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Die
Erfindung betrifft ein Wärmetauschermodul,
insbesondere für
ein Kraftfahrzeug, das aus mehreren Wärmetauschern mit gemeinsamen
Rippen besteht.
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Insbesondere
betrifft sie ein Wärmetauschermodul
mit mindestens zwei Wärmetauschern, die
jeweils aus einem zwischen zwei Sammelkästen angeordneten Bündel bestehen,
das aus Fluidzirkulationsrohren gebildet ist, die an den Sammelkästen angebracht
sind und Kühlrippen
durchqueren, die mindestens zwei Wärmetauschern des Moduls gemein
sind.
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Wärmetauscher
für Kraftfahrzeuge
liegen allgemein in Form eines Bündels
aus FLuidzirkulationsrohren und von Rippen zum Wärmeaustausch mit dem Außenmedium
vor. Das Bündel
ist zwischen zwei Sammelkästen
angeordnet, die das Fluid in den Zirkulationsrohren verteilen. Oder
der Wärmetauscher
weist als Alternative dazu einen einzigen Sammelkasten auf, der
in einen Einlass- und einen Auslassabschnitt unterteilt ist.
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Es
ist bekannt, an einen Hauptwärmetauscher,
wie zum Beispiel einem Kühler
eines Kraftfahrzeugs, einen oder mehrere Sekundärwärmetauscher zu montieren, so
dass eine auch als Modul bezeichnete Baugruppe gebildet wird, die
installationsbereit zum Anbringen im Fahrzeug ist, wobei die Rippen des
Moduls den verschiedenen Wärmetauschern
gemein sind. Der Sekundärwärmetauscher
besteht meistens aus einem Ladeluftkühler des Motors, einem Klimatisierungskondensator
oder einem Ölkühler.
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Es
gibt zwei Haupttechnologien der Herstellung von Wärmetauschern
für Kraftfahrzeuge.
Gemäß einer
ersten Technologie werden die Wärmetauscher
in einem einzigen Arbeitsgang durch Löten zusammengefügt. Für diese
Wärmetauscherart
werden die Rippen durch Wellzwischenteile gebildet, die zwischen
den Rohren und parallel zu diesen angeordnet sind. Gemäß einer
anderen Technologie werden die Bestandteile des Wärmetauschers
ausschließlich durch
mechanische Mittel, wie zum Beispiel eine Quetschverbindung, zusammengefügt. Diese
Wärmetauscherart
umfasst dünne
und ebene Rippen, die senkrecht zu den Rohren angeordnet sind und
von diesen Letzteren durchquert werden.
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Die
mechanisch zusammengefügten
Wärmetauscher
weisen mehrere Vorteile auf. Sie sind kompakt und die Sammelkästen lassen
sich leicht montieren, wobei der Achsabstand der Rohrenden präzise ist.
Da ihre Rippen dünner
sind als jene der gelöteten
Wärmetauscher,
sind davon mehr vorhanden, wodurch ein besserer Wärmeaustausch
gestattet wird. Jedoch weisen sie den Nachteil auf, dass sie hinsichtlich
Zeitaufwand und Werkzeugausrüstung teuer
sind. Insbesondere muss die Montage des oder der Sekundärwärmetauscher
an den Hauptwärmetauscher
durch besondere mechanische Mittel erhalten werden, die die Kompaktheit
des Moduls beeinträchtigen.
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Die
Schrift
EP 0881450 beschreibt
ein Wärmetauschermodul
mit zwei Wärmetauschern,
die gemeinsame ebene Rippen aufweisen, welche an die Wärmetauscherrohre
gelötet
sind.
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Jedoch
ist dieses Modul immer noch ein schwieriger und teurer Aufbau, wobei
die Rohre axial in die Rippen eingeführt werden.
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Die
Schrift
JP 03128167 beschreibt
einen Wärmetauscher,
der mit ebenen Rippen versehen ist. Diese bestehen aus zwei Halbrippen,
die die Rohre seitlich einklemmen. Dadurch wird ein axiales Einführen der
Rohre in die Rippen vermieden.
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Aber
diese Schrift bleibt auf einen einfachen Wärmetauscher beschränkt und
nicht auf ein Modul aus zwei Wärmetauschern.
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Die
vorliegende Erfindung hat ein Wärmetauschermodul
zum Gegenstand, das unter Beibehaltung der Vorteile der mechanisch
montierten Wärmetauscher
ein leichtes Zusammenfügen
der Wärmetauscher
untereinander bietet und es gestattet, ein kompaktes Wärmetauschermodul
herzustellen.
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Dieses
Ergebnis wird gemäß der Erfindung dadurch
erhalten, dass die Rohre und die Rippen durch Löten befestigt sind und dass
die Rippen dieser Wärmetauscher
den mindestens zwei Wärmetauschern
des Moduls gemein sind und die Form eines länglichen Rechtecks mit zwei
Längsseiten
und zwei Schmalseiten aufweisen, wobei die Rippen an mindestens
einer der Längsseiten
Ausschnitte zur Aufnahme von Rohren aufweisen, in denen die Fluidzirkulationsrohre
mindestens eines der Wärmetauscher eingeführt sind.
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Somit
ist die Montage des Moduls besonders insofern vereinfacht, als die
Rohre lateral in die Rohraufnahmeausschnitte der Rippen gleiten
können,
bevor sie durch Löten
an diesen Rippen befestigt werden.
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Die
Erfindung bezieht sich vorzugsweise auf Wärmetauschermodule, die Sammelkästen aus
Metall, insbesondere aus Aluminium, aufweisen. In einem solchen
Fall bestehen die Rohrplatte und der Deckel aus Metall, wobei der
Deckel, die Rohrplatte und das Bündel
durch Löten
in einem einzigen Arbeitsgang montiert werden. Diese Ausführungsvariante
erfordert somit ein Minimum an Montagearbeitsgängen.
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Die
Erfindung bezieht sich jedoch auch auf einen Fall, in dem das einzige
Bündel
gelötet
ist. In diesem Fall sind die Rohrplatten auf herkömmliche Weise
durch Aufweiten der Rohrenden an den Rohren befestigt.
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Gemäß einer
intermediären
Ausführung
ist es möglich,
eine Metallrohrplatte in einem einzigen Lötarbeitsgang an das Bündel zu
löten.
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Bei
einer solchen Variante wird der zum Beispiel aus Kunststoffmaterial
hergestellte Deckel des Sammelkastens nur mechanisch montiert, zum
Beispiel durch Quetschverbindung von Ansätzen des Sammelkastens. Diese
Variante weist den Vorteil auf, dass gewisse Arbeitsgänge der
mechanischen Montage der Rohrplatte an die Enden der Bündelrohre weggelassen
werden.
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Bei
einer Ausführungsform
sind die Rohraufnahmeausschnitte nur an einer der beiden Längsseiten
der Rippen vorgesehen. In diesem Fall werden, unter der Voraussetzung,
dass das Wärmetauschermodul
mindestens zwei Wärmetauscher
umfasst, zwei oder mehr Rohre nacheinander in jeden der in den Rippen
ausgebildeten Aufnahmeausschnitte eingeführt. Somit kann der Ausschnitt
zwei, drei oder sogar mehr Rohre enthalten.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
weist die Rippe auf jeder der beiden Längsseiten Ausschnitte zur Aufnahme
der Rohre auf. In diesem Fall sind die Wärmetauscherrohre auf den beiden
Längsseiten der
Rippen verteilt. Wenn das Wärmetauschermodul zum
Beispiel zwei Wärmetauscher
aufweist, sind die Rohre eines Wärmetauschers
in den Rohraufnahmeausschnitten einer der Längsseiten eingeführt, während die
Fluidzirkulationsrohre in den Rohraufnahmeausschnitten der anderen
Längsseite
eingeführt
sind. Wenn das Wärmetauschermodul
mehr als zwei Wärmetauscher
aufweist, zum Beispiel drei, führt
man die Rohre von zwei Wärmetauschern
in die Rohraufnahmeausschnitte einer der Längsseiten und die Rohre des
dritten Wärmetauschers
in die Rohraufnahmeausschnitte der anderen Längsseite ein.
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Die
Rohraufnahmeausschnitte der Rohre können über ihre ganze Länge eine
konstante Breite aufweisen.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsvariante weisen
die Rohraufnahmeausschnitte jedoch ein abgestuftes Profil auf, das
sich vom Grund des Ausschnitts zum Einlass des Ausschnitts vergrößert.
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Diese
Ausführung
ist besonders für
den Fall geeignet, in dem die Wärmetauscher
Fluidzirkulationsrohre mit verschiedenen Dicken aufweisen. Das abgestufte
Profil des Rohraufnahmeausschnitts gestattet es, die Breite des
Ausschnitts an die Dicke der Wärmetauscherrohre
anzupassen.
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Vorzugsweise
weist jeder Rohraufnahmeausschnitt eine Wärmeisolieraussparung auf, die sich
zwischen den Rohren des Wärmetauschers
befindet. Diese Aussparung soll im Bereich des Möglichen die Erzeugung einer
thermischen Brücke
zwischen dem Teil der Rippen, der einem Wärmetauscher entspricht, und
dem Teil der Rippen, der einem benachbarten Wärmetauscher entspricht, verhindern.
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Vorzugsweise
sind die Rippen und/oder die Rohre mit einer Lötplattierung bedeckt.
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Des
Weiteren sind vorzugsweise die Schmalseiten der Rippen umgebogen
und durch Löten
am Bündel
befestigt.
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Darüber hinaus
betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschermoduls mit
mindestens zwei Wärmetauschern,
die jeweils aus einem zwischen zwei Sammelkästen angeordneten Bündel bestehen,
das aus Fluidzirkulationsrohren gebildet wird, die an den Sammelkästen angebracht werden
und den Wärmetauschern
des Moduls gemeine Kühlrippen
durchqueren, wobei die Rippen die Form eines länglichen Rechtecks mit zwei
Längsseiten
und zwei Schmalseiten aufweisen.
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Gemäß der Erfindung
umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
- – Herstellen
der Ausschnitte zur Aufnahme von Rohren an mindestens einer der
Längsseiten
der Rippen,
- – Einführen der
Rohre mindestens eines Wärmetauschers
in die an mindestens einer der Längsseiten
der Rippen ausgebildeten Ausschnitte,
- – Löten der
Rohre und der Rippen.
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In
dem Fall, in dem mindestens einer der Wärmetauscher aus einer Rohrplatte
und einem Metalldeckel besteht, werden der Deckel, die Rohrplatte und
das Bündel
durch Löten
in einem einzigen Arbeitsgang montiert. Wenn alle Rohrplatten und
alle Deckel aus Metall, zum Beispiel aus Aluminium, bestehen, wird
das Modul in einem einzigen Arbeitsgang durch Löten montiert, und es kann auf
alle mechanischen Arbeitsgänge
verzichtet werden.
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Wenn
mindestens einer der Wärmetauscher aus
einer Metallrohrplatte besteht und der Deckel des Sammelkastens
nicht aus Metall, zum Beispiel aus einem Kunststoffmaterial, besteht,
können
die Rohrplatte und das Bündel
durch Löten
in einem einzigen Arbeitsgang montiert werden. Danach wird der Sammelkasten
in einem nachfolgenden Arbeitsgang mechanisch montiert.
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Gemäß einer
Ausführungsvariante
umfasst das Verfahren der Erfindung die folgenden Schritte:
- – Löten der
Sammelkästen
und der Fluidzirkulationsrohre der mindestens zwei Wärmetauscher
in einem einzigen Arbeitsgang,
- – Herstellen
der Ausschnitte zur Aufnahme der Rohre an mindestens einer der Längsseiten
der Rippen,
- – Einführen der
Rohre der beiden Wärmetauscher,
die durch Löten
in den an einer der Längsseiten der
Rippen hergestellten Ausschnitten montiert werden.
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Bei
dieser Ausführungsform
werden die Rohre in die Rohraufnahmeausschnitte eines Rippenblocks
eingezwängt,
und die Verbindung zwischen den Fluidzirkulationsrohren und den
Rippen ist mechanischer Art.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen noch bei
Lektüre
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen hervor, die
unter Bezugnahme auf die angehängten Figuren
beispielhaft angeführt
werden. In diesen Figuren zeigen:
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1 eine
perspektivische Teilansicht eines Wärmetauschermoduls, das einen
Kühler
eines Kraftfahrzeugs und einen Klimatisierungskondensator umfasst;
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2 das
Detail II von 1 in vergrößertem Maßstab;
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3 eine
Draufsicht einer Rippe des in 1 dargestellten
Wärmetauschermoduls;
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4 eine
Querschnittsteilansicht einer Variante eines erfindungsgemäßen Wärmetauschermoduls,
das eine gelöteten
Rohrplatte aufweist;
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5 eine
perspektivische Teilansicht eines Rippenblocks für ein Wärmetauschermodul gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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6 und 7 perspektivische
Teilansichten, die ein Verfahren zur Herstellung der zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Wärmetauschermoduls
darstellen; und
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8 eine
perspektivische Teilansicht eines Rippenblocks, der für eine Variante
der zweiten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Wärmetauschermoduls
bestimmt ist.
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Das
in 1 dargestellte Wärmetauschermodul besteht aus
einem Kühler 1 eines
Kraftfahrzeugs und einem Klimatisierungskondensator 2,
wobei diese beiden Wärmetauscher
allgemein eben sind.
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Der
Kühler 1 besteht
auf bekannte Weise aus einem Bündel
aus vertikalen Fluidzirkulationsrohren 5, die zwischen
zwei Sammelkästen 6 (es
ist nur ein einziger Kasten dargestellt worden) angebracht sind,
wobei die Sammelkästen 6 entlang
zweier paralleler Seiten des Rohrbündels angeordnet und mit Einlass-
und Auslassstutzen 8 für
das Kühlfluid versehen
sind.
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Des
Weiteren wird der Kondensator 2 durch ein Bündel aus
vertikalen Fluidzirkulationsrohren 10 gebildet, das zwischen
zwei Sammelkästen 12 (es
ist nur ein einziger Kasten dargestellt worden) angebracht ist,
wobei die Sammelkästen
entlang zweier paralleler Seiten des Rohrbündels angeordnet und mit (nicht
dargestellten) Einlass- und Auslassstutzen für das Kältemittel versehen sind.
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Den
Wärmetauschern 1 und 2 gemeine
Rippen 14 sind auf herkömmliche
Weise an den Rohren 5 des Wärmetauschers 1 und
an den Rohren 10 des Wärmetauschers 2 angebracht.
In 3 ist eine dieser Rippen dargestellt worden. Sie
weist in Draufsicht die Form eines länglichen Rechtecks auf (siehe 3),
das eine erste und eine zweite Längsseite 16, 18 und
zwei Schmalseiten 20 aufweist. Auf der Längsseite 16 sind
Ausschnitte 22 zur Aufnahme der Rohre 5 des Wärmetauschers 1 vorgesehen,
und auf der Längsseite 18 sind
Ausschnitte 14 zur Aufnahme der Rohre 10 des Wärmetauschers 2 vorgesehen. Wie
in 3 zu sehen, weisen die Ausschnitte 22 und 24 eine
Form auf, die der der Rohre entspricht. Ihre Breite ist so ausgelegt,
dass die Rohre dort durch Gleitsitz eingeführt werden können. Der
Abstand der Ausschnitte 22 und 24 entspricht dem
der Rohre 5 und 10.
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Darüber hinaus
sei darauf hingewiesen, dass die Rippe 14 durch zwei Perforationslängsreihen 26 in
zwei Wärmaustauschzonen
getrennt ist, die nach Möglichkeit
die Erzeugung einer Wärmebrücke zwischen
dem dem Wärmetauscher 1 entsprechenden
Teil der Rippen 14 und dem dem Wärmetauscher 2 entsprechenden
Teil der Rippen 14 verhindern sollen.
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Der
Sammelkasten 6 des Wärmetauschers 1 (1)
umfasst einen ersten Teil 28 und einen zweiten Teil 30,
die jeweils aus einer Metallfolie, vorzugsweise aus Aluminium, bestehen,
die durch herkömmliche
Stanz- und Ziehvorgänge
konfiguriert wird.
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Der
erste Teil 28 weist einen Boden 32 auf, der allgemein
flach und als längliches
Rechteck ausgebildet ist. Dieser Boden 32 soll die Endplatte,
die auch als „Lochplatte" bezeichnet wird,
des Sammelkastens 6 bilden. Dazu weist dieser Boden mehrere beabstandete
Löcher 34 länglicher
Form auf, die die Rohre 5 des Wärmetauschers 1 aufnehmen
sollen (2). Der Teil 30 umfasst
des Weiteren zwei gegenüberliegende
umgeklappte Seitenflanken 36, die allgemein eben sind und
parallel zueinander verlaufen. Diese Flanken 36 sind durch
zwei parallel zueinander verlaufende Falzlinien im Wesentlichen
senkrecht mit dem Boden 32 verbunden. Der Stutzen 8 ist in
einer der Seitenflanken 36 ausgebildet.
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Der
zweite Teil 30 wird aus einem Metallband mit gegebener
Größe erhalten,
das parallele Erzeugende aufweist. Dieses Band kann zwischen den Seitenflanken 36 des
ersten Teils 28 eingeschoben werden, um eine Baugruppe
zu bilden, die gleichzeitig mit dem Stutzen 8 gelötet werden
kann.
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Der
Sammelkasten 12 des Wärmetauschers 2 weist
die allgemeine Form eines länglichen
Zylinders auf, der mit (in 1 nicht
sichtbaren) Perforationen versehen ist, die die Wärmetauscherrohre 10 aufnehmen
sollen.
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Der
Wärmetauscher
wird wie folgt montiert. Man montiert gesondert die Sammelkästen jedes
der beiden Wärmetauscher
und die jeweiligen Rohre jedes der Wärmetauscher.
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Andererseits
werden die Rippen so übereinander
angeordnet, dass sich die Ausschnitte 22 und 24 zur
Aufnahme der Rohre 5 und 10 in ihrer gegenseitigen
Verlängerung
befinden. Die Rohre 5 des Wärmetauschers 1 werden
von der Längsseite 16 der
Rippen 14 und die Rohre 10 des Wärmetauschers 2 von
der Längsseite 18 der
Rippen 14 eingeschoben. Nachdem alle Teile des Wärmetauschers so
montiert worden sind, kann das Wärmetauschermodul
in einem einzigen Arbeitsgang in einem Lötofen auf herkömmliche
Weise gelötet
werden. Dazu weisen die Rohre und/oder die Rippen vorteilhafterweise
eine Lötplattierung
auf. Wie in 2 zu sehen, sind die Schmalseiten 20 der
Rippen 14 umgeklappt und durch Löten fest mit dem Bündel verbunden.
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In 4 ist
eine Querschnittsansicht einer Ausführungsvariante des Wärmetauschers 1 dargestellt
worden, die einen Teil eines Wärmetauschermoduls
darstellt, das mit dem unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 dargestellten
identisch ist.
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Bei
dieser Variante weist der Wärmetauscher einen
Sammelkasten 40 auf, der nicht aus Metall besteht. Somit
kann er auch nicht durch Löten
in einem einzigen Arbeitsgang mit dem Rest des Wärmetauschermoduls zusammengefügt werden.
Allerdings kann die aus Metall bestehende Endplatte 42 durch Löten an die
Rohre 5 des Wärmetauschers 1 angefügt werden.
Wie in 4 zu sehen, weist die Rohrplatte 42 eine
Kehle 44 auf, in der eine Dichtung 46 eingesetzt
ist. Eine Dichtung wird auf herkömmliche Weise
durch Drücken
des Fußes 48 des
Deckels 40 auf die Dichtung 46 und durch Quetschen
des Deckels 40 an die Rohrplatte 42 mittels umgeklappter Ansätze 50,
die Teil der Rohrplatte bilden, realisiert. Jedoch muss keine Dichtung
zwischen der Rohrplatte 42 und den Rohren 5 vorgesehen
werden, da diese Dichtigkeit durch Löten der Rohrplatte 42 gleichzeitig
mit dem Rest des Wärmetauschers
direkt erhalten wird.
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Diese
Realisierung stellt somit eine Vereinfachung der vollständig mechanischen
Montage der Rohrplatte dar, die außer dem Vorsehen einer Dichtung
zwischen der Platte und jedem der Rohre das Aufweiten des Endes
der Rohre 5 des Wärmetauschers
zum Festhalten der Rohrplatte 42 erfordert.
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In 5 ist
eine perspektivische Teilansicht eines Rippenblocks für ein Wärmetauschermodul
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung dargestellt worden. Auf die gleiche Weise wie die Rippen
der unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebenen
Ausführungsform
weist jede Rippe 14 zwei Längsseiten 16, 18 und
zwei Schmalseiten 20 auf. In 5 erscheinen
die Längsseiten 16, 18 nicht
viel länger
als die Schmalseiten 20, weil es sich bei der Darstellung
der Rippe der Vereinfachung halber nur um eine Teildarstellung handelt.
In Wirklichkeit weist die Rippe die Form eines sehr länglichen
Rechtecks auf.
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Die
Rippen 14 weisen auf einer ihrer Längsseiten, zum Beispiel auf
der Seite 16, Ausschnitte 22 auf, die Fluidzirkulationsrohre
von zwei Wärmetauschern,
die einen Teil eines Wärmetauschermoduls bilden,
aufnehmen sollen. Bei dieser Ausführung sind die Ausschnitte 22 ausreichend
lang, um gleichzeitig die Rohre der beiden Wärmetauscher aufzunehmen. Die
Breite des Ausschnitts 22 könnte konstant sein. Allerdings
besteht der Ausschnitt 22 in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
aus einem Abschnitt 52 größerer Breite und einem Abschnitt 54 geringerer Breite.
Der Abschnitt 54 befindet sich auf der Seite des Grunds 60 des
Ausschnitts 22, während
sich der Abschnitt 52 auf der Seite des Einlasses 62 dieses Letzteren
befindet. Auf diese Weise weist der Ausschnitt ein abgestuftes Profil
auf, das sich vom Grund 60 zum Einlass 62 des
Ausschnitts hin verbreitert.
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Die
beiden Abschnitte 52 und 54 sind durch eine Wärmeisolieraussparung 56 getrennt,
die die Übertragung
von Wärme
zwischen dem Abschnitt 52 und dem Abschnitt 54 begrenzen
soll. Somit sei darauf hingewiesen, dass im Gegensatz zu der Ausführungsform
nach den 1 bis 4 die in 5 dargestellten
Rippen nur an einer einzigen der Längsseiten und nicht an beiden
einen Rohraufnahmeausschnitt aufweisen. Schließlich sei darauf hingewiesen,
dass es durch das Vorsehen von Öffnungen 58, die
umgeklappte Ansätze
aufweisen, gestattet wird, zwischen allen Rippen 14 des
Wärmetauschermoduls
des Wärmetauschers
einen konstanten Abstand aufrecht zu erhalten.
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In 6 ist
eine perspektivische Teilansicht eines Wärmetauschermoduls gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung vor seiner Montage dargestellt worden, und in 7 befindet
sich dieses Wärmetauschermodul
in montierter Stellung. In 6 besteht
das Wärmetauschermodul
aus zwei Untergruppen. Die erste Untergruppe besteht aus zwei Wärmetauschern,
nämlich
einem Kühler
eines Kraftfahrzeugs und einem Klimatisierungskondensator 2,
wobei diese beiden Wärmetauscher
allgemein eben sind.
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Der
Kühler 1 wird
auf bekannte Weise durch ein Bündel
aus vertikalen Fluidzirkulationsrohren 5 gebildet, die
zwischen zwei Sammelkästen 6 (nur
ein einziger Kasten ist dargestellt worden) angebracht sind, wobei
die Sammelkästen 6 entlang
zweier paralleler Seiten des Rohrbündels angeordnet und mit Einlass-
und Auslassstutzen für
das Kühlfluid
versehen sind.
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Der
Sammelkasten 6 des Wärmetauschers 1 umfasst
einen ersten Teil 28 und einen zweiten Teil 30,
die jeweils aus einer Metallfolie, vorzugsweise aus Aluminium, gebildet
sind. Der erste Teil 28 weist einen Boden 32 auf,
der allgemein eben ist, eine längliche
Rechteckform besitzt und die die Rohre 5 aufnehmende Endplatte
bilden soll.
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Der
Kondensator 2 besteht ebenfalls aus einem Bündel aus
vertikalen Fluidzirkulationsrohren 10, die zwischen zwei
Sammelkästen 12 (es
ist nur ein einziger Kasten dargestellt worden), angebracht sind,
wobei die Sammelkästen
entlang zweier paralleler Seiten des Bündels angeordnet und mit Einlass- und
Auslassstutzen 9 für
das Kältemittel
versehen sind.
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Die
das Wärmetauschermodul
bildende zweite Unterbaugruppe besteht aus einem Stapel von Rippen 14,
die alle miteinander identisch sind. Diese Rippen sind mit Bezugnahme
auf 5 beschrieben worden.
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In 7 sind
die beiden Unterbaugruppen montiert dargestellt worden, um das Wärmetauschermodul
zu bilden. In 6 ist zu sehen, dass die Bündelrohre 10 des
Kondensators weniger dick und weniger lang sind als die Bündelrohre 5 des
Wärmetauschers
des Kühlers 1.
Aus diesem Grunde ist der Abschnitt 54 des Aufnahmebereichs 22 für die Rohre, der
sich auf der Seite des Grunds 60 dieses Ausschnitts befindet,
schmaler und kürzer
als der sich auf der Seite des Einlasses 62 dieses Ausschnitts
befindende Abschnitt 52. Somit weist der Ausschnitt 22 ein
abgestuftes Profil auf, das sich vom Grund 60 des Ausschnitts
zu seinem Einlass 62 verbreitert. Dieses abgestufte Profil
gestattet die genaue Anpassung der Form des Ausschnitts an die Geometrie
der Rohre 5 und 10 der beiden Wärmetauscher
des Wärmetauschermoduls.
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Es
gibt zwei Varianten des Verfahrens zur Herstellung des in den 6 und 7 dargestellten Wärmetauschermoduls.
Bei einer ersten Variante wird die erste Untergruppe, das heißt die Wärmetauscher 1 und 2,
die aus ihrem Sammelkasten und ihrem jeweiligen Rohrbündel bestehen,
getrennt ohne die Rippen 14 durch Löten montiert. Dann werden die Rohre 10 und 5 in
die Ausschnitte 22 des Blocks von Rippen 14 eingeführt. Die
Breite der Abschnitte 52 und 54 ist so ausgeführt, dass
die Rohre in die Ausschnitte 22 eingezwängt werden. Die Verbindung zwischen
den Rohren 5 und 10 des Wärmetauschermoduls und den Rippen 14 ist
somit mechanischer Art.
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Natürlich kann
diese Ausführungsart
auf verschiedene Weise variiert werden. Es ist zum Beispiel möglich, nur
die Rohrplatte 32 an die Rohre des Bündels zu löten und den Sammelkasten 6 mechanisch zu
montieren.
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Bei
einer zweiten Ausführungsweise
des Verfahrens werden die beiden Wärmetauscher 1 und 2 mit
dem Block von Rippen 14 zusammengefügt, und die Baugruppe wird
in einem einzigen Arbeitsgang in einem Ofen gelötet. Bei dieser Ausführungsform
ist die thermische Verbindung zwischen den Rohren 5 und 10 der
Wärmetauscher
und den Rippen 14 der gelöteten Art.
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Der
Hauptvorteil einer mechanischen Verbindung besteht darin, dass sie
den Einsatz von gebogenen Rohren mit Kanälen gestattet. Aus Gründen der
mechanischen Festigkeit ist der Einsatz von flachen Rohren ohne
Kanäle
bei dieser Herstellungsart verboten. Die Kontrolle von Leckagen
an den Wärmetauschern
kann somit vor der Montage an die Rippen 14 erfolgen. Die
für das
Löten erforderlichen Flussreste
werden somit auf die Rohre und auf die Sammelkästen beschränkt. Des Weiteren ist es einfacher,
die thermische Brücke
zwischen den beiden Wärmetauschern
zu unterdrücken,
da sich der kritische Teil zwischen den beiden Rohrreihen befindet, und
weil aufgrund des zwischen diesen beiden Rohrreihen ohne den Rohraufnahmeausschnitt 22 freigelassenen
Raums zwischen den beiden Wärmetauschern
kein leitendes Material zu finden ist, mit Ausnahme der durch die
Jalousie 57 gebildeten Austauschfläche.
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Des
Weiteren gestattet der Einsatz von ebenen Rippen, wie zum Beispiel
den Rippen 14, das Unterdrücken der Spiele des Wärmetauschers,
die bei einem Wärmetauscher
mit Wellzwischenteilen erforderlich sind.
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In 8 ist
eine Ausführungsvariante
der Rippen 14 dargestellt worden. Bei dieser Ausführung weisen
die Rippen 14 einen Rohraufnahmeausschnitt 22 an
der Längsseite 16 und
einen Rohraufnahmeausschnitt 24 an der Längsseite 18 auf.
Die Ausschnitte 22 ähneln
die in den 5 bis 7 beschriebenen
Ausschnitten. Mit anderen Worten, ihre Länge ist so vorgesehen, dass
sie die Rohre von zwei Wärmetauschern,
zum Beispiel einem Kühler und
einem Klimatisierungskondensator, aufnehmen können. Sie weisen ein abgestuftes
Profil auf, das sich vom Grund 60 zum Einlass 62 der
Ausschnitte verbreitert. Die Abschnitte 52 und 54,
die für
die Aufnahme der Rohre jedes der beiden Wärmetauscher ausgeführt sind,
sind durch eine Wärmeisolieraussparung 56 getrennt.
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Der
Rohraufnahmeausschnitt 24, der an den Längsseiten 18 der Rippen 14 vorgesehen
ist, ähnelt dem
in den 1 bis 4 dargestellten Ausschnitt 24.
Mit anderen Worten, er ist zum Empfang der Rohre eines einzigen
Wärmetauschers
vorgesehen. Somit gestatten die in 8 dargestellten
Rippen 14 insgesamt die Aufnahme der Rohre von drei Wärmetauschern.
Das Wärmetauschermodul
kann somit aus drei Wärmetauschern
bestehen.
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Es
sind auch andere Ausführungsvarianten möglich. Die
Rohraufnahmeausschnitte können
zum Empfang von mehr als zwei Rohren, zum Beispiel von drei oder
mehr Rohren, vorgesehen sein. An jeder der Seiten 16 und 18 können Ausschnitte 22 und 24 vorgesehen
sein, die jeweils die Aufnahme mehrerer Rohre, zum Beispiel von
zwei oder mehr Rohren, gestatten. Zum Beispiel könnte ein Wärmetauschermodul vier Wärmetauscher
umfassen, wobei die Rohre von zwei dieser Wärmetauscher in die Ausschnitte 22 eingeführt sind,
während
die Rohre von zwei anderen Wärmetauschern
in die Ausschnitte 24 eingeführt sind.
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Natürlich ist
die Erfindung nicht auf die zuvor beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt
und umfasst auch andere Varianten.