DE102015222775A1 - heat exchanger plate - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Wärmeübertragerplatte (1) für einen Wärmeübertrager (2), insbesondere für einen Batteriekühler, mit einer umgeformten Kanalplatte (3) und einer Deckplatte (4), die zusammen eine innenliegende Kanalstruktur (5) begrenzen. Erfindungswesentlich ist dabei, – dass die Kanalplatte (3) aus einem Endlosnoppenblech (12) hergestellt ist, – dass zumindest ein Randelement (6) vorgesehen ist, das die Kanalstruktur (5) randseitig begrenzt, – dass die Deckplatte (4) über das zumindest eine Randelement (6) dicht mit der Kanalplatte (3) verbunden, insbesondere verschweißt, verklebt oder verlötet, ist. Hierdurch lässt sich eine kostengünstige Wärmeübertragerplatte (1) auch in Kleinserie herstellen.The invention relates to a heat exchanger plate (1) for a heat exchanger (2), in particular for a battery cooler, with a deformed channel plate (3) and a cover plate (4), which together define an internal channel structure (5). It is essential to the invention that the channel plate (3) is produced from an endless stud plate (12), that at least one edge element (6) is provided which delimits the channel structure (5) at the edge, - that the cover plate (4) over the at least an edge element (6) tightly connected to the channel plate (3), in particular welded, glued or soldered, is. This makes it possible to produce a low-cost heat transfer plate (1) even in small batches.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Wärmeübertragerplatte für einen Wärmeübertrager, insbesondere für einen Batteriekühler, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem einen Wärmeübertrager mit zumindest einer solchen Wärmeübertragerplatte sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Wärmeübertragerplatte.The present invention relates to a heat exchanger plate for a heat exchanger, in particular for a battery cooler, according to the preamble of claim 1. The invention also relates to a heat exchanger with at least one such heat exchanger plate and a method for producing such a heat exchanger plate.
Aus der
Aus der
Generell werden Wärmeübertragerplatten für einen Batteriekühler durch ein miteinander Verlöten von zwei Blechen hergestellt, wovon eines dieser Bleche eben ist und daher als Deckplatte bezeichnet wird, während das andere Blech einen eingeprägten Strömungskanal aufweist und dadurch als Kanalplatte bezeichnet wird. Gerade die Herstellung der Kanalplatte bedarf jedoch eines vergleichsweise aufwändigen Umformwerkzeugs, welches vergleichsweise teuer und dadurch insbesondere für Kleinserien ungeeignet ist, da es für jede geometrische Änderung der Kanalplatte eines neuen kostenintensiven Werkzeugs bedarf.In general, heat exchanger plates for a battery cooler are produced by brazing together two sheets, one of which is flat and therefore referred to as a cover plate, while the other sheet has an impressed flow channel and is referred to as a channel plate. Especially the production of the channel plate, however, requires a comparatively complex forming tool, which is relatively expensive and thus unsuitable in particular for small series, since it requires a new cost-intensive tool for each geometric change of the channel plate.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Wärmeübertragerplatte der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere für den Einsatz in Kleinserien eignet und dadurch kostengünstig herstellbar ist. The present invention therefore deals with the problem of providing for a heat exchanger plate of the generic type an improved or at least one alternative embodiment, which is particularly suitable for use in small batches and thus is inexpensive to produce.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Kanalplatte einer Wärmeübertragerplatte nicht wie bisher in einem Umformprozess herzustellen, sondern aus einem Endlosnoppenblech auszuschneiden und zur Herstellung der Wärmeübertragerplatte einfach mit einer Deckplatte und zumindest einem Randelement zu verlöten. Die erfindungsgemäße Wärmeübertragerplatte für einen Wärmeübertrager, beispielsweise für einen Batteriekühler, weist somit die umgeformte Kanalplatte sowie eine Deckplatte auf, die zusammen mit zumindest einem Randelement die Kanalstruktur begrenzen, wobei das Randelement die Kanalstruktur randseitig begrenzt. Durch die Herstellung der Kanalplatte aus einem Endlosnoppenblech können unterschiedlichste Größen bzw. Geometrien der Wärmeübertragerplatte vergleichsweise einfach realisiert werden, da nicht wie bislang für jede geometrische Änderung ein eigenständiges und aufwändiges und damit auch teures Umform-/Stanzwerkzeug benötigt wird. Die Kanalplatte wird bei der erfindungsgemäßen Wärmeübertragerplatte durch einen einfachen Laserschnitt aus dem Endlosnoppenblech ausgeschnitten, während die Deckplatte ebenfalls durch einen einfachen Laserschnitt (Laserschneidevorgang) oder einen Stanzvorgang aus einem ebenen Blech hergestellt wird. Eine Höhe des Randelements entspricht dabei der Höhe der Kanalstruktur, wobei das Randelement ebenfalls beispielsweise aus einem ebenen Blech ausgeschnitten und anschließend vergleichsweise einfach in Form gebogen werden kann. Der große Vorteil der Erfindung liegt nun darin, dass für unterschiedlichste Wärmeübertragerplatten nur einmalig ein sehr einfaches Werkzeug für das Endlosnoppenblech der Kanalplatte angeschafft werden muss, wobei aus diesen Endlosnoppenblechen nunmehr verschieden große und verschieden ausgeführte Kanalplatten oder weitere Werkzeuge und ohne weitere Werkzeugkosten ausgeschnitten werden können. Hierdurch lassen sich insbesondere Wärmeübertragerplatten für Kleinserien oder Einzelanfertigungen relativ flexibel und zudem kostengünstig fertigen. The present invention is based on the general idea not to produce a channel plate of a heat exchanger plate as before in a forming process, but to cut out of a Endlosnoppenblech and simply to solder the heat exchanger plate with a cover plate and at least one edge element. The heat exchanger plate according to the invention for a heat exchanger, for example for a battery cooler, thus has the reshaped channel plate and a cover plate, which define together with at least one edge element, the channel structure, wherein the edge element limits the channel structure edge. Through the production of the channel plate from an endless stud plate, a wide variety of sizes or geometries of the heat exchanger plate can be realized comparatively easily, since it is not necessary for any geometrical change to require an independent and expensive and therefore expensive forming / stamping tool. The channel plate is cut in the heat exchanger plate according to the invention by a simple laser cut from the Endlosnoppenblech, while the cover plate is also made by a simple laser cut (laser cutting) or a punching process from a flat sheet. A height of the edge element corresponds to the height of the channel structure, wherein the edge element can also be cut, for example, from a flat sheet and then bent relatively easily in shape. The great advantage of the invention lies in the fact that for very different heat exchanger plates only once a very simple tool for the endless stud plate of the channel plate must be purchased, from these Endlosnoppenblechen now different sized and differently designed channel plates or other tools and can be cut without further tooling costs. In this way, in particular heat exchanger plates for small series or custom-made relatively flexible and also inexpensive to manufacture.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung sind die Deckplatte und die Kanalplatte über einzelne Noppen miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt, verklebt oder verlötet. Neben einer Verbindung der Deckplatte über das zumindest eine Randelement mit der Kanalplatte erfolgt somit auch eine direkte Kopplung der Kanalplatte über zumindest einen Teil ihrer Noppen mit der Deckplatte, wodurch die Wärmeübertragerplatte insgesamt vergleichsweise steif ausgebildet werden kann und zudem in der Lage ist, auch vergleichsweise hohe Innendrücke problemlos aufnehmen zu können.In an advantageous embodiment of the solution according to the invention, the cover plate and the channel plate are connected to each other via individual knobs, for example, welded together, glued or soldered. In addition to a connection of the cover plate on the at least one edge element with the channel plate thus takes place a direct coupling of the channel plate over at least a portion of their nubs with the cover plate, whereby the heat exchanger plate can be made relatively stiff overall and also in the situation, also to be able to absorb comparatively high internal pressures without difficulty.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung weist das zumindest eine Randelement einen Fortsatz auf, der eine Strömungsführung in der Kanalstruktur bewirkt. Das zumindest eine Randelement kann somit einen Fortsatz bzw. einen Steg besitzen, welcher sich nicht randseitig zwischen der Deckplatte und der Kanalplatte befindet, sondern in ein Inneres der Kanalstruktur eindringt und dort eine Trennwand bildet und eine Strömungsführung bewirkt. Selbstverständlich kann zusätzlich oder alternativ auch ein separat zu dem zumindest einen Randelement ausgebildetes Stegelement vorgesehen sein, welches ebenfalls die gleiche Höhe aufweist wie das Randelement und welches ebenfalls in der Kanalstruktur angeordnet wird und dort eine Trennwand bildet, die eine entsprechende Strömungsführung in der Kanalstruktur bewirkt.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the at least one edge element has an extension which effects a flow guidance in the channel structure. The at least one edge element can thus have an extension or a web, which is not located on the edge side between the cover plate and the channel plate, but penetrates into an interior of the channel structure and forms a partition there and causes a flow guide. Of course, additionally or alternatively, a web element formed separately from the at least one edge element can also be provided, which likewise has the same height as the edge element and which is likewise arranged in the channel structure and forms a partition there, which effects a corresponding flow guidance in the channel structure.
Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Verfahren zur Herstellung einer Wärmeübertragerplatte gemäß den vorherigen Absätzen anzugeben, bei welchem die Kanalplatte zunächst aus einem Endlosnoppenblech ausgeschnitten wird. Dies kann beispielsweise mittels eines Lasers schnell, äußerst flexibel und kostengünstig erfolgen. In gleicher Weise wird nun die Deckplatte aus einem Endlosblech ausgeschnitten, ebenfalls beispielsweise mittels eines Lasers. Zuletzt wird nun das zumindest eine Randelement aus einem Blech, beispielsweise zunächst als Blechstreifen ausgeschnitten und anschließend umgeformt. Anschließend wird das zumindest eine Randelement zwischen der Deckplatte und der Kanalplatte angeordnet und nun die Kanalplatte mit dem zumindest einen Randelement und der Deckplatte dicht verbunden, beispielsweise verlötet, verschweißt oder verklebt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich die erfindungsgemäße Wärmeübertragerplatte vergleichsweise flexibel und kostengünstig herstellen, da für unterschiedliche Größen der Wärmeübertragerplatte nicht jeweils separate und teure Stanzwerkzeuge vorgehalten, gewartet und umgerüstet werden müssen. Vielmehr ist lediglich ein Umformwerkzeug zur Herstellung des Endlosnoppenblechs noch erforderlich.The present invention is further based on the general idea to provide a method for producing a heat exchanger plate according to the previous paragraphs, in which the channel plate is first cut out of an endless stud plate. This can be done quickly, extremely flexible and cost-effective, for example by means of a laser. In the same way, the cover plate is now cut out of an endless plate, also for example by means of a laser. Finally, the at least one edge element is now cut out of a metal sheet, for example initially as sheet metal strip, and then shaped. Subsequently, the at least one edge element between the cover plate and the channel plate is arranged and now the channel plate with the at least one edge element and the cover plate tightly connected, for example, soldered, welded or glued. With the method according to the invention, the heat exchanger plate according to the invention can be relatively flexible and inexpensive to produce, since not separate and expensive punching tools each have to be kept, maintained and converted for different sizes of the heat exchanger plate. Rather, only a forming tool for the production of Endlosnoppenblechs is still required.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch, Show, in each case schematically,
Entsprechend den
Die erfindungsgemäße Wärmeübertragerplatte
Um die Steifigkeit der erfindungsgemäßen Wärmeübertragerplatte
Betrachtet man die
Betrachtet man das zumindest eine Randelement
Das zumindest eine Randelement
Hergestellt wird die erfindungsgemäße Wärmeübertragerplatte
Generell ermöglicht die erfindungsgemäße Wärmeübertragerplatte
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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