Luftkanal

Beschreibung Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, umfassend ein Dichtungselement und einen Wärmeübertrager, in einem Luftkanal, wobei der Wärmeübertrager eine Vielzahl ein erstes Fluid führende Rohre aufweist, welche in ihren Endbereichen durch Sammelkästen begrenzt sind und von einem zweiten Fluid umströmbar sind. Außerdem betrifft die Erfindung eine Anordnung in einem Luftkanal einer Klimaanlage sowie eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.

Stand der Technik

Wärmeübertrager, wie etwa Verdampfer oder Heizkörper in Klimaanlagen für den Einsatz in Kraftfahrzeugen, sind in der Regel in einem Luftkanal der Klimaanlage an- geordnet. In ihrem Inneren werden sie von einem Kühlmittel durchströmt. Als Medium, das den Wärmeübertrager von außen umströmt, kommt in der Regel Luft zum Einsatz.

Der größte Wärmeübertrag ist dann möglich, wenn möglichst viel dieser Luft durch das Netz aus Rohren und Wellrippen strömt und nur ein möglichst kleiner Teil der Luft außen an dem Wärmeübertrager, insbesondere zwischen den Innenwänden des Luftkanals und den Außenflächen des Wärmeübertragers, vorbei strömt. Um den Anteil der Luft, die am Wärmeübertrager vorbei strömt, möglichst gering zu halten, ist es sinnvoll, den sich zwischen dem Wärmeübertrager und dem Luftkanal ergebenden Spalt durch zusätzliche Dichtmittel zu verschließen. Hierbei kommen entweder weiche Materialien wie Schaumstoffe oder harte Kunststoffteile zum Einsatz.

Nachteilig an dem Einsatz insbesondere von grobporigem Schaumstoff ist die mögliche Geruchsbildung, die durch das Festsetzen von Schmutz und Bakterien im Schaumstoff entstehen kann. Nachteilig am Einsatz harter Kunststoffteile ist insbesondere der hohe Aufwand, der mit der passgenauen Konstruktion der Dichtelemente einhergeht, sowie die Möglichkeit, dass zwischen dem Wärmeübertrager und dem Luftkanal durch direkten Kontakt Schallbrücken entstehen, die zur Übertragung von Störgeräuschen führen.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile

Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung für einen Wärmeübertrager bereitzustellen, welche wirkungsvoll eine störende Geruchsbildung verhindert und zusätzlich keine störenden Schallbrücken zwischen dem Wärmeübertrager und dem Luftkanal der Klimaanlage entstehen lässt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhaft ist eine Anordnung, umfassend ein Dichtungselement und einen Wärmeübertrager, in einem Luftkanal, wobei der Wärmeübertrager eine Vielzahl ein erstes Fluid führende Rohre aufweist, welche in ihren Endbereichen durch Sammelkästen begrenzt sind und von einem zweiten Fluid umströmbar sind, wobei der Luftkanal an einer Innenfläche eine erste Führungsnut aufweist, welche durch einen ersten Steg und einen zweiten Steg gebildet ist, und eine zweite Führungsnut aufweist, welche durch einen dritten Steg und einen vierten Steg gebildet ist, wobei der dritte Steg und der vierte Steg zwischen dem ersten Steg und dem zweiten Steg angeordnet sind und wobei das Dichtungselement den Wärmeübertrager entlang der Sammelkästen und seiner kurzen Seiten umspannt. Durch das um den gesamten Umfang des Wärmeübertragers umlaufende Dichtungselement kann eine sehr vorteilhafte Dichtwirkung des Wärmeübertragers gegen den Luftkanal erreicht werden. Der Anteil an Leckluft, der zwischen dem Wärmeübertrager und dem Luftkanal am Wärmeübertrager vorbei strömt, kann so minimiert werden. Weiterhin kann eine Entkopplung des Wärmeübertragers vom Luttkanal er- reicht werden.

Auch vorteilhaft ist es, wenn der Wärmeübertrager mit einem der Sammelkästen in die erste Führungsnut eingesteckt ist und dabei das Dichtungselement in die zweite Führungsnut eingesteckt ist. Die beiden Führungsnuten bilden eine besonders einfa- che und zugleich stabile Ausgestaltung für die Aufnahme des Wärmeübertragers.

Außerdem ist es zweckmäßig, wenn das Dichtungselement an einer der Innenflächen des Luftkanals sowie an den sich zugewandten Seiten des dritten Stegs und des vierten Stegs abgestützt ist. Über die Abstützung des Dichtelements,, welches um den Wärmeübertrager gespannt ist, wird eine Fixierung des Wärmeübertragers, bei gleichzeitiger Entkopplung erreicht, was insbesondere hinsichtlich auftretender Erschütterungen vorteilhaft ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist es zweckmäßig, wenn der Wär- meübertrager im Wesentlichen über die Abstützwirkung des Dichtelements zur Innenfläche und zur ersten Führungsnut fixiert ist. Dies stellt insbesondere die Entkopplung des Wärmeübertragers gegen den Luftkanal der Klimaanlage sicher.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Dichtungselement aus einem elastischen Mate- rial gebildet ist. Die elastischen Materialeigenschaften sind hinsichtlich der Entkopplung vorteilhaft. Auch zweckmäßig ist es, wenn das Dichtungselement durch einen Vollgummi-O- Ring oder durch ein Hohlprofilgummi oder durch einen Schaum mit geschlossenen Poren gebildet ist. Durch alle drei möglichen Dichtungselemente wird eine Abstützwirkung des Wärmeübertragers gegenüber dem Luftkanal erzielt, außerdem eine Entkopplungswirkung aufgrund der dämpfenden Eigenschaften des elastischen Materials, was hinsichtlich der Lebensdauer des Wärmeübertragers vorteilhaft ist. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung eines Schaums mit geschlossenen Poren im Vergleich zum Stand der Technik, da so wirkungsvoll vermieden wird, dass sich Feuchtigkeit im Schaum ansammelt, die durch Bakterienbesatz zu Geruchsbildung führen kann.

Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn das Dichtungselement den Wärmeübertrager gegen die Innenflächen des Luftkanals abdichtet. Hierdurch wird die Dichtwirkung vorteilhaft beeinflusst, wobei es wünschenswert ist, eine möglichst große Dichtwirkung zu erzielen.

Außerdem ist es zweckmäßig, wenn der Wärmeübertrager mit beiden Sammelkästen in jeweils eine erste Führungsnut und mit dem Dichtungselement jeweils in eine zweite Führungsnut eingesteckt ist, wobei die ersten Führungsnuten und die zweiten Führungsnuten an sich gegenüberliegende Innenflächen des Luftkanals angeordnet sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der folgenden Figurenbeschreibung beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Wärmeübertrager in einem Luftkanal, außerdem zwei Schnittansichten des Wärmeübertragers,

Fig. 2 drei Detailschnitte im Bereich eines der Sammelkästen des Wärmeübertragers mit drei unterschiedlichen Dichtelementen, und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Wärmeübertragers mit einem ihn umspannenden Dichtelement.

Bevorzugte Ausführung der Erfindung

Die Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf einen Wärmeübertrager 1 , der aus einer Vielzahl von Rohren 2, welche von einem Fluid durchflössen bzw. durchströmt sind, gebildet ist. Die Rohre 2 sind an ihren Endbereichen in Sammelkästen 3 aufgenommen. Der Wärmeübertrager 1 entspricht im Wesentlichen dem in dem Stand der Technik bekannten Aufbau für Wärmeübertrager dieser Art.

Der Wärmeübertrager 1 ist in einem Luftkanal 4 einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs verbaut. Um Leekluft innerhalb des Luftkanals 4 zu vermindern und den Wär- meübertrager 1 im Luftkanal 4 zu positionieren, weist der Wärmeübertrager 1 ein umlaufendes Dichtelement 12 auf, das ihn gegen die Innenflächen 5 des Luftkanals 4 abdichten soll.

Außerdem zeigt die Figur 1 zwei weitere Ansichten des Wärmeübertragers 1 :

Im linken Teil der Figur 1 ist der Schnitt durch den Wärmeübertrager 1 , entsprechend der im Hauptteil der Figur 1 eingezeichneten Schnittlinie B-B, zu sehen. Zu erkennen ist in diesem Bereich insbesondere das Dichtelement 12, welches entlang der Sammelkästen 3 und der kurzen Seiten, die parallel zu den innerhalb des Wärmeübertra- gers 1 angeordneten Rohren 2 verlaufen, den Wärmeübertrager 1 umspannt. Im unteren Teil der Figur 1 ist ein zweiter Schnitt durch den Wärmeübertrager 1 , entsprechend der dargestellten Schnittlinie A-A, abgebildet. Es ist in diesem unteren Schnittbild insbesondere zu erkennen, wie der Wärmeübertrager 1 mit seinen Sammelkästen 3 in mehrere Nuten 6, 9, welche an einer Innenfläche 5 des Luftkanals 4 angeordnet sind, eingesteckt ist.

In der nachfolgenden Figur 2 ist insbesondere die Anordnung der Nuten 8, 9 sowie der Stege 7, 8, 10, 11 , welche die Nuten 6, 9 bilden, im Detail dargestellt. In der Figur 2 sind untereinander drei Detailansichten des Wärmeübertragers 1 gezeigt. Die drei Detailansichten unterscheiden sich im Wesentlichen in der Art des Dichtelements. In der oberen Detailansicht der Figur 2 ist das Dichtelement 12, in der mittleren Detailansicht das Dichtelement 13 und in der unteren Detailansicht das Dichtelement 14 dargestellt. Alle übrigen Bezugszeichen stimmen für alle drei Ausführungsarten überein und sind nur im oberen Ausführungsbeispiel eingetragen. Bei allen drei Ansichten handelt es sich um eine detaillierte Schnittansicht entlang der Schnittlinie A-A des in Figur 1 gezeigten Wärmeübertragers 1 . Im Nachfolgenden wird detailliert lediglich der Aufbau des oberen Ausführungsbeispiels beschrieben, hinsichtlich der beiden unteren Ausführungsbeispiele wird jeweils nur auf das veränderte Dichtelement 13, 14 eingegangen. Die Innenfläche 5 des Luftkanals 4 weist insgesamt zwei Nuten 6, 9 auf. Die größere Nut 6 ist gebildet durch den Steg 7 und den Steg 8. Zwischen den Stegen 7, 8 ist die zweite Nut 9 angeordnet, welche ihrerseits durch den Steg 10 und den Steg 1 1 gebildet ist. Die größere Nut 6 dient zur Aufnahme eines der Sammelkästen 3 des Wärmeübertragers 1 , Die kleinere Nut 9 hingegen dient zur Aufnahme des Dichtele- ments 12, welches entlang des Sammelkastens 3 des Wärmeübertragers 1 verläuft. Anstelle der zwei Nuten 8, 9 können alternativ auch entsprechend ausgebildete Halter verwendet werden.

Der in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Wärmeübertrager 1 weist an seinen Endberei- chen jeweils Sammelkästen 3 auf, welche im Schnitt die Form eines B aufweisen. Das Dichtelement 12, 13, 14 ist jeweils entlang der Stoßstelle der beiden Außenbögen eines Sammelkastens 3 angeordnet.

In alternativen Ausführungsformen können andere Formen des Sammelkastens denkbar sein, Eine Einkerbung, wie sie in der Nähe der Stoßstelle der beiden Bögen, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, vorhanden ist, ist nicht zwingend notwendig. Das Dichtelement 12, 13, 14 kann ebenso an anderen körperlichen Merkmalen des Sammelkastens ausgerichtet sein. Denkbar wären hier etwa an der Außenkontur des Sammelkastens verlaufender Stege oder Rippen. In den in Figur 2 gezeigten Ausführungsformen kann sich der Sammelkasten 3 nach rechts und nach links jeweils an dem Steg 7 beziehungsweise Steg 8 abstützen. Das Dichtungselement 12, 13, 14 stützt sich einerseits an der Innenfläche 5 des Luftkanals 4 ab, zum anderen an den Stegen 10, 1 1 der Nut 9. Die Abstützung des Wärmeübertragers 1 gegenüber dem Luftkanal 4 wird im Wesentlichen durch das Dichtelement 12, 13, 14 erreicht. Die Nut 6 ist so dimensioniert, dass in Einbaulage kein direkter Kontakt zwischen dem Sammelkasten 3 der Innenfläche 5 des Luftkanals 4 oder den beiden Stegen 7, 8 der Nut 6 besteht. Ebenso ist die zweite Nut 9 so dimensioniert, dass die Stege 10, 1 1 keinen direkten Kontakt mit dem Sammelkasten 3 des Wärmeübertragers 1 haben. Auf diese Weise wird eine Entkopplung des Wärmeübertragers 1 vom Gehäuse der Klimaanlage und insbesondere dem Luftkanal 4 erzeugt. Die Stege 10, 1 1 stehen nur in direktem Kontakt mit dem Dichtelement 12, 13, 14. Somit ist der Wärmeübertrager 1 durch die Kontaktstellen zwischen dem Dichtelement 12, 13, 14 mit den Stegen 10, 1 1 und der Innenfläche 5 im Bereich der Sammelkästen 3 des Wärmeübertragers 1 , sowie durch Kontaktstellen des Dichtelements 12, 13, 14 mit der Innenfläche 5 im Bereich der kurzen Seiten, die parallel zu den innerhalb des Wärmeübertragers 1 angeordneten Rohren 2 verlaufen, gehalten. Im Falle starker Erschütterung und damit Relativbewegungen des Wärmeübertragers 1 im Vergleich zum Luftkanal 4, entfalten die Stege 7, 8 der Nut 6 eine abstützende Wirkung auf den Sammelkasten 3, der durch diese in seiner Position gehalten wird.

Das im oberen Ausführungsbeispiel der Figur 2 gezeigte Dichtelement 12 besteht aus einem Vollgummi-O-Ring. Dieser umspannt den gesamten Wärmeübertrager 1 entlang der beiden Sammelkästen 3 sowie seiner beiden kurzen Seiten, die parallel zu den innerhalb des Wärmeübertragers 1 angeordneten Rohren 2 verlaufen.

Im mittleren Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist das Dichtelement 13 als ein Hohlpro- filgummt ausgeführt. Auch dieses Hohlprofilgummi, welches das Dichtelement 13 bildet, umspannt den Wärmeübertrager 1 analog dem Ausführungsbeispiel in der oberen Abbildung der Figur 2.

Im unteren Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist das Dichtelement 14 durch einen ge- schlössen porigen Schaum gebildet. Auch dieser geschlossen porige Schaum um- fasst den Wärmeübertrager 1 analog der Ausführungsbeispiele darüber.

Die Ausführungsbeispiele der Figur 2 zeigen jeweils eine Detailansicht eines Sammelkastens 3 des Wärmeübertragers 1. Um einen sicheren Halt des Wärmeübertra- gers 1 innerhalb des Luftkanals 4 zu gewährleisten, ist der jeweils zweite Sammelkasten 3, welcher in den Darstellungen der Figur 2 nicht gezeigt ist, auf gleiche Weise im Gehäuse beziehungsweise im Luftkanal 4 positioniert.

Die Figur 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Wärmeübertragers 1 mit dem Dichtelement 12, das ein Vollgummi-O-Ring ist. Aus der Darstellung in Figur 3 ist ersichtlich, wie das Dichtelement 12 den gesamten Wärmeübertrager 1 entlang seiner Sammelkästen 3 und seiner kurzen Seiten, die parallel zu den innerhalb des Wärmeübertragers 1 angeordneten Rohren 2 verlaufen, die Rohre 2 umspannt.