DE10296564T5 - Bundle of heat exchangers with a perfect heat exchange surface - Google Patents

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DE10296564T5
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Germany
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heat exchange
parallel channels
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DE10296564T
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Christian Riondet
Alain Bauerheim
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Valeo Thermique Moteur SA
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Abstract

Bündel, insbesondere für einen Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug, mit einer Vielzahl von parallelen Kanälen (42) und einer Vielzahl von Wärmetauschflächen (24), die mit einem Gasstrom in einer Wärmetauschwechselwirkung stehen, wobei jede der Wärmetauschflächen (24) Ausschnitte (22) aufweist, in denen die parallelen Kanäle (42) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass es einen einstückigen Einschub (20) umfasst, der aus einem gestanzten Blechband besteht, das ziehharmonikaartig gefaltet ist, um eine Vielzahl von Wärmetauschflächen (24) zu begrenzen, die voneinander durch umgebogene Ränder (30) des Bandes getrennt sind.Bundle, in particular for a heat exchanger for a motor vehicle, with a multiplicity of parallel channels (42) and a multiplicity of heat exchange surfaces (24) which are in a heat exchange interaction with a gas flow, each of the heat exchange surfaces (24) having cutouts (22), in which the parallel channels (42) are arranged, characterized in that it comprises a one-piece insert (20) which consists of a stamped sheet metal band which is folded in concertina fashion in order to delimit a plurality of heat exchange surfaces (24) which are separated from one another bent edges (30) of the tape are separated.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Wärmetauscherbündel, insbesondere für einen Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a Heat exchanger bundles, in particular for one Heat exchangers for a motor vehicle.

Genauer gesagt betrifft sie ein Bündel mit einer Vielzahl von parallelen Kanälen und einer Vielzahl von Wärmetauschflächen, die mit einem Gasstrom in einer Wärmetauschwechselwirkung stehen, wobei jede der Wärmetauschflächen Ausschnitte aufweist, in denen die parallelen Kanäle angeordnet sind.More specifically, it affects a bundle a variety of parallel channels and a variety of Heat exchange surfaces, the with a gas flow in a heat exchange interaction stand, each of the heat exchange surfaces having cutouts, in which the parallel channels are arranged.

Es sind bereits Techniken zur Herstellung eines Wärmetauscherbündels dieser Art bekannt. Bei einer ersten Technik, die zur Herstellung von gelöteten Wärmetauschern verwendet wird, besteht das Bündel aus flachen Rohren, die sich mit gewellten Einschüben abwechseln. Ein Einschub ist zwischen zwei aufeinanderfolgenden, benachbarten Rohren angeordnet. Jeder Einschub erhält durch seine gewellten Endbereiche Kontakt mit den Rohren, zwischen denen er platziert ist.There are already manufacturing techniques a bundle of heat exchangers Kind known. In a first technique used to manufacture soldered heat exchangers the bundle is used from flat tubes that alternate with corrugated inserts. An insert is between two consecutive, neighboring ones Pipes arranged. Each drawer receives through its corrugated end areas Contact with the pipes between which it is placed.

Diese Technik weist mehrere Nachteile auf. Die Streuungen der Maße der Hauptkomponenten (der flachen Rohre und der gewellten Einschübe) bedingen erhebliche geometrische Fehler bei dem Bündel durch Addition der Fertigungstoleranzen. Andererseits besteht die Gefahr einer Versetzung der Einschübe und/oder Rohre bei den Manipulationen und Vorgängen, die mit dem Hartlöten des Wärmetauschers verbunden sind. Schließlich wird die Fertigungsrate der Einschübe durch die Rotationsgeschwindigkeit der Formrädchen begrenzt, die zur Herstellung der Wellen verwendet werden.This technique has several disadvantages on. The spread of dimensions of the main components (the flat tubes and the corrugated inserts) considerable geometric errors in the bundle due to the addition of the manufacturing tolerances. On the other hand, there is a risk of the inserts and / or being displaced Pipes in the manipulations and processes associated with the brazing of the heat exchanger are connected. Finally the production rate of the inserts by the rotation speed the shape wheel limited, which are used to manufacture the shafts.

Einer anderen Technik gemäß, die bei mechanisch zusammenbauten Wärmetauschern angewandt wird, besteht das Bündel aus parallelen Rohren, deren Querschnitt beliebig sein kann und die eine Vielzahl von dünnen Kühlflügeln durchqueren. Diese zweite Technik weist ebenso Nachteile auf. Die Abstandsweite der dünnen Flügel ist wegen der verwendeten Fertigungstechnik konstant. Diese Flügel werden nämlich durch Druck zugeschnitten. Die Abstandsweite der Flügel wird durch einen ausgeschnitten und umgebogenen Fuß erhalten. Diese Weite ist für eine gegebene Matrize konstant. Außerdem ist die Wärmeleistung eines Wärmetauscherbündels dieser Art kleiner als diejenige eines Wärmetauscherbündels mit verlöteten, gewellten Einschüben.Another technique according to mechanically assembled heat exchangers the bundle is applied from parallel tubes, the cross section of which can be as desired and which are a variety of thin Cross the cooling blades. This the second technique also has disadvantages. The distance between the thin wing is constant because of the manufacturing technology used. These wings will be namely cut by pressure. The distance between the wings is preserved by a cut and bent foot. This width is for a given Matrix constant. Moreover is the heat output a bundle of heat exchangers Kind smaller than that of a heat exchanger bundle soldered, corrugated inserts.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmetauscherbündel und ein Wärmetauscher mit einem Bündel dieser Art, das die genannten Nachteile beseitigt. Hierzu schlägt sie ein Wärmetauscherbündel vor, das einen einstückigen Einschub umfasst, der aus einem gestanzten Blechband besteht, das ziehharmonikaartig gefaltet ist, um eine Vielzahl von Wärmetauschflächen zu begrenzen, die von einander durch umgebogene Ränder des Bandes getrennt sind.Object of the present invention is a heat exchanger bundle and a heat exchanger with a bundle of this type, which eliminates the disadvantages mentioned. To do this, she strikes Heat exchanger bundle before, the one piece Includes insert, which consists of a stamped sheet metal strip, the is folded like an accordion to a variety of heat exchange surfaces limit, which are separated from each other by bent edges of the tape.

Mittels dieser Merkmale wird eine perfektionierte Wärmetauschfläche erhalten, die in einem einzigen Stück ausgeführt ist. Die Strömungskanäle für ein Wärme transportierendes Fluid und die Wärmetauschflächen sind auf genaue Weise relativ zueinander positioniert. Das Risiko einer Relativversetzung dieser Teile zueinander während der Handhabungen und/oder der Vorgänge, die mit dem Hartlöten verknüpft sind, wird vermieden.Using these features, a maintain a perfect heat exchange surface, the one piece accomplished is. The flow channels for a heat-transporting Fluid and the heat exchange surfaces are positioned exactly relative to each other. The risk of one Relative displacement of these parts to each other during handling and / or the processes the one with the brazing connected are avoided.

Die Abstandsweite der Wärmetauschflächen kann variiert werden, wenn man es wünscht.The distance between the heat exchange surfaces can can be varied if you wish.

Vorzugsweise sind Öffnungen für den Durchtritt eines Gasstroms in den umgebogenen Rändern des Bandes vorgesehen. Mittels dieser Öffnungen kann der Gasstrom in Kontakt mit beiden Seiten der Wärmetauschflächen strömen.Openings are preferred for the Passage of a gas stream is provided in the bent edges of the belt. By means of these openings the gas flow will flow in contact with both sides of the heat exchange surfaces.

Bei einer ersten Ausführungsvariante werden die parallelen Kanäle in geschlossenen Ausschnitten aufgenommen. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante werden die parallelen Kanäle in offenen Ausschnitten aufgenommen.In a first variant become the parallel channels recorded in closed sections. According to a further variant become the parallel channels recorded in open sections.

Um den Wärmeaustausch zwischen dem Gasstrom und den Wärmetauschflächen zu begünstigen, sind vorteilhafterweise Klappläden in den Wärmetauschflächen ausgebildet.To heat exchange between the gas flow and the heat exchange surfaces favor, are advantageously folding shutters trained in the heat exchange surfaces.

In einer weiteren Hinsicht betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherbündels wie es oben definiert ist, das die folgenden Vorgänge umfasst:

  • a) Vorsehen eines einstückigen Einschubs, der aus einem gestanzten Blechband besteht, das ziehharmonikaartig gefaltet ist, um eine Vielzahl von Wärmetauschflächen zu begrenzen, die voneinander durch umgebogene Ränder des Bandes getrennt sind und Ausschnitte umfassen,
  • b) Vorsehen einer Vielzahl von parallelen Kanälen,
  • c) Einführen der parallelen Kanäle in die Ausschnitte des einstückigen Einschubs, und
  • d) Zusammenbauen der parallelen Kanäle und des einstückigen Einschubs.
In a further aspect, the invention relates to a method for producing a heat exchanger bundle as defined above, which comprises the following processes:
  • a) providing a one-piece insert, which consists of a stamped sheet-metal strip which is folded like an accordion, in order to delimit a multiplicity of heat exchange surfaces which are separated from one another by bent edges of the strip and comprise cutouts,
  • b) providing a plurality of parallel channels,
  • c) inserting the parallel channels into the cutouts of the one-piece insert, and
  • d) assembling the parallel channels and the one-piece insert.

Vorteilhafterweise umfasst der Vorgang a) das Zuschneiden des Blechbandes durch ein Presswerkzeug und dann die Formung der Falten mit Rädchen oder einer Presse.The process advantageously comprises a) cutting the sheet metal strip by a pressing tool and then the formation of the folds with cogs or a press.

Bei dem Vorgang c) kann das Einführen der parallelen Kanäle entweder in geschlossene Ausschnitte oder in offene Ausschnitte des einstückigen Einschubs erfolgen.In process c) the introduction of the parallel channels either in closed sections or in open sections of the one-piece insert respectively.

Der Vorgang d) kann entweder ein mechanisches Dehnen der parallelen Kanäle in den Ausschnitten des einstückigen Einschubs oder ein Verlöten der parallelen Kanäle in den Ausschnitten des einstückigen Einschubs umfassen.Operation d) can either be a mechanical stretching of the parallel channels in the cutouts of the one-piece Insertion or soldering of the parallel channels in the cutouts of the one-piece Include inserts.

Das Verfahren umfasst vorteilhafterweise einen zusätzlichen Vorgang e), der darin besteht, zwei Sammelkästen an den Enden der parallelen Kanäle anzubringen, um einen Wärmetauscher zu bilden.The method advantageously comprises An additional Process e), which consists of two collection boxes at the ends of the parallel To install channels, around a heat exchanger to build.

In anderer Hinsicht betrifft die Erfindung einen Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, der aus einem Bündel besteht, wie es oben definiert ist, das zwischen zwei Sammelkästen angebracht ist.In another respect, the invention relates to a heat exchanger, especially for a motor vehicle stuff that consists of a bundle as defined above, which is attached between two collecting boxes.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Studium der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen offenbar werden, die zur Veranschaulichung unter Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen erfolgt:Other features and advantages of present invention will become apparent upon studying the following description of embodiments be made illustrative with reference to the following attached Drawings are made:

1 ist eine schematische Gesamtansicht eines Wärmetauschers des Standes der Technik; 1 Figure 3 is an overall schematic view of a prior art heat exchanger;

2 ist eine Perspektivansicht eines Fragments eines Blechbandes, das für die Herstellung eines einstückigen Einschubs für ein erfindungsgemäßes Bündel bestimmt ist; 2 is a perspective view of a fragment of a sheet metal strip intended for the manufacture of a one-piece insert for a bundle according to the invention;

3 ist eine Perspektivansicht des in 2 dargestellten Bandfragments beim Falten; 3 is a perspective view of the in 2 ribbon fragments shown when folding;

4 ist eine Perspektivansicht des in den 2 und 3 dargestellten Bandfragments, das komplett ziehharmonikaartig gefaltet ist; 4 is a perspective view of the in the 2 and 3 illustrated band fragments, which is completely folded like an accordion;

5 ist eine teilweise angeschnittene Endansicht des in 4 dargestellten gefalteten Bandes; 5 is a partially cut end view of the in 4 illustrated folded ribbon;

6 ist eine Draufsicht einer Ausführungsvariante des in 4 dargestellten, vollständig gefalteten Bandfragments; 6 is a top view of an embodiment of the in 4 illustrated, fully folded ribbon fragments;

7 ist eine Perspektivansicht des in den 2 bis 5 dargestellten Bandes bei der Einführung der Strömungskanäle für das Wärme transportierende Fluid; 7 is a perspective view of the in the 2 to 5 illustrated band during the introduction of the flow channels for the heat-transporting fluid;

8 ist eine Perspektivansicht des in 6 dargestellten, ziehharmonikaartige gefalteten Bandes nach der Einführung der Strömungskanäle für das Wärme transportierende Fluid; 8th is a perspective view of the in 6 illustrated concertina-like folded band after the introduction of the flow channels for the heat-transporting fluid;

9 ist eine Perspektivansicht eines ziehharmonikaartig gefalteten Bandes analog zu 8. 9 is a perspective view of a concertina-like folded band analogous to 8th ,

In 1 ist ein Wärmetauscher gemäß des Standes der Technik dargestellt. Er umfasst ein Bündel 10, das zwischen zwei Sammelkästen 12 und 14 angebracht ist. Das Wärmetauschbündel 10 besteht einerseits aus einer Vielzahl von Rohren 16, die parallele Kanäle für das Fließen eines Wärme transportierenden Fluids von einem Sammelkasten zu dem anderen bilden, und andererseits eine Vielzahl von Wärmetauschflächen in thermischem Kontakt mit den Rohren 16.In 1 a heat exchanger according to the prior art is shown. It comprises a bundle 10 between two collection boxes 12 and 14 is appropriate. The heat exchange bundle 10 consists on the one hand of a multitude of tubes 16 which form parallel channels for the flow of a heat-transporting fluid from one header to the other, and on the other hand a plurality of heat exchange surfaces in thermal contact with the pipes 16 ,

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bestehen die Wärmetauschflächen aus gewellten Einschüben 18, die aus einem Metallband geformt werden, das verformt wird, um die Wellen zu bilden. Ein zwischen zwei benachbarten Rohren 16 angeordneter Einschub 18 hat mit den zwei Rohren jeweils über die Endbereiche dieser Wellen Kontakt.In the illustrated embodiment, the heat exchange surfaces consist of corrugated inserts 18 that are formed from a metal band that is deformed to form the waves. One between two neighboring pipes 16 arranged slot 18 has contact with the two tubes via the end areas of these shafts.

Bei einer anderen bekannten (nicht gezeigten) Ausführungsform bestehen die Wärmetauschflächen aus dünnen Flügeln, die zum Beispiel in einer Presse aus Blechbändern zugeschnittenen werden. Diese Flügel sind senkrecht zu den Rohren angeordnet und durchqueren sie.Another known (not embodiment shown the heat exchange surfaces consist of thin wings for example, cut from sheet metal strips in a press. This wing are arranged perpendicular to the pipes and cross them.

Diese zwei bekannten Ausführungsformen weisen die Nachteile auf, die in dem einleitenden Teil dargelegt wurden.These two known embodiments have the disadvantages set out in the introductory part.

In 2 ist ein Teil eines Blechbandes dargestellt, das zur Herstellung eines einstückigen Einschubs 20 für ein erfindungsgemäßes Wärmetauschbündel bestimmt ist. In einem ersten Fertigungsschritt wird das Blechband gestanzt, zum Beispiel mittels einer Presse. Die angebrachten Perforationen sind verschiedener Art. Man unterscheidet zunächst längliche Ausschnitte 22, die sich in der Längsrichtung des Bandes erstrecken und für den Durchtritt der Strömungskanäle für ein Wärme transportierendes Fluid bestimmt sind, wie später ausführlich erläutert werden wird.In 2 is shown part of a sheet metal strip, which is used to produce a one-piece insert 20 is intended for a heat exchange bundle according to the invention. In a first manufacturing step, the sheet metal strip is punched, for example using a press. The perforations are of various types. First, a distinction is made between elongated cutouts 22 which extend in the longitudinal direction of the belt and are intended for the passage of the flow channels for a heat-transporting fluid, as will be explained in detail later.

Die Ausschnitte 22 sind regelmäßig in Richtung ihrer Breite beabstandet, so dass sie zwischen sich Wärmetauschbereiche 24 begrenzen. In dem beschriebene Ausführungsbeispiel werden die Wärmetauschbereiche 24 von Klappläden 26 durchbrochen, die den Wärmeaustausch zwischen dem Gasstrom, der das Wärmetauschbündel durchquert, und den Wärmetauschflächen 24 verbessern. Andererseits sind die Ausschnitte 22 regelmäßig in Richtung ihrer Länge beabstandet, so dass sie zwischen sich einen Blechstreifen 28 belassen, der sich in der Querrichtung des Bandes erstreckt und für die Bildung umgebogener Ränder 30 (siehe 3) vorgesehen ist, die in einem späteren Schritt der Fertigung ausgeführt werden. In den Streifen 28 sind Öffnungen 32 von im Wesentlichen rechteckiger Form ausgebildet, die zwei Ausschnittreihen 22 trennen. Die Funktion der Öffnungen 32 besteht darin, den Durchtritt des Gasstroms im Kontakt mit den zwei Seiten der Wärmetauschflächen 24 zu erleichtern.The cutouts 22 are regularly spaced in the direction of their width so that they have heat exchange areas between them 24 limit. In the described embodiment, the heat exchange areas 24 of folding shutters 26 which breaks the heat exchange between the gas stream that crosses the heat exchange bundle and the heat exchange surfaces 24 improve. On the other hand, the cutouts 22 regularly spaced in the direction of their length so that there is a sheet metal strip between them 28 left which extends in the transverse direction of the tape and for the formation of bent edges 30 (please refer 3 ) is provided, which will be carried out in a later step of production. In the stripes 28 are openings 32 of essentially rectangular shape, the two rows of cutouts 22 separate. The function of the openings 32 is the passage of the gas flow in contact with the two sides of the heat exchange surfaces 24 to facilitate.

In 2 ist natürlich nur ein Fragment des Bandes dargestellt, das für die Herstellung des einstückigen Einschubs 20 bestimmt ist. In Wirklichkeit umfasst ein komplettes Band eine große Zahl von Ausschnitten 22 und man muss das in 2 dargestellte Fragment gedanklich in Längsrichtung und Querrichtung verlängern, wie durch die Strichpunktierung angedeutet ist, um sich das komplette Band vorzustellen.In 2 of course, only a fragment of the tape is shown, which is used to manufacture the one-piece insert 20 is determined. In reality, a complete volume comprises a large number of sections 22 and you have to do that in 2 lengthen the fragment shown in the longitudinal and transverse directions, as indicated by the dash-dotted line, in order to imagine the complete volume.

In 3 ist eine Perspektivansicht des Bandfragments der 2 bei der Falzung dargestellt. Man erkennt, dass umgebogene Ränder 30 an jedem Ende einer Reihe von parallelen Ausschnitten 22 ausgebildet sind. Diese umgebogenen Ränder 30 erstrecken sich in Querrichtung des Bandes und können mittels Rädchen oder Presse geformt werden. Nach dem abgeschlossenen Umbiegen weist das Band das perspektivisch in 4 und im Querschnitt in 5 dargestellte Aussehen auf.In 3 Fig. 3 is a perspective view of the band fragment of Fig 2 shown in the fold. One can see that bent edges 30 at each end of a series of parallel cutouts 22 are trained. These bent edges 30 extend in the transverse direction of the tape and can be formed by means of wheels or press. After the bending has been completed, the tape shows this in perspective 4 and in cross section in 5 shown appearance.

Aus den 4 und 5 erkennt man, dass die Wärmetauschflächen 24 jetzt nach Art der Flügel eines Wärmetauscherbündels des Standes der Technik parallel zueinander angeordnet sind. Man erkennt andererseits, dass die Ausschnitte 22, die in der ebenen Form des in 2 dargestellten Bandes in der Verlängerung voneinander lagen, jetzt übereinander liegen, so dass sie die Einführung der Wärmetauschkanäle gestatten.From the 4 and 5 you can see that the heat exchange surfaces 24 are now arranged parallel to each other in the manner of the wings of a heat exchanger bundle of the prior art. On the other hand, you can see that the cutouts 22 which in the flat form of the in 2 illustrated band were in the extension of each other, now lie one above the other, so that they allow the introduction of the heat exchange channels.

Man erkennt schließlich, dass nach 5 die Freiräume 361 und 362 , die durch zwei benachbarte Wärmetauschflächen 24 begrenzt sind, an jedem ihrer zwei linken und rechten Enden offen sind. So ist der Freiraum 361 an seinem linken Ende wegen des Vorhandenseins der Öffnungen 32, die in dem gefalteten Rand 30 ausgebildet sind, offen. Rechts ist der Freiraum 361 offen, weil es keinen umgebogenen Rand gibt. Umgekehrt ist der Freiraum 362 , der unmittelbar unter dem Freiraum 361 liegt, offen: nach links, weil es kein Blech gibt, und nach rechts wegen des Vorhandenseins der rechteckigen Öffnungen 32 (siehe 2). So kann der gasförmige Luftstrom, der zwischen den Wärmetauschflächen 24 zirkuliert, wie durch die Pfeile 38 angezeigt ist, die zwei Seiten jeder Fläche 24 überstreichen.You can finally see that after 5 the freedom 36 1 and 36 2 created by two adjacent heat exchange surfaces 24 are limited, are open at each of their two left and right ends. This is the freedom 36 1 at its left end due to the presence of the openings 32 that in the folded edge 30 are trained, open. On the right is the free space 36 1 open because there is no folded edge. The opposite is the freedom 36 2 , which is directly under the free space 36 1 lies, open: to the left because there is no sheet metal, and to the right because of the presence of the rectangular openings 32 (please refer 2 ). This allows the gaseous air flow between the heat exchange surfaces 24 circulates as through the arrows 38 is shown the two sides of each face 24 sweep.

Um die Durchmischung des Gasstroms und damit den Wärmeaustausch zwischen dem Luftstrom 38 und den Wärmetauschflächen 24 zu verbessern, sind optional Klappläden 26 in den Flächen 24 vorgesehen. Man erkennt, dass die Klappläden 26 symmetrisch zu einer vertikalen, mittigen Symmetrieebene des einstückigen Einschubs 20 angeordnet sind. Wie man in 5 erkennen kann, ist schließlich ein umgebogener Rand 40 an jedem der Enden des einstückigen Einschubs 20 vorgesehen.About the mixing of the gas flow and thus the heat exchange between the air flow 38 and the heat exchange surfaces 24 folding shutters are optional 26 in the areas 24 intended. You can see that the folding shutters 26 symmetrical to a vertical, central plane of symmetry of the one-piece insert 20 are arranged. How to get in 5 can finally see is a bent edge 40 at each of the ends of the one-piece drawer 20 intended.

Bei dem Ausführungsbeispiel der 2 bis 4 sind die Ausschnitte 22, die für die Strömungskanäle eines Wärme transportierenden Fluids vorgesehen sind, geschlossen.In the embodiment of the 2 to 4 are the cutouts 22 , which are provided for the flow channels of a heat-transporting fluid, closed.

In 7 ist ein Wärmetauscherbündel entsprechend demjenigen der 4 dargestellt, bei dem Kanäle 42 in die geschlossenen Ausschnitte 22 eingeführt sind. In dem dargestellten Beispiel sind die Strömungskanäle 42 flache Rohre und weisen eine längliche Form auf, aber es versteht sich, dass andere Formen möglich sind. Die Kanäle 42 könnten zum Beispiel länglich, oval oder kreisförmig sein.In 7 is a heat exchanger bundle corresponding to that of 4 shown where channels 42 in the closed cutouts 22 are introduced. In the example shown, the flow channels are 42 flat tubes and have an elongated shape, but it is understood that other shapes are possible. The canals 42 could be elongated, oval, or circular, for example.

Das in 7 dargestellte Bündel kann durch Hartlöten zusammengebaut werden. Es kann ebenso mechanisch durch mechanische Erweiterung der Kanäle 42 mittels einer Olive zusammengebaut werden.This in 7 the bundle shown can be assembled by brazing. It can also be done mechanically by mechanically expanding the channels 42 be assembled using an olive.

In 6 ist eine Draufsicht einer Ausführungsvariante eines einstückigen Einschubs gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieser Einschub unterscheidet sich von demjenigen, der bezüglich der 2 bis 5 und 7 beschrieben wurde, im Wesentlichen dadurch, dass die Ausschnitte 22 an einem ihrer Enden offen sind, anstatt völlig geschlossen zu sein, wie die Ausschnitte 22 der zuvor beschriebenen Ausführungsvariante. Daher weist der in 6 dargestellte einstückige Einschub 20 von oben gesehen eine Form auf, die an einen Kamm erinnert. Die Strömungskanäle 42 können so seitlich durch die Öffnungen 44 der Ausschnitte 22 eingeführt werden, wie schematisch durch die Pfeile 46 gezeigt ist. Diese Ausführungsvariante gestattet folglich höhere Fertigungstoleranzen hinsichtlich der Ausrichtung der Ausschnitte 22. Wenn diese Ausschnitte nämlich wie bei der vorhergehenden Ausführungsform geschlossen sind, ist es notwendig, dass sie perfekt zueinander ausgerichtet sind, um die Einführung der Kanäle 42 zu gestatten.In 6 a top view of an embodiment variant of a one-piece insert according to the present invention is shown. This insert differs from the one regarding the 2 to 5 and 7 has been described, essentially in that the cutouts 22 are open at one end instead of being completely closed like the cutouts 22 the variant described above. Therefore, in 6 illustrated one-piece insert 20 seen from above, a shape reminiscent of a comb. The flow channels 42 can so through the side openings 44 the cutouts 22 be introduced as schematically by the arrows 46 is shown. This embodiment variant consequently permits higher manufacturing tolerances with regard to the alignment of the cutouts 22 , Namely, if these cutouts are closed as in the previous embodiment, it is necessary that they are perfectly aligned with each other in order to insert the channels 42 to allow.

Man erkennt zudem, dass die in den gefalteten Rändern 30 ausgebildeten Ausschnitte auf einer Seite des einstückigen Einschubs größer sind als auf der anderen. Da nämlich die Ausschnitte 22 auf einer der Seiten des einstückigen Einschubs münden (in 6 rechts), muss die Länge der Ausschnitte 322 reduziert werden, um hinreichend Material zu belassen, um die Wärmetauschflächen 24 zu halten. Umgekehrt mündet der Ausschnitt 22 nicht auf der anderen der Seiten des einstückigen Einschubs 20. Die Öffnungen 321 können folglich länger sein.You can also see that in the folded edges 30 trained cutouts on one side of the one-piece insert are larger than on the other. Because the cutouts 22 lead to one of the sides of the one-piece insert (in 6 right), the length of the cutouts 32 2 be reduced to leave sufficient material to the heat exchange surfaces 24 to keep. Conversely, the section opens 22 not on the other side of the one-piece slot 20 , The openings 32 1 can therefore be longer.

In 8 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines erfindungsgemäßen Wärmetauscherbündels dargestellt, das mittels eines einstückigen Einschubs 20 hergestellt ist, der offene Ausschnitte 22 umfasst, wie er in 6 dargestellt ist. Die Strömungskanäle für die Flüssigkeit 42 und der einstückige Einschub 20 werden vorzugsweise durch Hartlöten zusammengebaut. Da nämlich die Ausschnitte 22 an einem ihrer Enden offen sind, hätte ein mechanischer Zusammenbau durch Dehnung der Kanäle 42 eine Deformation des einstückigen Einschubs zur Folge.In 8th a perspective view of a part of a heat exchanger bundle according to the invention is shown, which is by means of a one-piece insert 20 is made, the open cutouts 22 includes how he in 6 is shown. The flow channels for the liquid 42 and the one-piece insert 20 are preferably assembled by brazing. Because the cutouts 22 open at one end would have been mechanical assembly by stretching the channels 42 deformation of the one-piece insert.

9 ist eine Perspektivansicht eines Teils eines Wärmetauscherbündels analog zu dem in 8 dargestellten, aber ohne Klappläden. 9 is a perspective view of part of a heat exchanger bundle analogous to that in FIG 8th shown, but without folding shutters.

Das Metallband und die Kanäle oder Rohre des Wärmetauschers der Erfindung werden vorteilhafterweise aus Aluminium oder einer Legierung auf Aluminiumbasis hergestellt.The metal band and the channels or Pipes of the heat exchanger the invention are advantageously made of aluminum or one Aluminum-based alloy.

Zur Herstellung des Bündels wird der einstückige Einschub 20 aus einem gestanzten und zieharmonikaartig gefalteten Blechband hergestellt, das die Ausschnitte 22 umfasst. Dieser Vorgang wird zum Beispiel durch Zuschneiden des Blechbandes durch ein Presswerkzeug und dann der Ausbildung der Umbiegungen entweder mit Rädchen oder mit einer Presse ausgeführt.The one-piece insert is used to manufacture the bundle 20 made from a stamped and accordion-like folded sheet metal tape that the cutouts 22 includes. This process is carried out, for example, by cutting the sheet metal strip using a pressing tool and then forming the bends either with a wheel or with a press.

Außerdem werden die parallelen Kanäle (oder Rohre) 42 ausgebildet und dann in die Ausschnitte 22 des einstückigen Einschubs 20 eingeführt. Dieses Einführen erfolgt entweder in der Achse der Ausschnitte, wenn es sich um offene Ausschnitte handelt, oder senkrecht zu dieser Achse, wenn es sich um geschlossene Ausschnitte handelt.In addition, the parallel channels (or pipes) 42 trained and then into the cutouts 22 of the one-piece insert 20 introduced. This insertion takes place either in the axis of the cutouts if the cutouts are open or perpendicular to this axis if the cutouts are closed.

Dann werden die parallelen Kanäle und der einstückige Einschub zusammengebaut. Dieses Zusammenbauen erfolgt durch eine mechanische Dehnung der Kanäle 42 in den Ausschnitten 22 des einstückigen Einschubs oder durch Verlöten der parallelen Kanäle und des einstückigen Einschubs.Then the parallel channels and the one-piece insert are assembled. This assembly is done by mechanical expansion of the channels 42 in the cutouts 22 of the one-piece insert or by soldering the parallel channels and the one-piece insert.

Um einen Wärmetauscher zu bilden, werden zwei Sammelkästen 12 und 14 an die Enden der parallelen Kanäle 42 angebracht. Dieser Vorgang kann stattfinden, sobald das Bündel hergestellt und zusammengebaut ist. In bestimmten Fällen ist es möglich, einen der Sammelkästen oder auch beide vor der Einführung des einstückigen Einschubs anzubringen.To form a heat exchanger, two collection boxes 12 and 14 to the ends of the parallel channels 42 appropriate. This process can take place once the bundle is made and assembled. In certain cases it is possible to have one of the collection boxes or both in front the introduction of the one-piece insert.

Die Erfindung betrifft insbesondere Wärmetauscher für Kraftfahrzeuge. Diese Wärmetauscher können insbesondere in Form eines Kühlers eines Fahrzeugmotors, eines Luftheizgeräts für die Heizung eines Fahrgastraums oder eines Luftkühlers zur Aufladung eines Fahrzeugmotors hergestellt werden. Es kann sich auch um einen Verdampfer oder einen Kondensator für einen Klimakreislauf eines Fahrzeugs handeln. In all diesen Fällen werden die Kanäle oder Rohre des Wärmetauschers von einem Fluid durchquert, das Wärme mit einem gasförmigen Fluid, im Allgemeinen einem Luftstrom austauscht.The invention relates in particular heat exchangers for motor vehicles. These heat exchangers can in particular in the form of a cooler a vehicle engine, an air heater for heating a passenger compartment or an air cooler for charging a vehicle engine. It can also an evaporator or a condenser for one Act climate cycle of a vehicle. In all of these cases the channels or pipes of the heat exchanger traversed by a fluid, the heat with a gaseous fluid, in Generally exchanges an air flow.

ZusammenfassungSummary

Das Bündel für einen Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug hat eine Vielzahl von parallelen Kanälen (42) und eine Vielzahl von Wärmetauschflächen (24), die mit einem Gasstrom in einer Wärmetauschwechselwirkung stehen. Jede der Wärmetauschflächen (24) weist Ausschnitte (22) auf, in denen die parallelen Kanäle (42) angeordnet sind. Ein einstückiger Einschub (20) besteht aus einem gestanzten Blechband, das ziehharmonikaartig gefaltet ist, um eine Vielzahl von Wärmetauschflächen (24) zu begrenzen, die voneinander durch umgebogene Ränder (30) des Bandes getrennt sind.
(8)The bundle for a heat exchanger for a motor vehicle has a plurality of parallel channels ( 42 ) and a variety of heat exchange surfaces ( 24 ) which are in a heat exchange interaction with a gas flow. Each of the heat exchange surfaces ( 24 ) has cutouts ( 22 ) in which the parallel channels ( 42 ) are arranged. A one-piece insert ( 20 ) consists of a punched sheet metal band, which is folded like an accordion, around a large number of heat exchange surfaces ( 24 ) limit each other by bent edges ( 30 ) of the tape are separated.
( 8th )

Claims (14)

Bündel, insbesondere für einen Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug, mit einer Vielzahl von parallelen Kanälen (42) und einer Vielzahl von Wärmetauschflächen (24), die mit einem Gasstrom in einer Wärmetauschwechselwirkung stehen, wobei jede der Wärmetauschflächen (24) Ausschnitte (22) aufweist, in denen die parallelen Kanäle (42) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass es einen einstückigen Einschub (20) umfasst, der aus einem gestanzten Blechband besteht, das ziehharmonikaartig gefaltet ist, um eine Vielzahl von Wärmetauschflächen (24) zu begrenzen, die voneinander durch umgebogene Ränder (30) des Bandes getrennt sind.Bundle, in particular for a heat exchanger for a motor vehicle, with a plurality of parallel channels ( 42 ) and a variety of heat exchange surfaces ( 24 ) which are in a heat exchange interaction with a gas flow, each of the heat exchange surfaces ( 24 ) Excerpts ( 22 ) in which the parallel channels ( 42 ) are arranged, characterized in that there is a one-piece insert ( 20 ), which consists of a stamped sheet metal band, which is folded like an accordion, around a large number of heat exchange surfaces ( 24 ) limit each other by bent edges ( 30 ) of the tape are separated. Bündel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Öffnungen (32, 321 , 322 ) für den Durchtritt eines Gasstroms in den umgebogenen Rändern (30) des Bandes vorgesehen sind.Bundle according to claim 1, characterized in that openings ( 32 . 32 1 . 32 2 ) for the passage of a gas flow in the bent edges ( 30 ) of the tape are provided. Bündel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Kanäle (42) in geschlossenen Ausschnitten (22) aufgenommen werden.Bundle according to one of claims 1 or 2, characterized in that the parallel channels ( 42 ) in closed sections ( 22 ) are included. Bündel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Kanäle (42) in offenen Ausschnitten (22) aufgenommen werden.Bundle according to one of claims 1 or 2, characterized in that the parallel channels ( 42 ) in open cutouts ( 22 ) are included. Bündel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wärmetauschflächen (24) Klappläden (26) ausgebildet sind.Bundle according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the heat exchange surfaces ( 24 ) Folding shutters ( 26 ) are trained. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherbündels nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Vorgänge umfasst: a) Vorsehen eines einstückigen Einschubs (20), der aus einem gestanzten Blechband besteht, das ziehharmonikaartig gefaltet ist, um eine Vielzahl von Wärmetauschflächen (24) zu begrenzen, die voneinander durch umgebogene Ränder (30) des Bandes getrennt sind und Ausschnitte (22) umfassen, b) Vorsehen einer Vielzahl von parallelen Kanälen (24), c) Einführen der parallelen Kanäle (42) in die Ausschnitte (22) des einstückigen Einschubs (20), und d) Zusammenbauen der parallelen Kanäle (42) und des einstückigen Einschubs (20).Method for producing a heat exchanger bundle according to one of claims 1 to 5, characterized in that it comprises the following operations: a) providing a one-piece insert ( 20 ), which consists of a punched sheet metal band, which is folded like an accordion, around a large number of heat exchange surfaces ( 24 ) limit each other by bent edges ( 30 ) of the tape are separated and cutouts ( 22 ) include, b) providing a plurality of parallel channels ( 24 ), c) Introducing the parallel channels ( 42 ) in the cutouts ( 22 ) of the one-piece insert ( 20 ), and d) assembling the parallel channels ( 42 ) and the one-piece insert ( 20 ). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang a) das Zuschneiden des Blechbandes durch ein Presswerkzeug und dann die Formung der Falten mit Rädchen umfasst.A method according to claim 6, characterized in that the process a) cutting the sheet metal strip using a pressing tool and then includes the formation of the folds with cogs. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang a) das Zuschneiden des Blechbandes durch ein Presswerkzeug und dann die Formung der Falten mit einer Presse umfasst.A method according to claim 6, characterized in that the process a) cutting the sheet metal strip using a pressing tool and then includes forming the folds with a press. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang c) das Einführen der parallelen Kanäle (42) in geschlossene Ausschnitte (22) des einstückigen Einschubs (20) umfasst.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that the process c) the introduction of the parallel channels ( 42 ) in closed sections ( 22 ) of the one-piece insert ( 20 ) includes. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang c) das Einführen der parallelen Kanäle (42) in offene Ausschnitte (22) des einstückigen Einschubs (20) umfasst.Method according to one of claims 6 to 8, characterized in that the process c) the introduction of the parallel channels ( 42 ) in open cutouts ( 22 ) of the one-piece insert ( 20 ) includes. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang d) ein mechanisches Dehnen der parallelen Kanäle (42) in den Ausschnitten (22) des einstückigen Einschubs (20) umfasst.Method according to one of claims 6 to 9, characterized in that the process d) a mechanical stretching of the parallel channels ( 42 ) in the cutouts ( 22 ) of the one-piece insert ( 20 ) includes. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang d) ein Verlöten der parallelen Kanäle (42) in den Ausschnitten (22) des einstückigen Einschubs (20) umfasst.Method according to one of claims 6 to 10, characterized in that the process d) soldering the parallel channels ( 42 ) in the cutouts ( 22 ) of the one-piece insert ( 20 ) includes. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Vorgang e) umfasst, der darin besteht, zwei Sammelkästen (12, 14) an den Enden der parallelen Kanäle (42) anzubringen, um einen Wärmetauscher zu bilden.Method according to one of claims 6 to 12, characterized in that it comprises a process e), which consists in two collecting boxes ( 12 . 14 ) at the ends of the parallel channels ( 42 ) on bring to form a heat exchanger. Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, der aus einem Bündel (10) besteht, das zwischen zwei Sammelkästen (12, 14) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Bündel (10) einem der Ansprüche 1 bis 5 entspricht, oder durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 13 erhalten wird.Heat exchanger, in particular for a motor vehicle, which consists of a bundle ( 10 ) that exists between two collection boxes ( 12 . 14 ) is attached, characterized in that the bundle ( 10 ) corresponds to one of claims 1 to 5, or is obtained by the method according to one of claims 6 to 13.
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