DE102008007597A1 - Herstellungsverfahren Mehrkammer-Flachrohr, Wärmetauscher und Verwendung eines Wärmetauschers - Google Patents

Herstellungsverfahren Mehrkammer-Flachrohr, Wärmetauscher und Verwendung eines Wärmetauschers Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Mehrkammer-Flachrohr und ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrkammer-Flachrohres (R1-R14) mit wenigstens zwei Kammern (1, 2) zur Strömungsaufnahme eines Fluids für einen Wärmetauscher, wobei ein geschlossenes Profil gebildet wird durch Formen eines Bandes, insbesondere Blechbandes, insbesondere in einem Biege- und/oder Falt- und/oder Falzverfahren, derart, dass - eine sich gegenüberliegende erste und zweite Breitwand (3, 4), über eine sich gegenüberliegende, jeweils einen Umformbereich bildende erste und zweite Schmalwand (5, 6) miteinander verbunden sind, wobei die Breit- und Schmalwände (3, 4, 5, 6) Außenseiten des Profils bilden und - die erste und/oder die zweite Breitwand (3, 4) einen zum Schließen des Profils und/oder zur Vorgabe von wenigstens zwei Kammern (1, 2) des Profils geeignete Struktur, insbesondere einen Steg (7) aufweisen. Gemäß dem Konzept der Erfindung ist vorgesehen, dass - das Band zum Umformen bereitgestellt wird; - zunächst eine Anzahl von Vorsprüngen, insbesondere zur Strömungsbeeinflussung eines fluiden Mediums, auf wenigstens einer Seite des Bandes durch plastische Verformung angebracht wird, insbesondere geprägt wird; - erst danach wengistens eine zum Schließen des Bandes und/oder zur Vorgabe der wenigstens zwei Kammern (1, 2) geeignete Struktur, insbesondere des Steges, durch Umformung an einem Randbereich des Bandes angebracht wird; - das Band zur Bildung des Mehrkammer-Flachrohres (R1-R14) so ...

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Mehrkammer-Flachrohr und ein Mehrkammer-Flachrohr mit wenigstens zwei Kammern zur Strömungsaufnahme eines Fluids, hergestellt durch Umformen eines Blechbandes, bei dem ein geschlossenes Profil gebildet ist gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 5. Die Erfindung betrifft auch einen Wärmetauscher mit einem solchen Flachrohr und eine Verwendung des Wärmetauschers.
  • Flachrohre für Wärmeübertrager, speziell Heizkörper, Verdampfer und Kondensatoren sind entweder durch einen Extrusionsprozess, einen geschweißten Prozess oder gefalzten Prozess hergestellt. Grundmaterial ist in der Regel Aluminium oder Aluminiumlegierung. Welches Verfahren eingesetzt wird hängt von den Einsatzbedingungen ab.
  • Sind sehr viele getrennte Kanäle im Flachrohr und hohe Berstdruckfestigkeit gefordert ist der Einsatz eines extrudierten Profils sinnvoll. Hier ist das Flachrohr nach außen und zwischen den Kanälen schon vor dem Verlöten dicht.
  • Extrudierte Flachrohre sind jedoch teurer als geschweißte oder gefalzte Flachrohre. Ebenso ist die Verlötung mit z. B. Rippen notwendige Lotplattierung außen erst in einem nach dem Extrudieren weiteren Schritt aufzubringen.
  • Geschweißte Flachrohre sind nach der Fertigung nach außen dicht, jedoch sind sie, wenn sie mehrere getrennte Kammern haben, zwischen den Kammern undicht. Die interne Trennung erfolgt erst nach der Verlötung, also nach dem Zusammenbau des gesamten Wärmeübertragers. Falls es sich also um ein geschweißtes Flachrohr mit mind. 2 Kammern handelt, ist die Innenseite grundsätzlich mit einer Lotbeschichtung auszuführen. Diese Lotbeschichtung sollte mindestens im Bereich der Verlötstelle auf der Innenseite vorhanden sein, d. h. über die gesamte Innenseite oder über einen kleinen Bereich auf der Innenseite, einseitig oder beidseitig, an der Verlötfläche der Sicke, wobei es vergleichsweise schwierig ist, nur mittig partiell mit Lot das Band zu beschichten. Nachteilig bei den geschweißten Flachrohren ist die gegebenenfalls notwendige Innenplattierung auf der Innenseite des Flachrohr-Bandmateriales im Sickenbereich. Eine partielle Lotplattierung im Sicken-/Stegbereich ist nur mit Aufwand zu erreichen, so dass die komplette Innenseite des Flachrohres mit Lot beschichtet ist. Ebenso sind aus Gründen der Herstellbarkeit die Materialdicken bei geschweißten Flachrohren nach unten begrenzt.
  • Gefalzte Flachrohre können nach der Fertigung nach außen und innen undicht sein. Gefalzte Flachrohre machen vor allem bei Flachrohren mit mindestens zwei Kammern Sinn. Die interne und externe Dichtheit erfolgt erst nach dem Löten, soweit gewünscht.
  • Mehrkammer-Flachrohre erweisen sich zur Verwendung in einem Wärmetauscher – beispielsweise wie in EP 1 213 555 B1 beschrieben – als zunehmend attraktiv, weil diese vergleichsweise dünnwandig und damit material einsparend zur Verfügung gestellt werden können und darüber hinaus in einem vergleichsweise einfachen Umformverfahren, beispielsweise in einem Biegeverfahren und/oder einem Faltverfahren und/oder einem Falzverfahren, hergestellt werden können – ein solches Umformverfahren ist beispielsweise in US 6,615,488 B2 beschrieben. Als Ergebnis des dort beschriebenen Faltverfahrens ergibt sich ein Mehrkammer-Flachrohr des sogenannten "B-Typs", weil das Profil des Mehrkammer-Flachrohrs einen an eine B-Form erinnernden Verlauf aufweist. Ein anderes ähnliches Mehrkammer-Flachrohr ist in EP 1 213 555 B1 und in EP 0 811 820 B1 beschrieben. Bei beiden Mehrkammer-Flachrohren werden Randabschnitte beider die zweite Breitwand bildender Seitenabschnitte durchgehend von einer Innenseite der zweiten Breitwand zur einer Innenseite der ersten Breitwand geführt und dort an einer Kontaktstelle lötverbunden. Durch solche oder andere Weise kann ein die Kammern vollständig, d. h. fluiddicht trennender Steg gebildet werden. Insbesondere sind in EP0982095B1 oder EP0302232 der Anmelderin grundsätzliche Möglichkeiten zur Bildung eines Steges und zum seitlichen Schließen eines Mehrkammer-Flachrohres oder zum Schließen eines Mehrkammer-Flachrohres im Stegbereich geschützt.
  • Stegformen unterschiedlichster Art sind im Stand der Technik beschrieben worden.
  • EP 1 225 408 A2 zeigt ein Mehrkammer-Flachrohr, bei dem nur einer der Seitenabschnitte einen Randabschnitt aufweist, der durchgehend von einer Innenseite der zweiten Breitwand zu einer Innenseite der ersten Breitwand verläuft und dort an einer Kontaktstelle stoffschlüssig verbunden ist. Der Randabschnitt weist wenigstens zwei Umformabschnitte auf und wenigstens einer der Umformabschnitte bildet eine Anlagefläche für einen Randabschnitt des anderen Seitenabschnitts. Eine solche Ausführung eines Mehrkammer-Flachrohrs des B-Typs erweist sich in der Gestaltung des Stegs als material einsparend, lässt sich jedoch, insbesondere hinsichtlich der dem Steg zukommenden Zugwirkung, noch verbessern.
  • US 5,765,634 offenbart ein Mehrkammer-Flachrohr mit zwei Kammern, bei dem ein die Kammern trennender Steg in Form eines von einer zweiten Breitwand ausgehenden Umschlags gebildet ist, welcher die gegenüberliegende erste Breitwand kontaktiert. Der Kontakt ist an der ersten Breitwand durch zwei zum Rohrquerschnitt längs umgeschlagene Randabschnitte gebildet, die entlang einer Umschlagstelle gegeneinander stoßen. Die äußere Dimension des Rohres im Querschnitt und die Qualität der Lötverbindung im Stegbereich hängen nicht von der exakten Länge des Blechbandes ab.
  • FR 2 716 529 A1 offenbart einen kammertrennenden Steg für ein Mehrkammer-Flachrohr, der in Form eines Umschlags in Querschnittslängsrichtung des Flachrohres und eines den Steg bildenden weiteren Umschlags, der sich zwischen einer ersten Breitwand und einer zweiten Breitwand quer zur Längsrichtung des Querschnitts des Flachrohres erstreckt, gebildet ist. In den letzteren Umschlag greift ein rechtwinklig abgebogener Umformabschnitt der zweiten Breitwand ein. Dies erhöht vorteilhaft die Stabilität des Steges, verbraucht aber vergleichsweise viel Material und ist relativ aufwendig herzustellen.
  • US 6,325,141 B2 offenbart ein Zweikammer-Flachrohr, bei dem ein U-förmig gebildeter Steg quer zur Längserstreckung des Flachrohrquerschnitts zwischen der ersten Breitwand und der zweiten Breitwand gebildet ist, wobei in den U-förmigen Querschnitt ein rechtwinklig abgewinkelter Umformabschnitt der ersten Breitwand eingreift. Der U-förmige Teil des Steges ist mit einer Perforation gebildet, von dem Seitenabschnitte des U-förmigen Keils im unteren Bereich abgewinkelt sind. Ein solcher Steg bildet keine fluiddichte Trennung des ersten und zweiten Kanals und ist hinsichtlich seiner Stabilität verbesserungswürdig.
  • JP 07158999A offenbart ein Mehrkammer-Flachrohr, bei dem zwei Kammern zur Strömungsaufnahme eines Fluids gebildet und durch einen Steg getrennt sind, wobei jeder der Kammern weiter durch eine innere, gewellte zwischen einer ersten und einer zweiten Breitwand verlaufenden Finne zur Bildung von Strömungskanälen zwischen einer Rohr-Innenwand und der Finne unterteilt ist. Der Steg ist dabei vergleichsweise dickwandig mit einer längs der Querschnittsbreite des Mehrkammer-Flachrohres gerichteten U-förmigen Umformung eines ersten Stegabschnitts und eines in diese eingreifenden Umschlags eines zweiten Stegabschnitts gebildet. Ein ähnliches Mehrkammer-Flachrohr ist in GB 2268260A offenbart, bei dem der Steg als einfacher zweiwandiger Steg mit zwei aneinanderliegenden sich von einer ersten Breitwand zu einer zweiten Breitwand erstreckenden Stegabschnitten gebildet ist. Auch dieses Mehrkammer-Flachrohr lässt sich hinsichtlich seiner Stabilität noch verbessern.
  • US 6,209,202 B1 offenbart ein Mehrkammer-Flachrohr für einen Wärmetauscher, wobei die Kammern des Mehrkammer-Flachrohres jeweils durch einen Steg nicht einheitlicher Dicke getrennt sind, welcher aus zwei einen Umschlag bildenden Umformabschnitten gebildet ist, wobei der Umschlag an einer Umschlagstelle an einer Kontaktstelle der Innenseite einer der Breitwände lötverbunden ist. Das Mehrkammer-Flachrohr in US 6,209,20281 ist durch überlappende Randabschnitte im Bereich einer Schmalwand geschlossen und weist bereits eine vergleichsweise gute Stabilität auf. Gleichwohl lässt sich dieses Mehrkammer-Flachrohr hinsichtlich Stabilitätsverhalten und einer dennoch vergleichsweise einfachen und kostengünstigen Herstellung verbessern.
  • DE 198 192 49 A1 und DE 3 216 140 C1 offenbaren jeweils ein Zweikammer-Flachrohr, bei dem ein Steg durch einen einzigen Randabschnitt eines das Flachrohr bildenden Blechbandes gebildet ist, indem der Randabschnitt, ausgehend von einer ersten Breitwand, nach innen umgeformt und auf der Innenseite der gegenüberliegenden, zweiten Breitwand anliegend angeordnet ist – der zweite Randabschnitt des Blechbandes dient ausschließlich zur Ausbildung der ersten Breitwand.
  • US 5,186,251 offenbart ein Zweikammer-Flachrohr, wobei ein Steg als Teil eines Innenabschnitts zwischen zwei diametral gegenüberliegenden Breitwänden verläuft und wobei die Randabschnitte des Blechbandes ausschließlich zur Bildung der Breitwände dienen.
  • In EP0632245 A1 ist ein Mehrkammer-Flachrohr beschrieben, bei dem die Verlötung unter Ausbildung einer Sicke am Steg erreicht wird.
  • Es hat sich gezeigt, dass ein Mehrkammer-Flachrohr des eingangs beschriebenen sogenannten B-Typs noch verbesserungswürdig ist.
  • In EP1060808 B1 ist dazu ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauscherrohres zur Montage in einem Fahrzeugkühler beschrieben, bei dem ein durch Vorsprünge in einem gegebenen Muster auf einer Seite eines Blechbandes profiliertes Blechband durch plastische Verformung zum Formen aufragender Vorsprünge erhalten wird, nachdem im Herstellungsverfahren zwei aufrechtstehende Randteile des Blechbandes entlang zwei einander gegenüberliegender Rändern zur Bildung des Stegs erhalten wurden. Der Steg wird danach derart geformt, dass die Randteile in Anlage aneinander und an dem Stegteil angebracht werden, um die Kammern des Mehrkammerflachrohres zu definieren. Dazu wird das Blechband so angeordnet, dass es sich durch mindestens ein Prägeglied erstreckt, das eine Eingriffsfläche umfasst, die zum Blechband weist und mehrere Vorsprünge aufweist und die Vorsprünge auf das Blechband aufgebracht werden, um eine Flächenstruktur zu bilden.
  • In DE 10127084 A1 der Anmelderin wird eine besonders effektive Profilierung in Form eines gegebenen Musters von Vorsprüngen bei einem Blechband angegeben, um den Wärmeübertrag zwischen der Kernströmung des Kühlmediums in einem aus dem Blechband gebildeten Flachrohr zu verbessern und damit die Leistungsdichte des Wärmetauschers. zu erhöhen. Dazu wird insbesondere ein Verhältnis zwischen der Höhe der als Wirbelerzeuger dienender Vorsprünge und der Höhe der Flachrohre sowie eine Richtungsangabe für die länglich ausgeführten Vorsprünge angegeben.
  • In US 1,417,387 ist ein Rohr beschrieben, das auf andere Weise hergestellt wird und bei dem interne Vorsprünge ein Zusammendrücken des Rohres verhindern sollen und externe Vorsprünge als Abstandshalter zwischen benachbarten Rohren dienen. Dazu sind die externen und internen Vorsprünge direkt nebeneinander am Blechband angeordnet und ragen auf gegenüberliegenden Seiten aus dem Blechband heraus, bzw. sind in gegenläufige Richtung aus dem Blechband ausgeprägt.
  • Die vorgenannten Ausführungsarten eines Mehrkammerflachrohres sind noch verbesserungswürdig.
  • An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, ein Mehrkammer-Flachrohr anzugeben, bei dem das Stabilitätsverhalten und/oder die Druckfestigkeit des Mehrkammer-Flachrohres verbessert ist. Insbesondere kann auch eine Stabilität und/oder Zugwirkung des Steges verbessert sein, und dennoch das Mehrkammer-Flachrohr vergleichsweise einfach und kostengünstig hergestellt werden. Aufgabe der Erfindung ist es darüber hinaus, ein entsprechendes Herstellungsverfahren für ein erfindungsgemäßes Mehrkammer-Flachrohr anzugeben.
  • Die Aufgabe betreffend das Herstellungsverfahren wird durch die Erfindung mittels eines Herstellungsverfahren für ein Mehrkammer-Flachrohr der ein gangs genannten Art gelöst, bei dem erfindungsgemäß die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 vorgesehen sind. Die Aufgabe betreffend das Mehrkammer-Flachrohr wird durch die Erfindung mittels eines Mehrkammer-Flachrohrs des Herstellungsverfahrens und einem Mehrkammer-Flachrohr nach dem weiteren unabhängigen Anspruch 5 gelöst.
  • Gemäß dem Konzept der Erfindung werden die den Wärmeübertrag verbessernden Vorsprünge, wie Winglets, Mikrostrukturen od. dgl. andere Strukturen in der ersten Formgebung z. B. geprägt. Dadurch fließt das Bandmaterial besser und wird weniger gestreckt. Dadurch wird das Risiko von Rissen im Radius-Bereich am Ende der gezogenen Form vermindert und die Vorsprünge können sogar tiefer gezogen werden. Insbesondere können die Vorsprünge nach innen, nach außen oder kombiniert innen und außen sein. Sie dürfen unterbrochen oder durchgehend sein. Der Verlauf der vorteilhaft geprägten Vorsprünge kann parallel oder kreuzförmig sein. Durch die immer dünner werdenden Materialien entsteht die Formgebung von der Mitte nach außen.
  • Erst zuletzt wird das Profil für die Anbringung von Stegborden – zum Schließen des Profils und/oder zur Vorgabe der Kammern – gestaltet.
  • In dieser Phase kann das Rohr auf Maß sein, jedoch ist dies nicht erforderlich – es reicht die korrekte Abmessung für den kassettierten bzw. gelöteten Zustand. Die richtige Form kann vorteilhaft erst beim Kassettieren des Blocks entstehen.
  • Das Bordende kann mittig, symmetrisch, einseitig oder außen liegen und bildet nach dem Löten – ggfls. auch Schweißen oder Kleben – einen z. B. geschlossenen Kanal zur Durchströmung von Gas oder Flüssigkeit oder pulverartiger Stoffe, die einen Wärmeaustausch benötigen.
  • Die Anbindung des Stegbords kann direkt auf die gegenseitige Wand oder indirekt auf die Vorsprünge oder andere Strukturen erfolgen. Die indirekte Lötverbindung hat den Vorteil, dass der Querschnitt des Rohres nicht nur zur inneren Druckstabilität verwendet wird, sondern die Struktur wird so ausgelegt, dass ein Strömungsqueraustausch zwischen den zwei oder mehreren Kammern entsteht.
  • Eine Lotplattierung kann doppelseitig sein. Durch die Verwendung von dünnen Materialien und zusätzlichen antikorrosiven Plattierungen, wird die Dicke des Kernstoffs noch dünner. Um die Auswirkung zu vermindern, kann das Band vorteilhaft nur einseitig lotplattiert und die Falzstelle im Bereich mit der Kontaktfläche perforiert sein, so dass das Lot von außen nach innen durch die Kapillarwirkung fließt. Hier kann in besonders vorteilhafter Weise auch die richtige Rohrform bei der Kassettierung im eingebauten Zustand und nach dem Löten entstehen. Die Form aus der Rollensätze oder Falzmaschine ist approximativ und erfordert weniger Genauigkeit. Zur Verfügung steht die für die Form ermittelte Bandbreite. Durch die entsprechende Balligkeit und z. B. ein schräggestelltes Stegbord, wird vorteilhaft erst beim Blockkassettieren die Kanalform auf Maß gezwungen, d. h. die Form entsteht vorteilhaft aus der Kombination Rollen oder Falzen (Vorformen) und Kassettieren und Blocklöten (Endformen). Beim Kassettieren ist der Blockfertiger so ausgelegt, dass die Spannkraft auf die Rippen entsprechend dosiert wird und auf die offenen und ungenauen Rohre begrenzt übertragen wird, ohne ein Rohr zu beschädigen. Die Spannkraft verursacht die Selbstanpassung in der gewünschten Form
  • Das Konzept der Erfindung ermöglicht vorteilhaft die Herstellung eines gefalzten Flachrohres, bei dem die Bandbreitentoleranz praktisch keinen Einfluss auf die Breite des Flachrohres im Stegbereich bzw. Sickenbereich nimmt. Außerdem wird vorteilhaft die Herstellung eines gefalzten Flachrohres möglich, das vor dem Verlötprozess eine gewisse „Eigensteifigkeit" besitzt.
  • Das Flachrohr bereitet durch seine Eigensteifigkeit kaum Probleme bei den weiteren Fertigungsschritten zum Aufbau des gesamten Wärmeübertragers. Vorteilhaft kann ein gefalztes Flachrohr mit Materialdicken unterhalb von 0,25 mm hergestellt werden – größere Materialstärken sind darüber hinaus mit noch weniger Aufwand realisierbar.
  • Ein gefalztes Flachrohr hat vorteilhaft mindestens zwei getrennte Kammern nach dem Löten und lässt dadurch auch getrennte Strömungsrichtungen in den Kammern zu. Ein Flachrohr lässt durch zwei getrennte Kammern auch eine Trennung der Kammern durch eine Trennwand zu, die sich im Mittenbereich befindet und mit dem Flachrohr verlötet ist.
  • In vorteilhafter Weise wird es möglich, ein gefalztes Flachrohr auf der Innenseite mit einer direkt auf dem Grundwerkstoff versehener Korrosions-Schutzplattierung zu versehen. Auf der Innenseite ist somit keine Lotplattierung notwendig – sondern vorzugsweise nur auf der Außenseite eine Lotplattierung.
  • Weitere, vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen und geben im Einzelnen vorteilhafte Möglichkeiten an, das oben erläuterte Konzept im Rahmen der Aufgabenstellung sowie hinsichtlich weiterer Vorteile zu realisieren.
  • Die Formen können mit einer Sicke mittig oder an einer bestimmten Stelle vorgesehen werden. Dies dient nicht nur als Verstärkung des entstehenden Kanals, sondern ist bei Wärmetausch-Umlenkungen in der Breite nutzbar. Durch die Endformung am Block-Kassettierer kann vermieden werden, dass nach dem Löten der Querschnitt des Kanals kleiner ist, als dieser ausgelegt ist.
  • Die Strukturprägungen können freiliegen oder auf einen anderen Kontakt stoßen. Gegenüberstehende Prägeformen können parallel oder in die andere Richtung, z. B. kreuzförmig verlaufen. Wenn das Band doppelseitig plattiert ist, oder wenn eine Perforation in einem entsprechenden Falzbereich besteht, dann erfolgt eine Lötverbindung und eine Zugankerwirkung.
  • Als Verstärkung kann die Falz vorne und hinten ausgeführt werden. Dadurch wird die Resistenz gegen Steinschlag und die Kassettier-Sicherheit erhöht.
  • Grundsätzlich sind alle bekannten stoffschlüssigen Fügeverfahren zum Schließen des Rohres möglich, insbesondere ist jedoch auch ein Walzen, Löten, Schweißen und Kleben möglich.
  • Ausgangsmaterial kann Metall sein – bevorzugt wird Aluminium, Edelstahl, Messing, Kupfer und dessen allgemeine Legierungen mit oder ohne Plattierung – oder Kunststoff für die Bänder sein, gegebenenfalls mit einer oder mit mehreren Lötplattierungen oder Klebstoffschichten, die einseitig, doppelseitig oder Kombinationen von einseitig verschiedenen Lötplattierungen auf einer Ebene oder doppelseitig mit verschiedenem Löt- oder Korrosionsschutz auf einer oder mehreren Ebenen plattiert ist. So ist möglich:
    • – Löten bei doppelseitiger Lötplattierung,
    • – Löten innen und außen bei einseitiger Lötplattierung,
    • – Stabilisierung der Festigkeit durch zusätzlich begrenzte oder durchgehende Verbindungen an der Rohrwand,
    • – bei Bedarf Kombinationen mit Verstärkungsstrukturen, z. B. sind Mikroprägungen möglich,
    • – Einbau und gleichzeitig Verwendung von Strömungsrichter zur Verbesserung der Festigkeit, Leistung oder Reduzierung des Druckabfalls und zur Anbindung als Zuganker oder zur Verbesserung der Lötbarkeit.
  • Vorteilhaft kann erreicht werden:
    • – eine Reduzierung der Werkzeuge und Kosten,
    • – eine Reduzierung des Energiebedarfs durch das Entfallen des Schweißvorgangs,
    • – ein geringerer Maschinenverschleiß,
    • – eine Verwendung von Bändern, die dünner sind als 1 oder 0,5 oder 0,4 oder 0,3 oder 0,25 oder 0,2 oder 0,15 oder 0,1 oder 0,05 mm,
    • – eine Verwendung von Bänder mit integrierten Lotmittel,
    • – eine Verwendung von Bändern mit Plattierungsanteilen aus Kupfer, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Zinn, Zink oder anderen Werkstoffen, welche bei einer stoffschlüssigen Verbindung die Dichtheit und Festigkeit erhöhen oder sich als antikorrosiv auswirken,
    • – eine Verwendung von Bändern, die im Endzustand das Löten mit oder ohne Oberflächenreinigung erlauben z. B. eine chemische oder thermische,
    • – eine einseitige oder zweiseitige mit oder ohne Lotmittel lötbare Anordnung zur Bildung eines Rohres,
    • – eine für Vakuum oder Nocolok-Lötverfahren geeignete Anordnung zur Bildung eines Rohres,
    • – ein Schließen des Rohres Löt- und Klebe-Verbindungen sowie Werkstoffe deren Schmelzpunkte bei Temperaturen zwischen –60°C bis 4000°C liegen,
    • – weniger Materialspannungen beim Verformen der Bänder,
    • – eine Selbstanpassung auf Maß beim Kassettieren des Blocks,
    • – eine Selbstabdichtung beim Löten,
    • – eine maximale Lötfläche mit der Außenrippe zur optimalen Leistung- und Festigkeitsgestaltung.
  • Insgesamt kann sich gemäß dem Konzept der Erfindung oder einer der Weiterbildungen eine Erhöhung der Produktivität, Kostensenkung, bleibende oder verbesserte Qualität sowie Leistungsverbesserung ergeben. Ein Flach rohr kann mit einer oder zwei oder mehr Kammern gestaltet werden. Durch Falztechnik können Flachrohre mit Wandstärke unterhalb 0,5, 0,4, 0,3, 0,25 mm hergestellt werden.
  • Mit und ohne Separierung der beiden Kammern ist eine hohe Druckwechselstabilität des Flachrohres vorhanden während das vollständige Formen durch Rollen nach dem Stand der Technik als weiterer Nachteil hat, dass im Radiusbereich das Band Risse bekommen kann oder noch dünner wird und weniger Festigkeit oder Korrosionsbeständigkeit besitzt.
  • Eine Lötplattierung ist nur auf der Außenstelle bei mehreren Varianten realisierbar – je nach Ausführung der Trennwand. Dadurch ist durch Verwendung einer Schutzplattierung auf der Innenseite eine erhöhte Beständigkeit gegen korrosive Medien gegeben.
  • Einprägungen auf der Innenseite des Flachrohres zur Erhöhung der Wärmeübertragung sind bei allen Varianten realisierbar.
  • Toleranzen in der Bandbreite gehen nicht in die Verlötqualität ein.
  • Vorteilhaft kann bei einem Mehrkammer-Flachrohr wenigstens eine der Kammern einwandig ausgebildet sein. Die Wandstärke einer Kammer lässt sich in bevorzugter Weise unterhalb von 0,2 mm realisieren. Grundsätzlich kann das Konzept der Erfindung auch ausgeführt werden bei einem Mehrkammer-Flachrohr, bei dem wenigstens eine der Kammern mit mehreren Wänden, insbesondere zwei Wänden ausgebildet ist. Auch hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass eine Wandstärke einer Wand unterhalb von 0,2 mm liegt – die Gesamtwandstärke einer Kammer mit mehreren Wänden liegt somit vorteilhaft unterhalb eines vielfachen von 0,2 mm, bei zwei Wänden vorzugsweise unterhalb von 0,4 mm. Ein mehrwandiges Mehrkammer-Flachrohr kann beispielsweise durch geeignete Wickelanordnungen des Blechbandes erfolgen. In einer Abwandlung können auch zwei oder mehr Profile zur Bildung einer konzentrischen Wandanordnung ineinander angeordnet werden.
  • Zusätzlich zu dem zuvor erläuterten, eine Zugwirkung entfaltenden Steg lässt sich zur Ausbildung eines Mehrkammer-Flachrohres mit mehr als zwei Kammern ein oder mehrere weitere solcher oder anderer Stege beim Profil vorsehen. Vorzugsweise können weitere Stege durch Einfalten der ersten und/oder zweiten Breitwand gebildet sein. Letzteres hat sich als besonders einfache Maßnahme zur Bildung weiterer Stege erwiesen.
  • Grundsätzlich können die Oberflächen eines Mehrkammer-Flachrohres der oben erläuterten Art in unterschiedlichster für eine Anwendung angemessener Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Rohraußenfläche und/oder eine Rohrinnenfläche glatt sein. Ein solches Mehrkammer-Flachrohr hat einen besonders geringen Strömungswiderstand.
  • In einer anderen, die Wärmetauscherfunktion des Mehrkammer-Flachrohres verbessernden Weiterbildung, kann eine Rohraußenfläche und/oder eine Rohrinnenfläche strukturiert sein. Es hat sich gezeigt, dass sich dazu eine Mehrzahl unterschiedlichst ausgeführter Arten von Strukturelementen eignet, insbesondere solche die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus:
    Dimpel, Winglets, Rippen.
  • Ein Mehrkammer-Flachrohr der zuvor erläuterten Art hat sich als besonders zuverlässig zur Führung eines Fluids bei erhöhter Druckfestigkeit und unter besonderer Wirkung des die Zugankerwirkung entfaltenden Steges gemäß dem Konzept der Erfindung erwiesen. Das Fluid kann in einer besonders bevorzugten Weiterbildung ein erstes Fluid sein, insbesondere in Form eines Abgases und/oder einer Ladeluft. In gleicher Weise eignet sich ein Mehr kammer-Flachrohr auch für ein zweites Fluid, vorzugsweise ein Kühlmittel, insbesondere ein auf flüssiger Basis gebildetes Kühlmittel.
  • Ein Mehrkammer-Flachrohr der oben beschriebenen Art eignet sich gemäß dem Konzept der Erfindung für einen Wärmetauscher zum Wärmetausch zwischen einem ersten Fluid einerseits, insbesondere einem Abgas und/oder Ladeluft und einem zweiten Fluid andererseits, insbesondere einem Kühlmittel. Ein solcher Wärmetauscher gemäß der Erfindung weist auf: einen Block zur voneinander getrennten und wärmetauschenden Führung des ersten und des zweiten Fluids, mit einer Anzahl von dem ersten Fluid durchströmbaren Strömungskanälen, eine erste die Strömungskanäle aufnehmende von dem zweiten Fluid durchströmbare Kammer und ein Gehäuse in dem die Kammer und die Strömungskanäle angeordnet sind. Gemäß dem Konzept der Erfindung ist ein Strömungskanal erfindungsgemäß in Form eines Flachrohres der oben erläuterten Art gebildet.
  • Die Erfindung führt auch auf eine besonders bevorzugte Verwendung des Wärmetauschers gemäß den weiteren nebengeordneten Ansprüchen, beispielsweise als Hochtemperatur- oder Niedertemperaturwärmetauscher – in beiden Fällen beispielsweise als ein Abgaswärmetauscher oder als ein Ladeluftwärmetauscher. In einer anderen Ausgestaltung oder Weiterbildung ist der Wärmetauscher als Monoblock ausgebildet. Insbesondere erfolgt der Zusammenbau des Wärmetauschers zu einem Monoblock. Insbesondere hat der Wärmetauscher zumindest eine Umlenkung. Insbesondere weist dert der Wärmetauscher einen in einen Kühlmittelkasten integrierten Zusatzwärmetauscher, insbesondere zur indirekten Kühlung von Aggregaten.
  • In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung ist eine Vorrichtung zur Herstellung des zumindest einen Rohres und/oder des zumindest einen Wärmetauschers vorgesehen.
  • Darüber hinaus hat sich die Verwendung des Wärmetauschers gemäß dem Konzept der Erfindung auch als Ölkühler oder als Kältemittel oder Kühlmittelkühler erwiesen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzung der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Leeren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail eine Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung, sowie in den Unteransprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsform oder beschränkt auf ein Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zudem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenem Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein.
  • Im Einzelnen zeigt die Zeichnung in:
  • 1: eine schematische Darstellung einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens für ein Mehrkammer-Flachrohr gemäß dem Konzept der Erfindung – dies für eine schematisch dargestellte erste Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung;
  • 2: eine besonders bevorzugte zweite Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung – in Ansicht (A) als perspektivische Darstellung, in Ansicht (B) als Querschnittsansicht und in Ansicht (C) als vergrößerte perspektivische Darstellung im Stegbereich;
  • 3: eine dritte besonders bevorzugte Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung – in Ansicht (A) als perspektivische Darstellung, in Ansicht (B) als Querschnittsdarstellung und in Ansicht (C) als vergrößerte perspektivische Darstellung im Stegbereich;
  • 4: eine besonders bevorzugte vierte Ausführungsform eines Mehr kammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung – in Ansicht (A) als eine erste perspektivische Darstellung und in Ansicht (B) als eine zweite perspektivische Darstellung;
  • 5: eine fünfte besonders bevorzugte Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung – in Ansicht (A) als eine perspektivische Darstellung und in Ansicht (B) als vergrößerte perspektivische Darstellung im Stegbereich;
  • 6: eine sechste besonders bevorzugte Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung – in Ansicht (A) als eine erste Variante und in Ansicht (B) als eine zweite Variante mit zusätzlichen Teilstegen;
  • 7: eine siebte Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
  • 8: eine achte Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung;
  • 9: eine neunte Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung – in Ansicht (A) als eine erste Variante mit zusätzlichen Teilstegen, in Ansicht (B) als eine zweite Variante mit einem zusätzlichen, durchgehenden, perforierten Steg in Form eines aus einem Innenabschnitt einer Breitwand gebildeten Umschlags und in Ansicht (C) in einer dritten Variante mit einem zusätzlichen trennenden Steg, bei dem in eine U-förmige Umformung eines ersten Randbereichs eine 90°-Umformung eines zweiten Randbereichs des Bandes zur Bildung eines Steges mit dreifacher Materialstärke eingreift;
  • 10: eine zehnte Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß der Erfindung, bei dem die Bandenden über eine fluchtende Position hinaus geschoben sind und das Bandmaterial im Mittenbereich im Wesentlichen rechteckige Umformungen aufweist;
  • 11 eine elfte Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß der Erfindung, bei der eine Sicke im Stegbereich eine rechteckförmige Kontur aufweist und der Stegbereich nicht spiegelsymmetrisch bezüglich der Querschnittsbreite ausgeführt ist, sondern stattdessen punktsymmetrisch, d. h. der Steg verbindet vorliegend in Form eines Innenabschnittes des Blechbandes zwei diametral gegenüberliegende Kammerwände zwei diametral gegenüberliegende Kammerwände einer ersten und zweiten Breitwand – vorliegend ist die Sickenseite mit zwei, flächig aneinander liegenden Umformabschnitten gebildet und die Bandenden sind seitlich deutlich beabstandet voneinander;
  • 12 eine zwölfte Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß der Erfindung, bei dem der Stegbereich ähnlich wie in 11 punktsymmetrisch ausgeführt ist und der Sickengrund mit drei, flächig aneinander liegenden 90°-Umformabschnitten verstärkt gebildet ist;
  • 13 eine dreizehnte Ausführungsform eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß der Erfindung, bei der der Sickengrund mit vier, flächig aneinander liegenden Umformabschnitten gebildet ist und ansonsten punktsymmetrisch, ähnlich wie in 11 und 12 mit einer rechteckförmigen Sicke ausgebildet ist – vorliegend sind zwei Blechbänder verarbeitet, wobei alle vier Randabschnitte der Blechbänder unter Bildung einer Sicke einen die zwei Kammern trennenden Steg bilden;
  • 14 eine bevorzugte Ausführungsform eines Wärmetauschers mit einem Mehrkammer-Flachrohr der zuvor genannten Ausführungsformen;
  • 15 eine Querschnittsdraufsicht auf den Wärmetauscher der 14.
  • In 1 sind schematisch die Verfahrensschritte eines Herstellungsverfahrens für ein Mehrkammer-Flachrohr R1 dargestellt, wie es in Ansicht (F) im bereits kassettierten Zustand zwischen zwei Wellrippen 130 eines in 1 nicht näher dargestellten Wärmetauschers 100 gezeigt ist. Ein solcher Wär metauscher 100 mit Zweikammer-Flachrohren 120 ist beispielhaft in 14 und 15 gezeigt und näher erläutert. Bei einem solchen Wärmetauscher 100 kann ein Mehrkammer-Flachrohr R1 oder ein Mehrkammer-Flachrohr R14 der 15 oder ein anderes der erläuterten besonders bevorzugten Ausführungsformen von Mehrkammer-Flachrohren R1–R14 zum Einsatz kommen. Die Verwendung von geeigneten Mehrkammer-Flachrohren ist nicht beschränkt auf die vorliegend erläuterten Ausführungsformen, vielmehr eignet sich das Verfahren zur Herstellung eines Mehrkammer-Flachrohres für jede Art eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung – nämlich mit wenigstens zwei Kammern 1, 2 zur Strömungsaufnahme eines Fluids für einen Wärmetauscher, wobei ein geschlossenes Profil durch Formen eines Bandes, wie in 1 gezeigt, gebildet ist. Vorliegend ist dies ein Biege- und Falzverfahren. Das Mehrkammer-Flachrohr R1 weist in dem, in Ansicht (F) der 1, dargestellten kassettierten endgültigen Zustand eine sich gegenüberliegende erste und zweite Breitwand 3, 4 auf, die jeweils über eine einen Umformbereich bildende erste und zweite Schmalwand 5, 6 miteinander verbunden sind, wobei die Breit- und Schmalwände 3, 4, 5, 6 Außenseiten des Profils bilden. Die Bezugszeichen sind der Einfachheit halber auch für die den Rohling zeigenden Herstellungsschritte in Ansichten (A) bis (E) der 1 verwendet.
  • Vorliegend weist, wie aus Ansicht (F) ersichtlich, die erste Breitwand 3 eine zum Schließen des Profils des Mehrkammer-Flachrohres R1 und zur Vorgabe der zwei Kammern 1, 2 des Profils geeignete Struktur in Form eines Stegs 7 auf. Wie in Ansicht (A) ersichtlich wird zunächst ein Band 101 bereitgestellt und unmittelbar danach wird eine Anzahl von Vorsprüngen 21, 22 – vorliegend zur Strömungsbeeinflussung eines Fluidmediums und zur weiter unten näher erläuterten Strukturverstärkung des Profils – in der in 1 dargestellten Weise auf einer Seite, ggfls. auch auf beiden Seiten, des Bandes 101 durch eine plastische Verformung, vorliegend Prägen, angebracht. Erst danach wird, wie aus Ansicht (C) der 1 ersichtlich, die zum Schließen des Profils und zur Vorgabe der zwei Kammern 1, 2 geeignete Struktur – nämlich die den Steg bildenden Umformungen 7.1, 7.2 – an einem Randbereich des Bandes 101 angebracht. Wie aus Ansicht (D) und (E) der 1 ersichtlich, wird danach das Band zur Bildung des Mehrkammer-Flachrohres R1 weiter geformt. So wird zunächst im vorliegenden Fall eine an den Stellen a, b angeordnete Vorprägung von Radien vorgenommen und an der Stelle c eine zur späteren stoffschlüssigen Befestigung des Stegs 7 vorgesehene Lötplattierung vorgenommen. Danach wird, wie in Ansicht (E) der 1 ersichtlich, das Band 101 weiter gebogen, um das geschlossene Profil zunächst vorzubilden – was in der Ansicht (E) durch die noch gewölbte Außenform des Profils erkennbar ist. Die Endform des Profils wird vorliegend – wie aus Ansicht (F) der 1 ersichtlich – erst nach dem in Ansicht (E) gezeigten Schließen des Profils beim Kassettieren des Mehrkammer-Flachrohres R1 – und hier nach dem Lötvorgang – im Wärmetauscher 100 der Ansicht (E) gebildet.
  • Dieses Vorgehen ist mit den im Rahmen des Konzepts der Erfindung erläuterte Vorteilen verbunden. Insgesamt wird eine bessere Fließfähigkeit des Bandmaterials erreicht, so dass das Risiko von Rissen im Radiusbereich a, b und im Bereich der Umformungen 7.1, 7.2 vermindert wird. Außerdem können die Vorsprünge 21, 22 ausgeführt werden, ohne dass das Bandmaterial die Maßhaltigkeit des Rohres nachteilig beeinflussen würde. Im umgekehrten Fall nämlich, würde eine Umformung am Randbereich des Bandes die Maßhaltigkeit des Rohres bereits vor einem Prägevorgang für die Vorsprünge 21, 22 festlegen. Es könnte, da nur der Prägevorgang für die Vorsprünge 21, 22 die effektiv verfügbare Länge des Bandes 101 zur Bildung des Profils verändern. Vorliegend wird aber auch die weitere Bildung des Profils, insbesondere zum Schließen des Profils und/oder die Vorgabe der wenigstens zwei Kammern 1, 2 im Rahmen einer geeignet ausgebildeten Stegstruktur, welche anhand der im Folgenden erläuterten Ausführungsformen näher erläutert wird, in jedem Fall unkritisch betreffend einer Maßhaltigkeit erfolgen. Diese bereits in den oben genannten Herstellungsschritten (B), (C) vorgesehenen Vorteile lassen sich zur Realisierung eines kostengünstigen und effektiven Herstellungsverfahrens zur Bildung eines Mehrkammer-Flachrohres R1–R14 nutzen.
  • Die folgenden Ausführungsformen zeigen jeweils ein Mehrkammer-Flachrohr mit vorliegend zwei, vorzugsweise nicht fluiddicht, getrennten Kammern – bevorzugt sind mindestens zwei Kammern vorhanden, d. h. es kann auch eine höhere Anzahl realisiert sein. Dadurch ist eine gegen- bzw. gleichgerichtete Durchströmung realisierbar. Durch Falztechnik sind Flachrohre mit einer Wandstärke unterhalb von 0,25 mm möglich.
  • Eine Lötplattierung nur auf der Außenseite ist bei den meisten Varianten realisierbar. Dadurch ist durch die Verwendung von einer Schutzplattierung auf der Innenseite eine erhöhte Beständigkeit gegen korrosive Medien gegeben. Einprägungen auf der Innenseite des Flachrohres zur Erhöhung der Wärmeübertragung sind bei allen Varianten realisierbar. Toleranzen in der Bandbreite gehen nicht in die Verlötqualität ein.
  • 2 zeigt, in Ansicht (A) perspektivisch und in Ansicht (B) als Seitenansicht gezeigt, ein gefalztes Mehrkammer-Flachrohr R2 mit einer ersten Kammer 1 und einer zweiten Kammer 2 zur Strömungsaufnahme eines Fluids, vorliegend in Form eines Ladefluids, beispielsweise eines Abgases, einer Ladeluft oder einer Mischung daraus. Das vorliegend als Zweikammer-Flachrohr ausgebildete Mehrkammer-Flachrohr R2 weist eine erste Breitwand 3 und eine zweite Breitwand 4 auf, die sich gegenüberliegen. Weiter weist das Mehrkammer-Flachrohr R2 eine erste Schmalwand 5 und eine zweite Schmalwand 6 auf, die sich ebenfalls gegenüberliegen. Die erste Breitwand 3 weist einen die zwei Kammern 1, 2 anzeigenden Teilsteg 7 auf, welcher auf Vorsprüngen aufsteht, so dass in dieser Kombination eine in Ansicht (C) vergrößert gezeigte offene Stegstruktur gebildet ist, welche zwischen der ersten und zweiten Breitwand verläuft. Der Teilsteg ist durch aneinanderliegende Randbereiche 7.1, 7.2 des Bandes in Form von 90°-Umformungen gebildet, deren Stirnseite auf den Noppen 22 im Stegbereich aufstehen.
  • Zusätzlich weist das Mehrkammer-Flachrohr R2 der 2 eine in Strömungsrichtung hintereinander seitlich versetzte Anordnung von turbulenzerzeugenden Strukturelementen 21, 22 in Form von Noppen auf. Die Noppen sind vorliegend durch Einprägungen in eine erste Breitwand 3 bzw. zweite Breitwand 4 als gegenüberliegende und an einer Anlagefläche 23 aufstehende Strukturelemente 21, 22 in Form von Noppen gebildet. Aufgrund der Anlagefläche 23 wird somit durch die Noppen eine zusätzlich stabilisierende Strukturmaßnahme beim Mehrkammer-Flachrohr R2 verwirklicht. Die Anlagefläche 23 kann bei Bedarf lotplattiert werden, um eine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Strukturelementen 21, 22 zu erreichen.
  • Die erläuterten Ausführungsformen von Mehrkammer-Flachrohren R2 bis R14 mit zwei Kammern 1, 2 weisen allesamt eine vorteilhafte Verstärkung des Rohres als solches durch die anhand von 2 erläuterte seitlich versetzte Anordnung von turbulenzerzeugenden Strukturelementen 21, 22 in Form von Noppen auf. Zusätzlich ist ein Teilsteg oder Steg 7 verstärkt und mit vorteilhafter Lötplattierung versehen so dass die Stabilität eines bevorzugten Mehrkammer-Flachrohres R1 bis R14 bei gleichzeitig vereinfachter Herstellung, wie anhand von 1 erläutert, erhöht ist. Im Folgenden werden weitgehend die unterschiedlichen Stegstrukturen erläutert, während die Anordnung von turbulenzerzeugenden Strukturelementen 21, 22 in Form von Noppen gleich oder ähnlich der 2 sind.
  • Der Einfachheit halber sind für die Erläuterung der weiteren Ausführungsformen identische Merkmale oder Teile bzw. Teile oder Merkmale gleicher Funktion mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 und 2 versehen bzw. es wird auf gleiche Teile oder Merkmale mit einander entsprechender Funktion unter Referenz der gleichen Bezugszeichen Bezug genommen, oh ne dass diese Bezugszeichen im Einzelnen in den weiteren Figuren ausgeführt sind.
  • 3 zeigt ein Mehrkammer-Flachrohr R3 – im Wesentlichen ähnlich dem Mehrkammer-Flachrohr R2 – das wiederum mit Vorsprüngen 21, 22 ausgeführt ist, die an einer Anlagefläche 23 aufeinander aufstehen und das einen Teilsteg 7 aufweist, der ebenfalls auf gegenüberliegende Vorsprünge 22 aufsteht. Das Mehrkammer-Flachrohr R3 weist zwei Kammern 1, 2 mit entsprechenden Breitwänden 3, 4 und Schmalwänden 5, 6 auf und ist in drei Darstellungen (A), (B) und (C) gezeigt. Wie aus der vergrößerten Darstellung (C) ersichtlich, ist der Steg 7 vorliegend in abgewandelter Form mit zwei Umformabschnitten 8, 9 eines Innenabschnitts des Bandes, vorliegend eines Blechbandes aus Aluminium, gebildet. Vorliegend weist ein Umformabschnitt einen ersten von der zweiten Breitwand 4 ausgehenden 90°-Umformabschnitt 7.1, 7.2 und einen zweiten weiteren mit 90° gebildeten Umformabschnitt 7.3, 7.4 auf. Die insgesamt „T-förmig" gebildete Struktur des Stegs 7 hat ein durch die Umformabschnitte 7.3, 7.4 gebildeten Plateau, welches die Aufstandfläche auf den Vorsprüngen 21 im Bereich des Stegs 7 vergrößert und so die Beanspruchungsfähigkeit und Druckfestigkeit des Mehrkammer-Flachrohres R3 mit den zwei Kammern 1, 2 insbesondere im Bereich des Stegs 7, beträchtlich erhöht.
  • 4 zeigt ein weiteres Mehrkammer-Flachrohr R4, das in ansonsten ähnlicher Weise, wie R2, R3 mit einer weiter variierten Struktur des Stegs gebildet ist. Der Steg 7 weist vorliegend einen ersten Umformabschnitt 8 auf, der U-förmig mit drei 90°-Umformabschnitten 7.1, 7.2, 7.3 gebildet ist. Der quer zum Steg verlaufende Umformabschnitt 7.2 bildet eine Aufstandfläche auf den Vorsprüngen 22 im Bereich des Stegs 7 und realisiert auch eine erwünschte Standfläche ähnlich dem Prinzip, wie es anhand des Mehrkammer-Flachrohrs R3 in 3 erläutert wurde. In die „U-Form" des Umformabschnitts 8 greift ein einfach mit 90° gebildeter Umformabschnitt 7.4 des Randabschnitts 9 des Bandes ein – dadurch wird ein gegen Zug gesicherter Eingriff des Umformabschnitts 7.4 in die „U-Form" realisiert, was ein Öffnen des Profils auch ohne erfolgte Verlötung bereits vor dem Kassettieren des Mehrkammer-Flachrohres R4 vorteilhaft verhindert. Dadurch wird der Kassettier- und Lötvorgang wesentlich verlässlicher und erleichtert.
  • Das in 5 gezeigte Mehrkammer-Flachrohr R5 ist – wiederum ähnlich wie die Mehrkammer-Flachrohre R2, R3, R4 – mit zwei Kammern 1, 2 und entsprechenden Wänden 3, 4, 5, 6 ausgeführt, wobei die Struktur des Stegs 7 wiederum variiert ist. Wie aus der vergrößerten Ansicht (B) der 5 ersichtlich, ist der Steg 7 mit zwei Randabschnitten 8, 9 des Blechbandes gebildet, wobei jeder der Randabschnitte 8, 9 einen 180°-Umschlag aufweist. Dazu weist der Randabschnitt 8 um 180° umgeschlagene Umformabschnitte 7.2, 7.3 auf, die sich im Wesentlichen quer zur Erstreckung des Stegs 7 in Richtung der Breitwände 3, 4 orientieren und so als Teil einer 90°-Umformung von einem Umformabschnitt 7.1 ausgehen. Der Randabschnitt 9 des Bandes ist mit einem einzigen Umschlag gebildet, bei dem sich Umformabschnitte 7.4, 7.5 in Richtung einer Breitwand 3, also wiederum quer zum Steg 7, orientieren. Der Steg weist eine nochmals erhöhte Aufstandfläche auf den Vorsprüngen 22 im Bereich des Stegs 7 auf und ist darüber hinaus mit insgesamt dreifacher Materialstärke – im Unterschied zum Mehrkammer-Flachrohr R4 der 4 in Stegrichtung gestapelt – gebildet. Dies führt zu einer besonders bevorzugten Verstärkung des Stegs 7.
  • Insgesamt ist bei allen zuvor erläuterten Ausführungsformen von Mehrkammer-Flachrohren R2 bis R5 die Struktur zur Vorgabe der zwei Kammern 1, 2 als Kombination von einem Steg – genauer Teilsteg – und Vorsprüngen 22, 21 gebildet, welche aufeinander aufstehen. Die innerhalb des Profilinnenraums beabstandeten Vorsprünge 21, 22 führen damit zu einer teilweise offenen Stegstruktur, die jedenfalls in den Zwischenräumen zwischen den Vorsprüngen 22 einen Fluiddurchlass ermöglichen und damit nicht fluiddicht ausgeführt sind. Im Bereich des Stegs 7 – genauer Teilsteg – ist die Stegstruktur fluiddicht.
  • Das Mehrkammer-Flachrohr R6 der 6 ist in Ansicht (A) ohne Steg ausgeführt. Zur Vorgabe der zwei Kammern 1, 2 sowie weiterer Kammern 1', 2' dienen die aus einer Fläche 23 aufeinander aufstehenden Vorsprünge 21, 22. Die Vorsprünge 21, 22 sind – wie bei den anderen Ausführungsformen – vorliegend als längliche Noppen ausgeführt, was an der auf der Außenseite des Mehrkammer-Flachrohres R6 ersichtlichen Kontur 24 der Einprägungen erkennbar ist. Vorliegend ist das Mehrkammer-Flachrohr R6 seitlich, d. h. im Bereich einer Seitenwand, vorliegend der ersten Seitenwand 5, geschlossen – nämlich durch nach innen ragende aneinander anliegende Umformabschnitte 8, 9, welche jeweils einen der zwei Randabschnitte des Bandes ausmachen. Dadurch ist praktisch eine nach innen gerichtete, im Bereich der ersten Schmalwand 5 angeordnete Struktur eines Stegs – ähnlich dem Steg 7 des Mehrkammer-Flachrohres R2, diesmal jedoch im Bereich der ersten Schmalwand 5 anstatt im Bereich der ersten Breitwand 3 – gebildet.
  • In einer Abwandlung ist ein Mehrkammer-Flachrohr R6' in der Ansicht (B) der 6 mit zwei Bändern gezeigt, wobei ein erstes Blechband eine erste Breitwand 3 und jeweils die obere Hälfte einer ersten Schmalwand 5 und einer zweiten Schmalwand 6 bildet und ein zweites Blechband eine zweite Breitwand 4 und jeweils eine untere Hälfte der ersten Schmalwand 5 und der zweiten Schmalwand 6 bildet. Jeweils gegenüberliegende Randabschnitte 8, 9 im Bereich der ersten Schmalwand 5 bzw. 8', 9' im Bereich der zweiten Schmalwand 6 bilden einen Verschluss des Profils. Dabei ragen die Randabschnitte 8, 9 – ähnlich wie bei der in Ansicht (A) des Mehrkammer-Flachrohres R6 – gezeigt, in das Innere des Profils. Dazu sind die Randabschnitte 8, 9, 8', 9' als Umformabschnitte im Randbereich des jeweiligen Blechbandes gebildet sind. Ein Umformwinkel ist als ein spitzer Winkel je nach Höhe einer Schmalwand 5, 6 ausgeführt. Zusätzlich weist das Mehr kammer-Flachrohr R6' an jeder der Breitwände 3, 4 beabstandet voneinander durch 180°-Umschläge gebildete Stege 7, 7' auf, welche auf im Stegbereich angeordnete Vorsprünge 22 bzw. 21 aufstehen. Die Umschläge 7, 7' sind aus dem Innenabschnitt einer Breitwand 3, 4 des Blechbandes als Umformabschnitte 7.1, 7.2 bzw. 7.1', 7.2' gebildet. Ein Steg – besser Teilsteg – 7, 7' ist vorliegend also frei von Randabschnitten, da die Umschläge ausschließlich aus einem Innenabschnitt des entsprechenden Bandes gebildet sind. Damit weist das Mehrkammerflachrohr R6' wiederum mehr als zwei, nämlich praktisch vier Kammern 1, 2, 1', 2' auf. Jeweils die Kammern 1, 1' bzw. 2, 2' sind stärker voneinander getrennt, weil zwischen ihnen eine Stegstruktur unter Beteiligung eines Teilstegs 7, 7' gebildet ist, während zwischen den Kammern 1, 2 in über den gesamten Abstand zwischen Breitwänden 3, 4 durchlässige Vorsprünge 21, 22 angeordnet sind.
  • 7 und 8 zeigen Mehrkammerflachrohre R7, R8, die aus zwei Bändern gebildet sind. Im Unterschied zu dem ebenfalls aus zwei Bändern gebildeten Mehrkammer-Flachrohr R6' der 6 bildet vorliegend jeweils ein Band jeweils eine Kammer 1, 2. Die erste und zweite Schmalwand 5, 6 ist dabei jeweils von einem Innenabschnitt des Blechbandes gebildet, während die Randabschnitte 8, 9 bzw. 8', 9' des Blechbandes zur Bildung eines Stegs 7 genutzt sind.
  • In der Ausführung des Mehrkammer-Flachrohres R7 der 7 ist jeder der Randabschnitte 8, 9, 8' 9' mit vorliegend nicht näher bezeichneten, jeweils um 90° umgeformten Umformabschnitten gebildet. Dabei ist ein erster Schenkel der „U-Form" jeweils Teil einer Breitwand 3, 4 und zweite Schenkel der „U-Form" liegen im mittigen Abstand zwischen den Breitwänden 3, 4 aneinander an – die Basis der U-Formen liegen zur Bildung eines sich zwischen den Breitwänden 3, 4 mit doppelter Materialstärke erstreckenden Steges aneinander an. Insgesamt weist der Steg 7 beim Mehrkammer-Flachrohr R7 eine im Querschnitt kreuzförmige Anlagekontur 10 auf, welche sich zur Bildung einer besonders stabilen stoffschlüssigen Verbindung, insbesondere Lötverbindung, als vorteilhaft erwiesen hat. Zur verlässlichen Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung entlang der kreuzförmigen Anlagekontur 10 ist lediglich eine außenseitige Lotplattierung an den Randabschnitten 8, 9, 8', 9' notwendig.
  • Ganz ähnlich ist ein Steg 7 beim Mehrkammer-Flachrohr R8, das in 8 wiederum eine etwa kreuzförmige Anlagekontur 10 hat, ausgeführt – in Abwandlung jedoch mit unterschiedlich langen Kreuzarmen quer zum Steg 7. Dazu sind jeweils diametral gegenüberliegende Randabschnitte 9, 8' einerseits bzw. 8, 9' andererseits gleich ausgeführt. Vorliegend sind Randabschnitte 8, 9' als U-förmige Umformabschnitte mit zwei 90°-Umformabschnitten gebildet, während die Randabschnitte 9, 8' mit lediglich einem einzigen 90°-Umformabschnitt ausgeführt sind – sie stehen stirnseitig auf den endseitigen Umformabschnitten der Randabschnitte 8, 9 auf. Dies ermöglicht eine im Vergleich zum Mehrkammer-Flachrohr R7 vereinfacht ausgeführte Struktur des Stegs 7 unter Materialeinsparung.
  • 9 zeigt ein Mehrkammer-Flachrohr R9, R9', R9'' in Ansichten (A), (B) und (C), welches im Falle der Varianten R9, R9' seitlich, d. h. im Bereich einer Schmalwand 6 bzw. 5 geschlossen ist, während in der Variante R9'' das Mehrkammer-Flachrohr im Bereich eines Stegs 7 geschlossen ist.
  • Die Variante des Mehrkammer-Flachrohrs R9 und R9' weist eine Schmalwand 5, 6 mit einem zwischen Seitenabschnitten des Blechbandes liegenden Innenabschnitt des Blechbandes auf, während die andere, gegenüberlegende Schmalwand 5, 6 mit wenigstens einem seitlich des Innenabschnitts angeordneten Seitenabschnitt des Blechbandes gebildet ist. Zur Bildung eines besonders drucksicheren Verschlusses überlappen Seitenabschnitte 8, 9 des Blechbandes im Bereich der Schmalwand 5, 6 und verlaufen längs des Profilrandes. Ein innenliegender Seitenabschnitt 8 wird durch eine Stufe 8.1 einge leitet, in welche ein entlang der Breitwand 3, 4 orientierter Umformabschnitt 9.1 des weiteren Randabschnitts 9 eingreift und stirnseitig anliegt. Darüber hinaus weist das Mehrkammer-Flachrohr R9 Stegstrukturen 7, 7' – ähnlich der anhand von 6 bei der Variante des Mehrkammer-Flachrohres R6' erläuterten Art – auf.
  • In der Variante des Mehrkammer-Flachrohres R9' der vergrößerten Ansicht (B) der 9 ist – zusätzlich oder alternativ – eine Stegstruktur 7'' vorgesehen, welche ebenfalls als Umschlag aus zwei Umformabschnitten 7.1'' und 7.2'' gebildet ist, wobei im Umschlagbereich 7.3'' eine Anbindung an der gegenüberliegenden Breitwand 4 gegebenen ist. Im Umschlagbereich 7.3'' ist darüber hinaus der Steg 7'' durch Öffnungen 20 perforiert und damit durchlässig gestaltet. Solche Öffnungen sind bei der Variante eines Mehrkammer-Flachrohres R9'' in 9 vergrößert dargestellt.
  • Im Unterschied zu den zuvor erläuterten Varianten eines Mehrkammer-Flachrohres R9, R9' ist beim Mehrkammer-Flachrohr R9'' ein durchgehender Steg 7 – ähnlich wie der Teilsteg des Mehrkammer-Flachrohres R4 in 4 – mit einem ersten „U-förmig" ausgebildeten Randabschnitt mit Umformabschnitten 7.1, 7.2 gebildet. In diesen greift ein weiterer Umformabschnitt 7.3 des anderen Randabschnitts ein. Dadurch wird ein Verschluss des Mehrkammer-Flachrohres R9'' bereits im unverlöteten Zustand ermöglicht. Der sich von der zweiten Breitwand 4 zur ersten Breitwand 3 erstreckende Steg 7 hat Öffnungen 20 in Form von Perforierungen, welche den Steg 7, ähnlich wie den Steg 7'', teilweise öffnen, d. h. fluiddurchlässig gestalten.
  • 10 zeigt ein Mehrkammer-Flachrohr R10, welches rechteckig zueinander abgewinkelte Umformabschnitte 7.1, 7.2, 7.3 im Stegbereich aufweist. Die Randabschnitte 8, 9 stoßen mit ihren Bandenden 18, 19 auf den mittleren Umformabschnitt 7.3, welcher nicht schräg zu den Bandenden 18, 19 gestellt ist, sondern vielmehr senkrecht. Dies hat Vorteile bei der Anbindung der Bandenden 18, 19 am mittleren Umformabschnitt 7.3. Insgesamt fluchten die Bandenden 18, 19 nicht, sondern sind über die fluchtende Position hinaus gegeneinander versetzt.
  • 11 zeigt ein Mehrkammer-Flachrohr R11, bei dem ein Innenabschnitt 31 des Blechbandes diametral zwischen einer zweiten Breitwand 4 und einer ersten Breitwand 3 der Kammern 1 und 2 und durchgehend entlang des Stegs 7 geführt ist.
  • Das Profil weist zwischen den zwei Kammern 1, 2 eine Sicke 11 auf, die beidseitig, d. h. in der ersten Breitwand 3 und in der zweiten Breitwand 4, im Bereich des Steges 7 gebildet ist und vorliegend der Einfachheit halber mit dem gleichen Bezugszeichen 11 versehen ist. Jede der Sicken 11 hat einen Sickengrund 12 sowie eine erste Sickenseite 13.1 auf der Seite der ersten Kammer 1 und eine zweite Sickenseite 13.2 auf der Seite der zweiten Kammer 2. Der untere Teil des Sickengrundes 12 ist vorliegend, ebenso wie die sich daran anschließenden unteren Sickenseiten 13.1, 13.2 mit Umformabschnitten gebildet, die Teile eines Innenabschnittes 31 des Blechbandes sind. Die Randabschnitte 8, 9 des Blechbandes sind vorliegend deutlich vor dem Stegbereich durch eine 90°-Umformung als Umformabschnitte einer Breitwand 3, 4 gebildet und liegen kammerinnenseitig an den seitlichen Umformabschnitten des den Steg 7 bildenden Innenabschnitts 31 unter Verstärkung der Sickenwände 13.1, 13.2 an. Insgesamt ergibt sich eine rechteckförmige Kontur der Sicke.
  • Durch eine Ausbildung, vorzugsweise „Trapezausbildung" oder "Rechteckausbildung", des Sickenbereiches sind beide Kammern 1,2 definiert getrennt. Bei Verwendung einer Längstrennwand, die im Mittenbereich quer zum Flachrohr positioniert ist, wobei eine Schlitzbreite der Trennwand der Sickenbreite in der Mitte des Flachrohres entspricht, sind beide Kammern ein deutig getrennt. Durch Separierung der beiden Kammern ist eine hohe Druckwechselstabilität des Flachrohres vorhanden.
  • Wie auch die weiteren Ausführungsführungsformen der Mehrkammer-Flachrohre R12 und R13, ist das Mehrkammer-Flachrohr R11 mit einer Anzahl von in Strömungsrichtung versetzt hintereinander angeordneten turbulenzerhöhenden Strukturelementen 21, 22 in Form von in die Kammern 1, 2 eingedrückten Noppen versehen. Dabei wird eine erste aus einer ersten Breitwand 3 eingedrückte Noppe einer aus einer zweiten Breitwand 4 eingedrückte Noppe gegenüberliegend angeordnet, wobei die sich gegenüberliegenden Noppen an einer Stützfläche 23 aufstehen, so dass sich dadurch im Bereich der Kammern 1, 2 eine die Stabilität des Flachrohres weiter erhöhende Stützstruktur ergibt. Die Anlagefläche 23 kann bei Bedarf ebenfalls lotplattiert zu einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen den Noppen genutzt werden.
  • Das Mehrkammer-Flachrohr R12 der 12 ist dem Prinzip des Mehrkammer-Flachrohres R11 folgend ebenfalls mit einer rechteckförmigen Kontur einer Sicke 11 ausgeführt, wobei ein Innenabschnitt 31 mit Umformabschnitten 31.1, 31.2 jeweils Sickenseiten 13.1, 13.2 einer unteren Sicke 11 und einer oberen Sicke 11 bilden. Ein mittlerer Umformabschnitt 31.3 des diametral durchgehenden Innenabschnitts 31 wird vorliegend durch einen oberseitig flächig aufliegenden Umformabschnitt 41.1 eines Randabschnitts 41 und unterseitig flächig aufliegend von einem Umformabschnitt 42.1 eines Randabschnitts 42 gefasst, so dass sich im Bereich des Stegs 7 eine insgesamt dreifache Materialstärke im Unterschied zur lediglich einfachen Materialstärke beim Mehrkammer-Flachrohr R10 ergibt. Die Sickenseiten 13.1, 13.2 sind vorliegend mit lediglich einfacher Materialstärke ausgeführt. Die Bandenden der Randabschnitte 41, 42 stoßen vorliegend – nicht wie in 10 auf Innenseiten der Breitwände 3, 4, sondern – auf die Sickenseiten bildenden Umformabschnitte des Steges 7.
  • 13 zeigt ein Mehrkammer-Flachrohr R13, das ähnlich dem Mehrkammer-Flachrohr R12 der 12 ausgeführt ist. Vorliegend werden die Kammern 1, 2 durch zwei getrennte Blechbänder gebildet. Das erste Blechband dient dabei zur Bildung einer ersten Kammer 1 und das zweite Blechband dient zur Bildung einer zweiten Kammer 2. Deren weitere Randabschnitte 31, 32 sind im Bereich der Sicke 11 anstelle eines integral durchgehenden Innenabschnitts 31 wie bei den Mehrkammer-Flachrohren R11, R12, mit 90° zueinander umgeformten Umformabschnitten 31.1, 31.2 bzw. 32.1, 32.2 aufeinandergelegt. Die Randabschnitte 31, 32 sind vorliegend also unmittelbar angrenzend zwischen zwei diametral gegenüberliegenden, jeweils einen Teil einer ersten und zweiten Breitwand 3, 4 bildenden, ersten und zweiten Kammerwand angeordnet und integral mit diesen gebildet. Dadurch wird die Materialstärke im Bereich des Stegs 7 auf das Vierfache erhöht, was dem Steg eine zusätzliche Stabilität verleiht.
  • 14 zeigt einen Wärmetauscher 100 zum Wärmetausch zwischen einem nicht näher dargestellten ersten Fluid und zweiten Fluid, mit einem Block 110 zur voneinander getrennten und wärmetauschenden Führung des ersten und zweiten Fluids. Der Block 110 weist in 15 in einer Querschnittsdraufsicht näher dargestellte, durchströmbare Strömungskanäle 120 auf, wobei jeder der Strömungskanäle 120, beispielsweise in Form eines Zweikammerflachrohres R1 bis R14 gebildet werden kann, wie es in 1 bis 13 erläutert wurde bzw. die Form eines Mehrkammer-Flachrohres gemäß dem Konzept der Erfindung. Vorliegend ist schematisch ein Mehrkammerflachrohr R14 beispielhaft eingezeichnet, bei dem der Steg aus einem von der ersten zur zweiten Breitwand 3, 4 durchgehenden Umschlag mit anliegendem Randabschnitt gebildet ist. Die Strömungskanäle 120 sind durch Wellrippen 130 beabstandet im Block 110 gehalten. Der Block ist in einer von dem zweiten Fluid durchströmbaren nicht näher dargestellten Kammer, beispielsweise innerhalb eines Gehäuses, in dem die Kammer und die Strömungskanäle 120 angeordnet sind, untergebracht. Die Strömungskanäle 120 sind vorliegend im Form eines Zweikammer-Flachrohres in nicht näher dargestellter Weise in einem Boden 140 und dort angebrachten Öffnungen eingelassen, so dass über einen Kastendeckel 150 und darin angebrachten Öffnungen 151, 152 den Strömungskanälen 120 das erste Fluid zugeführt werden kann.
  • Aufgrund dieser Strömungsführung ist ein besonders vorteilhafter Wärmetausch zwischen dem ersten und dem zweiten Fluid zu erreichen, wobei das zweite Fluid in vorteilhafter Weise durch die Wellrippen 130 geführt wird – dadurch wird einerseits eine den Wärmetausch erhöhende zur Turbulenz angeregt und zum anderen wird die wärmetauschende Oberfläche der Strömungskanäle 120 durch die Wellrippen 130 erhöht.
  • Die Erfindung betrifft ein Mehrkammer-Flachrohr und ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrkammer-Flachrohres R1–R4 mit wenigstens zwei Kammern 1, 2 zur Strömungsaufnahme eines Fluids für einen Wärmetauscher, wobei ein geschlossenes Profil gebildet wird durch Formen eines Bandes, insbesondere Blechbandes, insbesondere in einem Biege- und/oder Falt- und/oder Falzverfahren gebildet ist durch:
    • – eine sich gegenüberliegende erste und zweite Breitwand 3, 4, über eine sich gegenüberliegende, jeweils einen Umformbereich bildende erste und zweite Schmalwand 5, 6 miteinander verbunden sind, wobei die Breit- und Schmalwände 3, 4, 5, 6 Außenseiten des Profils bilden, wobei
    • – die erste und/oder die zweite Breitwand 3, 4 einen zum Schließen des Profils und/oder zur Vorgabe von wenigstens zwei Kammern 1, 2 des Profils geneigten Struktur, insbesondere einen Steg 7 aufweisen. Gemäß dem Konzept der Erfindung ist vorgesehen, dass
    • – das Band zum Umformen bereitgestellt wird;
    • – zunächst eine Anzahl von Vorsprüngen, insbesondere zur Strömungsbeeinflussung eines fluiden Mediums, auf wenigstens einer Seite des Ban des durch plastische Verformung angebracht wird, insbesondere geprägt wird;
    • – erst danach die zum Schließen des Profils und/oder zur Vorgabe der wenigstens zwei Kammern 1, 2 geeignete Struktur, insbesondere der Steg, durch Umformung an einem Randbereich des Bandes angebracht wird;
    • – das Band zur Bildung des Mehrkammer-Flachrohres R1–R14 so geformt wird, dass das Profil geschlossen wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - EP 1213555 B1 [0007, 0007]
    • - US 6615488 B2 [0007]
    • - EP 0811820 B1 [0007]
    • - EP 0982095 B1 [0007]
    • - EP 0302232 [0007]
    • - EP 1225408 A2 [0009]
    • - US 5765634 [0010]
    • - FR 2716529 A1 [0011]
    • - US 6325141 B2 [0012]
    • - JP 07158999 A [0013]
    • - GB 2268260 A [0013]
    • - US 6209202 B1 [0014]
    • - US 620920281 [0014]
    • - DE 19819249 A1 [0015]
    • - DE 3216140 C1 [0015]
    • - US 5186251 [0016]
    • - EP 0632245 A1 [0017]
    • - EP 1060808 B1 [0019]
    • - DE 10127084 A1 [0020]
    • - US 1417387 [0021]

Claims (36)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Mehrkammer-Flachrohres (R1–R14) mit wenigstens zwei Kammern (1, 2) zur Strömungsaufnahme eines Fluids, für einen Wärmetauscher, insbesondere eines Mehrkammer-Flachrohres nach einem der Ansprüche 5 bis 29, wobei ein geschlossenes Profil gebildet wird durch Formen eines Bandes, insbesondere Blechbandes, insbesondere in einem Biege- und/oder Falt- und/oder Falzverfahren, derart, dass – eine sich gegenüberliegende erste und zweite Breitwand (3, 4), über eine sich gegenüberliegende, jeweils einen Umformbereich bildende, erste und zweite Schmalwand (5, 6) miteinander verbunden sind, wobei die Breit- und Schmalwände (3, 4, 5, 6) Außenseiten des Profils bilden und – die erste und/oder die zweite Breitwand (3, 4) eine zum Schließen des Profils und/oder zur Vorgabe von wenigstens zwei Kammern (1, 2) des Profils geeignete Struktur, insbesondere einen Steg (7), aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass – das Band zum Umformen bereitgestellt wird; – zunächst eine Anzahl von Vorsprüngen, insbesondere zur Strömungsbeeinflussung eines fluiden Mediums, auf wenigstens einer Seite des Bandes durch plastische Verformung angebracht wird, insbesondere geprägt wird; – erst danach die zum Schließen des Profils und/oder zur Vorgabe der wenigstens zwei Kammern (1, 2) geeignete Struktur, insbesondere der Steg, durch Umformung an einem Randbereich des Bandes angebracht wird; – das Band zur Bildung des Mehrkammer-Flachrohres (R1–R14) so geformt wird, dass das Profil geschlossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass – das geschlossene Profil zunächst vorgebildet wird, und – eine Endform des geschlossenen Profils erst beim Kassetieren des Mehrkammer-Flachrohres (R1–R14), insbesondere nach einem Lötvorgang, im Wärmetauscher (100) gebildet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur, insbesondere der Steg, und/oder eine erste Anzahl von Vorsprüngen einerseits und eine zweite Anzahl von Vorsprüngen andererseits derart angebracht werden, dass sich diese beim Schließen des Profils gegenüberliegen, insbesondere aufeinander aufstehen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nur einseitig, insbesondere außen, lotplattiert wird und der Schließbereich lötverbunden wird.
  5. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) für einen Wärmetauscher (100), insbesondere hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit wenigstens zwei Kammern (1, 2) zur Strömungsaufnahme eines Fluids, hergestellt durch Umformen eines Bandes, insbesondere Blechbandes, insbesondere hergestellt in einem Biege- und/oder Fall- und/oder Falzverfahren, bei dem ein geschlossenes Profil gebildet ist durch: – eine sich gegenüberliegende erste und zweite Breitwand (3, 4), die über eine sich gegenüberliegende, jeweils einen Umformbereich bildende erste und zweite Schmalwand (5, 6) miteinander verbunden sind, wobei die Breit- und Schmalwände (3, 4, 5, 6) Außenseiten des Profils bilden, wobei – die erste und/oder die zweite Breitwand (3, 4) eine zum Schließen des Profils und/oder zur Vorgabe von wenigstens zwei Kammern (1, 2) des Profils geeignete Struktur, insbesondere einen Steg (7), aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass – das Band, insbesondere Blechband, das geschlossene Profil bildet, wobei eine Anzahl von Vorsprüngen, insbesondere zur Strömungsbeeinflussung eines fluiden Mediums, auf wenigstens einer Seite des Bandes durch plastische Verformung angebracht ist, insbesondere geprägt ist; – wenigstens eine zum Schließen des Profils und/oder die zur Vorgabe der wenigstens zwei Kammern geeignete Struktur, insbesondere der Steg, als Umformung an einem Randbereich des Bandes erst nach der plastischen Verformung angebracht ist; und – das Band zur Bildung des Mehrkammer-Flachrohres (R1–R14) so geformt ist, dass das Profil geschlossen ist.
  6. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil derart ausgelegt ist, dass die plastische Verformung praktisch keinen Einfluss auf die Maßhaltigkeit des geschlossenen Profils hat.
  7. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steg vollständig fluiddicht ist oder teilweise offen ist.
  8. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur als eine sich gegenüberliegende, insbesondere aufein anderstehende erste und zweite Anzahl von Vorsprüngen gebildet ist, insbesondere eine teilweise offene Stegstruktur als ein auf wenigstens einem Vorsprung aufstehender Teilsteg gebildet ist.
  9. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steg oder Teilsteg als eine Umformung, insbesondere eine 90° Umformung, vorzugsweise mit einer weiteren Umformung, insbesondere 90° Umformung, oder mit einem Umschlag oder mit einer Verschlussfalz od. dgl., gebildet ist.
  10. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Breitwand (3, 4) mit einem wenigstens zwei Kammern (1, 2) des Profils, vorzugsweise fluiddicht, trennenden Steg (7) oder Stegstruktur verbunden sind.
  11. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg ein die Kammern trennender, wenigstens teilweise längs einer Breitwand (3, 4) orientierter, eine Innenseite und/oder Außenseite des Profils bildender Steg ist.
  12. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass überlappende Randbereiche des Bandes einen Verschluss des Profils im Bereich einer Breitwand und/oder Schmalwand bilden.
  13. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Randbereiche des Bandes einen Verschluss des Profils am Steg und/oder im Bereich des Steges bilden.
  14. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steg (7) mit wenigstens einem Umformabschnitt (8, 9) eines Innenabschnitts des Bandes gebildet ist, der, insbesondere unmittelbar angrenzend, zwischen zwei diametral gegenüberliegenden, jeweils einen Teil einer ersten und zweiten Breitwand (3, 4) bildenden, ersten und zweiten Kammerwänden angeordnet ist und integral mit diesen gebildet ist.
  15. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steg mit jeweils zwei Randabschnitten (31, 32) wenigstens zweier Blechbänder gebildet ist, wobei die Randabschnitte, insbesondere unmittelbar angrenzend, zwischen zwei diametral gegenüberliegenden, jeweils einen Teil einer ersten und zweiten Breitwand (3, 4) bildenden, ersten und zweiten Kammerwänden angeordnet sind und integral mit diesen gebildet sind.
  16. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steg (7) wenigstens teilweise mit einem ersten und/oder zweiten Randabschnitt (7.1, 7.2, 8, 9; 31, 32, 41, 42) als Teil eines ersten und/oder zweiten seitlich des Innenabschnitts angeordneten Seitenabschnitts des Blechbandes gebildet ist.
  17. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil zwischen den wenigstens zwei Kammern (1, 2) eine Sicke (11) mit einem Sickengrund (12) und einer Sickenseite (13.1, 13.2) aufweist, wobei der Sickengrund (12) durch den Steg (7) gebildet ist, insbesondere das Profil im Bereich der Sicke (11) durch wenigstens einen überlappenden Randabschnitt (8, 9, 41, 42) des Blechbandes geschlossen ist.
  18. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sickengrund (12) und/oder eine Sickenseite mit wenigstens zwei, insbesondere flächig, anliegenden Umformabschnitten (31.3, 41.1, 41.2, 42.1, 42.2), gebildet ist.
  19. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Steg (7) oder Teilsteg frei von einem Randabschnitt ist, insbesondere beim Steg (7) oder Teilsteg alle Umformabschnitte Teil eines Innenabschnitts des Blechbandes sind.
  20. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste bzw. zweite Schmalwand (5, 6) mit einem zwischen Seitenabschnitten des Blechbandes liegenden Innenabschnitt des Blechbandes gebildet ist und die zweite bzw. erste Schmalwand (5, 6) mit wenigstens einem seitlich des Innenabschnitts angeordneten Seitenabschnitt des Blechbandes gebildet ist.
  21. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die erste bzw. zweite Breitwand (3, 4) mit einem zwischen Seitenabschnitten des Blechbandes liegenden Innenabschnitt des Blechbandes gebildet ist und die zweite bzw. erste Breitwand (3, 4) mit wenigstens einem seitlich des Innenabschnitts angeordneten Seitenabschnitt des Blechbandes gebildet ist.
  22. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass – Seitenabschnitte des Blechbandes im Bereich einer Breitwand (3, 4) und/oder Schmalwand (5, 6) längs des Profilrands verlaufen, oder – Seitenabschnitte des Blechbandes im Bereich einer Breitwand (3, 4) und/oder Schmalwand (5, 6) in eine Kammer (1, 2) hineinstehen, oder – nach außen stehen.
  23. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Seitenabschnitt einen umgeformten Randabschnitt aufweist, der an wenigstens einem Umformabschnitt eine stoffschlüssig verbundene, insbesondere lötverbundene, vorzugsweise äußere, Anlagefläche aufweist, vorzugsweise der umgeformte Randabschnitt eine Stufe und die Anlagefläche aufweist.
  24. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Steg (7) in der Mitte der Querschnittsbreite (T) des Mehrkammer-Flachrohres (R1–R14) gebildet ist.
  25. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Randabschnitt und/oder Innenabschnitt das Bandmaterial einseitig, vorzugsweise außenseitig, lotplattiert ist und/oder ein Bandmaterial wenigstens an einer Innenseite einer Kammer (1, 2) eine korrosionswiderstandsfähige Beschichtung aufweist.
  26. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Kammern (1, 2) einwandig oder zweiwandig ausgebildet ist, wobei eine einzelne Wandstärke unterhalb von 0,25 mm, vorzugsweise unterhalb von 0,2 mm beträgt.
  27. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Stege (7) oder Teilstege durch einfalten der ersten und/oder zweiten Breitwand (3, 4) gebildet sind.
  28. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus: Dimpel, Winglets, Rippen, Noppen od. dgl.
  29. Mehrkammer-Flachrohr (R1–R14) nach einem der Ansprüche 5 bis 28 zur Führung eines Fluids, insbesondere einem ersten Fluid, vorzugsweise in Form eines Abgases und/oder einer Ladeluft, oder einem zweiten Fluid, vorzugsweise einem Kühlmittel, in einem Wärmetauscher (100).
  30. Wärmetauscher (100) zum Wärmetausch zwischen einem ersten Fluid einerseits, insbesondere einem Abgas und/oder einer Ladeluft und einem zweiten Fluid andererseits, insbesondere einem Kühlmittel, aufweisend: einen Block (110) zur voneinander getrennten und wärmetauschenden Führung des ersten und des zweiten Fluids, mit – einer Anzahl von dem ersten Fluid durchströmbaren Strömungskanälen (120), – eine erste die Strömungskanälen (120) aufnehmende, von dem zweiten Fluid durchströmbare Kammer (1, 2) – ein Gehäuse, in dem die Kammer (1, 2) und die Strömungskanälen (120) angeordnet sind; dadurch gekennzeichnet, dass ein Strömungskanal in Form eines Mehrkammer-Flachrohres (R2–R14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet ist.
  31. Verwendung des Wärmetauschers (100) nach Anspruch 30 als Hochtemperatur- oder Niedertemperatur-Wärmetauscher.
  32. Verwendung des Wärmetauschers (100) nach Anspruch 30, insbesondere eines Abgas-Wärmetauschers, als Abgaskühler zur Abgaskühlung in einem Abgasrückführsystem einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
  33. Verwendung des Wärmetauschers (100) nach Anspruch 30, insbesondere eines Abgas-Wärmetauschers, als Zuheizer zur Innenraumerwärmung eines Kraftfahrzeugs.
  34. Verwendung des Wärmetauschers (100) nach Anspruch 30 als Ladeluftkühler zur direkten oder indirekten Kühlung von Ladeluft in einem Ladeluftzuführsystem für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs.
  35. Verwendung des Wärmetauschers (100) nach Anspruch 30 als Ölkühler, insbesondere zur Kühlung von Motoröl und/oder Getriebeöl.
  36. Verwendung des Wärmetauschers (100) nach Anspruch 30 als Kälte- oder Kühlmittelkühler und/oder Kälte- oder Kühlmittelkondensator in einem Kälte- oder Kühlmittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs.
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