EP1570223B1 - Wärmeübertrager - Google Patents

Wärmeübertrager Download PDF

Info

Publication number
EP1570223B1
EP1570223B1 EP03788989A EP03788989A EP1570223B1 EP 1570223 B1 EP1570223 B1 EP 1570223B1 EP 03788989 A EP03788989 A EP 03788989A EP 03788989 A EP03788989 A EP 03788989A EP 1570223 B1 EP1570223 B1 EP 1570223B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
heat exchanger
lateral area
area
accordance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP03788989A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1570223A1 (de
Inventor
Werner Helms
Markus Reck
Stefan Weise
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Publication of EP1570223A1 publication Critical patent/EP1570223A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1570223B1 publication Critical patent/EP1570223B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0224—Header boxes formed by sealing end plates into covers

Definitions

  • the present invention relates to a heat exchanger, in particular a charge air cooler for a motor vehicle.
  • the air to be supplied to the combustion can be compressed, for example with a turbocharger, before it is supplied to the combustion chambers of the internal combustion engine.
  • a turbocharger a heat exchanger designed as a charge air cooler is connected downstream, with which the compressed air can be cooled to an allowable temperature before its combustion.
  • An intercooler is for example in the DE 197 57 034 A1 described.
  • the hot air is introduced into a first collecting channel of the heat exchanger, where it is distributed and flows into flat tubes, which open into the collecting channel.
  • the flat tubes are side by side, and arranged with the long sides of their cross-section containing side surfaces parallel to each other and form a flow path, is passed through the cooling air.
  • cooling fins are arranged between the flat tubes, which effect an effective heat exchange between the flat tubes and the cooling air flow.
  • the flat tubes open into a second collecting channel, which supplies the incoming therein, cooled, compressed charge air combustion in the engine.
  • the tubes are usually inserted into openings of a tube plate and soldered fluid-tight. At any charge of compressed air, this solder joint is subject to high mechanical loads due to rapid pressure changes. Especially the narrow sides of flat tubes do not meet the increasing strength requirements, which may result in leaks especially in the sides of the tubesheet facing areas such pipe-ground connections.
  • the WO 02/04881 A1 describes a head piece for a condenser, which is formed from a tube plate and a box part.
  • the tube plate has tube insertion openings and is stiffened by longitudinal shoulders with the tube insertion openings intersecting the shoulders.
  • the object of the invention is to provide a heat exchanger, in particular a charge air cooler, are reduced in the mechanical loads of pipe-floor connections without additional expenditure of material.
  • a heat exchanger tubes which are adapted to be flowed through by a first medium and to be flowed around by a second medium, so that heat from the first to the second medium or vice versa transferable.
  • At least one collecting box communicating with the tubes comprises at least one tubesheet which has a substantially flat central region and at least one side region angled or rounded off from the central region.
  • the tube bottom preferably has two, in particular opposite, side regions, which are angled or rounded off from the central region.
  • In the central area are tube openings into which the tubes can be inserted to form the communicating connection with the collecting box.
  • a middle region of a tube plate is to be regarded as essentially flat if the tubesheet is largely flat in this region.
  • a tube bottom middle region with outlines of tube openings formed as so-called passages and / or with other minor deviations from a flatness is essentially planar in the context of the invention.
  • the tubesheet has passages which delimit the tube openings which according to the invention point out of the collection box. These passages serve to increase the contact area between the inserted tubes and the tubesheet, thereby enhancing the tube-to-floor connection.
  • the passage of the at least one pipe opening on or in the at least one side region is particularly advantageously lower than in the middle region of the pipe bottom. As a result, an attack surface for mechanical stresses originating from the side region is reduced at the tube-bottom connection, while a high stability of the tube-bottom connection in the middle region of the tube bottom is maintained.
  • the at least one side region of the tube bottom comprises one or more flat partial regions, so that the collecting container has a faceted shape. This allows a secure production with low manufacturing tolerances.
  • the at least one side region has a rounding with an approximately constant radius of curvature or a plurality of curves with different Curvature radii on.
  • a particularly good approximation to a semicircular cross section of the tube bottom is achieved.
  • an improved approach to a semicircular shape of the tube bottom cross-section is a continuous convex design of the at least one side region. Concave areas of strong deformation in the case of pressure loads are thereby avoided.
  • the heat exchanger is designed as a charge air cooler, which is particularly preferably used in motor vehicles.
  • the intercooler on two headers, of which a first for distribution and a second is provided for the collection of charge air.
  • each of the headers has exactly one tubesheet, which is provided with a series of tube openings. It is also advantageous to use a series of flat tubes with intermediate, in particular soldered, corrugated fins, as this achieves an increased heat transfer area.
  • the cooling medium is preferably air, although other cooling media such as water or coolant are conceivable.
  • FIG. 1a shows a section of a heat exchanger 10 in a perspective view.
  • a collecting box 20 for distributing a first medium consists of a tube sheet 30 and a box lid 40, which are welded together at a common contact surface 50.
  • the box lid 40 is here inserted into the tube plate 30.
  • a tube sheet and a box lid by soldering, bonding or positively connected with each other or in one piece or in one piece, that is, for example, consisting of a formed plate formed.
  • the tube plate 30 has a tube opening 60 whose edge 70 is formed as a so-called passage in the collection box inside.
  • a substantially rectangular flat tube 80 is inserted into the tube opening 60 and soldered or welded to the tube sheet 30.
  • corrugated fins which are adjacent on both sides of the flat tube 80 and are soldered to the latter, so that a heat transfer from the first to the tube 80 and the ribs flowing around the second medium or from the second to the first medium is increased.
  • the heat exchanger includes 10 a whole series of alternating flat tubes and corrugated fins, which form a so-called tube-rib block.
  • the tube 80 is inserted into the tube opening 60 so far that an upper edge region 90 of the tube 80 extends beyond the passage 70.
  • good utilization of the tube 80 facing, non-visible inner surface of the passage 70 is guaranteed as a contact surface for a pipe-floor connection.- This serves, for example, a dense soldering.
  • the supernatant of the tube 80 is to be kept as low as possible over the tube plate 30. For this reason, the tube opening 60 is located in a substantially planar central region 100 of the tube bottom 30.
  • the collecting box 20 If the collecting box 20 is charged with the first medium, the collecting box 20 under certain circumstances deforms such that its cross-sectional shape approaches a circular shape.
  • side regions 110, 120 of the tube bottom 30 are angled relative to the central region 100. This results in a lower deformation of the tube plate 30 under pressure loading of the collecting tank 20 in these side regions 110, 120.
  • the mechanically most stressed in such pressure-induced deformations end faces 130; 140 of the flat tube 80 are relieved by the fact that the tube opening 60 and thus also the tube 80 extend into the side regions 110, 120 of the tube bottom 30.
  • FIG. 1 c shows a cross section of the heat exchanger section from FIG. 1 a or FIG. 1 b, wherein the sectional plane extends transversely through the tube 80.
  • FIG. 2a, 2b and 2c an embodiment of the heat exchanger 210 according to the invention is shown analogous to Fig. 1a, 1b and 1c, which differs from the previous embodiment essentially in that the passage 270 is formed aus mar thed from the collecting box 220.
  • the tube sheet 230 is welded to a box lid 240 at the common interface 250.
  • a substantially rectangular flat tube 280 is inserted into the tube opening 260 with the passage 270 and soldered or welded to the tube sheet 230.
  • the passage 270 out of the collection box 220 In order to reduce a pressure drop of a first medium flowing through the header 220 and among others through the tube 280 via the heat exchanger, the passage 270 out of the collection box 220, so that the tube 280 stuck in the passage 270 is not above the tube sheet 230 in whose substantially planar central region 300 protrudes.
  • Side regions 310, 320 of the tube bottom 230 are angled relative to the central region 300 in order to reduce deformation of the header tank 220 under pressure, at least in the side regions 310, 320.
  • the tube opening 260 and thus the tube 280 extend to the side regions 310, 320, which is illustrated particularly clearly in FIG. 2c.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Separation By Low-Temperature Treatments (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Ladeluftkühler für ein Kraftfahrzeug.
  • Um eine Leistungssteigerung eines Verbrennungsmotors zu erzielen, kann die der Verbrennung zuzuführende Luft beispielsweise mit einem Turbolader verdichtet werden, bevor sie den Brennkammern des Verbrennungsmotors zugeführt wird. Die Verdichtung der Luft bringt jedoch gleichzeitig eine Erwärmung derselben mit sich, die für einen optimalen Ablauf des Verbrennungsprozesses nachteilig ist. Beispielsweise kann dadurch eine verfrühte Zündung oder eine erhöhte Stickoxidemission ausgelöst werden. Um die nachteiligen Folgen von der Verbrennung zugeführter überhitzter Luft zu vermeiden, wird einem Turbolader ein als Ladeluftkühler ausgebildeter Wärmeübertrager nachgeschaltet, mit dem die komprimierte Luft vor ihrer Verbrennung auf eine zulässige Temperatur abgekühlt werden kann.
  • Ein Ladeluftkühler ist beispielsweise in der DE 197 57 034 A1 beschrieben. Bei dem dortigen Wärmetauscher wird die heiße Luft in einen ersten Sammelkanal des Wärmetauschers eingeleitet, wo sie sich verteilt und in Flachrohre einströmt, die in den Sammelkanal einmünden. Die Flachrohre sind nebeneinander, und mit den die langen Seiten ihres Querschnittes enthaltenden Seitenflächen parallel zueinander angeordnet und bilden einen Strömungsweg aus, durch den kühlende Luft durchgeleitet wird. Im Strömungsweg sind zwischen den Flachrohren Kühlrippen angeordnet, die einen effektiven Wärmeaustausch zwischen den Flachrohren und dem kühlenden Luftstrom bewirken. Nach dem Durchqueren des kühlenden Luftstromes münden die Flachrohre in einen zweiten Sammelkanal, der die darin einströmende, gekühlte, komprimierte Ladeluft der Verbrennung im Motor zuführt.
  • Bei Wärmeübertragern wie insbesondere derartigen Ladeluftkühlern sind die Rohre üblicherweise in Öffnungen eines Rohrbodens gesteckt und fluiddicht verlötet. Bei jeder Beladung mit komprimierter Luft unterliegt diese Lötverbindung aufgrund schneller Druckänderungen hohen mechanischen Belastungen. Besonders die Schmalseiten von Flachrohren erfüllen nicht die steigenden Festigkeitsanforderungen, wodurch sich Undichtigkeiten insbesondere in den Seiten des Rohrbodens zugewandten Bereichen solcher Rohr-Boden-Verbindungen ergeben können.
  • Ein einfacher Weg, um die Festigkeit von Rohr-Boden-Verbindungen zu steigern, ist eine Verwendung von Rohren und/oder Rohrböden mit höherer Wandstärke oder von Außen- und/oder Innenrippen mit höherer Materialstärke. Die vergrößerte mechanische Stabilität ist in beiden Fällen einleuchtend, der dafür benötigte Mehraufwand an Materialkosten und -gewicht jedoch sehr hoch.
  • Andere Lösungsvorschläge befassen sich mit einer Verminderung der mechanischen Beanspruchung der Rohr-Boden-Verbindungen durch Verwendung von Zugankern in den Ladeluftkästen. Diese Zuganker stabilisieren die Ladeluftkästen und entlasten dadurch die Rohr-Boden-Verbindungen, bringen jedoch eine Erhöhung des Materialaufwands und des durch den Ladeluftkühler verursachten Druckverlustes mit sich.
  • Die WO 02/04881 A1 beschreibt ein Kopfstück für einen Kondensator, der aus einer Rohrplatte und einem Kastenteil geformt ist. Die Rohrplatte weist Rohreinführöffnungen auf und ist durch längs verlaufende Schultern versteift, wobei die Rohreinführöffnungen die Schultern schneiden.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmeüberträger, insbesondere einen Ladeluftkühler, bereitzustellen, bei dem mechanische Belastungen von Rohr-Boden-Verbindungen ohne Mehraufwand an Material verringert werden.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß Anspruch 1 weist ein Wärmeübertrager Rohre auf, die geeignet sind, von einem ersten Medium durchströmt und von einem zweiten Medium umströmt zu werden, so daß Wärme von dem ersten auf das zweite Medium oder umgekehrt übertragbar ist. Zumindest ein mit den Rohren kommunizierender Sammelkasten umfaßt zumindest einen Rohrboden, der einen im wesentlichen ebenen Mittelbereich und zumindest einen gegenüber dem Mittelbereich abgewinkelten oder abgerundeten Seitenbereich aufweist. Bevorzugt weist der Rohrboden zwei insbesondere gegenüberliegende Seitenbereiche auf, die gegenüber dem Mittelbereich abgewinkelt oder abgerundet sind. In dem Mittelbereich befinden sich Rohröffnungen, in die die Rohre zu einer Bildung der kommunizierenden Verbindung mit dem Sammelkasten einsteckbar sind.
  • Ausgehend von der Erkenntnis, daß sich die Geometrie des Sammelkastens unter Druckbelastung durch Verformung einer Kugelgestalt annähert, da die Kugelform unter allen dreidimensionalen Körpern bei gegebener Oberfläche das größtmögliche Volumen aufweist, ist es Grundgedanke der Erfindung, die geometrische Form eines Querschnitts des Rohrbodens einem Kreisausschnitt anzunähern, so daß Verformungen, die durch eine Druckbelastung des Sammelkastens auftreten, verringert werden, wodurch Verbindungen von Rohren mit dem Rohrboden mechanisch entlastet werden. Zu diesem Zweck reicht zumindest eine der Rohröffnungen im Mittelbereich des Rohr-bodens in den zumindest einen Seitenbereich hinein. Dadurch ist gewährleistet, daß wenigstens ein dem Seitenbereich zugewandter Bereich der Rohr-Boden-Verbindung an einen gegenüber dem Mittelbereich abgewinkelten oder abgerundeten Bereich des Rohrbodens grenzt. Daraus resultierend befindet sich dieser Bereich der Rohr-Boden-Verbindung in einem Gebiet des Sammelkastens, welches im Falle von Druckbelastungen eine verringerte Verformung und damit weniger mechanische Spannungen aufweist.
  • Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Wärmeübertragers werden dessen mechanische Festigkeit und damit auch dessen Lebensdauer erhöht, ohne daß dafür ein Mehraufwand an Material, Teilezahl oder Fertigungszeit nötig wäre.
  • Ein Mittelbereich eines Rohrbodens ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung dann als im wesentlichen eben anzusehen, wenn der Rohrboden in diesem Bereich größtenteils eben ist. Insbesondere ein Rohrbodenmittelbereich mit als sogenannte Durchzüge umgeformten Umrandungen von Rohröffnungen und/oder mit anderen geringfügingen Abweichungen von einer Ebenheit ist im Rahmen der Erfindung im wesentlichen eben.
  • Der Rohrboden weist Durchzüge auf, die die Rohröffnungen begrenzen, die erfindungsgemäß aus dem Sammelkasten herausweisen. Diese Durchzüge dienen einer vergrößerten Kontaktfläche zwischen den eingesteckten Rohren und dem Rohrboden, wodurch die Rohr-Boden-Verbindung verstärkt wird. Besonders vorteilhaft ist der Durchzug der zumindest einen Rohröffnung am beziehungsweise im zumindest einen Seitenbereich niedriger als im Mittelbereich des Rohrbodens. Dadurch wird eine Angriffsfläche für aus dem Seitenbereich herrührende mechanische Spannungen an der Rohr-Boden-Verbindung verkleinert, während eine hohe Stabilität der Rohr-Boden-Verbindung im Mittelbereich des Rohrbodens aufrechterhalten bleibt.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einer Ausführungsform umfaßt der zumindest eine Seitenbereich des Rohrbodens einen oder mehrere ebene Teilbereiche, so daß der Sammelkasten eine facettierte Form aufweist. Dies ermöglicht eine sichere Herstellung mit niedrigen Fertigungstoleranzen.
  • Bevorzugt weist der zumindest eine Seitenbereich eine Rundung mit etwa konstantem Krümmungsradius oder mehrere Rundungen mit verschiedenen Krümmungsradien auf. Dadurch wird eine besonders gute Annäherung an einen halbkreisförmigen Querschnitt des Rohrbodens erreicht.
  • Ebenfalls einer verbesserten Annäherung an eine Halbkreisform des Rohrbodenquerschnitts dient eine durchgehend konvexe Ausbildung des zumindest einen Seitenbereichs. Konkave Teilbereiche starken Verformungen im Falle von Druckbelastungen werden dadurch vermieden.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der erfindungsgemäße Wärmeübertrager als Ladeluftkühler ausgebildet, der besonders bevorzugt in Kraftfahrzeugen einsetzbar ist. Insbesondere weist der Ladeluftkühler zwei Sammelkästen auf, von denen ein erster zur Verteilung und ein zweiter zur Sammlung von Ladeluft vorgesehen ist. Vorteilhafterweise weist jeder der Sammelkästen genau einen Rohrboden auf, der mit einer Reihe von Rohröffnungen versehen ist. Auch ist es vorteilhaft, eine Reihe von Flachrohren mit dazwischenliegenden, insbesondere verlöteten Wellrippen zu verwenden, da hierdurch eine vergrößerte Wärmeübertragungsfläche erreicht wird. Als Kühlmedium dient vorzugsweise Luft, wobei auch andere Kühlmedien wie Wasser oder Kühlmittel denkbar sind.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1a:
    einen Ausschnitt eines Wärmeübertragers,
    Fig. 1b:
    einen Ausschnitt eines Wärmeübertragers,
    Fig. 1c:
    einen Querschnitt eines Wärmeübertragers,
    Fig. 2a:
    einen Ausschnitt eines Wärmeübertragers gemäß der vorliegenden Erfindung,
    Fig. 2b:
    einen Ausschnitt eines Wärmeübertragers und
    Fig. 2c:
    einen Querschnitt eines Wärmeübertragers.
  • Fig. 1a zeigt einen Ausschnitt aus einem Wärmeübertrager 10 in einer perspektivischen Darstellung. Ein Sammelkasten 20 zur Verteilung eines ersten Mediums besteht aus einem Rohrboden 30 und einem Kastendeckel 40, die an einer gemeinsamen Berührungsfläche 50 miteinander verschweißt sind. Der Kastendeckel 40 ist hierbei in den Rohrboden 30 hineingesteckt. Es ist aber ebenso denkbar, den Kastendeckel 40 auf den Rohrboden 30 aufzustecken oder anderweitig an dem Rohrboden 30 anzubringen. Bei anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen sind ein Rohrboden und ein Kastendeckel durch Lötung, Verklebung oder formschlüssig miteinander verbunden beziehungsweise einteilig oder einstückig, das heißt beispielsweise aus einer umgeformten Platte bestehend, ausgebildet.
  • Der Rohrboden 30 weist eine Rohröffnung 60 auf, deren Rand 70 als sogenannter Durchzug in das Sammelkasteninnere hinein umgeformt ist. Ein im wesentlichen rechteckiges Flachrohr 80 ist in die Rohröffnung 60 gesteckt und mit dem Rohrboden 30 verlötet oder verschweißt. Nicht dargestellt sind Wellrippen, die beidseits an das Flachrohr 80 angrenzen und mit letzterem verlötet sind, so daß ein Wärmeübertrag von dem ersten auf ein das Rohr 80 und die Rippen umströmendes zweites Medium oder von dem zweiten auf das erste Medium gesteigert wird. Insgesamt umfaßt der Wärmeübertrager 10 eine ganze Reihe von sich abwechselnden Flachrohren und Wellrippen, die einen sogenannten Rohr-Rippen-Block bilden.
  • Wie in der Seitenansicht in Fig.. 1b zu erkennen ist, ist das Rohr 80 so weit in die Rohröffnung 60 hineingesteckt, daß ein oberer Randbereich 90 des Rohres 80 über den Durchzug 70 hinausragt. Dadurch wird eine gute Ausnutzung einer dem Rohr 80 zugewandten, nicht sichtbaren Innenfläche des Durchzugs 70 als Anlagefläche für eine Rohr-Boden-Verbindung gewährleistet.- Dies dient beispielsweise einer dichten Verlötung. Um einen unnötig hohen Druckabfall des ersten Mediums über den Wärmeübertrager zu vermeiden, ist der Überstand des Rohres 80 über den Rohrboden 30 so gering wie möglich zu halten. Aus diesem Grund befindet sich die Rohröffnung 60 in einem im wesentlichen ebenen Mittelbereich 100 des Rohrbodens 30.
  • Wird der Sammelkasten 20 mit dem ersten Medium beaufschlagt, verformt sich der Sammelkasten 20 unter Umständen derart, daß sich seine Querschnittsform einer Kreisform annähert. Um eine solche Verformung quasi vorwegzunehmen, sind Seitenbereiche 110, 120 des Rohrbodens 30 gegenüber dem Mittelbereich 100 abgewinkelt. Daraus resultiert eine geringere Verformung des Rohrbodens 30 unter Druckbelastung des Sammelkastens 20 in diesen Seitenbereichen 110, 120. Die bei solchen druckbedingten Verformungen mechanisch am stärksten beanspruchten Stirnseiten 130; 140 des Flachrohres 80 werden dadurch entlastet, daß die Rohröffnung 60 und damit auch das Rohr 80 in die Seitenbereiche 110, 120 des Rohrbodens 30 hineinreichen. Die dort vorliegende reduzierte Verformung des Rohrbodens 30 bringt eine Verringerung der mechanischen Belastung des Rohres 80 beziehungsweise der Rohr-Boden-Verbindung mit sich.
  • Fig. 1c zeigt einen Querschnitt des Wärmeübertragerausschnitts aus Fig. 1a beziehungsweise Fig. 1b, wobei die Schnittebene quer durch das Rohr 80 verläuft. Bei einem Vergleich dieser Ansicht mit Fig. 1b wird deutlich, daß durch das Hineinreichen der Rohröffnung 60 in die gegenüber dem Mittelbereich 100 abgewinkelten Seitenbereiche 110, 120 des Rohrbodens 30 der Durchzug 70 an den Stirnseiten 130, 140 des Flachrohres 80 eine reduzierte Höhe aufweist. Dadurch ergibt sich der zusätzliche Vorteil, daß für druckbedingte Verformungen eine verringerte Angriffsfläche am Rohr 80 besteht. Die gleichzeitig in Kauf genommene Verkleinerung der Anlagefläche für die Rohr-Boden-Verbindung ist tolerierbar, da ein wesentlich größerer Teil des Durchzugs 70 in dem ebenen Mittelbereich 100 des Rohrbodens 30 eine für die Stabilität der Rohr-Boden-Verbindung ausreichende Höhe behält.
  • In Fig. 2a, 2b und 2c ist analog zu Fig. 1a, 1b und 1c ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers 210 dargestellt, das sich von dem vorherigen Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß der Durchzug 270 aus dem Sammelkasten 220 herausweisend umgeformt ist. Der Rohrboden 230 ist mit einem Kastendeckel 240 an der gemeinsamen Berührungsfläche 250 Verschweißt. Ein im wesentlichen rechteckiges Flachrohr 280 ist in die Rohröffnung 260 mit dem Durchzug 270 gesteckt und mit dem Rohrboden 230 verlötet oder verschweißt.
  • Um einen Druckabfall eines durch den Sammelkasten 220 und unter anderen durch das Rohr 280 strömenden ersten Mediums über den Wärmeübertrager zu reduzieren, weist der Durchzug 270 aus dem Sammelkasten 220 heraus, so daß das in dem Durchzug 270 steckende Rohr 280 nicht über den Rohrboden 230 in dessen im wesentlichen ebenen Mittelbereich 300 hinausragt. Seitenbereiche 310, 320 des Rohrbodens 230 sind gegenüber dem Mittelbereich 300 abgewinkelt, um eine Verformung des Sammelkastens 220 unter Druckbelastung zumindest in den Seitenbereichen 310, 320 zu reduzieren. Zu einer Entlastung der Stirnseiten 330, 340 des Flachrohrs 280 reichen die Rohröffnung 260 und damit das Rohr 280 an die Seitenbereiche 310, 320 heran, was in Fig. 2c besonders gut verdeutlicht wird.
  • Der Vorteil der verringerten Durchzugshöhe fällt bei diesem Ausführungsbeispiel zwar weg, durch den s-förmigen Querschnitt des Rohrbodens 230 im Bereich Deckelanschluß 250 - Seitenbereich 310/320 - Durchzug 270 wird dem Rohr 280 beziehungsweise der Rohr-Boden-Verbindung jedoch ebenfalls eine Belastungsreduktion zuteil.

Claims (7)

  1. Wärmeübertrager mit Rohren und zumindest einem Sammelkasten, wobei der Sammelkasten zumindest einen Rohrboden (230) und einen Kastendeckel (240) aufweist, wobei der Rohrboden (230) einen im wesentlichen ebenen Mittelbereich (300) mit Rohröffnungen (260), in die die Rohre einsteckbar sind, und zumindest einen gegenüber dem Mittelbereich abgewinkelten oder abgerundeten Seitenbereich (310) aufweist, wobei zumindest eine Rohröffnung (260) in den zumindest einen Seitenbereich (310) hineinreicht, wobei die zumindest eine Rohröffnung (260) von einem Durchzug (270) begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchzug (270) aus dem zumindest einen Sammelkasten herausweist, und dass der Rohrboden (230) im Bereich gemeinsame Berührungsfläche (250) zwischen Rohrboden (230) und kastendeckel (240) - Seitenbereich (310) - Durchzug (270) einen s-förmigen Querschnitt aufweist.
  2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Seitenbereich (310) zumindest einen ebenen Teilbereich aufweist.
  3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Seitenbereich (310) eine Rundung mit etwa konstantem Krümmungsradius aufweist.
  4. Wärmeübertrager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Seitenbereich (310) mehrere Rundungen mit verschiedenen Krümmungsradien aufweist.
  5. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zumindest eine Seitenbereich (310) konvex geformt ist.
  6. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchzug (270) am oder im zumindest einen Seitenbereich (310) des Rohrbodens niedriger ist als im Mittelbereich des Rohrbodens.
  7. Ladeluftkühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch die Merkmale eines der vorhergehenden Ansprüche.
EP03788989A 2002-12-04 2003-10-31 Wärmeübertrager Expired - Lifetime EP1570223B1 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10256869 2002-12-04
DE10256869A DE10256869A1 (de) 2002-12-04 2002-12-04 Wärmeübertrager
PCT/EP2003/012138 WO2004051175A1 (de) 2002-12-04 2003-10-31 Wärmeübertrager

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1570223A1 EP1570223A1 (de) 2005-09-07
EP1570223B1 true EP1570223B1 (de) 2007-06-13

Family

ID=32336007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03788989A Expired - Lifetime EP1570223B1 (de) 2002-12-04 2003-10-31 Wärmeübertrager

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7156164B2 (de)
EP (1) EP1570223B1 (de)
JP (1) JP2006509177A (de)
CN (1) CN100390492C (de)
AT (1) ATE364827T1 (de)
AU (1) AU2003293643A1 (de)
BR (1) BR0307932A (de)
DE (2) DE10256869A1 (de)
WO (1) WO2004051175A1 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7413006B2 (en) * 2006-04-06 2008-08-19 Modine Manufacturing Company Header plate for use in a heat exchanger
DE202008011555U1 (de) * 2008-08-28 2010-01-07 Autokühler GmbH & Co. KG Sammelkasten für einen Ladeluftkühler
CN101832720B (zh) * 2010-04-24 2011-10-05 李宁辉 一种热交换用烟气管道
US8851157B2 (en) 2010-05-13 2014-10-07 Adams Thermal Systems, Inc. Partial reverse ferrule header for a heat exchanger
US20120018135A1 (en) * 2010-07-20 2012-01-26 Denso Marston Ltd. Header plate, a heat exchanger, a method of making a header plate and a method of making a heat exchanger
FR2973492B1 (fr) * 2011-03-31 2017-12-15 Valeo Systemes Thermiques Boite collectrice pour echangeur thermique notamment pour vehicule automobile, et echangeur thermique correspondant

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2196730B (en) * 1986-10-21 1991-06-26 Austin Rover Group A heat exchanger
JPH02109184U (de) * 1989-02-17 1990-08-30
DE4130517B4 (de) * 1991-09-13 2005-12-01 Behr Gmbh & Co. Kg Anschlusskasten für einen Wärmetauscher, insbesondere für einen Kältemittelkondensator
US5307870A (en) * 1991-12-09 1994-05-03 Nippondenso Co., Ltd. Heat exchanger
DE4327213C2 (de) * 1993-08-13 1997-12-11 Ruecker Gmbh Rekuperativer Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge
JPH0829089A (ja) 1994-07-19 1996-02-02 Nippondenso Co Ltd 熱交換器およびそれを用いた空調装置
JPH10132487A (ja) 1996-10-30 1998-05-22 Toyo Radiator Co Ltd 熱交換器用タンクおよび熱交換器の製造方法
DE19757034A1 (de) * 1997-12-20 1999-06-24 Behr Gmbh & Co Wärmetauscher, insbesondere Ladeluftkühler
GB0016604D0 (en) 2000-07-07 2000-08-23 Llanelli Radiators Ltd Condenser headers
DE10114078A1 (de) * 2001-03-22 2002-09-26 Modine Mfg Co Wärmetauscher und Herstellungsverfahren

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
BR0307932A (pt) 2004-12-21
ATE364827T1 (de) 2007-07-15
US20050252648A1 (en) 2005-11-17
DE10256869A1 (de) 2004-06-24
US7156164B2 (en) 2007-01-02
EP1570223A1 (de) 2005-09-07
WO2004051175A1 (de) 2004-06-17
AU2003293643A1 (en) 2004-06-23
CN100390492C (zh) 2008-05-28
DE50307492D1 (de) 2007-07-26
WO2004051175A8 (de) 2004-08-19
JP2006509177A (ja) 2006-03-16
CN1720423A (zh) 2006-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10343239B4 (de) Wärmeübertrager
EP1504230B2 (de) Wärmetauscher, insbesondere ladeluftkühler
DE102005058769B4 (de) Ladeluftkühler
EP1769210B1 (de) Wärmetauscher, insbesondere ladeluftkühler
EP1279805B1 (de) Luftgekühlter Ladeluftkühler
EP0881447B1 (de) Wärmeübertrager sowie Wärmeübertrageranordnung für ein Kraftfahrzeug
EP1586845B1 (de) Abgaswärmetauscher
EP1616143B1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere ladeluftkühler für kraftfahrzeuge
EP1701125A2 (de) Wärmeübertrager mit flachen Rohren und flaches Wärmeübertragerrohr
DE102006055920A1 (de) Eintritts/Austritts-Rohrleitungskonstruktion für einen Zwischenkühler und Zwischenkühler
DE102007049665A1 (de) Wärmeaustauscher
EP1398589B1 (de) Kühlmittelkühler
DE102018106936A1 (de) Ladeluftkühler aus einem flüssigkeitsgekühlten Vorkühler und einem luftgekühlten Hauptkühler
WO2007031274A1 (de) Wärmetauscher, insbesondere ladeluftkühler oder abgaskühler für eine brennkraftmaschine eines kraftfahrzeuges
DE202011052186U1 (de) Wärmeaustauscher
DE19728247A1 (de) Flache Röhre für einen Wärmetauscher
DE102017214822A1 (de) Wärmeübertrager
EP2088299A2 (de) Wärmetaauscher zur Ladeluftkühlung, Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers zur Ladeluftkühlung
EP1657512B1 (de) Wärmetauscher mit offenem Profil als Gehäuse
DE102006018688A1 (de) Verfahren zum Biegen von Flachrohren für Wärmeübertrager und gebogenes Flachrohr
DE102018113341A1 (de) Vorrichtung zur Wärmeübertragung
EP1570223B1 (de) Wärmeübertrager
EP2029953A1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere ladeluftkühler, mit verstärktem rohrboden
DE102004007510B4 (de) Wärmeübertrager, insbesondere Ölkühler für Kraftfahrzeuge
DE19547928C2 (de) Plattenwärmetauscher

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20050704

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: BEHR GMBH & CO. KG

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: RECK, MARKUS

Inventor name: WEISE, STEFAN

Inventor name: HELMS, WERNER

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 50307492

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20070726

Kind code of ref document: P

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20070815

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070913

ET Fr: translation filed
LTIE Lt: invalidation of european patent or patent extension

Effective date: 20070613

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20071113

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070924

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070913

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Payment date: 20071005

Year of fee payment: 5

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

BERE Be: lapsed

Owner name: BEHR G.M.B.H. & CO. KG

Effective date: 20071031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070914

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20071018

Year of fee payment: 5

26N No opposition filed

Effective date: 20080314

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071031

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071031

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071031

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20081031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20071031

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20081031

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20070613

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20071214

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20081031

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20101028

Year of fee payment: 8

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20120629

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20111102

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 50307492

Country of ref document: DE

Representative=s name: GRAUEL, ANDREAS, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Ref document number: 50307492

Country of ref document: DE

Representative=s name: GRAUEL, ANDREAS, DIPL.-PHYS. DR. RER. NAT., DE

Effective date: 20150319

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Ref document number: 50307492

Country of ref document: DE

Owner name: MAHLE INTERNATIONAL GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: BEHR GMBH & CO. KG, 70469 STUTTGART, DE

Effective date: 20150319

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20221221

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 50307492

Country of ref document: DE