EP1890102A1

EP1890102A1 - Domed header plate for the tank of a heat exchanger

Info

Publication number: EP1890102A1
Application number: EP07012127A
Authority: EP
Inventors: Klaus Kalbacher
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2008-02-20
Anticipated expiration: 2027-06-21
Also published as: WO2008021162A3; WO2008021162A2; EP1890102B1; DE102006037192A1

Abstract

An automotive oil radiator has a shallow base sump with holes to receive oil pipes. The base sump panel has a slightly domed centre section (15).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bodenteil für einen Sammelkasten eines Wärmeaustauschers, z.B. eines Kühlers, insbesondere Ölkühlers, mit den übrigen Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a bottom part for a collecting box of a heat exchanger, e.g. a cooler, in particular oil cooler, with the other features in the preamble of claim 1.

In der EP 0 526 687 A1 ist ein Ölkühler beschrieben, bei dem der Bodenteil, auch als Rohrboden bezeichnet, für einen Sammelkasten dieses Ölkühlers aus einem zumindest zum Teil ebenen Flachteil besteht, der im Querschnitt etwa U-förmig gestaltet ist. An diesem Flachteil ist ein im Querschnitt umgekehrt U-förmiger Deckelteil derart befestigbar, dass dieser mit seinen beidseitigen Schenkeln zwischen Seitenwänden des Bodenteils aufgenommen wird, wobei in diesem Bereich eine druckfeste Verbindung zwischen dem Bodenteil und dem Deckelteil geschieht. Der Bodenteil enthält Öffnungen zum Aufnehmen einzusteckender Rohre, die hierbei als Flachrohre ausgebildet sind. In Anpassung daran sind die Öffnungen etwa schlitzförmig. Der Flachteil hat zumindest einen gerundeten Bereich, nämlich in der Weise, dass der ebene Mittelbereich beidseitig über gerundete Seitenbereiche übergeht in die beiden Seitenwände des Bodenteils. Die schlitzförmigen Öffnungen zum Aufnehmen und Befestigen einzusteckender Flachrohre erstrecken sich in Querrichtung betrachtet über den Mittelbereich. Die Rohre sind nebeneinander angeordnet unter Bildung von Zwischenräumen dazwischen, in denen Kühlrippen platziert sind, die den Wärmeaustausch zwischen den Rohren und dem zu kühlenden Medium, das die Rohre durchfließt, verbessern. Die Rohre sind in den Öffnungen des Bodenteils druckdicht befestigt, z.B. durch Löten. Wird der Sammelkasten mit einem zu kühlenden Medium beaufschlagt, das die Rohre durchfließt und zu einem zweiten Sammelkasten gelangen kann, wird der Bodenteil mit Druck beaufschlagt, wodurch sich der Bodenteil derart verformen kann, dass er in Richtung zu den Rohren hin gebogen wird. Demgemäß stehen auch die Verbindungen zwischen dem Bodenteil und den Rohren unter starker mechanischer Beanspruchung. Diese hohen mechanischen Belastungen können zu Schäden, insbesondere Undichtigkeiten im Bereich der Verbindungen, führen und beeinträchtigen die Lebensdauer eines so gestalteten Wärmeaustauschers.In the EP 0 526 687 A1 an oil cooler is described in which the bottom part, also referred to as tube plate, for a collection box of this oil cooler consists of an at least partially flat flat part, which is designed approximately U-shaped in cross section. On this flat part, a U-shaped in cross-section cover part is fastened such that it is received with its two-sided legs between side walls of the bottom part, wherein in this area a pressure-resistant connection between the bottom part and the lid part. The bottom part contains openings for receiving einzusteckender pipes, which are in this case formed as flat tubes. In adaptation to the openings are approximately slit-shaped. The flat part has at least one rounded region, namely in such a way that the flat central region merges on both sides via rounded side regions into the two side walls of the bottom part. The slot-shaped openings for receiving and attaching einzusteckender Flat tubes extend transversely across the central region. The tubes are juxtaposed to form spaces therebetween in which cooling fins are placed which enhance the heat exchange between the tubes and the medium to be cooled which flows through the tubes. The tubes are pressure-tight in the openings of the bottom part, eg by soldering. If the collecting box is acted upon by a medium to be cooled, which flows through the tubes and can reach a second collecting box, the bottom part is pressurized, whereby the bottom part can deform such that it is bent in the direction of the tubes. Accordingly, the connections between the bottom part and the tubes are under heavy mechanical stress. These high mechanical loads can lead to damage, in particular leaks in the joints, and affect the life of such a designed heat exchanger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bodenteil für einen Sammelkasten eines Wärmeaustauschers, z.B. für einen Ölkühler, zu schaffen, der eine gesteigerte Festigkeit des Flachteils selbst ermöglicht und außerdem auch der Verbindungen zwischen dem Flachteil und daran zu befestigenden Rohren.The invention has for its object to provide a bottom part for a header of a heat exchanger, e.g. for an oil cooler, which allows an increased strength of the flat part itself and also the connections between the flat part and pipes to be fastened thereto.

Die Aufgabe ist bei einem Bodenteil für einen Sammelkasten eines Wärmeaustauschers der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass der Flachteil einen zweiachsig, insbesondere entsprechend etwa einer Kugelkalotte, gekrümmten Zentralteil aufweist. Mit einer derartigen zweiachsigen, insbesondere etwa kugelabschnittförmigen, Krümmung des Zentralteils wird einer späteren Verformung des Flachteils bei Druckbelastung bereits vorweg Rechnung getragen; denn ist der Bodenteil zur Bildung eines Sammelkastens mit einem Deckelteil verbunden und wird der Sammelkasten mit einem Medium unter Druck beaufschlagt, so ist normalerweise eine Verformung des Flachteils unter diesem Mediumdruck zu erwarten. Eine derartige Verformung unter Druckbelastung tendiert zumindest abschnittweise zu einer Kugel. Aufgrund des entsprechend gekrümmten Zentralteils ist dem durch Vorwegkrümmung bereits Rechnung getragen. Dies führt dazu, dass sich unter Druckbelastung keine Verformung des Flachteils oder zumindest eine erheblich reduzierte Verformung dieses ergibt. Daraus resultiert, dass die Verbindungen zwischen dem Flachteil und daran befestigten Rohren mechanisch erheblich entlastet sind. Aufgrund des entsprechend gekrümmten Zentralteils lässt sich zumindest in Grenzen ein fast idealer Zustand erreichen, bei dem bei Belastung des Flachteils sonst herrschende Biegespannungen aufgrund der zweiachsigen, z. B. etwa kugelabschnittförmigen, Krümmung in Zugspannungen umgewandelt sind, wodurch eine größere Festigkeit des Flachteils selbst und der Verbindungen zwischen diesem und den Rohren erreicht wird. Da die Festigkeit des Flachteils und der Verbindungen zwischen diesem und den Rohren vom Äußeren des Flachteils zur Mitte hin abnimmt, wird besonders im mittleren Bereich des Flachteils durch den zweiachsig, z. B. etwa kugelabschnittförmig, gekrümmten Zentralteil diesem Rechnung getragen und die Festigkeit des Flachteils im mittleren Bereich entsprechend gesteigert. Aufgrund dieser gesteigerten Festigkeit ist es möglich, die Querschnittsdicke des Bodenteils und/oder der Rohre weiter zu reduzieren und somit zu einer Gewichts- und Kostenersparnis zu gelangen. Die gesteigerte mechanische Festigkeit steigert zugleich die Lebensdauer eines unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bodenteils gebildeten Sammelkastens und eines dementsprechend gestalteten Wärmeaustauschers. Dies bedingt keinen Mehraufwand hinsichtlich des Materials, der Bauteilzahl und der einzelnen Fertigungsstufen. Vorteilhaft ist ferner, dass reproduzierbar und dauerhaft dichte Verbindungen zwischen dem Bodenteil und den einzelnen Rohren bei geringen Fertigungstoleranzen möglich sind.The object is achieved with a bottom part for a collecting box of a heat exchanger of the type mentioned according to the invention in that the flat part has a biaxial, in particular correspondingly approximately a spherical cap, curved central part. With such a biaxial, in particular approximately spherical section-shaped, curvature of the central part of a subsequent deformation of the flat part is already taken into account by pressure load; because the bottom part is connected to form a collecting box with a cover part and the collecting box is pressurized with a medium under pressure, so normally a deformation of the flat part is to be expected under this medium pressure. Such a deformation under pressure tends at least in sections to a ball. Due to the corresponding curved central part is already taken into account by Vorwegkrümmung. As a result, no deformation of the flat part or at least a considerably reduced deformation of the same result under pressure. As a result, the connections between the flat part and attached pipes are mechanically relieved considerably. Due to the correspondingly curved central part can be reached, at least within limits, an almost ideal state in which under loading of the flat part otherwise prevailing bending stresses due to the biaxial, z. B. about spherical segment, curvature are converted into tensile stresses, whereby a greater strength of the flat part itself and the connections between this and the tubes is achieved. Since the strength of the flat part and the connections between this and the tubes from the exterior of the flat part towards the center decreases, especially in the central region of the flat part by the biaxial, z. B. approximately spherical segment-shaped, curved central part carried this bill and increased the strength of the flat part in the middle region accordingly. Due to this increased strength, it is possible to further reduce the cross-sectional thickness of the bottom part and / or the tubes and thus to achieve a weight and cost savings. The increased mechanical strength increases at the same time the life of a collecting box formed using the bottom part according to the invention and a correspondingly designed heat exchanger. This does not require additional expenditure with regard to the material, the number of components and the individual production stages. A further advantage is that reproducible and permanently tight connections between the bottom part and the individual tubes are possible with low manufacturing tolerances.

Weitere besondere Erfindungsmerkmale und Ausgestaltungen enthalten die Unteransprüche.Other particular features of the invention and embodiments include the dependent claims.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.Further details and advantages of the invention will become apparent from the following description.

Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Hinweis auf die Ansprüche darauf Bezug genommen, wodurch jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus den Zeichnungen entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgehoben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.The full text of the claims is not reproduced above solely to avoid unnecessary repetition, but instead referred to merely by reference to the claims on it, which, however, all of these claims have to be considered as explicitly and essential to the invention here to apply. Here are all mentioned in the preceding and following description features as well as the removable only from the drawings features further components of the invention, even if they are not particularly highlighted and in particular not mentioned in the claims.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische perspektivische Ansicht eines Bodenteils für einen Sammelkasten eines Wärmeaustauschers,
Fig. 2: einen schematischen Längsschnitt des Bodenteils entlang der Linie II - II in Fig. 1,
Fig. 3: einen schematischen Querschnitt des Bodenteils entlang der Linie III - III in Fig. 2,
Fig. 4: eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils eines Wärmeaustauschers mit einem Bodenteil entsprechend Fig. 1 bis 3.

The invention is explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings. Show it:

Fig. 1: a schematic perspective view of a bottom part for a collecting box of a heat exchanger,
Fig. 2: 1 is a schematic longitudinal section of the bottom part along the line II-II in FIG. 1,
Fig. 3: a schematic cross section of the bottom part along the line III - III in Fig. 2,
Fig. 4: a schematic perspective view of a portion of a heat exchanger with a bottom portion according to FIG. 1 to 3.

In den Zeichnungen ist ein Bodenteil 10 gezeigt, der für einen Sammelkasten eines Wärmeaustauschers 24 geeignet ist, von dem ein Teil schematisch in Fig. 4 angedeutet ist. Der Wärmeaustauscher 24 ist beispielsweise für eine Brennkraftmaschine, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, geeignet. Er kann als Kühler, insbesondere z.B. als Ölkühler, dienen oder statt dessen als Kondensator oder als Verdampfer und hierbei z.B. in einen Kältekreislauf eingebunden werden.In the drawings, a bottom part 10 is shown, which is suitable for a collecting box of a heat exchanger 24, a part of which is indicated schematically in Fig. 4. The heat exchanger 24 is suitable, for example, for an internal combustion engine, in particular a motor vehicle. It can be used as a cooler, in particular e.g. as an oil cooler, or instead as a condenser or as an evaporator and hereby e.g. be integrated into a refrigeration cycle.

Der Bodenteil 10 besteht aus einem zumindest zum Teil ebenen Flachteil 11 mit einer in Fig. 1 bis 3 nach oben weisenden Seite 12, an der am Flachteil 11 ein nicht weiter gezeigter Deckelteil z.B. durch Löten, Schweißen od. dgl. befestigbar ist. Der Flachteil 11 enthält Öffnungen 13, die zum Aufnehmen einzusteckender Rohre 14 dienen, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist. Der Flachteil 11 weist zumindest einen gerundeten Bereich auf und ist im Besonderen dadurch gekennzeichnet, dass dieser Flachteil 11 einen gekrümmten Zentralteil 15 aufweist, der zweiachsig, insbesondere entsprechend etwa einer Kugelkalotte, und somit z. B. kugelabschnittförmig, gekrümmt ist. Mit einer solchen Krümmung des Zentralteils 15 wird einer späteren Verformung des Flachteils 11 bereits vorweg Rechnung getragen; denn ist der Bodenteil 10 zur Bildung eines Sammelkastens mit einem Deckelteil verbunden und wird der Sammelkasten mit einem Medium beaufschlagt, so ist eine Verformung des Flachteils 11 unter dem Mediumdruck zu erwarten. Eine derartige Verformung unter Druckbelastung tendiert zumindest abschnittsweise zu einer Kugel. Aufgrund des etwa zweiachsig, insbesondere entsprechend einer Kugelkalotte, gekrümmten Zentralteils 15 ist durch Vorwegkrümmung dem Rechnung getragen mit dem Resultat, dass sich unter Druckbelastung keine Verformung des Flachteils 11 oder zumindest eine wesentlich reduzierte Verformung dieses ergibt. Dies führt dazu, dass die Verbindungen zwischen den eingesetzten Rohren 14 und dem Flachteil 11 mechanisch erheblich entlastet sind. Aufgrund des entsprechend gekrümmten Zentralteils 15 lässt sich zumindest in Grenzen ein Idealzustand erreichen, bei dem bei Belastung des Flachteils 11 sonst herrschende Biegespannungen aufgrund dieser Krümmung in Zugspannungen umgewandelt sind, wodurch eine größere Festigkeit des Flachteils 11 selbst und der genannten Verbindungen zwischen dem Flachteil 11 und den Rohren 14 erreicht wird. Da die Festigkeit des Flachteils 11 und der Verbindungen zwischen dem Flachteil 11 und den Rohren 14 beim Flachteil 11 von außen nach innen abnimmt, wird besonders im mittleren Bereich des Flachteils 11 durch den gekrümmten Zentralteil 15 dem Rechnung getragen und die Festigkeit des Flachteils 11 im mittleren Bereich entsprechend gesteigert.The bottom part 10 consists of an at least partially flat flat part 11 with a in Fig. 1 to 3 upwardly facing side 12, on the flat part 11 a not further shown cover part, for example by soldering, welding od. Like. Can be fastened. The flat portion 11 includes openings 13 which serve to receive einzusteckender tubes 14, as shown in FIG. 4 can be seen. The flat part 11 has at least a rounded portion and is characterized in particular in that this flat part 11 has a curved central part 15, the biaxial, in particular corresponding to about a spherical cap, and thus z. B. spherical segment, curved. With such a curvature of the central part 15 a later deformation of the flat part 11 is already taken into account in advance; because the bottom part 10 is connected to form a collecting tank with a cover part and the collecting tank is subjected to a medium, so a deformation of the flat part 11 is to be expected under the medium pressure. Such a deformation under pressure tends at least in sections to a ball. Due to the approximately biaxial, in particular according to a spherical cap, curved central part 15 is borne by Vorwegkrümmung the bill with the result that under pressure loading no deformation of the flat part 11 or at least a significantly reduced deformation results. This leads to the fact that the connections between the inserted tubes 14 and the flat part 11 are mechanically relieved considerably. Due to the correspondingly curved central part 15, an ideal state can be achieved, at least within limits when the flat part 11 is loaded Bending stresses due to this curvature are converted into tensile stresses, whereby a greater strength of the flat part 11 itself and said connections between the flat part 11 and the tubes 14 is achieved. Since the strength of the flat part 11 and the connections between the flat part 11 and the tubes 14 decreases in the flat part 11 from outside to inside, especially in the central region of the flat part 11 is supported by the curved central part 15 and the strength of the flat part 11 in the middle Increased accordingly area.

Der gekrümmte Zentralteil 15 ist um eine in den Zeichnungen nur schematisch angedeutete, längs verlaufende erste Achse 16 und zugleich auch um eine quer, insbesondere etwa rechtwinklig, zur ersten Achse 16 verlaufende zweite Achse 17 gekrümmt. Der Flachteil 11 hat beim gezeigten Ausführungsbeispiel etwa rechteckige Kontur mit einer etwa parallel zur ersten Achse 16 verlaufenden Längsseite 18 und einer quer dazu, insbesondere etwa rechtwinklig dazu, verlaufenden Querseite 19. Dementsprechend ist auch der gekrümmte Zentralteil 15 etwa rechteckig. Demgemäß bildet eine etwa parallel zur Längsseite 18 des Flachteils 11 verlaufende Längsachse die erste Achse 16 und dabei die Krümmungsachse für die Querkrümmung des Zentralteils 15, wie dies aus Fig. 1 und insbesondere aus Fig. 3 zu sehen ist. Der Krümmungsradius für diese Querkrümmung ist in Fig. 3 mit r1 bezeichnet, wobei es sich versteht, dass der Krümmungsradius r1, bezogen auf die sonstige Darstellung in Fig. 3, nicht maßstäblich ist.The curved central part 15 is curved about a in the drawings only schematically indicated, longitudinally extending first axis 16 and at the same time about a transversely, in particular approximately at right angles, to the first axis 16 extending second axis 17. The flat part 11 has in the embodiment shown approximately rectangular contour with an approximately parallel to the first axis 16 extending longitudinal side 18 and a transverse thereto, in particular approximately at right angles thereto, extending transverse side 19. Accordingly, the curved central portion 15 is approximately rectangular. Accordingly, a longitudinal axis extending approximately parallel to the longitudinal side 18 of the flat part 11 forms the first axis 16 and thereby the axis of curvature for the transverse curvature of the central part 15, as can be seen from FIG. 1 and in particular from FIG. The radius of curvature for this transverse curvature is designated r1 in FIG. 3, it being understood that the radius of curvature r1 is not to scale with respect to the other illustration in FIG.

Eine etwa parallel zur Querseite 19 des Flachteils 11 verlaufende Querachse bildet die zweite Achse 17 und ist die Krümmungsachse für die Längskrümmung des Zentralteils 15. Der Krümmungsradius für diese Längskrümmung ist in Fig. 2 schematisch mit r2 eingezeichnet. Es versteht sich, dass auch hier die Größe des Krümmungsradius r2 im Vergleich zur Darstellung des Flachteils 11 nicht maßstäblich ist, da r2 in der Praxis deutlich größer als in der Darstellung gemäß Fig. 2 ist.An approximately parallel to the transverse side 19 of the flat part 11 extending transverse axis forms the second axis 17 and is the axis of curvature for the longitudinal curvature of the central part 15. The radius of curvature for this longitudinal curvature is shown schematically in Fig. 2 with r2. It is understood that here too the size of the radius of curvature r2 in comparison to the representation of the flat part 11 is not to scale, since r2 is significantly greater in practice than in the illustration of FIG.

Der Krümmungsradius r1 um die erste Achse 16 kann ein anderer sein als derjenige r2 um die zweite Achse 17. Dann ergibt sich beim gekrümmten Zentralteil 15 eine von einem Kugelabschnitt abweichende zweiachsige Krümmung. Statt dessen kann der Krümmungsradius r1 um die erste Achse 16 der gleiche sein wie derjenige r2 um die zweite Achse. Dann ergibt sich für die Krümmung des Zentralteils 15 etwa eine solche einer Kugelkalotte, d. h. eines Kugelabschnitts.The radius of curvature r1 about the first axis 16 may be different from that of r2 about the second axis 17. Then results in the curved central portion 15 a deviating from a spherical portion biaxial curvature. Instead, the radius of curvature r1 about the first axis 16 may be the same as that r2 about the second axis. Then arises for the curvature of the central part 15 such as a spherical cap, d. H. a sphere section.

Wie insbesondere aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, ist die Querkrümmung des gekrümmten Zentralteils 15 etwa im Bereich der Mitte der Längsseite 18 aufgrund der Längskrümmung am größten, wobei die Größe der Krümmung ausgehend von dieser Mitte zu beiden Seiten in Längsrichtung abnimmt.As can be seen in particular from FIGS. 2 and 3, the transverse curvature of the curved central part 15 is greatest approximately in the region of the middle of the longitudinal side 18 due to the longitudinal curvature, the size of the curvature decreasing from this center to both sides in the longitudinal direction.

Der gekrümmte Zentralteil 15 ist von einem ebenen Randbereich 20 auf der Längsseite 18 und Querseite 19 umrandet, der nicht gekrümmt ist. Dieser ebene Randbereich 20 weist zumindest auf einer Seite, insbesondere auf der Seite 12, etwa ebene Befestigungsflächen 21 auf, die für die Befestigung eines Deckelteils daran dienen.The curved central part 15 is surrounded by a flat edge region 20 on the longitudinal side 18 and transverse side 19, which is not curved. This flat edge region 20 has at least on one side, in particular on the side 12, approximately planar attachment surfaces 21, which serve for the attachment of a cover part thereto.

Zumindest die meisten Öffnungen 13, die zum Aufnehmen von Rohren 14 dienen, sind im gekrümmten Zentralteil 15 enthalten. Je nach Gestaltung kann dabei die Anordnung so getroffen sein, dass z.B. lediglich der äußerste Rand 22 der beiden in Längsrichtung äußersten Öffnungen 13, der dem ebenen dortigen Randbereich 20 benachbart ist, keine Querkrümmung um die erste Achse 16 aufweist.At least most of the openings 13 used to receive tubes 14 are contained in the curved central part 15. Depending on the design, the arrangement may be such that e.g. only the outermost edge 22 of the two longitudinally outermost openings 13, which is adjacent to the flat local edge region 20, has no transverse curvature about the first axis 16.

Die Anordnung kann auch so getroffen sein, dass nur einzelne Bereiche des Flachteils 11 eine zweiachsige Krümmung und andere Bereiche nur eine einachsige Krümmung, insbesondere Querkrümmung, aufweisen. In Längsrichtung des Zentralteils 15 betrachtet kann z. B. am Beginn ein zweiachsig gekrümmter Bereich vorliegen, auf den ein einachsig gekrümmter Bereich, z. B. mit Querkrümmung, folgt, an den sich dann ein zweiachsig gekrümmter Bereich anschließt.The arrangement can also be made such that only individual regions of the flat part 11 have a biaxial curvature and other regions only a uniaxial curvature, in particular transverse curvature. Viewed in the longitudinal direction of the central part 15 can, for. B. at the beginning of a biaxial curved region are present, to which a uniaxially curved region, for. B. with transverse curvature, follows, then followed by a biaxially curved region.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Rohre 14 als Flachrohre ausgebildet. In Anpassung daran sind die Öffnungen 13 als entsprechend angepasste Schlitze ausgebildet. Der Schlitzverlauf dieser Öffnungen 13 ist quer zur Längsseite 18 und zur ersten Achse 16 des gekrümmten Zentralteils 15 gerichtet. Zumindest einige dieser insbesondere schlitzförmigen Öffnungen 13 sind von einem Durchzug 23 begrenzt, durch die vergrößerte Anlageflächen auf der dem jeweiligen Rohr 14 zugewandten Innenseite des Durchzuges 23 geschaffen sind und damit die Festigkeit und die Gewähr einer dichten Verbindung zwischen dem Flachteil 11 und den einzelnen Rohren 14 erhöht wird. Mit Vorzug weisen die Durchzüge 23 zu der Seite 12 des Flachteils 11 hin, an der der nicht gezeigte Deckelteil zu befestigen ist. Somit stehen die Durchzüge 23 dann bei gebildetem Sammelkasten zu dessen Inneren hin vor. Bei einem anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel können die Durchzüge 23 aber auch zur anderen, der Seite 12 gegenüberliegenden Seite hin weisen. Die Durchzüge 23 haben vorteilhaft allesamt jeweils die gleiche Höhe, d.h. den gleich großen Überstand über den dazwischen befindlichen Flächenbereich des Zentralteils 15. Statt dessen können die Durchzüge 23 z.B im mittleren Bereich des Zentralteils 15 auch höher als bei den angrenzenden Bereichen sein. Die Höhe der Durchzüge 23 kann z.B. ausgehend von der Mitte zu beiden Seiten in Längsrichtung 18 abnehmen.In the embodiment shown, the tubes 14 are formed as flat tubes. In adaptation to the openings 13 are formed as a correspondingly adapted slots. The slot profile of these openings 13 is directed transversely to the longitudinal side 18 and the first axis 16 of the curved central part 15. At least some of these particular slot-shaped openings 13 are delimited by a passage 23, are created by the enlarged contact surfaces on the respective pipe 14 facing inside of the passage 23 and thus the strength and the guarantee of a tight connection between the flat part 11 and the individual tubes fourteenth is increased. With preference, the passages 23 point towards the side 12 of the flat part 11, to which the cover part (not shown) is to be fastened. Thus, the passages 23 then protrude when the collecting box is formed toward its interior. In another, not shown embodiment, the passages 23 but also to the other, the side 12 opposite side point. The passages 23 advantageously each have the same height, i. Instead, the passages 23, for example in the middle region of the central part 15, can also be higher than in the adjacent regions. The height of the passages 23 may be e.g. starting from the middle on both sides in the longitudinal direction 18.

Der Flachteil 11 stellt ein einstückiges Bauteil dar und ist z.B. aus Aluminium gebildet. Die Herstellung erfolgt z.B. durch Spritzgießen oder Tiefziehen. Der Flachteil 11 weist eine Querschnittsdicke in der Größenordnung von etwa 0,8 bis 6 mm auf.The flat part 11 represents an integral component and is formed, for example, of aluminum. The production takes place for example by injection molding or deep drawing. The flat part 11 has a cross-sectional thickness of the order of about 0.8 to 6 mm.

Der Bodenteil 10 ist dafür geeignet, aus diesem und einem nicht gezeigten Deckelteil, der z.B. auf die Befestigungsflächen 21 aufgesetzt wird, einen Sammelkasten für einen Wärmeaustauscher, z.B. für einen Ölkühler, zusammenzusetzen. Dabei wird der nicht gezeigte Deckelteil am ebenen, nicht gekrümmten Randbereich 20 des Flachteils 11, und hierbei insbesondere an den ebenen Befestigungsflächen 21 dieses, z.B. durch Schweißen, Löten od. dgl., druckdicht befestigt. Der Deckelteil kann ebenfalls aus Aluminium gebildet sein und besteht vorzugsweise aus einem Tiefziehteil.The bottom part 10 is suitable for this and a cover part, not shown, which e.g. is placed on the mounting surfaces 21, a collecting box for a heat exchanger, e.g. for an oil cooler, to assemble. In this case, the cover part, not shown, on the flat, not curved edge portion 20 of the flat part 11, and in this case in particular on the flat mounting surfaces 21 of this, for. by welding, soldering od. Like., Pressure-tight. The cover part may also be formed of aluminum and preferably consists of a deep-drawn part.

Fig. 4 zeigt einen Teil eines Wärmeaustauschers 24 mit mindestens einem Bodenteil 10, an dem ein nicht gezeigter Deckelteil zur Bildung eines Sammelkastens befestigbar ist, und mit Rohren 14 in Form z.B. von Flachrohren, die in entsprechend schlitzförmig gestalteten Öffnungen 13 im Bodenteil 10 aufgenommen und druckdicht durch z.B. Löten, Schweißen od. dgl. befestigt sind. Hierbei erfolgt die Befestigung der Rohre 14 an den Öffnungen 13 und den Durchzügen 23. Der Bodenteil 10 und/oder der daraus zu bildende Sammelkasten weisen die vorstehend beschriebenen Merkmale auf. Man erkennt, dass die Rohre 14 trotz des zweiachsig, z. B. etwa kugelabschnittförmig, gekrümmten Zentralteils 15 alle die gleiche Länge aufweisen. Die in den Öffnungen 13 aufgenommenen Rohre 14 ragen mit ihren Enden, die über den Flachteil 11 überstehen und zum Inneren eines zu bildenden Sammelkastens gerichtet sind, unterschiedlich weit über den Bodenteil 10 über und ragen dementsprechend unterschiedlich weit in das Innere eines in beschriebener Weise zu bildenden Sammelkastens hinein. Die Rohre 14, die sich etwa im Bereich der Mitte des Zentralteils 15 befinden, stehen mit ihren Enden weiter über den Bodenteil 10 über als die übrigen Rohre 14, die sich in Längsrichtung 18, ausgehend von der Mitte, zu beiden Seiten anschließen. Diese sich zu beiden Seiten anschließenden Rohre 14 stehen endseitig weniger weit über den Bodenteil 10 über als die Rohre 14 im Bereich der Mitte. Auch dadurch wird eine Steigerung der Festigkeit erreicht; denn die Festigkeit des Flachteils 11 und der Verbindungen zwischen diesem und den Rohren 14 ist im Bereich der Enden des Bodenteils 10 größer als im Bereich der Mitte. Die Festigkeit nimmt von außen zur Mitte hin ab. Da aufgrund gleich langer Rohre 14 diese nun im Bereich etwa der Mitte des gekrümmten Zentralteils 15 weiter überstehen als zu beiden Seiten, in Längsrichtung 18 betrachtet, ergibt sich in diesem mittleren Bereich ein größeres Widerstandsmoment, wodurch die Festigkeit gesteigert wird.Fig. 4 shows a part of a heat exchanger 24 having at least one bottom part 10, to which a cover part, not shown, can be fastened to form a collecting box, and with tubes 14 in the form of, for example, flat tubes, which are received in corresponding slit-shaped openings 13 in the bottom part 10 and pressure-tight by eg soldering, welding od. Like. Are attached. Here, the fastening of the tubes 14 takes place at the openings 13 and the passages 23. The bottom part 10 and / or the collector to be formed therefrom have the features described above. It can be seen that the tubes 14 despite the biaxial, z. B. approximately spherical segment, curved central portion 15 all have the same length. The recorded in the openings 13 tubes 14 protrude with their ends, which protrude beyond the flat portion 11 and are directed towards the interior of a collecting box to be formed on different levels over the bottom part 10 and protrude accordingly different far into the interior of a manner to be formed Collection box into it. The tubes 14, which are located approximately in the region of the center of the central part 15, with their ends continue on the bottom part 10 than the remaining tubes 14, which connect in the longitudinal direction 18, starting from the center, on both sides. These adjoining on both sides of tubes 14 are end less than the bottom part 10 over than the tubes 14 in the region of the center. This also achieves an increase in strength; because the strength of the flat part 11 and the connections between this and the tubes 14 is greater in the region of the ends of the bottom part 10 as in the area of the middle. The strength decreases from the outside towards the middle. Since due to the same length of tubes 14 these now in the range about the center of the curved central portion 15 survive further than on both sides, viewed in the longitudinal direction 18, results in this central region a larger moment of resistance, whereby the strength is increased.

Durch die besondere Gestaltung des Bodenteils 10, eines unter Verwendung eines solchen Bodenteils 10 herstellbaren Sammelkastens für einen Wärmeaustauscher und eines Wärmeaustauschers 24 wird eine Steigerung der Festigkeit sowohl des Bodenteils 10 als auch der Verbindungen zwischen diesem und den Rohren 14 erreicht. Dies macht es möglich, ggf. die Querschnittsdicke der einzelnen Bauteile weiter zu reduzieren und somit zu einer Gewichts- und Kostenersparnis zu gelangen. Aufgrund der Steigerung der mechanischen Festigkeit wird auch die Lebensdauer eines unter Verwendung des beschriebenen Bodenteils 10 gebildeten Sammelkastens und eines dementsprechend gestalteten Wärmeaustauschers 24 erhöht, wobei dies keinen Mehraufwand hinsichtlich des Materials, der Bauteilzahl und der einzelnen Fertigungsstufen bedingt. Von Vorteil ist ferner, dass reproduzierbar und dauerhaft dichte Verbindungen zwischen dem Bodenteil 10 und den Rohren 14 bei geringen Fertigungstoleranzen erzielt werden.Due to the special design of the bottom part 10, a producible using such a bottom part 10 collection box for a heat exchanger and a heat exchanger 24, an increase in the strength of both the bottom part 10 and the connections between this and the tubes 14 is achieved. This makes it possible, if necessary, to further reduce the cross-sectional thickness of the individual components and thus to achieve weight and cost savings. Due to the increase in mechanical strength, the life of a collecting box formed using the bottom part 10 described and a correspondingly designed heat exchanger 24 is increased, which does not require additional expenditure in terms of material, the number of components and the individual production stages. A further advantage is that reproducible and permanently tight connections between the bottom part 10 and the tubes 14 are achieved with low manufacturing tolerances.

Claims

Bodenteil für einen Sammelkasten eines Wärmeaustauschers, bestehend aus einem zumindest zum Teil ebenen Flachteil (11), an dem ein Deckelteil befestigbar ist und der Öffnungen (13) zum Aufnehmen einzusteckender Rohre (14) enthält, wobei der Flachteil (11) zumindest einen gerundeten Bereich aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Flachteil (11) einen zweiachsig, insbesondere entsprechend etwa einer Kugelkalotte, gekrümmten Zentralteil (15) aufweist.Floor part for a collecting box of a heat exchanger, consisting of an at least partially flat flat part (11) to which a lid part is fastened and the openings (13) for receiving einzusteckender tubes (14), wherein the flat part (11) at least a rounded portion having,
characterized,
that the flat part (11) has a biaxially, in particular corresponding to about a spherical segment, the curved central portion (15).

Bodenteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der gekrümmte Zentralteil (15) um eine längs verlaufende erste Achse (16) gekrümmt ist und zugleich auch um eine quer, insbesondere etwa rechtwinklig, zur ersten Achse (16) verlaufende zweite Achse (17) gekrümmt ist.Floor part according to claim 1,
characterized,
in that the curved central part (15) is curved about a longitudinally extending first axis (16) and at the same time is also curved about a second axis (17) extending transversely, in particular approximately at right angles, to the first axis (16).

Bodenteil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Krümmungsradius (r1) um die erste Achse (16) ein anderer ist als derjenige (r2) um die zweite Achse (17).Floor part according to claim 2,
characterized,
that the radius of curvature (r1) about the first axis (16) is other than one (r 2) about said second axis (17).

Bodenteil nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Krümmungsradius (r1) um die erste Achse (16) der gleiche ist wie derjenige (r2) um die zweite Achse (17).Floor part according to claim 2,
characterized,
that the radius of curvature (r1) about the first axis (16) is the same as that (r2) about the second axis (17).

Bodenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest die meisten Öffnungen (13) zum Aufnehmen der Rohre (14) im gekrümmten Zentralteil (15) enthalten sind.Floor part according to one of claims 1 to 4,
characterized,
in that at least most of the openings (13) for receiving the tubes (14) are contained in the curved central part (15).

Bodenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der gekrümmte Zentralteil (15) von einem ebenen, nicht gekrümmten Randbereich (20) umrandet ist.Floor part according to one of claims 1 to 5,
characterized,
in that the curved central part (15) is bordered by a flat, non-curved edge region (20).

Bodenteil nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass der ebene Randbereich (20) zumindest auf einer Seite (12) etwa ebene Befestigungsflächen (21) für die Befestigung eines Deckelteiles daran, z.B. durch Löten, Schweißen od. dgl., aufweist.Floor part according to claim 6,
characterized,
that the flat edge region (20) at least on one side (12) approximately flat mounting surfaces (21) for the attachment of a cover part thereof, for example by soldering, welding od. Like., Has.

Bodenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Flachteil (11) eine etwa rechteckige Kontur aufweist.Floor part according to one of claims 1 to 7,
characterized,
that the flat part (11) has an approximately rectangular contour.

Bodenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zentralteil (15) etwa rechteckig ist.Floor part according to one of claims 1 to 8,
characterized,
that the central part (15) is approximately rectangular.

Bodenteil nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine etwa parallel zur Längsrichtung (18) des Flachteils (11)verlaufende Längsachse die erste Achse (16) und die Krümmungsachse für die Querkrümmung des Zentralteils (15) bildet.Floor part according to one of claims 2 to 9,
characterized,
in that a longitudinal axis extending approximately parallel to the longitudinal direction (18) of the flat part (11) forms the first axis (16) and the axis of curvature for the transverse curvature of the central part (15).

Bodenteil nach einem der Ansprüche 2 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine etwa parallel zur Querrichtung (19) des Flachteils (11) verlaufende, Querachse die zweite Achse (17) und die Krümmungsachse für die Längskrümmung des Zentralteils (15) bildet.Floor part according to one of claims 2 to 10,
characterized,
that extending an approximately parallel to the transverse direction (19) of the flat portion (11), transverse axis constitutes the second axis (17) and the axis of curvature for the longitudinal curvature of the central part (15).

Bodenteil nach einem der Ansprüche 2 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Querkrümmung des gekrümmten Zentralteils (15) etwa im Bereich der Mitte des Zentralteils (15) die größte Krümmung aufweist und dass die Größe der Krümmung ausgehend von der Mitte zu beiden Seiten in Längsrichtung (18) abnimmt.Floor part according to one of claims 2 to 11,
characterized,
in that the transverse curvature of the curved central part (15) has the greatest curvature approximately in the region of the center of the central part (15), and in that the size of the curvature decreases from the middle to both sides in the longitudinal direction (18).

Bodenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass einzelne Bereiche des Flachteils (11) eine zweiachsige Krümmung und/oder andere Bereiche dieses eine einachsige Krümmung aufweisen.Floor part according to one of claims 1 to 12,
characterized,
that individual regions of the flat part (11) have a biaxial curvature and / or other regions of this one-axis curvature.

Bodenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Öffnungen (13) in Anpassung an aufzunehmende Flachrohre (14) als entsprechend angepasste Schlitze ausgebildet sind und dass der Schlitzverlauf jeweils quer zur ersten Achse (16) des Zentralteils (15) gerichtet ist.Floor part according to one of claims 1 to 13,
characterized,
that the openings (13) in adaptation to male flat tubes (14) are designed as correspondingly adapted slots and that the slot profile is directed transversely to the first axis (16) of the central part (15).

Bodenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einige Öffnungen (13) zum Aufnehmen der Rohre (14) von einem Durchzug (23) begrenzt sind.Floor part according to one of claims 1 to 14,
characterized,
in that at least some openings (13) for receiving the tubes (14) are delimited by a passage (23).

Bodenteil nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Durchzüge (23) zu der Seite (12) des Flachteils (11), an der der Deckelteil befestigbar ist, oder zur gegenüberliegenden Seite hin weisen.Floor part according to claim 15,
characterized,
in that the passages (23) point towards the side (12) of the flat part (11) to which the lid part can be fastened or to the opposite side.

Bodenteil nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Höhe der Durchzüge (23) bei allen Durchzügen (23) die gleiche ist.Floor part according to claim 15 or 16,
characterized,
is the same that the height of the passages (23) in all the rim holes (23).

Bodenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Flachteil (11) aus Aluminium gebildet ist.Floor part according to one of claims 1 to 17,
characterized,
that the flat part (11) is formed of aluminum.

Bodenteil nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Flachteil (11) eine Querschnittsdicke in der Größenordnung von etwa 0,8 bis 6 mm aufweist.Floor part according to one of claims 1 to 18,
characterized,
that the flat part (11) has a cross sectional thickness of the order of about 0.8 to 6 mm.

Sammelkasten für einen Wärmeaustauscher, der aus einem Bodenteil (10) und einem Deckelteil zusammengesetzt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bodenteil (10) die Merkmale eines oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Collecting box for a heat exchanger, which is composed of a base part (10) and a cover part,
characterized,
that the bottom part (10) has the features of one or more of the preceding claims.

Sammelkasten nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Deckelteil am ebenen, nicht gekrümmten Randbereich (20) des Flachteils (11), insbesondere an den ebenen Befestigungsflächen (21) dieses, durch Schweißen, Löten od. dgl. druckdicht befestigt ist.Collecting box according to claim 20,
characterized,
in that the cover part is fastened in a pressure-tight manner to the planar, non-curved edge region (20) of the flat part (11), in particular to the planar fastening surfaces (21) thereof, by welding, soldering or the like.

Sammelkasten nach Anspruch 20 oder 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Durchzüge (23) zum Inneren des Sammelkastens hin vorstehen.Collecting box according to claim 20 or 21,
characterized,
that the passages (23) projecting towards the interior of the collecting tank.

Sammelkasten nach einem der Ansprüche 20 bis 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Deckelteil aus Aluminium gebildet ist und vorzugsweise aus einem Tiefziehteil besteht.Collecting box according to one of claims 20 to 22,
characterized,
that the cover part is formed of aluminum and preferably consists of a deep-drawn part.

Wärmeaustauscher mit zumindest einem aus einem Bodenteil (10) und einem Deckelteil gebildeten Sammelkasten und Rohren (14), die in Öffnungen (13) im Bodenteil (10) aufgenommen und druckdicht befestigt sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Bodenteil (10) und/oder der Sammelkasten die Merkmale eines oder mehrerer der vorhergehenden Ansprüche aufweist.Heat exchanger with at least one collecting box formed from a base part (10) and a cover part, and tubes (14) which are received in openings (13) in the base part (10) and are fastened in a pressure-tight manner,
characterized,
that the bottom part (10) and / or the collecting box has the features of one or more of the preceding claims.

Wärmeaustauscher nach Anspruch 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rohre (14) als Flachrohre ausgebildet sind.Heat exchanger according to claim 24,
characterized,
that the tubes (14) are formed as flat tubes.

Wärmeaustauscher nach Anspruch 24 oder 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass alle Rohre (14) die gleiche Länge aufweisen.Heat exchanger according to claim 24 or 25,
characterized,
that all tubes (14) have the same length.

Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 24 bis 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass die in den Öffnungen (13) aufgenommenen Rohre (14) mit ihren zum Inneren des Sammelkastens gerichteten Enden unterschiedlich weit über den Bodenteil (10) überstehen und in das Sammelkasteninnere ragen.Heat exchanger according to one of claims 24 to 26,
characterized,
that the pipes (14) accommodated in the openings (13) project with their ends directed towards the interior of the collecting tank at different distances beyond the bottom part (10) and protrude into the collecting box interior.

Wärmeaustauscher nach Anspruch 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass die im Bereich der Mitte des Zentralteils (15) befindlichen Rohre (14) mit ihren Enden weiter über den Bodenteil (10) überstehen als die sich in Längsrichtung zu beiden Seiten anschließenden Rohre (14).Heat exchanger according to claim 27,
characterized,
in that the tubes (14) located in the region of the center of the central part (15) project further beyond the bottom part (10) with their ends than the tubes (14) adjoining in the longitudinal direction on both sides.

Wärmeaustauscher nach Anspruch 28,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Rohre (14), die ausgehend von der Mitte des Zentralteils (15) zu beiden Seiten folgen, mit ihren Enden weniger weit über den Bodenteil (10) überstehen als die Rohre (14) im Bereich der Mitte.Heat exchanger according to claim 28,
characterized,
in that the tubes (14) which follow from both sides of the center of the central part (15) project with their ends less far beyond the bottom part (10) than the tubes (14) in the region of the middle.