DE102006055458A1

DE102006055458A1 - Wärmetauscher, insbesondere Kühlflüssigkeitskühler

Info

Publication number: DE102006055458A1
Application number: DE200610055458
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. Käsinger; Denis Dipl.-Ing. Bazika
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2008-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere Kühlflüssigkeitskühler für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Kühlnetz (1), aus Rohren (2) und luftdurchströmten Rippen (3), wobei das Kühlnetz (1) gelötet ist und freie Rohrenden (4) aufweist, die in Öffnungen (5) eines Sammelkastenteils (6), beispielsweise eines Rohrbodens, einschiebbar und dort dicht und fest verbunden sind, wobei das Sammelkastenteil (6) mit einem Tankteil (7) ebenfalls dicht und fest verbunden ist, um einen Sammelkasten (8) zu bilden. Der Wärmetauscher erhält eine verbesserte Stabilität bzw. Haltbarkeit, indem erfindungsgemäß vorgesehen wird, dass zwischen dem die Öffnungen (5) mit den Rohrenden (4) aufweisenden Sammelkastenteil (6) und dem verbundenen Tankteil (7) mehrere Zuganker (10) ausgebildet sind, die ein Abheben des Tankteils (7) vom Sammelkastenteil (6) bzw. das Lösen der Verbindung zwischen den Teilen (7, 6) verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Kühlflüssigkeitskühler für Kraftfahrzeuge, der mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ausgebildet ist.
Solche Wärmetauscher entsprechen den bereits angemeldeten Gegenständen aus den deutschen Patentanmeldungen mit den Aktenzeichen DE 10 2006 002 627.6 ; DE 10 2006 002 789.2 und DE 10 2006 002 932.1 . Die Sammelkästen bestehen bei den bekannten Wärmetauschern komplett aus Kunststoff. Sie sind in einigen Ausführungsbeispielen zweiteilig aus einem Sammelkastenteil und einem Tankteil aufgebaut.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung des genannten Standes der Technik hinsichtlich der mechanischen Stabilität des Wärmetauschers, insbesondere hinsichtlich der Verbindung zwischen dem Sammelkastenteil und dem Tankteil.
Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich mit einem Wärmetauscher, der sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Es ist vorgesehen, dass zwischen dem die Öffnungen mit den Rohrenden aufweisenden Sammelkastenteil und dem damit verbundenen Tankteil mehrere Zuganker ausgebildet sind, die ein Abheben des Tankteils vom Sammelkastenteil verhindern. Damit wird die Verbindungsqualität und – stabilität zwischen dem Sammelkastenteil und dem Tankteil verbessert. Darüber hinaus wird auch die Stabilität gegenüber dem Innendruck im Sammelkasten gewährleistet.
Gemäß einem weiterbildenden Aspekt ist vorgesehen, dass die Zuganker in der Art von Krallen oder dergleichen am Rand des Sammelkastenteils oder des Tankteils ausgebildet sind, die in Widerlager am jeweils anderen Teil einrasten. Das hörbare Einrasten geschieht beim Zusammenfügen der beiden Teile, wodurch auch angezeigt ist, dass beide Teile perfekt zueinander passen.
Vorzugsweise wurde daran gedacht, dass die Zuganker am Rand des Tankteils ausgebildet sind und am Sammelkastenteil einrasten. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass zwischen dem Sammelkastenteil und dem Tankteil kein Dichtungsteil, also keine sonst übliche elastische Dichtung angeordnet ist.
Es ist vielmehr vorgesehen, dass das eine der Teile eine um dessen Umfang laufende Nut aufweist, in die das andere Teil mit seinem Umfangsrand einschiebbar ist. Dabei ist es von Vorteil, dass die Nut und der Umfangsrand in Querschnitt gesehen eine zueinander passende Konizität aufweisen.
Es ist weiter vorgesehen, dass beide Teile aus Kunststoff bestehen und die Verbindung zwischen den Teilen beispielsweise eine Klebe – oder Dichtungsverbindung ist. Dabei wird ein Kleber oder eine Dichtungsmasse in die besagte Nut eingebracht. Anschließend werden die Teile zusammengesetzt. Es ist auch vorgesehen, dass die Rohrenden in den Öffnungen des Sammelkastenteils mittels Klebens verbunden sind.
Es ist ferner vorgesehen, dass das Sammelkastenteil mit dem Tankteil einen Sammelkasten bildet, der zumindest in jedem Öffnungsbereich etwa einen runden oder ovalen Querschnitt aufweist. Diese Maßnahme kommt auch der Innendruckstabilität zugute. Ferner trägt die Maßnahme zur Senkung des Druckverlustes bei, der insbesondere auch dadurch gesenkt wird, dass die Rohrenden unterhalb oder etwa auf einer Höhe mit der Querschnittskontur enden.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel erläutert. Die folgenden Ausführungen können Merkmale und deren Vorteile enthalten, die bislang noch nicht erwähnt worden sind.
Die 1 zeigt einen Teillängsschnitt durch den Wärmetauscher.
Die 2 zeigt einen Querschnitt gemäß 1-1 aus 1.
Die 3 zeigt eine perspektivische Teilansicht des Wärmetauschers.
Die 4 zeigt einen unterbrochenen Längsschnitt durch das Sammelkastenteil.
Die 5 zeigt den Querschnitt von gegenwärtig bevorzugten Flachrohren des Wärmetauschers.
Der in den Figuren gezeigte Wärmetauscher ist ein Kühlflüssigkeitskühler für Kraftfahrzeuge. Es könnte sich allerdings auch um einen völlig andere Anwendung des Wärmetauschers handeln. Der Kühler besitzt ein Kühlnetz 1 aus Flachrohren 2 und in den Abbildungen lediglich angedeuteten luftdurchströmten Rippen 3, wobei das Kühlnetz 1 gelötet ist und freie Flachrohrenden 4 aufweist. Am anderen nicht gezeigten Flachrohrende 4 befindet sich ein weiterer Sammelkasten 8, der beispielsweise identisch ausgebildet ist.
Also zunächst wird das Kühlnetz wie bekannt zusammengesetzt, für den Lötprozess vorbereitet und gelötet. Dabei werden Flachrohre verwendet, wie sie in der 5 im Querschnitt gezeigt sind. Die Flachrohre 2 werden aus drei endlosen Blechstreifen a, b, c auf einer Walzenstraße hergestellt. (nicht gezeigt) Die Blechdicke der Blechstreifen a, b, c liegt zwischen 0,03 mm und etwa 0,20 mm oder etwas weniger, wobei für den Blechstreifen c, der einen Inneneinsatz darstellt, eine Blechdicke gewählt wurde, die im unteren Dickenbereich liegt. Die Blechstreifen a und b sind identisch ausgebildet und seitenverkehrt zueinander angeordnet, wie die 5 zeigt. Solche Flachrohre 2 besitzen zwei sehr stabile Schmalseiten 2.1, was angesichts der geringen Blechdicken von großem Vorteil ist, weshalb der Einsatz solcher Flachrohre ebenfalls der verbesserten Stabilität des Wärmetauschers dient. Die stabilen Schmalseiten 2.1 ergeben sich dadurch, dass die Längsränder der Blechstreifen a und b sich umgreifen und der Inneneinsatz c mit seinen umgeformten Längsrändern innen in den Schmalseiten 2.1 anliegt.
Dann werden die freien Flachrohrenden 4 des Kühlnetzes gegebenenfalls vorbehandelt, denn sie sollen im beschriebenen Ausführungsbeispiel in Öffnungen 5 des aus Kunststoff bestehenden Sammelkastenteils 6 eingeklebt werden und dort dicht und fest verbunden sein. Das Sammelkastenteil 6 wird mit einem ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Tankteil 7 dicht und fest verbunden, beispielsweise ebenfalls durch eine Klebeverbindung oder mittels einer Dichtungsmasse 70 (2), um den Sammelkasten 8 zu bilden. Eine geeignete Klebe – und/oder Dichtungsmasse geht auf eine Art Silikon zurück. Die Viskosität des Klebstoffes für die erstgenannte Verbindung kann etwas geringer sein. Für die zweite Verbindung, also für die Verbindung der beiden Teile 6 und 7, hat der Kleb – und/oder Dichtstoff eine wesentlich höhere Viskosität. Es handelt sich hier etwa um eine streichfähige Masse. Auch die konkreten Zusammensetzungen der beiden Kleb – und Dichtstoffe werden sich unterscheiden. Beide Verbindungen könnten quasi gleichzeitig ausgeführt werden, oder es könnte auch zunächst die Verbindung zwischen dem Sammelkastenteil 6 und dem Tankteil 7 vorgenommen werden und danach könnte die Verbindung der Flachrohrenden 4 in den Öffnungen 5 ausgeführt werden. Zwischen dem die Öffnungen 5 mit den Flachrohrenden 4 aufweisenden Sammelkastenteil 6 und dem verbundenen Tankteil 7 sind mehrere Zuganker 10 ausgebildet. die ein Abheben des Tankteils 7 vom Sammelkastenteil 6 bzw. das Lösen der beispielsweise Dichtungs – oder Klebeverbindung 70 zwischen den Teilen 7, 6 verhindern. In der 3 sind zwölf solche Zuganker 10 an der Ansichtsseite des Sammelkastens 8 erkennbar. Sie sind um den gesamten Umfang des Sammelkastens 8 ange ordnet. Die Zuganker 10 sorgen für die erforderliche mechanische Festigkeit. Die Dichtheit der Verbindung wird mittels der Klebe – bzw. der Dichtungsmasse 70 erreicht. Es kann hier beispielsweise eine Silikonmasse zum Einsatz kommen. Die Zuganker 10 sind im Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Tankteil 7 ausgebildet, bzw. daran angeformt. Sie besitzen eine gewisse Elastizität, so dass sie sich beim Zusammenfügen (Bewegung in Pfeilrichtung gemäß 3) der beiden Teile 6 und 7 zunächst etwas aufspreizen, um danach, beim weiteren Zusammenfügen, hinter Widerlagern 11 einzurasten. Das Widerlager 11 kann eine am Sammelkastenteil 6 umlaufende Abstufung sein, vorzugsweise mit einer Hinterschneidung, wie es für den Zweck geeignet ist.
Als Alternative zu den angeformten Zugankern 10 können auch einzelne Klammern verwendet werden, wie sie aus dem Stand der Technik – allerdings in Verbindung mit anderen Merkmalen – an und für sich bekannt sind. Dazu würde man das Sammelkastenteil 6 und das Tankteil 7 entsprechend anpassen. (nicht gezeigt)
Aus der 4 gehen weitere Einzelheiten der Ausbildung des Sammelkastenteils 6 in Verbindung mit dem gezeigten Ausführungsbeispiel hervor. Das Kühlnetz 1 wurde dort durch lediglich zwei Flachrohre 2 des oben beschriebenen Typs mit einer dazwischen angeordneten Rippe 3 angedeutet. Die Flachrohrenden 4 werden in die Öffnungen 5 hineingeschoben. Es kann ein Anschlag für die Flachrohrenden 4 in den Öffnungen 5 vorhanden sein. Die Öffnungen 5 besitzen Erweiterungen 50, die zur Aufnahme eines geeigneten Klebers/Dichtmittels 60 dienen, welches nach dem Einschieben der Flachrenden 4 eingebracht wird.

Claims

Wärmetauscher, insbesondere Kühlflüssigkeitskühler für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Kühlnetz (1) aus Rohren (2) und luftdurchströmten Rippen (3), wobei das Kühlnetz (1) gelötet ist und freie Rohrenden (4) aufweist, die in Öffnungen (5) eines Sammelkastenteils (6), beispielsweise eines Rohrbodens, einschiebbar und dort dicht und fest verbunden sind, wobei das Sammelkastenteil (6) mit einem Tankteil (7) ebenfalls dicht und fest verbunden ist, um einen Sammelkasten (8) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem die Öffnungen (5) mit den Rohrenden (4) aufweisenden Sammelkastenteil (6) und dem verbundenen Tankteil (7) mehrere Zuganker (10) ausgebildet sind, die ein Abheben des Tankteils (7) vom Sammelkastenteil (6) bzw. das Lösen der Verbindung zwischen den Teilen (7, 6) verhindern.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganker (10) in der Art von Krallen oder dergleichen am Rand des Sammelkastenteils (6) oder des Tankteils (7) ausgebildet sind, die in Widerlager (11) am jeweils anderen Teil einrasten.
Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganker (10) am Rand des Tankteils (7) ausgebildet sind und am Sammelkastenteil (6) einrasten.
Wärmetauscher nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sammelkastenteil (6) und dem Tankteil (7) kein separates elastisches Dichtungsteil eingelegt wird, sondern ein Dichtmasse eingebracht wird.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine der Teile (6 oder 7) eine um dessen Umfang laufende Nut (12) aufweist, in die das andere Teil mit seinem Umfangsrand (13) einschiebbar ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut (12) und der Umfangsrand (13) im Querschnitt gesehen eine zueinander passende Konizität aufweisen.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teile (6, 7) aus Kunststoff bestehen und die Verbindung zwischen den Teilen (6, 7) eine Klebe – bzw. Dichtverbindung ist.
Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrenden (4) in den Öffnungen (5) mittels Klebens verbunden sind.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sammelkastenteil mit dem Tankteil den Sammelkasten (8) bildet, der zumindest in jedem Öffnungsbereich etwa eine runde oder ovale Querschnittskontur (20) aufweist, um dem Innendruck zu widerstehen.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, die Rohrenden (4) unterhalb oder etwa auf einer Höhe mit der Querschnittskontur enden.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrenden (4) vorzugsweise unverformt bleiben.
Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre Flachrohre (2) sind, die aus drei Blechstreifen (a, b, c) herstellbar sind, wobei zwei identische Blechstreifen (a und b) die Rohrwand bilden und der dritte Blechstreifen (c) einen Inneneinsatz darstellt, wobei die Flachrohre zwei stabile Schmalseiten (2.1) aufweisen, die durch sich umgreifende Längsränder der die Rohrwand bildenden Blechstreifen (a, b) und durch das Anliegen des Inneinsatzes mit seinen Längsrändern in den Schmalseiten (2.1) geschaffen worden sind.
Wärmetauscher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechdicke der die Rohrwand bildenden Blechstreifen (a, b) etwa 0,05–0,20 mm beträgt und die Blechdicke des Inneneinsatzes (c) im Bereich zwischen 0,03–0,10 mm liegt.