[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst.
Weil die Zwischenböden einen Rand aufweisen, der mit dem umlaufenden Rand der Rohrböden
metallisch verbunden ist und weil die Zwischenböden eine oder mehrere Öffnungen besitzen,
so, dass zwischen dem Zwischenboden und dem zugeordneten Rohrboden ein mit dem durch
die Flachrohre strömenden wärmeaustauschenden Mittel durchströmter Raum vorhanden
ist, ist es möglich, mit geringem Änderungsaufwand einen Wärmeaustauscher zur Verfügung
zu stellen, dessen Kühlleistung größer ist bzw. der eine größere Tiefe des Kühlnetzes
aufweist. Der erwähnte durchströmbare Raum sorgt für den Ausgleich der Tiefendifferenz.
Ferner dient der durchströmbare Raum dem Ausgleich von Druckunterschieden über die
Länge der Sammelkästen.
Der Zwischenboden kann lediglich eine oder wenige mit Versteifungsstegen versehene
Ausschnitte aufweisen. Dies ist dann der Fall, wenn der Zwischenboden oberhalb des
zugeordneten Rohrbodens angeordnet ist. Bevorzugt besitzt der Zwischenboden jedoch
den Flachrohrenden entsprechende Ausschnitte mit Durchzügen, um die Flachrohrenden
in den Durchzügen verlöten zu können. In diesen bevorzugten Fällen ist der Zwischenboden
unterhalb des zugeordneten Rohrbodens angeordnet.
Die Sammelkästen des Wärmetauschers mit der geringeren Kühlleistung können verwendet
werden, ohne irgendwelche Änderungen vornehmen zu müssen. Außerdem kann das Umformwerkzeug
zur Herstellung der Rohrböden weiterhin benutzt werden, wobei keine oder - bei bestimmten
unten erläuterten Varianten - nur geringfügige Änderungen daran notwendig sind. Im
Prinzip besteht der einzige zusätzliche Aufwand in der Bereitstellung eines Werkzeugs
für die Zwischenböden, wobei die Anforderungen an die Genauigkeit der Zwischenböden
vergleichsweise gering sind, weshalb der erforderliche Werkzeugaufwand niedrig ist.
Auf jeden Fall ist der Umformgrad der Zwischenböden geringer als derjenige der Rohrböden,
was ebenfalls zu relativ niedrigen Werkzeugkosten beiträgt. Somit macht es die Erfindung
möglich, die Werkzeuge und Vorrichtungen für die Großserie auszulegen. Da in einer
Fahrzeugbaureihe die Fahrzeuge mit etwas niedrigerer Motorleistung und Kühlungsbedarf
oftmals diejenigen sind, die in größeren Stückzahlen produziert werden, können die
Werkzeuge auf die dafür erforderlichen Bauteile zugeschnitten werden. Beispielsweise
weist ein darauf zugeschnittener Wärmeaustauscher eine Kühlnetztiefe von etwa 30mm
auf, was etwa dem großen Durchmesser der Flachrohre des Kühlnetzes entspricht. In
geringerer Stückzahl werden für Kraftfahrzeuge der gleichen Baureihe aber mit größerer
Motorleistung leistungsstärkere Wärmeaustauscher benötigt, die eine Kühlnetztiefe
von beispielsweise etwa 40 mm aufweisen müssen. Dies geschieht dadurch, dass ein Zwischenboden
hergestellt und in den Wärmeaustauscher eingefügt wird, der, wie in den Ansprüchen
2 bis 5 näher gekennzeichnet wurde, ausgebildet ist und der auch aus der Beschreibung
der nachfolgenden Ausführungsbeispiele hervorgeht, wozu auf die beiliegenden Figuren
Bezug genommen wird.
Fig. 1 Frontansicht des Wärmeaustauschers;
Fig. 2 vergrößertes Detail aus Fig. 1;
Fig. 3 Teilquerschnitt (zwischen den Flachrohren) des Wärmetauschers eines ersten
Ausführungsbeispiels;
Fig. 4 wie Fig. 3 aber Schnittebene in einem Flachrohr;
Fig. 5 Teilquerschnitt (durch das Flachrohr) eines zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 6 Teilquerschnitt (durch das Flachrohr) eines dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 7 Teilquerschnitt des Wärmetauschers aus dem Stand der Technik;
Fig. 8 schematische Draufsicht auf den Rohrboden aus Fig. 5;
Fig. 9 schematische Draufsicht auf den Zwischenboden aus Fig. 5;
Aus der Fig. 7 geht eine übliche Ausbildung des Wärmeaustauschers im Bereich der
Verbindung zwischen dem umlaufenden Rand
8 des Sammelkastens
7 und dem umlaufenden Rand
9 des Rohrbodens
5 hervor. Unter Zwischenfügung einer Dichtung
30 wird beispielsweise durch Umbiegen von Laschen
15 am Rand
9 eine flüssigkeitsdichte Verbindung geschaffen. Die Enden
4 der Flachrohre
2 stecken in dem im Fig. 7 gezeigten Fall in entsprechenden Öffnungen
6 in den Rohrböden
5 und sind darin verlötet. Der große Durchmesser
D (alt) der Flachrohre
2 beträgt hier beispielsweise 30 mm, was der Tiefe des Kühlnetzes
1 entspricht. Das Kühlnetz
1 besteht aus Flachrohren
2 mit zwischengefügten Wellrippen
3, wie in den Fig. 1 und 2 schematisch gezeigt ist. Bei dem Wärmeaustauscher handelt
es sich um den Luft - Kühlflüssigkeits - Kühler eines Kraftfahrzeuges, bei dem die
Kühlluft durch die Wellrippen
3 und die Kühlflüssigkeit durch die Flachrohre
2 strömt. Die Sammelkästen
7 sind aus Kunststoff und werden in einem relativ teuren Spritzgußwerkzeug in großer
Stückzahl hergestellt. Wenn das Kühlnetz
1 mit den Rohrböden
5 verlötet ist, wird eine Dichtung
30 in den u - förmigen Rand
9 des Rohrbodens
5 eingefügt und der Sammelkasten
7 wird mit seinem Rand
8 auf die Dichtung
30 im Rand
9 des Rohrbodens
5 gesetzt. In einem speziellen Werkzeug wird dann, wie oben bereits angeschnitten wurde,
das Umbiegen der Laschen
15 am Rand
9 des Rohrbodens
5 durchgeführt, wobei die erwähnte feste und flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem
Sammelkasten
7 hergestellt wird.
Um nun mit sehr geringem Änderungsaufwand Flachrohre
2 mit größerem "großen" Durchmesser
D (neu) zu verwenden oder, m. a. W., um den Wärmeaustauscher mit einem tieferen, leistungsstärkeren
Kühlnetz auszustatten, ohne auf den, ebenfalls mit einem aufwendigen Werkzeug hergestellten,
Rohrboden
5 zu verzichten, ist im in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Zwischenboden
10 mit seinem Rand
11 metallisch mit dem Rand
9 des Rohrbodens
5 verbunden. Der Zwischenboden
10 ist bei dieser Variante unterhalb des Rohrbodens
5, d. h., zwischen dem Rohrboden
5 und dem Kühlnetz
1, angeordnet. Jeder Zwischenboden
10 ist, in den gezeigten Ausführungsbeispielen, ein gezogenes Teil, an dessen Genauigkeit
jedoch - mit Ausnahme der Ausschnitte
6.1 mit den Durchzügen
20 - nicht besonders hohe Anforderungen zu stellen sind. Der Zwischenboden
10 muß lediglich einen geeigneten umlaufenden Rand
11 besitzen, um mit dem umlaufenden Rand
9 des Rohrbodens
5 verlötet werden zu können. Der Zwischenboden
10 muß nicht unbedingt wannenartig ausgebildet sein, wie in den Fig. 1 bis 4. Beispielsweise
kann der am besten in den Fig. 3 und 4 erkennbare außen liegende, vertikale Rand
40 am Zwischenboden
10 im wesentlichen entfallen, so dass der umlaufende Rand
11 des Zwischenbodens
10 lediglich von unten, aber nicht seitlich, am umlaufenden Rand
9 des Rohrbodens
5 anliegt und verlötet ist. Somit kann der Zwischenboden
10, mit Ausnahme der Durchzüge
20, ein im wesentlichen flaches Teil sein. Das Werkzeug ist deshalb relativ kostengünstig
herstellbar. Die Fig. 2 zeigt den rechten oberen Teil des Wärmeaustauschers der Fig.
1 in einer vergrößerten Darstellung. Die Fig. 3 und 4 sind Querschnitte durch den
Sammelkasten
7 der Fig. 1 und 2, einschließlich Rohrboden
5 und Zwischenboden
10. Dabei liegt die Schnittebene in der Fig. 3 zwischen den Flachrohren
2, so dass die zum Kühlnetz
1 gerichteten Durchzüge
20 in ihrem Umfang zu erkennen sind. In diesen Durchzügen
20 sind die Enden
4 der Flachrohre
2 eingefügt und darin verlötet worden. Da in der Fig. 4 die Schnittebene in einem Flachrohr
2 liegt, ist auch der zugeordnete Durchzug
20, der den Ausschnitt
6.1 umgibt, im Schnitt zu erkennen.
Ein wesentlich flacherer Zwischenboden
10 als in den Fig. 1 bis 4 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 gezeigt worden, bei
der es sich auch um einen Querschnitt durch einen Sammelkasten 7 handelt, wobei die
Schnittebene in einem der Flachrohre
2 liegt. In jedem Fall ist zwischen dem Zwischenboden
10 und dem Rohrboden
5 ein mit der Kühlflüssigkeit durchströmter Raum
12 vorhanden, durch den der Übergang bzw. der Ausgleich zwischen der ursprünglich geringeren
Kühlnetztiefe zu der vergrößerten Kühlnetztiefe stattfinden kann. Der durchströmbare
Raum
12 wurde lediglich in den Querschnitten der Fig. 3 bis 6 gezeigt. Es versteht sich,
dass sich dieser Raum
12 etwa über die Länge der Sammelkästen
7 oder der Rohrböden
5 erstreckt, was sich auch aus der Beschreibung der Ränder
9 und
11 ergibt, die umlaufend sind, d. h. die den Umfang der Rohrböden
5 bzw. der Zwischenböden
10 umgeben. Der Rohrboden
5 kann in den Ausführungsbeispielen der bisher beschriebenen Figuren völlig unverändert
bleiben. Wenn jedoch das Werkzeug zur Herstellung des Rohrbodens
5 ein mehrstufiges Folgewerkzeug ist, kann ohne großen Aufwand der Einsatz, der als
Loch - Durchzugsstempel vorgesehen ist, aus dem Folgewerkzeug entfernt und durch ein
einfaches Lochwerkzeug ersetzt werden, so dass die Reihe von Öffnungen
6 im Rohrboden
5 lediglich als eine oder wenige Öffnungen
6 im Rohrboden
5 vorhanden ist, um das wärmeaustauschende Mittel hindurch zu lassen. Ob eine solche
Maßnahme (Änderung am Rohrbodenwerkzeug) vorgesehen wird, hängt davon ab, ob ein etwas
höherer Druckverlust hingenommen werden kann oder nicht.
Im Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 5, 8 und 9 gezeigt ist, wurde in dem Folgewerkzeug
zur Herstellung des Rohrbodens 5 lediglich der bereits erwähnte Loch - und Durchzugsstempeleinsatz
für die Öffnungen
6, beispielsweise solche mit dem Maß 30 mm, ausgewechselt gegen eine andere Einheit
mit dem tieferen Maß von beispielsweise 40 mm. Die Fig. 8 zeigt auf der linken Seite
die Öffnungen
6, die den großen Durchmesser
D (neu) aufweisen, mit denen der gesamte Rohrboden
5 versehen wird. Auf der rechten Seite sind einige der alten Öffnungen 6 angedeutet
worden, mit dem Durchmesser
D (alt), lediglich um den beschriebenen Unterschied zu verdeutlichen. Als Zwischenboden
10 wurde dann oberhalb des Rohrbodens
5 ein wannenartig geformtes, einfach herzustellendes Teil eingefügt. In diesem Zwischenboden
10 können wenige (drei) große Ausschnitte
6.1 bzw. ein rechteckiger Ausschnitt
6.1, eventuell mit Zwischenstegen
50 (Fig. 9) , ausgestanzt sein, um die Kühlflüssigkeit durchströmen zu lassen. Der wannenartig
geformte Zwischenboden
10 dieses Ausführungsbeispiels wurde mit dem umlaufenden Rand
11 nach unten weisend in den umlaufenden Rand
9 des Rohrbodens
5 eingelegt. Dadurch bildet der Zwischenboden
10, bzw. seine vertikale Umrandung
60, eine innen liegende Abstützung für die Dichtung
30 aus. Der Verklammerungsvorgang des Sammelkastens
7 mit seinem Rand
8 am Rand
9 des Rohrbodens
5, der nach dem Lötprozess stattfindet, wird damit sichergestellt bzw. unterstützt.
Ein wesentlicher weiterer Vorteil sämtlicher Varianten besteht darin, dass die äußere
Kontur des Rohrbodens
5 in jedem Fall unverändert bleibt, weshalb das Werkzeug zum Verklammern ohne Änderungen
verwendet werden kann.