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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers
für ein
Luftheizgerät zur
Integration in ein Luft führendes
Gehäuse,
welcher einen eine Längsachse
aufweisenden Wärmetauscherkörper aufweist.
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Derzeit
werden kraftstoffbetriebene Zusatzheizungen für Fahrzeuge, insbesondere für Nutzfahrzeuge,
hauptsächlich
getrennt von der fahrzeugeigenen Heiz-Klimaeinheit, vorliegend auch
als Fahrzeugklimagerät
bezeichnet, verbaut. Derartige Zusatzheizungen sind beispielsweise
als Luftheizgeräte realisiert,
die als Zuheizer und/oder als Standheizungen zum Einsatz kommen.
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Seit
geraumer Zeit gehen Bestrebungen dahin, Luftheizgeräte in die
fahrzeugeigene Heiz-Klimaeinheit zu integrieren. Dies spart Bauraum
und erforderliche Komponenten. Ein Beispiel für eine derartige Anordnung
ist in der
DE 102
11 591 A1 dargestellt.
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Die
für die
Einbindung des Luftheizgerätes
in die Heiz-Klimaeinheit gewählte
Position und der Aufbau des Luftheizgerätes sind für die Funktion, die Wirtschaftlichkeit
und die Sicherheit der Einbindung maßgeblich verantwortlich. Man
ist daher bestrebt, die verschiedenen mit der Einbringung des Luftheizgerätes in die
Heiz-Klimaeinheit in Verbindung stehenden Problematiken zu erkennen
und diesbezügliche
Lösungen
bereitzustellen, so dass letztlich ein gelungenes Gesamtkonzept
zur Verfügung
steht.
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Ein
Problemkreis hängt
mit dem hohen Gewicht des Wärmetauscherkörpers zusammen,
der im allgemeinen durch eine Druckgusstechnik gefertigt ist. Aufgrund
des hohen Gewichts muss insbesondere das das Fahrzeugheizgerät tragende
Gehäuse entsprechend
stabil ausgeführt
sein.
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Der
sich in axiale Richtung länglich
erstreckende Wärmetauscher
soll bei den vorgeschlagenen Konzepten senkrecht zu dieser Richtung
umströmt
werden. Eine solche Umströmung
führt zwangsläufig zu
hohen Luftverwirbelungen und somit zu hohen Strömungsverlusten. Will man dies
durch eine Vergrößerung des
den Wärmetauscher
ungebenden Bauraums ausgleichen, dann hat dies zur Folge, dass insgesamt
der Bauraum für
die Heiz-Klimaanlage vergrößert werden
muss. Es sind daher Lösungen
erforderlich, die das Strömungsverhalten und
die Wärmeübertragung
des Wärmetauschers begünstigen.
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Weiterhin
besteht der Wunsch, bereits vorhandene Komponenten der Luftheizgeräte auch
im Zusammenhang mit dem Konzept des Einbaus des Luftheizgerätes in eine
Heiz-Klimaanlage weiterhin verwenden zu können. Man ist daher bestrebt,
den Wärmetauscher
möglichst
variabel aufzubauen, um so dieselben Konzepte im Zusammenhang mit
verschiedenen Typen von Luftheizgeräten verwenden zu können. Dieser
Wunsch nach Variabilität
betrifft auch die Herstellung des Wärmetauschers.
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Neben
der Umströmung
des Wärmetauschers
von der durch ihn zu erwärmenden
Luft spielt weiterhin die Wärmeübertragung
von den Verbrennungsgasen auf den Wärmetauscher eine wichtige Rolle.
Auch diese Wärmeübertagung
soll verbessert werden, um hierdurch insbesondere eine größere Freiheit
beim Aufbau des Wärmeübertragers
bereitstellen zu können.
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Eine
weitere wichtige Anforderung an ein Luftheizgerät besteht darin, dieses so
anzuordnen, dass ein Übertritt
von Verbrennungsgasen in die das Luftheizgerät umströmende Luft ausgeschlossen ist. Weiterhin
soll sichergestellt werden, dass die für die Verbrennung verwendete
Luft dem Außenbereich des
Kraftfahrzeugs, das heißt
insbesondere nicht dem Innenraum entnommen wird. Eine Verbesserung
im Hinblick auf die Lokalisierung der verschiedenen Anschlussstutzen
des Luftheizgerätes
ist ebenfalls erwünscht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Problematiken
durch angemessene Lösungen
zu überwinden,
insbesondere in Bezug auf das Gewicht des Wärmetauschers.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Die
Erfindung baut auf dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch auf,
dass der Wärmetauscherkörper zumindest
teilweise in einem zwei Kerne verwendenden Druckgussverfahren hergestellt
wird, wobei die Kerne in entgegengesetzten sich entlang der Längsachse
erstreckenden Entformungsrichtungen entnommen werden. Hierdurch
lassen sich die Entformungskräfte
bei gegebener Entformungsschräge,
gegebener Oberflächenbeschaffenheit
und gegebenem Werkstoff reduzieren. Letztlich kann so ein Wärmetauscher
mit verminderter Wandstärke und
somit vermindertem Gewicht hergestellt werden.
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Das
Verfahren zeigt seine besonderen Vorzüge in dem Fall, dass der Wärmetauscherkern
ein Innenprofil aufweist. Da ein solches Innenprofil die Entformungskräfte erhöht, ist
in diesem Fall die erfindungsgemäße Reduzierung
der Erntformungskräfte von
besonderem Vorteil.
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Beispielsweise
kann das Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers verwendet werden, bei
dem das das Innenprofil sich in Längsrichtung erstreckende Rippen
umfasst.
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Durch
ein solches Innenprofil kann die wärmeübertragende Innenfläche des
Wärmetauschers vergrößert werden,
so dass insgesamt wiederum der Gesamtbauraum verringert werden kann.
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Nützlicherweise
ist vorgesehen, dass der Wärmetauscherkörper und
ein Wärmetauscherboden
separat gefertigt werden. Indem der Wärmetauscherboden und der Wärmetauscherkopf
separat vom Wärmetauscherkörper gefertigt
werden, kann der Wärmetauscherkörper insgesamt
mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
gefertigt werden.
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Aus
vergleichbaren Gründen
ist es sinnvoll, dass ein separat gefertigter Wärmetauscherkopf vorgesehen
ist. Falls ein solcher Wärmetauscherkopf vorhanden
ist, lässt
dessen separate.Fertigung die Anwendung des erfindungsgemäßen Druckgussverfahrens
zu. Je nach geometrischer Ausführung
des Brennerkopfes beziehungsweise der Brennereinheit ist es jedoch
auch möglich,
auf den Wärmetauscherkopf
gänzlich
zu verzichten.
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Die
Besonderheiten der erfindungsgemäßen Herstellung
eines Wärmetauschers
können
in Kombination mit zahlreichen weiteren Eigenschaften des Wärmetauschers,
von Luftheizgeräten,
für die
der Wärmetauscher
vorgesehen ist, und von Herstellungsverfahren für Wärmetauscher vorteilhafte Merkmale
ergeben.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscherkörper einen
Wärmetauscherkern
und Wärmeübertragerflächen aufweist
und dass der Wärmetauscherkern
und die die Wärmeübertragerflä chen zur
Verfügung
stellenden Bauteile zumindest teilweise separat gefertigt sind.
Auch diese separate Fertigungsmöglichkeit
wird vor dem Hintergrund einer möglichen
Gewichtsreduzierung und einer höheren Variabilität im Hinblick
auf die Auslegung der Bauteile und die Herstellungsverfahren als
vorteilhaft erachtet.
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In
diesem Zusammenhang ist es insbesondere nützlich, dass die die Wärmeübertragerflächen zur
Verfügung
stellenden Bauteile auf den Wärmetauscherkern
aufgeschrumpft und/oder aufgepresst sind. Während der Wärmetauscherkopf und der Wärmetauscherboden
vorzugsweise durch Schweißen, Löten, Kleben
und/oder Verschrauben mit dem Wärmetauscherkern
gasdicht verbunden werden, steht für die beispielsweise scheibenartig
ausgebildeten einzelnen Wärmeübertragerflächen die
Möglichkeit zur
Verfügung,
diese auf den Wärmetauscherkern aufzuschrumpfen
oder auf zupressen, wodurch eine weitere Möglichkeit zur Variation der
Herstellungsverfahren zur Verfügung
steht.
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Es
kann vorgesehen sein, dass er eine die Reduzierung des Strömungswiderstands
begünstigende
Querschnittsgeometrie aufweist.
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Dies
kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Querschnittsgeometrie
oval ist.
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Eine
weitere Möglichkeit
besteht darin, dass die Querschnittsgeometrie der Querschnittsgeometrie
einer Flugzeugtragfläche ähnlich ist.
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Weiterhin
kann es von Vorteil sein, dass die Querschnittsgeometrie spindelförmig ist.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscherkörper an
seiner Außenseite
eine Vielzahl von Stäben
aufweist, die Wärmeübertragerflächen zur
Verfügung
stellen. Durch eine derartige Vielzahl von Stäben kann eine sehr große Oberfläche zur Wärmeübertragung
an die zu erwärmende
Luft zur Verfügung
gestellt werden.
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Dabei
kann einerseits nützlich
sein, dass der Wärmetauscherkörper einen
Wärmetauscherkern aufweist
und dass die Vielzahl von Stäben
zumindest teilweise mittels eines separaten Bauteils auf den Wärmetauscherkern
aufgebracht ist.
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Andererseits
ist es auch möglich,
dass der Wärmetauscherkörper einen
Wärmetauscherkern aufweist
und dass die Vielzahl von Stäben
zumindest teilweise einstückig
mit dem Wärmetauscherkern ausgebildet
ist. Je nach Auslegung der Stäbe
auf einem separaten Bauteil oder einstückig mit dem Wärmetauscherkern
können
unterschiedliche Vorteile erkannt werden, beispielsweise einerseits
im Hinblick auf die Variabilität
und andererseits im Hinblick auf die Einfachheit des Gesamtherstellungsverfahrens.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscherkörper an
seiner Außenseite
eine Vielzahl von gewellten Rippen aufweist, die Wärmeübertragerflächen zur
Verfügung
stellen.
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Einerseits
ist es in diesem Zusammenhang möglich,
dass der Wärmetauscherkörper einen
Wärmetauscherkern
aufweist und dass die Vielzahl von gewellten Rippen zumindest teilweise
mittels eines separaten Bauteils oder als separate Bauteile auf den
Wärmetauscherkern
aufgebracht ist.
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Ebenfalls
ist es denkbar, dass der Wärmetauscherkörper einen
Wärmetauscherkern
aufweist und dass die Vielzahl von gewellten Rippen zumindest teilweise
einstückig
mit dem Wärmetauscherkern
ausgebildet ist. Es ist sinnvoll, derartige Wärmeübertragerflächen nicht über Schraubverbindungen oder ähnliche
Verbindungen an den Wärmeübertragerkern
zu befestigen, sondern durch Schweißen, Löten, Aufschrumpfen oder Aufpressen
von einzelnen oder mehreren aufgeschobenen Flächenteilen oder ganzen Paketen.
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Es
kann vorgesehen sein, dass der Wärmetauscherkörper aus
mehreren Wärmetauscherkörpermodulen
aufgebaut ist. Auch hierdurch wird wiederum die Variabilität erhöht, da aus
einzelnen Wärmetauscherkörpermodulen
unterschiedlich gestaltete und insbesondere unterschiedlich große Wärmetauscher
hergestellt werden können.
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Im
Hinblick auf die modulare Fertigung ist weiterhin vorteilhaft, dass
die Wärmetauscherkörpermodule
zumindest teilweise identisch sind. Es sind dann, insbesondere im
Falle des Druckgussverfahrens, keine unterschiedlichen Werkzeuge
erforderlich.
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Weitere
Vorteile ergeben sich im Zusammenhang mit einem Luftheizgerät zur Integration
in ein luftführendes
Gehäuse,
mit einem Wärmetauscher, welcher
einen Wärmetauscherkörper aufweist,
wobei das Luftheizgerät
Strömungsleitelemente aufweist, die
bei der Verbrennung in einem zumindest teilweise im Inneren des
Wärmetauschers
angeordneten Brennraum entstehende heiße Gase zur Innenseite des
Wärmetauschkörpers lenken.
Die bei der Verbrennung entstehenden Heißgase können so effizienter an der
Innenseite des Wärmetauschers
verteilt werden.
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In
diesem Zusammenhang ist es nützlich, dass
die Strömungsleitelemente
nach Art eines Schraubengewindes, als Schaufeln, mäanderförmige Bauteile,
Prallbleche und/oder gelochte Rohre ausgeführt sind. Diese und zahlreiche
andere Möglichkeiten
verbessern insgesamt den Wärmeübergang.
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Auch
ergeben sich Vorteile im Zusammenhang mit einem Luftheizgerät zur Integration
in ein luftführendes
Gehäuse,
mit einem Wärmetauscher, wobei
eine Flanschplatte vorgesehen ist, die mittels Dichtelementen zwischen
einer Montagestelle für das
Luftheizgerät
und der Flanschplatte sowie zwischen dem Luftheizgerät und der
Flanschplatte zumindest eine Abgasabführung gegen den Fahrzeuginnenraum
abdichtet. Eine solche Flanschplatte stellt sicher, dass das Abgas
auf möglichst
kurzem Weg an die Außenluft
geführt
werden kann, wobei nicht die Gefahr besteht, dass Abgase in den
Fahrzeuginnenraum gelangen.
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In
diesem Zusammenhang ist es weiterhin nützlich, dass die Flanschplatte
eine Brennluftzuführung
gegen den Fahrzeuginnenraum abdichtet. Somit kann sichergestellt
werden, dass die Brennluft dem Außenraum des Fahrzeugs entnommen
wird.
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Weiterhin
ist es von Vorteil, dass die Flanschplatte eine Durchführung für eine Brennstoffzuführung aufweist.
Somit sind sämtliche
Anschlüsse, über die
Gase und Flüssigkeiten
transportiert werden, im Bereich der Flanschplatte lokalisiert,
was Vorteile für
die Anbindung des Luftheizgerätes
an das Gesamtkonzept mit sich bringt.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich ein Luftheizgerät in ökonomischer
und im Hinblick auf die Funktionalität geeigneter Weise in eine
Heiz-Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Nutzkraftfahrzeugs,
einbinden lässt. Dies
lässt sich
insbesondere auf die erfindungsgemäß bereitgestellte hohe Variabilität des Wärmetauschers
sowie auf die positiven Eigenschaften des Wärmetauschers im Hinblick auf
sein Gewicht zurückführen.
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Die
Erfindung wird nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen anhand
besonders bevorzugter Ausführungsformen
beispielhaft erläutert.
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Dabei
zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes;
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2 eine
perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes ohne Wärmetauscher;
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3 eine
perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes ohne Wärmetauscher, zerlegt in Brennerkopf
und Brennereinheit;
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4 eine
perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers;
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5 eine
perspektivische Darstellung einzelner Komponenten eines Wärmetauschers;
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6 eine
perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes mit einer daran angeordneten Gehäusebefestigung;
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7 eine
Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns
mit ovalem Querschnitt;
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8 eine
Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns
mit flügelförmigem Querschnitt;
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9 eine
Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns
mit spindelförmigem
Querschnitt;
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10 einen
Wärmetauscher
sowie ein separates Bauteil zur Wärmeübertragung in perspektivischer
Darstellung;
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11 einen
Wärmetauscher
in perspektivischer Darstellung;
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12 einen
Wärmetauscher
in perspektivischer Darstellung;
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13 einen
Wärmetauscher
in perspektivischer Darstellung;
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14 mehrere
identische Wärmetauscherkörpermodule
in perspektivischer Darstellung;
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15 eine
aufgeschnittene perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers;
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16 eine
perspektivische Darstellung eines Brennrohres;
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17 eine
perspektivische Darstellung eines Brennrohres;
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18 eine
perspektivische Darstellung eines Brennrohres; und
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19 eine
perspektivische Darstellung eines Anschlussbereiches eines Luftheizgerätes mit Flanschplatte.
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Bei
der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnungen beschreiben gleich
Bezugszeichen gleich oder ähnliche
Komponente.
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1 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes 12.
Das Luftheizgerät 12 umfasst
einen Wärmetauscher 10,
der auf eine Brennereinheit 60 aufgesetzt ist, und einen
Brennerkopf 62. Der Brennerkopf 62 enthält einen
Gebläsemotor 64 und
ein Steuergerät 66,
die wesentliche Komponenten einer Brennluftgebläseeinheit 68 bilden.
An dem Brennerkopf 62 ist weiterhin ein Stutzen 56 für eine Brennluftzuführung vorgesehen.
An der Brennereinheit 60 sind eine Brennstoffzuführung 58 sowie
ein Stutzen 54 für
eine Abgasabführung
vorgesehen. An der Abgasabführung 54 ist
eine Flanschplatte 48 angeordnet, die Durchbrüche für die Durchführung der Brennstoffzuführung 58 und
der Brennluftzuführung 56 aufweist.
Die Funktion der Flanschplatte 48 wird mit Bezug auf 19 näher erläutert. Der
auf die Brennereinheit 60 aufgesetzte Wärmetauscher 10 hat
an seiner Außenseite
eine Rippenstruktur, um hierdurch die Fläche zur Wärmeübertragung auf die den Wärmeübertrager 10 umströmende Luft
zu vergrößern. Das
Luftheizgerät 12 wird
vorzugsweise so bezüglich
dem Luftstrom der zu erwärmenden
Luft angeordnet, dass die Luft senkrecht zur Achse des Wärmetauschers 10 ein-
und ausströmt
und den Wärmetauscher 10 dabei
umströmt.
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2 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes 12 ohne
Wärmetauscher.
In dieser Darstellung sind der Brennerkopf 62 und die Brennereinheit 60 zu
erkennen. Die Brennereinheit 60 umfasst ein Brennerrohr 70,
in welchem durch Flammbildung Heißgase entstehen, die ihre Wärmeenergie
auf den in 2 nicht dargestellten Wärmetauscher 10 übertragen.
Um es zu ermöglichen,
dass die Heißgase
den Wärmetauscher
erreichen, ist eine Vielzahl von Löchern 72 in den Mantel
des Brennerrohrs 70 eingebracht.
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3 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes 12 ohne
Wärmetauscher,
zerlegt in Brennerkopf und Brennereinheit. An dieser Darstellung
wird deutlich, dass der Brennerkopf 60 über eine Flanschverbindung 74, 76 mit
der Brennereinheit 60 verbunden ist. Ferner wird in dieser
Darstellung deutlich, dass die Flanschplatte 48 fest mit der
Abgasabführung 54 verbunden
ist, während
für die
Brennluftzuführung 56 eine
Durchführung
in der Flanschplatte vorgesehen ist.
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4 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers 10. Es
ist eine Rippenstruktur zu erkennen, die Wärmeübertragerflächen 22 zur Verfügung stellt.
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5 zeigt
eine perspektivische Darstellung einzelner Komponenten eines Wärmetauschers 10. Es
ist zu erkennen, dass der Wärmetauscher 10 mehrteilig
ausgeführt
ist. Er umfasst einen Wärmetauscherkern 20,
Bauteile 24 mit Wärmeübertragerflächen 22,
einen Wärmetauscherboden 16 und
einen Wärmetauscherkopf 18.
Je nach Auslegung des Brennerkopfes 62 und/oder der Brennereinheit 60 kann
der Wärmetauscherkopf 18 entbehrlich
sein. Innerhalb des Wärmetauscherkerns 20 ist
ein Innenprofil 30 vorgesehen, um hierüber die Wärmeübertragung von den im Brennerrohr 70 entstehenden
Heißgasen
auf den Wärmetauscher 10 zu
verbessern. Der Wärmetauscherkopf 18 und
der Wärmetauscherboden 16 können durch
verschiedene Techniken hergestellt werden, beispielsweise durch
Tiefziehen, Druckguss oder durch spanende Fertigung. Die einzelnen
Teile können
dann durch verschiedene Verbindungstechniken miteinander verbunden
werden, beispielsweise durch Schweißen, Löten, Kleben und/oder Verschrauben.
Da innerhalb des Wärmetauschers 10 Verbrennungsgase
auftreten, ist es wesentlich, dass eine gasdichte Verbindung zwischen Wärmetauscherkopf 18,
Wärmetauscherkern 20 und Wärmetau scherboden 16 vorgesehen
ist. Im Rahmen der vorliegenden Offenbarung wird der Wärmetauscherkern
mit daran befestigten Bauteilen 24 mit Wärmeübertrageflächen 22 auch
als Wärmetauscherkörper 14 bezeichnet.
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6 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Luftheizgerätes 12 mit
einer daran angeordneten Gehäusebefestigung 74.
Mittels dieser Gehäusebefestigung 74 kann
das Luftheizgerät 12 an
einem umgebenden Gehäuse
befestigt werden. Die Gehäusebefestigung 74 ist über den
Wärmetauscherkopf 18 und
den Wärmetauscherboden 16 an
dem Luftheizgerät 12 befestigt.
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7 zeigt
eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns
mit ovalem Querschnitt. Der Wärmetauscherkern 20 hat
ein Innenprofil 30. Je feiner dieses Innenprofil 30 ausgestaltet
ist, umso größer ist die
Oberfläche,
die für
eine Wärmeübertragung
von den Heißgasen
auf den Wärmetauscher 10 zur
Verfügung
steht. Ein Wärmetauscherkern 20,
wie er vorliegend dargestellt ist, kann beispielsweise durch ein Strangpressverfahren
hergestellt werden. Hierdurch können
geringe Wandstärken
sichergestellt werden, um einerseits ein geringes Gewicht und andererseits eine
große
Oberfläche
für den
Wärmeübergang
zu gewährleisten.
In dem Wärmetauscherkern 20 sind Befestigungsmittel,
beispielsweise Öffnungen 76,
zur Befestigung der weiteren Komponenten angeordnet. Die ovale Querschnittsgeometrie 32 des
Wärmetauschers 20 kann
die Strömungsverhältnisse
für die den
Wärmetauscher 20 umströmende zu
erwärmende
Luft verbessern. Da der Wärmetauscherboden 16 ein
von dem Wärmetauscherkern 20 separat
gefertigtes Bauteil ist, ist die Fertigung des Wärmetauscherkerns 20 vereinfacht.
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8 zeigt
eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns
mit flügelförmigem Querschnitt. 9 zeigt
eine Schnittansicht eines Wärmetauscherkerns
mit spindelförmigem
Querschnitt. Die hier dargestellten Querschnittsgeometrien, nämlich die flügelförmige Querschnittsgeometrie 34 und
die spindelförmige
Querschnittsgeometrie 30 sind als weitere Beispiele für eine die
Umströmung
des Wärmetauschers 20 begünstigende
Geometrie zur verstehen.
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10 zeigt
einen Wärmetauscher 10 sowie ein
separates Bauteil 24 zur Wärmeübertragung in perspektivischer
Darstellung. Das dargestellte Bauteil 24 ist vom Wärmetauscherkern 20 separat
gefertigt. Die bereits auf den Wärmetauscherkern 20 aufgesetzten
Bauteile 24 sind dort durch Aufschrumpfen oder Aufpressen
von einzelnen oder mehreren aufgeschobenen Bauteilen 24 oder
ganzen Paketen befestigt.
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11 zeigt
einen Wärmetauscher
in perspektivischer Darstellung. Der hier dargestellte Wärmetauscher 10 hat
eine extrem große
Oberfläche
zur Übertragung
von Wärme
auf die ihn umströmende Luft.
Dies ist dadurch realisiert, dass die Wärmeübertragerfläche 22 durch eine
Vielzahl von Stäben 26 zur Verfügung gestellt
wird.
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12 zeigt
einen Wärmetauscher
in perspektivischer Darstellung. Auch hier steht eine extrem große Wärmeübertrageroberfläche zur
Verfügung, da
auch hier Stäbe 26 in
großer
Anzahl zur Bereitstellung dieser Wärmeübertragerfläche 22 vorgesehen sind.
Auf der Innenseite des Wärmetauschers
ist wiederum ein Innenprofil 30 zu erkennen. In der vorliegenden
Ausführungsform
setzt dieses Innenprofil teilweise die außenliegenden Stäbe 26 beziehungsweise
Stabreihen fort. Die Stäbe 26 sowohl
der Ausführungsform
gemäß 12 als
auch der Ausführungsform
gemäße 11 können entweder
durch ein separat erstelltes Bauteil außen auf der Wärmetauscheroberfläche angebracht
werden oder durch die Nachbearbeitung eines Strangpressprofils durch umformende
oder spanende Verfahren realisiert werden.
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13 zeigt
einen Wärmetauscher 10 in perspektivischer
Darstellung. Die hier dargestellten Bauteile 28, die die
Wärmeübertragerflächen 22 des Wärmetauschers 10 zur
Verfügung
stellen, sind gewellte Rippen, die einen Wärmeübergang begünstigen.
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14 zeigt
mehrere identische Wärmetauscherkörpermodule 38 in
perspektivischer Darstellung. Die hier dargestellte Ausführungsform
ist besonders interessant, wenn der Wärmetauscher nicht, wie oben
erwähnt,
im Strangpressverfahren hergestellt werden soll, sondern, wie gehabt,
durch ein Druckgussverfahren. Druckgussverfahren haben den Nachteil,
dass große
Wandstärken
aufgrund von Entformungsschrägen
auftreten können.
In dem vorliegenden Beispiel sind mehrere Wärmetauscherkörpermodule 38 vorgesehen,
wobei jedes einzelne Wärmetauscherkörpermodul 38 eine
nur kleine axiale Länge
aufweist. Folglich kann Wandstärke
aufgrund kurzer Entformungsschrägen
eingespart werden.
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15 zeigt
eine aufgeschnittene perspektivische Darstellung eines Wärmetauschers 10.
Anhand dieser Darstellung kann ein weiteres Verfahren erläutert werden,
mit dem Entformungsschrägen
kurz gehalten werden können.
Indem nämlich
der als Druckgussteil gefertigte Wärmetauscher 10 mit
zwei Kernen gefertigt wird, die in zwei entgegengesetzten Entformungsrichtungen 40, 42 entnommen
werden, kann die Wandstärke
ebenfalls gering gehalten werden.
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Die 16, 17, 18 zeigen
eine perspektivische Darstellung von Brennrohren 70. 17 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Brennrohres. 18 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Brennrohres. Um die bei der
Verbrennung entstehenden Heißgase
für eine
gute und gleichmäßige Wärmeabgabe
an die Innenseite des Wärmetauschers
möglichst
effizient verteilen zu können,
ist es sinnvoll, das Heißgas
mittels Strömungsleitteilen
innerhalb des Wärmetauschers 10 an
die Innenverrippung 30 beziehungsweise dessen Innenwand
zu lenken. In 17 ist ein schraubenförmiges Strömungsleitteil 44 dargestellt.
Ebenso können
die Strömungsleitteil
ein Form von Schaufeln, mäanderförmigen Geometrien,
Prallblechen und gelochten Rohren realisiert sein, wobei ein solches
gelochtes Rohr mit mehreren Löchern 46 zusätzlich zu
dem Lochprofil, das durch die Löcher 72 gebildet,
in 18 dargestellt ist.
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19 zeigt
eine perspektivische Darstellung eines Anschlussbereiches eines
Luftheizgerätes mit
Flanschplatte 48. Die Flanschplatte 48 dient der Montage
des Luftheizgerätes 10 an
der Fahrzeugkarosserie beziehungsweise einem Gehäuse oder einer sonstigen an
dem Fahrzeug befestigten Komponente. Um sicherzustellen, dass die
Abgase und die Brennluft dem Außenraum
zugeführt
beziehungsweise diesem entnommen werden, ist die Flanschplatte 48 gegen
das Luftheizgerät 12 und
gegen die Montagestelle, das heißt beispielsweise die Fahrzeugkarosserie,
abgedichtet. Die Abdichtungen können
beispielsweise durch Dichtungsringe realisiert werden.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den
Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch
in beliebiger Kombination für
die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.
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Bezugszeichenliste:
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- 10
- Wärmetauscher
- 12
- Luftheizgerät
- 14
- Wärmetauscherkörper
- 16
- Wärmetauscherboden
- 18
- Wärmetauscherkopf
- 20
- Wärmetauscherkern
- 22
- Wärmeübertragerfläche
- 24
- Bauteile
mit Wärmeübertragerflächen (scheibenförmig)
- 26
- Bauteile
mit Wärmeübertragerflächen (Stäbe)
- 28
- Bauteile
mit Wärmeübertragerflächen (gewellte
Rippen)
- 30
- Innenprofil
- 32
- ovale
Querschnittsgeometrie
- 34
- flügelförmige Querschnittsgeometrie
- 36
- spindelförmige Querschnittsgeometrie
- 38
- Wärmetauscherkörpermodul
- 40
- Entformungsrichtung
- 42
- Entformungsrichtung
- 44
- Schraubengewinde
- 46
- Loch
in gelochtem Rohr
- 48
- Flanschplatte
- 54
- Abgasführung
- 56
- Brennluftzuführung
- 58
- Brennstoffzuführung
- 60
- Brennereinheit
- 62
- Brennerkopf