Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, bestehend aus Breit - und Schmalseiten aufweisenden vorzugsweise zweiteiligen Flachrohren, die unter Bildung von Kanälen aufeinander gestapelt sind, bei dem beispielsweise ein Gas, wie Abgas oder Ladeluft, durch die Flachrohre strömt und dabei mittels Kühlmittel, das durch die Kanäle zwischen den Flachrohren strömt, gekühlt wird, wobei ein Teil-Gehäuse mit einer ersten und einer zweiten Seite und einer verbindenden Seite ausgebildet ist, in dem der Stapel aus Flachrohren angeordnet ist.

Ein Wärmetauscher wurde in der vor kurzem angemeldeten und noch nicht veröffentlichten europäischen Patentanmeldung mit der Anmeldenummer EP 04 019 339.3 beschrieben. Dort geht es speziell um einen Abgaswärmetauscher, der einen Bypass aufweisen soll.

Der Oberbegriff der vorliegenden Anmeldung wird jedoch bestimmt durch die EP-Anmeldung mit der Anmeldenummer 04026647.0, die ebenfalls nicht vorveröffentlicht ist oder durch die AU-A1-62 556/80. Dort wird ein Wärmetauscher mit einem Teil - Gehäuse beschrieben. Die Flachrohre bestehen in den meisten Fällen aus geschweißten oder gezogenen Rohren. Hauptsächlich dann, wenn die Flachrohre, wie dort beispielsweise in der Fig. 20 gezeigt, aus jeweils zwei Teilen zusammengesetzt werden, ist der dortige Wärmetauscher nachteilig, weil die Zugänglichkeit zu den Verbindungsnähten zum Zwecke der Vorbereitung der notwendigen Lötoperation, beispielsweise für das Auftragen von Lotmaterialien, nicht in ausreichendem Maße gegeben ist. In abgeschwächter Form trifft das allerdings auch für Wärmetauscher mit einstückigen Flachrohren zu.

Die US 5 228 515 zeigt einen Wärmetauscher, der einen Stapel aus Flachrohren aufweist. Der Stapel ist in einem Gehäuse angeordnet, wodurch das Gewicht des Wärmetauschers erhöht ist.

US 5487424 zeigt einen doppel wandigen, Wärmetauscher. Weiterer Stand der Technik ist aus DE 10359806 A1 sowie aus US 2869835 bekannt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Herstellbarkeit des Wärmetauschers, der die Merkmale aus dem Oberbegriff aufweist, weiter zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Lösung erfolgt bei einem solchen Wärmetauscher mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Das Teil - Gehäuse ist als ein offenes Profil mit einer ersten und einer zweiten Seite und mit einer verbindenden Seite ausgebildet, welches nur einen Teil des Umfangs des Stapels der Flachrohre umfasst, wobei der umfasste Teil etwa drei Seiten des Umfangs mindestens jedoch mehr als 50% bis etwa 90% des Gesamtumfangs beträgt. In der die erste Seite und die zweite Seite verbindenden Seite des Teil-Gehäuses ist wenigstens ein Ausschnitt vorhanden, wodurch die aus zwei Teilen bestehenden und gestapelten Flachrohre zur Vorbereitung auf den Lötprozess weitestgehend zugänglich sind. In der erwähnten verbindenden Seite befindet sich auch der Ein - und Auslass für das in den Kanälen strömende Kühlmittel. In der erwähnten verbindenden Seite verbleiben Verbindungsstreifen zwischen der ersten und der zweiten Seite bzw. den Schenkeln, in denen der Ein - bzw. Auslass angeordnet ist. Die Flachrohre sind auf Abstand gehalten, um die Kanäle auszubilden. Die Kanäle sind nach außen hin abgeschlossen. Dazu weisen die Flachrohre eine Querschnittserweiterung bzw. eine erhabene Umrandung auf. Nicht bevorzugt aber machbar ist es, für diese Funktion anstelle der Querschnittserweiterung ein zusätzliches Teil zwischen den Flachrohren anzuordnen. Die Bauweise wurde deshalb weiter vereinfacht, weil ein solches Teil-Gehäuse wesentlich einfacher herstellbar ist, denn es kann, grob gesagt, als ein Blech mit zwei parallelen Abkantungen angesehen werden. Die Flachrohre lassen sich in ein solches Teil-Gehäuse auch wesentlich einfacher einfügen bzw. montieren. Wie ersichtlich ist, wird durch den wenigstens einen Ausschnitt in der verbindenden Seite des Teil-Gehäuses auch das Gewicht des Wärmetauschers weiter reduziert.

Ein Bypass kann, je nach Anwendungsfall, in dem nicht vom Gehäuse umfassten Teil des Umfangs des Stapels der Flachrohre vorgesehen werden oder auch nicht. Die erste und die zweite Seite bzw. die Schenkel erstrecken sich vorzugsweise in Richtung der Breitseiten der Flachrohre und sind mit den Breitseiten der äußeren Flachrohre des Stapels verbunden. Bei einem nicht bevorzugten Anwendungsfall erstrecken sich die Schenkel in Richtung der Schmalseiten der Flachrohre, wobei dann die Verbindung an der Schmalseite eines Flachrohres vorgenommen wird.

Im bevorzugten Anwendungsfall weisen die Flachrohre eine sich in Längsrichtung derselben erstrekkende Querschnittserweiterung bzw. eine erhabene Umrandung auf, an der die Schenkel vorzugsweise mit den Breitseiten der Flachrohre verbunden sind.

Die Querschnittserweiterung kann in einer oder vorzugsweise in beiden Breitseiten der Flachrohre vorgesehen werden. Sie erstreckt sich streifenartig über die Gesamtlänge der Flachrohre.

Die Schenkel bzw. die erste und die zweite Seite des Teil-Gehäuses besitzen einen Verbindungsrand, der vorzugsweise abgesetzt ausgebildet ist, und der die Verbindung vorzugsweise mit der Querschnittserweiterung übernimmt. Zwischen dem Gehäuse und der Breitseite des äußeren Flachrohres ist somit ebenfalls ein Kanal für das Kühlmittel ausgebildet worden.

Alle Flachrohre sind vorzugsweise zweistückig ausgebildet und übereinander, unter Belassung von die Kanäle bildenden Zwischenräumen angeordnet, wobei die Kanäle bzw. die Zwischenräume dadurch gebildet sind, dass die Flachrohre vorzugsweise mit ihrer Querschnittserweiterung bzw. mit ihrer erhabenen Umrandung aneinander anliegen.

Die Querschnittserweiterung ist eine erhaben ausgebildete Umrandung des Umfangs der Teile der Flachrohre. Die erhabene Umrandung ist an zwei Stellen unterbrochen, nämlich dort wo der Eintritt bzw. der Austritt in/aus die/den Kanäle/n vorgesehen ist. Dort befinden sich auch die erwähnten Verbindungsstreifen des Gehäuses, in denen entsprechende Eintrittsstutzen bzw. Austrittsstutzen angeordnet sind, die demnach also mit den Unterbrechungen in den erhabenen Umrandungen korrespondieren, um die Funktionsweise zu sichern.

Die erhabene Umrandung dient jeweils der Verbindung zweier Flachrohre, vorzugsweise durch Löten. Da die aneinander anliegenden erhabenen Umrandungen breit genug und eben sind, sind erstklassige Lötverbindungen zu erwarten.

Die vorzugsweise zweistückigen Flachrohre können aus zwei identischen oder aus zwei unterschiedlich verformten Platten bestehen, wobei durch die Verformung der Platten die Kanäle gebildet sind.

Es ist ein Einlasssammelkasten und vorzugsweise auch ein separater Auslasssammelkasten für das Gas vorhanden.

Die Sammelkästen sind mit Aufnahmesicken für den entsprechenden Abschnitt des Verbindungsrandes der Flachrohre ausgerüstet.

Die Flachrohre können einen Inneneinsatz aufweisen. Der Inneneinsatz ist ein gewelltes Blech, dessen Wellungen vorzugsweise diskrete Strömungspassagen für das Gas bilden.

Es ist vorgesehen, den durch die Flachrohre gebildeten Wärmetauscher eine, in Strömungsrichtung des Gases gesehen, gerade oder eine kurvenförmige Gestalt zu verleihen. Auch aus der kurvenförmigen Gestalt schöpft die Erfindung ihre Eigenartigkeit gegenüber dem bekannten Stand der Technik. Das vorgeschlagene Teil-Gehäuse ist für Wärmetauscher mit kurvenförmiger Gestalt ziemlich einfach herstellbar, jedenfalls noch einfacher als beim vorne genannten Stand der Technik, bei dem die gesamte verbindende Seite mit einer Kurvenkontur ausgestattet werden müsste. Gemäß dem Anspruch 3 wurde nun vorgesehen, die verbindende Seite zu entfernen bzw. diese durch bevorzugt zwei schmale Verbindungsstreifen zur direkten oder indirekten Verbindung der ersten mit der zweiten Seite zu ersetzen, die als Einzelteil eingefügt werden, wodurch die Verformung vereinfacht wird. Im Sinne dieses Vorschlags liegt also ein Teil - Gehäuse auch dann vor, wenn dasselbe aus den erwähnten Einzelteilen besteht. Es ist außerdem vorgesehen, dass der eine kurvenförmige Gestalt aufweisende Wärmetauscher als die Ladeluft - oder Abgasleitung nachahmend ausgebildet ist, mit einem Gas-Eintritt auf der einen und einem Gas-Austritt auf der gegenüberliegenden anderen Seite.

Der Motorraum von Automobilen zeichnet sich bekanntlich durch die kompakte Anordnung der verschiedenen Komponenten aus. Dazu gehört, dass die Abgasleitungen bzw. Ladeluftleitungen einen kurvenartigen Verlauf nehmen müssen. Die vorstehenden Merkmale sorgen dafür, dass der Wärmetauscher partiell die erwähnten Leitungen ersetzt, was unter "nachahmend" verstanden werden soll, wodurch die kompakte Motorraumausbildung unterstützt wird. (Anspruch 13)

Wegen weiterer Merkmale wird auf die anderen abhängigen Ansprüche verwiesen. Die Erfindung wird im Anschluss in zwei Ausführungsbeispielen bzw. unabhängigen Varianten beschrieben. Aus dieser Beschreibung können zusätzliche Merkmale und Vorteile hervorgehen, die sich später als besonders wichtig herausstellen können. Die Erfindung wird im Anschluss in Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen geschrieben.

• Die beigefügte Fig. 7 gehört nicht zur Erfindung.
• Die Fig. 1 zeigt eine Explosionsdarstellung des Wärmetauschers.
• Die Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf den Wärmetauscher der Fig. 1.
• Die Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Wärmetauschers.
• Die Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines anderen Wärmetauschers.
• Die Fig. 5 zeigt einen Ausschnitt gemäß Linie V-V in der Fig. 4.
• Die Fig. 6 und 8-15 zeigen perspektivische Ansichten und Schnittdarstellungen eines Wärmetauschers gemäß einer Ausführungsform. Die Schnitte bzw. Ansichten in den Fig. 10 - 15 wurden in der Fig. 9 eingezeichnet, sodass die Abbildungen dem Fachmann völlig verständlich sein sollten.

Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beziehen sich auf mittels Kühlflüssigkeit der Brennkraftmaschine gekühlte Abgaswärmetauscher oder auch Ladeluftkühler für ein Kraftfahrzeug, die in nicht gezeigter, bekannter Weise in ein Abgasrückführungs - bzw. in ein Verbrennungsluftansaugsystem eingebunden sind, wodurch jedoch keine Beschränkung auf die genannte Anwendung verursacht werden soll.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen werden lediglich drei bzw. vier Flachrohre 3 aufeinander gestapelt. Die Anzahl der Flachrohre 3 ist freigestellt, bzw. sie richtet sich ebenfalls nach den Erfordernissen des jeweiligen Anwendungsfalls. Die Fig 1-5 beziehen sich auf die erste Ausführungsform, bei der die Verbindungsstreifen 20 einteilig mit der ersten 12 und zweiten Seite 13 ausgebildet sind. Das ist besonders deutlich in der Fig. 1 zu erkennen. Es sind zwei Verbindungsstreifen 20 vorgesehen. In dem einen Verbindungsstreifen 20 befindet sich der Einlass 50 und in dem anderen der Auslass 60 und zwar vorzugsweise für die Kühlflüssigkeit eines nicht gezeigten Kraftfahrzeugmotors. Zwischen den beiden Verbindungsstreifen 20, die gleichzeitig, wie zu sehen ist, die verbindende Seite 15 darstellen, befindet sich ein großer zentraler Ausschnitt 16. Da sich die Verbindungsstreifen 20 nicht ganz an dem vorderen bzw. hinteren Ende befinden, kann davon gesprochen werden, dass links bzw. rechts der beiden Verbindungsstreifen 20 ebenfalls jeweils ein Ausschnitt 16 vorgesehen ist. Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen Wärmetauscher, bei denen das Abgas oder die Ladeluft die Flachrohre 3 u-förmig durchströmt, was durch die in entgegengesetzte Richtungen weisenden gestrichelten Pfeile, die an der linken Seite in der Fig. 3 und an der rechten Seite der Fig. 2 eingezeichnet wurden, erkennbar ist. In der Fig. 2 wurde zur entsprechenden Abtrennung der Flachrohre 3 in Längsrichtung lediglich eine gestrichelte Linie eingezeichnet. Die Abtrennung kann zum Beispiel mittels eines eingelegten Trennsteges 35 erfolgen, wie es in der später zu erläuternden Fig. 15 angedeutet wurde oder auch durch entsprechende Umformung der Flachrohre 3 bzw. der Flachrohrteile 3.1, 3.2. (hier nicht gezeigt)

Im Unterschied dazu wurde in der Fig. 4 ein Wärmetauscher abgebildet, dessen Flachrohre 3 in einer einzigen Richtung, im Bild von links nach rechts, vom Abgas bzw. von der Ladeluft durchströmt werden. Mit dem Bezugszeichen 5 wurde der Einlasssammelkasten und mit dem Bezugszeichen 6 der entsprechende Auslasssammelkasten angedeutet.

Der Wärmetauscher gemäß Fig. 3 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß den Fig. 1 und 4 ferner dadurch, dass in der Fig. 3 die oberen Flachrohrteile 3.1 napfartig gezogen sind, während die unteren Teile 3.2 vergleichsweise flach sind. Beide Teile 3.1 und 3.2 sind also nicht identisch. In der Fig. 4 sind die Teile 3.1 und 3.2 identisch, wobei der Verbindungsrand 2 der beiden Teile also etwa auf der halben Höhe der Flachrohre 3 verläuft, wie auch die Fig. 5 zeigt.

Die Fig. 6 und 8-15 zeigen ein Ausführungsbeispiel, das sich vor allem dadurch von der oben bereits ansatzweise beschriebenen Ausführungsform unterscheidet, dass dort die Verbindungsstreifen 20 als Einzelteile gefertigt und zwischen der ersten und zweiten Seite 12, 13 angefügt werden. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sich Wärmetauscher mit einer kurvenförmigen Gestaltung, wie in den Fig. 6 und 8-9 gezeigt, einfacher darstellen bzw. fertigen lassen. Solche und andere unregelmäßige Formen aufweisende, Wärmetauscher sind oftmals von Vorteil, weil sie zur kompakten Anordnung im Motorraum von Kraftfahrzeugen beitragen können. In den Fig. 6, 8 und 9 sind die Verbindungsstreifen 20 an derselben Seite des Wärmetauschers angeordnet worden. Die Fig. 6 unterscheidet sich von den Fig. 8 und 9 dadurch, dass in der Fig. 6 die Verbindungsstreifen 20 mit Einlass 50 bzw. Auslass 60 auf der nach innen weisenden Seite angeordnet sind und in der Fig. 8 auf der nach außen weisenden Seite. Da diese Wärmetauscher eine teilkreisartige Kontur aufweisen, bedeutet "nach innen" in diesem Zusammenhang, zu einem gedachten Kreismittelpunkt weisend und "nach außen" demnach vom gedachten Kreismittelpunkt wegweisend.

Beide vorne erwähnten Ausführungsformen stimmen zunächst darin überein, dass die Flachrohre 3 aus zwei Flachrohrteilen 3.1 und 3.2 zusammengesetzt werden. Die Flachrohrteile 3.1, 3.2 besitzen eine erhabene Umrandung 30, was beispielsweise in der Fig. 1 zu sehen ist, die einen Blick auf das oben liegende Flachrohrteil 3.1 gestattet. Die erhabene Umrandung 30 ist an zwei Stellen unterbrochen. Die entsprechenden Stellen wurden in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 40 versehen, und sie können einfach als Unterbrechung 40 der Erhabenheit der Umrandung bezeichnet werden. (siehe auch die Fig. 13) Die beiden Teile 3.1 und 3.2 werden zu einem Flachrohr 3 zusammengesetzt, wobei die beiden Teile 3.1, 3.2 mit ihren Verbindungsrändern 2 aneinander liegen, die im Ausführungsbeispiel nach außen weisend abgebogen sind. In den Ausführungsbeispielen sind Laschen 23 (Fig. 14,15) an den Verbindungsrändern 2 vorgesehen, die umgebogen werden können, damit die Teile 3.1 und 3.2 in ihrer Position zueinander stabil bleiben und damit später hervorragende Lötverbindungen entstehen können. Die so gebildeten Flachrohre 3 werden dann gestapelt, wobei die Flachrohre 3 mit ihren erhabenen Umrandungen 30 aneinander zu liegen kommen, um in dem Zwischenraum zwischen zwei Flachrohren 3 jeweils einen Kanal 10 zu bilden. Aus den Abbildungen ist ersichtlich, dass die Höhe der Erhabenheit der Umrandung 30 in den gezeigten Ausführungsbeispielen etwa der halben Höhe des so gebildeten Kanals 10 entspricht. Dabei liegen auch die zuvor bereits erwähnten Unterbrechungen 40 auf einer Linie übereinander und ermöglichen im Bereich der Unterbrechungen 40 die hydraulische Verbindung zu den Kanälen 10.

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass in nicht gezeigten Ausführungen eine erhabene Umrandung 30 lediglich an einem der beiden jeweils einen Kanal bildenden Flachrohren, bzw. an einem der beiden ein Flachrohr bildenden Flachrohrteilen vorgesehen ist. In solchen Fällen ist dann die Höhe der Erhabenheit gleich der Höhe des Kanals 10.

Die erwähnte hydraulische Verbindung wird nun durch die speziell gestalteten Verbindungsstreifen 20 geschaffen, die mit einem entsprechenden Einlass 50 bzw. Auslass 60 ausgebildet sind.

Obwohl die Verbindungsstreifen 20 bei beiden Ausführungsformen an sich ähnlich sind, bestehen Unterschiede hinsichtlich der Herstellung, da, wie bereits erwähnt, in der zuerst beschriebenen Ausführungsform, die Verbindungsstreifen 20 einteilig mit der ersten und der zweiten Seite 12, 13 ausgebildet sind und in der zweiten Ausführungsform die Verbindungsstreifen 20 als Einzelteile zwischen der ersten und zweiten Seite 12, 13 angesetzt werden. Die erwähnte Herstellung erfolgt mittels Umformmaschinen und entsprechender Werkzeuge (nicht gezeigt).

Die erwähnte Ähnlichkeit besteht darin, dass die Verbindungsstreifen 20 mit Sicken 21 versehen sind, um die nach außen abstehenden Verbindungsränder 2 umfassen zu können, wobei jede Sicke 21 jeweils zwei abstehende Verbindungsränder 2 eines Flachrohres 3 in sich aufnimmt. Ferner können die Verbindungsstreifen 20 mit Nasen 22 ausgebildet werden, die sich jeweils dort, wo zwei Flachrohre 3 mit ihrer erhabenen Umrandung 30 aneinander anliegen, erstrecken, um in dem sich dort ergebenden Biegeradiusbereich zu perfekten, d.h. zu dichten und haltbaren Lötverbindungen zu führen. (siehe Fig. 5 und/oder 12) Zur Fig. 12 muss noch herausgestellt werden, dass dort die Verbindungsstreifen 20 die erste und die zweite Seite 12, 13 auch körperlich verbinden, was als bevorzugt angesehen werden soll, weil damit die Verbindungsstreifen 20 nach der Art einer Klammer die vormontierten Einzelteile des Wärmetauschers zusammenhalten, um den Wärmetauscher zum Löten leichter vorbereiten zu können. Verbindungsstreifen 20 im Sinne der vorgeschlagenen Alternative sind somit solche, die direkt mit der ersten und der zweiten Seite 12, 13 verbunden sind. Gemäß dieser alternativen Lehre ist demnach auch dann von einem Teil-Gehäuse zu sprechen, wenn dasselbe aus einzelnen Teilen 12, 13, 20 besteht, die direkt verbunden sind.

Mögliche weitere Ausbildungen der Teile 3.1 und 3.2 der Flachrohre 3 wurden anhand der zweiten Ausführungsform dargestellt. Die Teile 3.1 und 3.2 wurden mit Ausformungen 33 versehen. Solche oder andere Ausformungen können auch in der ersten Ausführungsform vorhanden sein. Die Ausformungen 33 können aber auch mittels bekannter Inneneinsätze ersetzt werden, um die damit beabsichtigte erhöhte Haltbarkeit und um die Turbulenzbildung im Abgas bzw. in der Ladeluft zu bewirken. Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 15 wurden die Flachrohre 3 mit zwei getrennten Passagen 70 ausgebildet, wobei die Trennung mittels eines in die Flachrohre 3 eingefügten Trennstegs 35 vorgenommen wurde, die aber, wie auch vorne bereits erwähnt, mittels durchgehender Ausformungen 33 ebenso möglich ist.

Eine weitere erwähnenswerte Ausbildung geht aus der Fig. 11 hervor, die den Längsschnitt E - E im Bereich eines Einlasses 50 bzw. Auslasses 60 für Ladeluft oder Abgas darstellt. Die Flachrohrteile 3.1 und 3.2 sind in diesem Bereich, der das stirnseitige Ende der Teile 3.1, 3.2 darstellt, mit einer Umformung 31 versehen, die die Strömung der eintretenden Ladeluft oder des Abgases leistungsmäßig optimieren soll. Die Umformung 31 schließt sich unmittelbar an die erhabene Umrandung 30 an und ragt ein Stück in den Eintritt 50 hinein.

Schließlich soll zum Ausdruck gebracht werden, dass, obwohl die vorstehenden Vorschläge in Verbindung mit zweiteiligen Flachrohren beschrieben wurden, deren Umsetzung in ein Produkt auch mit einteiligen Flachrohren möglich ist, solchen, wie sie im vorne erwähnten Stand der Technik gezeigt und beschrieben sind. Abschließend soll festgestellt werden, dass beide Ausführungen dazu beitragen, dass Wärmetauscher mit qualitativ hochwertigen Lötverbindungen zur Verfügung gestellt werden können, denn sie gewährleisten weitestgehend die Zugänglichkeit zu den Lötnähten und gestatten somit deren sorgfältige Vorbereitung zum Löten.