DE10060006A1

DE10060006A1 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE10060006A1
Application number: DE2000160006
Authority: DE
Inventors: Viktor Brost; Bernhard Lamich
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 2000-12-02
Filing date: 2000-12-02
Publication date: 2002-06-13

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit einem Rippen (3)-Flachrohr (2)-Block, bestehend aus Flachrohren (2) mit dazwischen angeordneten Rippen (3), wobei die Enden (4) der Flachrohre (2) in ihren Schmalseiten (8) einen Trennschnitt (9) aufweisen, wobei mindestens ein durch den Trennschnitt (9) entstandenes Teil (9a oder 9b) des Flachrohrendes umgeformt ist, so daß die Längsseiten (6) der Enden (4) benachbarter Flachrohre (2) verbunden sind, die in gegenüberliegenden Sammel- oder Umlenkkästen (5) münden, wobei die Enden (4) der Flachrohre (2) mit den Verbindungsrändern (7) der Sammel- oder Umlenkkästen (5) in Kontakt und mittels Löten verbunden sind. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird eine günstige Lösung für Wärmetauscher mit breiteren Schmalseiten aufweisenden Flachrohren dadurch erreicht, daß mindestens ein Trennschnitt (9) außerhalb der Mitte (10) der Schmalseiten (8) der Flachrohre (2) angeordnet ist. Alternativ ist der Trennschnitt (9) mittels eines symmetrischen oder asymmetrischen Ausschnitts der Schmalseiten (8) gebildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit einem Rippen- Rohr-Block, bestehend aus Flachrohren mit dazwischen angeordneten Rippen, wobei die Enden der Flachrohe in ihren Schmalseiten einen Trennschnitt aufwei sen, wobei mindestens ein durch den Trennschnitt entstandenes Teil des Flach rohrendes umgeformt ist, so daß die Längsseiten der Enden benachbarter Flach rohre verbunden sind, die in gegenüberliegenden Sammel - oder Umlenkkästen münden, wobei die Enden der Flachrohre mit den Verbindungsrändern der Sam mel- oder Umlenkkästen in Kontakt und mittels Löten verbunden sind.

Ein Wärmetauscher der beschriebenen Art ist aus der nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 100 19 268.8 der Anmelderin bekannt.

Wenn die Schmalseiten der Flachrohre bzw. ihr kleiner Durchmesser etwas größer ist, wie es beispielsweise bei Ladeluftkühlern von Kraftfahrzeugen der Fall ist, er geben sich Schwierigkeiten, die in der Umformung der aufgeschnittenen Enden der Flachrohre liegen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine günstige Lösung an zugeben, die insbesondere für Wärmetauscher geeignet ist, deren Flachrohre breitere Schmalseiten aufweisen.

Bei dem Wärmetauscher der angegebenen Art ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der mindestens eine Trennschnitt außerhalb der Mittellinie an mindestens ei ner der zwei Schmalseiten angeordnet ist. Vorzugsweise soll der Trennschnitt par allel zu beiden Längsseiten des Flachrohres, also an beiden Schmalseiten außer halb ihrer Mittellinie, angeordnet sein. Die Anbringung mindestens eines außermit tigen Trennschnittes ist für Wärmetauscher mit Flachrohren mit etwas breiteren Schmalseiten sehr vorteilhaft, weil der schmalere, abgetrennte Teil der Enden der Flachrohre leichter umgeformt, bzw. abgebogen werden kann.

Gemäß Anspruch 2 wurde daran gedacht, das schmalere Teil der Enden der Flachrohre umzuformen und das breitere Teil unverformt zu belassen, so daß die zum schmaleren Teil gehörende Längsseite des einen Flachrohres an der zum breiteren, unverformten Teil gehörenden Längsseite des benachbarten Flachroh res anliegt.

Anspruch 3 sieht demgegenüber vor, zwei, vorzugsweise parallele, außermittige Trennschnitte in den Schmalseiten der Enden der Flachrohre anzuordnen, wobei das durch die Trennschnitte entstehende Mittelteil unverformt bleibt und beide seitlichen Teile abgebogen sind, so daß ihre Längsseiten an den Längsseiten benach barter Flachrohrenden anliegen.

Als eigenständige alternative Lösung ist gemäß Anspruch 4 vorgesehen, daß der Trennschnitt mittels eines symmetrischen oder asymmetrischen Ausschnitts der Schmalseiten gebildet ist. Das hat den Vorteil, daß beidseitig des Ausschnitts rela tiv schmale Teile vorhanden sind, die sich ebenfalls vorteilhaft abbiegen lassen.

Das Auftrennen kann mit einem Laserstrahl oder einem Flüssigkeitsstrahl oder mittels üblicher Trennmittel erfolgen. Vorzugsweise ist vorgesehen, daß beide Teile der Flachrohre einfach oder zweifach quer zur Längsrichtung der Flachrohre abgebogen werden. Der Ausschnitt wird vorzugsweise mit einem Werkzeug aus geführt, mit dem der Ausschnitt in beiden gegenüberliegenden Schmalseiten in einem Arbeitsgang erfolgen kann. Das nachfolgende Abbiegen der schmalen Teile kann gleichzeitig mit der Anbringung des Ausschnitts, aber auch später, nach dem Zusammenfügen des Rippen-Flachrohr-Blocks, durchgeführt werden.

Weitere Merkmale sind in den Patentansprüchen enthalten.

Außerdem gehen Merkmale und Wirkungen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungs beispielen hervor. Es wird Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen. Die einzelnen Figuren zeigen Folgendes:

Fig. 1 Teil-Längsschnitt des Wärmetauschers in einer ersten Ausführung;

Fig. 2 Flachrohr aus Fig. 1;

Fig. 3 Flachrohr aus Fig. 1 mit abgebogenem Teil;

Fig. 4 Teil-Seitenansicht des Wärmetauschers in einer zweiten Ausführung;

Fig. 5 Schnitt B-B aus Fig. 4;

Fig. 6 Schnitt A-A aus Fig. 4;

Fig. 7 Einzelheit "X" aus Fig. 6;

Fig. 8 Einzelheit "Y" aus Fig. 5;

Fig. 9 perspektivische Teil-Seitenansicht der zweiten Ausführung;

Fig. 10 ähnlich Fig. 9, auseinandergezogene Darstellung;

Fig. 11 Teil-Längschnitt;

Fig. 12 Rohrende der zweiten Ausführung;

Fig. 13 wie Fig. 12 mit abgebogenen Teilen;

Fig. 14 Teil-Längsschnitt einer alternativen Ausführung;

Fig. 15 Flachrohr zu Fig. 14;

Fig. 16 wie Fig. 15, mit abgebogenen Teilen;

Der Wärmetauscher ist ein luftgekühlter Ladeluftkühler für Kraftfahrzeuge, der aus Flachrohren 2 und dazwischen angeordneten Wellrippen 3 besteht. Die Flachrohre 2 sind geschweißter, extrudierter oder gezogener Ausführung. Die Teilansicht in der Fig. 1 zeigt lediglich einen Sammelkasten 5. Es versteht sich, daß der andere Sammelkasten 5 an den gegenüberliegenden Enden 4 der Flachrohre 2 identisch angeordnet ist. Sämtliche Teile bestehen aus Aluminium und sind nach Bedarf mit Lot beschichtet. Die Sammelkästen 5 sind von einfachster geometrischer Form, so daß ihre Herstellung sehr kostengünstig mit bekannten Verfahren der Umform technik möglich ist. Jeder Sammelkasten 5 hat zwei Verbindungsränder 7, mit de nen er die Schmalseiten 8 der Flachrohre 2 an den Enden 4 im aufgetrennten Ab schnitt übergreift. Die Enden 4 der Fachrohre 2 weisen jeweils einen Trennschnitt 9 auf. Der Trennschnitt 9 verläuft in der Richtung des großen Durchmessers der Flachrohre 2, bzw. parallel zu den Längsseiten 6. Das hat den Vorteil, daß beide Schmalseiten 8 der Flachrohre 2 breit genug sind, um mit den Verbindungsrändern 7 eine feste und dichte Verbindung einzugehen. Nach dem der Trennschnitt 9 an den Enden 4 der Flachrohre 2 - und zwar außerhalb der Mitte 10 ihrer Schmalsei ten 8 - angebracht wurde, weisen die Enden 4 der Flachrohre zwei Teile 9a und 9b auf. Die breiteren Teile 9a bleiben unverformt, während die schmaleren Teile 9a eine Abbiegung 11 aufweisen. Die Abbiegungen 11 sind so ausgeführt, daß die Längsseite 6 der Flachrohre 2 der schmaleren Teile 9b an der Längsseite 6 des benachbarten Flachrohres 2 anliegt, und zwar jeweils an der Längsseite 6, die zum nicht abgebogenen, breiteren Teil 9a gehört, was die Fig. 1 deutlich zeigt.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wurden unverformte Seitenteile 12 verwendet, die gleichzeitig die stirnseitigen Öffnungen der Sammelkästen 5 verschließen.

Die nachfolgend zu beschreibenden Fig. 4 bis 13 betreffen ein Ausführungsbei spiel, bei dem die Schmalseiten 8 der Flachrohre 2 deutlich breiter sind, als dieje nigen im zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel. Deshalb wurde hier eine Vari ante gewählt, bei der die Enden 4 der Flachrohre 2 je zwei Trennschnitte 9 an ih ren Schmalseiten 8 aufweisen. Dadurch entsteht an allen Enden 4 ein Mittelteil 9c und zwei seitliche Teile 9a, 9b. Wie die Fig. 12 und 13 im Detail zeigen, sind die seitlichen Teile 9a und 9b in diesem Fall von gleicher Größe und Gestalt und sie weisen beide die Abbiegungen 11 auf. Das Mittelteil 9c bleibt unverformt. Insbe sondere aus den Fig. 4, 8, 9 und 10 ist zu erkennen, daß diese unverformten Mit telteile 9c sich günstig auf die Lötverbindung zwischen den Verbindungsrändern 7 der Sammelkästen 5 und den Schmalseiten 8 der Flachrohre 2 auswirken. Die Ab biegungen 11 sind auch hier so ausgeführt, daß die Längsseite 6 des Flachrohrs 2 bzw. des schmaleren Teils 9a an der Längsseite 6 des entsprechenden Teils 9b des benachbarten Flachrohrs 2 anliegt, so daß sie mittels Löten dicht zu verbinden sind. Das zeigen insbesondere ebenfalls die Fig. 4, 9 und 10. Die Fig. 6 zeigt einen Schnitt A-A, der durch eine Ebene verläuft, die kurz unterhalb des Trenn schnittes 9 in den Flachrohrenden 4 gedacht ist. Hier sind die Enden 4 der Flach rohre 2 also noch nicht aufgetrennt. Auch dort sind die Schmalseiten 8 der Flach rohre 2 bereits mit den Verbindungsrändern 7 der Sammelkästen 5 verbunden. (Fig. 7) In den Flachrohren 2 befindet sich jeweils ein Inneneinsatz 13, der für Tur bulenz in der Ladeluft und für effizienten Wärmeaustausch sorgt. Auf den Innen einsatz 13 kommt es hier jedoch nicht besonders an, denn die erwähnte Wirkung kann bekanntlich auch anders erzielt werden, beispielsweise durch Längssicken und/oder Noppen in den Längsseiten 6 der Flachrohre 2. Die Fig. 5 und 8 zeigen einen Schnitt im Bereich der Trennschnitte 9, genauer gesagt den Schnitt B-B aus der Fig. 4. Die Vergrößerung in Fig. 8 zeigt den Anschluß bzw. die Verbindung zwischen den schmalen Teilen 9a und 9b benachbarter Flachrohre 2 an ihren Längsseiten 6 und auch die Verbindung dieser Teile mit dem Verbindungsrand 7 des Sammelkastens 5, die mittels Löten vorgenommen wird. Ferner ist zu sehen, daß auch das Mittelteil 9c mit dem Verbindungsrand 7 verbunden ist. Die Fig. 4, 9, 10 und 11 zeigen, daß in diesem Ausführungsbeispiel durchgehende, ver formte Seitenteile 12 eingesetzt wurden.

Solche Seitenteile 12 weist auch das nächste Ausführungsbeispiel auf, daß in den Fig. 14, 15 und 16 gezeigt ist. Hierbei werden die Schmalseiten 8 der Flachrohre 2 zunächst mit einem Ausschnitt versehen, wie das in der Fig. 15 gezeigt ist. Der Ausschnitt nimmt etwa 50% der Breite B der Schmalseite 8 der Flachrohre 2 ein, so daß ausreichend breite Ränder an den Teilen 9a und 9b verbleiben, die eine sichere Verbindung an den Verbindungsrändern 7 gestatten.

Claims

1. Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit einem Rippen (3)-Flachrohr (2)-Block, bestehend aus Flachrohren (2) mit dazwischen angeordneten Rippen (3), wobei die Enden (4) der Flachrohe (2) in ihren Schmalseiten (8) einen Trennschnitt (9) aufweisen, wobei mindestens ein durch den Trennschnitt (9) entstandenes Teil (9a oder 9b) des Flachrohrendes umgebogen ist, so daß die Längsseiten (6) der En den (4) benachbarter Flachrohre (2) verbunden sind, die in gegenüberliegenden Sammel- oder Umlenkkästen (5) münden, wobei die Enden (4) der Flachrohre (2) mit den Verbindungsrändern (7) der Sammel- oder Umlenkkästen (5) in Kontakt und mittels Löten verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Trennschnitt (9) außerhalb der Mittellinie (10) mindestens ei ner der zwei Schmalseiten (8) der Flachrohrenden (4) angeordnet ist.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das schmalere Teil (9a) der Enden (4) der Flachrohre (2) umgebogen ist und das breitere Teil (9a) gerade bleibt, so daß die zum schmaleren Teil (9b) gehörende Längsseite (6) des einen Flachrohres (2) an der zum breiteren, geraden Teil (9a) gehörenden Längs seite (6) des Endes (4) des benachbarten Flachrohres (2) anliegt.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei außermit tige Trennschnitte (9) in den Schmalseiten (8) der Enden (4) der Flachrohre (2) angeordnet sind, wobei ein Mittelteil (9c) unverformt ist und beide seitlichen Teile (9a; 9b) abgebogen sind, so daß ihre Längsseiten (6) an den Längsseiten (6) be nachbarter Flachrohrenden (4) anliegen.

4. Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit einem Rippen (3)-Flachrohr (2)-Block, bestehend aus Flachrohren (2) mit dazwischen angeordneten Rippen (3), wobei die Enden (4) der Flachrohe (2) in ihren Schmalseiten (8) einen Trennschnitt (9) aufweisen, wobei mindestens ein durch den Trennschnitt (9) entstandenes Teil (9a oder 9b) des Flachrohrendes umgeformt ist, so daß die Längsseiten (6) der Enden (4) benachbarter Flachrohre (2) verbunden sind, die in gegenüberliegenden Sam mel- oder Umlenkkästen (5) münden, wobei die Enden (4) der Flachrohre (2) mit den Verbindungsrändern (7) der Sammel- oder Umlenkkästen (5) in Kontakt und mittels Löten verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Trennschnitt (9) mittels eines symmetrischen oder asymmetrischen Aus schnitts der Schmalseiten (8) gebildet ist.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Ausschnitts vorzugsweise nicht größer ist als 70% der Breite (B) der Schmalseiten (8).