DE102006000634A1

DE102006000634A1 - Wellrippen für Wärmetauscher

Info

Publication number: DE102006000634A1
Application number: DE200610000634
Authority: DE
Inventors: Viktor Dipl.-Ing. Brost; Rainer Dipl.-Ing. Käsinger
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 2006-01-03
Filing date: 2006-01-03
Publication date: 2007-07-05

Abstract

Die Erfindung betrifft Wellrippen mit etwa senkrechten oder leicht geneigten Wellenflanken (1) zwischen flachen Wellenbergen (2) bzw. Wellentälern (3) für Wärmetauscher, die zwischen zwei Flachrohren angeordnet sind. DOLLAR A Insbesondere die Stabilität der Wellrippen wird verbessert, indem erfindungsgemäß in Abständen (a) angeordnete Einschnitte (10) in den Wellenbergen (2) und in den Wellentälern (3) angeordnet werden, wobei die Partie (11) zwischen zwei Einschnitten (10) nach innen eingeknickt ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft Wellrippen mit etwa senkrechten oder leicht geneigten Wellenflanken zwischen flachen Wellenbergen bzw. flachen Wellentälern, die zwischen zwei Flachrohren in einem Wärmetauscher angeordnet sind.

Solche Wellrippen werden manchmal als „flat top fins" bezeichnet, weil sie im Gegensatz zu anderen Wellrippen etwa ebene (flache) Wellenberge bzw. Wellentäler besitzen. Die angesprochenen anderen Wellrippen haben etwa halbrunde Wellenberge und Wellentäler, wobei die Wellenflanken dort gewöhnlich auch eine etwas größere Neigung aufweisen.

Flat top fins werden oft eingesetzt, weil sie bezüglich gut wärmeleitender Lötverbindungen zwischen den Wellenbergen bzw. den Wellentälern und einer angrenzenden Rohrwand als wirksamer angesehen werden als die Wellrippen mit gerundeten Wellenbergen bzw. Wellentälern. Gut wärmeleitende Verbindungen haben selbstverständlich einen bedeutsamen Einfluss auf die Wärmetauscheffizienz zwischen einem in den Rohren strömenden Medium und einem durch die Wellrippe strömenden Medium, welches vorzugsweise Kühlluft ist.

Flat top fins haben aufgrund der größeren Steilheit der Wellenflanken, oft stehen die Wellenflanken senkrecht, also sie laufen parallel zueinander, hinsichtlich ihrer Stabilität einige Nachteile. Eine Kraft, die senkrecht zu den Wellenflanken an den Wellenbergen oder den Wellentälern angreift, kann schnell zum Umkippen bzw. zum Einknicken der Wellrippen führen. Dies spielt insbesondere dann eine größere Rolle, wenn man dem Trend nach immer dünneren Wanddicken der Wellrippen folgen möchte.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Stabilität von flat top fins zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Anspruch 1 gelöst.

Es ist vorgesehen, dass in Abständen angeordnete Einschnitte in den Wellenbergen und in den Wellentälern angeordnet sind, wobei die Partie zwischen zwei Einschnitten nach innen eingeknickt ausgebildet ist. Die eingeknickten Partien sorgen für eine größere Stabilität der Wellrippe. Ferner sorgen diese Partien für eine verbesserte Verwirbelung der Kühlluft im Nahbereich der Wellenberge und der Wellentäler und somit für eine bessere Wärmetauscheffizienz.

Es ist vorgesehen, dass zwei gegenüberliegende Partien an jedem Wellenberg und an jedem Wellental angeordnet sind.

Als Alternative kann allerdings auch vorgesehen werden, die Partien an jedem Wellental und an jedem Wellenberg versetzt zueinander anzuordnen.

In den Wellenflanken sind aus deren Ebene herausgestellte Schnitte angeordnet, die sich über etwa die gesamte Länge der Wellenflanken bzw. über die Höhe der Wellrippen erstrecken, wobei die Wellenflanken zwischen gegenüberliegenden Partien mit oder ohne Schnitte ausgebildet sind.

Die Länge der Einschnitte ist etwa gleich der Länge der eingeknickten Partien. Deshalb wird das Material in den Partien jedenfalls nicht wesentlich gedehnt, sondern nur umgeformt. Da die Materialdicke lediglich im Bereich von 0,04–0,10mm liegt, können Risse vermieden werden.

Es hat sich ferner herausgestellt, dass durch die vorgeschlagene Ausbildung der Herstellungsprozess der Wellrippen mittels Walzen positiv beeinflusst wird, weil das Herauslösen der Wellenflanken aus den Zähnen der Walzen unterstützt wird. Die Partien wirken als Abstreifer.

Die Erfindung wird anhand von drei beiliegenden Abbildungen erläutert.
Die 1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Wellrippe.
Die 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel.
Die 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel.
Jeder Wellenberg 2 und jedes Wellental 3 hat zwei Biegekanten 20.1, 20.2, an den Stellen, an denen die Wellenberge 2 bzw. die Wellentäler 3 in die Wellenflanken 1 übergehen. Jeder Einschnitt 10 in den Wellenbergen 2 und in den Wellentälern 3 geht quer durch eine Biegekante 20 hindurch.
Die versetzte Anordnung von Partien 11 an einem Wellenberg 2 bzw. an einem Wellental 3 muss man sich so vorstellen, dass an der ersten Biegekante 20.1 eine Partie 11 angeordnet ist, und die nächste Partie 11 an der zweiten Biegekante 20.2 liegt nicht unmittelbar gegenüber (wie gezeigt) sondern ist weiter vorne bzw. weiter hinten, also versetzt dazu, angeordnet. Die Anordnung von Partien 11 wechselt dann zwischen der ersten 20.1 und der zweiten Biegekante 20.2.
In den Figuren wurde die unmittelbar gegenüberliegende Anordnung von Partien 11 ausgewählt und dargestellt. In einem Wärmetauscher, der die Wellrippen aufweist, befindet sich an der Ebene E1 der Wellenberge 2 eine nicht gezeigte Wand eines Rohres und an der parallelen Ebene E2 der Wellentäler 3 befindet sich eine andere nicht gezeigte Wand eines anderen Rohres. Zwischen den Wellrippen und den Rohren ist eine metallische Verbindung, wie z. B. eine Lötverbindung vorhanden. (nicht gezeigt) Durch die Rohre strömt beispielsweise die Kühlflüssigkeit eines Kraftfahrzeugmotors und durch die Wellrippen strömt Kühlluft, was durch den auffälligen Blockpfeil angezeigt wurde.
Insbesondere die 1 macht deutlich, dass die Länge der Einschnitte 10 etwa gleich der Länge der eingeknickten Partien 11 ist, sodass keine Dehnung durch das Einknicken auftritt. Aus dieser Darstellung ergibt sich ferner ganz klar, dass in dem Nahbereich der Wellenberge 2 bzw. der Wellentäler 3 eine Verengung des Kanals zwischen zwei Wellenflanken 1 vorhanden ist, die für Turbulenz in der Kühlluft sorgt. Die eingeknickten Partien 11 stellen zahlreiche Anlaufkanten für die Kühlluft zur Verfügung. Noch wesentlich zahlreicher sind jedoch die durch die Schnitte 13 gebildeten Anlaufkanten, die allerdings lediglich in den Wellenflanken 1 vorhanden sind. Außerdem kann man annehmen, dass die Stabilität der Wellrippe erhöht wurde, weil die Biegekanten 20 eine verbesserte Formstabiltät erhalten haben.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 wurden in den Wellenflankenbereichen, die jeweils zwischen den an Wellentälern 3 und an Wellenbergen 2 bzw. in Richtung der Wellenhöhe H gegenüberliegenden Partien 11, vorhanden sind, keine Schnitte 13 ausgebildet. Diese Bereiche bleiben dort also ungeschnitten.
Im Unterschied dazu wurden in der 3 die Wellenflanken 1 ganzflächig mit Schnitten 13 versehen, also auch zwischen den gegenüberliegenden Partien 11 sind Schnitte 13 vorhanden.
Die Abstände A zwischen benachbarten Partien 11 sind deutlich größer als die Abstände a zwischen zwei Einschnitten 10, die jeweils eine Partie 11 begrenzen. In der 2 wurde das kenntlich gemacht.

Claims

Wellrippen mit etwa senkrechten oder leicht geneigten Wellenflanken (1) zwischen flachen Wellenbergen (2) bzw. flachen Wellentälern (3), die jeweils zwischen zwei Flachrohren in einem Wärmetauscher angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass in Abständen (a) angeordnete Einschnitte (10) in den Wellenbergen (2) und in den Wellentälern (3) angeordnet sind, wobei die Partie (11) zwischen zwei Einschnitten (10) nach innen eingeknickt ausgebildet ist.
Wellrippen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei gegenüberliegende Partien (11) an jedem Wellenberg (2) und an jedem Wellental (3) angeordnet sind.
Wellrippen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partien (11) an jedem Wellental (3) und an jedem Welleberg (2) versetzt zueinander angeordnet sind.
Wellrippen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wellenflanken (1) aus deren Flächen herausgestellte Schnitte (13) angeordnet sind, die sich über etwa die gesamte Höhe (H) der Wellrippen erstrecken, wobei die Wellenflanken (1) zwischen in Richtung der Höhe (H) gegenüberliegenden Parteien (11) mit oder ohne Schnitte (13) ausgebildet sind.
Wellrippen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Einschnitte (10) etwa gleich der Länge der eingeknickten Partien (11) ist.
Wellrippen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände (a) zwischen je zwei eine Partie (11) begrenzenden Einschnitten (10) kleiner sind als die Abstände (A) zwischen benachbarten Partien (11).