DE102006011626A1 - Wärmeübertragerrohr mit Versteifungsverformungen - Google Patents
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Abstract
Description
- Hintergrund
- 1. Fachgebiet der Erfindung
- Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Wärmeübertrager. Speziell bezieht sie sich auf ein Wärmeübertragerrohr für einen Wärmeübertrager.
- 2. Zugehörige Technik
- Wärmeübertragerbaugruppen, wie z. B. Radiatoren, Heizungswärmeübertrager und Kondensatoren, für Kraftfahrzeug-Antriebsstrangkühlsysteme und Kraftfahrzeug-Klimatisierungssysteme umfassen typischerweise ein Hauptrohrpaar und einen Wärmeübertragerblock mit einer Vielzahl von horizontal zwischen den beiden Hauptrohren angeordneten Rohren. Innerhalb der Hauptrohre unterteilen Trennwände den Innenraum der Hauptrohre in mehrere fluidtechnisch voneinander getrennte Räume. Als ein Ergebnis wird bewirkt, dass das den Wärmeübertrager passierende Kältemittel allgemein horizontal über die Länge der Rohre serpentinenförmig strömt, sodass es mehr als einen Weg durch die Rohre zwischen den Hauptrohren zurücklegt. Eine Vielzahl von dünnen Wärmeübertragerlamellen ragen allgemein senkrecht aus den oberen und unteren Flächen der Rohre heraus, sodass der Oberflächenbereich der wärmeübertragenden Komponenten vergrößert wird.
- Während des Betriebs des Wärmeübertragers strömt Luft über das Äußere der Rohre und zwischen den Lamellen in eine allgemein senkrecht zur Länge der Rohre verlaufende Richtung. Um die Wärmeübertragung zwischen den Lamellen und der durch sie hindurchströmenden Luft zu maximieren, haben die Lamellen und die Rohre eine vergrößerte Breite in der zum Luftstrom parallelen Richtung. Außerdem haben die Rohre zur Absenkung des Luftwiderstands eine verringerte Dicke in der zum Luftstrom vertikalen Richtung. Somit haben die Rohre ein allgemein längliches Profil mit relativ kleinen Stirnflächen und relativ großen Ober- und Unterseiten.
- Der unrunde Querschnitt der Rohre kann jedoch eine nicht konstante Belastung am Umfang der Rohre bewirken. Insbesondere die längliche Konfiguration bewirkt eine stärkere Belastung in den gekrümmten Bereichen zwischen den Stirnflächen und den Ober- und Unterseiten. Deshalb können die Rohre einem vorzeitigen Bauteilausfall in diesen stärker belasteten Bereichen unterliegen.
- Des Weiteren haben die Wände der Rohre eine Mindestdicke, um die Wärmeübertragung zwischen dem Kältemittel und dem Luftstrom zu maximieren. Damit kann es unerwünscht sein, die Dicke der Rohrwände als Ausgleich für mögliche stärker belastete Bereiche zu erhöhen.
- Deshalb ist es wünschenswert, Wärmeübertragerrohre mit höherer Festigkeit und ein Verfahren zur Fertigung solcher Rohre bereitzustellen.
- Zusammenfassung
- Zur Überwindung der Nachteile und Einschränkungen des Standes der Technik wird ein Wärmeübertragerrohr mit einander gegenüberliegenden, durch Stirnwände miteinander verbundenen Unter- und Oberwänden bereitgestellt. Die Ober- und die Unterwand bilden jeweils eine allgemein bogenförmige Oberfläche. Außerdem enthalten die Stirnwände jeweils eine Vielzahl von Verformungen zur Versteifung des Wärmeübertragerrohrs. Insbesondere die Verformungen umfassen eine Vertiefung oder konkave Absenkung auf der Außenfläche des Rohrs.
- In einem anderen Aspekt erstrecken sich die Verformungen in einer allgemein linearen Richtung längs der Stirnwände. Insbesondere erstrecken sich die Verformungen längs der Stirnwände in einem Winkel zwischen 15° und 165° zur Längsachse des Rohrs. Noch spezieller beträgt der Winkel zwischen 15° und 75° oder zwischen 105° und 165° zur Längsachse.
- In einem noch anderen Aspekt der Erfindung weist die konkave Absenkung eine Verformungshöhe auf, die im Wesentlichen gleich der Rohrdicke, im Allgemeinen zwischen 0,05 und 1,5 mm ist.
- In einem wiederum anderen Aspekt der Erfindung ist das Rohr aus einer mit einem Paar Endabschnitten ausgestatteten Metalltafel geformt. Die Tafel ist zwecks Bildung eines Kanals in ihre Gegenrichtung zurückgekantet, und die Endabschnitte treffen so aufeinander und erstrecken sich so über den Kanal, dass eine innere Oberfläche der Tafel die ihr gegenüberliegende berührt. Diese Konstruktion versteift das Wärmeübertragerrohr. Alternativ kann sich nur einer der zwei Endabschnitte so über den Kanal erstrecken, dass eine innere Oberfläche der Tafel die ihr gegenüberliegende berührt. Dieser Endabschnitt kann einen allgemein bogenförmigen Querschnitt aufweisen, sodass das Rohr mit einem federähnlichen Merkmal versehen ist.
- In einem weiteren Aspekt wird die Erfindung als ein Wärmeübertrager für eine Kraftfahrzeugklimaanlage bereitgestellt. Der Wärmeübertrager umfasst einen Wärmeübertragerblock, der eine Reihe von Rohren verwendet, die sich zwischen einem Paar von Hauptrohren erstrecken und die Wärmeübertragung mit einem durch den Wärmeübertrager strömenden Fluid unterstützen.
- Außerdem wird ein Verfahren zur Fertigung des Rohrs und des Wärmeübertragers bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte: Bilden einer Reihe von Verformungen in einem tafelförmigen Material, Bilden gegenüberliegender Ober- und Unterwände, sodass jede Ober- und Unterwand eine im Wesentlichen plane Oberfläche bildet, und Bilden von Stirnwänden, die die Ober- und die Unterwand miteinander verbinden. Die Stirnwände weisen eine allgemein bogenförmige Oberfläche auf, und die Vielzahl von Verformungen sind darauf ausgebildet.
- Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind nach Prüfung der nachfolgenden Beschreibung unter Berücksichtigung der Zeichnungen und beigefügten und ein Teil dieser Spezifikation bildenden Patentansprüche für Fachleute leicht erkennbar.
- Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 zeigt eine Draufsicht eines die Prinzipien der Erfindung verkörpernden Wärmeübertragers eines Kraftfahrzeugs. -
2 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht eines die Prinzipien der Erfindung verkörpernden Wärmeübertragerrohrs. -
3 ist eine allgemein entlang der Linie 3-3 in2 aufgenommene Schnittdarstellung, in der die Verformungsdicke und die Rohrdicke dargestellt sind. -
4 ist eine der in3 gezeigten ähnliche Schnittdarstellung einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung. -
5 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht einer anderen alternativen Ausgestaltung der Erfindung mit einem sich über den Kanal des Rohrs erstreckenden Paar von Versteifungsabschnitten. -
6 ist eine vergrößerte perspektivische Teilansicht einer weiteren alternativen Ausgestaltung der Erfindung mit einem bogenförmigen Endabschnitt, der sich zur Versteifung des Rohrs über den Kanal erstreckt. -
7 ist eine schematische Darstellung eines Apparats zum Formen der Verformungen in einer Materialtafel. -
8 zeigt einen zweiten Apparat zum Formen der Materialtafel aus7 in ein Rohr mit allgemein kreisförmigem Querschnitt. -
9 zeigt einen dritten Apparat zum Umformen des in8 dargestellten Rohrs in ein mit länglichem Querschnitt profiliertes Rohr. - Ausführliche Beschreibung
- In
1 ist eine die Prinzipien der Erfindung verkörpernde Wärmeübertragerbaugruppe10 dargestellt. Genauer gesagt ist die Wärmeübertragerbaugruppe10 in1 ein Kondensator für einen Klimaanlagenkreislauf in einem Kraftfahrzeug. Alternativ kann die Wärmeübertragerbaugruppe10 ein Kühler, ein Heizungswärmeübertrager oder jeder beliebige andere geeignete Wärmeübertrager sein. Außerdem kann der Wärmeübertrager in Verbindung mit jedem zutreffenden Erfindungsgebiet verwendet werden. - Die Wärmeübertragerbaugruppe
10 umfasst einen Wärmeübertragerblock12 mit einem ersten und einem zweiten Hauptrohr14 ,16 , die an den gegenüberliegenden Enden angeordnet sind. Das erste Hauptrohr14 ist an seinem oberen Ende mit einem Einlass15 und an seinem unteren Ende mit einem Auslass17 ausgestattet. Innerhalb des ersten Hauptrohrs14 befinden sich ein oder mehrere Prallbleche30 , die das erste Hauptrohr14 in fluidtechnisch getrennte Räume unterteilt. Das zweite Hauptrohr16 ist ein integriertes Hauptrohr mit einem Verteiler und einem Zwischenbehälter/Trockner-Rohr18 , das Einrichtungen aufweist, die unerwünschtes Wasser aus dem Kältemittel entfernen, wie aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist. Der Wärmeübertrager10 kann außerdem ein Paar von Haltewinkeln20 zur Montage des Wärmeübertragers10 am (nicht dargestellten) Fahrzeug bei Verwendung in einer (nicht dargestellten) Klimaanlage umfassen. - Der Wärmeübertragerblock
12 selbst ist ein aus einer Reihe von sich zwischen den Hauptrohren14 ,16 erstreckenden Rohren22 bestehender Rohrstapel. Insbesondere ragen ein erstes Ende24 der Rohre22 in Öffnungen des ersten Hauptrohrs14 und ein zweites Ende26 der Rohre22 in Öffnungen des zweiten Hauptrohrs16 hinein. Die Rohre22 sind allgemein parallel und vertikal zueinander gestapelt. Außerdem sind die Rohre22 allgemein in einem gleichmäßigen Abstand zueinander angeordnet, sodass zwischen den benachbarten Rohren ein Raum28 ausgebildet ist. - Das erste und das zweite Ende
24 ,26 der Rohre22 stehen, wie voranstehend beschrieben, in Fluidkommunikation mit dem ersten und dem zweiten Hauptrohr14 ,16 . Deshalb strömt das im ersten Hauptrohr14 ankommende Kältemittel durch den durch die Rohre22 gebildeten Kanal31 und in das zweite Hauptrohr16 hinein. Wie voranstehend erwähnt, unterteilen die Prallbleche30 die Hauptrohre14 ,16 in entsprechende Kammern32 ,34 ,36 und38 , und als ein Ergebnis wird bewirkt, dass das Kältemittel zurück und weiter durch verschiedene Rohre22 und zwischen den Hauptrohren14 ,16 in einer allgemein serpentinenförmigen Weise strömt. - Im Betrieb der Wärmeübertragerbaugruppe
10 strömt Luft quer durch den Wärmeübertragerblock12 in eine in den Zeichnungen allgemein durch einen Pfeil gekennzeichnete Luftströmungsrichtung40 . Die Luftströmung entfernt Wärme aus dem durch die Rohre22 strömenden Kältemittel, wodurch es sich abkühlt und kondensiert. - Bezogen auf
2 sind die Rohre22 allgemein mit länglichem Querschnitt profiliert, und sie enthalten Abschnitte, die einen oder mehrere längs durch die Rohre22 verlaufende Strömungskanäle42 bilden. Die Rohre22 haben eine durch den Abstand zwischen einer oberen Wand46 und einer unteren Wand48 der Rohre22 definierte Rohrhöhe44 . Außerdem weisen die Rohre22 eine Rohrbreite50 auf, die durch den Abstand zwischen einer vorderen Stirnwand52 und einer hinteren Stirnwand54 definiert ist, wobei die beiden Stirnwände jeweils allgemein senkrecht zur Luftströmungsrichtung40 verlaufen. Eine Rohrlänge56 ist zwischen den jeweiligen Hauptrohren14 ,16 in eine im Wesentlichen senkrecht zur Luftströmungsrichtung40 verlaufende Richtung definiert. - Die Rohre
22 sind aus einer Tafel37 , wie z. B. eine Metalltafel, mit einer ersten und einer zweiten Kante39 ,41 geformt. Die Tafel37 ist in ihre Gegenrichtung zurückgekantet, sodass sich die Kanten39 ,41 zueinander erstrecken und aneinander stoßen, um allgemein in der Mitte oder in der Längsachse78 des Rohrs22 eine Naht43 zu bilden. Die Kanten39 ,41 sind an der Naht43 mithilfe jedes beliebigen angemessenen Verfahrens, wie z. B. Schweißen, miteinander verbunden. - Zur Maximierung des Raums
28 zwischen benachbarten Rohren22 und zur Minimierung des Abschnitts des Wärmeübertragerblocks12 , der den Luftstrom durch den Wärmeübertragerblock12 behindert, ist die Rohrhöhe44 wesentlich kleiner als die Rohrbreite50 . Außerdem sind zur Bereitstellung wirksamer Paarungsflächen für die die Wärmeübertragung unterstützenden Komponenten, wie z. B. solche, die nachfolgend beschrieben werden, und zur Vereinfachung der Fertigungsschritte die obere und die untere Wand46 ,48 vorzugsweise eben und zueinander parallel. Außerdem sind zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßigen Strömung durch den Wärmeübertragerblock12 und zur Vereinfachung der Fertigungsschritte die vordere und die hintere Stirnwand52 ,54 bogenförmig mit größtenteils konstanten Krümmungsradien. Ebenfalls zur Vereinfachung der Fertigungsschritte haben die Rohre22 eine größtenteils konstante Wanddicke58 bei allen vier Wänden46 ,48 ,52 und54 . - Innerhalb des Raums
28 ist zwischen jeweils benachbarten Rohren22 eine Lamelle60 angeordnet, die die Wärmeübertragung zwischen den Rohren22 und dem die Wärmeübertragerbaugruppe10 durchdringenden Luftstrom verstärkt. Wie allgemein bekannt ist, weisen die Lamellen60 ein allgemein welliges Profil oder eine Reihe von Faltungen auf, sodass sich die Lamellen60 im Wesentlichen vollständig quer durch den Raum28 zwischen benachbarten Rohren22 erstrecken. Eine Reihe von Lüftungsschlitzen können an jeder Faltung der Lamellen60 bereitgestellt sein, um die Wärmeübertragung auf die dort durchströmende Luft noch mehr zu unterstützen. Vorzugsweise erstrecken sich die Lamellen60 ebenfalls im Wesentlichen vollständig über die Rohrbreite50 . - Bezug nehmend auf die
2 und3 sind eine Vielzahl von Verformungen64 zur Versteifung der Rohre22 in die Rohre22 geformt. Insbesondere sind die Verformungen64 als konkave Einsenkungen oder Vertiefungen in der Außenfläche68 der Rohre22 und entsprechenden konvexen Schwellen auf den Innenflächen72 der Rohre22 geformt. Die Verformungen64 haben eine Verformungsdicke74 , die im Wesentlichen gleich der Rohrwanddicke58 ist. - Die Verformungen
64 erstrecken sich in eine Richtung75 , die einen Winkel76 zu einer Längsachse78 der Rohre22 bildet. Die Richtung75 ist vorzugsweise nicht parallel zur Längsachse78 , sodass die Verformungen64 keinen unerwünschten Kontakt untereinander in den an die Stirnwände52 ,54 angrenzenden Gebieten haben. Wenn sie senkrecht zur Rohrachse78 verlaufen, können die durch die Verformungen64 gebildeten konvexen Schwellen innerhalb des Rohrs22 einander berühren und den Kältemittelstrom drosseln. Deshalb ist der Winkel76 vorzugsweise größer als 15° und kleiner als 165°. - Außerdem ist die Richtung
75 vorzugsweise nicht senkrecht zur Längsachse78 , da die Verformungen64 eine turbulente Kältemittelströmung durch die Rohre22 im zur vorderen und hinteren Stirnwand52 ,54 angrenzenden Gebiet verursachen können. Insbesondere können die zur Strömung senkrechten Schwellen eine turbulente sinusförmige Strömung des Kältemittels anstatt einer durch die unter einem anderen Winkel verlaufenden Verformungen64 verursachte gleichmäßige Wirbelströmung bewirken. Deshalb liegt der Winkel zur Längsachse78 stärker bevorzugt zwischen 15° und 75° oder zwischen 105° und 165°. - In
4 ist eine alternative Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei der ein Rohr122 eine Oberseite146 und eine Unterseite148 umfasst, die im Wesentlichen nicht parallel zueinander sind. Insbesondere die Oberseite146 bildet ein nach außen gewölbtes Profil, das bis zu einem Abstand80 über eine zwischen den jeweiligen Oberkanten der vorderen und hinteren Stirnwand52 ,54 zeichnerisch dargestellte horizontale Ebene82 hinausragt. Analog bildet die Unterseite148 ein nach außen gewölbtes Profil, das bis zu einem zweiten Abstand84 über eine zwischen den jeweiligen Unterkanten der vorderen und hinteren Stirnwand52 ,54 zeichnerisch dargestellte zweite horizontale Ebene86 hinausragt. - Die gewölbten Seiten
146 ,148 bewirken eine federähnliche Kraft zwischen der jeweiligen Seite146 bzw.148 und den zwischen benachbarten Rohren22 befindlichen Lamellen60 , wodurch die Verbindung dazwischen verbessert wird. Genauer gesagt, die Lamellen60 kontaktieren die gewölbten Seiten146 ,148 und drücken sie nach innen, sodass eine sichere Bindung zwischen den Lamellen und den jeweiligen Seiten bewirkt wird. Werden die gewölbten Seiten146 ,148 auf diese Weise zueinander nach innen gedrückt, werden sie im Wesentlichen zueinander parallel. - In
5 ist eine alternative Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei der ein Rohr222 aus einer Metalltafel88 mit einem ersten Endabschnitt90 , einem zweiten Endabschnitt94 und einer durch an den Endabschnitt100 bzw.102 angrenzenden Biegeabschnitte100 ,102 gebildeten Naht243 geformt ist. Die Biegeabschnitte100 ,102 bilden Winkel von etwa 90°, sodass die Endabschnitte90 ,94 im Wesentlichen rechtwinklig aus einer Oberseite246 in Richtung einer Unterseite248 ragen. Die Abschlusskanten92 ,96 der Endabschnitte90 ,94 kontaktieren eine innere Oberfläche104 (siehe6 ) der unteren Wand248 und versteifen somit das Rohr222 gegen ein Einknicken in seinem Zentrum. Die Biegeabschnitte100 ,102 sowie die Abschlusskanten92 ,96 und die innere Oberfläche104 werden jeweils mithilfe eines angemessenen Verfahrens, wie z. B. Schweißen oder Hartlöten, miteinander verbunden. In6 ist eine andere alternative Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, bei der ein Rohr322 aus einer Metalltafel88 mit einem ersten Endabschnitt390 und einem zweiten Endabschnitt394 geformt ist. Der erste Endabschnitt390 ist ein Biegeabschnitt, der die innere Oberfläche104 des Rohrs322 krümmt und kontaktiert. Der zweite Endabschnitt394 ist allgemein gerade und endet in einer zweiten Kante396 , die den gebogenen ersten Endabschnitt390 zwecks Bildung einer Naht343 kontaktiert. Der Biegeabschnitt ist damit in der Lage, das Rohr322 gegen Einknicken zu versteifen, wodurch eine federähnliche Wirkung durch weiteres Biegen bereitgestellt wird, wenn eine ausreichende vertikale Kraft aufgebracht wird. Analog zur in5 gezeigten Bauform werden die zweite Kante396 , der gebogene erste Endabschnitt390 und die innere Oberfläche104 jeweils mithilfe eines angemessenen Verfahrens, wie z. B. Schweißen oder Hartlöten, miteinander verbunden. - Mit Bezug auf die
7 bis9 wird ein Prozess zur Fertigung eines wie voranstehend beschriebenen Rohrs ausführlicher beschrieben. Zuerst wird ein großer flacher Zuschnitt105 der Metalltafel88 mit einer Oberseite99 und einer Unterseite101 zum Formen der Verformungen64 zwischen eine obere und eine untere Umformwalze eingebracht. Genauer gesagt, enthält die die Oberseite99 kontaktierende obere Walze106 eine Vielzahl von konkaven Vertiefungen108 und die die Unterseite101 kontaktierende untere Walze107 eine Vielzahl von entsprechenden konvexen Schwellen109 . Die Vertiefungen108 und die Schwellen109 sind im gleichen Abstand zueinander und ähnlich profiliert, und die Walzen106 ,107 drehen sich mit einer gleichen Geschwindigkeit in entgegengesetzte Richtungen. Dadurch sind die Vertiefungen108 ununterbrochen in Flucht mit den Schwellen109 , sodass die Schwellen109 die Unterseite101 aufwärts verformen, während die entsprechenden Vertiefungen108 das verdrängte Material aufnehmen. - Anschließend werden, wie in
8 dargestellt ist, die jeweiligen Kanten39 ,41 zueinander gebogen, sodass die Metalltafel88 in einen allgemein ringförmigen Zustand110 geformt wird. Genauer gesagt, rotieren eine rechte und eine linke Seitenwalze111 ,112 in entgegengesetzten Richtungen, sodass die Metalltafel88 vorwärts geführt wird. Die Walzen111 ,112 haben bogenförmige Oberflächen113 , um die Kanten39 ,41 zueinander zu biegen, sodass eine Naht43 definiert und der ringförmige Zustand110 der Metalltafel88 gebildet werden. Eine Abdichtungseinrichtung, wie z. B. ein Schweißgerät114 , kann bereitgestellt werden, um die jeweiligen Kanten39 ,41 an der Naht43 miteinander zu verbinden. - Bezug nehmend auf
9 wird anschließend das mit länglichem Querschnitt profilierte Rohr22 durch Zusammendrücken der gegenüberliegenden Seiten der Metalltafel88 im ringförmigen Zustand110 geformt. Genauer gesagt, rotieren die obere und die untere Walze115 ,116 in entgegengesetzte Richtungen, sodass die Metalltafel88 vorwärts geführt wird. Die Walzen115 ,116 haben allgemein gerade Mantellinien117 zum jeweiligen Verformen der oberen und der unteren Wand46 ,48 der Metalltafel88 zueinander. Wenn sich die obere und die untere Wand46 ,48 einander nähern, bewegen sich die vordere und die hintere Stirnwand52 ,54 voneinander weg und vergrößern die Breite50 des Rohrs22 . - Die obere und die untere Walze
115 ,116 können alternativ allgemein bogenförmige Mantellinien zum Formen des in4 dargestellten Rohrs122 mit einer gewölbten oberen und einer gewölbten unteren Wand146 ,148 haben. Die Walzen können außerdem alternativ an den Seiten der Metalltafel88 im ringförmigen Zustand110 positioniert werden, sodass die Naht43 entweder an der vorderen Stirnwand52 oder der hinteren Stirnwand54 verläuft. Außerdem kann das Rohr22 aus einem geeigneten alternativen Material, wie z. B. Plastwerkstoff, zusammengesetzt sein. - Außerdem kann das Rohr
22 auch durch andere angemessene Verfahren, wie z. B. Fließpressen, geformt werden. In diesem alternativen Prozess wird ein Materialrohling vorzugsweise in ein wie in den Figuren dargestelltes mit länglichem Querschnitt profiliertes Rohr extrudiert. Anschließend wird die Außenseite des Rohrs in einem angemessenen Verfahren, wie z. B. Prägen, verformt, um die Verformungen zu formen. -
- 10
- Wärmeübertragerbaugruppe bzw. Wärmeübertrager
- 12
- Wärmeübertragerblock
- 14
- erstes Hauptrohr
- 15
- Einlass
- 16
- zweites Hauptrohr
- 17
- Auslass
- 18
- Zwischenbehälter/Trockner-Rohr
- 20
- Haltewinkel
- 22
- Rohre bzw. Rohr bzw. Wärmeübertragerrohr
- 24
- erstes Ende
- 26
- zweites Ende
- 28
- Raum
- 30
- Prallbleche
- 31
- Kanal
- 32
- Kammer
- 34
- Kammer
- 36
- Kammer
- 37
- Tafel
- 38
- Kammer
- 39
- erste Kante
- 40
- Luftströmungsrichtung
- 41
- zweite Kante
- 42
- Strömungskanäle
- 43
- Naht
- 44
- Rohrhöhe
- 46
- obere Wand
- 48
- untere Wand
- 50
- Rohrbreite
- 52
- vordere Stirnwand
- 54
- hintere Stirnwand
- 56
- Rohrlänge
- 58
- Wanddicke
- 60
- Lamellen
- 64
- Verformungen
- 68
- Außenfläche
- 72
- Innenflächen
- 74
- Verformungsdicke
- 75
- Richtung
- 76
- Winkel
- 78
- Längsachse bzw. Rohrachse
- 80
- Abstand
- 82
- horizontale Ebene
- 84
- zweiter Abstand
- 86
- zweite horizontale Ebene
- 88
- Metalltafel
- 90
- erster Endabschnitt
- 92
- Abschlusskante
- 94
- zweiter Endabschnitt
- 96
- Abschlusskante
- 99
- Oberseite
- 100
- Biegeabschnitt
- 101
- Unterseite
- 102
- Biegeabschnitt
- 104
- innere Oberfläche
- 105
- Zuschnitt
- 106
- obere Walze
- 107
- untere Walze
- 108
- konkave Vertiefungen
- 109
- konvexe Schwellen
- 110
- ringförmiger Zustand
- 111
- rechte Seitenwalze
- 112
- linke Seitenwalze
- 113
- bogenförmige Oberflächen
- 114
- Abdichtungsgerät (Schweißgerät)
- 117
- Mantellinie
- 122
- Rohr
- 146
- gewölbte Oberseite
- 148
- gewölbte Unterseite
- 222
- Rohr
- 243
- Naht
- 246
- Oberseite
- 248
- Unterseite bzw. untere Wand
- 322
- Rohr
- 343
- Naht
- 390
- erster Endabschnitt
- 394
- zweiter Endabschnitt
- 396
- zweite Kante
Claims (22)
- Wärmeübertragerrohr (
22 ) für einen Wärmeübertrager (10 ), umfassend: – gegenüberliegende obere und untere Wände (46 ,48 ), wobei jede der oberen und unteren Wände (46 ,48 ) eine im Wesentlichen ebene Oberfläche bildet; und – gegenüberliegende Stirnwände (52 ,54 ), die die oberen und unteren Wände (46 ,48 ) miteinander verbinden, wobei jede der Stirnwände (52 ,54 ) eine allgemein bogenförmige Oberfläche mit einer darin eingeformten Vielzahl von Verformungen (64 ) aufweist, die das Wärmeübertragerrohr (22 ) versteifen. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach Anspruch 1, wobei die Verformungen (64 ) nur an den Stirnwänden (52 ,54 ) geformt sind. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verformungen (64 ) allgemein linear sind. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, außerdem eine längs des Wärmeübertragerrohrs (22 ) erstreckende Längsachse (78 ) umfassend, wobei sich die Verformungen (64 ) an den Stirnwänden (52 ,54 ) in einem Winkel von 15° bis 165° zur Längsachse (78 ) erstrecken. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Winkel zur Längsachse (78 ) zwischen 15° und 75° liegt. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Winkel zur Längsachse (78 ) zwischen 105° und 165° liegt. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Wärmeübertragerrohr (22 ) einen Kanal bildet und die Verformungen (64 ) mit einer Verformungshöhe in den Kanal auskragen. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Wärmeübertragerrohr (22 ) eine Rohrdicke hat und die Verformungshöhe im Wesentlichen gleich der Rohrdicke ist. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Verformungshöhe im Bereich von etwa 0,05 mm bis etwa 1,5 mm liegt. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die oberen, unteren und Stirnwände (46 ,48 ,52 ,54 ) durch eine Metalltafel (88 ) mit einem ersten Endabschnitt (90 ) und einem zweiten Endabschnitt (94 ) gebildet sind, wobei der erste und der zweite Endabschnitt (90 ,94 ) miteinander verbunden sind, sodass ein Kanal gebildet wird. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sich mindestens einer des ersten und des zweiten Endabschnitts (90 ,94 ) über ein Inneres des Kanals erstreckt und eine innere Oberfläche (104 ) der Metalltafel (88 ) kontaktiert, wodurch das Wärmeübertragerrohr (22 ) gegen Einknicken versteift wird. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei mindestens einer des ersten und des zweiten Endabschnitts (90 ,94 ), die sich über den Kanal erstrecken, ein allgemein bogenförmiges Profil hat. - Wärmeübertragerrohr (
22 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei sich der erste und der zweite Endabschnitt (90 ,94 ) über den Kanal erstrecken und die innere Oberfläche (104 ) der Metalltafel (88 ) kontaktieren. - Wärmeübertrager (
10 ) für ein Fahrzeug, umfassend: – einen Wärmeübertragerblock (12 ) mit einer Vielzahl von Wärmeübertragerrohren (22 ), die sich zwischen einem ersten und einem zweiten Ende des Wärmeübertragerblocks (12 ) erstrecken und einen Fluidströmungsweg bilden; – einen Einlass (15 ) in Fluidkommunikation mit dem Wärmeübertragerrohr (22 ); und – einen Auslass (17 ) in Fluidkommunikation mit dem Wärmeübertragerrohr (22 ); – wobei das Wärmeübertragerrohr (22 ) umfasst: – gegenüberliegende obere und untere Wände (46 ,48 ); und – Stirnwände (52 ,54 ), die die oberen und unteren Wände (46 ,48 ) miteinander verbinden und ein allgemein bogenförmiges Profil aufweisen, wobei eine in den Stirnwänden (52 ,54 ) eingeformte Vielzahl von Verformungen (64 ) das Wärmeübertragerrohr (22 ) versteifen. - Wärmeübertrager (
10 ) nach Anspruch 14, wobei die oberen, unteren und Stirnwände (46 ,48 ,52 ,54 ) durch eine Metalltafel (88 ) mit einem ersten Endabschnitt (90 ) und einem zweiten Endabschnitt (94 ) gebildet sind, wobei der erste und der zweite Endabschnitt (90 ,94 ) miteinander verbunden sind, sodass ein Kanal gebildet wird, und wobei sich mindestens einer des ersten und des zweiten Endabschnitts (90 ,94 ) über den Kanal erstreckt und eine innere Oberfläche (104 ) der Metalltafel (88 ) kontaktiert. - Wärmeübertrager (
10 ) nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Verformungen (64 ) allgemein linear und in einem Winkel zwischen 30° und 60° zu einer Längsachse (78 ) des Wärmeübertragerrohrs (22 ) orientiert sind. - Wärmeübertrager (
10 ) nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei die Verformungen (64 ) allgemein linear und in einem Winkel zwischen 120° und 150° zu einer Längsachse (78 ) des Wärmeübertragerrohrs (22 ) orientiert sind. - Verfahren zur Fertigung eines Wärmeübertragerrohrs (
22 ), umfassend: – Bereitstellen eines Rohrmaterials; – Formen der gegenüberliegenden oberen und unteren Wände (46 ,48 ), sodass jede der oberen und unteren Wände (46 ,48 ) eine allgemein ebene Oberfläche bildet; – Formen der Stirnwände (52 ,54 ), die die oberen und unteren Wände (46 ,48 ) miteinander verbinden, wobei jede der Stirnwände (52 ,54 ) eine allgemein bogenförmige Oberfläche bildet; und – Formen einer Vielzahl von Verformungen (64 ) in das Rohrmaterial, wobei die Verformungen (64 ) mindestens teilweise in den Stirnwänden (52 ,54 ) angeordnet sind. - Verfahren zur Fertigung eines Wärmeübertragerrohrs (
22 ) nach Anspruch 18, wobei der Schritt des Formens einer Vielzahl von Verformungen (64 ) das Führen des Rohrmaterials durch erste und zweite Walzen umfasst, wobei die erste Walze aus einer ersten Walzenoberfläche ragende Schwellen und die zweite Walze in eine zweite Walzenoberfläche eingeformte entsprechende Vertiefungen hat. - Verfahren zur Fertigung eines Wärmeübertragerrohrs (
22 ) nach Anspruch 18 oder 19, wobei der Schritt des Formens der gegenüberliegenden oberen und unteren Wände (46 ,48 ) das Biegen des Rohrmaterials in ein Rohr und das Abflachen der oberen und unteren Wände (46 ,48 ) des Rohrs umfasst. - Verfahren zur Fertigung eines Wärmeübertragerrohrs (
22 ) nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei der Schritt des Formens der gegenüberliegenden oberen und unteren Wände (46 ,48 ) und der Stirnwände (52 ,54 ) das Formpressen des Rohrmaterials in ein Rohr umfasst. - Verfahren zur Fertigung eines Wärmeübertragerrohrs (
22 ) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei der Schritt des Formens einer Vielzahl von Verformungen (64 ) in das Rohrmaterial das Prägen der Vielzahl von Verformungen (64 ) in mindestens die Stirnwände (52 ,54 ) bildende Abschnitte umfasst.
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Legal Events
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