DE69402455T2

DE69402455T2 - Vorrichtung mit zwei Wärmetauschern und einem Ausdehnungsgefäss

Info

Publication number: DE69402455T2
Application number: DE1994602455
Authority: DE
Inventors: Jean-Francois Chevalier; Bernard Levy
Original assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 1993-02-19
Filing date: 1994-02-14
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2014-02-15
Also published as: EP0611940A1; EP0611940B1; DE69402455D1; FR2701760B1; FR2701760A1

Description

Die Erfindung betrifft eine starre Baueinheit, bestehend aus einem ersten Wärmetauscher mit allgemein flacher Form, der wenigstens eine obere Endkammer aus Kunststoff umfaßt, und aus einem Ausgleichbehälter für den Flüssigkeitsaustausch mit der oberen Endkammer, der in deren unmittelbarer Nähe angeordnet ist (siehe beispielsweise EP-A-O 219 419 und FR-A-2 272 858).
Derartige Bauemheiten werden insbesondere bei Kraftfahrzeugen verwendet, wobei der erste Wärmetauscher und der Ausgleichbehälter zu einem Kühlmittelkreislauf zur Kühlung des Verbrennungsmotors des Fahrzeugs gehren. Im Falle eines Personenkraftwagens kann der Ausgleichbehälter einteilig mit der oberen Endkammer ausgeführt oder direkt an dieser befestigt sein. Bei Nutzfahrzeugen oder landwirtschaftlichen Fahrzeugen würde diese Lösung aufgrund der großen Flüssigkeitsmenge, die der Ausgleichbehälter aufnehmen muß, eine erhebliche Verstärkung der Endkammer erfordern, damit sie den Beanspruchungen standhalten kann, die der Ausgleichbehälter aufgrund seines Eigengewichts und der Beschleunigungen des Fahrzeugs ausübt.
Außerdem ist es bekannt, mit dem ersten Wärmetauscher für die Kühlung des Motors einen zweiten Wärmetauscher mit allgemein flacher Form zu verbinden, der zur Kühlung der Ladeluft des Motors dient, d.h. der Luft, die aus dem für die Ladeluft benutzten Turbolader austritt, wobei der erste und der zweite Wärmetauscher parallel zu einer gleichen, in etwa vertikalen Ebene ausgerichtet und so nebeneinander angeordnet sind, daß sie hintereinander von einem Luftstrom durchströmt werden können, der senkrecht zu dieser Ebene verläuft. Aufgrund der hohen Temperatur der aus dem Turbolader austretenden Luft bestehen die Endkammern des zweiten Wärmetauschers in der Regel aus Metall, insbesondere aus einer Aluminiumlegierung.
Der Zweck der Erfindung besteht darin, diese Metallbauteile des zweiten Wärmetauschers zu nutzen, um die Befestigung des Ausgleichbehälters auszuführen.
Dazu bezieht sich die Erfindung insbesondere auf eine Baueinheit der eingangs genannten Art, wobei vorgesehen ist, daß sie einen zweiten Wärmetauscher mit allgemein flacher Form umfaßt, wobei der erste und der zweite Wärmetauscher parallel zu einer gleichen, in etwa vertikalen Ebene ausgerichtet und so nebeneinander angeordnet sind, daß sie nacheinander von einem Luftstrom, der senkrecht zu dieser Ebene verläuft, durchströmt werden und daß der Ausgleichbehälter starr an wenigstens einem Bauteil des zweiten Wärmetauschers befestigt wird.
Weitere ergänzende oder alternative Merkmale der erfindungsgemäßen Baueinheit werden nachstehend angeführt:
- Das besagte Bauteil ist eine Endkammer.
- Der Ausgleichbehälter ist in einer Richtung, die in etwa horizontal und parallel zu der besagten Ebene verläuft, gestreckt und durch seinen beiden Endbereiche an den oberen Endbereichen von zwei seitlichen Endkammern befestigt,die gegenüber dem zweiten Wärmetauscher angeordnet sind.
- Jeder Endbereich des Ausgleichbehälters ist an zwei Ansätzen befestigt, die einstückig mit der entsprechenden Endkammer ausgeführt sind, was anhand von zwei Befestigungspunkten erfolgt, die um den Querschnitt des Ausgleichbehälters voneinander entfernt sind.
- Die Endkammern des zweiten Wärmetauschers sind aus Aluminiumlegierung geformt.
- Die besagte obere Endkammer des ersten Wärmetauschers besteht aus Kunststoff.
- Der zweite Wärmetauscher ist gegenüber der zur Heckpartie des Fahrzeugs gerichteten Fläche des ersten Wärmetauschers angeordnet.
- Der Ausgleichbehälter ist vor dem ersten Wärmetauscher angeordnet, wobei sich seine Abmessung in der Richtung von vorn nach hinten teilweise mit der des zweiten Wärmetauschers überlagert.
- Der Ausgleichbehälter erstreckt sich bis zu einer Höhe unterhalb der oberen Endkammer des ersten Wärmetauschers und befindet sich in der seitlichen Richtung zwischen den beiden Endkammern des zweiten Wärmetauschers.
- Der erste Wärmetauscher ist ein Kühler zur Kühlung der Wärmekraftmaschine des Fahrzeugs, und der zweite Wärmetauscher ist ein Kühler zur Kühlung der Ladeluft dieser Wärmekraftmaschine.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden eingehender in der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen dargelegt, auf denen folgendes dargestellt ist:
- Figur 1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Baueinheit.
- Figur 2 zeigt eine rückseitige Teilansicht der gleichen Baueinheit.
- Figur 3 zeigt eine rückseitige Teilansicht einer Endkammer aus Metall, an der der Ausgleichbehälter angebracht ist.
Die veranschaulichte Bauemheit umfaßt einen Kühler 1 zur Kühlung der Wärmekraftmaschine eines Fahrzeugs und einen Kühler 2 zur Kühlung der Ladeluft dieser Wärmekraftmaschine. Der Kühler 1 hat eine allgemein flache rechteckige Form und erstreckt sich in etwa entlang einer vertikalen Ebene, die senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs verläuft. Er umfaßt zwei Endkammern aus Kunststoff 3 und 4, die sich horizontal entlang der Ober- bzw. Unterseite des Kühlers erstrecken und mit Anschlüssen 5 und 6 versehen sind, von denen einer als Einlaß und der andere als Auslaß für die Kühlflüssigkeit dient. Die Endkammern 3 und 4 sind durch vertikale Umlaufrohre miteinander verbunden. Der Kühler 2 hat ebenfalls eine allgemein flache Form und erstreckt sich entlang einer Ebene, die parallel zur Ebene des Kühlers 1 verläuft, wobei er im wesentlichen an dessen zur Frontpartie des Fahrzeugs gerichteter Fläche angefügt ist. Der Kühler 2 umfaßt zwei aus Aluminiumlegierung geformte Endkammern 7 und 8, die in vertikaler Richtung gestreckt sind und an der rechten bzw. linken Seite des Kühlers 1 entlang verlaufen. Auf an sich bekannte Weise sind die Endkammern 7 und 8 durch die horizontalen Rohre für die Zirkulation der zu kühlenden Luft miteinander verbunden. Der obere Bereich 9, 10 jeder Endkammer bildet einen Einlaß- oder Auslaßstutzen für die Luft, der nach hinten umgebogen und um den Kühler 1 in Höhe der Enden seiner oberen Endkammer 3 herumgeführt ist, um sich an den Ladeluftverdichter und den Einlaßkrümmer (nicht dargestellt) anzuschließen, die hinter der Kühlerbaugruppe angeordnet sind.
Die Endkammer 3 steht mit einem Ausgleichbehälter 11 mit rotationszylindrischer Form in Verbindung, dessen Ächse parallel zur Längsrichtung ebendieser Endkammer verläuft. Der Ausgleichbehälter 11 ist aus Messing ausgeführt. Seine Länge ist kleiner als die Breite des verfügbaren Zwischenraums zwischen den Stutzen 9 und 10 vor dem Kühler 1. Seine Anordnung erfolgt daher teilweise in diesem freien Zwischenraum und teilweise vorne im Verhaltnis zur Vorderseite des Kühlers 2. Im übrigen erstreckt er sich, in vertikaler Richtung, teilweise gegenüber der oberen Endkammer 3 des Kühlers 1, teilweise oberhalb und teilweise unterhalb dieser Endkammer. Die Befestigung des Ausgleichbehälters 11 erfolgt an zwei Paaren von Ansätzen, die einstückig an den Stutzen 9 bzw. 10 angeformt und symmetrisch im Verhältnis zur vertikalen Mittelebene des Fahrzeugs angeordnet sind. Jedes Paar besteht aus einem unteren Ansatz 12 und einem oberen Ansatz 13. Der untere Ansatz 12 erstreckt sich horizontal nach vorn und zur Mittelebene, ausgehend vom Stutzen 9 bzw. 10. Der Ausgleichbehälter liegt auf seiner Oberseite mittels eines Anschlußstücks 14 auf, das an der Außenfläche der zylindrischen Wand des Ausgleichbehälters angeschweißt ist und über dessen Ende hinaus vorsteht, wo es mit dem Ansatz 12 durch einen Bolzen 15 in der Nähe der axialen Vertikalebene 16 des Ausgleichbehälters verbunden ist. Der obere Ansatz 13 erstreckt sich vom horizontalen oberen Bereich des Stutzens 9 bzw. 10 aus in Richtung der Mittellängsebene des Fahrzeugs, entlang einer im Verhältnis zur Vertikalen leicht geneigten Ebene. Mit diesem oberen Ansatz ist außerdem über einen Bolzen 17 ein Anschlußstück 18 verbunden, das an der Außenfläche der zylindrischen Wand des Ausgleichbehälters angeschweißt ist, wobei das Anschlußstück 18 weit genug von dieser Wand entfernt ist, um die Aufnahme des Bolzens zu ermöglichen. Dieser ist in dem rechten Zweiflach enthalten, das durch die Halbebenen begrenzt wird, die sich von der Längsachse des Ausgleichbehälters aus nach hinten bzw. nach oben erstrecken.
Vorzugsweise kann vorgesehen werden, daß der Ausgleichbehälter starr in Höhe einer 8 der Endkammern und frei verschiebbar, entlang der Richtung des Rohrbündels, an der anderen Endkammer 8 befestigt wird, um eine ungehinderte Ausdehnung des Rohrbündels zu ermöglichen.
Dies kann praktisch durch das Einsetzen eines Bolzens 17 in Höhe der Endkammer 7 erfolgen, der mit einer Schulter in Höhe der Verbindung zwischen dem Ansatz 13 und dem Anschlußstück 18 versehen ist.

Claims

1. Baueinheit, bestehend aus einem ersten Wärmetauscher (1) mit allgemein flacher Form, der wenigstens eine obere Endkammer (3) aus Kunststoff umfaßt, und aus einem Ausgleichbehälter (11) für den Flüssigkeitsaustausch mit der oberen Endkammer, der in deren unmittelbarer Nähe angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen zweiten Wärmetauscher (2) mit allgemein flacher Form umfaßt, wobei der erste und der zweite Wärmetauscher parallel zu einer gleichen, in etwa vertikalen Ebene ausgerichtet und so nebeneinander angeordnet sind, daß sie nacheinander von einem Luftstrom, der senkrecht zu dieser Ebene verläuft, durchströmt werden und daß der Ausgleichbehälter starr an wenigstens einem Bauteil (7, 8) des zweiten Wärmetauschers befestigt wird.

2. Baueinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Bauteil eine Endkammer ist.

3. Bauemheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichbehälter in einer Richtung, die in etwa horizontal und parallel zu der besagten Ebene verläuft, gestreckt und durch seinen beiden Endbereiche an den oberen Endbereichen (9, 10) von zwei seitlichen Endkammern (7, 8) befestigt ist, die gegenüber dem zweiten Wärmetauscher (2) angeordnet sind.

4. Baueinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Endbereich des Ausgleichbehälters an zwei Ansätzen (12, 13) befestigt ist, die einstückig mit der entsprechenden Endkammer ausgeführt sind, was anhand von zwei Befestigungspunkten (15, 17) erfolgt, die um den Querschnitt des Ausgleichbehälters voneinander entfernt sind.

5. Baueinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkammern des zweiten Wärmetauschers aus Aluminiumlegierung geformt sind.

6. Baueinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte obere Endkammer (3) des ersten Wärmetauschers (1) aus Kunststoff besteht.

7. Baueinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wärmetauscher (2) gegenüber der zur Heckpartie des Fahrzeugs gerichteten Fläche des ersten Wärmetauschers (1) angeordnet ist.

8. Baueinheit nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgleichbehälter (11) vor dem ersten Wärmetauscher angeordnet ist, wobei sich seine Abmessung in der Richtung von vorn nach hinten teilweise mit der des zweiten Wärmetauschers überlagert.

9. Baueinheit nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, daß sich der Ausgleichbehälter bis zu einer Höhe unterhalb der oberen Endkammer des ersten Wärmetauschers erstreckt und sich in der seitlichen Richtung zwischen den beiden Endkammern (7, 8) des zweiten Wärmetauschers (2) befindet.

10. Baueinheit nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Wärmetauscher ein Kühler zur Kühlung der Wärmekraftmaschine des Fahrzeugs ist und daß der zweite Wärmetauscher ein Kühler zur Kühlung der Ladeluft der besagten Wärmekraftmaschine ist.