DE19935688A1

DE19935688A1 - Wärmeübertrager, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19935688A1
Application number: DE1999135688
Authority: DE
Inventors: Sinan Balci; Reinhard Kull
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 1999-07-29
Filing date: 1999-07-29
Publication date: 2001-02-01
Anticipated expiration: 2019-07-30
Also published as: DE19935688B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Kühlmittelkühler für Kraftfahrzeuge, mit einem Rippenrohrblock (10), bestehend aus Flachrohren (12), in denen ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium strömt, und damit verbundenen luftbeaufschlagten Wellrippen (14) sowie wenigstens einem Rohrboden (15), in den die Flachrohrenden (16) münden und in Durchzügen (17) des Rohrbodens (15) verlötet befestigt und abgedichtet sind. Es ist Aufgabe der Erfindung, einen solchen Wärmeübertrager derart weiterzubilden, daß das Risiko zur Rißbildung infolge von Innendruckbeaufschlagung im Bereich der äußersten Reihen der Flachrohre vermindert wird, ohne die sonstige konstruktive Gestaltung des Wärmeübertragers wesentlich zu beeinflussen und ohne die Flachrohrquerschnitte wesentlich zu vermindern. Um diese Aufgabe zu lösen ist vorgesehen, daß wenigstens zwei der Flachrohre (12) durch wenigstens ein über die Flachrohrenden (16) eingeführtes Klammerelement (20) miteinander verklammert sind und daß das Klammerelement (20) mit den Flachrohren (12) verlötbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere Kühlmittelkühler für Kraftfahrzeuge, gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Ein solcher Wärmeübertrager ist aus der Patentschrift US 4,899,815 be kannt. Dieser Wärmeübertrager besitzt einen aus Flachrohren und Wellrip pen bestehenden Rippenrohrblock, in dessen Flachrohren ein Kühlmittel strömt, sowie einen Rohrboden, in den die Flachrohrenden münden und in Durchzügen des Rohrbodens verlötet befestigt sind. Dadurch ergeben sich im Rohrboden quer zur Luftanströmrichtung gelegen mehrere Reihen von Flachrohren.

Nachteilig an einem solchen bekannten Wärmeübertrager ist, daß sich ins besondere bei einer Verlötung des Wärmeübertragers im Nocolok-Verfahren statt im Vakuum-Verfahren im Bereich von Lötminisken im Übergangsbe reich zwischen den Flachrohren und den Durchzügen Übergangsschichten bilden, die die festigkeitsgebende Dicke der Flachrohre in diesem Bereich vermindern. Bei einem Wärmeeintrag in den Rippenrohrblock ergibt sich durch thermische Dehnungen eine Längenänderung der Rohre, womit bei durch Übergangsschichten geschwächten Rohren insbesondere im Bereich der äußersten Reihen der Flachrohre ein erhöhtes Risiko von Rißbildungen und damit verbundenen Undichtigkeiten einhergeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeübertrager der ein gangs genannten Art derart weiterzubilden, daß das Risiko zur Rißbildung infolge einer Innendruckbeaufschlagung im Bereich der äußersten Reihen der Flachrohre vermindert wird, ohne die sonstige konstruktive Gestaltung des Wärmeübertragers wesentlich zu beeinflussen und ohne die nutzbaren Flachrohrquerschnitte wesentlich zu vermindern.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß wenigstens zwei der Flachrohre durch wenigstens ein über die Flachrohrenden eingeführtes Klammerele ment miteinander verklammert sind. Durch ein derartiges zusätzliches und konstruktiv einfach gestaltetes Klammerelement, das vor der Verlötung des Wärmeübertragers im Eckbereich der Flachrohre eingesetzt ist, wird bei ei ner thermischen Dehnung oder Innendruckbeaufschlagung der Flachrohre eine zusätzliche, die äußersten Flachrohre zusammenhaltende Kraftfluß brücke dieser Druckbeaufschlagung entgegengesetzt, was die Neigung zur Rißbildung in diesem Bereich deutlich vermindert, ohne die konstruktive Ge staltung des Wärmeübertragers wesentlich zu beeinflussen. Dabei ermög licht die u-förmige Gestaltung der Klammerelemente ein Einsetzten der Klammerelemente in die Flachrohrenden, ohne die Flachrohrquerschnitte und damit die Strömungseigenschaften wesentlich zu vermindern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Hierbei zeigt schematisch:

Fig. 1 eine räumliche Ansicht eines Teilbereichs des Wärme übertragers mit einem Klammerelement;

Fig. 2 eine räumliche Ansicht eines Teilbereichs des Wärme übertragers mit einem Klammerelement und Darstellung des Rohrbodens;

Fig. 3 eine räumliche Ansicht eines Teilbereichs des Wärme übertragers mit einem Klammerelement und Darstellung des Rohrbodens und einem Umlenkbereich,

Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 zeigen eine räumliche Ansicht eines Teilbereichs eines Rippenrohrblockes 10 eines erfindungsgemäß ausgebildeten Wärme übertragers. Dieser Wärmeübertrager ist als Kühlmittelkühler für Kraftfahr zeuge ausgelegt und besteht aus Flachrohren 12 und dazwischen angeord neten Wellrippen 14, die den Rippenrohrblock 10 bilden, und einem Sam melkasten, der aus einen Sammelkastendeckel 15 und einen korrespondie rend dazu ausgeführten Rohrboden 15, vorzugsweise mit Durchzügen 17 zur Befestigung der Flachrohre, besteht. Dabei ist wenigstens der Rippen rohrblock und der Rohrboden in einem Schuß verlötet, und zwar vorzugs weise nach dem Nocolok-Verfahren.

Der Wärmeübertrager besitzt - quer zur Luftanströmrichtung 18 gesehen - mehrere parallele Reihen von Flachrohren 12, die dadurch voneinander be abstandet fixiert gehalten sind, daß die Flachrohrenden 16 durch nicht dar gestellte Ausnehmungen des nicht dargestellten Rohrbodens geführt sind und dadurch zuverlässig in der in Fig. 1 dargestellten Lage verbleiben.

Im Bereich der jeweils bezüglich des gesamten Wärmeübertragers endseitig gelegenen beiden Flachrohre 12 sind diese jeweils mit einem aus einem verlötbaren Werkstoff, beispielsweise einem Blech aus einem Aluminium werkstoff, hergestellten Klammerelement 20 versehen. Dieses Klammerele ment besitzt ausgehend von einem Querschenkel 22 vier jeweils endseitig etwa rechtwinklig davon abgebogene Seitenschenkel 24, 26, 28 und 30.

Diese Seitenschenkel 24, 26, 28 und 30 des Klammerelementes 20 greifen im montierten Zustand jeweils derart in die Flachrohrenden 16 ein, daß sie diese mit einer gewissen Vorspannung zueinander ziehen. Vor allem aber im Falle einer Innendruckbeaufschlagung des Wärmeübertragers und einer damit verbundenen Ausdehnung des gesamten Wärmeübertragers quer zur Luftanströmrichtung 18 sorgen sie dafür, daß die besonders stark bean spruchten, endseitig gelegenen Rohre entlastet werden und das Risiko einer möglichen Rißbildung vermindert wird, indem über den Querschenkel 22 des Klammerelements 20 ein Kraftfluß vom äußersten Flachrohr zum benach barten Flachrohr erfolgt.

Fig. 3 zeigt einen Wärmeübertrager, der sich gegenüber der oben beschrie benen Ausführung dadurch unterscheidet, daß er einen Umlenkbereich 32 aufweist, der eine Trennung zwischen zwei Räumen innerhalb des durch den Sammelkasten eingeschlossenen Volumens darstellt. Bei Beaufschla gung eines der beiden Seiten des Umlenkbereichs 32 mit heißem Kühlmittel erreicht dieses Mittel die andere Seite des Umlenkbereichs 32 erstens zeit lich verzögert, da es durch die Flachrohre 12 des Rippenrohrblocks geführt wird, und zweitens hat es auf diesem Weg durch den Rippenrohrblock be reits eine bestimmte Abkühlung erfahren. Damit weisen die beiden jeweils direkt an den Umlenkbereich 32 angrenzenden Flachrohre 20 unterschiedli che Temperaturniveaus auf, so daß in diesem Bereich durch entsprechende temperaturbedingte Dehnungen erhöhte Spannungen auftreten können. Zur Vermeidung von entsprechenden Materialschädigungen sind an den beiden angrenzenden Flachrohren daher Klammerelemente in der oben bereits ge nannten Art angeordnet.

Claims

1. Wärmeübertrager, insbesondere Kühlmittelkühler für Kraftfahrzeuge, mit einem Rippenrohrblock (10), bestehend aus Flachrohren (12), in denen ein flüssiges und/oder gasförmiges Medium strömt, und damit verbunde nen luftbeaufschlagten Wellrippen (14), sowie wenigstens einem Rohr boden (15), in den die Flachrohrenden (16) münden und in Durchzügen (17) des Rohrbodens (15) verlötet befestigt und abgedichtet sind, da durch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der Flachrohre (12) durch wenigstens ein über die Flachrohrenden (16) eingeführtes Klammerele ment (20) miteinander verklammert sind und daß das Klammerelement (20) mit den Flachrohren (12) verlötbar ist.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Klammerelement (20) eine u-förmige Querschnittsfläche mit einem Quer schenkel (22) und wenigstens zwei Seitenschenkeln (24, 26, 28, 30) aufweist.

3. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammerelemente (20) in die jeweils äußersten beiden Flachrohre (12) des Rippenrohrblockes (10) eingesetzt sind.

4. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klammerelemente (20) jeweils in die beiden benachbarten Flachrohre (12) eines Umlenkbereichs (32) des Rippen rohrblockes (10) eingesetzt sind.

5. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertrager nach einem der vor hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rippen rohrblock (10) und der Rohrboden vormontiert und die Klammerelemente (20) in die Flachrohre (12) eingesetzt werden, wobei diese Einheit an schließend verlötet wird und danach die Sammelkästen montiert werden.