[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur vereinfachten Herstellung einer
Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere für Kraftfahrzeuge, sowie danach
eine hergestellte Vorrichtung.
[0002] Im Stand der Technik erfolgt die Herstellung von Wärmetauschern für Kraftfahrzeuge
in der Regel dadurch, dass deren Hauptkomponenten zu einem Block fügetechnisch vormontiert
und in dieser Form in einem Ofen verlötet werden. Typischerweise werden die zum Betrieb
nötigen Abschlussrohre oder -stutzen erst in einem nachfolgenden Arbeitsgang angelötet
bzw. -geschweißt.
[0003] Zur Rationalisierung der Fertigung und Reduktion der Produktionskosten, ist es wünschenswert,
diesen zusätzlichen Arbeitsgang des nachträglichen Anlötens bzw. -schweißens der Anschlussrohre
einzusparen. Dazu muss eine ausreichende Vorfixierung der Anschlussrohre am Wärmetauscherblock
vor dem Verlöten gewährleistet werden.
[0004] Nachteil beim Stand der Technik ist, dass oftmals die Anschlüsse am Wärmetauscher
in einer ungünstigen Art und Weise im Hinblick auf den Bauraumbedarf im Kraftfahrzeug
angebracht sind. Nicht selten handelt es sich auch um mehrteilige Konstruktionen,
was die Anzahl der nötigen Bauteile sowie die erforderlichen Arbeitsschritte und damit
die Kosten erhöht.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur vereinfachten Herstellung
einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme zu schaffen, welches ein Vorfixieren von
Anschlussrohren am Wärmetauscher erlaubt, so dass der Wärmetauscher bereits fertig
montiert durch stoffschlüssige Verbindungen, wie insbesondere Lötverbindungen gefertigt
werden kann, ohne dass nachträgliche zusätzliche Arbeitsschritte, wie Anlöten oder
Anschweißen der Anschlussrohre nötig wären.
[0006] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Die
erfindungsgemäß hergestellte Vorrichtung ist Gegenstand des Anspruchs 11. Bevorzugte
Verfahrensergänzungen, Ausführungsformen, Weiterbildungen und Verwendungen sind Gegenstand
der Unteransprüche.
[0007] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Austausch von
Wärme, insbesondere für Kraftfahrzeuge, umfasst wenigstens die folgenden Schritte:
[0008] In einem Schritt wird wenigstens eine Fluiddurchflusseinrichtung kraftund/oder formflüssig
mit wenigstens zwei Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen zusammengefügt. In
einem weiteren Schritt erfolgt das kraft- und/oder formflüssige Zusammenfügen wenigstens
einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung mit wenigstens einer Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtung im Bereich wenigstens einer in der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung
vorgesehenen Öffnung, welche wenigstens ein begrenzendes Formelement aufweist, wobei
die Form des Formelements derart auf die Form der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
geometrisch abgestimmt bzw. angepasst ist, dass durch die Relativbewegung wenigstens
eines Endabschnitts wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung gegenüber dem
Formelement wenigstens eine Verbindungsfläche zwischen dem Formelement und wenigstens
einem Teil des Endabschnitts der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung entsteht, wobei
durch Größe und/oder Form dieser Verbindungsfläche die Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
an der Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung selbsthemmend vorfixiert wird.
[0009] Als selbsthemmend wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass die gegeneinander
vorfixierten Einrichtungen im Wesentlichen allein durch ihren gegenseitigen Kontakt
form- und/oder kraftschlüssig vorfixiert werden. Als Beispiel hierfür kann das Ineinanderstecken
eines Kegels in einen Hohlkegel mit im Wesentlichen gleichen Kegelwinkel genannt werden.
[0010] Als begrenzendes Formelement im Bereich der Öffnung in der Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung
wird im Rahmen der Erfindung ein Element verstanden, welches die Öffnung einerseits
geometrisch begrenzt und andererseits gegenüber einer vom Öffnungsquerschnitt aufgespannten
Ebene aus der Öffnung heraus- bzw. in die Öffnung hineinragt, wie beispielsweise eine
Kante, ein Wulst, ein Durchzug oder dergleichen.
[0011] Als geometrische Abstimmung bzw. Anpassung wird im Rahmen der Erfindung verstanden,
dass wenigstens zwei geometrische Flächen derart aneinander angepasst werden, dass
bei einem Zusammenfügen dieser Flächen eine Berührung nicht nur an einzelnen Punkten,
sondem zumindest in einem Bereich wenigstens eines Flächensegments stattfindet.
[0012] In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die im Wesentlichen
gas- und flüssigkeitsdichte Befestigung der vorfixierten Vorrichtung zum Austausch
von Wärme gegenüber der Umgebung über stoffschlüssige Verbindungen.
[0013] In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt diese
stoffschlüssige Verbindung, insbesondere, aber nicht ausschließlich, über Lötverbindungen,
Schweißverbindungen und/oder Klebeverbindungen.
[0014] In einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird wenigstens
eine Fluidzu- bzw. -abflussverbindung mit wenigstens einem Formelement im Bereich
einer längs- und/oder stimseitigen Öffnung wenigstens einer Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtung form- und/oder kraftschlüssig zusammengefügt.
[0015] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt
die selbsthemmende Vorfixierung wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
an wenigstens einem Formelement einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung in Form
einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung dadurch, dass wenigstens eine Fluidzu-
bzw. -abflusseinrichtung einen Endabschnitt mit einem sich zum Ende hin im Wesentlichen
verjüngenden Außenquerschnitt aufweist, welcher in wenigstens ein Formelement der
Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung mit einem sich im Wesentlichen nach außen
aufweitenden Innenquerschnitt eingefügt wird.
[0016] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt
die selbsthemmende Vorfixierung wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
an wenigstens einem Formelement einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung in Form
einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung dadurch, dass wenigstens eine Fluidzu-
bzw. -abflusseinrichtung einen Endabschnitt mit einem sich zum Ende hin im Wesentlichen
aufweitenden Innenquerschnitt aufweist, welcher auf wenigstens ein Formelement der
Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung mit einem sich im Wesentlichen nach außen
verjüngenden Außenquerschnitt aufgesteckt wird.
[0017] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt
die selbsthemmende Vorfixierung wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
an wenigstens einem Formelement einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung in Form
einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung dadurch, dass wenigstens eine Fluidzu-
bzw. -abflusseinrichtung einen zum Ende hin im Wesentlichen konusförmigen Endabschnitt
aufweist, welcher in wenigstens ein im Wesentlichen innenkonusförmiges Formelement
der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen eingefügt wird.
[0018] In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt
die selbsthemmende Vorfixierung wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
an wenigstens einem Formelement einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung in Form
einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung dadurch, dass wenigstens eine Fluidzu-
bzw. -abflusseinrichtung einen zum Ende hin im Wesentlichen innenkonusförmigen Endabschnitt
aufweist, welcher auf wenigstens ein im Wesentlichen konusförmiges Formelement der
Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung aufgesteckt wird.
[0019] Bevorzugt erfolgt die selbsthemmende Vorfixierung wenigstens einer Fluidzu- bzw.
-abflusseinrichtung an wenigstens einem Formelement einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung
wenigstens teilweise durch wenigstens ein Formschlusselement, wie insbesondere, aber
nicht ausschließlich, Haken, Ösen, Gewindegänge, Ausnehmungen und/oder Vorsprünge.
Es ist möglich, dass derartige Haken, Ösen, Gewindegänge oder dergleichen entweder
an der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung oder an der Fluidzuund/oder -abflusseinrichtung
angeordnet sind. Es ist jedoch auch möglich, an beiden Elementen derartige Formschlusselemente
anzuordnen, wie zum Beispiel zwei ineinandergreifende Gewindegänge. Auch liegen bajonettartige
Verschlüsse oder dergleichen im Sinne der vorliegenden Erfindung.
[0020] Bevorzugt können die Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen und die Endabschnitte
der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtungen ineinander verdreht, verhakt oder dergleichen
werden.
[0021] Bevorzugt erfolgt die Fertigung wenigstens eines Formelements wenigstens einer Fluidverteil-
und/oder -sammeleinrichtung und/oder wenigstens eines Endabschnitts der Fluidzu- bzw.
-abflusseinrichtung mit geeigneten Größen und Formtoleranzen.
[0022] Die Längen- bzw. Durchmessertoleranzen der Formelemente der Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtungen sowie der Endabschnitte der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtungen
betragen ±0,8 mm, bevorzugt ±0,1 mm und besonders bevorzugt ±0,05 mm. Die Winkeltoleranzen
der bevorzugt konusförmigen Endabschnitte der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtungen,
sowie der bevorzugt innenkonusförmigen Formelemente der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen
betragen ±4 Grad, bevorzugt ±1 Grad und besonders bevorzugt ±0,5 Grad.
[0023] Damit ergibt sich beim Zusammenfügen des Endabschnitts einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
mit dem Formelement einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung eine vorgegebene
Endposition der Fluidzu- bzw. - abflusseinrichtung bezüglich des Formelements der
Fluidverteil- und/oder - sammeleinrichtung, so dass das äußere Ende der Fluidzu- bzw.
-abflusseinrichtung bevorzugt im Wesentlichen bündig mit dem inneren Ende des Formelements
wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung abschließt.
[0024] Bevorzugt erfolgt ferner das Zusammenfügen wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
mit wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung über eine Pressverbindung,
bevorzugt eine Kegel-Pressverbindung.
[0025] Bevorzugt werden die Fluiddurchflusseinrichtungen, die Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen
sowie die Fluidzufluss- bzw. -abflusseinrichtung durch Ausstanzen und Biegen von Teilen
eines einteiligen ebenen Metallblechs erzeugt.
[0026] Die Erfindung ist femer auf eine Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, gerichtet, die nach einem der oben beschriebenen Verfahren hergestellt
wird und wenigstens eine erste Zuflusseinrichtung aufweist sowie wenigstens zwei Fluidverteil-
und/oder -sammeleinrichtungen, wenigstens eine Fluiddurchflusseinrichtung und wenigstens
eine Fluidabflusseinrichtung, wobei in wenigstens einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung
wenigstens eine Öffnung vorgesehen ist, welche wenigstens ein begrenzendes Formelement
aufweist. Dabei ist die Form des Formelements derart auf die Form der Fluidzu- bzw.
-abflusseinrichtung geometrisch abgestimmt bzw. angepasst, dass die Fluidzufluss-
bzw. -abflusseinrichtung, welche im Bereich der Öffnung der Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtung mit dieser zusammengefügt ist, wenigstens eine Verbindungsfläche
zu wenigstens einem Formelement der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung aufweist,
wobei durch Größe und/oder Form dieser Verbindungsfläche die Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
über eine formund/oder kraftschlüssige Verbindung an der Fluidverteil- und/oder der
-sammeleinrichtung selbsthemmend vorfixiert wird.
[0027] Als Vorfixierung wird im Rahmen der Erfindung verstanden, dass noch nicht die endgültige
Festigkeit der fertigen Vorrichtung erreicht ist, sondem ein gegenseitiger Halt bewerkstelligt
wird, der ein endgültiges Befestigen bzw. Fixieren beispielsweise durch Löten und
dergleichen ermöglicht.
[0028] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine Fluidzu- bzw.
-abflusseinrichtung einen Endabschnitt auf mit einem sich zum Ende hin im Wesentlichen
verjüngenden Außenquerschnitt, wobei der Endabschnitt in wenigstens ein Formelement
wenigstens einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung, das einen auf den Endabschnitt
geometrisch abgestimmten bzw. angepassten, sich im Wesentlichen nach außen aufweitenden,
Innenquerschnitt aufweist, eingefügt ist.
[0029] Als Endabschnitt ist im Rahmen der Erfindung ein solcher Abschnitt zu verstehen,
der zumindest teilweise mit der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung in Verbindung
steht.
[0030] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine Fluidzu- bzw.
-abflusseinrichtung einen Endabschnitt mit einem sich zum Ende hin im Wesentlichen
aufweitenden Innenquerschnitt auf, welcher auf wenigstens ein Formelement wenigstens
einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung aufgesteckt ist. Dabei weist das Formelement
der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung einen auf den Endabschnitt geometrisch
abgestimmten bzw. angepassten, sich im Wesentlichen nach außen verjüngenden Außenquerschnitt
auf.
[0031] Dabei kann die Verjüngung bzw. die Aufweitung stetig verlaufen, sie kann jedoch auch
stufenartig bzw. in Form einzelner Wulste erfolgen.
[0032] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine Fluidzu- bzw.
-abflusseinrichtung einen zum Ende hin im Wesentlichen konusförmigen Endabschnitt
auf, welcher in wenigstens ein Formelement wenigstens einer Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtung, das einen auf den Endabschnitt geometrisch abgestimmten bzw. angepassten
Innenkonus aufweist, eingefügt ist.
[0033] Bevorzugt weist ferner wenigstens eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung einen zum
Ende hin im Wesentlichen innenkonusförmigen Endabschnitt auf, welcher wenigstens auf
ein Formelemente wenigstens einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung, das einen
auf den Endabschnitt geometrisch abgestimmten bzw. angepassten Konus aufweist, aufgesteckt
ist.
[0034] Dabei beträgt der Konuswinkel wenigstens eines Endabschnitts der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
und/oder wenigstens eines Formelements der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen
weniger als 10 Grad, bevorzugt weniger als 5 Grad und besonders bevorzugt zwischen
2 und 3 Grad.
[0035] Die verpresste Länge der Verbindungsfläche wenigstens eines Endabschnitts einer Fluidzu-
bzw. -abflusseinrichtung mit wenigstens einem Formelement einer Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtung liegt zwischen 0,5 mm und 10 mm, bevorzugt zwischen 1 mm und 5
mm und besonders bevorzugt 2,5 mm und 3,5 mm.
[0036] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist wenigstens eine Fluidzu- bzw.
-abflusseinrichtung und/oder wenigstens ein Formelement einer Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtung wenigstens ein Formschlusselement auf. Dabei ist das Formschlusselement
aus einer Gruppe von Formschlusselementen ausgewählt, die insbesondere, aber nicht
ausschließlich, Haken, Ösen, Gewindegänge, Ausnehmungen und/oder Vorsprünge aufweist.
Bevorzugt greifen die Formschlusselemente in wenigstens ein Formelement einer Fluidverteil-
und/oder -sammeleinrichtung bzw. einen Bereich einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
ein.
[0037] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Querschnitt wenigstens einer
Öffnung in wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung eine geometrische
Form auf, die einer Gruppe entnommen ist, die im Wesentlichen kreisförmige, ellipsenförmige,
rechteckige Formen sowie Mischformen aus diesen Formen aufweist. Bevorzugt ist die
Öffnung in Form eines Langlochs ausgebildet.
[0038] Eine weitere charakteristische Größe der Öffnung in wenigstens einer Fluidverteil-
und/oder -sammeleinrichtung ist der hydraulische Durchmesser D, welcher definiert
ist durch das Vierfache der frei durchströmbaren Querschnittsfläche dividiert durch
den Umfang der Öffnung. Der hydraulische Durchmesser D liegt im zwischen 5 und 20
mm, bevorzugt zwischen 10 und 16 mm und besonders bevorzugt zwischen 13 und 14 mm.
[0039] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Formelement im Bereich
einer Öffnung der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen vorzugsweise als nach
außen oder innen gerichteter Durchzug ausgestaltet.
[0040] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine Öffnung einer Fluidverteil-
und/oder -sammeleinrichtung längsseitig angeordnet.
[0041] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine stimseitige Öffnung
in wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung vorgesehen. Dabei ist
die Form des Endabschnitts der Fluidzu- bzw. -abflussseinrichtung derart auf das Formelement
der stirnseitigen Öffnung in der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung geometrisch
abgestimmt bzw. angepasst, dass der mit dem Formelement der stimseitigen Öffnung der
Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung zusammengefügte Endabschnitt eine Verbindungsfläche
zum Formelement aufweist, wobei durch Größe und/oder Form dieser Verbindungsfläche
die Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung über eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung
an der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung selbsthemmend vorfixiert wird.
[0042] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens eine stimseitige Öffnung
in wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung vorgesehen und femer
wenigstens ein Endabschnitt einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung als Abschlussdeckel
ausgebildet. Dabei wird bevorzugt beim Zusammenbau dieser Abschlussdeckel derart auf
die Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung aufgesetzt bzw. aufgebracht, dass in zusammengebautem
Zustand ein dichter Abschluss gegenüber der Umgebung entsteht.
[0043] Erfindungsgemäß wird wenigstens eine gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10
hergestellte Vorrichtung zum Austausch von Wärme gemäß wenigstens einem der Ansprüche
11 bis 23 in einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Einrichtung
zur Komprimierung von Luft, wenigstens einer ersten Einrichtung zum Austausch von
Wärme, wenigstens einer zweiten Einrichtung zum Austausch von Wärme, wenigstens einer
Einrichtung, welche die Klimaanlage steuert und/oder regelt gerichtet, verwendet.
[0044] Weitere Vorteile und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus
den beiliegenden Zeichnungen.
[0045] Darin zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Austausch von
Wärme;
- Fig. 2
- eine perspektivische Ansicht einer Fluidverteil- und einer Fluidsammeleinrichtung
mit einer Fluidzu- und einer Fluidabflusseinrichtung;
- Fig. 3
- eine perspektivische Querschnittsdarstellung der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung
für eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Austausch von Wärme;
- Fig. 4
- eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung;
- Fig. 5
- eine weitere Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtung.
[0046] In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zum Austausch von Wärme, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, perspektivisch dargestellt. Im oberen Bereich von Fig. 1 sind
zwei längsseitig benachbarte Rohre 3a und 3b erkennbar, die einen im Wesentlichen
halbrunden Querschnitt aufweisen mit einer nicht sichtbaren, im Wesentlichen ebenen
Bodenplatte, wobei die ebene Bodenplatte dem unter den Rohren 3a und 3b angeordneten,
aus einer Vielzahl im Wesentlichen rechteckiger Flachrohre 9 gebildeten Wärmetauscherkörper
zugewandt ist. Dabei sind die Längsseiten der Flachrohre 9 im Wesentlichen senkrecht
zur Bodenplatte angeordnet und deren längere Querseiten liegen in parallelen Ebenen
zur Stirnseite der Rohre 3a und 3b. Letztere bilden die oberen Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtungen.
[0047] An der Unterseite der Vorrichtung sind zwei weitere Rohre 4a und 4b mit bezüglich
der Rohre 3a und 3b im Wesentlichen gleicher Form erkennbar, die ebenfalls mit ihrer
Bodenplatte dem Wärmetauscherkörper zugewandt sind und die unteren Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtungen bilden.
[0048] Eine im Wesentlichen rohrförmige Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung 6 ist mit einem
im Wesentlichen rechteckigem Endabschnitt mit abgerundeten Ecken ist in ein im Wesentlichen
rechteckiges Langloch in der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung 3a mit entsprechend
abgerundeten Ecken in der Nähe der Rohrstirnseite längsseitig eingeschoben. Die Fluidzu-
bzw. -abflusseinrichtung 6 ist in der Nähe ihres in die Fluidverteil- und/oder - sammeleinrichtung
3a eingeschobenen Endabschnitts in einem stumpfen Winkel in Richtung der Bodenplatten
der Rohre 3a und 3b gebogen und nach etwa zwei Dritteln ihrer Länge bzgl. des eingeschobenen
Endes um den im Wesentlichen gleichen Stumpfen Winkel zurück gebogen.
[0049] Eine weitere im Wesentlichen rohrförmige Fluidab- bzw. -zuflusseinrichtung 8 ist
an der unteren Stirnseite mit einem an einem Ende ausgebildeten Abschlussdeckel in
die Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung 3b eingesteckt und dreimal im Wesentlichen
um 90 Grad abgewinkelt. Zunächst in der Nähe des Abschlussdeckels in Richtung der
Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung 6 parallel zur Bodenplatte der Fluidverteilund/oder
-sammeleinrichtungen 3a und 3b, weiterhin in einigem Abstand von der Längsseite des
Rohrs 3a auf diese zu, wobei sich das im Ausführungsbeispiel bezüglich des Rohrs 6
dünnere Rohr 8 unterer ersterem erstreckt. Schließlich in etwa der Mitte der Längsseite
des Rohrs 3a wiederum in der Bodenplattenebene von der Längsseite des Rohrs 3a weg,
so dass das offene Ende der Fluidab- bzw. -zuflusseinrichtung 8 in der im Wesentlichen
gleichen Ebene und Richtung liegt, wie das offene Ende der Fluidzu- bzw. - abflusseinrichtung
6, d.h. mit im Wesentlichen bzgl. der Längsseite des Rohrs 3a senkrechter Längsachse
der Anschlussrohre 6 und 8, wobei die Längsachse in einer bezüglich der Bodenplatte
der Fluidverteil- und/oder - sammeleinrichtungen 3a und 3b in Richtung der unteren
Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtungen beabstandeten Ebene liegen. Die offenen
Enden der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtungen 6 und 8 liegen damit auf der Höhe der
Unterseite des Sammelrohrs 3a in etwa im ersten Drittel dessen Längsseite, weisen
jeweils in gewissem Abstand vom Ende einen Umfangswulst auf und sind im Wesentlichen
gleich weit von der Längsseite des Rohrs 3a beabstandet. Femer sind die freien Enden
der Rohre 3a, 3b, 4a, 4b mit auf deren Querschnitt abstimmten halbrunden Deckeln verschlossen.
[0050] Im Inneren der einzelnen Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen 3a bzw. 3b sind
gemäß eines bevorzugten Ausführungsbeispiels (nicht sichtbare) Trennwände vorgesehen,
welche ein Durchfließen des Fluids bzw. Kältemittels in Längsrichtung I der Vorrichtung
im Wesentlichen verhindern. Zwischen den oberen und unteren Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtungen 3a und 3b bzw. 4a und 4b ist die Vielzahl im Wesentlichen rechteckiger
Flachrohre 9 in nicht sichtbare Durchzüge in die flachen Seiten Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtungen 3a und 3b bzw. 4a und 4b eingeschoben, welche die Durchflusseinrichtungen
der Wärmetauschervorrichtung bilden.
[0051] Fig. 2 zeigt eine perspektivische Teildarstellung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung
mit den oberen Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen 3a und 3b sowie den darin
wie oben beschrieben eingesteckten im Wesentlichen rohrförmigen Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtungen
6 und 8. Ein an einem Ende der Fluidab- und bzw. -zuflusseinrichtung 8 ausgebildeter
Deckel 12 bzw. Verschluss mit einer auf den Querschnitt des Rohrs 3b abgestimmten
halbrunden Form ist stirnseitig in die Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen
3b eingesteckt. Das um die längsseitige Öffnung in Form eines im Wesentlichen rechteckigen
Langlochs in der Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtungen 3a mit abgerundeten Ecken
ausgebildete, die Öffnung begrenzende Formelement ist als nach außen gerichteter Durchzug
10 mit einem sich ins Rohrinnere verjüngendem Innenquerschnitt ausgestaltet, in den
die Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung 6 mit ihrem entsprechend in der Form abgestimmten
Endabschnitt, der einen sich zum Ende hin verjüngenden Außenquerschnitt aufweist,
eingeschoben werden kann.
[0052] Fig. 3 zeigt eine weitere perspektivische Detaildarstellung der Fluidverteilund/oder
-sammeleinrichtungen 3a und 3b, wobei die Fluidab- und bzw. -zuflusseinrichtung 8
mit dem halbrunden Deckel 12 sowie die Fluidzu- und bzw. -abflusseinrichtung 6 mit
dem auf das Langloch 5 abgestimmten Endabschnitt abgenommen sind, wodurch ein Blick
ins Innere der Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtungen 3a und 3b möglich ist. Durch
die in den im Wesentlichen ebenen Unterseiten der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen
3a und 3b angeordneten Durchzüge 16 können die flachrohrförmigen Durchflusseinrichtungen
9 geschoben werden. In die im wesentlichen langlochförmige seitliche Öffnung 5 mit
abgerundete Ecken kann der Endabschnitt der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung 6 mit
einem entsprechend in der Form abgestimmten und sich zum Ende hin im Wesentlichen
verjüngenden Außenquerschnitt eingeschoben werden. Durch die herausgenommene Fluidzu-
und bzw. -abflusseinrichtung 6, ist die Innenseite des Durchzugs 10 mit dem sich nach
innen verjüngenden Innenquerschnitt zu erkennen, welche die zur Vorfixierung der Fluidzu-
und bzw. -abflusseinrichtung 6 and der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung 3a
nötige Verbindungsfläche zwischen der Fluidzu- und bzw. -abflusseinrichtung 6 und
der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung 3a bildet.
[0053] Fig.4 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Fluidsammel- und/oder -verteileinrichtungen
3a und 3b. Auf der rechten Seite der Fluidsammelund/oder -verteileinrichtung 3a ist
die längsseitige, vom sich ins Rohrinnere verjüngenden Durchzug 10 begrenzte Öffnung
5 zu erkennen, in welche der sich nach außen hin verjüngende Endabschnitt der Fluidzu-
bzw. -abflusseinrichtung 6 eingeschoben wird. Die im rechteckigen Längsschnitt teilweise
dargestellten Durchflusseinrichtungen 9 zeigen einzelne Flachrohre, die im Wesentlichen
senkrecht zu der Richtung, in der die Fluidab- bzw. - zuflusseinrichtung 6 in die
Fluidsammel- und -verteileinrichtung 3a eingeschoben wird, durch die Durchzüge 16
einsteckt werden. Bevorzugt ragt die Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung 6 nur soweit
in das Innere der Fluidsammel- und/oder -verteileinrichtung 3a hinein, dass eine Kollision
mit den Durchflusseinrichtungen 9 verhindert wird.
[0054] Fig. 5 zeigt eine weitere Ansicht der Querschnittsdarstellung aus Fig. 4. Wie sich
aus den im rechten Rand der Figur eingezeichneten Geometrien ergibt, ist der Rand
des Durchzugs 10a um 2 Grad gegenüber der Mittelsenkrechten S der Öffnungsquerschnittsebene
rohreinwärts auf S zugeneigt, in der äußere Rand des Endabschnitts der Fluidzu- bzw.
-abflusseinrichtung 6, die eine im Wesentlichen gleiche Neigung rohrauswärts aufweist,
zur Vorfixierung eingepresst wird.
1. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, mit folgenden Schritten:
- Kraft- und/oder formschlüssiges Zusammenfügen wenigstens einer Fluiddurchflusseinrichtung
mit wenigstens zwei Fluidverteil- und/oder - sammeleinrichtungen
- Kraft- und/oder formschlüssiges Zusammenfügen wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
mit wenigstens einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung im Bereich wenigstens
einer in der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung vorgesehenen Öffnung, welche
wenigstens ein begrenzendes Formelement aufweist, wobei die Form des Formelements
derart auf die Form der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung geometrisch abgestimmt bzw.
angepasst ist, dass durch die Relativbewegung wenigstens eines Endabschnitts wenigstens
einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung gegenüber dem Formelement wenigstens eine
Verbindungsfläche zwischen wenigstens einem Formelement und wenigstens einem Teil
des Endabschnitts der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung entsteht, wobei durch Größe
und/oder Form dieser Verbindungsfläche die Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung an der
Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung selbsthemmend vorfixiert wird.
- Im Wesentlichen gas- und/oder flüssigkeitsdichte Befestigung der vorfixierten Vorrichtung
zum Austausch von Wärme gegenüber der Umgebung mittels wenigstens einer stoffschlüssigen
Verbindung.
2. Verfahren, gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die stoffschlüssige Verbindung über Verbindungen erfolgt, wie insbesondere, aber nicht
ausschließlich, Lötverbindungen, Schweißverbindungen und/oder Klebeverbindungen.
3. Verfahren, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung mit wenigstens einem Formelement
im Bereich einer längs- und/oder stirnseitigen Öffnung wenigstens einer Fluidverteil-
und/oder -sammeleinrichtung formund/oder kraftschlüssig zusammengefügt wird.
4. Verfahren, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die selbsthemmende Vorfixierung wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
an wenigstens einem Formelement einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung in
Form einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung dadurch erfolgt, dass wenigstens
eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung einen Endabschnitt mit einem sich zum Ende
hin im Wesentlichen verjüngenden Außenquerschnitt aufweist, welcher in wenigstens
ein Formelement einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung mit einem sich im
Wesentlichen nach außen aufweitendem Innenquerschnitt eingefügt wird.
5. Verfahren, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die selbsthemmende Vorfixierung wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
an wenigstens einem Formelement wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung
in Form einer formund/oder kraftschlüssigen Verbindung dadurch erfolgt, dass wenigstens
eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung einen Endabschnitt mit einem sich zum Ende
hin im Wesentlichen aufweitenden Innenquerschnitt aufweist, welcher auf wenigstens
ein Formelement einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung mit einem sich im
Wesentlichen nach außen verjüngendem Außenquerschnitt aufgesteckt wird.
6. Verfahren, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die selbsthemmende Vorfixierung wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
an wenigstens einem Formelement einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung in
Form einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung dadurch erfolgt, dass wenigstens
eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung einen zum Ende hin im Wesentlichen konusförmigen
Endabschnitt aufweist, welcher in wenigstens ein im Wesentlichen innenkonusförmiges
Formelement einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung eingefügt wird.
7. Verfahren, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die selbsthemmende Vorfixierung wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
an wenigstens einem Formelement einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung in
Form einer form- und/oder kraftschlüssigen Verbindung dadurch erfolgt, dass wenigstens
eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung einen zum Ende hin im Wesentlichen innenkonusförmigen
Endabschnitt aufweist, welcher auf wenigstens ein im Wesentlichen konusförmiges Formelement
einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung aufgesteckt wird.
8. Verfahren, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die selbsthemmende Vorfixierung wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
an wenigstens einem Formelement einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung wenigstens
teilweise durch wenigstens ein Formschlusselement, wie insbesondere, aber nicht ausschließlich,
Haken, Ösen, Gewindegänge, Ausnehmungen und/oder Vorsprünge erfolgt.
9. Verfahren, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fertigung wenigstens eines Formelements wenigstens einer Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtung, sowie wenigstens eines Endabschnitts wenigstens einer Fluidzu-
bzw. -abflusseinrichtung mit geeigneten Größen- und Formtoleranzen erfolgt, wodurch
sich beim Zusammenfügen des Endabschnitts der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung mit
dem Formelement der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen eine vorgegebene Endposition
der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung bezüglich des Formelements der Fluidverteilund/oder
-sammeleinrichtungen ergibt, vorzugsweise, aber nicht ausschließlich derart, dass
das äußere Ende der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung bündig mit dem inneren Ende
des Formelements der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung abschließt.
10. Verfahren, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Zusammenfügen wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung mit wenigstens
einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung über eine Pressverbindung, bevorzugt
einer Kegel-Pressverbindung erfolgt.
11. Vorrichtung zum Austausch von Wärme, insbesondere für Kraftfahrzeuge, hergestellt
gemäß wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche mit:
- wenigstens einer Fluidzuflusseinrichtung,
- wenigstens zwei Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtungen,
- wenigstens einer Fluiddurchflusseinrichtung und
- wenigstens einer Fluidabflusseinrichtung, wobei in wenigstens einer Fluidverteil-
und/oder -sammeleinrichtung wenigstens eine Öffnung vorgesehen ist, welche wenigstens
ein begrenzendes Formelement aufweist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Form des Formelements derart auf die Form der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
geometrisch abgestimmt bzw. angepasst ist, dass die Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung,
welche im Bereich der Öffnung der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung mit dieser
zusammengefügt ist, wenigstens eine Verbindungsfläche zu wenigstens einem Formelement
der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung aufweist, wobei durch Größe und/oder
Form dieser Verbindungsfläche die Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung über eine form-
und/oder kraftschlüssige Verbindung an der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung
selbsthemmend vorfixiert wird.
12. Vorrichtung gemäß Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung einen Endabschnitt mit sich zum
Ende hin im Wesentlichen verjüngenden Außenquerschnitt aufweist, welcher in wenigstens
ein Formelement wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung, das einen
auf den Endabschnitt geometrisch abgestimmten bzw. angepassten, sich im Wesentlichen
nach außen aufweitenden Innenquerschnitt aufweist, eingefügt ist.
13. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung einen Endabschnitt mit sich zum
Ende hin im Wesentlichen aufweitenden Innenquerschnitt aufweist, welcher auf wenigstens
ein Formelement wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung, das einen
auf den Endabschnitt geometrisch abgestimmten bzw. angepassten, sich im Wesentlichen
nach außen verjüngenden Außenquerschnitt aufweist, aufgesteckt ist.
14. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung einen zum Ende hin im Wesentlichen
konusförmigen Endabschnitt aufweist, welcher in wenigstens ein Formelement wenigstens
einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung, das einen auf den Endabschnitt geometrisch
abgestimmten bzw. angepassten Innenkonus aufweist, eingefügt ist.
15. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung einen zum Ende hin im Wesentlichen
innenkonusförmigen Endabschnitt aufweist, welcher auf wenigstens ein Formelement wenigstens
einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung, das einen auf den Endabschnitt geometrisch
abgestimmten bzw. angepassten Konus aufweist, aufgesteckt ist.
16. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Konuswinkel wenigstens eines Endabschnitts wenigstens einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
und wenigstens eines Formelements wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung
weniger als 10 Grad, bevorzugt weniger als 5 Grad beträgt und besonders bevorzugt
zwischen 2 und 3 Grad liegt.
17. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung und/oder wenigstens ein Formelement
wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung wenigstens ein Formschlusselement,
wie insbesondere, aber nicht ausschließlich, Haken, Ösen, Gewindegänge, Ausnehmungen
und/oder Vorsprünge aufweist, die in wenigstens ein Formelement wenigstens Fluidverteil-
und/oder -sammeleinrichtung bzw. in wenigstens einen Bereich wenigstens einer Fluidzu-
bzw. abflusseinrichtung eingreifen.
18. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Öffnung in der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung bevorzugt
in Form eines Langlochs ausgestaltet ist.
19. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Form des Querschnitts wenigstens einer Öffnung in wenigstens einer Fluidverteil-
und/oder -sammeleinrichtung einer Gruppe entnommen ist, die im Wesentlichen kreisförmige,
im Wesentlichen ellipsenförmige, im Wesentlichen rechteckige Formen sowie Mischformen
daraus aufweist.
20. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Formelement im Bereich einer Öffnung der Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtungen
vorzugsweise als nach innen oder außen gerichteter Durchzug ausgestaltet ist.
21. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine Öffnung wenigstens einer Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung
längsseitig angeordnet ist.
22. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine stirnseitige Öffnung in wenigstens einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung
vorgesehen ist, wobei die Form des Endabschnitts der Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
derart auf das Formelement der stirnseitigen Öffnung in der Fluidverteil- und/oder
-sammeleinrichtung geometrisch abgestimmt bzw. angepasst ist, dass der mit dem Formelement
der stirnseitigen Öffnung der Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung zusammengefügte
Endabschnitt eine Verbindungsfläche zum Formelement aufweist, wobei durch Größe und/oder
Form dieser Verbindungsfläche die Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung über eine form-
und/oder kraftschlüssige Verbindung an der Fluidverteil- und/oder -sammeleinrichtung
selbsthemmend vorfixiert wird.
23. Vorrichtung, insbesondere nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine stirnseitige Öffnung in wenigstens einer Fluidverteilund/oder -sammeleinrichtung
vorgesehen ist, und wenigstens ein Endabschnitt einer Fluidzu- bzw. -abflusseinrichtung
als Abschlussdeckel ausgebildet ist.
24. Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer Einrichtung zur Komprimierung
von Luft, wenigstens einer ersten Einrichtung zum Austausch von Wärme, wenigstens
einer zweiten Einrichtung zum Austausch von Wärme, wenigstens einer Einrichtung, welche
die Klimaanlage steuert und/oder regelt,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens eine nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellte Einrichtung
zum Austausch von Wärme, welche die Merkmale wenigstens eines der Ansprüche 11 bis
23 aufweist, verwendet wird.