DE102008059737A1 - Cross-flow heat exchanger - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kreuzstrom-Wärmetauscher (1) für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren (10-12), die von einem Medium durchströmt und von einem weiteren Medium umströmt werden, mit mindestens einem Sammelkasten (2, 3), in den die Rohre münden, und mit Leitelementen (13, 14), die zwischen den Rohren (10-12) angeordnet sind. Um einen Wärmetauscher zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist und einen relativ hohen Wirkungsgrad aufweist, sind der Sammelkasten (2, 3) und die Rohre (10-12) aus Kunststoff und die Leitelemente (13, 14) aus Metall gebildet.The invention relates to a cross-flow heat exchanger (1) for a motor vehicle, with tubes (10-12), which flows through a medium and flows around another medium, with at least one collecting box (2, 3), in which open the tubes , and with guide elements (13, 14), which are arranged between the tubes (10-12). In order to provide a heat exchanger which is inexpensive to produce and has a relatively high efficiency, the collecting box (2, 3) and the tubes (10-12) made of plastic and the guide elements (13, 14) are formed of metal.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kreuzstrom-Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren, die von einem Medium durchströmt und von einem weiteren Medium umströmt werden, mit mindestens einem Sammelkasten, in den die Rohre münden, und mit Leitelementen, die zwischen den Rohren angeordnet sind.The The invention relates to a cross-flow heat exchanger for a motor vehicle, with pipes that flows through a medium and be surrounded by another medium, with at least a collecting box, into which the pipes open, and with guide elements, which are arranged between the tubes.

Kreuzstrom-Wärmetauscher können komplett aus Metall, zum Beispiel Aluminium, oder aus Kunststoff hergestellt werden. Es gibt auch Wärmetauscher, bei denen der Sammelkasten aus Kunststoff und der Wärmetauscherblock mit den Rohren und den Wellrippen aus Metall gebildet sind. Aus den deutschen Offenlegungsschriften DE 37 33 866 A1 und DE 42 44 017 A1 sind Wärmetauscher mit Wasserkästen aus Kunststoff, Rohren aus Metall und Blechlamellen bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 20 798 A1 ist ein Wärmetauscher mit einem Rohrbündel bekannt, das allein aus biegsamen Plastikrohren gebildet ist. Die Rohre werden durch Extrudieren eines Polyamids hergestellt. Durch Abstandshalter werden die Rohre in einem gewählten Abstand gehalten. Aus der deutschen Patentschrift DE 44 11 745 C1 ist ein Wärmetauscher mit einer Vielzahl von Wärmetauscherrohren aus Polytetrafluortethylen bekannt, die endseitig in Rohrböden aus Polyfluoralkyl eingesetzt sind. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 050 293 A1 ist ein mattenförmiger Wärmetauscher mit von einem Heiz- oder Kühlmedium durchströmten flexiblen Kunststoffrohren bekannt. Der mattenförmige Wärmetauscher wird üblicher Weise an einer Decke, einer Wand oder auf einem Fußboden befestigt und anschließend durch eine dünne Putz- oder Estrichschicht abgedeckt. Die Verwendung einer mit den Kunststoffrohren in Kontakt stehenden Aluminiumfolie ermöglicht einen größeren Abstand zwischen den Kunststoffrohren. Weitere Wärmetauscher mit Teilen aus Kunststoff sind aus den deutschen Offenlegungsschriften DE 42 29 393 A1 , DE 42 38 742 A1 , DE 43 38 959 A1 und DE 195 43 740 A1 bekannt.Cross-flow heat exchangers can be made entirely of metal, for example aluminum, or of plastic. There are also heat exchangers in which the plastic collecting tank and the heat exchanger block are formed with the pipes and the corrugated fins made of metal. From the German disclosure documents DE 37 33 866 A1 and DE 42 44 017 A1 Heat exchangers are known with plastic water tanks, metal pipes and laminations. From the German patent application DE 100 20 798 A1 is a heat exchanger with a tube bundle is known, which is formed solely of flexible plastic tubes. The tubes are made by extruding a polyamide. Spacers hold the tubes at a selected distance. From the German patent DE 44 11 745 C1 is a heat exchanger with a plurality of heat exchanger tubes made of polytetrafluoroethylene known, which are used end in tube sheets of polyfluoroalkyl. From the German patent application DE 10 2005 050 293 A1 is a mat-shaped heat exchanger known by flowing through a heating or cooling medium flexible plastic pipes. The mat-shaped heat exchanger is usually attached to a ceiling, a wall or on a floor and then covered by a thin plaster or screed layer. The use of a contact with the plastic pipes in contact aluminum foil allows a greater distance between the plastic pipes. Other heat exchangers with parts made of plastic are from the German patents DE 42 29 393 A1 . DE 42 38 742 A1 . DE 43 38 959 A1 and DE 195 43 740 A1 known.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmetauscher gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der kostengünstig herstellbar ist und einen relativ hohen Wirkungsgrad aufweist.task The invention is a heat exchanger according to the To provide preamble of claim 1, the cost can be produced and has a relatively high efficiency.

Die Aufgabe ist bei einem Kreuzstrom-Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren, die von einem Medium durchströmt und von einem weiteren Medium umströmt werden, mit mindestens einem Sammelkasten, in den die Rohre münden, und mit Leitelementen, die zwischen den Rohren angeordnet sind, dadurch gelöst, dass der Sammelkasten und die Rohre aus Kunststoff und die Leitelemente aus Metall gebildet sind. Der Sammelkasten kann zum Beispiel im Wesentlichen quaderförmig oder kreiszylindermantelförmig, das heißt als Sammelrohr, ausgeführt sein. Der Sammelkasten kann aber auch eine andere Gestalt aufweisen und wird daher nach seiner Funktion auch als Sammler bezeichnet. Vorzugsweise erstrecken sich die Rohre, die zusammen mit den Leitelementen, insbesondere Wellrippen, den Wärmetauscherblock bilden, zwischen zwei im Wesentlichen gleich oder ähnlich ausgeführten Sammelkästen. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind in dem Wärmetauscherblock Rohre aus Kunststoff mit Leitelementen, insbesondere Wellrippen, aus Metall kombiniert. Der erfindungsgemäße Wärmetauscher ist im Vergleich zu einem Aluminium-Wärmetauscher leichter und kostengünstiger herzustellen. Dabei benötigt der erfindungsgemäße Wärmetauscher etwa den gleichen Bauraum und weist ähnliche luft- und kühlmittelseitige Druckabfälle auf. Durch die Leitelemente, insbesondere Wellrippen, aus Metall, insbesondere Aluminium, können unerwünscht große Leistungseinbußen gegenüber Aluminium-Wärmetauschern verhindert werden.The Task is with a cross-flow heat exchanger for a motor vehicle, with pipes that flows through a medium and be surrounded by another medium, with at least a collecting box, into which the pipes open, and with guide elements, which are arranged between the tubes, thereby solved that the collecting box and the pipes are made of plastic and the guiding elements Metal are formed. For example, the collection box can be essentially cuboid or kreiszylindermantelelförmig, the means as a manifold, be executed. The collection box but can also have a different shape and will therefore according to his Function also referred to as a collector. Preferably extend the tubes, together with the guide elements, in particular corrugated fins, forming the heat exchanger block, between two substantially identical or similar executed collection boxes. According to an essential aspect of the invention are in the heat exchanger block pipes made of plastic Guide elements, in particular corrugated fins, made of metal combined. Of the Heat exchanger according to the invention is in Compared to an aluminum heat exchanger lighter and cheaper to produce. It requires the Heat exchanger according to the invention about the same space and has similar air and coolant side Pressure drops on. By the guiding elements, in particular Corrugated ribs, made of metal, especially aluminum, can be undesirable Great performance losses compared to aluminum heat exchangers be prevented.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre aus Kunststoff mit dem Sammelkasten aus Kunststoff verschweißt sind. Die Rohrenden sind vorzugsweise mit einem Boden des Sammelkastens verschweißt. Der Sammelkasten kann einteilig und mehrteilig ausgeführt sein. Die einzelnen Teile des Sammelkastens sind vorzugsweise miteinander und mit dem Boden verschweißt. Dadurch kann eine hohe Dichtigkeit erreicht werden.One preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the pipes of plastic with the collecting box made of plastic are welded. The pipe ends are preferably welded to a bottom of the header tank. The collecting box can be made in one piece and multipart. The single ones Parts of the collecting tank are preferably together and with the Welded floor. As a result, a high density can be achieved become.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre und/oder der Sammelkasten aus mindestens einem Kunststoff der folgenden Gruppe gebildet sind: Chloriertes Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyphenylene Oxide (PPO), Polyetherimide (PI), Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymerisat (FEP), Polyphenylensulfid (PPS), Self-reinforce Polymer (SRF), Polyaryletherketon (PEEK), Polytetrafluorethylen (PTFE), Silan-modifiziertes und/oder vernetztes Poypropylen (PP), Silan-modifiziertes und/oder vernetztes Polyethylen hoher Dichte (PE-HD), Perfluoralkoxy-Copolymerisat (PFA), Polyphtalamid (PPA), Polyamid (PA XXX), Polysolfun (PSF), Polyimid (PI). Diese Kunststoffe haben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen. Vorteilhaft sind die Rohre und der Sammelkasten aus dem gleichen Werkstoff gebildet. Dadurch werden die Herstellung und/oder das Verschweißen der einzelnen Teile miteinander erleichtert. Die Rohre und der Sammelkasten können aber auch aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein. Es ist auch möglich, einzelne Rohre oder Rohrgruppen aus unterschiedlichen Materialien zu bilden, wenn die einzelnen Rohre oder Rohrgruppen mit unterschiedlichen Materialien in Kontakt kommen oder unterschiedlichen Temperaturen ausgesetzt sind.A further preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the tubes and / or the collecting box are formed from at least one plastic of the following group: chlorinated polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyphenylene oxides (PPO ), Polyetherimides (PI), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), polyphenylene sulfide (PPS), self-reinforcing polymer (SRF), polyaryletherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), silane-modified and / or cross-linked polypropylene (PP) , Silane-modified and / or cross-linked high density polyethylene (PE-HD), perfluoroalkoxy copolymer (PFA), polyphthalamide (PPA), polyamide (PA XXX), polysulfun (PSF), polyimide (PI). These plastics have proven to be particularly advantageous in the context of the present invention. Advantageously, the tubes and the collecting box are formed from the same material. As a result, the production and / or welding of the individual parts are facilitated with each other. But the pipes and the collecting tank can also be formed of different materials. It is also possible to form individual tubes or tube groups from different materials, if the individual tubes or tube groups come into contact with different materials or are exposed to different temperatures.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre aus einem Kunststoff gebildet sind, der mit wärmeleitenden Füllstoffen gefüllt ist. Als Füllstoffe haben sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung zum Beispiel Metallpulver, Graphit oder Keramik als vorteilhaft herausgestellt. Je nach Anordnung beziehungsweise Ausrichtung der Füllstoffe im Grundmaterial kann die Wärmeleitfähigkeit deutlich erhöht werden.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the pipes are made of a plastic are formed, filled with heat-conductive fillers is. As fillers are within the scope of the present Invention, for example, metal powder, graphite or ceramic advantageous exposed. Depending on the arrangement or orientation of Fillers in the base material can increase the thermal conductivity be increased significantly.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten einen Boden mit Durchgangslöchern umfasst, deren Umfangsrand einen Anschlag für die Rohre bildet. Der Boden des Sammelkastens stellt die Schnittstelle zu den Rohren dar. Der Boden kann einstückig mit dem Sammelkasten verbunden sein. Vorzugsweise ist der Boden jedoch als separates Teil ausgeführt, das stoffschlüssig mit dem Sammelkasten verbunden wird. Die Durchgangslöcher sind vorzugsweise an die Gestalt der Rohrenden angepasst. Das heißt, die Durchgangslöcher haben vorzugsweise den gleichen Querschnitt wie die Rohrenden innen. Somit bildet der Umfangsrand bei der Montage der Rohre einen Anschlag.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the collecting box has a bottom Through holes comprises, the peripheral edge of a stop forms for the pipes. The bottom of the collecting tank represents the interface to the pipes. The floor can be one-piece be connected to the collection box. Preferably, the soil is but executed as a separate part, the cohesive connected to the collecting box. The through holes are preferably adapted to the shape of the pipe ends. This means, the through holes preferably have the same cross section like the pipe ends inside. Thus, the peripheral edge forms during assembly the pipes a stop.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsrand durch einen umlaufenden Kragen eingefasst ist, in den die Rohre mit ihren Enden eingesteckt sind. Durch den Kragen wird die Kontaktfläche zwischen den Rohrenden und dem Boden vergrößert.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the peripheral edge by a circumferential Collar is framed, in which the pipes are inserted with their ends are. Through the collar, the contact surface between enlarged the pipe ends and the bottom.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kragen mit den Rohrenden verschweißt sind. Dadurch wird auf einfache Art und Weise eine dichte Verbindung zwischen den Rohrenden und dem Boden beziehungsweise dem Sammelkasten hergestellt.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the collar welded to the pipe ends are. This is a simple way a tight connection between the pipe ends and the bottom or the collecting box produced.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre als Flachrohre ausgeführt sind. Die Flachrohre haben im Querschnitt vorzugsweise die Gestalt eines Langlochs. Alternativ können die Rohre aber auch eine runden oder einen eckigen Querschnitt aufweisen.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the tubes are designed as flat tubes are. The flat tubes preferably have the shape in cross section a long hole. Alternatively, the pipes can also have a round or an angular cross-section.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre extrudiert sind. Beim Extrudieren können die Rohre innen und/oder außen mit einem Querschnittsprofil versehen werden.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the tubes are extruded. At the The pipes can extrude inside and / or outside be provided with a cross-sectional profile.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre jeweils mindestens einen inneren Steg aufweisen. Durch den Steg werden die Rohre im Querschnitt in mehrere Kanäle unterteilt. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung dienen die Stege jedoch dazu, die Steifigkeit der Rohre deutlich zu erhöhen.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the tubes each have at least one have inner web. Through the bridge, the tubes are in cross section divided into several channels. According to one essential aspect of the invention, however, the webs serve significantly increase the rigidity of the pipes.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre formschlüssig mit den Leitelementen verbunden und/oder teilweise von dem Kunststoffmaterial der Rohre umgeben sind. Dadurch wird eine stabile Verbindung zwischen den Leitelementen und den Rohren geschaffen. Diese Verbindung wird zum Beispiel dadurch erreicht, dass die Rohre, zum Beispiel mit Hilfe von Heizplatten und Heizelementen, vor dem Zusammenfügen mit den Leitelementen erwärmt werden. Nach dem Erwärmen wird der Wärmetauscherblock mit den vorgewärmten Rohren und den Leitelementen zusammengepresst.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the tubes form fit connected to the guide elements and / or partially of the plastic material surrounded by the tubes. This will create a stable connection between created the guide elements and the tubes. This connection will For example, achieved by using the pipes, for example with Help of heating plates and heating elements, before joining be heated with the guide elements. After heating is the heat exchanger block with the preheated Tubes and the guide elements pressed together.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente als Wellrippen mit Biege- oder Knickstellen ausgeführt sind. Die Wellrippen sind vorzugsweise in bekannter Art und Weise im Wesentlichen zickzackförmig gefaltet und aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that the guide elements as corrugated ribs are executed with bending or bending points. The corrugated ribs are preferably substantially zigzag in a known manner folded and formed of aluminum or an aluminum alloy.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Biege- oder Knickstellen jeweils mindestens eine Lasche aus der Wellrippe herausgebogen ist, die, zumindest teilweise, in dem zugehörigen Rohr angeordnet ist. Durch das Eindringen der Lasche aus Metall in das vorzugsweise vorgewärmte Kunststoffmaterial, aus dem das zugehörige Rohr gebildet ist, wird ein stabiler Verbund zwischen Rohr und Wellrippe geschaffen. Es ist auch möglich, dass die Lasche sich bis in den Innenraum des Rohres hinein erstreckt.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that in the region of bending or kinking in each case at least one tab is bent out of the corrugated rib, which, at least partially, arranged in the associated pipe is. By the penetration of the tab of metal in the preferably preheated plastic material from which the associated Tube is formed, a stable bond between pipe and corrugated fin created. It is also possible that the tab is up extends into the interior of the tube.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Kreuzstrom-Wärmetauschers ist dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Biege- oder Knickstellen jeweils mindestens eine Öffnung vorgesehen ist, die von dem Rohrmaterial durchdrungen ist. Die Öffnung kann, zumindest teilweise, durch einen Kranz eingefasst sein. Das vorzugsweise erwärmte Kunststoffmaterial drückt sich beim Zusammenpressen des Wärmetauscherblocks durch die Öffnung hindurch, so dass ein Hinterschnitt geschaffen wird. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine stabile Verbindung zwischen dem Rohr und der Wellrippe geschaffen werden.One Another preferred embodiment of the cross-flow heat exchanger is characterized in that in the region of bending or kinking in each case at least one opening is provided by the pipe material is penetrated. The opening can, at least partially enclosed by a wreath. The preferably heated Plastic material is expressed during compression of the Heat exchanger block through the opening, so that an undercut is created. This can be easy on Way a stable connection between the pipe and the corrugated fin be created.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description, with reference to the drawing various embodiments described in detail are. Show it:

1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers 1 a perspective view of a heat exchanger according to the invention

2 den Wärmetauscher aus 1 im Schnitt; 2 the heat exchanger 1 on average;

3 eine perspektivische Darstellung eines Sammelkastens des Wärmetauschers aus den 1 und 2; 3 a perspective view of a header of the heat exchanger from the 1 and 2 ;

4 eine vergrößerte Darstellung der Fügestelle zwischen dem Sammelkasten aus 3 und den Rohren im Schnitt; 4 an enlarged view of the joint between the collection box 3 and the pipes in section;

5 ein als Flachrohr ausgeführtes Rohr mit Innenstegen; 5 a tube designed as a flat tube with inner webs;

6 ein ähnliches Rohr wie in 5 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; 6 a similar tube as in 5 according to a further embodiment;

7 eine Wellrippe mit an den Knick- oder Biegestellen herausgebogenen Laschen; 7 a corrugated rib with bent at the bending or bending points tabs;

8 einen Ausschnitt eines Wärmetauschers mit Rohren und Wellrippen, die nach oben/unten gebogene Bereiche aufweisen; 8th a section of a heat exchanger with pipes and corrugated fins having up / down bent portions;

9 eine Wellrippe mit einer zusätzlichen, kiemenartigen Berippung; 9 a corrugated fin with an additional, gill-like ribbing;

10 eine Wellrippe mit Durchgangslöchern an den Knick- oder Biegestellen; 10 a corrugated fin with through holes at the kinks or bending points;

11 einen vergrößerten Ausschnitt aus 10; 11 an enlarged section 10 ;

12 einen ähnlichen Wärmetauscher wie in 1 mit Blechstreifen als Außenrippen; 12 a similar heat exchanger as in 1 with metal strips as outer ribs;

13 eine perspektivische Darstellung eines Blechstreifens des Wärmetauschers aus 12 und 13 a perspective view of a metal strip of the heat exchanger 12 and

14 einen vergrößerten Ausschnitt aus 13. 14 an enlarged section 13 ,

In den 1 und 2 ist ein Wärmetauscher 1, der auch als Wärmeübertrager bezeichnet wird, in verschiedenen Ansichten dargestellt. Der Wärmetauscher 1 umfasst zwei Sammelkästen 2 und 3, die einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, und daher auch als Sammelrohre bezeichnet werden. Diese Sammelkästen 2, 3 können aber auch eine andere Gestalt aufweisen und dienen in bekannter Art und Weise dazu, ein zu kühlendes oder zu erwärmendes Medium zu sammeln. Daher werden die Sammelkästen 2, 3 auch als Sammler bezeichnet. Zum Zuführen und Abführen des Mediums weist der Sammelkasten 2 zwei Anschlussstutzen 4, 5 auf, die vorzugsweise einstückig mit dem Sammelkasten 2 verbunden sind.In the 1 and 2 is a heat exchanger 1 , which is also referred to as a heat exchanger, shown in different views. The heat exchanger 1 includes two collection boxes 2 and 3 , which have an approximately semicircular cross-section, and are therefore also referred to as manifolds. These collection boxes 2 . 3 However, they can also have a different shape and serve in a known manner to collect a medium to be cooled or to be heated. Therefore, the collection boxes 2 . 3 also referred to as a collector. For feeding and discharging the medium, the collection box 2 two connecting pieces 4 . 5 on, preferably in one piece with the collecting box 2 are connected.

Zwischen den beiden Sammelkästen 2, 3 erstreckt sich ein Wärmetauscherblock 8 mit Rohren 10, 11, 12, die als Flachrohre ausgeführt sind. Zwischen zwei Rohren ist in bekannter Art und Weise jeweils ein Leitelement 13, 14 in Form einer Wellrippe angeordnet. Der Wärmetauscher 1 kann in bekannter Art und Weise auch nur einen Sammelkasten aufweisen, in den die Rohre mit einem Ende münden, wenn die Rohre an ihren anderen Enden mit einer ebenfalls bekannten Umlenkung versehen werden. Durch Pfeile 15, 16, 17 sind in 1 die Ausdehnungsrichtungen des Wärmetauschers 1 in der Tiefe 15, in der Breite 16 und der Höhe 17 angedeutet. Die Ausdehnung des Wärmetauschers 1 in der Breite 16 entspricht der Längsausdehnung oder Längsrichtung der Sammelkästen 2, 3.Between the two collection boxes 2 . 3 extends a heat exchanger block 8th with pipes 10 . 11 . 12 , which are designed as flat tubes. Between two tubes is in each case a guide element in a known manner 13 . 14 arranged in the form of a corrugated fin. The heat exchanger 1 may also have in a known manner, only a collection box into which open the tubes with one end, when the tubes are provided at their other ends with a likewise known deflection. By arrows 15 . 16 . 17 are in 1 the expansion directions of the heat exchanger 1 in the deep 15 , in width 16 and the height 17 indicated. The extent of the heat exchanger 1 in width 16 corresponds to the longitudinal extent or longitudinal direction of the collecting tanks 2 . 3 ,

Der in den 1 und 2 dargestellte Wärmetauscher 1 wird auch als Wärmeübertrager bezeichnet und ist als Kreuzströmer ausgeführt. In den Sammelkästen 2, 3 wird zum Beispiel ein Kühlmittel gesammelt und durch die Rohre 10 bis 12 geleitet. Durch die Leitelemente 13, 14 zwischen den Rohren 10 bis 12 strömt im Kreuzstrom zu dem Kühlmittel zum Beispiel Luft. Je nach Verwendungszweck wird die Luft entweder gekühlt oder erwärmt. Der Wärmeübertrager 1 wird vorzugsweise als Kühlmittelkühler, Heizkörper, Öl- und Öllenkhilfekühler, Verdampfer oder Kondensator im Kraftfahrzeugbereich eingesetzt. In 2 ist angedeutet, dass das Medium, wie Kälte- oder Kühlmittel, in dem Sammelkasten 2 durch eine Trennwand 20 umgelenkt werden kann. Das Medium kann in den Sammelkästen 2, 3 sowohl in der Tiefe 15 als auch in der Breite 16 des Wärmetauschers 1 umgelenkt werden.The in the 1 and 2 illustrated heat exchanger 1 is also referred to as a heat exchanger and is designed as Kreuzströmer. In the collection boxes 2 . 3 For example, a coolant is collected and passed through the pipes 10 to 12 directed. Through the guide elements 13 . 14 between the pipes 10 to 12 flows in crossflow to the coolant, for example, air. Depending on the intended use, the air is either cooled or heated. The heat exchanger 1 is preferably used as a coolant radiator, radiator, oil and Öhlenkhilfekühler, evaporator or condenser in the automotive field. In 2 is indicated that the medium, such as refrigerant or coolant, in the collection box 2 through a partition 20 can be redirected. The medium can be stored in the collection boxes 2 . 3 both in depth 15 as well as in width 16 of the heat exchanger 1 be redirected.

Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung sind die Rohre 10 bis 12 und die Sammelkästen 2, 3 aus Kunststoff gefertigt. Die Leitelemente 13, 14 sind im Gegensatz dazu nicht aus Kunststoff sondern aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, gebildet. Die Kunststoffteile des Wärmetauschers 1 werden zum Beispiel durch Spritzgießen beziehungsweise Gas-Injektionsspritzgießen und/oder Extrudieren hergestellt.According to an essential aspect of the invention, the tubes 10 to 12 and the collection boxes 2 . 3 made of plastic. The guiding elements 13 . 14 In contrast, are not made of plastic but of metal, preferably made of aluminum or an aluminum alloy. The plastic parts of the heat exchanger 1 are manufactured for example by injection molding or gas injection molding and / or extrusion.

Die Kunststoffteile werden dann durch ein geeignetes Schweißverfahren auf einfache Art und Weise stoffschlüssig gefügt beziehungsweise miteinander verbunden. Durch die vorliegende Erfindung werden verschiedene Maßnahmen bereitgestellt, wie die Leitelemente 13, 14 aus Metall mit den Sammelkästen 2, 3 und den Rohren 10 bis 12 aus Kunststoff in geeigneter Art und Weise miteinander verbunden werden können. Diese Maßnahmen betreffen insbesondere die Formgebung der Fügepartner und eine spezielle Fügemethodik.The plastic parts are then joined by a suitable welding method in a simple manner cohesively or connected to each other. Various measures are provided by the present invention, such as the guiding elements 13 . 14 made of metal with the collection boxes 2 . 3 and the pipes 10 to 12 Made of plastic in a suitable manner can be connected together. These measures relate in particular to the shape of the joining partners and a special joining methodology.

Die Sammelkästen 2, 3 und/oder die Rohre 10 bis 12 sind vorzugsweise aus einem Kunststoff gebildet, der beständig gegenüber einem Wasser-Glykol-Gemisch ist. Der verwendete Kunststoff weist vorzugsweise eine sehr hohe Alterungs-, Hydrolyse- sowie Permeationsbeständigkeit im Kühlmittel auf. Darüber hinaus hält der verwendete Kunststoff Drücken von bis zu 6 bar und Temperaturen von bis zu 135 Grad Celsius stand. Aus Gründen der Herstellbarkeit und Verarbeitbarkeit wird als Kunststoff vorzugsweise ein thermoplastischer Kunststoff verwendet.The collection boxes 2 . 3 and / or the pipes 10 to 12 are preferably formed from a plastic which is resistant to a water-glycol mixture. The plastic used preferably has a very high aging, hydrolysis and permeation resistance in the coolant. In addition, the plastic used can withstand pressures of up to 6 bar and temperatures of up to 135 degrees Celsius. For reasons of manufacturability and processability, a thermoplastic is preferably used as the plastic.

Um die Wärmeleitung in den Kunststoff-Rohren 10 bis 12 zu erhöhen, kann es vorteilhaft sein, den verwendeten Kunststoff mit wärmeleitenden Füllstoffen, wie Metallpulver, Graphit oder Keramik, zu versehen. Beispielhaft werden Füllstoffe mit den Kurzbezeichnungen BN, SiC, Beo, AlN und Al-Oxide genannt. Je nach Anordnung beziehungsweise Ausrichtung der Füllstoffe im Grundmaterial kann die Wärmeleitfähigkeit von circa 0,25 Watt/(Meter Kelvin) auf circa 2 bis 30 Watt/(Meter Kelvin) erhöht werden.To the heat conduction in the plastic pipes 10 to 12 To increase, it may be advantageous to provide the plastic used with heat-conductive fillers, such as metal powder, graphite or ceramic. By way of example, fillers with the short designations BN, SiC, Beo, AlN and Al-oxides are mentioned. Depending on the arrangement or orientation of the fillers in the base material, the thermal conductivity of about 0.25 watts / (meters Kelvin) can be increased to about 2 to 30 watts / (meters Kelvin).

In den 3 und 4 ist der Sammelkasten 2 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Der Sammelkasten 2 kann, zum Beispiel durch Spritzgießen beziehungsweise Gas-Injektionsspritzgießen, mehrteilig, insbesondere zweiteilig, aus zwei Halbschalen gebildet sein. Die beiden Halbschalen werden anschließend verschweißt. Der Innenraum des Sammelkastens 2 ist in 4 mit 22 bezeichnet. Der Sammelkasteninnenraum 22 wird von einer ersten Sammelkastenwandung 23 und einer zweiten Sammelkastenwandung 24 begrenzt.In the 3 and 4 is the collector box 2 shown in different views. The collection box 2 can, for example, by injection molding or gas injection molding, in several parts, in particular in two parts, be formed of two half-shells. The two half-shells are then welded. The interior of the collecting tank 2 is in 4 With 22 designated. The collection box interior 22 is from a first collection box wall 23 and a second header wall 24 limited.

Die beiden Sammelkastenwandungen 23, 24 können auch als Halbschalen bezeichnet werden. Die Sammelkastenwandung 23 ist einstückig mit dem Boden des Sammelkastens 2 verbunden. Der Boden des Sammelkastens 2 weist eine Vielzahl paralleler Schlitze oder Durchgangslöcher 25 auf. Das Durchgangsloch 25 wird von einem Umfangsrand 26 begrenzt, der beim Ein stecken des Rohres 10 einen Anschlag bildet. Der Umfangsrand 26, der das Durchgangsloch 25 begrenzt, ist wiederum von einem Kragen 28 eingefasst, der rechtwinklig von der Sammelkastenwandung 23 absteht.The two collection box walls 23 . 24 can also be called half-shells. The collection box wall 23 is integral with the bottom of the header tank 2 connected. The bottom of the collecting tank 2 has a plurality of parallel slots or through holes 25 on. The through hole 25 is from a peripheral edge 26 limited, the stuck when the pipe 10 makes a stop. The peripheral edge 26 that's the through hole 25 limited, in turn, is by a collar 28 edged at right angles from the collection box wall 23 projects.

Das Rohr 10 umfasst eine Rohrwandung 31, die im Querschnitt die Gestalt eines Langlochs aufweist und bündig an dem Umfangsrand 26 des Durchgangslochs 25 anliegt. Die Dicke der Rohrwandung 31 entspricht der Ausdehnung des Umfangsrandes 26 von dem Kragen 28 nach innen. Die Rohrhöhe des Rohrs 10 ist in 4 mit 34 bezeichnet. Das Durchgangsloch 25 weist einen länglichen Querschnitt auf, der dem Querschnitt der Rohrwandung 31 innen entspricht. Daher wird das Durchgangsloch 26 auch als Schlitz bezeichnet. Durch das Durchgangsloch 26 wird eine Verbindung zwischen dem Sammelkasteninnenraum 22 und dem Rohrinnenraum 32 geschaffen.The pipe 10 includes a pipe wall 31 , which has the shape of a slot in cross-section and flush with the peripheral edge 26 of the through hole 25 is applied. The thickness of the pipe wall 31 corresponds to the extent of the peripheral edge 26 from the collar 28 inside. The pipe height of the pipe 10 is in 4 With 34 designated. The through hole 25 has an elongate cross-section which corresponds to the cross section of the pipe wall 31 inside corresponds. Therefore, the through hole becomes 26 also referred to as a slot. Through the through hole 26 becomes a connection between the collection box interior 22 and the pipe interior 32 created.

Die Längsachse der Durchgangslöcher oder Schlitze 25 entspricht der Tiefenrichtung 15 des Wärmetauschers 1. Der Kragen 28 fasst die Rohre 10 an deren Enden ein, nachdem diese in den Kragen 28 auf Anschlag Umfangsrand 26 eingesteckt wurden. Der Kragen 28 wird nach dem Einstecken mit dem zugehörigen Rohrende verschweißt, zum Beispiel durch Heizformelemente, Laserschweißen beziehungsweise Durchstrahllaserschweißen oder Vibrationsschweißen. Gegebenenfalls werden die zu verschweißenden Bauteile gleichzeitig miteinander verpresst beziehungsweise verquetscht. Der Kragen 28 kann mit einer Einführschräge für die Rohrenden versehen sein, um das Einstecken der Rohre zu vereinfachen.The longitudinal axis of the through holes or slots 25 corresponds to the depth direction 15 of the heat exchanger 1 , The collar 28 grasp the pipes 10 at the ends of these, after these in the collar 28 on stop peripheral edge 26 were plugged. The collar 28 is welded after insertion with the associated pipe end, for example by Heizformelemente, laser welding or irradiation laser welding or vibration welding. Optionally, the components to be welded are simultaneously pressed together or pinched. The collar 28 can be provided with an insertion bevel for the tube ends to facilitate the insertion of the tubes.

In 5 ist ein Rohr 40 dargestellt, das als Flachrohr mit einer Rohrwandung 41 ausgeführt ist, die im Querschnitt die Gestalt eines Langlochs aufweist. Die Rohrwandung 41 hat im Querschnitt die Gestalt eines Rechtecks, dessen kurze Seiten als Halbkreise ausgeführt sind. Durch einen Doppelpfeil 42 ist die Kanalhöhe in dem Rohr 40 angedeutet. Im Inneren des Rohres 40 erstrecken sich drei Stege 43, 44, 45 senkrecht zu den Längsseiten des Flachrohrs und unterteilen dieses in vier Kanäle 46, 47, 48, 49, die etwa den gleichen Querschnitt aufweisen.In 5 is a pipe 40 shown as a flat tube with a pipe wall 41 is executed, which has the shape of a slot in cross section. The pipe wall 41 has in cross-section the shape of a rectangle whose short sides are designed as semicircles. By a double arrow 42 is the channel height in the pipe 40 indicated. Inside the tube 40 three bridges extend 43 . 44 . 45 perpendicular to the longitudinal sides of the flat tube and divide this into four channels 46 . 47 . 48 . 49 , which have approximately the same cross-section.

Das Rohr 40 mit den Stegen 43 bis 45 wird vorzugsweise im Extrusionsverfahren hergestellt. Die Stege 43 bis 45 sorgen bei der Montage des Wärmetauschers sowie im Betrieb für eine ausreichende Steifigkeit des Flachrohrs 40 beziehungsweise des Wärmetauscherblocks mit derartigen Flachrohren. Die Stege 43 bis 45 verhindern insbesondere ein unerwünschtes Einfallen des Rohres 40 an den langen Seiten des rechteckförmigen Querschnitts. Darüber hinaus wird durch die Stege 43 bis 45 in einem geringen Umfang der Wärmeübergang auf der Innenseite des Rohres 40 verbessert.The pipe 40 with the jetties 43 to 45 is preferably produced by extrusion. The bridges 43 to 45 ensure sufficient rigidity of the flat tube during installation of the heat exchanger and during operation 40 or the heat exchanger block with such flat tubes. The bridges 43 to 45 prevent in particular an undesirable dip of the tube 40 on the long sides of the rectangular cross-section. In addition, through the bars 43 to 45 to a small extent the heat transfer on the inside of the pipe 40 improved.

Alternativ können statt der Flachrohre 40 Rundrohre verwendet werden, die einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisen. Die Rundrohre können ebenfalls mit Stegen versehen sein. In der Tiefenrichtung 15 des Wärmetauschers 1 können auch mehrere Rundrohre angeordnet werden.Alternatively, instead of the flat tubes 40 Circular tubes are used, which have a round or oval cross-section. The round tubes can also be provided with webs. In the depth direction 15 of the heat exchanger 1 can also be arranged several round tubes.

In 6 ist ein Flachrohr 50 perspektivisch dargestellt, das dem Flachrohr 40 aus 5 ähnelt. Im Unterschied zu dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel weist das Flachrohr 50 seitlich Erhöhungen 51, 52 oder Verdickungen auf, die dazu dienen, Leitelemente in einem Wärmetauscherblock zu fixieren. Alternativ oder zusätzlich können die Flachrohre 40; 50 auch mit einen Rauhigkeit oder Berippung versehen werden, die in Tiefenrichtung 15 des Wärmetauschers 1 verläuft. Die Rauhigkeit beziehungsweise Berippung in Tiefenrichtung wird bevorzugt durch Extrudieren beim Herstellen der Flachrohre 40; 50 erzeugt.In 6 is a flat tube 50 perspective shown, the flat tube 40 out 5 similar. In contrast to the previous embodiment, the flat tube 50 side elevations 51 . 52 or thickenings, which serve to fix guide elements in a heat exchanger block. Alternatively or additionally, the flat tubes 40 ; 50 also be provided with a roughness or ribbing, the depth direction 15 of the heat exchanger 1 runs. The roughness or ribbing in the depth direction is preferred by extrusion during manufacture of the flat tubes 40 ; 50 generated.

Die Leitelemente 13, 14 dienen dazu, die Wärmeübertragungsfläche an der Außenseite der Rohre 10 bis 12 zu vergrößern, wodurch die Leistungsfähigkeit des Wärmetauschers 1 erheblich gesteigert werden kann. Die Leitelemente 13, 14 können, wie herkömmliche Wellrippen mit Walzrollen längs gewalzt werden. Die Wellrippen sind vorzugsweise aus einem vielfach gefalteten beziehungsweise gerafften dünnen Blechmaterial gebildet.The guiding elements 13 . 14 serve to heat transfer surface on the outside of the tubes 10 to 12 to increase, reducing the efficiency of the heat exchanger 1 can be significantly increased. The guiding elements 13 . 14 can, like conventional corrugated ribs are rolled longitudinally with rolling rolls. The corrugated ribs are preferably formed from a multi-folded or shirred thin sheet metal material.

In 7 ist ein Leitelement in Form einer Wellrippe 55 perspektivisch dargestellt. Die Wellrippe 55 ist in bekannter Art und Weise aus einem bandartigen Blechmaterial 56 zickzackförmig gebogen. Durch einen Doppelpfeil 57 ist eine Biege- oder Knickstelle angedeutet. Die Wellrippe 55 umfasst an je der Knick- oder Biegestelle eine Öffnung 58, die bei der Montage der Wellrippe von dem daran in Anlage kommenden Kunststoffmaterial des jeweiligen Rohres durchdrungen wird. Zu diesem Zweck wird das Kunststoffmaterial, aus dem die Rohre gebildet sind, vor oder während der Montage der Wellrippen erwärmt.In 7 is a guide element in the form of a corrugated fin 55 shown in perspective. The corrugated rib 55 is in a known manner from a strip-like sheet material 56 bent zigzag. By a double arrow 57 a bend or kink is indicated. The corrugated rib 55 includes at each of the kink or bend an opening 58 , which is penetrated during assembly of the corrugated fin of the abutting plastic material of the respective tube. For this purpose, the plastic material from which the tubes are formed is heated prior to or during assembly of the corrugated fins.

Die Öffnung 58 wird an der Knick- oder Biegestelle der Wellrippe 50 gebildet, indem zwei Laschen oder Lappen 59, 60 an der Knick- oder Biegestelle aus dem Blechmaterial 56 herausgebogen werden. Die Laschen oder Lappen 59, 60 sind vorzugsweise zum Rohr hin herausgebogen, so dass sie bei der Montage der Wellrippe in das Kunststoffmaterial, aus dem die Rohre gebildet sind, zumindest teilweise, eindringen.The opening 58 becomes at the kink or bending point of the corrugated fin 50 formed by two tabs or rags 59 . 60 at the kink or bending point of the sheet metal material 56 be bent out. The tabs or rags 59 . 60 are preferably bent out towards the tube, so that they at least partially penetrate during assembly of the corrugated fin in the plastic material from which the tubes are formed.

In 9 ist eine Wellrippe 80 dargestellt, die mit einer zusätzlichen Berippung 81 bis 83 versehen ist. Die zusätzlichen Rippen 81, 82, 83, die aus dem Blechmaterial herausgebogen sind, werden auch als Kiemen bezeichnet.In 9 is a corrugated rib 80 shown with an additional ribbing 81 to 83 is provided. The additional ribs 81 . 82 . 83 , which are bent out of the sheet metal material, are also referred to as gills.

In 8 ist ein Ausschnitt eines Wärmetauschers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit Rohren 71, 72 und Wellrippen 74, 75 dargestellt. Die Wellrippen 74, 75 sind dahingehend modifiziert, dass im vorderen und/oder hinteren Bereich in Tiefenrichtung 15 des Wärmetauschers an den Biege- oder Knickstellen Abschnitte oder Bereiche 77 der Wellrippe 74 nach oben beziehungsweise nach unten gebogen sind, nachdem die Wellrippen 74, 75 in diesen Bereichen geschlitzt wurden. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann auf die vorab anhand 7 beschriebenen Lappen oder Laschen 59, 60 verzichtet werden.In 8th is a section of a heat exchanger according to another embodiment with pipes 71 . 72 and corrugated ribs 74 . 75 shown. The corrugated ribs 74 . 75 are modified so that in the front and / or rear area in the depth direction 15 the heat exchanger at the bending or kinking sections or areas 77 the corrugated rib 74 bent upwards or downwards after the corrugated fins 74 . 75 slotted in these areas. In this embodiment can be based on the pre 7 described rag or tabs 59 . 60 be waived.

In den 10 und 11 ist eine Wellrippe 100 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Wellrippe 100 umfasst, im Querschnitt betrachtet, zwei lange Schenkel 101, 102, die an einem Ende relativ nah beieinander angeordnet sind. Die beiden anderen Enden sind durch einen kurzen Schenkel 104 miteinander verbunden. Der lange Schenkel 102 geht an seinem dem kurzen Schenkel 104 abgewandten Ende in einen weiteren kurzen Schenkel 105 über. Durch einen Doppelpfeil 108 ist die Ausdehnung der Wellrippe 100 in Tiefenrichtung 15 des Wärmetauschers 1 angedeutet.In the 10 and 11 is a corrugated rib 100 shown in different views. The corrugated rib 100 comprises, viewed in cross-section, two long legs 101 . 102 which are arranged at one end relatively close to each other. The other two ends are through a short leg 104 connected with each other. The long thigh 102 go at his the short thigh 104 turned away end in another short leg 105 above. By a double arrow 108 is the extension of the corrugated rib 100 in the depth direction 15 of the heat exchanger 1 indicated.

Die Wellrippe 100 umfasst im Bereich der kurzen Schenkel 104, 105 eine Vielzahl von gleichmäßig voneinander beabstandeten Öffnungen 110 oder Durchgangslöchern, die den Durchtritt von Kunststoffmaterial ermöglichen, wenn die Wellrippe 100 bei der Montage gegen ein vorzugsweise erwärmtes Kunststoffrohr gepresst wird. Die Öffnungen 100 sind vorzugsweise von einem Kranz 112 eingefasst, der durchgehend ausgeführt sein kann.The corrugated rib 100 includes in the area of short thighs 104 . 105 a plurality of equally spaced openings 110 or through-holes that allow the passage of plastic material when the corrugated fin 100 is pressed during assembly against a preferably heated plastic tube. The openings 100 are preferably from a wreath 112 edged, which can be carried out continuously.

Bei dem in 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kranz 112 jedoch in mehrere Kranzsegmente 114, 115 unterteilt. Die Kränze 112 erstrecken sich vorzugsweise nach außen, das heißt zu dem jeweiligen Rohr hin. Alternativ können die Kränze auch nach innen gerichtet sein. Die Kränze 112 können in vorteilhafter Weise schräg zu der Wellrippe 100 angestellt sein, so dass der Kranz 112 und die Wellrippe 100 in einem Winkel von etwa 45 Grad bis 135 Grad zueinander angeordnet sind.At the in 11 illustrated embodiment is the wreath 112 but in several wreath segments 114 . 115 divided. The wreaths 112 preferably extend outwards, that is to the respective pipe. Alternatively, the wreaths can also be directed inwards. The wreaths 112 can advantageously be oblique to the corrugated fin 100 be hired so that the wreath 112 and the corrugated rib 100 are arranged at an angle of about 45 degrees to 135 degrees to each other.

In 12 ist ein Wärmetauscher 121 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt, das dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ähnelt. Zur Bezeichnung gleicher Teile werden gleiche Bezugszeichen verwendet. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorangegangene Beschreibung der 1 verwiesen. Im Folgenden wird hauptsächlich auf die Unterschiede zwischen den einzelnen Ausführungsbeispielen eingegangen.In 12 is a heat exchanger 121 according to a further embodiment, which corresponds to the in 1 illustrated embodiment is similar. To designate the same parts, the same reference numerals are used. To avoid repetition, the preceding description of the 1 directed. In the following, the differences between the individual embodiments will be discussed.

Der in 12 dargestellte Wärmetauscher 121 umfasst einen Wärmetauscher 128 mit Rohren 131, 132, die als Flachrohre ausgeführt sind. Zwischen zwei der Rohre 131, 132, von denen in 12 nur zwei mit einem Bezugszeichen versehen sind, ist jeweils ein Leitelement 134, 135 angeordnet.The in 12 illustrated heat exchanger 121 includes a heat exchanger 128 with pipes 131 . 132 , which are designed as flat tubes. Between two of the pipes 131 . 132 of which in 12 only two are provided with a reference numeral, is in each case a guide element 134 . 135 arranged.

In den 13 und 14 ist das Leitelement 135 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Das Leitelement 135 ist als Blechstreifen 140 mit einer Vielzahl von Schlitzen 141, 142, 143 ausgeführt. Durch die Schlitze 141 bis 143 ähnelt das Leitelement 135 einem Kamm. Die Schlitze 141 bis 143 dienen zur Aufnahme jeweils eines der Flachrohre 131, 132.In the 13 and 14 is the guiding element 135 shown in different views. The guiding element 135 is as a metal strip 140 with a variety of slots 141 . 142 . 143 executed. Through the slots 141 to 143 resembles the guide element 135 a comb. The slots 141 to 143 each serve to hold one of the flat tubes 131 . 132 ,

In 14 sieht man, dass die Umrandung der Schlitze herausgebogen werden kann, um Einzüge 145 bilden, die an den jeweiligen Rohren zur Anlage kommen. Des Weiteren können im Bereich der Schlitze Einführschrägen 156 vorgesehen werden, die das Einführen der Rohre in die Schlitze erleichtern. Die Gestalt der Schlitze 141 bis 143 ist vorzugsweise an die Gestalt der Rohre 131, 132 angepasst. Die Blechstreifen 140 sind insgesamt etwa so breit und so tief wie der Wärmetauscher 1.In 14 you can see that the border of the slots can be bent out to indentations 145 form, which come to the respective pipes to the plant. Furthermore, in the region of the slots insertion bevels 156 be provided, which facilitate the insertion of the tubes into the slots. The shape of the slots 141 to 143 is preferably to the shape of the tubes 131 . 132 customized. The metal strips 140 Overall, they are about as wide and as deep as the heat exchanger 1 ,

In 14 ist an Stellen 151, 152 angedeutet, dass die Einzüge 145 und Einführschrägen 146 auf vorteilhafte Art und Weise nach dem Fügen mit dem Rohr so umgeklappt werden können, dass ein nachträgliches Lösen des Blechstreifens 140 vom Rohr verhindert wird.In 14 is in places 151 . 152 indicated that the indents 145 and insertion bevels 146 can be folded in an advantageous manner after joining with the pipe so that a subsequent release of the metal strip 140 prevented by the pipe.

Die Blechstreifen 140 können darüber hinaus oberflächenvergrößernde und/oder wärmeübergangerhöhende Profilierungen, wie Noppen oder Rippen/Kiemen, aufweisen, die auch als Abstandshalter der Blechstreifen 140 zueinander dienen können.The metal strips 140 In addition, surface-enlarging and / or heat-transfer-increasing profilings, such as knobs or ribs / gills, may also be used as spacers of the metal strips 140 can serve each other.

Der Zusammenbau der Wärmetauscher 1; 121 erfolgt vorzugsweise wie folgt: Zunächst werden die Rohre, insbesondere Flachrohre, 10 bis 12; 40; 50; 71, 72; 131, 132 kassettiert. Anschließend werden die Sammelkästen 2, 3 in unmittelbarer Nähe der Flachrohre positionsgerecht angeordnet. Daraufhin werden die Leiteinrichtungen oder Leitelemente 13, 14; 134, 135 eingebracht. Wenn die Leitelemente als Wellrippen 55; 74, 75; 80; 100 ausgeführt sind, dann werden diese Wellrippen zwischen die Rohre gelegt. Zuvor können die Rohre mittels Heizplatten angewärmt werden.The assembly of the heat exchangers 1 ; 121 is preferably carried out as follows: First, the tubes, in particular flat tubes, 10 to 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 coffered. Then the collection boxes 2 . 3 positioned in the immediate vicinity of the flat tubes. Then the guide devices or guide elements 13 . 14 ; 134 . 135 brought in. If the vanes as corrugated ribs 55 ; 74 . 75 ; 80 ; 100 are executed, then these corrugated fins are placed between the tubes. Previously, the tubes can be heated by means of hot plates.

Anschließend wird der so gebildete Wärmetauscherblock in Breitenrichtung 16 verpresst. Dabei werden die Wellrippen mit den Rohren verbunden. Beim Verbinden dringen die an den Wellrippen ausgebildeten Lappen 59, 60 oder Kränze 112 in die Rohrwandung, was neben einer Verbesserung der Fixierung auch zu einer Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit führt.Subsequently, the thus formed heat exchanger block in the width direction 16 pressed. The corrugated ribs are connected to the pipes. When connecting, the flaps formed on the corrugated ribs penetrate 59 . 60 or wreaths 112 in the pipe wall, which leads to an improvement in the fixation and an improvement in the thermal conductivity.

Die Durchgangslöcher 110 in den Wellrippen 100 liefern darüber hinaus den Vorteil, dass das erwärmte Kunststoffmaterial die Wellrippe 100 durchdringt und hinterläuft. Dadurch wird ein Verhaken beziehungsweise eine formschlüssige Verbindung zwischen der Wellrippe 100 und dem zugehörigen Rohr ermöglicht.The through holes 110 in the corrugated ribs 100 moreover provide the advantage that the heated plastic material the corrugated fin 100 permeates and runs behind. As a result, a hooking or a positive connection between the corrugated fin 100 and the associated pipe allows.

Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sorgen die nach oben/unten gebogenen Bereiche oder Abschnitte 77 für den notwendigen Halt zwischen Wellrippe 74, 75 und Rohr 71, 72. Es ist auch möglich, herkömmliche Wellrippen zu verwenden, die mit den Kunststoffrohren verklebt und/oder in Breitenrichtung 16 des Wärmetauschers warm verpresst werden.At the in 8th illustrated embodiment, the up / down bent areas or sections provide 77 for the necessary hold between corrugated rib 74 . 75 and pipe 71 . 72 , It is also possible to use conventional corrugated fins glued to the plastic pipes and / or in the width direction 16 of the heat exchanger are pressed hot.

Auch bei der in den 12 bis 14 dargestellten Ausführung der Leitelemente 134, 135 als Blechstreifen 140 ist es hilfreich, die Rohre 131, 132 vorher anzuwärmen. Dadurch wird erreicht, dass die Blechstreifen 140 im Bereich der Schlitze 141 bis 143 teilweise in die Rohrwandungen eindringen. Bei der Ausführung der Leitelemente 134, 135 als geschlitzte Blechstreifen 140 kann ein Verpressen des Wärmetauscherblocks in Breitenrichtung 16 entfallen.Also in the in the 12 to 14 illustrated embodiment of the guide elements 134 . 135 as a metal strip 140 it is helpful to the pipes 131 . 132 to warm up first. This ensures that the metal strips 140 in the area of the slots 141 to 143 partially penetrate into the pipe walls. In the execution of the guide elements 134 . 135 as slotted metal strips 140 may be a pressing of the heat exchanger block in the width direction 16 omitted.

Die Verbindung zwischen den Kunststoffrohren 10 bis 12; 40; 50; 71, 72; 131, 132 mit den Sammelkästen 2, 3 wird vorzugsweise durch ein Anwärmen der zu fügenden Partner eingeleitet. Das Anwärmen erfolgt zum Beispiel über Heizformelemente. Nach dem Fügen können die Fügepartner an der Fügestelle im warmen Zustand miteinander in Höhen- und/oder Breiten- und/oder Tiefenrichtung 17, 15, 16 des Wärmetauschers verpresst beziehungsweise gequetscht werden. Auch ein Verschweißen der Fügepartner, zum Beispiel durch Durchstrahl-Laserschweißen, oder ein Verkleben ist möglich. Zum Verschweißen der Fügepartner können neben dem Heizelementschweißen auch das Gaskonvektionsheizelementschweißen, Ultraschallschweißen, Vibrationsschweißen oder Laserschweißen angewendet werden.The connection between the plastic pipes 10 to 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 with the collection boxes 2 . 3 is preferably initiated by heating the partners to be joined. The heating takes place for example via Heizformelemente. After joining, the joining partners at the joint in the warm state with each other in height and / or width and / or depth direction 17 . 15 . 16 of the heat exchanger are pressed or squeezed. Welding of the joining partners, for example by means of transmission laser welding, or gluing is also possible. For welding the joining partners in addition to the Heizelementschweißen also Gaskonvektionsheizelementschweißen, ultrasonic welding, vibration welding or laser welding can be applied.

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Claims (15)

Kreuzstrom-Wärmetauscher (1; 121) für ein Kraftfahrzeug, mit Rohren (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132), die von einem Medium durchströmt und von einem weiteren Medium umströmt werden, mit mindestens einem Sammelkasten (2, 3), in den die Rohre (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132) münden, und mit Leitelementen (13, 14; 134, 135), die zwischen den Rohren (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten (2, 3) und die Rohre (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132) aus Kunststoff und die Leitelemente 13, 14; 134, 135) aus Metall gebildet sind.Crossflow heat exchanger ( 1 ; 121 ) for a motor vehicle, with pipes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ), which flows through a medium and are flowed around by another medium, with at least one collecting box ( 2 . 3 ) into which the pipes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ) and with guiding elements ( 13 . 14 ; 134 . 135 ) between the pipes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ) are arranged, characterized in that the collecting box ( 2 . 3 ) and the pipes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ) made of plastic and the guide elements 13 . 14 ; 134 . 135 ) are formed of metal. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132) aus Kunststoff mit dem Sammelkasten (2, 3) aus Kunststoff verschweißt sind.Cross-flow heat exchanger according to claim 1, characterized in that the tubes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ) made of plastic with the collecting box ( 2 . 3 ) are welded from plastic. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132) und/oder der Sammelkasten (2, 3) aus mindestens einem Kunststoff der folgenden Gruppe gebildet sind: Chloriertes Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyphenylene Oxide (PPO), Polyetherimide (PI), Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymerisat (FEP), Polyphenylensulfid (PPS), Self-reinforce Polymer (SRF), Polyaryletherketon (PEEK), Polytetrafluorethylen (PTFE), Silan-modifiziertes und/oder vernetztes Poypropylen (PP), Silan-modifiziertes und/oder vernetztes Polyethylen hoher Dichte (PE-HD), Perfluoralkoxy-Copolymerisat (PFA), Polyphtalamid (PPA), Polyamid (PA XXX), Polysolfun (PSF), Polyimid (PI).Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ) and / or the collecting box ( 2 . 3 ) are formed from at least one plastic of the following group: chlorinated polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyphenylene oxides (PPO), polyetherimides (PI), tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer (FEP), polyphenylene sulfide (PPS ), Self-reinforcing polymer (SRF), polyaryletherketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), silane-modified and / or cross-linked polypropylene (PP), silane-modified and / or cross-linked high density polyethylene (PE-HD), perfluoroalkoxy Copolymer (PFA), polyphthalamide (PPA), polyamide (PA XXX), polysulfun (PSF), polyimide (PI). Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132) aus einem Kunststoff gebildet sind, der mit wärmeleitenden Füllstoffen gefüllt ist.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ) are formed from a plastic which is filled with heat-conductive fillers. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten (2, 3) einen Boden mit Durchgangslöchern (25) umfasst, deren Umfangsrand (26) einen Anschlag für die Rohre (10) bildet.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the collecting box ( 2 . 3 ) a bottom with through holes ( 25 ) whose peripheral edge ( 26 ) a stop for the pipes ( 10 ). Kreuzstrom-Wärmetauscher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsrand (26) durch einen umlaufenden Kragen (28) eingefasst ist, in den die Rohre (10) mit ihren Enden eingesteckt sind.Cross-flow heat exchanger according to the preceding claim, characterized in that the peripheral edge ( 26 ) by a circumferential collar ( 28 ), in which the tubes ( 10 ) are inserted with their ends. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kragen (28) mit den Rohrenden verschweißt sind.Cross-flow heat exchanger according to the preceding claim, characterized in that the collars ( 28 ) are welded to the pipe ends. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132) als Flachrohre ausgeführt sind.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ) are designed as flat tubes. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Flachrohre, im Querschnitt betrachtet, seitlich Erhöhungen (51, 52) aufweisen.Cross-flow heat exchanger according to the preceding claim, characterized in that the flat tubes, seen in cross-section, side elevations ( 51 . 52 ) exhibit. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132) extrudiert sind.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ) are extruded. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (40; 50) jeweils mindestens einen inneren Steg (4335) aufweisen.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 40 ; 50 ) at least one inner web ( 43 - 35 ) exhibit. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132) formschlüssig mit den Leitelementen (13, 14; 134, 135) verbunden und/oder teilweise von dem Kunststoffmaterial der Rohre (1012; 40; 50; 71, 72; 131, 132) umgeben sind.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the tubes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ) in a form-fitting manner with the guide elements ( 13 . 14 ; 134 . 135 ) and / or partially of the plastic material of the tubes ( 10 - 12 ; 40 ; 50 ; 71 . 72 ; 131 . 132 ) are surrounded. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitelemente (13, 14) als Wellrippen (55; 74, 75; 80; 100) mit Biege- oder Knickstellen ausgeführt sind.Cross-flow heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the guide elements ( 13 . 14 ) as corrugated ribs ( 55 ; 74 . 75 ; 80 ; 100 ) are executed with bending or kinking. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im bereich der Biege- oder Knickstellen jeweils mindestens eine Lasche (59, 60) aus der Wellrippe (55) herausgebogen ist, die zumindest teilweise, in dem zugehörigen Rohr angeordnet ist.Cross-flow heat exchanger according to the preceding claim, characterized in that in the region of the bending or bending points in each case at least one tab ( 59 . 60 ) from the corrugated rib ( 55 ), which is at least partially disposed in the associated pipe. Kreuzstrom-Wärmetauscher nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Biege- oder Knickstellen jeweils mindestens eine Öffnung (110) vorgesehen ist, die von dem Rohrmaterial durchdrungen ist.Cross-flow heat exchanger according to claim 13 or 14, characterized in that in the region of the bending or bending points in each case at least one opening ( 110 ) is provided, which is penetrated by the pipe material.
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