DE102004041308A1 - Kühler - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Kühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Kühlmittelleitungseinrichtung (1), insbesondere einer Vielzahl von Kühlmittelleitungseinrichtungen, wie Rohren, die von einem zu kühlenden Kühlmedium durchströmt wird beziehungsweise werden. DOLLAR A Um einen Kühler zu schaffen, der einen besseren Wirkungsgrad aufweist als herkömmliche Kühler, ist die Kühlmittelleitungseinrichtung (1) einstückig aus zwei Hälften (11, 12) gebildet, die durch eine in Längsrichtung der Kühlmittelleitungseinrichtung (1) verlaufende Biegekante (8) miteinander verbunden sind.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Kühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Kühlmittelleitungseinrichtung, insbesondere einer Vielzahl von Kühlmittelleitungseinrichtungen, wie Rohren, die von einem zu kühlenden Kühlmedium durchströmt wird beziehungsweise werden.
- Aus der internationalen Offenlegungsschrift WO 99/13282 und der amerikanischen Offenlegungsschrift US 2002/0139520 A1 sind Kühler bekannt, deren Kühlmittelleitungsrohre jeweils aus zwei ausgestanzten und geprägten Platten gebildet sind, die an ihrem Umfang miteinander verlötet sind. Durch die verlöteten Flächen wird der von dem Kühlmedium durchströmte Querschnitt der Kühlmittelleitungsrohre verringert.
- Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Kühlmittelleitungseinrichtung, insbesondere einer Vielzahl von Kühlmittelleitungseinrichtungen, wie Rohren, die von einem zu kühlenden Kühlmedium durchströmt wird beziehungsweise werden, zu schaffen, der einen besseren Wirkungsgrad aufweist als herkömmliche Kühler.
- Die Aufgabe ist bei einem Kühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Kühlmittelleitungseinrichtung, insbesondere einer Vielzahl von Kühlmittelleitungseinrichtungen, wie Rohren, die von einem zu kühlenden Kühlmedium durchströmt wird beziehungsweise werden, dadurch gelöst, dass die Kühlmittelleitungseinrichtung einstückig aus zwei Teilen, insbesondere Hälften, gebildet ist, die durch eine in Längsrichtung der Kühlemittelleitungseinrichtung verlaufende Biegekante miteinander verbunden sind. Da die beiden Teile beziehungsweise Hälften an der Biegekante bereits einstükkig miteinander verbunden sind, müssen sie nur an einer Seite miteinander verlötet werden. Dadurch vergrößert sich der von dem Kühlmedium durchströmte Querschnitt. Darüber hinaus verringert sich die Anzahl der benötigten Einzelteile um die Hälfte, da pro Kühlmittelleitungseinrichtung nur noch ein Teil benötigt wird.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitungseinrichtung von einer im Wesentlichen rechteckförmigen Platte gebildet wird, die durch die Biegekante in zwei längliche Hälften unterteilt ist, die zusammengefaltet sind. Bei der Platte handelt es sich vorzugsweise um ein geprägtes Stanzteil aus einem metallischen Werkstoff, das einfach und kostengünstig herstellbar ist. Im zusammengefalteten Zustand liegen die Plattenhälften deckungsgleich aufeinander.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Platte einen gegenüber der Plattenoberfläche erhabenen umlaufenden Rand aufweist. Vorzugsweise ist die Platte innerhalb des umlaufenden Randes eingeprägt, wobei die Tiefe der eingeprägten Fläche die halbe lichte Weite der Kühlmittelleitungseinrichtung beträgt.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Rand an den Schnittpunkten mit der Biegekante unterbrochen ist. Im Bereich der Biegekante hat die Platte über die gesamte Länge der Biegekante die gleiche Tiefe. Dadurch wird eine unerwünschte Beschädigung des Plattenmaterials im Bereich der Biegekante beim Zusammenfalten vermieden.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Plattenhälften im zusammengefalteten Zustand mit dem umlaufenden Rand aneinander anliegen. Vorzugsweise sind die Plattenhälften an dem umlaufenden Rand miteinander verlötet.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der Plattenhälften jeweils ein Verbindungsstutzen ausgebildet ist. Die Verbindungsstutzen werden vorzugsweise von tiefgezogenen Näpfen gebildet, die dazu dienen, zwei übereinander angeordnete Kühlmittelleitungseinrichtungen miteinander zu verbinden. Das hat den Vorteil, dass separate Verbindungsrohre entfallen können.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Plattenhälfte eine Vielzahl von Erhebungen ausgebildet ist, die im zusammengefalteten Zustand der Plattenhälften aneinander anliegen. Bei den miteinander verlöteten Erhebungen handelt es sich vorzugsweise um eingeprägte Noppen, die zur Verbesserung des Wärmeübergangs und als Zuganker zur Festigkeitssteigerung beitragen.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei zusammengefalteten Plattenhälften eine Turbulenzeinlage angeordnet ist. Die vorzugsweise mit den Plattenhälften verlötete Turbulenzeinlage dient zur Verbesserung des Wärmeübergangs und als Zuganker zur Festigkeitssteigerung.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlmittelleitungseinrichtungen übereinander gestapelt sind, und dass zwischen zwei Kühlmittelleitungseinrichtungen jeweils eine Luftleiteinrichtung angeordnet ist. Die Luftleiteinrichtung umfasst vorzugsweise eine Vielzahl von Luftleitrippen, die einstückig miteinander verbunden sind.
- Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kühlers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitungseinrichtung und die Luftleiteinrichtung aus dem gleichen Blechmaterial, insbesondere aus Aluminiumblech, gebildet sind. Das hat den Vorteil, dass der komplette Kühler nur aus einem Material gebildet und somit gut wieder verwertbar ist.
- Bevorzugt ist der Kühler als Ölkühler, Kühlmittelkühler oder Kraftstoffkühler ausgebildet, es sind jedoch auch andere Anwendungen der Erfindung möglich.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
-
1 ein erfindungsgemäßes Kühlmittelleitungsrohr im aufgeklappten Zustand in der Draufsicht; -
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus1 ; -
3 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie III-III in1 ; -
4 eine Seitenansicht von rechts auf das Kühlmittelleitungsrohr aus1 ; -
5 das Kühlmittelleitungsrohr aus1 im halb zusammengeklappten Zustand; -
6 eine Seitenansicht des halb zusammengeklappten Kühlmittelleitungsrohres aus5 ; -
7 einen vergrößerten Ausschnitt des in1 dargestellten Kühlmittelleitungsrohres gemäß einer weiteren Ausführungsform mit Noppen; -
8 eine perspektivische Darstellung einer Turbulenzeinlage; -
9 das Kühlmittelleitungsrohr aus1 im halb zusammengeklappten Zustand mit einer eingelegten Turbulenzeinlage, wie sie in8 dargestellt ist; -
10 das Kühlmittelleitungsrohr aus1 im vollständig zusammengeklappten beziehungsweise zusammengefalteten Zustand; -
11 eine Seitenansicht von links des in10 dargestellten Kühlmittelleitungsrohres; -
12 einen Kühler mit einer Vielzahl von zusammengelöteten Kühlmittelleitungsrohren, zwischen denen Luftleiteinrichtungen angeordnet sind, in der Vorderansicht; -
13 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie XIII-XIII in12 ; -
14 den Kühler aus12 in der Draufsicht und -
15 eine Schnittansicht durch zwei zusammengelötete Verbindungsstutzen des Kühlers aus12 in vergrößerter Darstellung. - In
1 ist ein erfindungsgemäßes Kühlmittelleitungsrohr1 im aufgeklappten Zustand dargestellt. Das Kühlmittelleitungsrohr1 wird von einer Platte4 gebildet, die im Wesentlichen die Gestalt eines Rechtecks aufweist, dessen Ecken abgerundet sind. Bei der Platte4 handelt es sich um ein Stanzteil aus Aluminiumblech, das eine Biegekante8 aufweist, durch welche die Platte4 in Längsrichtung in zwei gleichgroße Hälften11 und12 unterteilt wird. Die Biegekante8 stellt gleichzeitig eine Symmetrieachse der Platte4 dar. Die Platte4 wird außen von einem umlaufenden Rand15 begrenzt, der dazu dient, die beiden Plattenhälften11 und12 im zusammengefalteten oder zusammengeklappten Zustand miteinander zu verlöten. Innerhalb des umlaufenden Randes15 sind die Plattenhälften11 und12 in die Zeichenebene hineingeprägt, also vertieft, so dass der umlaufende Rand15 über die Plattenhälften11 und12 erhaben ist. In den Endbereichen der Plattenhälften11 und12 ist jeweils ein Verbindungsstutzen21 ,22 ,23 ,24 ausgebildet. Die Verbindungsstutzen21 bis24 haben im Wesentlichen die Gestalt von Rohrstücken, die dazu dienen, zwei übereinander angeordnete Kühlmittelleitungsrohre miteinander zu verbinden. - In
2 ist ein Ausschnitt aus1 vergrößert dargestellt. In dem vergrößerten Ausschnitt sieht man, dass der umlaufende Rand15 im Bereich seines Schnittpunkts mit der Biegekante8 nicht durchgehend ausgebildet ist, sondern in einem Abschnitt26 unterbrochen ist. In der gleichen Weise ist der umlaufende Rand15 auch an dem anderen Ende der Biegekante8 unterbrochen. Durch die Unterbrechung des umlaufenden Randes15 in dem Abschnitt26 wird sichergestellt, dass die Plattenhälften11 und12 im Bereich der Biegekante8 eine konstante Einprägetiefe aufweisen. - In der in
3 dargestellten Schnittansicht sieht man, dass der Verbindungsstutzen21 eine im Wesentlichen kreiszylindermantelförmige Seitenwand30 aufweist, die durch einen Boden31 abgeschlossen ist. In gleicher Weise umfasst der Verbindungsstutzen22 eine im Wesentlichen kreiszylindermantelförmige Seitenwand33 , die durch einen Boden34 abgeschlossen ist. - In der Seitenansicht der
4 sieht man, dass die Oberfläche der Plattenhälften11 und12 um eine Einprägetiefe t von dem umlaufenden Rand15 beabstandet ist, und zwar auch im Bereich des Abschnitts26 . Die Länge beziehungsweise Höhe der Verbindungsstutzen22 ,23 ist in4 mit h angegeben. - In
5 ist das Kühlmittelleitungsrohr1 im halb zusammengeklappten beziehungsweise zusammengefalteten Zustand dargestellt. Die Plattenhälften11 und12 sind, bezogen auf die Biegekante8 , in einem Winkel von 90° zueinander angeordnet. In5 sieht man, dass die Böden31 ,34 der Verbindungsstutzen21 ,22 nicht geschlossen, sondern mit einem zentralen Durchgangsloch38 ,39 ausgestattet sind. Die Durchgangslöcher38 ,39 schaffen Strömungsverbindungen zwischen zwei übereinander gestapelten Kühlmittelleitungsrohren. - In
6 ist eine Seitenansicht des in5 halb zusammengefalteten Kühlmittelleitungsrohres1 dargestellten. In dieser Darstellung ist auch noch einmal die Einprägetiefe t der Oberfläche der Plattenhälften11 und12 sowie die Länge beziehungsweise die Höhe h der Verbindungsstutzen21 und24 bezeichnet. - In
7 ist ein vergrößerter Ausschnitt des Kühlmittelleitungsrohres1 aus1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. In die Plattenhälften11 und12 sind eine Vielzahl von Noppen41 ,42 ;45 ,46 eingeprägt, die sich in die Papierebene hinein erstrecken. Die Noppen41 ,42 und45 ,46 kommen an ihren freien Enden aneinander zur Anlage, wenn die Plattenhälften11 und12 zusammengefaltet beziehungsweise zusammengeklappt werden. Die Noppen dienen dazu, den Wärmeübergang zu erhöhen und die Festigkeit des zusammengefalteten Kühlmittelleitungsrohres1 zu erhöhen. - In
8 ist eine Turbulenzeinlage50 perspektivisch dargestellt, die anstelle der Noppen in das Kühlmittelleitungsrohr1 eingelegt werden kann, wie in9 dargestellt ist. Die Turbulenzeinlage50 hat die gleiche Funktion und Wirkung wie die Noppen bei dem in7 dargestellten Ausführungsbeispiel. - In
10 ist eine Draufsicht auf ein vollständig zusammengefaltetes beziehungsweise zusammengeklapptes Kühlmittelleitungsrohr1 in der Draufsicht dargestellt. In einer Zusammenschau mit der in11 dargestellten Seitenansicht von links sieht man, dass die beiden Plattenhälften11 und12 an dem umlaufenden Rand15 aneinander anliegen. Dort sind die Plattenhälften11 und12 miteinander verlötet. Im Bereich der Biegekante8 sind die Plattenhälften11 und12 einstückig miteinander verbunden. Die Verbindungsstutzen22 und23 erheben sich in entgegengesetzten Richtungen von den Plattenhälften11 und12 . - In den
12 bis14 ist ein zusammengelöteter Kühler in verschiedenen Ansichten dargestellt, der neun Kühlmittelleitungsrohre61 bis69 umfasst, die an ihren Verbindungsstutzen zu einem Block zusammengelötet sind. - Oben und unten wird der Kühlerblock durch Abschlussbleche
70 und71 begrenzt. Das Kühlmittelleitungsrohr61 weist nach oben hin zwei Verbindungsstutzen73 und74 auf, die durch das Abschlussblech70 verschlossen sind. Der Verbindungsstutzen73 dient zum Beispiel als Eingangsstutzen für das Kühlmedium. Der Verbindungsstutzen74 dient zum Beispiel als Ausgangsstutzen für das Kühlmedium. An seiner Unterseite weist das Kühlmittelleitungsrohr61 zwei Verbindungsstutzen75 und76 auf. Das Kühlmittelleitungsrohr71 liegt mit seinen Verbindungsstutzen75 und76 auf zwei Verbindungsstutzen77 und80 auf, die an dem Kühlmittelleitungsrohr62 ausgebildet sind. Die Verbindungsstutzen76 und80 sowie75 und77 sind miteinander verlötet und schaffen eine Strömungsverbindung zwischen den Kühlmittelleitungsrohren61 und62 . An der Unterseite des Kühlmittelleitungsrohres62 sind zwei Verbindungsstutzen78 und79 ausgebildet, die in gleicher Weise mit den entsprechenden Verbindungsstutzen des darunter angeordneten Kühlmittelleitungsrohres63 verbunden sind. Zwischen dem Abschlussblech70 und dem Kühlmittelleitungsrohr61 ist eine Luftleiteinrichtung110 angeordnet. Bei der Luftleiteinrichtung110 handelt es sich um eine zickzackförmig ausgebildete Wellrippenstruktur. Jeweils zwischen zwei Kühlmittelleitungsrohren61 ,62 ;62 ,63 ist jeweils eine Luftleiteinrichtung111 ;112 angeordnet. - In
15 ist die Biegekante des Kühlmittelleitungsrohres61 mit80 bezeichnet. Auf der der Biegekante80 entgegengesetzten Seite sind die beiden Plattenhälften81 und82 an ihrem umlaufenden Rand84 zusammengelötet. Die Plattenhälften91 und92 des Kühlmittelleitungsrohres62 sind in gleicher Weise auf der der Biegekante90 gegenüberliegenden Seite an dem umlaufenden Rand94 zusammengelötet. In15 sieht man auch, dass die Kühlmittelleitungsrohre61 und62 durch die Durchgangslöcher101 bis104 eine durchgehende Strömungsverbindung aufweisen.
Claims (10)
- Kühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Kühlmittelleitungseinrichtung (
1 ), insbesondere einer Vielzahl von Kühlmittelleitungseinrichtungen (61 -69 ), wie Rohren, die von einem zu kühlenden Kühlmedium durchströmt wird beziehungsweise werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitungseinrichtung (1 ) einstückig aus zwei Teilen, insbesondere Hälften (11 ,12 ), gebildet ist, die durch eine in Längsrichtung der Kühlmittelleitungseinrichtung (1 ) verlaufende Biegekante (8 ) miteinander verbunden sind. - Kühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitungseinrichtung (
1 ) von einer im Wesentlichen rechteckförmigen Platte (4 ) gebildet wird, die durch die Biegekante (8 ) in zwei längliche Hälften (11 ,12 ) unterteilt ist, die zusammengefaltet sind. - Kühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (
4 ) einen gegenüber der Plattenoberfläche erhabenen umlaufenden Rand (15 ) aufweist. - Kühler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der umlaufende Rand (
15 ) an den Schnittpunkten mit der Biegekante (8 ) unterbrochen ist. - Kühler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Plattenhälften (
11 ,12 ) im zusammengefalteten Zustand mit dem umlaufenden Rand (15 ) aneinander anliegen. - Kühler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden der Plattenhälften (
11 ,12 ) jeweils ein Verbindungsstutzen (22 -24 ) ausgebildet ist. - Kühler nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Plattenhälfte (
11 ;12 ) eine Vielzahl von Erhebungen (41 ,42 ;45 ,46 ) ausgebildet sind, die im zusammengefalteten Zustand der Plattenhälften (11 ;12 ) aneinander anliegen. - Kühler nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei zusammengefalteten Plattenhälften (
11 ,12 ) eine Turbulenzeinlage (50 ) angeordnet ist. - Kühler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Kühlmittelleitungseinrichtungen (
61 -69 ) übereinander gestapelt sind, und dass zwischen zwei Kühlmittelleitungseinrichtungen (61 ,62 ;62 ,63 ) jeweils eine Luftleiteinrichtung (111 ;112 ) angeordnet ist. - Kühler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelleitungseinrichtungen (
61 -69 ) und die Luftleiteinrichtungen (110 bis112 ) aus dem gleichen Blechmaterial, insbesondere aus Aluminiumblech, gebildet sind.
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