Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Kondensator für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem ein Sammelrohr mit zumindest einem ausgeformten Stutzen für eine Verbindung mit einem Kondensatorprofil eines solchen Wärmeübertragers.

Wärmeübertrager spielen in modernen Kraftfahrzeugen nicht nur im Bereich einer Motorkühlung eine wesentliche Rolle, sondern üblicherweise auch im Bereich der Klimatisierung. Bestandteil des Klimatisierungssystems ist auch ein Kondensator, der dafür sorgt, dass ein verdichtetes Kältemittel von einem gasförmigen in einen flüssigen Zustand überführt wird, weshalb solch ein Kondensator oft auch als Verflüssiger bezeichnet wird. Im Verdampfer gibt das Kältemittel anschließend seine Kälteenergie durch Verdampfen an ein weiteres Wärmeübertragermedium weiter. Das Kondensieren des Kältemittels erfolgt üblicherweise in parallel zueinander angeordneten Flachrohren, die eine große Oberfläche besitzen und dadurch einen hohen Wärmeübertrag gewährleisten. Dem Stand der Technik zuzurechnende Kondensatoren besitzen dabei Rohre, insbesondere parallel angeordnete Flachrohre, die jeweils längsendseitig in ein dort angeordnetes Sammelrohr münden. Dieses Sammelrohr dient dabei eingangsseitig der Flachrohre zum Verteilen des gasförmigen Kältemittels und ausgangsseitig, das heißt stromab der Flachrohre, zum zentrierten Ableiten des nun flüssigen Kältemittels. Stromab des ausgangsseitig angeordneten Sammelrohrs ist ein weiterer Sammler in der Art eines Kondensatorprofils angeordnet, wobei das Sammelrohr zumindest einen ausgeformten Stutzen für eine Verbindung mit dem Kondensatorprofil besitzt. Das Kondensatorprofil dient dabei als Ausgleichsbehälter für das Kältemittel und ist zudem in der Lage eine Trocknerpatrone aufzunehmen. Die Verbindung zwischen dem Kondensatorprofil und dem Sammelrohr muss dabei sicherstellen, dass eine thermische Trennung zwischen diesen beiden besteht, um das Plateau im Kondensatorprofil so wenig wie möglich zu beeinflussen. Die thermische Trennung wird dabei üblicherweise durch eine physische Trennung, das heißt einen Abstand zwischen dem Sammelrohr und dem Kondensatorprofil bewirkt. Dies kann beispielsweise mittels separater Bauteile (Abstandshalter) erfolgen.

Ein gattungsgemäßer Wärmeübertrager ist beispielsweise aus der EP 1 835 253 A1 bekannt, wobei dieser Wärmeübertrager ein Sammelrohr mit einem daran angeformten Stutzen für eine Verbindung mit einem nicht näher bezeichneten Anschlussflansch auszubilden. Das Sammelrohr wird dabei aus einem Stück hergestellt, wodurch insbesondere ermöglicht werden soll, dass eine Anschlussposition variabler gestaltet und zugleich die Herstellkosten gesenkt werden können.

Nachteilig bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeübertrager ist dabei das Erfordernis zusätzlicher Komponenten zur Anbindung des Sammelrohres, was nicht nur teuer ist, sondern zur Montage auch unter Umständen mehrere Prozessschritte erfordert. Auch muss bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Wärmeübertrager eine zusätzliche mechanische Bearbeitung des Sammelrohres erfolgen, was die Herstellung wiederum verteuert.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Wärmeübertrager der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine einfache und kostengünstige Herstellung sowie eine vereinfachte Montage auszeichnet. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, an zumindest einem Stutzen eines Sammelrohrs eines Wärmeübertragers eine zusätzliche Stufe vorzusehen, die zugleich als Anschlag für eine Kondensatorprofil dient und dadurch sowohl die räumliche als auch thermische Trennung zwischen dem Kondensatorprofil und dem Sammelrohr bewirkt. Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager, der beispielsweise als Kondensator in einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden kann, weist dabei Rohre, insbesondere Flachrohre, sowie mindestens ein mit den Rohren kommunizierendes Sammelrohr auf, das zumindest einen ausgeformten Stutzen für eine Verbindung mit dem Kondensatorprofil aufweist. Das Kondensatorprofil dient dabei als Ausgleichsbehälter für ein Kältemittel und ist zudem in der Lage eine Trocknerpatrone aufzunehmen. Erfindungsgemäß ist nun zwischen dem zumindest einen Stutzen und dem Sammelrohr die zuvor erwähnte und beschriebene Stufe angeordnet, die als Anschlag für das Kondensatorprofil dient und zugleich so ausgestaltet ist, dass bei mit dem Kondensatorprofil verbundenem Sammelrohr ein vordefinierter räumlicher Abstand zwischen beiden besteht und dadurch die thermische Trennung zuverlässig gewährleistet werden kann. Hergestellt wird das erfindungsgemäße Sammelrohr bzw. die dort erfindungsgemäß vorgesehene Stufe lediglich durch ein geringfügig modifiziertes Prägen des Stutzens, bei welchem nicht nur der Stutzen selbst, sondern zugleich auch die erfindungsgemäße Stufe (Abstandsstufe) mit geprägt wird. Die erforderliche und gewünschte thermische Trennung zwischen dem Sammelrohr und dem Kondensatorprofil wird somit ohne zusätzliche Teile, Prozessschritte oder mechanische Bearbeitung ermöglicht, was erhebliche Kostenvorteile birgt.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist das Sammelrohr aus einem Durchzüge für die Rohre aufweisenden rinnenförmigen Boden und einem dicht damit verbindbaren rinnenförmigen Deckel ausgebildet. Der zumindest eine Stutzen ist dabei zusammen mit der Stufe am Deckel ausgeformt. Um ein möglichst kostengünstiges und fertigungstechnisch einfaches Herstellen des Sammelrohrs zu ermöglichen, ist dies aus zwei Teilen, nämlich dem rinnenförmigen Boden und dem damit verbindbaren rinnenförmigen Deckel ausgebildet. In den rinnenförmigen Boden können dabei durch entsprechende Stanzwerkzeuge Durchzüge für die Rohre (Flachrohre) gestanzt werden, wogegen in den Deckel die Stutzen zusammen mit den jeweiligen Stufen eingeprägt/eingestanzt werden. Anschließend kann ein Deckel mit einem zugehörigen Boden verlötet und dadurch das Sammelrohr hergestellt werden. Bei der Montage des Wärmeübertragers wird nun das Sammelrohr über die Stutzen mit dem Kondensatorprofil verbunden, wobei das Kondensatorprofil Durchgangsöffnungen zur Aufnahme der Stutzen des Sammelrohrs aufweist. Ein Innendurchmesser der Öffnungen ist dabei abgestimmt auf den Außendurchmesser der Stutzen, so dass bei einem Einschieben der Stutzen in die zugehörigen Öffnungen am Kondensatorprofil letzteres irgendwann an der Stufe des Deckels des Sammelrohrs anliegt. An den Bereichen, an denen keine Stufe mitgeprägt wurde, das heißt beispielsweise zwischen zwei Stutzen, ist das Kondensatorprofil um die Höhe der Stufe beabstandet zum Sammelrohr angeordnet und damit räumlich und thermisch von diesem getrennt. Durch die Ausprägung der jeweiligen Stufe wird zugleich ein exakt vordefinierter Abstand des Kondensatorprofils zum Sammelrohr definiert, wodurch eine Montage mit stets gleichem Abstand zwischen Sammelrohr und Kondensatorprofil vergleichsweise einfach möglich wird, da das Sammelrohr lediglich mit seinen Stutzen bis zum Anschlag in die Öffnungen das Kondensatorprofil eingeschoben werden muss. Hierdurch können auch vergleichsweise hohe Qualitätsmaßstäbe einfach eingehalten werden.

Zweckmäßig sind der Deckel, die Stufe und der Stutzen aus einem Stück hergestellt. Eine derartige einstückige Ausbildung ermöglicht ein rationelles und zugleich qualitativ hochwertiges Fertigen des Deckels in vorzugsweise einem einzigen Um- formschritt, wodurch eine kostengünstige Fertigung des Deckels und damit auch des Sammelrohrs bzw. des Wärmetauschers ermöglicht wird. Bei der Montage wird das Sammelrohr - konkret der Deckel - an der Stufe mit dem Kondensatorprofil verlötet. Dies kann vorzugsweise vollautomatisch, beispielsweise in entsprechenden Lötöfen erfolgen, was wiederum eine rationelle und kostengünstige Fertigung ermöglicht.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der zumindest eine Stutzen kreisförmig ausgebildet und erhebt sich aus der den Stutzen rechteckförmig umgebenden Stufe. Durch eine individuelle Wahl einer Auftrittsfläche der Stufe kann indirekt Einfluss auf die räumliche und damit auch auf die thermische Trennung zwischen Kondensatorprofil und Sammelrohr genommen werden. Selbstverständlich ist alternativ auch vorstellbar, dass sowohl der Stutzen kreisförmig ausgebildet ist, als auch diesen umgebende Stufe, so dass in diesem Fall die Stufe lediglich einen erweiterten Sockel für den Stutzen darstellt.

Die Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Sammelrohr für einen zuvor beschriebenen Wärmeübertrager anzugeben, mit einem ausgeformten Stutzen für eine Verbindung mit einem Kondensatorprofil, wobei zwischen dem zumindest einen Stutzen und dem Sammelrohr eine Stufe angeordnet ist, die als Anschlag und damit zugleich als Abstandshalter zwischen Sammelrohr und Kondensatorprofil dient. Als Sammelrohr wird in diesem Zusammenhang jedwede, üblicherweise orthogonal zu den Rohren (Flachrohren) verlaufende Hohlstruktur bezeichnet, wobei selbstverständlich auch vorstellbar ist, dass das Sammelrohr aus einem Deckel und einem damit verbundenen, insbesondere verlöteten, Boden besteht. In diesem Fall würden die zuvor beschriebenen Merkmale im Zusammenhang mit dem Sammelrohr auch für einen Deckel, das heißt einen Teil des Sammelrohrs gelten. Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 a,b jeweils einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager mit einem Kondensatorprofil mit unterschiedlichem Querschnitt,

Fig. 1 c die beiden in den Figuren 1 a und 1 b verwendeten Kondensatorprofile im Querschnitt

Fig. 2 eine Detaildarstellung X aus Fig. 1 a in einer Schnittdarstellung

Fig. 3 den Wärmeübertrager mit teilweise geschnittenem Sammelrohr

Fig. 4 eine Ansicht von der Seite auf einen Deckel eines erfindungsgemäßen Sammelrohrs Fig. 5 eine Längsschnittdarstellung durch das Sannnnelrohr im Bereich der

Stutzen,

Fig. 6 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A,

Fig. 7 eine Seitenansicht auf den Deckel des Sammelrohrs,

Fig. 8 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene D-D,

Fig. 9 eine Darstellung ähnlich wie in Fig. 3,

Fig. 10 eine Darstellung ähnlich wie in Fig. 2.

Entsprechend den Fig. 1 a,b, weist ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager 1 , der beispielsweise als Kondensator für eine Klimaanlage eines nicht gezeigten Kraftfahrzeugs ausgebildet sein kann, Rohre 2, insbesondere Flachrohre 2', auf, die eingangsseitig und ausgangsseitig von je einem Sammelrohr 3 eingefasst sind. Die einzelnen Rohre 2, 2' sind dabei kommunizierend mit dem jeweiligen Sammelrohr 3 verbunden. Des Weiteren besitzt das stromab der Rohre 2 angeordnete Sammelrohr 3 mehrere aus- bzw. angeformte Stutzen 4 (vgl. auch die Fig. 2 bis 10) für eine Verbindung mit einem Kondensatorprofil 5 auf. In den Rohren 2,2' wird das zunächst noch gasförmige Kältemittel verflüssigt und im flüssigen Zustand an das Sammelrohr 3 übergeben, wobei im Bereich der Rohre 2 ein Wärmeübertrag auf ein quer zu den Rohren 2,2' um diese strömendes Wärmeübertragermedium, beispielsweise Luft, erfolgt. Dabei kühlt sich das Wärmeübertragermedium ab, wogegen das durch die Rohre 2 hindurchströmende Kältemittel erwärmt wird und dadurch von einem gasförmigen in einen flüssigen Aggregatzustand überführt wird. Das Kondensatorprofil 5 ist stromab des Sammelrohrs 3 angeordnet und dient vorzugsweise als Ausgleichsbehälter für das Kältemittel und ist zudem in der Lage eine Trocknerpatrone aufzunehmen. Das Sammelrohr 3 ist thermisch vom Kondensatorprofil 5 zu trennen, um ein Plateau im Kondensatorprofil 5 so wenig wie möglich zu beeinflussen. Die thermische Trennung wird dabei mittels eines Abstandes a zwischen dem Kondensatorprofil 5 und dem Sammelrohr 3 bewirkt (vgl. Fig. 2 und 10). Der räumliche Abstand a und damit auch die thermische Trennung wird erfindungsgemäß durch eine zwischen dem zumindest einen Stutzen 4 und dem Sammelrohr 3 angeordnete Stufe 6 (vgl. die Fig. 2 bis 10) erreicht, wobei diese Stufe 6 zugleich als Anschlag für das Kondensatorprofil 5 dient und derart ausgestaltet ist, dass bei mit dem Kondensatorprofil 5 verbundenem Sammelrohr 3 ein exakt vordefinierter Abstand a und dadurch eine thermische Trennung zwischen beiden besteht.

In der Fig. 1 a ist dabei ein Kondensatorprofil 5 mit einem ovalen Querschnitt dargestellt, wogegen in der Fig. 1 b ein Kondensatorprofil 5 mit einem runden Querschnitt gezeigt ist. Der Unterschied zwischen den beiden Kondensatorprofile 5 ist dabei in der Fig. 1 c deutlich zu erkennen. So benötigt das Kondensatorprofil 5 mit ovalem Querschnitt deutlich weniger Bauraum, als ein vergleichbares Kondensatorprofil 5 mit rundem Querschnitt, wodurch der Wärmeübertrager 1 schmäler gebaut werden kann. Die Ersparnis in Breitenrichtung ist dabei mit "D" bezeichnet.

Beachtet man die Fig. 2, 3 und 9, 10, so kann erkennen, dass das Sammelrohr 3 aus einem Durchzüge 7 für die Rohre 2 bzw. die Flachrohre 2' aufweisenden rin- nenförmigen Boden 8 und einem dicht damit verbindbaren, insbesondere verlötbaren, rinnenförmigen Deckel 9 zusammengesetzt ist (vgl. auch die Fig. 3 bis 10). Der zumindest eine Stutzen 4 ist dabei zusammen mit der Stufe 6 am Deckel 9 aus- bzw. angeformt. Dabei sind der Deckel 9, die Stufe 6 sowie der zumindest eine Stutzen 4 vorzugsweise aus einem Stück hergestellt, was nicht nur die Fertigung mittels eines einzigen Umformschritts ermöglicht, sondern zugleich auch die Herstellungskosten deutlich reduziert. Um eine fluiddichte Verbindung zwischen dem Sammelrohr 3 und dem Kondensatorprofil 5 erreichen zu können, ist das Sammelrohr 3 mit seinen Stufen 6 mit dem Kondensatorprofil 5 verlötet.

Betrachtet man die Stutzen 4 und die Stufen 6 gemäß den Darstellungen in den Fig. 2 bis 10, so kann man erkennen, dass die Stutzen 4 kreisförmig ausgebildet sind und sich aus den die jeweiligen Stutzen 4 rechteckförmig umgebenden Stufen 6 erheben. Üblicherweise sind darüber hinaus die Stutzen 4 gegenüber den Durchzügen 7 angeordnet.

In den Fig. 4 bis 8 ist ein Deckel 9 des Sammelrohrs 3 dargestellt, in welchem zwischen den Stutzen 4 und dem Deckel 9 eine Stufe 6 angeordnet ist, die als Anschlag für das Kondensatorprofil 5 dient und dazu beiträgt, dieses auf genau vordefiniertem räumlichen Abstand zu halten und dadurch die erforderliche und gewünschte thermische Trennung zu realisieren.

Mit dem erfindungsgemäßen Sammelrohr 3 bzw. dem erfindungsgemäßen Deckel 9 und insgesamt mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 kann eine Verbindung zwischen dem Sammelrohr 3 und dem Kondensatorprofil 5 direkt auf dem Deckel 9 geschaffen werden, wobei die thermische Trennung zwischen dem Sammelrohr 3 bzw. dem Deckel 9 und dem Kondensatorprofil 5 ohne zusätzliche Teile, Prozessschritte oder mechanische Bearbeitung möglich ist. Zwischen den einzelnen Stufen 6 ist der Deckel 9 und damit das Sammelrohr 3 auf Abstand a zum Kondensatorprofil 5 angeordnet, wodurch ein direkter und nicht erwünschter Wärmeübertrag unterbunden bzw. zumindest minimiert werden kann. Durch die einstückige Ausbildung des Stutzens 4, der Stufen 6 und zumindest des Deckels 9 des Sammelrohrs 3 kann letzteres und damit indirekt auch der Wärmeübertrager 1 vergleichsweise kostengünstig hergestellt werden. Zugleich wird auch eine Montage des Wärmeübertragers 1 vereinfacht, da ein Werker das Kondensatorprofil 5 mit seinen Öffnungen 10 lediglich bis zum Anliegen auf die Stufe 6 des jeweiligen Stutzens 4 schieben muss. Anschließend kann das Kondensatorprofil 5 im Bereich der Stufen 6 mit dem Sammelrohr 3 bzw. dem Deckel 9 des Sammelrohrs 3 verlötet und damit dicht verbunden werden.

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