Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager in Ganzmetall-, vorzugsweise Ganzaluminium-Bauweise insbesondere nach dem Oberbegriff des Patent¬ anspruches 1.

Ganzmetallwärmeübertrager, insbesondere gelötete Aluminiumwärmeüber¬ trager werden als Kühlmittelkühler oder Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge eingesetzt. Der Vorteil dieser Wärmeübertrager ist, dass sie sortenrein und daher leicht recyclefähig sind. Durch die DE-A 195 43 986 der Anmelderin wurde ein gelöteter Aluminiumwärmeübertrager mit Flachrohren bekannt, deren Enden zu einem rechteckförmigen Querschnitt aufgeweitet sind. Die Rohrenden weisen Längsseiten und Schmalseiten auf, wobei die Längssei- ten dicht aneinander liegen und miteinander verlötet sind, während die Schmalseiten Außenflächen bilden, die mit den Innenflächen eines Sammel¬ kastens verbunden sind. Der Sammelkasten weist ein etwa U-förmiges Profil (U-Profil) mit seitlichen Schenkeln auf, welche die Schmalseiten der Rohren¬ den umfassen. Durch diese Bauweise entfällt ein konventioneller Rohrboden mit den entsprechenden Rohr/Rohrbodenverbindungen. Alternativ zu dem U- Profil ist durch diese Druckschrift auch ein zylinderförmiger Sammelbehälter bekannt, welcher parallele Kragen zur Anlage an den Schmalseiten der Roh¬ renden aufweist. Problematisch bei dieser Bauweise sind die Lötverbindun¬ gen, wenn der Wärmeübertrager während des Betriebes mit Innendruck be- aufschlagt wird. Insbesondere im Bereich der Lötverbindungen zwischen den Schmalseiten der Rohrenden und den Schenkeln des Sammelkastens kön¬ nen sich Risse in der Lötnaht bilden, insbesondere wenn das Sammelka- stenprofil nicht nachgiebig ausgebildet ist und sich zusätzlich Biegespannun¬ gen im Lötnahtbereich ergeben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Wärmeübertrager der eingangs genannten Art die Haltbarkeit der Lötverbindungen, insbesondere im Bereich der Rohrenden zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Er¬ findungsgemäß ist vorgesehen, dass das U-Profil des Sammelkastens spannungsoptimiert ausgebildet ist, wobei die erfindungsgemäße Gestaltung einen Rundbogen zwischen zwei geraden Schenkeln des U-Profiles vorsieht. Dabei gehen die Schenkel vorzugsweise mit einer stetig wachsenden Krümmung in den Rundbogen über, der einen oberen symmetrisch ange¬ ordneten Scheitelpunkt aufweist. Durch diese Gestaltung ergibt sich in den Querschnitten des Sammelkastens eine günstige Spannungsverteilung, weil das Profil des Sammelkastens aufgrund der bogenförmigen Ausbildung nachgeben kann. Damit werden auch ungünstige Biegespannungen von den Lötverbindungen ferngehalten. Insgesamt ergibt sich durch diese optimierte Profilgestaltung eine dauerhafte Lötverbindung, bei welcher eine Rissbildung durch ungünstige Beanspruchung vermieden wird.

Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Unste- tigkeit in der Belastung, wie Kraft, im Übergang von einer Materialstärke auf eine andere Materialstärke vermindert bzw. verhindert.

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

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Ganzaluminiumkühlers mit einem Sammel- Kasten und Fig. 2 einen Querschnitt durch den Sammelkasten. Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt eines Ganzaluminiumkühlmittelkühlers 1 , wie er insbesondere für Kraftfahrzeuge verwendet wird. Der Kühlmittelkühler 1 kann als Fallstrom- oder Querstromkühler ausgebildet sein - das Ausführungsbei¬ spiel zeigt einen Querstromkühler mit einem Netz 2 und einem seitlich ange- ordneten Sammel- oder Kühlmittelkasten 3. Das Netz 2 besteht aus waage¬ recht angeordneten Flachrohren 4, zwischen denen nur teilweise dargestellte Wellrippen 5 angeordnet sind. Die Rohre 4 weisen Rohrenden 4a auf, wel¬ che zu einem nicht dargestellten Rechteckquerschnitt aufgeweitet sind und mit ihren Längsseiten aneinander liegen. Diese Bauweise ist durch die ein- gangs erwähnte DE-A 195 43 986 bekannt, die vollumfänglich in den Offen- barungsgehalt dieser Anmeldung mit einbezogen wird. Alle Teile des Kühl¬ mittelkühlers 1 , also Flachrohre 4, Wellrippen 5 und Sammelkasten 3 beste¬ hen aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen oder Metall oder Metalllegie¬ rung und sind durch Hartlöten miteinander verbunden.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Sammelkasten 3, welcher ein U- förmiges Querschnittsprofil 6 mit zwei Schenkeln 6a, 6b und einem die bei¬ den Schenkel 6a, 6b verbindenden Rundbogen 6c aufweist. Der offene Be¬ reich des U-Profiles 6 umfasst ein Rohrende 4a eines Flachrohres 4. Wie erwähnt, sind die Flachrohrenden 4a zu einem Rechteckquerschnitt aufge¬ weitet, von welchem in Fig. 2 die Längsseite 4b sichtbar ist, d. h. in der Zei¬ chenebene liegt. Senkrecht zu dieser Längsseite 4b erstrecken sich die Schmalseiten, welche mit der Innenseite der Schenkel 6a, 6b verlötet sind, während die Längsseiten 4b von benachbarten Rohren 4 direkt miteinander verlötet sind. Das U-Profil 6 weist eine Breite B und eine Höhe H auf, wobei H größer als B ist, vorzugsweise das 1 , 75-fache beträgt. Die Schenkel 6a, 6b verlaufen, beginnend von den Längsseiten 4b, zunächst parallel und neh¬ men danach eine konvergierende Richtung ein, die in den Rundbogen 6c übergeht. Das Profil 6 ist symmetrisch zu der Mittellinie m ausgebildet, wel- che den Rundbogen 6c in einem Scheitelpunkt 6d durchstößt. Insofern ge¬ hen die beiden Schenkel 6a, 6b mit zunehmender Krümmung in den Rund¬ bogen 6c über, wobei dieser Rundbogen 6c parabel-, ellipsen- oder kreis¬ förmig ausgebildet sein kann. Durch die zunehmende Krümmung des U- Profiles 6 in Verbindung mit der relativ großen Höhe H ergibt sich bei Innen- druckbeaufschlagung, dargestellt durch Pfeile P, ein günstiger, im Wesentli- chen Zugspannungsverlauf in den Querschnitten des U-Profiles 6, welches vorzugsweise aus einem Blech gebogen ist. Wie bereits erwähnt, ist das U- Profil 6 mittels seiner Schenkel 6a, 6b mit den Rohrenden 4a verlötet, und zwar über die Lötflächen 7a, 7b. Aufgrund der zuvor beschriebenen Gestal- tung des U-Profiles 6 sind die Lötflächen 7a, 7b weitestgehend von Biege¬ spannungen befreit, da sich das U-Profil 6 insbesondere in seinem oberen Bereich, d. h. im Bereich des Rundbogens 6c elastisch verformen kann. Da¬ durch unterliegen die Lötverbindungen 7a, 7b einer weniger kritischen Bean¬ spruchung, wodurch auch eine Rissbildung vermieden wird.

Die Kästen und Seitenteile bilden einen stabilen Rahmen, so daß durch die rundbogenartige Ausgestaltung die betriebsbedingten Thermospannungen entschärft werden, indem diese in Richtung auf die Rohrenden verschoben werden.