. Das so gebildete Klemmwerkzeug wirkt vor­ zugsweise gleichzeitig auf sämtliche Rohre des zweiten Wärmetauschers, so dass diese im Hinblick auf ihre Position und ihre relative Lage zueinander auf einfache Weise fixiert werden. Die auf diese Art und Weise fixierten Rohre beziehungsweise Rohr­ enden des zweiten Wärmetauschers gestatten eine hochgenaue und präzise und damit beschädigungsfreie Zuordnung des zugehörigen Sammlers, wobei ein der­ artiger Sammler entweder nur auf ein Ende der Rohre oder aber auch auf beide Enden der Rohre aufge­ steckt und im nachfolgenden Lötschritt verlötet wird. Anders als im Stand der Technik, bei dem für das Aufstecken des Sammlers auf die Rohrenden le­ diglich das gesamte Rohrpaket auf den Flachseiten der Rohre klemmend gehalten wird, erfolgt bei der Erfindung die Klemmung quer zu den Flachseiten, nämlich auf den Schmalseiten und dies jeweils auf dem zugehörigen Rohr, was hinsichtlich der Klemmung auf den Flachseiten nicht erfolgen kann, da dort nur die jeweilige Flachseite des jeweils ganz außen liegenden Rohres des Gesamtpakets beaufschlagt wird. Da zwischen die einzelnen Rohre Wellrippen eingeschoben sind, die eine hohe Flexibilität auf­ weisen, kann die aus dem Stand der Technik bekannte Klemmung die Fixierung der einzelnen Rohre nicht befriedigend sicherstellen. Der erfindungsgemäße Überstand der Rohrenden des zweiten Wärmetauschers über die Rohre des ersten Wärmetauschers ermöglicht ferner beim Lötvorgang eine Abstützung des an den Rohrenden des ersten Wärmetauscher zu befestigenden Sammlers, da - im wellrippenfreien Bereich, nämlich im Bereich der genannten Klemmwerkzeugzugriffszone - zwischen die Rohre des zweiten Wärmetauschers ein Stützwerkzeug eingefahren werden kann, das auf der Sammlerwand aufliegt. Die gegenüberliegende, frei zugängliche Wand des Sammlers kann ebenfalls abge­ stützt werden, vorzugsweise durch einen Beschwe­ rungsstab, so dass ein Aufspreizen der genannten Sammlerwände bei Temperaturbeaufschlagung vermieden und eine einwandfreie Verlötung in definierter Po­ sition und ohne Veränderung der Sammlergeometrie ermöglicht ist. Das erwähnte, zwischen die Rohre des zweiten Wärmetauschers hindurchgreifende Ab­ stützwerkzeug kann vorzugsweise kammartig oder als eine Vielzahl von Stützzapfen ausgebildet sein, so dass entsprechend der Anzahl der Kammzinken bezie­ hungsweise Stützzapfen Abstützungspunkte geschaffen werden. Bevorzugt erfolgt die Abstützung im Bereich jedes Zwischenraumes benachbarter Rohre des zweiten Wärmetauschers.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, dass die Rohrenden des zweiten Wärmetauschers die Rohrenden des ersten Wärmetauschers überragen. Mithin verlaufen die Längsachsen der Rohre des ers­ ten Wärmetauschers parallel zu den Längsachsen der Rohre des zweiten Wärmetauschers. Die Anordnung ist vorzugsweise derart getroffen, dass die Rohre bei­ der Wärmetauscher - in Durchströmungsrichtung gese­ hen - fluchtend hintereinander liegen und dass in die Zwischenräume der Rohre beider Wärmetauscher gemeinsame Wellrippen eingeschoben sind. In Luft­ strömungsrichtung betrachtet, besteht ferner ein geringfügiger Abstand zwischen den Rohren des ers­ ten Wärmetauschers zu den Rohren des zweiten Wärme­ tauschers, um einen Wärmeübergang von einem Wärme­ tauscher auf den anderen Wärmetauscher weitestge­ hend zu vermindern. Die Wellrippen können zu diesem Zweck - sofern sie gemeinsam für beide Wärmetauscher wirken - eine entsprechende Zone verminderten Wärme­ übergangs aufweisen.

Vorzugsweise sind die Rohrenden des ersten Wärme­ tauschers rechteckförmig aufgeweitet und es liegen benachbarte Seiten der Rohrenden benachbarter Rohre flächig aufeinander. Hierdurch erhalten die Rohre des ersten Wärmetauschers in dem nicht aufgeweite­ ten Bereich einen definierten Abstand zueinander, der die Aufnahme der Wellrippen gestattet.

Um beim Lötvorgang eine Abstützung des Sammlers des ersten Wärmetauschers zu ermöglichen, weisen die benachbarten Seiten der Rohrenden benachbarter Roh­ re des zweiten Wärmetauschers einen zumindest im Bereich der Rohrenden des ersten Wärmetauschers liegenden Werkzeug-Durchgriffsabstand voneinander auf. Hierdurch ist die Zugänglichkeit des Stütz­ werkzeugs zu der Seite des Sammlers gestattet, die in Gegenüberlage zu den Rohren des zweiten Wärme­ tauschers liegt.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgese­ hen, dass der den einen Rohrenden des ersten Wärme­ tauschers zugeordnete Sammler als Zuführsammelkas­ ten ausgebildet ist. Der den anderen Rohrenden des ersten Wärmetauschers zugeordnete Sammler ist be­ vorzugt als Abführsammelkasten des ersten Wärmetau­ schers ausgebildet. Ferner ist vorteilhaft, wenn der den einen Rohrenden des zweiten Wärmetauschers zugeordnete Sammler als Zuführsammelrohr ausgebil­ det ist. Schließlich ist der den anderen Rohrenden des zweiten Wärmetauschers zugeordnete Sammler als Abführsammelrohr ausgebildet. Damit ist auf beide Rohrenden der Rohre des ersten und des zweiten Wär­ metauschers jeweils eine die Zuführung des Kühlmit­ tels sowie die Zuführung des Kältemittels als auch die Abführung des Kühlmittels und auch die Abfüh­ rung des Kältemittels dienende Einrichtung vorgese­ hen, um einen -über die geometrische Erstreckung der beiden Wärmetauscher betrachtet- gleichmäßigen Wärme- beziehungsweise Kälteaustausch herbeizufüh­ ren.

Ferner ist von Vorteil, wenn Zuführsammelkasten und Abführsammelkasten jeweils eine Anschlussöffnung für die Rohre des ersten Wärmetauschers aufweisen. Aufgrund der aufgeweiteten Rohrenden des ersten Wärmetauschers kann somit je Sammler eine gemeinsa­ me Anschlussöffnung genutzt werden, in die sämtli­ che Rohre des ersten Wärmetauschers eingreifen. Im Gegensatz dazu weisen Zuführsammelrohr und Abführ­ sammelrohr des zweiten Wärmetauschers jeweils für jedes anzuschließende Rohr eine eigene Anschluss­ öffnung auf. Gerade dieser Umstand führt auch dazu, dass die beim Gegenstand des Standes der Technik auftretenden Beschädigungen beim Einführen der Roh­ re in die Anschlussöffnungen des Sammlers auftre­ ten, die ja aufgrund der Erfindung durch die repro­ duzierbare Ausrichtpräzision vermieden ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Wärmetausch-Vorrichtung, mit ei­ nem ersten Wärmetauscher, insbesondere Kühlmit­ tel/Luft-Kühler und mindestens einem zweiten Wärme­ tauscher, insbesondere Kältemittel/Luft-Konden­ sator, wobei beide Wärmetauscher jeweils mehrere Rohre und an diese angeschlossene Sammler aufwei­ sen, die Rohre des ersten Wärmetauschers in einer ersten Ebene und die Rohre des zweiten Wärmetau­ schers in einer zweiten, zur ersten Ebene paralle­ len oder etwa parallelen Ebene liegen, mit folgen­ den Schritten: Kassetieren beider Wärmetauscher, Ausrichten der Rohre beider Wärmetauscher derart, dass die Rohrenden des zweiten Wärmetauschers die Rohre des ersten Wärmetauschers mindestens in der Breite einer Klemmwerkzugriffszone zuzüglich einer Sammlerbefestigungslänge überragen, wobei die Rohre des zweiten Wärmetauschers in der Klemmwerkzeug­ zugriffzone klemmend gehalten und in diesem Zustand der/die Sammler in Richtung der Längserstreckung der Rohre auf die Rohrenden des zweiten Wärmetau­ schers aufgeschoben wird/werden. Die erwähnte Samm­ lerbefestigungslänge der Rohre des zweiten Wärme­ tauschers, die sich an die Klemmwerkzeugzugriffszo­ ne anschließt und bis zu den Stirnseiten der Rohre führt, dient als Befestigungszone am zugehörigen Sammler und stellt insofern jeweils auch ein Ein­ steckende dar.

Bevorzugt wird bei der Durchführung des Verfahrens derart vorgegangen, dass die Rohrenden des ersten Wärmetauschers mit Abstand zu ihren Stirnseiten klemmend gehalten werden und in diesem Zustand der/die Sammler in Richtung der Längserstreckung der Rohre auf die Rohrenden des ersten Wärmetau­ schers aufgeschoben wird/werden. Der erwähnte Ab­ stand ist notwendig, um ein teilweises Aufschieben des Sammlers zu gestatten. Wird dann anschließend die Klemmung aufgehoben, so kann der Sammler voll­ ständig auf die Rohrenden des ersten Wärmetauschers aufgeschoben werden. Da die Rohre jedoch schon be­ reichsweise eingesteckt sind, also schon eine Füh­ rung erfahren, ist beim weiteren Aufschieben des Sammlers kein Verhaken oder dergleichen zu befürch­ ten, so dass eine einwandfreie und fehlerlose Mon­ tage ermöglicht ist.

Um ein durch die Temperaturbeaufschlagung mögliches Verziehen der Geometrie des/der Sammler des ersten Wärmetauschers zu vermeiden, erfolgt erfindungsge­ mäß eine Beaufschlagung der beiden Außenseiten des jeweiligen Sammlers im Bereich der Rohrenden des ersten Wärmetauschers, indem ein entsprechendes Werkzeug zwischen die Rohre des zweiten Wärmetau­ schers hindurchgeführt wird. Die andere Seite des ersten Wärmetauschers wird im Bereich der Rohrenden mittels eines entsprechend anderen Werkstücks be­ aufschlagt oder beschwert. Im Falle der Beaufschla­ gung erfolgt eine Klemmwirkung auf die beiden Au­ ßenseiten des Sammlers, wobei es auf die Orientie­ rung im Hinblick auf das Gravitationsfeld der Erde nicht ankommt. Handelt es sich bei dem Werkstück um ein Beschwerungswerkstück, so ist es erforderlich, dass die dem zweiten Wärmetauscher abgewandte Seite des Sammlers des ersten Wärmetauschers horizontal angeordnet ist und eine Oberseite des Sammlers bil­ det, das heißt, die andere Seite des Sammlers liegt tiefer als die Oberseite und bildet eine Untersei­ te.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung und zwar zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Wärmetausch- Vorrichtung,

Fig. 2 einen Detailbereich der Wärmetausch-Vor­ richtung gemäß der Zone II in Fig. 1,

Fig. 3 einen weiteren Detailbereich der Zone II, die jedoch in der Fig. 1 in einer aus dieser Figur nicht hervorgehenden Ebene liegt,

Fig. 4 einen Seitenrandbereich der Wärmetausch- Vorrichtung mit Darstellung der Rohrenden der Rohre eines ersten und eines zweiten Wärmetauschers, wobei die Rohrenden bei­ der Wärmetauscher jeweils mit einem Samm­ ler verbunden sind,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Über­ standes der Rohre des einen Wärmetau­ schers gegenüber den Rohren des anderen Wärmetauschers,

Fig. 6 eine schematische Darstellung des klem­ menden Haltens der Wärmetausch-Vorrich­ tung bei ihrer Herstellung,

Fig. 7 einen Verfahrensschritt, bei dem eine Klemmung der Rohre des zweiten Wärmetau­ schers vorbereitet wird,

Fig. 8 die Klemmstellung der Rohre bei der Wär­ metausch-Vorrichtung,

Fig. 9a eine Montagestellung bezüglich des Samm­ lers eines Wärmetauschers,

Fig. 9b die Endmontagestellung des Sammlers eines Wärmetauschers,

Fig. 9c eine perspektivische Bereichsansicht der Wärmetausch-Vorrichtung beim Lötvorgang,

Fig. 10 eine der Fig. 9c entsprechende Darstel­ lung, jedoch von der Unterseite der Wär­ metausch-Vorrichtung her betrachtet und

Fig. 11 eine Seitenansicht der Darstellung der Fig. 9c mit Darstellung eines Beschwer­ werkzeugs.

Die Fig. 1 zeigt eine Wärmetausch-Vorrichtung 1 für ein Kraftfahrzeug, insbesondere mit Brennkraft­ maschine. Die Wärmetausch-Vorrichtung 1 weist einen ersten Wärmetauscher 2 und einen zweiten Wärmetau­ scher 3 auf. Der zweite Wärmetauscher 3 liegt gemäß der Ansicht der Fig. 1 hinter dem ersten Wärmetau­ scher 2 und ist daher in Fig. 1 nicht erkennbar. Der erste Wärmetauscher 2 bildet einen Kühlmit­ tel/Luft-Kühler, der in den Kühlmittelkreislauf für die Motorkühlung der erwähnten Brennkraftmaschine eingeschaltet ist. Der zweite Wärmetauscher 3 ist als Kältemittel/Luft-Kondensator ausgebildet und in den Kältemittelkreislauf einer nicht dargestellten Klimaanlage des Kraftfahrzeugs eingeschaltet. Beide Wärmetauscher 2, 3 liegen somit parallel zueinander und sind quer zur Fahrzeuglängsrichtung in dem Mo­ torraum des Kraftfahrzeugs angeordnet, so dass der Fahrtwind bei Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs bei­ de Wärmetauscher 2, 3 durchströmt, so dass die bei­ den Wärmetauscher 2 und 3 Wärme an die Luft abgeben können.

Der erste Wärmetauscher 2 weist gemäß der Fig. 1 und 2 parallel zueinander verlaufende Rohre 4 auf, von denen - der Einfachheit halber - in der Fig. 1 nur einige wenige dargestellt sind. Die Rohrenden 5 jedes Rohres 4 sind rechteckförmig aufgeweitet, so dass benachbarte Seiten 6 benachbarter Rohrenden 5 flächig aufeinander liegen. Hierdurch und unter Be­ rücksichtigung der Aufweitung erhalten die Rohre 4 einen Abstand x (Fig. 2), bilden also zwischen sich einen Zwischenraum 7 aus. In den Zwischenräu­ men 7 sind eingeschobene Wellrippen 8' angeordnet, durch die der Fahrtwind hindurchströmt. Die Rohren­ den 5 der einen Seite der Rohre 4 sind mit einem Sammler 8 und die Rohrenden 5 der anderen Seite der Rohre 4 mit einem weiteren Sammler 8 verbunden. Je­ der Sammler 8 weist einen Anschlussstutzen 9 auf. Der eine Sammler 8 des ersten Wärmetauschers 2 bil­ det einen Zuführsammelkasten 10; der andere Sammler 8 stellt einen Abführsammelkasten 11 dar.

Der zweite Wärmetauscher 3 weist gemäß der Detail­ darstellung der Fig. 3 eine Vielzahl von parallel zueinander verlaufenden Rohren 12 auf, die zueinan­ der ebenfalls den Abstand x besitzen, so dass dort ebenfalls die Zwischenräume 7 ausgebildet werden. Die bereits zum ersten Wärmetauscher 2 erwähnten Wellrippen 8' erstrecken sich somit über beide Wär­ metauscher 2 und 3. Gemäß Fig. 2 enden die Well­ rippen 8' vor den sich erweiternden Rohrenden 5. Dementsprechend überragen die Rohrenden 13 des zweiten Wärmetauschers 3 die Wellrippen 8' (Fig. 3). Die Rohrenden 13 sind - im Gegensatz zu den Rohrenden 5 - mit konstantem Querschnitt ausgebildet, erweitern sich somit nicht. An die Rohrenden 13 der Rohre 12 des zweiten Wärmetauschers 3 sind beidsei­ tig Sammler 14 angeschlossen, wobei der eine Samm­ ler 14 ein Zuführsammelrohr 15 und der andere Samm­ ler 14 ein Abführsammelrohr 16 bildet. Die Bezugs­ zeichen 15 und 16 sind zwar in Fig. 1 eingetragen, die zugehörigen Bauteile werden jedoch vom ersten Wärmetauscher 2 abgedeckt und können daher nicht erkannt werden, da sich Zuführsammelrohr 15 und Ab­ führsammelrohr 16 hinter dem Zuführsammelkasten 10 beziehungsweise dem Abführsammelkasten 11 befinden. Die Rohre 4 des ersten Wärmetauschers 2 verlaufen fluchtend zu den Rohren 12 des zweiten Wärmetau­ schers 3. Aus der schematischen Seitenansicht der Fig. 5 wird deutlich, dass der erste Wärmetauscher 2 zum zweiten Wärmetauscher 3 einen geringen Ab­ stand c einhält, das heißt, die Rohre 4 berühren nicht die Rohre 12, sondern sind durch einen Spalt 17 voneinander getrennt. Dieser Spalt 17 bildet ei­ ne Wärmeisolierzone, so dass der Wärmeaustausch zwischen den beiden Wärmetauschern 2 und 3 weitest­ gehend unterbunden ist. Die vorzugsweise durchge­ henden Wellrippen (in Fig. 5 nicht dargestellt) überbrücken den Spalt 17, sind jedoch vorzugsweise im Bereich des Spalts 17 mit einer Isolierzone ver­ sehen, so dass auch hier der Wärmeaustausch zwi­ schen den beiden Wärmetauschern 2 und 3 weitestge­ hend unterbunden ist.

Der Fig. 5 ist ferner zu entnehmen, dass die Rohr­ enden 13 des zweiten Wärmetauschers 3 die Rohre 4 des ersten Wärmetauschers 2 mit einer Länge a be­ ziehungsweise b überragen. Die Längen a und b sind gleich groß und stellen eine Klemmwerkzeugzugriffs­ zone k zuzüglich einer Sammlerbefestigungslänge s dar. Es gilt also a = b = k + s. Auf die vorstehen­ den Begriffe und die sich daraus ergebenden Zusam­ menhänge wird nachstehend, insbesondere unter Bei­ ziehen der Fig. 4, näher eingegangen.

Die Fig. 4 zeigt im oberen Bereich den ersten Wär­ metauscher 2 mit seinen Rohren 4 und Rohrenden 5. Auf den Rohrenden 5 ist der Sammler 8 kommunizie­ rend angeordnet. Im unteren Bereich der Fig. 4 ist der zweite Wärmetauscher 3 mit seinen Rohren 12, seinen Rohrenden 13 und seinem Sammler 14 gezeigt. Die Stirnseiten 18 der Rohrenden 13 der Rohre 12 des zweiten Wärmetauschers 3 überragen die Stirn­ seiten 19 der Rohrenden 5 der Rohre 4 des ersten Wärmetauschers 2 mit einer Länge a beziehungsweise b, wobei sich diese Länge zusammensetzt aus der Klemmwerkzeugzugriffszone k und der Sammlerbefesti­ gungslänge s. Die Klemmwerkzeugzugriffszone k wird durch den in Längsrichtung der Rohre 4 beziehungs­ weise 12 verlaufenden Abstand zwischen den Stirn­ seiten 19 und der den Stirnseiten 19 zugewandten Außenseite 20 des Sammlers 14 bestimmt. Die Samm­ lerbefestigungslänge s erstreckt sich - in Längs­ erstreckung der Rohre 4 beziehungsweise 12 betrach­ tet - von der Außenseite 20 bis zur Stirnseite 18. Aufgrund der Überragungslänge a beziehungsweise b liegt der Sammler 14 nicht wie im Stand der Technik in der Zone der Rohrendenerweiterung des Wärmetau­ schers 2, sondern etwa mittig unterhalb des Kammer­ volumens des Sammlers 8 (in das Kammervolumen sind die Rohrenden 5 nicht mit einbezogen). Alternativ ist es auch möglich, dass - gemäß Fig. 4 - der Samm­ ler 14 noch weiter nach links gegenüber dem Sammler 8 liegt. Die Lage ist von der gewählten Länge a be­ ziehungsweise b abhängig.

Im Nachfolgenden wird auf das Verfahren zur Her­ stellung der Wärmetausch-Vorrichtung 1 näher einge­ gangen. In der Fig. 6 ist schematisch die soge­ nannte Kassettierung dargestellt, das heißt, die Rohre 12 des Wärmetauschers 3 und die Rohre 4 des Wärmetauschers 2 sind entsprechend fluchtend und mit Abstand zueinander ausgerichtet und die Well­ rippen 8' zwischen die entsprechenden Rohre 4, 12 eingeschoben. Der so gebildete Gesamtblock wird dann seitlich mittels einer geeigneten Handhabungs­ vorrichtung 21 entsprechend der Pfeile 22 gespannt. Hierdurch schwindet eine mögliche Balligkeit der Gesamtanordnung; ferner lässt sich das Gesamtpaket auf diese Art und Weise gut handhaben und in der Position und Lage verändern. Im nächsten Arbeits­ schritt werden - gemäß der Fig. 7 und 8 - die Rohrenden 13 der Rohre 12 des zweiten Wärmetau­ schers 3 mittels eines Klemmwerkzeugs 23 fixiert. Hierzu liegen die Rohrenden 13 mit ihren unteren Schmalseiten 24 (Fig. 6) auf einem unteren Stempel 25 des Klemmwerkzeugs 23 auf und von oben fährt entsprechend Pfeil 27 ein oberer Stempel 26 des Klemmwerkzeugs 23 vorbei an den Stirnseiten 19 der Rohre 4 nach unten und setzt - gemäß Fig. 8 - auf die oberen Schmalseiten 28 der Rohre 12 auf. Die Stempel 25 und 26 erstrecken sich über das gesamte Format der beiden Wärmetauscher 2 und 3, so dass alle Rohre 12 klemmend fixiert werden. Ist dies - gemäß Fig. 8 - erfolgt, so wird der Sammler 14 in Richtung des Pfeils 29, also in Richtung der Längs­ erstreckung der Rohre 12, auf die Rohrenden 13 auf­ geschoben. Hierzu weist der Sammler 14 eine der An­ zahl der Rohre 12 entsprechende Zahl von schlitz­ förmigen Ausnehmungen 30 auf. Die Einstecktiefe der Rohre 12 in den Sammler 14 stellt die Sammlerbefes­ tigungslänge s dar, so wie dies deutlich aus der Fig. 4 hervorgeht. Ist das Aufstecken des Sammlers 14 auf die Rohrenden 13 erfolgt, so hält sich die­ ser durch Reibschluss in Position. Nachfolgend wird das Klemmwerkzeug 23 entfernt; die Pakethaltung mittels der Handhabungsvorrichtung 21 bleibt jedoch weiterhin aufrechterhalten.

Die Fig. 9a zeigt den nächsten Verfahrensschritt. Zur Montage des Sammlers 8 des ersten Wärmetau­ schers 2 werden sämtliche Rohrenden 5 der Rohre 4 mittels einer Klemmvorrichtung 31 mit Abstand y zu ihren Stirnseiten 19 klemmend gehalten. Ein unterer Stempel 32 der Klemmvorrichtung 31 setzt von unten her auf die kastenförmig erweiterten Rohrenden 5 auf und von oben her senkt sich ein oberer Stempel 33 der Klemmvorrichtung 31 auf die erweiterten Rohrenden 5 ab. Es verbleibt zur Stirnseite 19 der erwähnte Abstand y, der es gestattet, den Sammler 8 teilweise, nämlich maximal um das Maß y, auf die Rohrenden 5 aufzuschieben (Fig. 9a). Ist dieses Aufschieben auf die mittels der Klemmvorrichtung 31 fixierten Rohre 4 erfolgt, so kann die Klemmvor­ richtung 31 wieder entfernt werden. Da - wie vorste­ hend geschildert - die Wellrippen 8' nicht bis in die Zone der Rohrenden 5 reichen, ist es problemlos möglich, den unteren Stempel 32 zwischen die Rohre 12 hindurch auf die Rohrenden 5 aufzusetzen. Mithin müssen die unteren Stempel kammartig verteilt aus­ gebildet sein, um jeweils zwischen zwei Rohre 12 hindurchgreifen zu können. Der obere Stempel 33 verlangt nicht diese diskrete Aufteilung, sondern kann durchgehend als Leiste ausgebildet sein.

Nach dem teilweise Aufstecken des Sammlers 8 auf die Rohrenden 5 erfolgt dann das vollständige Auf­ stecken, so wie es aus der Fig. 9b hervorgeht. Hierzu ist es dann nicht mehr erforderlich, die Rohre 4 zusätzlich zu dem Halten mittels der Hand­ habungsvorrichtung 21 zu fixieren.

Es liegt nunmehr der Zustand vor, so wie er sich aus der Fig. 9c ergibt. In diesem Zustand erfolgt der Lötvorgang, bei dem alle Teile mit einem Lot miteinander mediendicht verlötet werden. Um zu ver­ hindern, dass sich der im Wesentlichen U-förmige Sammler 8 aufweitet, was aufgrund der Temperaturbe­ aufschlagung beim Löten sehr leicht möglich ist, wird - wie aus den Fig. 9c, 10 und 11 ersicht­ lich - vorgegangen. Die Fig. 9c und 10 zeigen, dass die Außenseite 34 des Sammlers 8 im Bereich der Rohrenden 5 mittels einer Beaufschlagungsein­ richtung 35 beim Lötvorgang abgestützt wird. Hierzu greifen einzelne Stege 36 der Beaufschlagungsein­ richtung 35 kammartig zwischen die Rohre 12, wie dies insbesondere aus der Fig. 10 hervorgeht. Die obere Außenseite 37 wird - gemäß Fig. 11 - mittels eines Beschwerwerkzeugs 38 im Bereich der Rohrenden 5 beaufschlagt, so dass zwischen dem Beschwerwerk­ zeug 38 und den Stegen 36 der Sammler 8 klemmend eingespannt ist. Bei dem Beschwerwerkzeug 38 han­ delt es sich vorzugsweise um einen sich über die gesamte Geometrie des Wärmetauschers 2 erstrecken­ de, vorzugsweise im Querschnitt rechteckförmige Be­ schwerstange aus Metall. Nachfolgend kann nunmehr der Lötvorgang in einem Speziallötofen erfolgen. Das Aufweiten oder Verziehen des Sammlers 8 ist aufgrund der beschriebenen Maßnahmen verhindert. Eine derartige Positionsveränderung oder Aufweitung muss beim Sammler 14 nicht befürchtet werden, da dort für jedes Rohrende 13 eine eigene schlitzför­ mige Ausnehmung 30 vorgesehen ist. Beim Sammler 8 hingegen greifen sämtliche Rohrenden 5 der Rohre 4 in eine einzige Einstecköffnung 39 des Sammlers 8 ein.

Die vorstehend beschriebenen Maßnahmen werden nicht nur auf der einen Seite der Rohre 4 beziehungsweise 12, sondern natürlich auch auf der gegenüberliegen­ den Seite der Rohre 4, 12 ausgebildet, um insgesamt den Zuführsammelkasten 10, den Abführsammelkasten 11, das Zuführsammelrohr 15 und das Abführsammel­ rohr 16 zu befestigen.

Claims (16)

1. Wärmetausch-Vorrichtung mit einem ersten Wärme­ tauscher, insbesondere Kühlmittel/Luft-Kühler, und mindestens einem zweiten Wärmetauscher, insbesonde­ re Kältemittel/Luft-Kondensator, wobei beide Wärme­ tauscher jeweils mehrere Rohre und an diese ange­ schlossene Sammler aufweisen, die Rohre des ersten Wärmetauschers in einer ersten Ebene und die Rohre des zweiten Wärmetauschers in einer zweiten, zur ersten Ebene parallelen oder etwa parallelen Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrenden (13) des zweiten Wärmetauschers (3) die Rohre (4) des ersten Wärmetauschers (2) mindestens in der Breite einer Klemmwerkzeugzugriffszone (k) zuzüg­ lich einer Sammlerbefestigungslänge (s) überragen.

2. Wärmetausch-Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrenden (13) des zweiten Wärmetauschers (3) die Rohrenden (5) des ersten Wärmetauschers (2) überragen.

3. Wärmetausch-Vorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrenden (5) des ersten Wärmetauschers (2) recht­ eckförmig aufgeweitet sind und benachbarte Seiten (6) der Rohrenden (5) benachbarter Rohre (4) flä­ chig aufeinander liegen.

4. Wärmetausch-Vorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die benachbarten Seiten der Rohrenden (13) benachbarter Rohre (12) des zweiten Wärmetauschers (3) einen zu­ mindest im Bereich der Rohrenden (5) des ersten Wärmetauschers (2) liegenden Werkzeug-Durchgriffs­ abstand voneinander aufweisen.

5. Wärmetausch-Vorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den einen Rohrenden (5) des ersten Wärmetauschers (2) zugeordnete Sammler (8) als Zuführsammelkasten (10) ausgebildet ist.

6. Wärmetausch-Vorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den anderen Rohrenden (5) des ersten Wärmetauschers (2) zugeordnete Sammler (8) als Abführsammelkasten (11) ausgebildet ist.

7. Wärmetausch-Vorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den einen Rohrenden (13) des zweiten Wärmetauschers (3) zugeordnete Sammler (14) als Zuführsammelrohr (15) ausgebildet ist.

8. Wärmetausch-Vorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den anderen Rohrenden (13) des zweiten Wärmetau­ schers (3) zugeordnete Sammler (14) als Abführsam­ melrohr (16) ausgebildet ist.

9. Wärmetausch-Vorrichtung nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zu­ führsammelkasten (10) und Abführsammelkasten (11) jeweils eine Anschlussöffnung (Einstecköffnung 39) für die Rohre (4) des ersten Wärmetauschers (2) aufweisen.

10. Wärmetausch-Vorrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Zuführsammelrohr (15) und Abführsammelrohr (16) je­ weils für jedes anzuschließende Rohr (12) des zwei­ ten Wärmetauschers (3) eine Anschlussöffnung (Aus­ nehmung 30) aufweisen.

11. Wärmetausch-Vorrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, gekennzeichnet als Ganzmetall- Monoblock-Ausführung.

12. Verfahren zur Herstellung einer Wärmetausch- Vorrichtung, mit einem ersten Wärmetauscher, insbe­ sondere Kühlmittel/Luft-Kühler, und mindestens ei­ nem zweiten Wärmetauscher, insbesondere Kältemit­ tel/Luft-Kondensator, wobei beide Wärmetauscher je­ weils mehrere Rohre und an diese angeschlossene Sammler aufweisen, die Rohre des ersten Wärmetau­ schers in einer ersten Ebene, und die Rohre des zweiten Wärmetauschers in einer zweiten, zur ersten Ebene parallelen oder etwa parallelen Ebene liegen, insbesondere nach einem oder mehreren der vorherge­ henden Ansprüche, mit folgenden Schritten:

• - Kassettieren beider Wärmetauscher,
• - Ausrichten der Rohre beider Wärmetauscher der­ art, dass die Rohrenden des zweiten Wärmetau­ schers die Rohre des ersten Wärmetauschers mindestens in der Breite einer Klemmwerkzeug­ zugriffszone zuzüglich einer Sammlerbefesti­ gungslänge überragen,
• - die Rohre des zweiten Wärmetauschers in der Klemmwerkzeugzugriffszone klemmend gehalten und in diesem Zustand der/die Sammler in Rich­ tung der Längserstreckung der Rohre auf die Rohrenden des zweiten Wärmetauschers aufge­ schoben wird/werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Rohrenden des ersten Wärmetau­ schers mit Abstand zu ihren Stirnseiten klemmend gehalten werden und in diesem Zustand der/die Samm­ ler in Richtung der Längserstreckung der Rohre auf die Rohrenden des ersten Wärmetauschers aufgescho­ ben wird/werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile der Wärmetausch-Vorrichtung durch Löten miteinander verbunden werden.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass beim Löten die Außenseite des/jedes Sammlers des ersten Wärmetau­ schers im Bereich der Rohrenden mittels eines zwi­ schen die Rohre des zweiten Wärmetauschers greifen­ den Werkzeugs beaufschlagt wird.

16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, dass beim Löten die dem zweiten Wärmetauscher abgewandte Außenseite des/jedes Sammlers des ersten Wärmetauschers im Be­ reich der Rohrenden mittels eines Werkstücks/Werk­ zeugs beaufschlagt oder beschwert wird.