DE102005031685A1

DE102005031685A1 - Anordnung zur Befestigung eines ersten an einen zweiten Wärmeübertrager

Info

Publication number: DE102005031685A1
Application number: DE102005031685A
Authority: DE
Inventors: Manuel Alcaine; Martin Dipl.-Ing. Harich; Klaus Dr.-Ing. Haßdenteufel; Chi-Duc Nguyen; Wolfgang Reier; Rainer Ruoff; Erwin Skiba; Michael Dipl.-Ing. Spieth
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2006-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines ersten Wärmeübertragers (2) an einem zweiten Wärmeübertrager (3), wobei der erste Wärmeübertrager (2) einen Block (9) mit Rohren (16) und Rippen und parallel zu den Rohren (16) angeordneten Seitenteilen (10, 21) sowie beiderseits des ersten Blockes (9) und quer zu den Rohren (16) angeordneten Sammelkästen (13, 14), insbesondere aus einem gieß- oder spritzfähigen Werkstoff, und wobei der zweite Wärmeübertrager (3) einen zweiten Block (4) mit Rohren (17), Rippen und parallel zu den Rohren (17) angeordneten Seitenteilen (8, 22) sowie beiderseits des zweiten Blockes (4) und quer zu den Rohren (17) angeordnete Sammelrohre (5, 6) aufweist und wobei die Rohre (16) des ersten Blockes (9) und die Rohre (17) des zweiten Blockes (4) parallel zueinander angeordnet sind.
Es wird vorgeschlagen, dass die beiden Wärmeübertrager (2, 3) durch Lötverbindungen (15a, 15b, 15c, 15d) zwischen ihren Seitenteilen (10, 8) und/oder zwischen mindestens einem Seitenteil (21) und den Sammelrohren (5, 6) miteinander verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Befestigung eines ersten an einen zweiten Wärmeübertrager nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer aus dem ersten und zweiten Wärmeübertrager bestehenden Baueinheit.

Wärmeübertrager für unterschiedliche Medien werden insbesondere bei Kraftfahrzeugen als Baueinheiten, insbesondere so genannte Kühlmodule zusammengefasst. Da eine Vielzahl von heutigen Kraftfahrzeugen, insbesondere des oberen Marksegmentes mit einer Klimaanlage ausgestattet ist, benötigen diese Fahrzeuge sowohl einen Kühlmittelkühler zur Kühlung der Brennkraftmaschine als auch einen Kondensator für den Kältemittelkreislauf der Klimaanlage. Kühlmittelkühler und Kondensator sind im vorderen Motorraum des Kraftfahrzeuges angeordnet und werden beide von Umgebungsluft beaufschlagt. Für die Darstellung einer Baueinheit, bestehend aus Kühlmittelkühler und Kältemittelkondensator sind unterschiedliche Bauweisen bekannt. Durch die DE-A 197 31 999 wurde ein Kühlmodul bekannt, bei welchem der Kühlmittelkühler und der Kondensator durch zwei seitlich angeordnete Modulträger zusammengehalten und im Fahrzeug befestigt werden. Diese Bauweise benötigt zusätzliche Befestigungsmittel in Form der Modulträger, die teilweise kompliziert ausgebildet sind, montiert werden müssen und daher die Herstellkosten erhöhen.

Durch die DE-A 198 57 512 wurde eine weitere Bauweise für ein Kühlmodul bekannt, wobei einerseits an einem Kunststoffkühlmittelkasten Befesti gungsmittel angespritzt sind und andererseits am Kondensator Halter angelötet sind, welche mit den als Gleitschienen ausgebildeten Befestigungsmitteln am Kühlmittelkasten in Eingriff stehen. Auch hier sind zusätzliche Befestigungsmittel, die an den Wärmeübertragern anzubringen sind, erforderlich.

Eine weiter vereinfachte Bauweise zur Befestigung eines Kondensators an einem Kühlmittelkühler ist in der älteren Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 103 48 701 beschrieben. Dabei weist der Kondensator keine bzw. kaum zusätzliche Befestigungsmittel auf, vielmehr sind entsprechende Haltemittel am Kühlmittelkühler bzw. dessen Kühlmittelkasten vorgesehen. Der Kondensator kann somit auf einfache Weise, beispielsweise durch Schnappverbindungen mit dem Kühlmittelkühler zu einer Baueinheit verbunden werden, die als solche im Kraftfahrzeug montierbar ist.

Eine noch weitergehende Integration von Kühlmittelkühler und Kältemittelkondensator wurde durch die DE-A 195 43 986 bzw. die DE-A 197 22 097 der Anmelderin bekannt. Dabei sind beide Wärmeübertrager in Ganzaluminiumbauweise ausgeführt und über gemeinsame, d. h. durchgehende Rippen durch Lötung zu einem Monoblock^® (Monoblock ist eine eingetragene Marke für die Anmelderin) verbunden. Bei dieser gelöteten Kompaktbauweise sind keine zusätzlichen Befestigungsmittel erforderlich, da beide Wärmeübertrager in einem Arbeitsgang im Lötofen zu einem Block gelötet werden. Diese Bauweise erfordert allerdings Kompromisse bei der Gestaltung beider Wärmeübertrager, insbesondere was die Ausbildung der Rohre und der Rippen, also der beiden thermisch unterschiedlich beanspruchten Wärmeübertrageblöcke betrifft. Kühlmittelkühler und Kondensator können somit nicht optimal ausgelegt werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung zur Befestigung eines ersten an einem zweiten Wärmeübertrager dahingehend zu verbessern, dass einerseits keine zusätzlichen Befestigungsmittel notwendig sind und dass andererseits eine individuelle Auslegung beider Wärmeübertrager möglich ist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer aus zwei Wärmeübertragern bestehenden Baueinheit anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass beide Wärmeübertrager durch direkte Lötverbindungen, und zwar durch Verbindungen beider Seitenteile und/oder durch Verbindungen mindestens eines Seitenteiles mit den Sammelrohren oder durch direkte Verbindung der Sammelkästen und Sammelrohre zu einer Baueinheit, einem so genannten Wärmeübertragermodul verbunden werden. Durch die direkte Verlötung oder löttechnische Integration beider Wärmeübertrager werden einerseits zusätzliche Befestigungsteile und andererseits der damit verbundene Zusammenbau (Montage) beider Wärmeübertrager eingespart. Es ergibt sich somit eine gelötete Baueinheit, die infolge geringerer Teilzahl auch leichter und kompakter ist. Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind Sammelkästen aus Kunststoff keineswegs ausgeschlossen, da diese nach der Lötung beider Blöcke nachträglich aufgesetzt werden können. Andererseits können die Sammelkästen auch aus einem metallischen Werkstoff, also insbesondere Aluminium bestehen und gleichzeitig mit beiden Blöcken gelötet werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Lötverbindungen zwischen einem Seitenteil des ersten und einem Seitenteil des zweiten Wärmeübertragers durch eine formschlüssige Verbindung hergestellt, indem die Seitenteile entsprechend angepasst werden. So kann ein Seitenteil eine Ausnehmung und das andere Seitenteil eine Ausformung aufweisen, welche formschlüssig in die Ausnehmung eingreift. Eine andere formschlüssige Verbindung kann durch eine Laschenverbindung hergestellt werden, wobei Laschen an einem Seitenteil vorgesehen sind und das andere U-förmig ausgebildete Seitenteil umgreifen. Durch diese formschlüssigen Verbindungen werden Lötspalte zwischen den Seitenteilen gebildet, die eine Lötverbindung bewirken. Die formschlüssige Verbindung der Seitenteile vor dem Löten bewirkt eine Fixierung des einen Wärmeübertragers gegenüber dem anderen und bildet somit ein Festlager während des Lötprozesses.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die andere Seite der Lötverbindung als Loslager beim Löten ausgebildet, d. h. der eine Wärmeübertrager kann sich während des Lötprozesses gegenüber dem anderen Wärmeübertrager bewegen, wobei ein Lötspalt erhalten bleibt, der als „gleitender" Lötspalt bezeichnet wird. Ein abgekanteter Schenkel eines Seitenteiles weist im Wesentlichen flache Auflageflächen für die Sammelrohre des zweiten Wärmeübertragers auf, so dass zwischen beiden Wärmeübertragern während des Lötprozesses Relativbewegungen in diesem Bereich möglich sind. Beide Wärmeübertrager werden für das Löten einzeln gespannt und liegen während des Lötprozesses aufeinander. Dabei können zwischen beiden Wärmeübertragern unterschiedliche Dehnungen auftreten, welche durch die „gleitenden" Lötspalte zwischen Sammelrohren und Seitenteilabkantungen zugelassen werden. Am Ende des Lötprozesses besteht an vorzugsweise vier oder mehr Punkten eine stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden Wärmeübertragern.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann eine zu geringe Breite des zweiten Wärmeübertragers gegenüber dem ersten Wärmeübertrager durch Verlängerung der Sammelrohre über das Blockmaß hinaus ausgeglichen werden. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen beiden Wärmeübertragern bleibt die gleiche wie bei den vorherigen Ausführungsbeispielen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Wärmeübertrager als Kühlmittelkühler eines Kühlkreislaufes einer Brennkraftmaschine für ein Kraftfahrzeug ausgebildet und der zweite Wärmeübertrager als Kondensator für eine Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges. Beide sind zu einer Baueinheit, einem so genannten Kühlmodul verlötet, welches im vorderen Motorraum des Kraftfahrzeuges befestigt wird. Durch die fehlenden zusätzlichen Befestigungsteile ergibt sich eine kompakte Baueinheit mit geringerem Gewicht und geringeren Herstellkosten. Kühler und Kondensator sind vorzugsweise als Querstromwärmeübertrager, d. h. mit horizontal angeordneten Rohren ausgebildet. Die gesamte Einheit, d. h. das Kühlmodul kann durch geeignete Befestigungselemente an den Kühlmittelkästen, welche aus Kunststoff herstellbar sind, im Fahrzeug befestigt werden.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Baueinheit bzw. das Wärmeübertragermodul aus einem Kondensator und einem Ölkühler aufgebaut, die direkt über integrierte Halter verlötbar sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind ein Haupt- und ein Niedertemperatur-Kühlmittelkühler eines Kühlmittelkreislaufes zu einem Wärmeübertragermodul zusammengefasst und direkt verlötbar, vorzugsweise über integrierte Halter an den Seitenteilen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind ein Kondensator und ein Ganzaluminiumkühlmittelkühler ohne Halter direkt miteinander verlötbar, indem die Sammelrohre mit den Sammelkästen Lötverbindungen an Ausprägungen der Sammelkästen bilden. Dies hat den Vorteil einer weiteren Vereinfachung und Kostenreduzierung, da die Halter entfallen.

Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des Patentanspruches 19 gelöst, d. h. durch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Anordnung bzw. Baueinheit. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass beide Wärmeübertrager bzw. ihre Blöcke jeweils für sich kassettiert und für die Lötung gespannt werden. Danach werden die so vorbereiteten Wärmeübertrager derart in einem Lötofen positioniert, dass sie übereinander liegen und über eine Seitenteil/Seitenteilverbindung oder andere Verbindungen fixiert sind. In dieser Lage, in welcher beide Wärmeübertrager einerseits durch ein „Festlager" und andererseits durch ein „Loslager" in Verbindung stehen, werden beide Wärmeübertrager gleichzeitig gelötet, d. h. sowohl die Blöcke, bestehend aus Rohren und Rippen, als auch die Seitenteilverbindungen bzw. die Seitenteilsammelrohrverbindungen. Durch dieses „Direktlötverfahren" wird der Montageprozess für den Zusammenbau von zwei Wärmeübertragern, vorzugsweise einem Kühler und einem Kondensator eingespart. Damit ergibt sich der Vorteil geringerer Herstellkosten für die Baueinheit bzw. das Kühlmodul.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
1 ein Kühlmodul, bestehend aus Querstromkühler und Querstromkondensator für ein Kraftfahrzeug,
2 einen Teilschnitt des Kühlmoduls gemäß 1,
3a eine erste Ausführung für eine Lötverbindung zwischen beiden Wärmeübertragern vor der Montage,
3b die Lötverbindung gemäß 3a nach der Montage,
4a eine zweite Ausführung für eine Lötverbindung zwischen beiden Wärmeübertragern vor der Montage,
4b die Lötverbindung gemäß 4a nach der Montage,
5a eine dritte Ausführung für eine Lötverbindung zwischen beiden Wärmeübertragern vor der Montage,
5b die Lötverbindung gemäß 5a nach der Montage,
6 eine weitere Ausführungsform einer Lötverbindung zwischen beiden Wärmeübertragern mit verlängerten Sammelrohren des Kondensators,
7 ein gelötetes Wärmeübertragermodul, bestehend aus einem Kältemittelkondensator und einem Ölkühler,
7a einen Ausschnitt des Wärmeübertragermoduls gemäß 7,
8 ein weiteres gelötetes Wärmeübertragermodul, bestehend aus einem Haupt-Kühlmittelkühler und einem Niedertemperatur-Kühlmittelkühler,
8a einen Ausschnitt des Wärmeübertragermoduls gemäß 8 (Vorderseite),
8b einen Ausschnitt des Wärmeübertragermoduls gemäß 8 (Rückseite),
9 ein weiteres gelötetes Wärmeübertragermodul, bestehend aus einem Ganzaluminium-Kühlmittelkühler und einem Kondensator und
9a einen Ausschnitt des Wärmeübertragermoduls gemäß 9.
1 zeigt ein Kühlmodul 1, bestehend aus einem Kühlmittelkühler 2 für einen Kühlmittelkreislauf eines Verbrennungsmotors eines Kraftfahrzeuges und einem Kondensator 3 für einen Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage des Kraftfahrzeuges. Beide Wärmeübertrager 2, 3 sind – wie im Folgenden genauer erläutert wird – direkt miteinander zu einem Block verlötet, d. h. sie bilden eine direkte stoffschlüssige Verbindung miteinander. Der Kondensator 3 besteht vollständig aus Aluminiumteilen bzw. Teilen von Aluminiumlegierungen, nämlich einem aus nicht dargestellten Flachrohren und Wellrippen bestehenden Kondensatorblock 4, beiderseits angeordneten Sammelrohren 5, 6, einem Sammler 7 sowie einem Seitenteil 8. Ein weiteres hier nicht sichtbares Seitenteil ist auf der anderen Seite (optional) angeordnet. Der Kondensator 3 ist auf nicht dargestellte Weise an den nicht dargestellten Kältemittelkreislauf der Klimaanlage angeschlossen. Der Kühler 2 besteht aus einem Kühlerblock 9, einem Seitenteil 10 (sowie aus einem weiteren nicht sichtbaren Seitenteil), Rohrböden 11, 12 sowie Kühlmittelkästen 13, 14 aus Kunststoff. Der Kühler 2 ist an den nicht dargestellten Kühlmittelkreislauf angeschlossen. Die Befestigung des Kühlmoduls 1 im Kraftfahrzeug erfolgt über nicht näher bezeichnete an die Kühlmittelkästen 13, 14 angespritzte Befestigungsmittel, die sich gegenüber dem Kraftfahrzeugrahmen abstützen. Das Seitenteil 8 des Kondensators 3 und das Seitenteil des Kühlers 2 sind durch Lötverbindungen 15a, 15b, 15c, 15d, also an vier Stellen stoffschlüssig miteinander verbunden.
2 zeigt das Kühlmodul 1 gemäß 1 teilweise im Schnitt, wobei für gleiche Teile gleiche Bezugszahlen verwendet werden. Der Schnitt durch den Kühler 2 zeigt ein Flachrohr 16, dessen Ende in dem Rohrboden 12 aufgenommen und mit dem Rohrboden 12 verlötet ist. Eine Vielzahl von Flachrohren 16 sowie nicht dargestellte Wellrippen bilden den Kühlerblock 9 (vgl. 1). Auf den Rohrboden 12 wird der Kunststoffkasten 13 nach dem Löten aufgesetzt und mit dem Rohrboden durch eine Bördelverbindung dicht und fest verbunden. Die Herstellung des Kühlers 2 erfolgt also in der Weise, dass zunächst der Block 9, bestehend aus Flachrohren und Wellrippen, mit den beiden Seitenteilen kassettiert wird und dann die Rohrböden 11, 12 auf die Enden der Flachrohre aufgesetzt werden. Diese Blockeinheit wird mit einer geeigneten Vorrichtung gespannt und dann in einem Lötofen gelötet. Nach dem Löten werden die Kunststoffkästen 13, 14 aufgesetzt. Der Schnitt durch den Kondensator 3 zeigt ein Flachrohr 17, welches mit weiteren Flachrohren und nicht dargestellten Wellrippen den Kondensatorblock 4 (vgl. 1) bildet. Die Flachrohre 17 sind in dem Sammelrohr 5, bestehend aus einem Boden 5a und einem Deckel 5b, aufgenommen. Alle Teile des Kondensators, d. h. Flachrohre 17, Wellrippen, Sammelrohre 5, 6, Seitenteil 8 und Sammler 7 sind miteinander verlötet. Im Gegensatz zum Kühler 2 weist der Kondensator 3 also keine Kunststoffteile auf, kann somit vollständig gelötet werden. Die Verbindung von Kühler 2 und Kondensator 3 ist in 2 nicht dargestellt, wird jedoch im Folgenden genauer beschrieben.
3a zeigt einen Eckausschnitt des Kühlers 2 und des Kondensators 3 vor ihrer Montage, d. h. ihrer gegenseitigen Verbindung durch die Lötverbindung 15a (vgl. 1). Das Seitenteil 10 des Kühlers 2 weist ein U-förmiges Profil mit abgekanteten seitlichen Schenkeln 10a, 10b auf, wobei in dem dem Kondensator 3 zugewandten Schenkel 10a eine fensterartige Aussparung 18 angeordnet ist. Das Seitenteil 8 des Kondensators 3 weist auf der dem Kühler 2 zugewandten Seite einen rechtwinklig abgekanteten Schenkel 8a auf, an welchem ein treppenartig ausgebildeter Vorsprung 19 ausgeformt ist.
3b zeigt die Lötverbindung 15a gemäß 3a im zusammengebauten bzw. gefügten Zustand, wobei der treppenartige Vorsprung 19 formschlüssig in die Aussparung 18 der Seitenteilabkantung 10a eingesetzt ist. Das Seitenteil 8 und damit der Kondensator 3 sind somit gegenüber dem Seitenteil und damit gegenüber dem Kühler 2 fixiert. Die weiteren in 1 dargestellten Lötverbindungen 15b, 15c, 15d sind gleich ausgebildet, allerdings hier nicht dargestellt.
4a zeigt eine weitere Ausführungsform für die Lötverbindungen 15a bis 15d, wobei das Seitenteil 10 des Kühlers 2 ein U-Profil mit abgekanteten seitlichen Schenkeln 10a, 10b aufweist, hier ohne Ausklinkungen oder Aussparungen. Das Seitenteil 8 des Kondensators weist auf der dem Kühler 2 zugewandten Seite einen abgekanteten Schenkel 8b auf, aus dem ein Vorsprung mit einer Lasche 20 ausgeformt ist.
4b zeigt die Verbindung gemäß 4a im montierten, d. h. gefügten Zustand, wobei die Lasche 20 über den abgekanteten Schenkel 10a gebogen ist und diesen zwischen sich einklemmt. Weitere nicht dargestellte Laschen 20 sind am Seitenteil 8 vorgesehen und mit dem Seitenteil 10 ebenfalls durch einen Falz verbunden.
5a zeigt eine Lötverbindung vor der Montage auf der anderen Seite des Kühlmoduls, wobei der Kühler 2 ein zweites Seitenteil 21 und der Kondensator ein zweites Seifenteil 22 sowie das Sammelrohr 5 aufweist. Das zweite Kühlerseitenteil 21 weist im Wesentlichen ein U-Profil mit seitlichen Schenkeln 21a, 21b sowie ein flaches Endteil 21c auf, welches unter den Rohrboden 12 geschoben ist. Der dem Kondensator 3 bzw. dessen Sammelrohr 5 zugewandte Schenkel 21a des Seitenteiles 21 weist eine ausgeformte Auflagefläche 23 auf, welche aus einem leicht konkaven Teil 23a und einer Rampe 23b besteht. Die Auflagefläche 23 ist an die Position und die Form des Sammelrohres 5 des Kondensators 3 angepasst.
5b zeigt die Lötverbindung gemäß 5a im gefügten Zustand: das Sammelrohr 5 liegt mit seiner Unterseite auf der konkav ausgebildeten Auflagefläche 23, 23a auf und ist somit gegen Verschieben in Längsrichtung der Seitenteile 21, 22 gesichert. Das nicht dargestellte, entgegengesetzte Ende des Seitenteiles 21 ist mit einer ähnlichen Auflagefläche wie die dargestellte Auflagefläche 23 ausgebildet. Hier liegt das zweite Sammelrohr (vgl. 1) auf dem Seitenteil 21 auf. Die in den 5a, 5b dargestellte horizontale Lage von Kühler 2 und Kondensator 3 entspricht der Lage der beiden Wärmeübertrager während des Lötprozesses, d. h. der Kühler 2 liegt unten (auf einer nicht dargestellten Lötvorrichtung), und der Kondensator 3 liegt auf den Seitenteilen 10, 21 des Kühlers 2 auf, wobei er einerseits über die in 3b oder in 4b dargestellten formschlüssigen Verbindungen nach Art eines Festlagers fixiert und auf der anderen Seite, nämlich der des Seitenteiles 21 lose wie ein „Loslager" aufliegt. Damit wird erreicht, dass sich beide Wärmeübertrager, die sich jeweils in einer eigenen Spannvorrichtung befinden, während des Lötprozesses relativ zueinander bewegen können, um unterschiedliche Dehnungen auszugleichen. Wenn dieser Dehnungsausgleich im Lötprozess erreicht ist, findet eine spannungsfreie Verlötung statt, und beide Wärmeübertrager 2, 3 sind an den vorgesehen Stellen stoffschlüssig miteinander zu einer festen Baueinheit verbunden.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Verbindung zwischen dem Kühler 2 und einem abgewandelten Kondensator 24, dessen Blockbreite geringer ist als die des Kühlers 2. Der Kondensator 24 weist einen Block 25 mit einen Seitenteil 26 auf, welches gegenüber dem Seitenteil 21 des Kühlers 2 nach innen versetzt ist. Der Kondensator 24 weist daher – um diese Differenz in der Blockbreite auszugleichen – über das Seitenteil 26 hinaus verlängerte Sammelrohre 27, 28 auf, welche auf dem Seitenteil 21 aufliegen, welches entsprechend der in 5a dargestellten Ausführung ausgebildet ist. Die Enden der verlängerten Sammelrohre 27, 28 bilden somit mit dem Seitenteil 21 während des Lötprozesses ein Loslager („gleitende" Lötspalte), während die gegenüberliegenden Seite des Kondensators 24 auf die gleiche Weise wie in 3b oder 4b dargestellt verbunden ist.
7 zeigt ein gelötetes Wärmeübertragermodul 30, welches aus einem Kondensator 31 und einem Ölkühler 32 besteht, wobei Kondensator 31 und Ölkühler 32 etwa die gleiche Länge in Richtung ihrer nicht näher dargestellten Rohre aufweisen, jedoch eine unterschiedliche Blockbreite. Der Kondensator 31 weist zwei Sammelrohre 33, 34 und einen Sammler 35 auf. Der Ölkühler 32 weist zwei Sammelkästen 36, 37 und ein Seitenteil 38 auf (das gegenüber liegende zweite Seitenteil ist hier nicht sichtbar). An beiden Seitenteilen sind integrierte Halter 39, 40 angeordnet, welche mit dem Sammelrohr 33 verlötet sind.
7a zeigt einen Eckausschnitt des Wärmeübertragermoduls 30 gemäß 7, wobei ein Eckbereich des Kondensators 31 zur Freilegung des Ölkühlers 32 weggelassen ist. Am Seitenteil 38 des Ölkühlers 32 ist ein integrierter Halter 39 angeordnet, welcher einstückig mit dem aus einem Blech hergestellten Seitenteil 38 ausgebildet und zu einer Lasche rechtwinklig abgebogen ist. Letztere ist so angeordnet, dass sie am Sammelrohr 33 zur Anlage kommt. Insgesamt sind am Ölkühler 32 vier Halter vorgesehen, d. h. zwei an jedem Sammelrohr 36, 37, so dass der Ölkühler 32 an vier Punkten zur Anlage mit den Sammelrohren 33, 34 des Kondensators 31 kommt und an diesen Punkten verlötbar ist.
8 zeigt ein weiteres gelötetes Wärmeübertragermodul 41, welches aus einem Haupt-Kühlmittelkühler 42 und einem Niedertemperatur- Kühlmittelkühler 43 besteht. Der Niedertemperatur-Kühler 43 ist in Luftströmungsrichtung vor dem Haupt-Kühlmittelkühler 42 angeordnet und kühlmittelseitig hinter den Haupt-Kühlmittelkühler 42 geschaltet, so dass das Kühlmittel im Niedertemperatur-Kühler 43 auf eine niedrigere Kühlmitteltemperatur abgesenkt werden kann. Der Hauptkühlmittel-Kühler 42 kann entweder als Ganzaluminium-Kühlmittelkühler, d. h. mit Aluminiumkästen 44, 45 ausgebildet sein oder auch Kunststoffsammelkästen 44, 45 aufweisen. Am Haupt-Kühlmittelkühler 42 sind Seitenteile mit integrierten Haltern angeordnet, wobei nur das obere Seitenteil 46 erkennbar ist. Der Niedertemperatur-Kühlmittelkühler 43 ist als Ganzaluminium-Wärmeübertrager ausgebildet und weist Aluminiumkästen 47, 48 auf, welche innerhalb des Abstandes der Sammelkästen 44, 45 des Haupt-Kühlmittelkühlers 42 angeordnet sind. Beide Wärmeübertrager sind über die Seitenteile und integrierte Halter miteinander verlötet, was im Folgenden dargestellt und erläutert wird.
8a zeigt einen Eckausschnitt des Wärmeübertragermoduls 41 gemäß 8, wobei ein Teil des Eckbereiches des Niedertemperatur-Kühlmittelkühlers 43 zur Freilegung des Seitenteiles 46 des Kühlmittelkühlers 42 weggelassen ist. Das Seitenteil 46 weist einen integrierten Halter 49 auf, welcher der Befestigung mit dem Niedertemperatur-Kühler 43, insbesondere mit dessen Kühlmittelkasten 47 dient, d. h. zur Verlötung.
8b zeigt den gleichen Eckausschnitt wie in 8a, jedoch von der entgegengesetzten Seite, d. h. der Rückseite des Kühlmittelkühlers 42. Man erkennt, dass der integrierte Halter 49 mit dem metallischen Kühlmittelkasten 47 verbunden ist. Vorzugsweise ist der Niedertemperatur-Kühlmittelkühler 43 durch vier derartige Verbindungsstellen mit dem Haupt-Kühlmittelkühler 42 verlötet.
9 zeigt ein weiteres verlötetes Wärmeübertragermodul 50, welches aus einem Ganzaluminium-Kühlmittelkühler 51 und einem Kondensator 52 besteht. Der Kühlmittelkühler 51 weist Aluminiumkästen 53, 54 auf, aus welchen auf der dem Kondensator 52 zugewandten Seite erhabene Auflagestellen 55, 56 in Form von noppenartigen Ausprägungen ausgeformt sind. Der Kondensator 52 weist ein Sammelrohr 57 auf, welches auf den Auflagestel len 55, 56 aufliegt und mit diesen verlötet ist. Eine ähnliche Verbindung (nicht dargestellt) ist für den zweiten Sammelkasten 54 vorgesehen.
9a zeigt einen Eckausschnitt des Wärmeübertragermoduls 50 gemäß 9, wobei ein Eckabschnitt des Kondensators 52 weggelassen ist, um die noppenartige Ausprägung 55, welche als Auflagestelle für das Sammelrohr 57 des Kondensators 52 dient, sichtbar zu machen. Die Ausprägung 55 ist an die Kontur des Sammelrohres 57 angepasst, so dass sich einerseits eine Fixierung für den Lötprozess und andererseits eine dauerhafte Verlötung ergibt.
Die oben beschriebenen Wärmeübertragermodule sind somit sämtlich ohne zusätzliche Halter durch Löten miteinander verbunden. Sofern Halter vorgesehen sind, sind diese vorzugsweise in die bzw. mit den Seitenteilen integriert. Im letzten Ausführungsbeispiel gemäß 9 sind keine integrierte Halter vorgesehen. Diese sind durch funktionell mit den Haltern gleichwertige Ausprägungen an den Metallkästen ersetzt. Die Ausprägungen sind lötgerecht gestaltet.
Das Verfahren zur Herstellung des Kühlmoduls 1 (vgl. 1) wurde bereits teilweise erläutert. Es besteht im Wesentlichen darin, dass beide Wärmeübertrager, nämlich der Kühlmittelkühler 2 und der Kondensator 3 jeweils separat kassettiert (Anordnen von Flachrohren und Wellrippen zu einem Block) und gespannt werden, danach in einer horizontalen Lage (horizontal ausgerichtete Stirnflächen) in einem Lötofen übereinander positioniert werden, wobei der Kondensator 3 mit seiner Schwerkraft auf dem Kühler 2 aufliegt, durch die oben erwähnten Lötverbindungen durch Fest- und Loslager fixiert wird und beide Wärmeübertrager gleichzeitig gelötet werden. Das Ergebnis des Verfahrens sind zwei stoffschlüssig miteinander verbundene Wärmeübertrager bzw. Blöcke – sofern Kunststoffkästen zur Komplettierung des Kühlers nach dem Löten aufgesetzt werden.
Die Wärmeübertragermodule 30, 41, 50 gemäß den 7, 8 und 9 werden analog hergestellt.

Claims

Anordnung zur Befestigung eines ersten Wärmeübertragers (2) an einem zweiten Wärmeübertrager (3), wobei der erste Wärmeübertrager (2) einen Block (9) mit Rohren (16) und Rippen und parallel zu den Rohren (16) angeordneten Seitenteilen (10, 21) sowie beiderseits des ersten Blockes (9) und quer zu den Rohren (16) angeordneten Sammelkästen (13, 14), insbesondere aus einem gieß- oder spritzfähigen Werkstoff und wobei der zweite Wärmeübertrager (3) einen zweiten Block (4) mit Rohren (17), Rippen und parallel zu den Rohren (17) angeordneten Seitenteilen (8, 22) sowie beiderseits des zweiten Blockes (4) und quer zu den Rohren (17) angeordnete Sammelrohre (5, 6) aufweist und wobei die Rohre (16) des ersten Blockes (9) und die Rohre (17) des zweiten Blockes (4) parallel zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wärmeübertrager (2, 3) durch Lötverbindungen (15a, 15b, 15c, 15d) zwischen ihren Seitenteilen (10, 8) oder zwischen ihren Sammelkästen (13, 14) und ihren Sammelrohren (5, 6) und/oder mindestens einem Seitenteil (21) und den Sammelrohren (5, 6) miteinander verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötverbindungen (15a bis 15d) zwischen den Seitenteilen (10, 8) und/oder zwischen dem mindestens einen Seitenteil (21) und den Sammelrohren (5, 6) während der Lötung des ersten und des zweiten Blockes (9, 4) bzw. des ersten und des zweiten Wärmeübertragers (2, 3) herstellbar sind.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beide Wärmeübertrager (2, 3) etwa die gleiche Breite aufweisen und dass die Seitenteile (10, 8) des ersten und des zweiten Blockes (9, 4) direkt miteinander verlötbar sind.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Seitenteil (10) des ersten Blockes (9) mindestens eine seitliche Abkantung (10a) mit Aussparungen (18) und dass erste Seitenteil (8) des zweiten Blockes (4) einen abgekanteten Schenkel (8a) mit ausgeformten Vorsprüngen (19) aufweisen und dass die Vorsprünge (19) in die Aussparungen (18) eingreifen und Lötspalte zur Herstellung der Lötverbindung (15a bis 15d) bilden.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (19) treppenartig und die Aussparung (18) fensterartig ausgebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Seitenteil (10) des ersten Blockes (9) mindestens eine seitliche Abkantung (10a) und das erste Seitenteil (8) des zweiten Blockes (4) einen abgekanteten Schenkel (8b) mit Laschen (20) aufweisen, welche die seitliche Abkantung (10a) übergreifen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Seitenteil (21) des ersten Blockes (9) eine seitliche Abkantung (21a) mit Auflageflächen (23) aufweist, und dass die Sammelrohre (5, 6) mit den Auflageflächen (23) „gleitende" Lötspalte zur Herstellung der Lötverbindung bilden.
Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Auflageflächen (23) eine dem Sammelrohr (5) angepasste Vertiefung (23a) aufweist und die andere Auflagefläche im Wesentlichen glatt ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Sammelrohre (27, 28) an die Breite des ersten Blockes (9) angepasst ist und dass die Sammelrohre (27, 28) bei unterschiedlicher Blockbreite über den zweiten Block (25) hinaus verlängert sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager als Kühlmittelkühler (2) und der zweite Wärmeübertrager als Kältemittelkondensator (3), jeweils für ein Kraftfahrzeug ausgebildet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager als Ölkühler (32) und der zweite Wärmeübertrager als Kältemittelkondensator (31) ausgebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile (38) des Ölkühlers (32) integrierte Halter (39, 40) aufweisen, die mit den Sammelkästen (33, 34) des Kältemittelkondensators (31) verlötbar sind.
Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Halter (39, 40) gegenüber den Seitenteilen (38) rechtwinklig abgebogen und als flache Laschen ausgebildet sind, die an die Sammelrohre (33, 34) anlegbar sind.
Anordnung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Ölkühler (32) eine geringere Blockbreite als der Kältemittelkondensator (31) aufweist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager als Haupt-Kühlmittelkühler (42) und der zweite Wärmeübertrager als Niedertemperatur-Kühlmittelkühler (43) ausgebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenteile (46) von Kühlmittelkühler (42) und Niedertemperaturkühlmittelkühler (43) über integrierte Halter miteinander verlötbar sind.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Wärmeübertrager als Ganzmetall- insbesondere Ganzaluminium-Kühlmittelkühler (51) ausgebildet ist, dass aus den Sammelkästen (53, 54) erhabene Auflagerstellen (55, 56), insbesondere zwei pro Sammelkasten ausgeformt sind, über welche die Sammelrohre (57) des zweiten Wärmeübertragers fixierbar und verlötbar sind.
Wärmeübertragermodul, bestehend aus zumindest zwei miteinander verbundenen Wärmeübertragern, gekennzeichnet durch eine Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung eines Wärmeübertragermoduls nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass – der erste und der zweite Wärmeübertrager bzw. der erste und der zweite Block jeweils separat kassettiert und gespannt werden, – dass beide Wärmeübertrager übereinander gelegt und über ihre Seitenteile oder ihre Sammelkästen und/oder Sammelrohre fixiert und gleichzeitig in einem Lötofen gelötet werden.