DE102006016711B4

DE102006016711B4 - Flachrohr für Wärmetauscher

Info

Publication number: DE102006016711B4
Application number: DE102006016711.2A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Nies Jens
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 2006-04-08
Filing date: 2006-04-08
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2026-04-09
Also published as: DE102006016711A1

Abstract

Flachrohr für Wärmetauscher, mit zwei Schmalseiten (1) und zwei Breitseiten (2), beispielsweise für Kühlflüssigkeitskühler oder Ladeluftkühler in Kraftfahrzeugen, welches aus wenigstens zwei Teilen (a, b) besteht, wobei die Ränder (4) der Teile (a, b) zur Bildung der Wand des Flachrohres mit Längsnähten (3) an einer Abstufung (10) in der Breitseite (2) der Wand verbunden sind, wobei der eine Rand (4b) des einen Teils (a) den einen Rand (4a) des anderen Teils (b) umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass der umgriffene Rand (4a) wenigstens eine Faltung (5) aufweist, wobei die Faltung (5) in demjenigen Rand (4) ausgebildet ist, in dem auch die Abstufung (10) angeordnet ist und wobei der andere Rand des einen Teils (a) von dem anderen Rand des anderen Teils (b) umgriffen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Flachrohr für Wärmetauscher.
Das im Oberbegriff beschriebene Flachrohr ist aus der DE 21 13 581 C3 oder aus der US 4 805 693 A bekannt. Solche Flachrohre besitzen den Vorteil, dass sie an und für sich herstellungsfreundlich sind. Ferner sind die Breitseiten – ein Teil der Wand des bekannten Flachrohres – im Wesentlichen eben, so dass die Verbindung mit Rippen, die sich bei einem Wärmetauscher gewöhnlich zwischen den Rohren befinden, eine gut wärmeleitende Qualität besitzt. Ein Nachteil des bekannten Flachrohres kann allerdings darin gesehen werden, dass die Schmalseiten nicht die erforderliche Stabilität besitzen, insbesondere dann, wenn die Wanddicke des Flachrohres bzw. die Dicke des Blechbandes, aus dem die Teile hergestellt werden, ein bestimmtes Maß unterschreitet. Ferner gibt es Probleme mit der Einhaltung von engen Fertigungstoleranzen.
Die Anmelderin hat in jüngster Zeit bereits mehrere Anmeldungen eingereicht, die auf die Bereitstellung kostengünstig herstellbarer Flachrohre aus dünnerem Blechband zielen. Es wird an dieser Stelle lediglich auf die Anmeldungen DE 10 2006 006 670 A1 und auf die DE 10 2006 002 627 A1 hingewiesen.
Das Problem besteht unter anderem darin, dass wegen der geringen Blechdicken hauptsächlich die Schmalseiten der Rohre verstärkt werden müssen, um gewissen mechanischen und anderen Belastungen widerstehen zu können.
Die US 2 912 749 A betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, bei dem Flachrohre kreuzweise gestapelt werden. Die Flachrohe wurden dort unterschiedlich ausgebildet. Sie besitzen auch gefaltete Ränder.
Die GB 683 161 A zeigt verschiedene Rohre ohne Abstufung in der Breitseite der Wand. In 10 dieser Schrift wird eine Ausführung gezeigt, in der der umgriffene Rand eine Faltung aufweist. Der Rand des einen Teils umgreift dabei den Rand des anderen Teils.
In der bereits genannten US 2 912 749 A befinden sich Abstufungen an beiden Rändern eines ansonsten nicht weiter verformten Teils.
In der eingangs genannten DE 21 13 581 C3 sind Abstufungen ebenfalls an beiden Rändern eines Teils ausgebildet. Beide Ränder weisen im Anschluss an die Abstufung eine halbrunde Umformung auf, die jeweils eine Schmalseite des Rohres bildet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung alternativer Lösungsvorschläge, die trotz geringer Blechdicke die Widerstandsfähigkeit der Flachrohre in den Schmalseiten verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Patentanspruch 1 gelöst. Es ist vorgesehen, dass der umgriffene Rand wenigstens eine Faltung aufweist. Die Faltung erhöht die Widerstandsfähigkeit des Flachrohres ganz beträchtlich.
Allerdings kann zusätzlich auch der umgreifende Rand gefaltet sein.
Jeder Rand des einen Teils umgreift jeweils einen Rand des anderen Teils.
Gemäß der Erfindung umgreift der eine Rand des einen Teils den einen Rand des anderen Teiles und der andere Rand des einen Teils wird von dem anderen Rand des anderen Teils umgriffen.
Die Faltung ist in dem Rand oder in den Rändern ausgebildet, in dem/denen auch die Abstufung angeordnet ist.
Es ist weiter vorgesehen, dass die die Wand bildenden zwei Teile identisch ausgebildet und so angeordnet sind, dass die eine Längsnaht in der einen Breitseite und die andere Längsnaht in der anderen Breitseite des Flachrohres angeordnet sind. Jeweils ein Längsrand beider Teile läuft frei im Inneren des Flachrohres. Dadurch wird bewirkt, dass die beiden Teile in ihrem Breitenmaß größere Toleranzen aufweisen dürfen, die auch ohne die Durchführung einer Randbeschneidung des Bandes die Herstellung eines maßhaltigen Flachrohrs ermöglichen.
Die Dicke der Teile der Flachrohre beträgt 0,25 mm oder weniger. Die Teile können die gleiche Dicke aufweisen.
Demgegenüber können die die Wand bildenden Teile eine Dicke von weniger als 0,25 mm, beispielsweise 0,12 mm, aufweisen und die Dicke des dritten Teiles (falls vorhanden) kann weniger als 0,10 mm betragen.
Die Dicke der Teile kann auch im Bereich von 0,05 mm–0,15 mm liegen um einen kostengünstigen Wärmetauscher mit guten Wärmeübertragungseigenschaften bereitzustellen.
Beide Längsnähte reichen bis über die Schmalseiten. Der Beginn der Längsnähte, nämlich die Abstufung, liegt jedoch in den Breitseiten, wobei der Abstand e (1) der Abstufung zur Schmalseite zweckentsprechend bestimmt werden kann.
Der kleine Durchmesser des Flachrohres liegt im Bereich von etwa 0,7 mm bis beispielsweise 1,5 mm, wenn solche Flachrohre in einem Kühlmittelkühler eingebaut sind. Bei Ladeluftkühlern kann der kleine Durchmesser auch größer als 1,0 cm sein. Der große Durchmesser kann in weiten Bereichen frei bestimmt werden, indem ein entsprechend breites Ausgangsmaterial zum Einsatz kommt.
Das Flachrohr wird aus wenigstens zwei Streifen oder Teilen eines Blechbands hergestellt, die durch eine Fertigungsstraße laufen. Das komplette Flachrohr kommt aus der Fertigungslinie heraus.
Die Flachrohre sind beispielsweise zur Verwendung in Kühlmittelkühlern, Ladeluftkühlern, Heizern oder Ölkühlern vorgesehen. Bevorzugt sollen sie für Wärmetauscher im Bereich Kraftfahrzeuge eingesetzt werden.
Die Erfindung wird nun in verschiedenen Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen kurz beschrieben. Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele kann weitere wesentliche Merkmale und Vorteile aufzeigen.
Die 1 und 2 zeigen einen internen Stand der Technik aus der früheren DE 10 2006 006 670 A1 .
Die 3 zeigt 10 Varianten des erfindungsgemäßen Flachrohres.
Sämtliche Darstellungen zeigen lediglich Ansichten auf das Flachrohrende bzw. einen entsprechenden Querschnitt durch das Flachrohr.
Gemäß den 1 und 2 wird die Verstärkung der Schmalseiten 1 dadurch erreicht, dass ein Inneneinsatz (Teil c) die Schmalseiten 1 auskleidet.
Gemäß der Erfindung wird dem genannten Zweck nun dadurch entsprochen, dass der umgriffene Rand 4a, also derjenige Rand 4a, der von dem umgreifenden Rand 4b etwa umfasst ist, wenigstens eine Faltung 5 aufweist. Wie die 3 deutlich erkennen lässt, soll unter einer Faltung 5 eine Biegung des Randes 4 um 180° verstanden werden, wonach der umgebogene Randteil an dem nächsten Randteil flach anliegt.
Die in der 3 gezeigten Varianten lassen sich in drei Gruppen B, C, D unterteilen, wobei innerhalb der Gruppen B, C, D lediglich geringe Unterschiede vorhanden sind. Die Gruppe B könnte eine bevorzugte Variante darstellen. Die Gruppen B und C unterscheiden sich von der Gruppe D dadurch, dass der umgreifende Rand 4b dort nicht gefaltet ist. In der Gruppe D weisen hingegen beide Ränder, also der umgreifende Rand 4b und der umgriffene Rand 4a Faltungen 5 auf, wodurch die Stabilität der Schmalseiten 1 nochmals zu steigern ist. Ferner ist in der Gruppe D lediglich eine Faltung 5 am umgriffenen Rand 4a und am umgreifenden Rand 4b vorhanden, während in den Gruppen B und C mehrere Faltungen 5 am umgriffenen Rand 4a vorgesehen worden sind. Die Anzahl der Faltungen 5 und auch die spezielle Ausbildung bzw. die Gestaltung der Faltungen 5 werden demnach zweckentsprechend ausgestaltet. Es ist aus den Darstellungen ersichtlich, dass der Inneneinsatz c bei diesen Vorschlägen, im Unterschied zu den älteren Anmeldungen (siehe 2), nicht zur Verstärkung der Schmalseiten 1 herangezogen wird. Demnach ist ein Inneneinsatz c auch nicht unbedingt erforderlich, obwohl derselbe in den Ausführungsbeispielen eingezeichnet wurde.
Es soll darauf aufmerksam gemacht werden, dass die Anordnung der Teile a und b wie sie in der 1 gezeigt ist, kein Teil der vorliegenden Erfindung ist. Dort kann man erkennen, dass die beiden Teile a und b identische Ränder 4 besitzen, wobei die Ränder des oberen Teils a die Ränder des unteren Teils b umgreifen. Die umgriffenen Ränder 4a werden gemäß der Erfindung mit einer oder mit mehreren Faltungen 5 versehen, wie sie beispielsweise in der 3 in verschiedenen Gestaltungen vorhanden sind.
Bei der Erfindung sind die Teile a und b so zueinander angeordnet, dass ein freier Längsrand 40a vorhanden ist, wodurch Toleranzen in den das Flachrohr bildenden Teilen a, b ausgeglichen werden können.

Claims

Flachrohr für Wärmetauscher, mit zwei Schmalseiten (1) und zwei Breitseiten (2), beispielsweise für Kühlflüssigkeitskühler oder Ladeluftkühler in Kraftfahrzeugen, welches aus wenigstens zwei Teilen (a, b) besteht, wobei die Ränder (4) der Teile (a, b) zur Bildung der Wand des Flachrohres mit Längsnähten (3) an einer Abstufung (10) in der Breitseite (2) der Wand verbunden sind, wobei der eine Rand (4b) des einen Teils (a) den einen Rand (4a) des anderen Teils (b) umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass der umgriffene Rand (4a) wenigstens eine Faltung (5) aufweist, wobei die Faltung (5) in demjenigen Rand (4) ausgebildet ist, in dem auch die Abstufung (10) angeordnet ist und wobei der andere Rand des einen Teils (a) von dem anderen Rand des anderen Teils (b) umgriffen ist.
Flachrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der umgreifende Rand (4b) nicht gefaltet ist.
Flachrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch der umgreifende (4b) Rand gefaltet ist.