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Die Erfindung betrifft einen Ladeluftkühler für ein Kraftfahrzeug, bei dem im Übergangsbereich zwischen Rohrboden und Rohr eine Verstärkung angebracht ist.
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Zur Steigerung des Wirkungsgrads wird in Kraftfahrzeugen die zugeführte komprimierte Verbrennungsluft, die sich durch Kompression erwärmt hat, in einem Ladeluftkühler gekühlt. Üblicherweise weisen Ladeluftkühler einen Rohrboden auf, von dem Rohre zur Führung der Ladeluft abgehen. An den Rohren befinden sich Lamellen, in welche die Wärme durch Wärmeleitung gelangt. Die Wärme wird dort an vorbeiströmende Umgebungsluft abgegeben.
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Im Übergangsbereich zwischen dem Rohrboden und den abgehenden Rohren treten mitunter Risse auf, gerade bei häufigen Lastwechseln. Aufgabe der Erfindung ist es die Beschädigung des Ladeluftkühlers zu vermeiden.
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Es wurde erkannt, dass ein Ladeluftkühler für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen ist, aufweisend einen Rohrboden, von dem Rohre zur Führung der Ladeluft abgehen, wobei im Übergangsbereich zwischen Rohrboden und Rohr eine Verstärkung angebracht ist, welche die Steifigkeit erhöht. Es ist sinnvoll, die Verstärkung nur im Übergangsbereich anzubringen, da nur dort die Steifigkeit zur Vermeiduung von Rissen zu erhöhen ist. Die Rohre oder den Rohrboden insgesamt stärker auszuführen, wäre zwar möglich, ist aber nicht erforderlich.
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In einer Ausführungsform ist die Verstärkung nur an ausgewählten Stellen vorhanden. Das heißt die Verstärkung ist nicht überall im Übergangsbereich von Rohrboden und abgehenden Rohren vorhanden, sondern eben nur an ausgewählten Stellen. Es versteht sich, dass dabei vor allem Stellen gewählt werden, an denen zu befürchten ist, dass ohne die Verstärkung Risse auftreten könnten. Durch die Beschränkung auf ausgewählte Stellen kann Gewicht eingespart werden. Dies ist im Kraftfahrzeug evident vorteilhaft.
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In einer Ausführungsform ist die Verstärkung nur an außen liegenden Rohren, insbesondere an Eckrohren, angebracht. Zur Vermeidung von Missverständnissen soll zunächst der Begriff außen liegend und Eckrohr erläutert werden. Im Ladeluftkühler verlaufen viele parallele Rohre. Unter außen liegenden Rohren sind diejenigen Rohre zu verstehen, bei denen zumindest an einer Seite benachbart keine weiteren Rohre verlaufen. Sofern an zwei Seiten keine weiteren Rohre verlaufen, handelt es sich um ein Eckrohr.
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Vor allem bei den Übergängen vom Rohrboden an außen liegende Rohre oder an Eckrohre ist es sinnvoll, eine Verstärkung anzubringen. Dabei geht es vor allem um die außen liegenden Seiten dieser Rohre. Durch eine zumindest weitgehende Beschränkung der Verstärkung auf die außen liegenden Rohre, insbesondere Eckrohre, kann Gewicht eingespart werden.
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In einer Ausführungsform ist die Verstärkung aus Aluminium. Aluminium eignet sich dafür, weil es ein vergleichsweise preisgünstiger und stabiler Werkstoff ist. Die Rohre und der Rohrboden eines Ladeluftkühlers sind meist aus Aluminium gefertigt. Daher ist es sinnvoll, für die Verstärkung ebenfalls Aluminium auszuwählen. Die Verstärkung wird dabei insbesondere durch ein separates Tiefziehteil gebildet. Tiefziehteile sind relativ einfach herstellbar.
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In einer Ausführungsform sind die Rohre als Flachrohre ausgebildet. Eine Ausbildung der Rohre als Flachrohre hat sich zumeist bewährt.
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In einer Ausführungsform ist die Verstärkung als Blech ausgebildet, welches einen ersten Bereich aufweist, der ausgebildet ist am Rohr zumindest teilweise anzuliegen und einen zweiten Bereich, der ausgebildet ist, an den Rohrboden angebracht zu werden, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich rechtwinklig oder zumindest weitgehend rechtwinklig aufeinander stehen. Das Blech ist dabei normalerweise ein Tiefziehteil.
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Grob gesprochen hat die Verstärkung also einen Bereich, der am Rohr anliegen soll und einen der am Rohrboden anliegen soll. Da die Rohre in aller Regel rechtwinklig vom Rohr abgehen, ist entsprechend gefordert, dass der Bereich, der am Rohr anliegen soll und der Bereich, der am Rohrboden anliegen soll, rechtwinklig aufeinander stehen. Die Angabe „weitgehend rechtwinklig“ soll klarstellen, dass kein exakt rechter Winkel gefordert ist. Kleinere Abweichungen sind nach fachmännischem Verständnis möglich. Im Allgemeinen sollte ein Winkelbereich von 80° bis 100° umfasst sein. Freilich ist es immer eine Frage fachmännischer Würdigung im Einzelfall.
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In einer Ausführungsform umfasst der erste Bereich einen ersten Teilbereich und einen dazu senkrechten zweiten Teilbereich, wobei der erste Teilbereich zum Verbinden mit einer Breitenseite eines Flachrohrs und der zweite Teilbereich zum Verbinden mit einer Dickenseite eines Flachrohrs ausgebildet ist.
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Man stelle sich ein Rohr mit einem rechtwinkligen Querschnitt vor. Ein solches Rohr hat eine gewisse Breite und eine gewisse Dicke, wobei die Breite größer ist als die Dicke. Entsprechend sind die Begriffe Breitenseite und Dickenseite zu verstehen. Freilich hat ein rechtwinkliges Rohr natürlich genau betrachtet zwei Breitenseiten und zwei Dickenseiten. Bei der hier betrachteten Ausführungsform sind zwei Teilbereiche vorhanden, also ein Teilbereich für eine Dickenseite (von zwei Dickenseiten) und ein dazu senkrechter Teilbereich für eine Breitenseite (von zwei Breitenseiten). Soweit von der Breitenseite und der Dickenseite gesprochen wird, sind diejenige Breitenseite und diejenige Dickenseite gemeint, mit der die Verstärkung verbunden werden soll. Dies ist normal die außen liegende, also diejenige Seite, an der kein weiteres Rohr folgt.
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In einer Ausführungsform erstreckt sich der erste Teilbereich nicht über die ganze Breitenseite, wobei sich der erste Teilbereich bevorzugt auf etwa die Hälfte der Breitenseite erstreckt. Damit kann sich die Verstärkung besonders gut auf diejenigen Stellen beschränken, in denen die Erhöhung der Steifigkeit besonders wichtig ist.
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In einer Ausführungsform ist die Verstärkung als Teil eines Seitenteils ausgebildet. In Ladeluftkühlern ist normalerweise ein Seitenteil vorhanden. Das Seitenteil ist ein Teil das parallel zu den Rohren den Ladeluftkühler seitlich abschließt. Besonders beansprucht sind ohnehin zumeist die außen liegenden Rohre, also die benachbart zum Seitenteil verlaufenden Rohre. Dies macht es mit überschaubarem konstruktivem Aufwand möglich die Verstärkung als Teil eines Seitenteils auszubilden. Dies gilt insbesondere bei einem Eckrohr. Dabei ist zu beachten, dass das Seitenteil normalerweise modifiziert ist, damit ein Teil davon als Verstärkung dienen kann.
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In einer Ausführungsform besteht die Verstärkung aus zwei Teilbereichen, die senkrecht oder weitgehend senkrecht aufeinander stehen, wobei ein erster Teilbereich zur Berührung mit der Dickenseite des Rohrs ausgebildet ist, derart dass sich der Teilbereich über die ganze Dicke und einen Teil der Länge erstreckt.
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Dies ist vor allem für ein Eckrohr des Ladeluftkühlers gedacht. Die außen liegende Dickenseite des Rohrs, die senkrecht zur flächigen Erstreckung des Seitenteils verläuft, kann damit verstärkt werden. Freilich nicht über die ganze Länge, sondern nur einen Teil der Länge. Hierzu genügt es am Seitenteil etwas mehr Material vorzusehen und dieses entsprechend umzubiegen, damit es am Rohr, also an der Dickenseite des Rohrs, anliegen kann. Zudem ist freilich noch ein weiterer Teilbereich vorzusehen, damit auch am Rohrboden eine Verstärkung angebracht werden kann. Wie schon dargelegt ist es der Übergang von Rohrboden zu Rohr, den es zu verstärken gilt.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines oben beschriebenen Ladeluftkühlers, wobei die Rohre, der Rohrboden und die Verstärkung in den vorgesehenen Kontakt gebracht werden und unter Hitzeeinwirkung verlötet werden. Dies kann in einem Ofen geschehen. Ladeluftkühler werden regelmäßig durch ein solches Lötverfahren hergestellt. Verstärkungen anzubringen ist ein sehr niedriger Zusatzaufwand. Daher kann der beschriebene Ladeluftkühler leicht hergestellt werden.
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Dies gilt insbesondere für Ausführungsformen, bei der die Verstärkung nur an einzelnen Stellen vorhanden ist. Dann genügt es mitunter wenige zusätzliche Bleche anzubringen.
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Geschützt werden soll auch ein Kraftfahrzeug, das einen oben beschriebenen Ladeluftkühler aufweist.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Skizze eines Ladeluftkühlers mit einer Verstärkung an einem Eckrohr;
- 2 eine Darstellung wie 1, bei der zusätzlich ein Seitenteil gezeigt ist;
- 3a und 3b Schnittdarstellungen von 2;
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Ladeluftkühlers mit Verstärkung, wobei die Verstärkung aus einem Teil des Seitenteils gebildet ist.
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In 1 ist perspektivisch ein Ladeluftkühler 1, genauer gesagt ein Ausschnitt eines Ladeluftkühlers 1 schematisch gezeigt. Zu erkennen ist ein Rohrboden 2. Im Interesse der Übersichtlichkeit ist nur die Wand an der Seite gezeigt, an der die Rohre abgehen. Es sind also mehrere Ausschnitte zu erkennen, von denen Rohre abgehen können. Zu erkennen ist ein abgehendes Rohr 3. Das Rohr 3 ist als Flachrohr ausgebildet, das heißt es handelt sich um ein Rohr mit rechteckigem Querschnitt, bei dem die Breite wesentlich größer ist als die Dicke. Dementsprechend ist oben eine Breitenseite 4 und seitlich eine Dickenseite 5 zu erkennen. Vom Rohr 3 gehen parallel zum Querschnitt, also senkrecht zur Längserstreckung Lamellen zur Wärmeabfuhr ab. Diese sind im Interesse der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Das Rohr 3 ist als außen liegendes Rohr einzustufen, da benachbart zur Breitenseite 4 sich kein weiteres Rohr anschließt. Es ist überdies als Eckrohr einzustufen, da sich auch an der Dickenseite 5 kein weiteres Rohr anschließt.
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Soweit von der Breitenseite 4 und der Dickenseite 5 gesprochen wird, soll vorliegend die in dieser Darstellung sichtbare Breitenseite und Dickenseite verstanden werden.
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Im Übergang von Rohrboden 2 zum Rohr 3 ist eine Verstärkung 6 zu erkennen. Die Verstärkung 6 wird durch ein Tiefziehteil aus Aluminium gebildet. Die Verstärkung 6 weist einen ersten Bereich 7 auf, der am Rohr 3 anliegt und einen zweiten Bereich 8 auf, der am Rohrboden 2 anliegt. Der erste Bereich 7 und der zweite Bereich 8 stehen rechtwinklig aufeinander. Der erste Bereich 7 weist einen ersten Teilbereich 9 und einen dazu rechtwinkligen zweiten Teilbereich 10 auf. Der erste Teilbereich 9 liegt an der Breitenseite 4 des Rohrs 3 an und der zweite Teilbereich 10 an der Dickenseite 5. Dabei erstreckt sich der erste Teilbereich 9 über die Hälfte der Breite und der zweite Teilbereich 10 über die ganze Dicke.
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2 stimmt weitgehend mit 1 überein. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird im Wesentlichen auf die Beschreibung von 1 abgestellt. In 2 ist zusätzlich ein Seitenteil 11 dargestellt. Das Seitenteil 11 ist in 2 transparent dargestellt, um den Blick auf die übrigen Bauteile des Ladeluftkühlers nicht zu verstellen. Das Seitenteil 11 verläuft parallel zu den Rohren, mithin auch parallel zum dargestellten Rohr 3 und schließt die Rohre seitlich ab. Im Seitenteil 11 ist eine Lasche 12 angeordnet um Wärmedehnungen aufzunehmen und auszugleichen.
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3a und 3b sind Schnittdarstellungen, des in 1 und 2 gezeigten Ladeluftkühlers 1. Es ist wiederum der Rohrboden 2 zu erkennen, an dem das Seitenteil 11 - in der Ansicht von 3a oben - befestigt ist. Parallel zum Seitenteil 11 geht das Rohr 3 vom Rohrboden 2 ab, von dem die Dickenseite 5 zu sehen ist. Von der Verstärkung 6 ist im Wesentlichen nur der zweite Teilbereich 10 des ersten Bereichs 7 zu sehen, der auf der Dickenseite 5 des Rohrs 3 anliegt. Nahezu nur als Linie ist entsprechend der zweite Bereich 8 der Verstärkung 6 zu erkennen, der senkreckt zum ersten Bereich 7 verläuft.
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In 3b ist wiederum ein Schnitt gezeigt, der senkrecht zum Schnitt von 3a und in der Ebene des Rohrbodens 2 liegt. Zu erkennen ist der Rohrboden 2, von dem die Rohre abgehen. Dargestellt ist auch das Rohr 3, von dem gleichsam nur eine umlaufende Linie zu erkennen ist, welche die Wandstärke darstellt. Ferner ist die Verstärkung 6 zu erkennen, wobei im Wesentlichen der zweite Bereich 8, der am Rohrboden 2 anliegt, ins Auge sticht. Lediglich die Wandstärke darstellend ist vom ersten Bereich 7 der erste Teilbereich 9 und der zweite Teilbereich 10 zu erkennen.
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Bei der in 4 gezeigten Variante des Ladeluftkühlers 1 ist die Verstärkung nicht wie bei der Variante in 1 bis 3b ein separates Tiefziehteil. Vielmehr dient ein Teil 13 des Seitenteils 11 als Verstärkung. Hierzu wird ein modifiziertes Seitenteil 11 gewählt, bei dem senkrecht vom übrigen Seitenteil 11 in Richtung Rohr 3 das Teil 13 abgeht. Das Teil 13 weist einen ersten Teilbereich 14 auf, der an der Dickenseite 5 des Rohrs 3 anliegt. Freilich nicht über die ganze Länge, sondern nur über einen kleinen Teil der Länge des Rohrs 3.
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Senkrecht zum ersten Teilbereich 14, zugleich auch senkrecht zum übrigen Seitenteil 11, ist ein zweiter Teilbereich 15 vorhanden, der am Rohrboden 2 anliegt. Somit kann der Übergang vom Rohrboden 2 zum Rohr 3 verstärkt werden. Als Verstärkung das Teil 13 des Seitenteils 11 zu nutzen ist vor allem für Eckrohre geeignet, bei denen wie weiter oben dargelegt, auch die Gefahr von Rissen am meisten ausgeprägt ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladeluftkühler
- 2
- Rohrboden
- 3
- Rohr
- 4
- Breitenseite des Rohrs
- 5
- Dickenseite des Rohrs
- 6
- Verstärkung aus Tiefziehteil
- 7
- erster Bereich der Verstärkung 6
- 8
- zweiter Bereich der Verstärkung 6
- 9
- erster Teilbereich des ersten Bereichs 7
- 10
- zweiter Teilbereich des ersten Bereichs 7
- 11
- Seitenteil
- 12
- Lasche
- 13
- als Verstärkung dienendes Teil des Seitenteils
- 14
- erster Teilbereich des Teils 13
- 15
- zweiter Teilbereich des Teils 13
