Gelöteter Wärmeübertrager, insbesondere Kondensator für Kraftfahrzeuge

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen gelöteten Wärmeübertrager, insbesondere einen Kondensator (1) für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Sammelrohr (3) und einen an dem Sammelrohr (3) befestigten Flansch (5) zur Aufnahme von Verbindungsrohren (6, 7).
Es wird vorgeschlagen, dass der Flansch (5) mit mindestens einem, vorzugsweise zwei Haltern (15, 16) am Sammelrohr (3) fixierbar und verlötbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen gelöteten Wärmeübertrager, insbesondere einen Kondensator für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Sammelrohr und einem am Sammelrohr befestigten Flansch zur Aufnahme von Verbindungsrohren.

[0002] Durch die DE-A 196 45 502 wurde ein Kältemittel-Kondensator einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge bekannt, wobei der Kondensator aus einem Rohr/Rippen-Block und seitlich angeordneten Sammelrohren besteht. Der bekannte Kondensator weist ferner einen Anschlussflansch zum Anschluss von Kältemittelleitungen eines Kältemittelkreislaufes auf. Der Anschlussflansch ist mittels eines Haltebleches über Nieten oder Schrauben mit dem Rohr/Rippen-Block des Kondensators verbunden. Zwischen dem Anschlussflansch und einem Sammelrohr ist ein Verbindungsrohr für den Kältemitteleintritt angeordnet. Andererseits ist der Anschlussflansch mit einem Kältemittelaustrittsrohr des Kondensators verbunden. Der am Kondensator befestigte Anschlussflansch stellt somit die Schnittstelle zum Kältemittelkreislauf des Kraftfahrzeuges dar. Nachteilig ist die Befestigung durch Nieten oder Schrauben im Rohr/Rippen-Block, welche zu Beschädigungen oder Undichtigkeiten führen können. Darüber hinaus sind zusätzliche Montageschritte für die Befestigung des Haltebleches am Rohr/Rippen-Block und des Anschlussflansches am Halteblech erforderlich.

[0003] Durch die EP-A 0 915 308 wurde ein Kondensator für eine Kraftfahrzeugklimaanlage mit zwei separaten Anschlussflanschen bekannt, die an einem Sammelrohr befestigt sind. Nachteilig bei dieser getrennten Anordnung ist, dass jeder Flansch einzeln an die Kältemitteleintrittsleitung und die Kältemittelaustrittsleitung des Kältemittelkreislaufes angeschlossen werden muss.

[0004] Derartige Kältemittel-Kondensatoren bestehen im Wesentlichen aus Aluminiumteilen, die miteinander zu einem fertigen Wärmeübertrager verlötet werden. Ziel und gleichzeitig Problem bei der Verlötung ist, alle Teile so zueinander zu positionieren und zu fixieren, dass sie ohne zusätzliche Löthilfen oder Lötvorrichtungen bzw. möglichst wenige derartiger Vorrichtungen im Lötofen verlötbar sind.

[0005] In der älteren europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer EP 03 290 190.2 ist ein Wärmeübertrager, insbesondere ein gelöteter Kältemittel-Kondensator mit mindestens einem Sammelrohr beschrieben, an welchem ein Anschlussflansch fixierbar und verlötbar ist. Der Anschlussflansch ist vorzugsweise durch Extrusion hergestellt und weist einen einstükkigen Halter auf, welcher das Sammelrohr klemmend umgreift und mit diesem eine Lötfläche bildet. Gleichzeitig ist der Anschlussflansch über zwei Verbindungsrohre für den Kältemitteleintritt und den Kältemittelaustritt mit dem Sammelrohr verbunden. In dieser Position wird der Kondensator zusammen mit Verbindungsrohren und Flansch gelötet. Er weist somit einen gemeinsamen Flansch zum Anschluss an eine Kältemitteleintritts- und austrittsleitung eines Kältemittelkreislaufes auf. Durch die einstückige Ausbildung von Halter und Flansch als Extrusionsteil sind die Anschlusspositionen beschränkt.

[0006] Ausgehend von dieser älteren europäischen Patentanmeldung, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen derartigen Wärmeübertrager hinsichtlich der Flanschanordnung flexibler zu gestalten, damit der Wärmeübertrager auch bei unterschiedlichen Anschlusspositionen einfach und sicher anschließbar ist.

[0007] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei der Flansch mittels eines oder mehrerer Halter am Sammelrohr befestigt ist, d. h. einerseits für den Lötvorgang fixierbar und andererseits während des Lötvorganges verlötbar ist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass der Anschlussflansch in unterschiedlichen Positionen zum Wärmeübertrager bzw. Kondensator angeordnet werden kann. Durch die Variationsmöglichkeiten eines Halters, d. h. seiner Anordnung am Sammelrohr, seiner Form und Größe und der Anzahl der Halter kann die Lage des Anschlussflansches vielfältig verändert und den Anschlussbedingungen im Kraftfahrzeug angepasst werden, wobei Kältemitteleintritt und -austritt jeweils einen gemeinsamen Anschlussflansch bilden.

[0008] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Flansch seitlich gegenüber dem Sammelrohr bzw. dem Block, bestehend aus Rohren und Rippen, versetzt angeordnet. Dadurch kann beim Einbau des Kondensators Einbauhöhe bzw. -breite gespart werden. Die seitliche Anordnung wird dadurch erreicht, dass die Halter quer zum Sammelrohr abragende Haltearme aufweisen, an welchen der Anschlussflansch gehalten ist.

[0009] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist der Anschlussflansch einen oder mehrere Halteansätze auf, die vorteilhafterweise Führungs- und Haltenuten aufweisen. Dadurch ist es möglich, den Anschlussflansch auf den oder die Halter bzw. Haltearme aufzustecken, zu positionieren und zu fixieren. Die Halter selbst werden in entsprechende Schlitze im Sammelrohr gesteckt und dort mittels Fahnen (Ansätze an den Haltern) verstemmt. Somit sind auch die Halter gegenüber den Sammelrohren fixiert. Eine weitere Fixierung des Anschlussflansches erfolgt durch die Verbindungsrohre, die einerseits in entsprechenden Öffnungen in dem Sammelrohr stecken und andererseits in Verbindungsöffnungen im Flansch eingesetzt sind.

[0010] In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Anschlussflansch durch Extrusion bzw. Strangpressen herstellbar - damit können die Herstellkosten gesenkt werden; das Rohteil wird jedoch anschließend bearbeitet, d. h. gefräst und gebohrt. Es ist somit auch möglich, Umlenkungen des Kältemittels innerhalb des Flansches um 90 Grad zu realisieren. Der Flansch in seiner Rohform kann jedoch auch durch Schmieden oder Gießen hergestellt werden.

[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1

einen Kondensator für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges mit Anschlussflansch,

Fig. 2

den Anschlussflansch montiert in vergrößerter Darstellung und

Fig. 3

den Anschlussflansch mit Haltern und Sammelrohr in Explosiv-Darstellung.

[0012] Fig. 1 zeigt einen Kondensator 1 einer nicht dargestellten Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug. Der Kondensator weist einen Block 2, bestehend aus nicht näher bezeichneten Flachrohren und Wellrippen, mit einer Stirnfläche 2a auf, wobei die Flachrohre mit ihren Enden in seitlich angeordnete Sammelrohre 3, 4 münden. Der Kondensator 1 wird primärseitig von Kältemittel eines nicht dargestellten Kältemittelkreislaufes durchströmt und über einen Anschlussflansch 5 an den Kältemittelkreislauf angeschlossen. Der Anschlussflansch 5 ist über ein erstes Verbindungsrohr 6 für den Eintritt des Kältemittels mit dem oberen Teil des Sammelkastens 3 verbunden und über ein zweites Verbindungsrohr 7 für den Austritt des Kältemittels aus dem Kondensator 1 mit dem unteren Teil des Sammelrohres 3. Der Kondensator 1 ist in der dargestellten Lage, d. h. mit etwa horizontal angeordneten Rohren bzw. senkrecht angeordneten Sammelrohren 3, 4 im Fahrzeug eingebaut und dort über Laschen 8 befestigt.

[0013] Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 mit dem Anschlussflansch 5, welcher am Sammelrohr 3 befestigt ist. Der Anschlussflansch 5 dient der kältemittelseitigen Verbindung des Kondensators 1 mit dem nicht dargestellten Kältemittelkreislauf der Kraftfahrzeugklimaanlage und stellt somit eine Schnittstelle dar. Der Flansch 5 weist daher vier Öffnungen für den Durchtritt des Kältemittels auf, nämlich eine erste Anschlussöffnung 9 für den Eintritt des Kältemittels (aus dem Kältemittelkreislauf) und eine zweite Anschlussöffnung 10 für den Austritt des Kältemittels (in den Kältemittelkreislauf), ferner eine Verbindungsöffnung 11 zur Aufnahme des Verbindungsrohres 6 und eine Verbindungsöffnung 12 zur Aufnahme des Verbindungsrohres 7. Das Verbindungsrohr 6 mündet in eine nicht näher dargestellte Eintrittskammer des Sammelrohres 3 und das Verbindungsrohr 7 in eine ebenfalls nicht näher bezeichnete Austrittskammer des Sammelrohres 3; die Unterteilung der Sammelrohre in Kammern durch Trennwände ist aus dem Stand der Technik bekannt. Die Anschlussöffnungen 9, 10 sind durch Stopfen 9a, 10a für den Transport des Kondensators 1 verschlossen - sie werden beim Anschluss des Kondensators an einen nicht dargestellten Gegenflansch des Kältemittelkreislaufes entfernt. Die benachbart zu den Anschlussöffnungen 9, 10 angeordneten Befestigungsaugen 9b, 10b dienen der Befestigung des erwähnten nicht dargestellten Gegenflansches, welcher in der Regel ein Normteil ist. Der Anschlussflansch 5 weist ferner zwei Halteansätze 13, 14 mit Führungs- und Haltenuten 13a, 14a auf. Am Sammelrohr 3 sind zwei sich quer zur Längsrichtung des Sammelrohres 3 erstrekkende Halter 15, 16 befestigt, welche von den Nuten 13a, 14a der Befestigungsansätze 13, 14 aufgenommen werden. Über die Halter 15, 16 ist der Anschlussflansch 5 im Wesentlichen gegenüber dem Sammelrohr 3 fixiert und - nach dem Löten - befestigt, wobei eine zusätzliche Fixierung und Befestigung auch über die beiden Verbindungsrohre 6, 7 gegeben ist.

[0014] Fig. 3 zeigt eine Explosivdarstellung der vor dem Löten miteinander zu verbindenden Teile, nämlich das Sammelrohr 3, die beiden Halter 15, 16, die beiden Verbindungsrohre 6, 7 und den Anschlussflansch 5 mit den Befestigungsansätzen 13, 14. Im Übrigen sind dieselben Bezugsziffern wie in den Figuren 1 und 2 verwendet. Aus der Darstellung in Fig. 3 (in Verbindung mit der Darstellung in Fig. 2) ist erkennbar, dass der Anschlussflansch 5 zunächst, d. h. als Rohteil durch Extrusion herstellbar ist. So bilden beispielsweise die beiden Halteansätze 13, 14 mit ihren Führungs- und Haltenuten 13a, 14a typische Extrusionsprofile, die sich allerdings nicht über die gesamte Tiefe des Anschlussflansches 5 erstrecken. Das extrudierte Rohteil des Anschlussflansches 5 wird daher - um die aus Fig. 3 ersichtliche Form zu erhalten - zusätzlich einer spangebenden Bearbeitung wie Bohren und Fräsen unterzogen. Die beiden Halter 15, 16 sind identisch ausgebildet und weisen an ihrem dem Sammelrohr 3 zugewandten Ende einen nach unten gerichteten Ansatz, eine so genannte Fahne 15b, 16b und an ihrem entgegengesetzten Ende jeweils einen Haltearm 15a, 16a auf. Im Sammelrohr 3 sind an deren Oberseite zwei Schlitze 16, 17 angeordnet, in welche die Fahnen 15a, 16a der Halter 15, 16 gesteckt und von innen verstemmt werden. Damit wird eine Fixierung der beiden Halter 15,16 gegenüber dem Sammelrohr 3 erreicht. Auf die so fixierten Halter 15, 16 wird der Anschlussflansch 5 gesteckt, indem die Haltearme 15a, 16a in die Führungs- und Haltenuten 13a, 14a eingeführt werden, und zwar bis zu einem Anschlag am Halter. Nach diesem Schritt werden die Verbindungsrohre 6, 7 in entsprechende nicht näher bezeichnete Öffnungen des Sammelrohres 3 und gleichzeitig in die Verbindungsöffnungen 11, 12 eingesetzt. Für die Verlötung der Verbindungsrohre 6, 7 in den Öffnungen 11, 12 sind Lotringe 19, 20 vorgesehen, während die Halter 15, 16 beidseitig lotplattiert sind, um einerseits mit dem Sammelrohr 3 und andererseits mit dem Anschlussflansch 5 zu verlöten. Nachdem alle Teile in der zuvor beschriebenen Weise gefügt, positioniert und fixiert worden sind, wird der gesamte Kondensator in einen nicht dargestellten Lötofen verbracht und dort in einem Arbeitsgang gelötet. Danach ist der Anschlussflansch 5 fest mit dem Sammelrohr 3, d. h. dem Kondensator 1 verbunden. Die Verbindungsrohre 6, 7 sind sowohl in das Sammelrohr 3 als auch in den Anschlussflansch 5 dicht eingelötet und die Schlitze 17, 18 sind durch Einlöten der Halter 15, 16 dicht verschlossen. Der Anschlussflansch 5 weist eine vordere ebene Anschlussfläche 21 auf, welche etwa parallel zur Stirnfläche 2a (vgl. Fig. 1) ausgerichtet ist und mit einem nicht dargestellten Gegenflansch zum Anschluss an eine Kältemitteleintritts- und - austrittsleitung verbunden wird.

Ansprüche

1. Gelöteter Wärmeübertrager, insbesondere Kondensator für Kraftfahrzeuge mit mindestens einem Sammelrohr (3) und einem an dem Sammelrohr (3) befestigten Flansch (5) zur Aufnahme von Verbindungsrohren (6, 7), wobei der Flansch (5) mit mindestens einem Halter (15, 16) am Sammelrohr (3) fixierbar und verlötbar ist.

2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) gegenüber dem Sammelrohr (3) seitlich versetzt angeordnet ist.

3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Halter (15, 16) am Sammelrohr (3) befestigt, insbesondere verstemmt ist und einen seitlich abragenden Haltearm (15a, 16a) aufweist.

4. Wärmeübertrager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) mindestens einen Halteansatz (13, 14) mit einer Halte- und Führungsnut (13a, 14a) aufweist, welche den Haltearm (15, 16) aufnimmt.

5. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsrohre (6, 7) einerseits in das Sammelrohr (3) und andererseits in den Flansch (5) einsteckbar und verlötbar sind.

6. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) zwei Halteansätze (13, 14) aufweist und über zwei parallel zueinander angeordnete Halter (15, 16 mit dem Sammelrohr (3) verbunden ist.

7. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) eine Anschlussfläche (21) und der Wärmeübertrager eine Stirnfläche (2a) aufweisen und dass die Anschlussfläche (21) und die Stirnfläche (2a) etwa parallel zueinander angeordnet sind.

8. Wärmeübertrager nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) zwei Anschlussöffnungen (9, 10) aufweist, die in der Anschlussfläche (21) nebeneinander angeordnet sind.

9. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) als Rohteil durch Extrusion oder Strangpressen herstellbar ist.

10. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (5) als Rohteil durch Gießen oder Gesenkschmieden (Pressen) herstellbar ist.

11. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager, insbesondere Kondensator (1) einen aus Rohren und Rippen bestehenden Block (2) aufweist und dass der Wärmeübertrager (1) komplett mit Sammelrohren (3, 4), Verbindungsrohren (6, 7), Haltern (15, 16) und Flansch (5) lötbar ist.

Zeichnung