DE102010028867A1

DE102010028867A1 - Wärmeübertrager

Info

Publication number: DE102010028867A1
Application number: DE102010028867A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Kroner Peter; Michael Kohl; Dipl.-Ing. Karl-Gerd (FH) Krumbach; Dipl.-Ing. Christoph (FH) Kästle
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2010-05-11
Publication date: 2011-11-17

Abstract

Wärmeübertrager (1), insbesondere Heizkörper, für eine Klimaanlage, mit einem oberen und einem unteren Sammelkasten (2, 3), einer Mehrzahl von zwischen den Sammelkästen angeordneten Tauscherrohren und/oder Wellrippen (4), die in einer Richtung von Kühlmittel durchströmt werden, und mit zumindest einem Eintritts- und einem Austrittsstutzen (8, 9) zur Zu- und Abführung des Kühlmittels, wobei zwischen dem oberen und unteren Sammelkasten (2, 3) zumindest ein als Hohlkörper ausgebildetes Seitenteil (5) angeordnet ist, wobei im Seitenteil (5) der Eintrittsstutzen (9) angeordnet ist, und wobei der Eintrittsstutzen (9) unmittelbar neben dem Austrittsstutzen (8) im Bereich des oberen Sammelkastens (2) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Heizkörper für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Derartige Wärmeübertrager sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Beispielsweise offenbart die EP 0564761 B1 einen Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler, z. B. Ölkühler, mit zwei in Querabstand voneinander angeordneten, etwa rohrförmigen Sammlern und zwischen den Sammlern verlaufenden Rohren, deren einander gegenüberliegende Enden mit jeweils einem zugeordneten Sammler verbunden sind, so dass das Rohrinnere mit dem Inneren jedes Sammlers in Verbindung steht und ein Medium, das einem Sammler zugeführt wird, einflutig oder mehrflutig das Innere dieses Sammlers, das Rohrinnere und das Innere des anderen Sammlers durchströmen kann, wobei die Sammler bedarfsweise im Bereich zumindest eines Endes mittels Verschlusselementen verschlossen sind, und wobei das jeweilige Verschlusselement aus einer Trennwand gebildet ist, die in den Sammler durch einen Schlitz quer zum Längsverlauf des Sammlers eingesetzt und darin befestigt ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Wärmeübertrager für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem eine besonders bauraumoptimierte Anordnung von Anschlüssen ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird für einen eingangs genannten Wärmeübertrager erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, dass zwischen dem oberen und dem unteren Sammelkasten zumindest ein als Hohlkörper ausgebildetes Seitenteil angeordnet ist, wobei im Seitenteil der Eintrittsstutzen angeordnet ist, und wobei der Eintrittsstutzen unmittelbar neben dem Austrittsstutzen im Bereich des oberen Sammelkastens angeordnet ist, ist es möglich, die Anschlüsse (Eintrittsstutzen und Austrittsstutzen) möglichst dicht nebeneinander anzuordnen, wodurch auf aufwendig gebogenen Rohrleitungen zum Zusammenführen der Anschlüsse verzichtet werden kann. Bei einseitig/einfach durchströmten Wärmeübertragern (Heizkörpern) muss der kühlmittelseitige Eintritt immer wieder durch aufwendig gebogene Rohre/Rohrleitungen auf die Austrittsseite geführt werden. Durch ein als Hohlprofil ausgebildetes Seitenteil, ist dies platzsparender und kostengünstiger möglich. Insbesondere wird auf der Seite der Anschlusssituation das letzte Rohr als Seitenteil-Hohlprofil für das Kühlmittel ausgeführt. Somit ergibt sich ein geringer Bauraum in Y-Richtung, da beide Anschlussrohre von der Spritzwand kompakt um das Klimagerät herum bis zu den Anschlussstutzen am Heizkörper geführt werden können. Ferner ist vorteilhaft, dass sich keine Beeinflussung des Kaltluftweges im Klimagerät durch die Anschlussrohre ergibt. Insbesondere kann somit eine besonders kompakte Bauart innerhalb des Heiz-Klimasystems, beispielsweise im Bereich des Fußraums, realisiert werden, da sowohl der Austrittsstutzen als auch der Eintrittsstutzen im oberen Bereich des Heizkörpers angeordnet sind.
Vorzugsweise können der Eintritts- und der Austrittsstutzen hinsichtlich ihrer Durchflussrichtung im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sein, wodurch sich eine besonders einfache Anschlusssituation ergibt.
Beispielsweise kann das Seitenteil bezogen auf seine Längserstreckung einen eckigen, insbesondere rechteckigen, Querschnitt aufweisen. Beispielsweise kann der Hohlkörper als Drosselorgan verwendet werden, wobei dann eine Anpassung an den jeweiligen Motorkreislauf vorgesehen sein kann. Ferner ist denkbar, das Seitenteil mit einer von einem eckigen Querschnitt abweichenden Querschnittsgeometrie, beispielsweise kreisrund oder oval, auszubilden.
Eine Ausführungsform sieht vor, dass das Seitenteil eine Länge von 130 mm bis 1500 mm, bevorzugt eine Länge zwischen 135 mm und 1000 mm, aufweisen kann. Diese Werte haben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.
Beispielsweise kann das Seitenteil eine Breite von 10 mm bis 150 mm, bevorzugt zwischen 10 mm und 60 mm, aufweisen. Insbesondere kann das Seitenteil in einer Breite ausgeführt werden, die eine zuverlässige Anordnung des Eintrittsstutzens ermöglicht.
Beispielsweise kann das Seitenteil eine Tiefe von 5 mm bis 50 mm, bevorzugt zwischen 5 mm bis 30 mm, aufweisen. Auch diese Werte haben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.
Beispielsweise kann das Seitenteil eine Wandstärke zwischen 0,2 mm und 5 mm, bevorzugt zwischen 0,3 mm und 1,0 mm, aufweisen. Diese Werte lassen einen einfachen Herstellungsprozess des Seitenteils zu und haben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung daher als besonders vorteilhaft erwiesen.
Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass zur Erhöhung der Druckwechselstabilität des Wärmeübertragers an der der Anschlusssituation gegenüber liegenden Seite ein profiliertes Seitenteil oder ein nicht durchströmtes Flachrohr eingesetzt werden kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Seitenteil auf zumindest einer Längsseite mit einer Lotplattierung versehen sein kann. Vorzugsweise, jedoch keinesfalls zwingend, ist die Lotplattierung auf den beiden Längsbreitseiten des Seitenteils vorgesehen. So kann die Lotplattierung auf der Innenseite des Seitenteils, also auf der mit dem Kühlmittel in Kontakt stehende Seite, zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit gegenüber aggressiveren Kühlmitteln eingesetzt werden. Die auf der Außenseite des Seitenteils vorgesehene Lotplattierung ermöglicht das Verlöten mit dem im Seitenteil anzubringenden Eintrittsstutzen.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass im Seitenteil eine einen Kragen ausbildende im Wesentlichen kreisrunde Durchzugsöffnung vorgesehen sein kann, wobei in der Durchzugsöffnung der Eintrittsstutzen angeordnet ist. Dabei erstreckt sich der im Wesentlichen kreisrunde Kragen zumindest bereichsweise aus dem Seitenteil heraus und bildet somit eine weitere Kontaktfläche zur Anbindung an einen entsprechenden Kontaktbereich am Eintrittsstutzen. Die Geometrie der Durchzugsöffnung beziehungsweise des Kragens kann sich dabei nach der Geometrie des Eintrittsstutzens richten. Nach Einbringen in die Durchzugsöffnung wird der Eintrittsstutzen beispielsweise mit dieser verlötet, weshalb auch die Bereiche der Durchzugsöffnung beziehungsweise des Kragens mit einer Lotplattierung versehen sein können.
Beispielsweise kann das Seitenteil als geschweißtes, extrudiertes oder gefalztes Hohlprofil ausgebildet sein, wodurch sich ein in kompakter Bauweise ausgeführter und preiswert herzustellender Wärmeübertrager realisieren lässt.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist. 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 die schematische teilweise Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers in Seitenansicht;
2 die schematische Frontansicht auf den Wärmeübertrager gem. 1;
3 die schematische Schnittdarstellung eines Anschlussstutzens.
1 zeigt einen Wärmeübertrager 1 mit einem oberen Sammelkasten 2 und einem unteren Sammelkasten 3. Zwischen- dem oberen Sammelkasten 2 und dem unteren Sammelkasten 3 ist eine Mehrzahl von Tauacherrohren/Wellrippen 4 angeordnet, wobei die Tauscherrohre in einer Richtung von Kühlmittel durchströmt werden. Ferner ist zwischen dem oberen und dem unteren Sammelkasten 2, 3 ein als Hohlprofil ausgebildetes Seitenteil 5 angeordnet. Das Seitenteil 5 ist durch den unteren Sammelkasten 3 durchgesteckt, im oberen Sammelkasten 2 ist das Seitenteil 5 in einer Vertiefung 6 angeordnet und mit dieser verlötet.
Das Seitenteil 5 ist als letztes Rohr auf der Anschlussseite ausgebildet. Am Seitenteil 5 ist die Wellrippe 7 verlötet, weshalb das Seitenteil 5 auf der der Wellrippe 7 zugewandten Seite mit einer Lotplattierung versehen ist. Im oberen Sammelkasten 2 ist ein Austrittsstutzen 8 zur Abführung des Kühlmittels angeordnet. Im oberen Bereich des Seitenteils 5 ist ein Eintrittsstutzen 9 angeordnet. Der Austrittsstutzen 8 und der Eintrittsstutzen 9 sind hinsichtlich ihrer Durchflussrichtung im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und im Wesentlichen nebeneinander angeordnet. Die Anschlussstutzen 8, 9 sind unter Berücksichtigung des Durchmessers der Anschlussstutzen 8, 9 möglichst dicht nebeneinander angeordnet.
2 zeigt den Wärmeübertrager 1 in Frontansicht. Der obere Sammelkasten 2 und der untere Sammelkasten 3 sind geringfügig breiter ausgebildet als das Seitenteil 5 bzw. die Tauscherrohre/Wellrippen 4. Der Austrittsstutzen 8 und der Eintrittsstutzen 9 sind nebeneinander angeordnet, wobei der Eintrittsstutzen 9 im oberen Bereich des Seitenteils 5 angeordnet ist. Der obere und untere Sammelkasten 2, 3 sind im Verbindungsbereich zu den Tauscherrohren/Wellrippen 4 bzw. zum Seitenteil 5 im Wesentlichen gerade und im gegenüberliegenden Bereich im Wesentlichen bogenförmig ausgebildet.
3 zeigt den Eintrittsstutzen 9 gem. 1 in einer vergrößerten Schnittansicht. Der Eintrittsstutzen 9 ist in einer einen Kragen bildenden Durchzugsöffnung 10 im Seitenteil 5 angeordnet.
Das Seitenteil 5 ist auf seiner dem Eintrittsstutzen 9 zugewandten Seite mit einer Lotplattierung versehen. In der dargestellten Variante ist der Kragen 11 nach innen ausgeführt. Es ist auch denkbar den Kragen nach außen auszuführen. In diesem Fall müssten das Seitenteil und/oder der Eintrittsstutzen zusätzlich auf der innenliegenden Seite 12 lotplattiert sein.
Der Eintrittsstutzen 9 weist einen kreisförmigen Anschlussflansch 13 auf, der mit dem Kragen 11 lotplattiert wird. Der Anschlussflansch 13 kann darüber hinaus durch eine Presssitzverbindung im Seitenteil 5 gehalten werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0564761 B1 [0003]

Claims

Wärmeübertrager (1), insbesondere Heizkörper, für eine Klimaanlage, mit einem oberen und einem unteren Sammelkasten (2, 3), einer Mehrzahl von zwischen den Sammelkästen angeordneten Tauscherrohren, die in einer Richtung von Kühlmittel durchströmt werden, und mit zumindest einem Eintritts- und einem Austrittsstutzen (8, 9) zur Zu- und Abführung des Kühlmittels, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oberen und unteren Sammelkasten (2, 3) zumindest ein als Hohlkörper ausgebildetes Seitenteil (5) angeordnet ist, wobei im Seitenteil (5) der Eintrittsstutzen (9) angeordnet ist, und wobei der Eintrittsstutzen (9) unmittelbar neben dem Austrittsstutzen (8) im Bereich des oberen Sammelkastens (2) angeordnet ist.
Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Eintritts- und der Austrittsstutzen (8, 9) hinsichtlich ihrer Durchflussrichtung im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (5) einen eckigen, insbesondere rechteckigen, Querschnitt aufweist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (5) eine Länge von 130 mm bis 1500 mm, bevorzugt zwischen 135 mm und 1000 mm, aufweist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (5) eine Breite von 10 mm bis 150 mm, bevorzugt zwischen 10 mm und 60 mm, aufweist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (5) eine Tiefe von 5 mm bis 50 mm, bevorzugt zwischen 5 mm bis 30 mm, aufweist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (5) eine Wandstärke zwischen 0,2 mm und 5 mm, bevorzugt zwischen 0,3 mm und 1,0 mm, aufweist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (5) auf zumindest einer Längsseite mit einer Lotplattierung versehen ist.
Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Seitenteil (5) eine einen Kragen (11) ausbildende im Wesentlichen kreisrunde Durchzugsöffnung (10) vorgesehen ist, wobei in der Durchzugsöffnung (10) der Eintrittsstutzen (9) angeordnet ist.
Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenteil (5) als geschweißtes, extrudiertes oder gefalztes Hohlprofil ausgebildet ist.