DE102013021733A1 - Cooler for pressurized gases - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Kühler für unter Druck stehende Gase beschrieben. Dieser Kühler weist ein hohl ausgebildetes, länglich ausgebildetes erstes Seitenteil und ein hohl ausgebildetes, länglich ausgebildetes zweites Seitenteil auf, welche jeweils ein erstes Hüllenelement (20) und ein zweites Hüllenelement (30) aufweisen, wobei die beiden ersten Hüllenelemente (20, 30) jeweils eine Mehrzahl von vorzugsweise schlitzförmigen ersten Durchbrechungen (22) aufweisen. Zwischen den beiden Seitenteilen erstreckt sich eine Mehrzahl von Rohrelementen, welche jeweils ein erstes und ein zweites Ende aufweisen, wobei jeweils das erste Ende eines Rohrelementes durch eine erste Durchbrechung im ersten Hüllelement (20) des ersten Seitenteils und das zweite Ende des Rohrelementes durch eine erste Durchbrechung im ersten Hüllelement des zweiten Seitenteils durchtritt. Um den Kühler rationell herstellen zu können, ist zwischen dem ersten Hüllenelement (20) und zweiten Hüllenelement (30) wenigstens eines Seitenteils ein Mittelteil (40) angeordnet, welches mit beiden Hüllenelementen (20, 30) verbunden, insbesondere verlötet, ist (
Description
Die Erfindung betrifft einen Kühler für unter Druck stehende Gase nach Anspruch 1.The invention relates to a cooler for pressurized gases according to claim 1.
Heutzutage werden bei fast allen Personenkraftwagen und Lastkraftwagen wassergekühlte Verbrennungsmotoren eingesetzt. D. h., es ist ein Kühlkreislauf vorhanden, welcher neben dem Verbrennungsmotor einen Kühler enthält, in welchem das zirkulierende Kühlwasser mittels Umgebungsluft gekühlt wird. Ein solcher Kühler weist typischerweise zwei hohl ausgebildete Seitenteile auf, zwischen denen sich eine Mehrzahl von Rohrelementen erstreckt, welche die beiden Seitenteile miteinander verbinden. Um die Kühloberfläche zu vergrößern, sind benachbarte Rohrelemente zumeist mit aus Metall bestehenden Lamellen miteinander verbunden. Jedes Seitenteil muss für jedes Rohrelement eine Durchbrechung aufweisen, durch welches jeweils ein Ende des Rohrelements in das betreffende Seitenteil durchtritt, sodass eine Verbindung vom Hohlraum des Seitenteiles zum wenigstens einen Hohlraum des Rohrelementes hergestellt wird. Um den Kühler einfach herstellen zu können, besteht jedes Seitenteil üblicherweise aus zwei Profilen, nämlich aus einem ersten, nach innen weisenden ersten Hüllenelement und einem zweiten, das erste Hüllenelement verschließenden zweiten Hüllenelement, wobei die beiden Hüllenelemente randseitig miteinander verbunden, insbesondere verlötet sind. Hierbei weist das erste Hüllenelement jeweils die Durchbrechungen für die Rohrelemente auf. Üblicherweise sind die Elemente des Kühlers miteinander verlötet, wozu die beiden Hüllenelemente mit Lot beschichtete Profile sind.Today, almost all passenger cars and trucks use water-cooled internal combustion engines. D. h., There is a cooling circuit, which contains a cooler in addition to the internal combustion engine, in which the circulating cooling water is cooled by ambient air. Such a cooler typically has two hollow side parts, between which extends a plurality of tubular elements which connect the two side parts together. In order to increase the cooling surface, adjacent pipe elements are usually connected to each other with metal lamellae. Each side part must have an opening for each tube element, through which in each case one end of the tube element passes into the respective side part, so that a connection is made from the cavity of the side part to at least one cavity of the tube element. To be able to easily produce the cooler, each side part usually consists of two profiles, namely a first, inwardly facing first shell element and a second, the first shell element occlusive second shell element, wherein the two shell elements are connected to each other edge, in particular soldered. Here, the first casing element in each case the openings for the pipe elements. Usually, the elements of the cooler are soldered together, including the two shell elements are solder coated profiles.
In jüngster Zeit bestehen Bestrebungen, die Wasserkühlung von Kraftfahrzeugen durch eine Gaskühlung zu ersetzen, wobei es unter anderem angestrebt wird, einen gemeinsamen Kühlkreislauf zu schaffen, welcher neben dem Verbrennungsmotor beispielsweise auch die Klimaanlage beinhaltet. Um die für den Verbrennungsmotor notwendige Kühlleistung zu erreichen, muss hierbei das zur Kühlung verwendete Gas unter hohem Druck stehen.Recently, efforts have been made to replace the water cooling of motor vehicles by gas cooling, among other things, the aim is to provide a common cooling circuit, which includes, for example, the air conditioning system in addition to the internal combustion engine. In order to achieve the necessary cooling power for the internal combustion engine, the gas used for cooling must be under high pressure.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Kühler für unter hohem Druck stehende Gase zur Verfügung zu stellen, welcher rationell und kostengünstig herstellbar ist und welcher eine hohe Druckfestigkeit und -dichtigkeit aufweist.The object of the present invention is to provide a cooler for gases under high pressure, which is rational and inexpensive to produce and which has a high pressure resistance and density.
Diese Aufgabe wird durch einen Kühler mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a cooler with the features of claim 1.
Der erfindungsgemäße Kühler ist von der Grundstruktur wie oben beschrieben aufgebaut. Er weist nämlich zwei hohl ausgebildete, längliche Seitenteile und eine Mehrzahl von Rohrelementen, welche sich zwischen diesen Seitenteilen erstrecken, auf. Auch hier weist jedes Seitenteil zwei Hüllenelemente, nämlich ein nach innen weisendes erstes Hüllenelement mit den entsprechenden Durchbrechungen für die Rohre, und ein zweites, das erste Hüllenelement verschließendes zweites Hüllenelement auf. Die beiden Hüllenelemente bestehen in der Regel aus Metall, insbesondere aus Aluminium und sind im Ausgangszustand mit Lot beschichtet. Auf Grund der hohe Drücke reicht es jedoch nicht aus, die beiden Hüllenelemente nur randseitig miteinander zu verbinden (das heißt zu verlöten), sondern es müssten weitere Verbindungen zwischen den beiden Hüllenelementen derart geschaffen werden, dass der vom Seitenteil umschlossene Hohlraum von weiteren Verbindungen „durchbrochen” wird. Grundsätzlich könnte dies dadurch geschehen, dass wenigstens eines der beiden Hüllenelemente eine Mehrzahl von Einprägungen aufweist, deren Innenflächen Kontaktflächen bilden. Dies würde den Fertigungsaufwand jedoch enorm vergrößern, da entsprechende Prägewerkzeuge verwendet werden müssten, welche auf Grund der notwendigen Materialstärken der Hüllenelementen einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt wären.The cooler according to the invention is constructed from the basic structure as described above. Namely, it has two hollow, elongated side parts and a plurality of tubular elements which extend between these side parts on. Here, too, each side part has two casing elements, namely an inwardly facing first casing element with the corresponding apertures for the pipes, and a second, the first casing element closing second casing element. The two shell elements are usually made of metal, in particular of aluminum and are coated in the initial state with solder. Due to the high pressures, however, it is not sufficient to connect the two casing elements only at the edges (that is to be soldered), but further connections between the two casing elements would have to be created in such a way that the cavity enclosed by the side part would be broken by further connections " becomes. In principle, this could be done by at least one of the two casing elements having a plurality of indentations whose inner surfaces form contact surfaces. However, this would increase the production cost enormously, since corresponding embossing tools would have to be used, which would be exposed to considerable wear due to the necessary material thicknesses of the shell elements.
Erfindungsgemäß ist deshalb zwischen den beiden Hüllenelementen wenigstens ein Mittelteil vorgesehen, welches mit den beiden Hüllenelementen stoffschlüssig verbunden, insbesondere verlötet ist. Die Verbindung geschieht hierbei vorzugsweise in einem mittleren Bereich, weiter vorzugsweise symmetrisch, sodass einem „Aufblasen” des Seitenteils effektiv entgegengewirkt wird. Weiter vorzugsweise erfolgt die Verbindung der beiden Hüllenelemente über das Mittelteil über eine Mehrzahl von voneinander getrennten Verbindungsbereichen, in gewisser Weise also „punktuell”. Hierzu weist das Mittelteil vorzugsweise eine Mehrzahl von Hockerabschnitten auf, wobei es hierbei weiter zu bevorzugen ist, dass wenigstens eines, vorzugsweise beide Seitenteile einen im Wesentlichen W-förmigen Querschnitt aufweisen.According to the invention, therefore, at least one central part is provided between the two casing elements, which is materially connected, in particular soldered, to the two casing elements. In this case, the connection preferably takes place in a central region, more preferably symmetrically, so that an "inflation" of the side part is effectively counteracted. Further preferably, the connection of the two casing elements via the middle part via a plurality of mutually separate connection areas, in a certain way "punctually". For this purpose, the middle part preferably has a plurality of stool sections, it being further preferred here that at least one, preferably both side parts have a substantially W-shaped cross-section.
Um sicherzustellen, dass der gesamte Hohlraum des Seitenteils effektiv genutzt wird, weist das Mittelteil zu jeder ersten Durchbrechung (des ersten Hüllenelementes) eine zweite Öffnung auf, welche weiter vorzugsweise zur ersten Öffnung im Wesentlichen fluchtet, jedoch eine etwas kleinere Abmessung, insbesondere eine etwas kleinere Länge aufweist. Hierbei ist es weiter zu bevorzugen, dass die zweiten Öffnungen und die eben erwähnten Höckerabschnitte einander abwechseln.To ensure that the entire cavity of the side member is used effectively, the middle part has a second opening for each first opening (the first casing element), which is preferably substantially flush with the first opening, but a slightly smaller dimension, in particular a slightly smaller one Length. Here, it is further preferable that the second openings and the above-mentioned bump portions alternate with each other.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen, sowie aus dem nun mit Bezug auf die Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispiel. Hierbei zeigen:Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the other dependent claims, as well as from the embodiment now shown in more detail with reference to the figures. Hereby show:
Zunächst wird mit Bezug auf die
Der beschriebene Kühler ist grundsätzlich wie ein im Stand der Technik bekannter Kühler aufgebaut, er weist nämlich ein erstes Seitenteil
Wie man dies bereits der
Auf den genauen Aufbau der Seitenteile (am Beispiel des ersten Seitenteils
Wie dies bereits erwähnt wurde und wie man dies beispielsweise mit Bezug auf die
Zunächst wird die Form (dies heißt im Wesentlichen das Profil) des ersten Hüllenelements
Es wird nun auf das zweite Hüllenelement
Es wird nun auf das vorzugsweise aus Aluminium bestehende Mittelteil
Es werden nun noch die Rohrelemente
Weiterhin sind noch folgende Elemente vorhanden: zwei Endbleche
Um Gas durch den Kühler durchleiten zu können, sind im Allgemeinen noch zwei Gasanschlüsse vorgesehen, diese sind im Detail jedoch nicht dargestellt. Um einen solchen Gasanschluss zu realisieren, ist es beispielsweise möglich, in einem zweiten Hüllenelement eine zusätzliche Durchbrechung vorzusehen, welche von einem fest mit dem zweiten Hüllenelement verbundenen, beispielsweise im nachfolgend beschriebenen Lötprozess verlöteten, Flansch berandet wird.In order to be able to pass gas through the radiator, two gas connections are generally still provided, but these are not shown in detail. In order to realize such a gas connection, it is possible, for example, to provide an additional opening in a second casing element, which flange is bounded by a flange which is firmly connected to the second casing element and is soldered, for example, in the subsequently described soldering process.
Die Montage des Kühlers ist einfach und erfolgt wie nun beschrieben: Zunächst werden die beiden Seitenteile jeweils aus einem ersten Hüllenelement, einem zweiten Hüllenelement und einem Mittelteil zusammengesetzt, so dass die Kontaktflächen
Anschließend wird jeweils ein Ende eines Rohrelementes in eine erste schlitzförmige Durchbrechung eines ersten Hüllenelementes eingeführt bis die betreffende Stirnseite des Rohrelements mit ihren beiden seitlichen Enden auf den verdickten Enden eines Mittelteils aufliegt (siehe hierzu insbesondere
Das Vorsehen von Nietverbindungen muss nicht in allen Ausführungsformen und Anwendungen notwendig sein. In manchen Fällen könnte auch das reine Verlöten eine hinreichende mechanische Stabilität zur Verfügung stellen. Zusätzlich oder alternativ zum Vorsehen der Nieten wäre es auch möglich, nach dem Zusammenfügen der Seitenteile die Enden der äußeren Schenkel der ersten Hüllenelemente – welche hierfür gezahnt ausgeführt sein könnten – nach innen umzubiegen, so dass sie die zweiten Hüllenelemente abschnittsweise umgreifen. Weiterhin wäre es auch möglich, nur wenige Nieten vorzusehen, sodass einige der dritten, vierten und fünften Durchbrechungen frei blieben.The provision of riveted joints need not be necessary in all embodiments and applications. In some cases, the mere soldering could provide sufficient mechanical stability. Additionally or alternatively, to provide the rivets, it would also be possible, after joining the side panels, the ends of the outer legs of the first shell elements - which could be designed toothed - bend inwards so that they surround the second shell elements in sections. Furthermore, it would also be possible to provide only a few rivets, so that some of the third, fourth and fifth openings remained free.
Nach derzeitigem Kenntnisstand ist es zu bevorzugen, die Bestandteile des Kühlers miteinander zu verlöten. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Verfahren zur stoffschlüssigen Verbindung denkbar, insbesondere ein Verkleben.According to current knowledge, it is preferable to solder the components of the cooler together. In principle, however, other methods for cohesive connection are conceivable, in particular a gluing.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- erstes Seitenteilfirst side part
- 1010
- zweites Seitenteilsecond side part
- 2020
- erstes Hüllenelement (Boden)first casing element (bottom)
- 2222
- schlitzförmige erste Durchbrechungslit-shaped first opening
- 24a, 24b24a, 24b
- äußere Schenkelouter thighs
- 2626
- Mittelabschnittmidsection
- 2727
- Kontaktoberfläche des ersten HüllenelementsContact surface of the first shell element
- 2828
- vierte Durchbrechungfourth opening
- 2929
- schlitzförmige Enddurchbrechungslit-shaped end opening
- 3030
- zweites Hüllenelement (Deckel)second shell element (cover)
- 34a, 34b34a, 34b
- äußere Schenkelouter thighs
- 3636
- Mittelabschnittmidsection
- 3737
- Kontaktoberfläche des zweiten HüllenelementsContact surface of the second shell element
- 3838
- fünfte Durchbrechungfifth opening
- 4040
- Mittelteilmidsection
- 4242
- schlitzförmige zweite Durchbrechungslit-shaped second opening
- 4343
- Höckerabschnittbump portion
- 4444
- Kontaktoberfläche zum ersten HüllenelementContact surface to the first shell element
- 4545
- Kontaktoberfläche zum zweiten HüllenelementContact surface to the second shell element
- 46a, 46b46a, 46b
- Stegweb
- 47a, 47b47a, 47b
- verdicktes Endethickened end
- 4848
- dritte Durchbrechungthird opening
- 4949
- EnddurchbrechungEnddurchbrechung
- 5050
- Rohrelementtube element
- 5252
- Kanalchannel
- 5555
- Lamellenslats
- 6060
- Endblechend plate
- 6565
- Nietrivet
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013021733.4A DE102013021733A1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Cooler for pressurized gases |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102013021733.4A DE102013021733A1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Cooler for pressurized gases |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013021733A1 true DE102013021733A1 (en) | 2015-06-25 |
Family
ID=53274900
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102013021733.4A Withdrawn DE102013021733A1 (en) | 2013-12-20 | 2013-12-20 | Cooler for pressurized gases |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102013021733A1 (en) |
Citations (5)
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JP2009097776A (en) * | 2007-10-16 | 2009-05-07 | Showa Denko Kk | Heat exchanger |
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-
2013
- 2013-12-20 DE DE102013021733.4A patent/DE102013021733A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
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