DE102010004973A1

DE102010004973A1 - Wärmeübertrager

Info

Publication number: DE102010004973A1
Application number: DE102010004973A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. 74321 Kämmerer
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2011-07-21

Abstract

Bei einem Wärmeübertrager (1), insbesondere Abgas- oder Ladeluftwärmeübertrager (2), umfassend ein Gehäuse (3) mit einem Gehäusemantel (4) und zwei Gehäusedeckwandungen (5), einen ersten Boden und einen zweiten Boden (6, 7) mit Öffnungen (8), Rohre (9) als erster Strömungskanal zum Durchleiten eines ersten Fluides, insbesondere Abgas, deren Enden in den Öffnungen (8) des ersten und zweiten Bodens (6, 7) angeordnet sind, wobei die Rohre (9) und der erste und/oder zweite Boden (6, 7) innerhalb des Gehäuses (3) angeordnet sind, so dass sich zwischen dem Gehäuse (3) und den Rohren (9) ein zweiter Strömungskanal zum Durchleiten eines zweiten Fluides, insbesondere eine Kühlflüssigkeit, ausbildet, sollen während des Verbindens von Komponenten (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) des Wärmeübertragers (1) die Komponenten (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) in der Materialstruktur nicht verändert werden und Komponenten (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) mit unterschiedlichen Materialien miteinander verbunden sein. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass wenigstens zwei Komponenten (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) des Wärmeübertragers (1) mittels Klebestoff miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 11 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 7 und 14.
Wärmeübertrager in unterschiedlichen Ausführungen werden für verschiedene technische Anwendungen zur Übertragung von Wärme von einem ersten Fluid auf ein zweites Fluid genutzt. Abgaswärmeübertrager als eine Ausführungsform eines Wärmeübertragers weisen im Allgemeinen ein Gehäuse, zwei Böden mit Öffnungen sowie eine Vielzahl von Rohren auf, deren Enden in den Böden angeordnet sind. Die Rohre mit den beiden Böden sind dabei innerhalb des Gehäuses angeordnet, so dass sich ein erster Strömungskanal in den Rohren für das Abgas und ein zweiter Strömungskanal zwischen den Rohren für die Kühlflüssigkeit in dem Wärmeübertrager bilden. Die Komponenten des Wärmeübertragers bestehen dabei im Allgemeinen aus Metall, insbesondere Aluminium, und sind vorzugsweise stoffschlüssig mittels Löten miteinander verbunden.
Die Komponenten oder Einzelteile des Wärmeübertragers, die mittels Löten miteinander zu verbinden sind, sind in vorgelagerten Prozessen mit Lot und gegebenenfalls einem Flussmittel zu beaufschlagen oder zu beschichten. Die Komponenten des Wärmeübertragers werden zunächst zu dem Wärmeübertrager kassettiert und dann in einem Lötofen auf die Arbeits- oder Schmelztemperatur des Lotes enwärmt. Dabei ist die Arbeits- oder Schmelztemperatur des Lotes oftmals nur geringfügig niedriger als die Schmelztemperatur des Grundwerkstoffes der Komponenten des Wärmeübertragers. Beispielsweise bei Wärmeübertragern, deren Komponenten im Grundwerkstoff aus Aluminium bestehen, ist die Schmelztemperatur des Aluminiums nur geringfügig höher als die Schmelz- oder Arbeitstemperatur des Lotes. Dadurch kann der Grundwerkstoff der Komponenten des Wärmeübertragers geschädigt werden, beispielsweise durch Gefügeumwandlungen, Grobkornbildungen und/oder Durchlegierungen. Auch können Eigenspannungen, welche z. B. durch vorgelagerte Umformprozesse der Komponenten vorhanden sind, gelöst werden und dadurch kann sich die Komponente verziehen. Auch können Kalkverfestigungen gelöst und Festigkeitseigenschaften negativ beeinflusst werden. Eine derartige Herstellung der Wärmeübertrager ist aufgrund der hohen Anzahl von Fertigungsschritten aufwendig und teuer. Außerdem ist beispielsweise für Schutzgaslötprozesse zusätzlich ein Flussmittel in der Form einer Paste auf die Komponenten aufzutragen. Ferner können auch Komponenten von Wärmeübertragern aus einem unterschiedlichen Grundwerkstoff bzw. einem unterschiedlichen Material, beispielsweise Edelstahl und Aluminium, nicht im Allgemeinen mit Löten miteinander verbunden werden.
Aus der EP 1 440 759 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers mit einem metallischen Rohr mit einer Aluminium beschichteten Oberfläche und mit auf der Oberfläche angeordneten, die Wärmeübertragungsfläche vergrößernden Rippen aus Aluminium bekannt. Das Verbinden der beschichteten Oberfläche mit der Rippe wird durch punktförmig dauerhaftes Fixieren und dem Herstellen eines großflächigen Wärmeüberganges zwischen Oberfläche und Rippe durch Auffüllen der Zwischenräume zwischen beschichteter Oberfläche und Rippe mit Wärmeleitmaterial ausgeführt. Das punktförmig dauerhafte Fixieren kann durch Punktschweißen, punktförmiges Durchsetzfügen oder punktförmiges Kleben ausgeführt werden. Als Wärmeleitmaterial wird Lot eingesetzt. Die Verbindung erfolgt somit, weil auch das Wärmeleitmaterial zur stoffschlüssigen Verbindung mitbeiträgt, nicht ausschließlich durch Kleben und außerdem lediglich punktförmig, d. h. nicht großflächig.
Die WO 02/14771 A2 zeigt einen Wärmetauscher mit einem Innenraum für ein Wärmetransportmedium zwischen zwei an deren Rand dicht verbundenen, im Wesentlichen parallelen Wandungen, die an einer in einem Abstand zum Rand angeordneten Verbindungsstelle je eine gegenseitig zusammenwirkende Verbindungsfläche aufweisen, über welche die Wandungen miteinander verbunden sind, wobei an beiden Wandungen die Verbindungsflächen jeweils über einen die Wandung versteifenden Versteifungsrand mit der Wandung verbunden ist.
Aus der DE 10 2006 002 627 A1 ist ein Wärmetauscher, insbesondere für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einem Rippen-Flachrohr-Block, in dem die Flachrohre mehrteilig ausgebildet sind, bekannt. An den Enden der Flachrohre sind Sammelkästen angeordnet, wobei die Wanddicke der Flachrohre etwa 0,05 mm bis 0,25 mm beträgt und die Wanddicke der Rippen bei etwa 0,03 mm bis 0,09 mm liegt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Wärmeübertrager und ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers zur Verfügung zu stellen bei dem während des Verbindens von Komponenten des Wärmeübertragers die Komponenten in der Materialstruktur nicht verändert werden und auch Komponenten mit unterschiedlichen Materialien miteinander verbunden werden können.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Wärmeübertrager, insbesondere Abgas- oder Ladeluftwärmeübertrager, umfassend ein Gehäuse mit einem Gehäusemantel und zwei Gehäusedeckwandungen, einen ersten Boden und einen zweiten Boden mit Öffnungen, Rohre als erster Strömungskanal zum Durchleiten eines ersten Fluides, insbesondere Abgas, deren Enden in den Öffnungen des ersten und zweiten Bodens angeordnet sind, wobei die Rohre und der erste und/oder zweite Boden innerhalb des Gehäuses angeordnet sind, so dass sich zwischen dem Gehäuse und den Rohren ein zweiter Strömungskanal zum Durchleiten eines zweiten Fluides, insbesondere eine Kühlflüssigkeit, ausbildet, wobei wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers mittels Klebestoff miteinander verbunden sind. Aufgrund der Verwendung eines Klebstoffs zum stoffschlüssigen Verbinden von wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers können auch Komponenten des Wärmeübertragers mit einem unterschiedlichen Material miteinander verbunden werden.
In einer weiteren Ausgestaltung erfolgt die Verbindung mittels des Klebstoffs zwischen den zwei Komponenten, insbesondere ausschließlich, großflächig. Großflächig bedeutet, dass die Kontaktfläche zwischen den Komponenten und dem Klebstoff wenigstens 0,2 cm², 0,5 cm², 1 cm², 2 cm², 3 cm² oder 5 cm² beträgt. Aufgrund der großflächigen Verbindung mittels des Klebstoffes ist somit eine dauerhafte und zuverlässige Verbindung möglich und es können auch große Kräfte an der Verbindung mittels Klebstoff übertragen werden. Eine Beschädigung des Grundwerkstoffes oder des Materiales der Komponenten des Wärmeübertragers tritt aufgrund der Verbindung mittels Kleben nicht auf.
Insbesondere ist in dem ersten und/oder zweiten Strömungskanal wenigstens eine Turbulenzeinlage angeordnet.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die wenigstens zwei Komponenten das Gehäuse und/oder der Gehäusemantel und/oder die Gehäusedeckwandungen und/oder der erste und/oder zweite Boden und/oder die Rohre und/oder die wenigstens eine Turbulenzeinlage.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist der Klebstoff zum Kleben eine Flüssig- und/oder Pastenklebstoff und/oder der Klebstoff ist beidseitig auf einem Klebestreifen aufgebracht und an einer Seite des Klebestreifens ist eine Komponente mit Kleben befestigt und an einer anderen Seite des Klebestreifens ist eine andere Komponente mit Kleben befestigt.
Vorzugsweise ist der Klebstoff ein mit Wärme und/oder Strahlung aushärtender Klebstoff.
In einer Variante sind wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers mit Löten oder Schweißen miteinander verbunden und/oder die wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers bestehen wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, aus einem unterschiedlichen Material, z. B. Metall, insbesondere Aluminium und/oder Stahl, und/oder Kunststoff. Die Komponenten des Wärmeübertragers können somit neben der Verbindung mittels Klebstoff auch mit einem anderen Fügeverfahren, beispielsweise Löten oder Schweißen, miteinander verbunden sein. Damit können am Wärmeübertrager die Komponenten mit unterschiedlichen Fügeverfahren, d. h. Kleben und einem anderen ergänzenden Fügeverfahren, miteinander verbunden sein. Damit können die Vorteile unterschiedlicher Fügeverfahren an einem Wärmeübertrager kombiniert werden.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Klebstoff einen Füllstoff zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit des Klebstoffes. Vorzugsweise sind die Füllstoffe metallisch, so dass dadurch der Klebstoff neben der stoffschlüssigen Verbindung auch als Wärmeleitmaterial zur Übertragung von Wärme von einer Komponente auf eine andere Komponente dient.
Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines, insbesondere in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen, Wärmeübertragers mit den Schritten: zur Verfügung stellen eines Gehäuses mit einem Gehäusemantel und zwei Gehäusedeckwandungen, zur Verfügung stellen von Rohren, vorzugsweise zur Verfügung stellen eines ersten und zweiten Bodens mit Öffnungen, Anordnen und Befestigen der Rohre innerhalb des Gehäuses und vorzugsweise der Rohre in den Öffnungen des ersten und zweiten Bodens, so dass ein erster Strömungskanal zum Durchleiten eines ersten Fluides durch die Rohre ausgebildet wird und zweiter Strömungskanal zum Durchleiten eines zweiten Fluides innerhalb des Gehäuses und außerhalb der Rohre ausgebildet wird, wobei wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers mit einem Klebstoff miteinander verbunden werden.
In einer weiteren Ausgestaltung werden sämtliche Komponenten des Wärmeübertragers mit dem Klebstoff miteinander verbunden und/oder es sind sämtliche Komponenten des Wärmeübertragers mit dem Klebstoff miteinander verbunden.
In einer weiteren Ausgestaltung werden die Komponenten des Wärmeübertragers vor dem Verbinden mittels des Klebstoffs vorbehandelt, beispielsweise durch Reinigen, Aufrauen, Aktivierung der Oberfläche, an den Bereichen der Oberflächen der wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers an denen die wenigstens zwei Komponenten mit dem Klebstoff miteinander verbunden werden.
Zweckmäßig wird der Klebstoff mit Sprühen und/oder Walzen und/oder Gießen und/oder Siebdruck und/oder Tauchen und/oder Dispensen auf wenigstens eine Komponente aufgebracht.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Turbulenzeinlage zur Verfügung gestellt und die Turbulenzeinlage in dem ersten und/oder zweiten Strömungskanal wird mit einem Klebstoff mit wenigstens einer Komponente verbunden.
Insbesondere wird der Klebstoff mit Wärme und/oder Strahlung ausgehärtet.
In einer ergänzenden Ausgestaltung werden die wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers zuerst in mechanischen Kontakt gebracht und anschließend wird der Klebstoff auf die wenigstens zwei Komponenten aufgebracht zum Verbinden der wenigstens zwei Komponenten mittels des Klebstoffes.
In einer zusätzlichen Ausführungsform wird der Klebstoff zuerst auf die wenigstens zwei Komponenten aufgebracht und anschließend werden die wenigstens zwei Komponenten miteinander in mechanische Verbindung gebracht, so dass der Klebstoff an den wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers in Verbindung steht und anschließend durch das Aushärten des Klebstoffes die wenigstens zwei Komponenten mit dem Klebstoff miteinander fest verbunden sind.
Erfindungsgemäßer Wärmeübertrager zum Durchleiten eines zu kühlenden oder zu erwärmenden Fluides, umfassend wenigstens ein Sammelrohr, wenigstens zwei Rohre, die mit dem wenigstens einen Sammelrohr verbunden sind, wobei der Wärmeübertrager von einem Temperierfluid durchströmbar, wobei wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers mittels Klebestoff miteinander verbunden sind.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Wärmeübertrager als Komponente wenigstens eine zwischen den Rohren angeordnete Wellrippe.
In einer ergänzenden Variante bestehen die wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers aus einem unterschiedlichen Material, z. B. Metall, insbesondere Aluminium und/oder Stahl, und/oder Kunststoff, wenigstens teilweise, insbesondere vollständig.
Erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers, insbesondere eines in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Wärmeübertragers, mit den Schritten: zur Verfügung stellen von wenigstens einem Sammelrohr mit Öffnungen, zur Verfügung stellen von wenigstens zwei Rohren, Einbringen der wenigstens zwei Rohre in die Öffnungen des wenigstens einen Sammelrohres, Verbinden der wenigstens zwei Rohre mit dem wenigstens einem Sammelrohr, wobei wenigstens zwei Komponenten des Wärmeübertragers mit einem Klebstoff miteinander verbunden werden.
In einer weiteren Variante werden zwischen den wenigstens zwei Rohren Wellrippen als Komponenten des Wärmeübertragers mit Klebstoff mit den wenigstens zwei Rohren verbunden.
In einer weiteren Ausgestaltung sind innerhalb der Rohre, insbesondere Flachrohre, und/oder in dem ersten und/oder zweiten Strömungskanal Turbulenzeinlagen angeordnet. Die Turbulenzeinlagen, beispielsweise Leitbleche, dienen dazu für die Strömung beispielsweise des ersten Fluides durch die Rohre eine turbulente Strömung zu erzeugen zur Erhöhung der Wärmeübertragung von dem ersten Fluid auf das zweite Fluid und umgekehrt.
In einer weiteren Ausgestaltung sind beispielsweise zwischen den Rohren Turbulenzeinlagen, d. h. innerhalb des zweiten Strömungskanales, insbesondere für die Kühlflüssigkeit, angeordnet. Dadurch soll möglichst eine turbulente Strömung beim Umströmen der Rohre mittels des zweiten Fluides, insbesondere der Kühlflüssigkeit, erzielt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die wenigstens eine Komponente ein Befestigungsteil, z. B. eine Lasche oder eine Öse, zur Befestigung des Wärmeübertragers, beispielsweise an einer Karosserie eines Kraftfahrzeuges.
Die beschriebenen Ausgestaltungen können miteinander kombiniert werden.
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 einen Längsschnitt eines Wärmeübertragers in einem ersten Ausführungsbeispiel und
2 eine Vorderansicht des Wärmeübertragers in einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Ein als Abgaswärmeübertrager 2 ausgebildeter Wärmeübertrager 1 dient zur Kühlung von Abgas mittels Kühlflüssigkeit. Der Abgaswärmeübertrager 2 weist dabei einen ersten Strömungskanal 14 zum Durchleiten eines ersten Fluides, nämlich Abgas, auf. Ein zweiter Strömungskanal 15 zum Durchleiten eines zweiten Fluides, nämlich Kühlflüssigkeit, dient dazu, von dem Abgas Wärme auf die Kühlflüssigkeit zu übertragen und dadurch das Abgas zu kühlen (1). Der Abgaswärmeübertrager 2 wird dabei in einer nicht dargesteilten Anordnung zur Rückführung und Kühlung von Abgas einer Brennkraftmaschine eingesetzt, um mittels Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine das Abgas aus der Brennkraftmaschine zu kühlen und anschließend wieder nach dem Abkühlen in dem Abgaswärmeübertrager einer nicht dargestellten Ladeluftleitung zuzuführen zur weiteren Verbrennung in einem Verbrennungsraum der Brennkraftmaschine.
Der Abgaswärmeübertrager 2 weist eine Vielzahl von an als Flachrohre 10 ausgebildeter Rohre 9 auf, die innerhalb eines Gehäusemantels 4 eines Gehäuses 3 des Abgaswärmeübertragers 2 angeordnet sind. Die Rohre 9 untereinander sowie die Verbindung zwischen den Flachrohren 10 und dem Gehäusemantel 4 ist vorzugsweise mittels Stegen 12 ausgeführt (1). Die Flachrohre 10 dienen zum Durchleiten von Abgas und ein Zwischenraum, der sich innerhalb des Gehäusemantels 4 ausgebildet und außerhalb der Flachrohre 10 vorhanden ist, dient zur Durchleitung von Kühlflüssigkeit als zweites Fluid. Der erste und zweite Boden 6, 7 ist innerhalb des Gehäusemantels 4 angeordnet. Dabei bildet sich ein Abstand zwischen dem ersten und zweiten Boden 6, 7 sowie den Stegen 12 aus. Aufgrund dieses Abstandes zwischen dem ersten und zweiten Boden 6, 7 sowie den Stegen 12 kann die Kühlflüssigkeit zwischen den Rohren 10 auch in einer Richtung senkrecht zu der Achse 11 der Rohre 10 strömen. Bei einer Ausbildung des Abgaswärmeübertragers 2 ohne den Stegen 12 wird die Kühlflüssigkeit innerhalb des Gehäuses 3 nur durch die Flachrohre 10 in der Strömung behindert. Eine Einlassöffnung 18 für Kühlflüssigkeit sowie eine Auslassöffnung 19 für Kühlflüssigkeit als zweites Fluid ist in den Gehäusemantel 4 eingearbeitet. Der Abgaswärmeübertrager 2 umfasst damit als Komponenten das Gehäuse 3 mit dem Gehäusemantel 4 und Gehäusedeckwandungen 5 als ersten und zweiten Diffusor 21, 22, den ersten und zweiten Boden 6, 7, die Flachrohre 10 und vorzugweise die Stege 12.
In den Wärmeübertrager 1 kann durch eine Einlassöffnung 16 für Abgas an dem ersten Diffusor 21 Abgas eingeleitet werden, welches anschließend durch die Vielzahl an Flachrohre 10 strömt und anschließend nach dem Ausströmen durch die Flachrohre 10 in dem zweiten Diffusor 22 wieder gesammelt wird und durch eine Auslassöffnung 17 für Abgas kontrolliert aus dem Wärmeübertrager 1 ausgeleitet wird. Die Kühlflüssigkeit wird durch die Einlassöffnung 18 eingeleitet und durch die Auslassöffnung 19 ausgeleitet.
Bei der Herstellung des Abgaswärmeübertragers 2 ohne den Stegen 12 werden zunächst die Rohre 9 in Öffnungen 8 des ersten und zweiten Bodens 6, 7 angeordnet und anschließend die beiden Böden 6, 7 mit den Rohren 9 in den Gehäusemantel 4 an einem Ende 20 des Gehäusemantels 4 eingeschoben. Anschließend wird an den beiden Enden des Gehäusemantels 4 jeweils ein erster und zweiter Diffusor 21, 22 angebracht.
In 2 ist eine Vorderansicht des Wärmeübertragers 1 in einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Wärmeübertrager 1 umfasst zwei Sammelrohre 13, zwischen denen eine Vielzahl von Rohren 9 angeordnet sind, die als Flachrohre 10 ausgebildet sind. Zwischen den Flachrohren 9 sind zickzackartige oder ziehharmonikaartige Wellrippen 25 an Breitseitenwandungen der Flachrohre 10 angeordnet, die in 1 nur teilweise dargestellt sind. Durch eine Einlassleitung 23 wird ein zu kühlendes oder zu erwärmendes Fluid in den Wärmeübertrager 1 eingeleitet und durch die Sammelrohre 13 in die Flachrohre 10 ein- und ausgeleitet und durch eine Auslassleitung 24 wird das zu kühlende oder zu erwärmende Fluid aus dem Wärmeübertrager 1 wieder ausgeleitet. Der Wärmeübertrager 1 umfasst als Komponenten die Flachrohre 10, die Sammelrohre 13 und die Wellrippen 25. Der Wärmeübertrager 1 wird von einem Temperierfluid in einer Strömungsrichtung durchströmt, die senkrecht auf der Zeichenebene von 2 ist. Als zu kühlendes oder zu erwärmendes Fluid wird Kühlmittel eines Verbrennungsmotors verwendet und als Temperierfluid Umgebungsluft. Mit dem Wärmeübertrager 1 wird somit Abwärme eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors durch das Kühlmittel, welches den Wärmeübertrager 1 durchströmt, an die Umgebungsluft als Temperierfluid abgegeben.
Die beiden oben beschriebenen Wärmeübertrager 1 in dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel umfassen unterschiedliche Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25. Die Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25 der Wärmeübertrager 1 werden dabei mittels eines nicht dargestellten Klebestoffs miteinander verbunden. Dabei können die Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25 der Wärmeübertrager 1 neben der Verbindung mittels des Klebstoffs auch mit anderen Fügeverfahren, beispielsweise Löten oder Schweißen, miteinander verbunden sein. Abweichend hiervon können sämtliche Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25 der Wärmeübertrager 1 auch ausschließlich mittels des Klebstoffs miteinander verbunden sein. Als Klebstoff werden dabei mit Wärme aushärtende oder durch Strahlung aushärtende Klebstoffe bevorzugt, da diese weniger schnell aushärten und dadurch die Verarbeitungsdauer verlängert wird. Aufgrund der Verbindung der Komponenten der Wärmeübertrager 1 mittels des Klebstoffes können auch Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25 aus einem unterschiedlichen Material, beispielsweise Edelstahl und Aluminium, miteinander verbunden werden. Auch Kunststoff als Material der Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25 kann dabei verwendet werden, weil beim Kleben keine hohen Temperaturen wie beim Löten zum Verbinden erforderlich sind.
Insgesamt betrachtet sind mit den erfindungsgemäßen Wärmeübertragern 1 und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der Wärmeübertrager 1 wesentliche Vorteile verbunden. Aufgrund der Verbindung der Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25 der Wärmeübertrager 1 mittels des Klebstoffes tritt an dem Grundwerkstoff bzw. dem Material der Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25 keine Schädigung des Materiales auf, weil beim Kleben nur sehr geringe erhöhte Arbeitstemperaturen oder keine erhöhten Arbeitstemperaturen zu normalen Raumtemperaturen erforderlich sind. Ferner können auch Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25 der Wärmeübertrager 1 mit einem unterschiedlichen Material oder Grundwerkstoff, beispielsweise Edelstahl und/oder Aluminium und/oder Kunststoff, miteinander verbunden werden. Ferner sind auch keine aufwendigen Beschichtungen, beispielsweise mit einem Lot oder einem Flussmittel erforderlich, um die Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25 der Wärmeübertrager 1 zu verbinden. Damit ist das Herstellungsverfahren für die Wärmeübertrager 1 einfach und preiswert und ferner ist eine zuverlässige Verbindung der Komponenten 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 13, 25 der Wärmeübertrager 1 mit einem geringen technischen Aufwand möglich.
Bezugszeichenliste

1: Wärmeübertrager
2: Abgaswärmeübertrager
3: Gehäuse
4: Gehäusemantel
5: Gehäusedeckwandung
6: Erster Boden
7: Zweiter Boden
8: Öffnungen in Boden
9: Rohre
10: Flachrohre
11: Achse der Rohre
12: Steg
13: Sammelrohr
14: Erster Strömungskanal für Abgas
15: Zweiter Strömungskanal für Kühlflüssigkeit
16: Einlassöffnung für Abgas
17: Auslassöffnung für Abgas
18: Einlassöffnung für Kühlflüssigkeit
19: Auslassöffnung für Kühlflüssigkeit
20: Enden des Gehäusemantels
21: Erster Diffusor
22: Zweiter Diffusor
23: Einlassleitung
24: Auslassleitung
25: Wellrippe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1440759 A1 [0004]
WO 02/14771 A2 [0005]
DE 102006002627 A1 [0006]

Claims

Wärmeübertrager (1), insbesondere Abgas- oder Ladeluftwärmeübertrager (2), umfassend – ein Gehäuse (3) mit einem Gehäusemantel (4) und zwei Gehäusedeckwandungen (5), – einen ersten Boden (6) und einen zweiten Boden (7) mit Öffnungen (8), – Rohre (9) als erster Strömungskanal (14) zum Durchleiten eines ersten Fluides, insbesondere Abgas, deren Enden in den Öffnungen (8) des ersten und zweiten Bodens (6, 7) angeordnet sind, wobei – die Rohre (9) und der erste und/oder zweite Boden (6, 7) innerhalb des Gehäuses (3) angeordnet sind, so dass sich zwischen dem Gehäuse (3) und den Rohren (9) ein zweiter Strömungskanal (15) zum Durchleiten eines zweiten Fluides, insbesondere eine Kühlflüssigkeit, ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Komponenten (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) des Wärmeübertragers (1) mittels Klebestoff miteinander verbunden sind.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten und/oder zweiten Strömungskanal (14, 15) wenigstens eine Turbulenzeinlage angeordnet ist.
Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Komponenten (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) das Gehäuse (3) und/oder der Gehäusemantel (4) und/oder die Gehäusedeckwandungen (5) und/oder der erste und/oder zweite Boden (6, 7) und/oder die Rohre (9) und/oder die wenigstens eine Turbulenzeinlage sind.
Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff zum Kleben eine Flüssig- und/oder Pastenklebstoff ist und/oder der Klebstoff beidseitig auf einem Klebestreifen aufgebracht ist und an einer Seite des Klebestreifens eine Komponente (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) mit Kleben befestigt ist und an einer anderen Seite des Klebestreifens eine andere Komponente (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) mit Kleben befestigt ist.
Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff ein mit Wärme und/oder Strahlung aushärtender Klebstoff ist.
Wärmeübertrager nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Komponenten (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) des Wärmeübertragers (1) mit Löten oder Schweißen miteinander verbunden sind und/oder die wenigstens zwei Komponenten (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) des Wärmeübertragers (1) aus einem unterschiedlichen Material, z. B. Metall, insbesondere Aluminium und/oder Stahl, und/oder Kunststoff, wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, bestehen.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers (1), insbesondere eines Wärmeübertragers (1) gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten: – zur Verfügung stellen eines Gehäuses (3) mit einem Gehäusemantel (4) und zwei Gehäusedeckwandungen (5), – zur Verfügung stellen von Rohren (9), – vorzugsweise zur Verfügung stellen eines ersten und zweiten Bodens (6, 7) mit Öffnungen (8), – Anordnen und Befestigen der Rohre (9) innerhalb des Gehäuses (3) und vorzugsweise der Rohre (9) in den Öffnungen (8) des ersten und zweiten Bodens (6, 7), so dass – ein erster Strömungskanal (14) zum Durchleiten eines ersten Fluides durch die Rohre (9) ausgebildet wird und – zweiter Strömungskanal (15) zum Durchleiten eines zweiten Fluides innerhalb des Gehäuses (3) und außerhalb der Rohre (9) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Komponenten (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) des Wärmeübertragers (1) mit einem Klebstoff miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff mit Sprühen und/oder Walzen und/oder Gießen und/oder Siebdruck und/oder Tauchen und/oder Dispensen auf wenigstens eine Komponente (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Turbulenzeinlage zur Verfügung gestellt wird und die Turbulenzeinlage in dem ersten und/oder zweiten Strömungskanal (14, 15) mit einem Klebstoff mit wenigstens einer Komponente (3, 4, 5, 6, 7, 9, 10) verbunden wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff mit Wärme und/oder Strahlung ausgehärtet wird.
Wärmeübertrager (1) zum Durchleiten eines zu kühlenden oder zu erwärmenden Fluides, umfassend – wenigstens ein Sammelrohr (13), – wenigstens zwei Rohre (9), die mit dem wenigstens einen Sammelrohr (13) verbunden sind, – wobei der Wärmeübertrager (1) von einem Temperierfluid durchströmbar, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Komponenten (9, 10, 13, 25) des Wärmeübertragers (1) mittels Klebestoff miteinander verbunden sind.
Wärmeübertrager nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager (1) als Komponente (9, 10, 13, 25) wenigstens eine zwischen den Rohren (9) angeordnete Wellrippe (25) umfasst.
Wärmeübertrager nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Komponenten (9, 10, 13, 25) des Wärmeübertragers (1) aus einem unterschiedlichen Material, z. B. Metall, insbesondere Aluminium und/oder Stahl, und/oder Kunststoff, wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, bestehen.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragers (1), insbesondere eines Wärmeübertragers (1) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, mit den Schritten: – zur Verfügung stellen von wenigstens einem Sammelrohr (13) mit Öffnungen, – zur Verfügung stellen von wenigstens zwei Rohren (9), – Einbringen der wenigstens zwei Rohre (9) in die Öffnungen des wenigstens einen Sammelrohres (13), – Verbinden der wenigstens zwei Rohre (9) mit dem wenigstens einem Sammelrohr (13), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Komponenten (9, 10, 13, 25) des Wärmeübertragers (1) mit einem Klebstoff miteinander verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den wenigstens zwei Rohren (9) Wellrippen (25) als Komponenten (9, 10, 13, 25) des Wärmeübertragers (1) mit Klebstoff mit den wenigstens zwei Rohren (9) verbunden werden.