DE102016014934A1

DE102016014934A1 - A method of providing a finned radiator, radiator and motor vehicle with a radiator

Info

Publication number: DE102016014934A1
Application number: DE102016014934.5A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Burkhardt; Christopher Schmidt
Original assignee: MAN Truck and Bus SE
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2016-12-15
Publication date: 2018-06-21
Also published as: EP3336470B1; EP3336470A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Verfahren zum Bereitstellen eines eine Lamellenanordnung aufweisenden Kühlers mit zumindest einem ersten Kanal zur Führung eines wärmeabgebenden Fluids und zumindest einem zum ersten Kanal benachbarten zweiten Kanal zur Führung eines wärmeaufnehmenden Fluids oder Gases vor, wobei der erste Kanal und der zweite Kanal jeweils durch benachbarte Lamellen der Lamellenanordnung begrenzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Primärbereich der Lamelle eine gegenüber einem Sekundärbereich der Lamelle erhöhte Druckeigenspannung erzeugt wirdThe present invention proposes a method for providing a louvered radiator having at least a first channel for guiding a heat-emitting fluid and at least one second channel adjacent to the first channel for guiding a heat-absorbing fluid or gas, the first channel and the second channel respectively be delimited by adjacent lamellae of the lamellar arrangement, characterized in that in a primary region of the lamella, a relative to a secondary region of the lamella increased compressive residual stress is generated

Description

Die Erfindung betrifft einen eine Lamellenanordnung aufweisenden Kühler mit einem ersten Kanal zur Führung eines wärmeabgebenden Fluids und einem zum ersten Kanal benachbarten zweiten Kanal zur Führung eines wärmeaufnehmenden Fluids, wobei der erste Kanal und der zweite Kanal jeweils durch benachbarte Lamellen der Lamellenanordnung begrenzt werden. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bereitstellen eines derartigen Kühlers und ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Kühler. Der Begriff „Fluid“ umfasst dabei Flüssigkeiten und Gase.The invention relates to a cooler comprising a lamella arrangement with a first channel for guiding a heat-emitting fluid and a second channel adjacent to the first channel for guiding a heat-absorbing fluid, wherein the first channel and the second channel are each bounded by adjacent lamellae of the lamella arrangement. The invention further relates to a method for providing such a radiator and a motor vehicle with such a radiator. The term "fluid" encompasses liquids and gases.

Kühler sind, beispielsweise als Ladeluftkühler in einem Fahrzeug, hinlänglich bekannt und nutzen dabei regelmäßig den Wärmeaustausch zwischen einem wärmeabgebenden und einem wärmeaufnehmenden Fluid. Hierzu umfassen solche Kühler typischerweise zumindest einen ersten Kanal zur Führung des wärmeabgebenden Fluids und zumindest einen zweiten Kanal zur Führung des wärmeaufnehmenden Fluids. Bei aus der Praxis bekannten Kühlern werden der erste Kanal und der zweite Kanal jeweils durch benachbarte Lamellen einer Lamellenanordnung begrenzt, wobei sich der erste Kanal und der zum ersten Kanal benachbarte zweite Kanal eine gemeinsame Lamelle teilen, die wiederum zur einen Seite mit dem wärmeabgebenden Fluid und zur anderen Seite mit dem wärmaufnehmende Fluid in Kontakt steht und über die der gewünschte Wärmeaustausch zwischen dem wärmeaufnehmenden und dem wärmeabgebenden Fluid erfolgt. Durch wechselnde Lastanforderungen werden im Kühler sich ständig ändernde thermische Ausdehnungen veranlasst, die auf Dauer die Lamellen derart beanspruchen, dass im Betrieb auftretende mechanische Belastungen zu einer Schädigung der Lamellen, z. B. in Form von Rissen oder Brüchen, führen können. Solch eine die Schädigung verursachende mechanische Belastung kann beispielsweise von Druckschwingungen im wärmeaufnehmenden bzw. wärmeabgebenden Fluid ausgehen.Coolers are well known, for example as intercoolers in a vehicle, and regularly use the heat exchange between a heat-emitting and a heat-absorbing fluid. For this purpose, such coolers typically comprise at least a first channel for guiding the heat-emitting fluid and at least one second channel for guiding the heat-absorbing fluid. In known from practice coolers, the first channel and the second channel are each bounded by adjacent lamellae of a lamellar arrangement, wherein the first channel and the second channel adjacent to the second channel share a common lamella, which in turn to one side with the heat-emitting fluid and on the other side is in contact with the heat-absorbing fluid and via which the desired heat exchange between the heat-absorbing and the heat-emitting fluid takes place. Due to changing load requirements constantly changing thermal expansions are caused in the radiator, which in the long term claim the slats so that occurring during operation mechanical loads to damage the slats, z. B. in the form of cracks or fractures can lead. Such a mechanical stress causing the damage can originate, for example, from pressure oscillations in the heat-absorbing or heat-emitting fluid.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, mit dem sich eine Belastbarkeit des Kühlers erhöhen lässt. Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Kühler mit höhere Belastbarkeit bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide a method with which a load capacity of the radiator can be increased. It is a further object of the invention to provide a cooler with higher load capacity.

Diese Aufgaben werden durch Vorrichtungen und Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.These objects are achieved by devices and methods having the features of the independent claims. Advantageous embodiments and applications of the invention will become apparent from the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bereitstellen eines eine Lamellenanordnung aufweisenden Kühlers bereitgestellt. Der Kühler weist zumindest einen ersten Kanal zur Führung eines wärmeabgebenden Fluids und zumindest einen zweiten Kanal zur Führung eines wärmeaufnehmenden Fluids auf. Ein erster Kanal ist hierbei benachbart zu einem zweiten Kanal angeordnet. Bei mehreren ersten und zweiten Kanälen weist der Kühler vorzugsweise eine alternierende Anordnung aus ersten und zweiten Kanälen auf. Der erste Kanal und der zweite Kanal werden jeweils durch benachbarte Lamellen der Lamellenanordnung begrenzt. Die Anordnung der Fluidkanäle ergibt sich somit durch Aufeinanderschichtung bzw. Aufeinanderstapeln der Lamellen der Lamellenanordnung.According to a first aspect of the invention, there is provided a method of providing a fin assembly comprising a radiator. The cooler has at least one first channel for guiding a heat-emitting fluid and at least one second channel for guiding a heat-absorbing fluid. A first channel is in this case arranged adjacent to a second channel. In the case of a plurality of first and second channels, the cooler preferably has an alternating arrangement of first and second channels. The first channel and the second channel are each bounded by adjacent lamellae of the lamella arrangement. The arrangement of the fluid channels thus results from stacking or stacking of the lamellae of the lamellar arrangement.

Erfindungsgemäß wird in einem vorbestimmten Bereich der Lamellenanordnung eine Druckeigenspannung erzeugt. Insbesondere wird in einem Primärbereich zumindest einer Lamelle der Lamellenanordnung eine gegenüber einem Sekundärbereich der zumindest einen Lamelle erhöhte Druckeigenspannung erzeugt.According to the invention, a compressive residual stress is generated in a predetermined region of the lamellar arrangement. In particular, in a primary region of at least one lamella of the lamellar arrangement, a higher compressive residual stress is generated relative to a secondary region of the at least one lamella.

Der vorbestimmte Bereich der Lamellenanordnung kann ein Bereich der Lamellenanordnung sein, der eine hohe und/oder die höchste Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer Schädigung aufgrund einer thermischen Belastung im Betrieb des Kühlers aufweist. Der vorbestimmte Bereich ist somit vorzugsweise eine potentielle Versagensstelle des Kühlers. Diese potentiellen Versagensstellen und damit die Lage des vorbestimmten Bereichs sind dem Fachmann in der Regel bekannt oder können durch experimentelle Belastungstests oder Berechnungen für einen Kühler ermittelt werden. Entsprechend kann der vorbestimmte Bereich ein Primärbereich der zumindest einen Lamelle sein, der eine höhere Anfälligkeit für das Auftreten einer Schädigung aufgrund einer thermischen Belastung im Betrieb des Kühlers als ein gegenüber dem Primärbereich räumlich versetzter Sekundärbereich aufweist. Nachfolgend wird für diesen vorbestimmten Bereich daher auch der Ausdruck Primärbereich verwendet.The predetermined region of the fin assembly may be a portion of the fin assembly that has a high and / or highest probability of the occurrence of damage due to thermal stress during operation of the cooler. The predetermined range is thus preferably a potential failure location of the radiator. These potential points of failure, and thus the location of the predetermined area, are generally known to those skilled in the art, or can be determined by experimental stress tests or calculations for a cooler. Accordingly, the predetermined region may be a primary region of the at least one lamella, which has a higher susceptibility to the occurrence of damage due to a thermal load during operation of the radiator as a relative to the primary region spatially offset secondary region. In the following, therefore, the term primary area will also be used for this predetermined area.

Gegenüber dem Stand der Technik hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass eine Druckeigenspannung in der Lamelle gezielt im vorbestimmten Bereich bzw. Primärbereich erhöht wird. Die erzeugte Druckeigenspannung hat dann in vorteilhafter Weise zur Folge, dass die Belastbarkeit der Lamellen und damit des ganzen Kühlers erhöht wird. Grundsätzlich richtet sich die Realisierung der Druckeigenspannung im Besonderen auf den Primärbereich mit seiner höheren Anfälligkeit für eine Schädigung, d. h. mit einer gegenüber dem Sekundärbereich erhöhten Wahrscheinlichkeit, dass im Betrieb des Kühlers eine Schädigung auftritt. Beispiele für die besagte Schädigung sind insbesondere ein Riss, ein Bruch oder Vergleichbares, wobei die Schädigung auftritt, wenn eine zulässige statische und dynamische Festigkeitsbeanspruchung überschritten wird. Insbesondere wird hierbei die besagte Anfälligkeit für das Auftreten einer Schädigung durch im Betrieb wechselnde Lastanforderungen an den Kühler und damit einhergehenden thermisch induzierten Ausdehnungsänderungen verursacht, wodurch die Lamelle auf Dauer einer im Betrieb auftretenden mechanischen Belastung nicht standhalten kann. Bei der mechanischen Belastung kann es sich um eine im Betrieb auftretende Zugbelastung handeln. Solche mechanischen auf die Lamellen wirkenden Belastungen können dabei z. B. von Druckschwingungen in dem wärmeabgebenden und/oder dem wärmaufnehmenden Fluid ausgehen. Grundsätzlich versteht der Fachmann unter einer Druckeigenspannung oder Eigenspannung erster Art eine mechanische Spannung, die in der Lamelle herrscht, ohne dass äußere Kräfte auf die Lamelle wirken und sich die Lamelle im thermischen Gleichgewicht befindet. Mittels der dauerhaft im Primärbereich herrschenden Druckeigenspannung lässt sich dann einer im Betrieb auf den Primärbereich wirkenden Beanspruchung, vorzugsweise Zugbeanspruchung, entgegenwirken, so dass eine resultierende maximale Beanspruchung reduziert wird.Compared to the prior art, the inventive method has the advantage that a compressive residual stress in the blade is selectively increased in the predetermined range or primary area. The compressive residual stress generated then has the consequence advantageously that the load capacity of the fins and thus of the entire radiator is increased. Basically, the realization of the compressive residual stress is directed in particular to the primary area with its higher susceptibility to damage, ie with an increased probability relative to the secondary area that damage occurs during operation of the cooler. Examples of said damage are in particular a Crack, fracture or similar, where the damage occurs when an allowable static and dynamic strength stress is exceeded. In particular, in this case the said susceptibility to the occurrence of damage caused by changing during operation load requirements to the radiator and concomitant thermally induced expansion changes, whereby the lamella on duration of a mechanical stress occurring during operation can not withstand. The mechanical load may be a tensile load occurring during operation. Such mechanical loads acting on the slats can be z. B. starting from pressure oscillations in the heat-emitting and / or the heat-absorbing fluid. Basically, the expert understands a compressive stress or residual stress of the first kind a mechanical stress that prevails in the blade without external forces acting on the blade and the blade is in thermal equilibrium. By means of the compressive residual stress prevailing permanently in the primary region, it is then possible to counteract a stress acting on the primary region during operation, preferably tensile stress, so that a resulting maximum stress is reduced.

Grundsätzlich umfasst der Begriff „Bereitstellen“ sowohl ein Herstellen des Kühlers als auch eine an dem gefertigten oder teilweise gefertigten Kühler vorgenommene Modifikation mit dem Ziel, eine Belastbarkeit des Kühlers zu erhöhen. Eine höhere Belastbarkeit macht sich dabei insbesondere durch eine im Durchschnitt erhöhte Lebensdauer des Kühlers bei gleicher Betriebsbelastung bemerkbar.Basically, the term "providing" includes both a manufacturing of the radiator and a modification made on the manufactured or partially manufactured radiator with the aim of increasing a load capacity of the radiator. A higher load capacity is noticeable in particular by an average increased life of the cooler with the same operating load.

Vorzugsweise bilden benachbarte Lamellen der Lamellenanordnung jeweils die Wandung für einen der ersten oder zweiten Kanäle. Insbesondere teilen sich der erste Kanal und der benachbarte zweite Kanal eine gemeinsame Lamelle in Form einer Wandung, die zwischen dem ersten Kanal und dem zweiten Kanal angeordnet ist und über die der Wärmeaustausch zwischen dem wärmeabgebenden Fluid und wärmeaufnehmenden Fluid erfolgt. Hierbei erfolgt ein Transport des wärmeabgebenden Fluids bzw. des wärmeaufnehmenden Fluids durch den ersten bzw. zweiten Kanal entlang einer Strömungsrichtung. Der Kühler kann ferner Anschlüsse umfassen, um den mindestens einen ersten Kanal fluidisch mit einem ersten Fluidkreislauf zu koppeln und um den mindestens einen zweiten Kanal fluidisch mit einem zweiten Fluidkreislauf zu koppeln. Ferner ist es vorgesehen, dass die Lamellen aus einem Material mit einer vergleichsweise hohen Wärmeleitfähigkeit gefertigt sind, z. B. Aluminium oder einem aluminiumhaltigen Material. Als wärmabgebendes oder wärmeaufnehmendes Fluid sind gasförmige Medien, wie z.B. Luft, oder flüssige Medien, wie z. B. Wasser, vorstellbar.Preferably, adjacent lamellae of the lamellar arrangement each form the wall for one of the first or second channels. In particular, the first channel and the adjacent second channel share a common lamella in the form of a wall, which is arranged between the first channel and the second channel and over which the heat exchange between the heat-emitting fluid and the heat-absorbing fluid takes place. Here, a transport of the heat-emitting fluid or the heat-absorbing fluid through the first and second channel takes place along a flow direction. The radiator may further include ports to fluidly couple the at least one first channel to a first fluid circuit and to fluidly couple the at least one second channel to a second fluid circuit. Furthermore, it is provided that the fins are made of a material having a comparatively high thermal conductivity, for. As aluminum or an aluminum-containing material. As heat-emitting or heat-absorbing fluid, gaseous media, such as e.g. Air, or liquid media, such as. As water, conceivable.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zur Erzeugung der Druckeigenspannung die Lamellenanordnung im vorbestimmten Bereich plastisch verformt wird und/oder dass die Lamellen der Lamellenanordnung zur Erhöhung der Druckeigenspannung im Primärbereich plastisch verformt werden. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Druckeigenspannung gezielt im vorbestimmten Bereich bzw. Primärbereich erzeugt. Ferner ist es vorzugsweise vorgesehen, dass durch die plastische Verformung der erste Kanal oder der zweite Kanal an der Stelle des Primärbereichs geweitet wird, d. h. ein Abstand zwischen den Lamellen, die den ersten oder den zweiten Kanal begrenzen, vergrößert wird.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the lamellar arrangement is plastically deformed in the predetermined area for producing the compressive residual stress and / or that the lamellae of the lamellar arrangement are plastically deformed in the primary area to increase the compressive residual stress. As a result, the compressive residual stress is generated in a targeted manner in the predetermined area or primary area. Further, it is preferably provided that the first channel or the second channel is widened at the location of the primary area by the plastic deformation, d. H. a distance between the fins bounding the first or the second channel is increased.

Vorstehend wurde bereits erwähnt, dass sich die Anordnung der Fluidkanäle durch Aufeinanderschichtung bzw. Aufeinanderstapeln der Lamellen der Lamellenanordnung ergibt. Hierbei können benachbarte Lamellen an ihren Endbereichen in einem Verbindungsbereich verbunden werden. Der Primärbereich kann an den Verbindungsbereich angrenzen und/oder benachbart hierzu angeordnet sein. Insbesondere begrenzen die Verbindungsbereiche den ersten und/oder den zweiten Kanal in einer durch die Bauform bedingten, beispielsweise senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Richtung. Dabei liegt der Primärbereich vorzugsweise zwischen dem Sekundärbereich und dem Verbindungsbereich. Ferner können die Lamellen im Endbereich gekrümmt sein und/oder die Endbereiche zur Bildung des Verbindungsbereichs aneinander liegend miteinander stoffschlüssig verbunden sein. Der Primärbereich liegt weiterhin vorzugsweise außerhalb des gekrümmten Bereichs bzw. schließt sich unmittelbar an den gekrümmten Bereich in einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Richtung an. Der Primärbereich kann insbesondere einen Übergangsbereich der Lamellen von dem gekrümmten Endbereich zu einem planen Mittelbereich der Lamellen umfassen. Es hat sich herausgestellt, dass die an den Verbindungsbereich anschließenden Bereiche besonders anfällig sind für die besagten Schädigungen.It has already been mentioned above that the arrangement of the fluid channels results from stacking or stacking of the lamellae of the lamellar arrangement. In this case, adjacent lamellae can be connected at their end regions in a connection region. The primary area may adjoin and / or be adjacent to the connection area. In particular, the connection regions delimit the first and / or the second channel in a direction that is determined by the design, for example, perpendicular to the flow direction. In this case, the primary area is preferably located between the secondary area and the connecting area. Furthermore, the lamellae can be curved in the end region and / or the end regions can be connected to one another in a cohesive manner to form the connection region. The primary region furthermore preferably lies outside the curved region or adjoins directly to the curved region in a direction perpendicular to the flow direction. In particular, the primary region may comprise a transition region of the lamellae from the curved end region to a planar middle region of the lamellae. It has been found that the areas adjacent to the joint area are particularly vulnerable to said damage.

Insbesondere beträgt eine sich senkrecht zur Strömungsrichtung erstreckende Länge des Primärbereichs weniger als 50 %, vorzugsweise weniger als 20% und besonders bevorzugt weniger als 10 % einer sich senkrecht zur Strömungsrichtung erstreckenden Länge des Sekundärbereichs.In particular, a length of the primary region extending perpendicular to the flow direction is less than 50%, preferably less than 20% and particularly preferably less than 10% of a length of the secondary region extending perpendicularly to the flow direction.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass eine Druckeigenspannung bei Bauteilen mittels Rollieren, induktiven Oberflächenhärten oder Verfestigungsstrahlen erzeugbar sind. Diese Verfahren erfordern jedoch eine gute Zugänglichkeit der kritischen Bereiche, an denen die Druckeigenspannung erzeugt werden soll. Diese Verfahren sind aufgrund der schlechten Zugänglichkeit des Primärbereichs einer Lamellenanordnung des Kühlers, der Bauteildimensionen sowie der verwendeten Werkstoffe nicht vorteilhaft für die Anwendung bei Kühlern. Dagegen sind nachfolgend beschriebene Ausführungsvarianten besonders vorteilhaft, um eine Druckeigenspannung in dem Primärbereich einer Lamellenanordnung eines Kühlers zu erzeugen.It is known from the prior art that compressive residual stress can be generated in components by means of rolling, inductive surface hardening or solidification jets. This procedure However, they require good accessibility of the critical areas where the compressive residual stress is to be generated. These methods are not advantageous for use in coolers due to the poor accessibility of the primary region of a fin arrangement of the radiator, the component dimensions and the materials used. In contrast, embodiments described below are particularly advantageous in order to generate a residual compressive stress in the primary region of a fin arrangement of a radiator.

So ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass zur Erhöhung der Druckeigenspannung ein auf die Lamellen wirkender Druck derart eingestellt wird, dass eine Streckgrenze eines Lamellenmaterials im Primärbereich überschritten wird. Insbesondere handelt es sich bei dem Druck um den Druck, mit dem die plastische Verformung veranlasst wird. In dem Zustand, in dem die Streckgrenze des Lamellenmaterials überschritten ist, befindet sich das Lamellenmaterial in einem für die gewünschte plastische Verformung vorgesehenen Fließzustand. Hierbei ist darauf zu achten, dass der Druck derart dosiert wird, dass im Primärbereich eine für die plastische Verformung erforderliche Fließgrenze des Lamellenmaterials überschritten wird, ohne dass der Druck einen Wert überschreitet, bei dem die Lamelle im Primärbereich zerstört wird. Weiterhin ist es vorstellbar, dass zeitlich vor der plastischen Verformung in einem ersten Vorbereitungsschritt das Verformungsverhalten der Lamelle in Hinblick auf eine Druckeinwirkung abhängig von Design und Material der Lamellenanordnung, beispielsweise durch eine Simulation, erfasst wird, und in einem zweiten Vorbereitungsschritt ein Primärbereich für die Lamellenanordnung durch eine Simulation ermittelt wird. Vorzugsweise handelt es sich bei den Simulationen im ersten und zweiten Vorbereitungsschritt um eine computergestützte Simulation. Anschließend werden in einem dritten Vorbereitungsschritt die Ergebnisse des ersten Vorbereitungsschritts mit den Ergebnissen des zweiten Vorbereitungsschritts verglichen. Sofern die im ersten Vorbereitungsschritt erfasste Verformung mit dem im zweiten Vorbereitungsschritt ermittelten Primärbereich räumlich zusammenfällt, lässt sich der entsprechende Druck, insbesondere in Hinblick auf Ausrichtung und Größe, für die plastische Verformung im Primärbereich heranziehen.Thus, according to a further embodiment of the present invention, it is provided that, to increase the inherent compressive stress, a pressure acting on the lamellae is adjusted such that a yield point of a lamellar material in the primary region is exceeded. In particular, the pressure is the pressure with which the plastic deformation is caused. In the state where the yield strength of the fin material is exceeded, the fin material is in a flow state intended for the desired plastic deformation. It should be ensured that the pressure is metered in such a way that in the primary area a yield value of the fin material required for the plastic deformation is exceeded without the pressure exceeding a value at which the fin is destroyed in the primary area. Furthermore, it is conceivable that in time before the plastic deformation in a first preparation step, the deformation behavior of the lamella with respect to a pressure depending on the design and material of the lamellar assembly, for example by a simulation, is detected, and in a second preparation step, a primary region for the lamellae is determined by a simulation. Preferably, the simulations in the first and second preparation steps are a computer-aided simulation. Subsequently, in a third preparation step, the results of the first preparation step are compared with the results of the second preparation step. If the deformation detected in the first preparation step coincides spatially with the primary region determined in the second preparation step, the corresponding pressure, in particular with regard to orientation and size, can be used for the plastic deformation in the primary region.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass innerhalb des mindestens einen ersten Kanals und/oder des mindestens einen zweiten Kanals jeweils ein Einbauelement integriert ist, wobei der Primärbereich an einen Bereich mit dem Einbauelement angrenzt. Beispielsweise handelt es sich bei dem Einbauelement um ein Kühlernetz oder eine Turbolenzeinlage. Solche Einbauelemente dienen in erster Linie zur Effizienzsteigerung beim Wärmeaustausch. Vorliegend erfüllen sie zudem in vorteilhafter Weise den Zweck, dass das Einbauelement eine auf die Lamelle einwirkende Druckkraft steuern und gezielt in den Primärbereich leiten kann, da das Einbauteil den außerhalb des Primärbereichs liegenden Bereich mit dem Einbauelement stabilisiert, indem es die Lamellen bereichsweise abstützt.According to a further embodiment of the present invention, provision is made in each case for a built-in element to be integrated within the at least one first channel and / or the at least one second channel, wherein the primary area adjoins an area with the installation element. By way of example, the installation element is a radiator network or a turbocharger insert. Such installation elements serve primarily to increase the efficiency of heat exchange. In the present case, they also advantageously fulfill the purpose that the installation element can control a compressive force acting on the lamella and guide it selectively into the primary area, since the installation part stabilizes the area lying outside the primary area with the installation element by supporting the lamellas in regions.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Lamellen zur Erzeugung der Druckeigenspannung mittels Autofrettage plastisch verformt werden. Unter einer Autofrettage versteht der Fachmann ein Verfahren, bei dem der erste und/oder der zweite Kanal temporär, d. h. während eines festgelegten Zeitintervalls, einem Innendruck ausgesetzt wird, wobei der Innendruck über dem späteren Betriebsdruck, d. h. dem Druck, der von dem wärmeabgebenden bzw. dem wärmeaufnehmenden Fluid im Betrieb ausgeht, und über der Streckgrenze des Lamellenmaterials liegt, so dass der Primärbereich lokal plastifiziert. Zeitlich nach einem sich an die Autofrettage anschließenden Innendruckabbau bleiben dann in den Primärbereichen Druckeigenspannungen erhalten, die einer Rissbildung im späteren Einsatz vorbeugen und somit die Belastbarkeit der Lamelle dauerhaft steigern. Zur Durchführung der Autofrettage ist es vorgesehen, dass eine Flüssigkeit in den ersten Kanal oder zweiten Kanal eingelassen bzw. eingeleitet wird und anschließend mittels einer Pumpe oder mittels eines Druckübersetzters die Flüssigkeit derart unter Druck gesetzt wird, dass der gewünschte Innendruck erzeugt wird, mit dem die Streckgrenze des Lamellenmaterials überschritten wird. Alternativ ist es vorstellbar, dass der gewünschte Innendruck mit einer in den ersten oder zweiten Kanal eingelassenen Druckluft bzw. einem Druckgas hervorgerufen wird. Hierzu wird beispielsweise ein Kompressor verwendet. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass der Innendruck ausschließlich im ersten Kanal oder mehreren ersten Kanälen bzw. ausschließlich im zweiten Kanal oder mehreren zweiten Kanälen erzeugt wird. Mit anderen Worten: Der gewünschte Innendruck wird nicht zeitgleich im ersten Kanal und dem zum ersten Kanal benachbarten zweiten Kanal erzeugt. Die Autofrettage erlaubt es zudem auch Primärbereiche mit einer Druckeigenspannung zu versehen, die wegen ihrer Lage innerhalb des Kühlers bzw. innerhalb der Lamellenanordnung vergleichsweise schwer zugänglich sind.In accordance with a further embodiment of the present invention, it is provided that the lamellae are plastically deformed by means of autofrettage to generate the compressive residual stress. Autofrettage is understood by the person skilled in the art to mean a method in which the first and / or the second channel are temporarily, ie. H. is exposed to an internal pressure during a specified time interval, the internal pressure exceeding the later operating pressure, i. H. the pressure exerted by the heat-emitting or the heat-absorbing fluid during operation, and is above the yield strength of the fin material, so that the primary area plasticized locally. After an internal pressure reduction following the autofrettage, internal compressive stresses then remain in the primary areas, which prevent the formation of cracks during subsequent use and thus permanently increase the load capacity of the lamella. To perform the autofrettage, it is provided that a liquid is introduced or introduced into the first channel or second channel and then the liquid is pressurized by means of a pump or by means of a pressure intensifier in such a way that the desired internal pressure is generated, with which the Yield limit of the fin material is exceeded. Alternatively, it is conceivable that the desired internal pressure is caused by a compressed air or compressed gas introduced into the first or second channel. For this purpose, for example, a compressor is used. Furthermore, it is preferably provided that the internal pressure is generated exclusively in the first channel or a plurality of first channels or exclusively in the second channel or a plurality of second channels. In other words, the desired internal pressure is not generated at the same time in the first channel and the second channel adjacent to the first channel. The Autofrettage also makes it possible to provide primary areas with a compressive residual stress, which are relatively difficult to access because of their location within the cooler or within the fin arrangement.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zur Erzeugung der Druckeigenspannung im vorbestimmten Bereich ein Verformungsverhalten von zusammengesetzten Lamellen unter Kraftbeaufschlagung ermittelt wird und zur Erhöhung der Druckeigenspannung die zusammengesetzten Lamellen abhängig vom ermittelten Verformungsverhalten mit einer von außen wirkenden Kraft beaufschlagt werden. Insbesondere wird in dem besagten ersten Vorbereitungsschritt das Verformungsverhaltung für eine von außen auf die Lamellenanordnung wirkende Kraft bzw. einen von außen auf die Lamellenanordnung einwirkenden Druck ermittelt und anschließend werden der zweite und der dritte Vorbereitungsschritt durchgeführt. Grundsätzlich ist es vorstellbar, dass die von außen erfolgende Kraftbeaufschlagung im Herstellungsprozess, d. h. z. B. während dem Stapeln und Verlöten der Lamellen, oder an der gefertigten Lamellenanordnung bzw. dem gefertigten Kühler vorgenommen wird.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that for generating the compressive residual stress in the predetermined range, a deformation behavior of composite lamellae under force is determined and to increase the compressive residual stress the composite lamellae depending on the determined deformation behavior with an externally acting force can be applied. In particular, in the said first preparation step, the deformation behavior for a force acting from the outside on the lamellar arrangement or a force acting on the lamella arrangement from the outside is determined, and then the second and third preparation steps are carried out. In principle, it is conceivable that the externally applied force in the manufacturing process, ie, for example, during the stacking and soldering of the slats, or on the fabricated fin arrangement or the manufactured cooler is made.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Lamellen im Verbindungsbereich durch ein thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen miteinander verbunden werden, wobei zur Erzeugung der Druckeigenspannung im vorbestimmten Bereich ein sich über die Lamelle erstreckender Temperaturgradient während des auf das stoffschlüssige Fügen nachfolgenden Abkühlens der Lamelle, z. B. während des Erstarrens des Lots, kontrolliert wird, um eine Verspannung der Lamelle, insbesondere im vorbestimmten Bereich, zu erzeugen. Hierbei kann beispielsweise ein erster Teilbereich der Lamelle schneller abgekühlt werden als ein räumlich zum ersten Teilbereich versetzter zweiter Teilbereich der Lamelle. Vorzugsweise werden die Lamellen im Verbindungsbereich gelötet. Insbesondere sind der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich in einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Richtung zueinander versetzt angeordnet. Das Abkühlverhalten lässt sich beispielsweise dadurch beeinflussen, dass der erste Teilbereich oder zweite Teilbereich mit einem Kühlelement mit einer vergleichsweise hohen Wärmeleitfähigkeit, z. B. mit einem Eisenstab, in Kontakt gebracht wird, so dass die Wärme aus dem jeweiligen Teilbereich über das Kühlelement schneller abgeleitet wird. Der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich können hierbei im Primärbereich angeordnet sein. Alternativ ist es auch vorstellbar, dass der erste Teilbereich im Verbindungsbereich angeordnet ist, während der zweite Teilbereich im Primärbereich angeordnet ist oder umgekehrt.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the lamellae are connected to one another in the connection region by a thermal process for bonded joining, wherein for generating the compressive residual stress in the predetermined region, a temperature gradient extending over the lamella during the subsequent cooling of the laminae Lamella, z. B. during the solidification of the solder, is controlled to produce a tension of the blade, in particular in the predetermined range. In this case, for example, a first subarea of the lamella can be cooled more rapidly than a second subarea of the lamella spatially offset from the first subarea. Preferably, the fins are soldered in the connection area. In particular, the first subregion and the second subregion are arranged offset from each other in a direction perpendicular to the flow direction. The cooling behavior can be influenced for example by the fact that the first partial area or second partial area is provided with a cooling element with a comparatively high thermal conductivity, eg. B. with an iron rod, is brought into contact, so that the heat is dissipated more quickly from the respective portion of the cooling element. The first subregion and the second subregion may be arranged in the primary region. Alternatively, it is also conceivable that the first partial region is arranged in the connection region, while the second partial region is arranged in the primary region or vice versa.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass zur Erhöhung der Druckeigenspannung temporär ein Lastelement an der Lamelle im Primärbereich oder benachbart bzw. angrenzend hierzu angeordnet wird. Insbesondere wird das Lastelement während des Herstellungsprozesses der Lamellenanordnung, beispielsweise beim Stapeln bzw. Paketieren und Löten, im Primärbereich angeordnet. Im Zusammenspiel mit dem Herstellungsprozess, insbesondere zusammen mit dem Löten, wird durch das Lastelement eine plastische Verformung veranlasst, die zu einer dauerhaften Druckeigenspannung im Primärbereich führt. Vorzugsweise werden die Lastelemente hierbei zwischen zwei Lamellen, die zusammen beispielsweise den ersten Kanal oder den zweiten Kanal begrenzen, angeordnet. Hierbei legt die Ausdehnung des Lastelements vorzugsweise den späteren Abstand zwischen den Lamellen im Sekundärbereich fest. Beispielsweise ist das Lastelement eine Kugel mit einem Durchmesser, der den späteren Abstand der Lamellen im Sekundärbereich festlegt. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Lastelement ausschließlich im ersten Kanal bzw. in ersten Kanälen oder im zweiten Kanal bzw. in zweiten Kanälen angeordnet wird.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that, to increase the compressive residual stress, a load element is temporarily arranged on the lamella in the primary area or adjacent to or adjacent thereto. In particular, the load element is arranged in the primary region during the manufacturing process of the lamella arrangement, for example when stacking or soldering. In conjunction with the manufacturing process, in particular together with the soldering, a plastic deformation is caused by the load element, which leads to a permanent compressive residual stress in the primary area. In this case, the load elements are preferably arranged between two lamellae which bound together, for example, the first channel or the second channel. In this case, the extent of the load element preferably determines the later distance between the slats in the secondary area. For example, the load element is a ball with a diameter that determines the later distance of the slats in the secondary area. Furthermore, it is preferably provided that the load element is arranged exclusively in the first channel or in first channels or in the second channel or in second channels.

Gemäß einer Variante dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Lastelement aus einem löslichen Material bereitgestellt wird und durch ein Auflösen zeitlich nach dem plastischen Verformen in einem Reinigungsschritt entfernt wird. Hierzu wird insbesondere ein Lösungsmittel in den das Lastelement aufweisenden ersten Kanal bzw. zweiten Kanal eingeleitet. Beispielsweise ist das Lastelement aus einem wasserlöslichen Material gefertigt und im Reinigungsschritt wird als Lösungsmittel Wasser in den ersten bzw. zweiten Kanal eingeleitet, so dass sich das Lastelement auflöst und aus dem ersten bzw. zweiten Kanal herausgespült werden kann. Dadurch lässt sich das Lastelement nach der plastischen Verformung der Lamellen aus dem Primärbereich vergleichsweise einfach wieder entfernen.According to a variant of this embodiment of the present invention it is provided that the load element is made of a soluble material and is removed by a dissolution time after the plastic deformation in a cleaning step. For this purpose, in particular, a solvent is introduced into the first channel or second channel having the load element. For example, the load element is made of a water-soluble material and in the cleaning step, water is introduced as a solvent into the first or second channel, so that the load element dissolves and can be flushed out of the first and second channel. As a result, the load element can be relatively easily removed again after the plastic deformation of the lamellae from the primary area.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Kühler ein Fahrzeugkühler ist. Insbesondere handelt es sich um einen Ladeluftkühler, mit dem eine Ladeluft einer Brennkraftmaschine gekühlt wird. Ein solcher Kühler ist im Betrieb durch Vibrationen und Druckschwingungen in dem wärmabgebenden bzw. wärmeaufnehmenden Medium vergleichsweise hohen Beanspruchungen ausgesetzt und unterliegt häufigen lastbedingten Temperaturschwankungen, so dass sich die im Primärbereich erzeugte Druckeigenspannung besonders vorteilhaft auf die Lebensdauer des Fahrzeugkühlers, insbesondere eines Ladeluftkühlers einer Brennkraftmaschine, auswirkt.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the radiator is a vehicle radiator. In particular, it is a charge air cooler with which a charge air of an internal combustion engine is cooled. Such a cooler is exposed during operation by vibrations and pressure oscillations in the heat-emitting or heat-absorbing medium comparatively high stresses and is subject to frequent load-induced temperature fluctuations, so that the compressive residual stress generated in the primary region particularly advantageous effect on the life of the vehicle radiator, in particular a charge air cooler of an internal combustion engine ,

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kühler, insbesondere Fahrzeugkühler, mit einem ersten Kanal zur Führung eines wärmeabgebenden Fluids und einem zum ersten Kanal benachbarten zweiten Kanal zur Führung eines wärmeaufnehmenden Fluids, wobei der erste Kanal und der zweite Kanal jeweils durch benachbarte Lamellen der Lamellenanordnung begrenzt sind, wobei die Lamelle in einem Primärbereich eine gegenüber einem Sekundärbereich der Lamelle erhöhte Druckeigenspannung aufweist. Insbesondere weist die Lamelle hierbei eine dauerhaft, d. h. eine sich im Wesentlichen über die restliche Lebensdauer anhaltende, erhöhte Druckeigenspannung auf.Another object of the present invention is a radiator, in particular vehicle radiator, having a first channel for guiding a heat-emitting fluid and a second channel adjacent to the first channel for guiding a heat-absorbing fluid, wherein the first channel and the second channel in each case by adjacent lamellae of the lamellar arrangement are limited, wherein the lamella in a primary region has a relation to a secondary region of the lamella increased compressive residual stress. In particular, the lamella in this case has a permanent, ie a substantially over the remaining life lasting, increased compressive residual stress on.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Kühler mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird. Hierbei lässt sich die Behandlung zur Ausbildung einer Druckeigenspannung im Primärbereich dadurch nachweisen, dass eine Zerstörschwelle für einen Druck, bei dem die Lamelle zerberstet, im Falle eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Kühlers höher ist als bei einem ohne das erfindungsgemäße Verfahren behandelten Kühler, wenn eine Flüssigkeit oder ein Druckgas in den ersten Kanal oder den zweiten Kanal eingeleitet wird und anschließend ein über dem Betriebsdruck liegender Druck in der Flüssigkeit bzw. dem Druckgas erzeugt wird. Mit anderen Worten: Die Behandlung der Lamellenanordnung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erhöht einen Druck, bei dem die Lamellenanordnung zerbirst.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the cooler is produced by a method according to the invention. In this case, the treatment for forming a compressive residual stress in the primary region can be demonstrated by the fact that a damage threshold for a pressure at which the lamella bursts is higher in the case of a cooler treated with the method according to the invention than in a cooler treated without the process according to the invention, if one Liquid or a pressurized gas is introduced into the first channel or the second channel and then a pressure above the operating pressure in the liquid or the compressed gas is generated. In other words, the treatment of the lamellar arrangement with the method according to the invention increases a pressure at which the lamellar arrangement breaks down.

Die Erfindung betriff ferner ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Nutzfahrzeug, mit dem erfindungsgemäßen Kühler.The invention further relates to a motor vehicle, in particular a commercial vehicle, with the radiator according to the invention.

Die zuvor beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Merkmale der Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine Lamellenanordnung für einen Kühler gemäß dem Stand der Technik;
2 eine Lamellenanordnung für einen Kühler bereitgestellt mit einem Verfahren gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 eine Lamellenanordnung für einen Kühler bereitgestellt mit einem Verfahren gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
4 eine Lamellenanordnung für einen Kühler während ihrer Herstellung mit einem Verfahren gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

The preferred embodiments and features of the invention described above can be combined with one another as desired. Further details and advantages of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 a fin assembly for a radiator according to the prior art;
2 a fin assembly for a radiator provided with a method according to a first exemplary embodiment of the present invention;
3 a fin assembly for a radiator provided with a method according to a second exemplary embodiment of the present invention; and
4 a fin assembly for a radiator during its manufacture with a method according to a third exemplary embodiment of the present invention.

Gleiche Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Sich wiederholende Elemente sind zum Teil nicht in jeder Figur gesondert bezeichnet. Die Figuren zeigen jeweils nur einen linken Teil der Lamellenanordnung.Identical elements are provided with the same reference numerals in all figures. Partial repeating elements are sometimes not designated separately in each figure. The figures each show only a left part of the slat arrangement.

Die 1 stellt eine Lamellenanordnung 10 für einen Kühler gemäß dem Stand der Technik in einer Schnittansicht dar. Ein solcher Kühler ist zum Wärmeaustausch zwischen einem wärmeabgebenden und einem wärmaufnehmenden Fluid vorgesehen und dient beispielsweise in einem Kraftfahrzeug zur Ladeluftkühlung. Für den Wärmeaustausch umfasst der Kühler einen ersten Kanal 11 zur Führung eines wärmeabgebenden Fluids und einen zum ersten Kanal 11 benachbart angeordneten zweiten Kanal 12 zur Führung einer wärmeaufnehmenden Flüssigkeit. Im Betrieb werden das wärmeabgebende bzw. das wärmeaufnehmende Fluid entlang eine Strömungsrichtung durch den ersten Kanal 11 und den zweiten Kanal 12 geführt. Vorstellbar ist es hierbei, dass die Strömungsrichtungen des wärmeabgebenden und des wärmeaufnehmenden Fluids entgegengesetzt oder gleichgerichtet sind. Die hier dargestellte Schnittansicht verläuft dabei entlang einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Richtung. Grundsätzlich werden der erste Kanal 11 und der zweite Kanal 12 hierbei jeweils durch Lamellen 1 einer Lamellenanordnung 10 gebildet, indem jeweils benachbarte Lamellen 1 den ersten Kanal 11 und den zweiten Kanal 12 als Wandung begrenzen. Insbesondere teilen sich der erste Kanal 11 und der zweite Kanal 12 eine zwischen ihnen liegende gemeinsame Lamelle 1, über die im Betrieb wiederum ein Wärmeaustausch erfolgt, da diese gemeinsame Lamelle 1 sowohl in Kontakt mit dem wärmeabgebenden Fluid des ersten Kanals 11 und dem wärmeaufnehmenden Fluid des zweiten Kanals 12 steht. Um einen möglichst effektiven Wärmeaustausch zu realisieren, ist die Lamelle 1 aus einem Material mit einem vergleichsweise hohen Wärmeleitkoeffizienten, wie z.B. Aluminium, gefertigt. In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind die einzelnen Lamellen 1 in ihren Endbereichen gekrümmt ausgestaltet. Insbesondere sind die Endbereiche der Lamellen 1 an den in einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Richtung gesehenen Enden gekrümmt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die einzelnen Lamellen zur Bildung der Lamellenanordnung, insbesondere des ersten Kanals 11 und des zweiten Kanals 12, in ihren gekrümmten Endbereichen stoffschlüssig, beispielsweise durch eine Lötung, miteinander verbunden sind. Wird der Kühler unter wechselnden Lastanforderungen betrieben, z. B. durch ständig wechselnde bedarfsabhängige Anforderungen an unterschiedliche Kühlleistungen, ändert sich die thermisch bedingte Ausdehnung der Lamellen 1 permanent und die Lamellen 1 werden entsprechend beansprucht, was letztendlich zu einer Schädigung, beispielsweise in Form eines Risses oder eines Bruchs, führen kann, wenn die Lamellen 1 einer mechanischen Belastung ausgesetzt sind. Es hat sich hierbei gezeigt, dass im Betrieb des Kühlers die Lamellen 1 in einem Primärbereich 21 anfälliger gegenüber einer Schädigung sind als in einem Sekundärbereich 22, d. h. eine Wahrscheinlichkeit für eine Schädigung ist im Primärbereich 21 größer als in einem Sekundärbereich 22, wenn der Kühler im Betrieb wechselnden Lastanforderungen ausgesetzt ist. In der in 1 dargestellten Ausführungsform grenzt der Primärbereich 21 an den Verbindungsbereich 23 an. Insbesondere ist der Primärbereich 21 in einem in einer senkrecht zur Strömungsrichtung verlaufenden Richtung gesehenen Endbereich des ersten Kanals 11 oder zweiten Kanals 12 angeordnet.The 1 represents a lamellar arrangement 10 for a radiator according to the prior art in a sectional view. Such a radiator is provided for heat exchange between a heat-emitting and a heat-receiving fluid and used for example in a motor vehicle for intercooling. For heat exchange, the radiator includes a first channel 11 for guiding a heat-emitting fluid and one to the first channel 11 adjacent second channel 12 for guiding a heat-absorbing liquid. In operation, the heat-emitting and the heat-receiving fluid, respectively, are along a flow direction through the first channel 11 and the second channel 12 guided. It is conceivable here that the flow directions of the heat-emitting and the heat-absorbing fluid are opposite or rectified. The sectional view shown here runs along a direction perpendicular to the flow direction. Basically, the first channel 11 and the second channel 12 in each case by lamellae 1 a lamellar arrangement 10 formed by each adjacent lamellae 1 the first channel 11 and the second channel 12 limit as a wall. In particular, the first channel is shared 11 and the second channel 12 a common lamella lying between them 1 , over which in turn a heat exchange takes place, since this common lamella 1 both in contact with the heat-emitting fluid of the first channel 11 and the heat-absorbing fluid of the second channel 12 stands. To realize the most effective heat exchange, the lamella is 1 made of a material with a comparatively high coefficient of thermal conductivity, such as aluminum. In the in 1 illustrated embodiment, the individual slats 1 curved in their end. In particular, the end portions of the slats 1 curved at the ends seen in a direction perpendicular to the flow direction ends. Furthermore, it is provided that the individual slats for forming the slat arrangement, in particular of the first channel 11 and the second channel 12 are cohesively connected in their curved end regions, for example by soldering. If the cooler is operated under changing load requirements, eg. B. by constantly changing demand-dependent requirements for different cooling capacities, the thermally induced expansion of the slats changes 1 permanent and the slats 1 are claimed accordingly, which can ultimately lead to damage, for example in the form of a crack or a fracture, when the slats 1 are exposed to mechanical stress. It has been shown that during operation of the cooler, the slats 1 in a primary area 21 more susceptible to damage than in a secondary area 22 ie a likelihood of injury is in the primary area 21 larger than in a secondary area 22 when the radiator is exposed to changing load requirements during operation. In the in 1 illustrated embodiment, the primary area adjacent 21 to the connection area 23 at. Especially is the primary area 21 in an end region of the first channel viewed in a direction perpendicular to the flow direction 11 or second channel 12 arranged.

Die 2 stellt eine Lamellenanordnung 10 für einen Kühler dar, wobei die Lamellenanordnung 10 mit einem Verfahren gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wurde. In der dargestellten Ausführungsform wurde zur Erhöhung der Robustheit im Primärbereich 21 die Druckeigenspannung in den Lamellen 1 durch eine plastische Verformung mittels einer Autofrettage erhöht. Hierbei wird ein Innendruck innerhalb des ersten Kanals 11 oder des zweiten Kanals 12 temporär soweit erhöht, dass eine Streckgrenze eines Lamellenmaterials im Primärbereich 21 überschritten wird. Mit anderen Worten: Für ein festgelegtes Zeitintervall wird im ersten Kanal 11 und/oder im zweiten Kanal 12 mittels eines Druckfluids ein Innendruck erzeugt, bei dem das Lamellenmaterial - ohne zu zerreißen - im Primärbereich 21 in einen Fließzustand überführt wird. Folge ist eine plastische Verformung der Lamelle 1 im Primärbereich 21, bei der zeitlich nach der herbeigeführten plastischen Verformungen durch die Autofrettage eine Druckeigenspannung in der Lamelle 1 dauerhaft erhöht bleibt. Zu erkennen ist, dass sich die Lamelle 1 entlang einer senkrecht zur Haupterstreckungsebene der Lamelle 1 verlaufenden Richtung durch die Autofrettage im Sekundärbereich 22 um eine Verformungshöhe a verschoben hat.The 2 represents a lamellar arrangement 10 for a radiator, wherein the lamellar arrangement 10 was provided with a method according to a first exemplary embodiment of the present invention. In the illustrated embodiment, to increase the robustness in the primary area 21 the compressive residual stress in the slats 1 increased by a plastic deformation by means of an autofrettage. This is an internal pressure within the first channel 11 or the second channel 12 temporarily increased so far that a yield point of a fin material in the primary area 21 is exceeded. In other words, for a given time interval, the first channel will be 11 and / or in the second channel 12 generates an internal pressure by means of a pressurized fluid, in which the lamellar material - without tearing - in the primary area 21 is transferred to a flow state. The consequence is a plastic deformation of the lamella 1 in the primary area 21 , in the time after the induced plastic deformations by the Autofrettage a compressive residual stress in the lamella 1 permanently increased. It can be seen that the lamella 1 along a plane perpendicular to the main plane of extension of the lamella 1 extending direction through the autofrettage in the secondary area 22 around a deformation height a has moved.

Die 3 stellt eine Lamellenanordnung 10 für einen Kühler dar, wobei die Lamellenanordnung 10 mit einem Verfahren gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wurde. Das Verfahren entspricht dabei im Wesentlichen dem der ersten Ausführungsform. Einen Unterschied bildet das Einbauelement 15, das im ersten Kanal 11 integriert ist und insbesondere mittig im ersten Kanal 11 angeordnet ist. Ein solches Einbauelement 15 kann beispielsweise ein Kühlernetz oder eine Turbolenzanlage sein. Hierbei unterstützen die Einbauelemente 15 in vorteilhafter Weise eine zielgerichtete plastische Verformung in einem an den Bereich mit dem Einbauelement 15 angrenzenden Primärbereich 21, indem es die Lamellen 1 bereichsweise abstützt.The 3 represents a lamellar arrangement 10 for a radiator, wherein the lamellar arrangement 10 was provided with a method according to a second exemplary embodiment of the present invention. The method essentially corresponds to that of the first embodiment. One difference is the installation element 15 that in the first channel 11 is integrated and in particular in the middle in the first channel 11 is arranged. Such a built-in element 15 For example, it can be a radiator network or a turbulence system. This support the installation elements 15 Advantageously, a targeted plastic deformation in one of the area with the mounting element 15 adjacent primary area 21 by removing the slats 1 partially supported.

Die 4 zeigt eine Lamellenanordnung 10 für einen Kühler während ihrer Herstellung mit einem Verfahren gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Hierbei ist es vorgesehen, dass während der Herstellung, insbesondere beim Stapeln bzw. Paketieren der Lamellen 1, ein Lastelement 18 am Primärbereich 21 angeordnet wird. In der in 4 illustrierten Ausführungsform ist das Lastelement 18 als Kugel ausgestaltet, die zwischen zwei Lamellen 1 jeweils im ersten Kanal 11 angeordnet wird. Mittels der Lastelemente 18 lässt sich in vorteilhafter Weise eine Vorspannung erzeugen, die die Druckeigenspannung im Primärbereich 21 erhöht. Die Druckeigenspannung lässt sich vorzugsweise auch dadurch erhöhen bzw. gezielt ausrichten, dass die Lastelemente 18 zeitlich vor einem die Lamellen 1 miteinander fügenden Lötprozess am Primärbereich 21 angeordnet werden. Insbesondere wird im Lötprozess Lötmaterial 8 verwendet. Unterstützt von der beim Lötprozess entstehenden Temperaturentwicklung lässt sich eine plastische, dauerhafte und durch eine Lage der Lastelemente 18 bestimmte plastische Verformung mit einer erhöhten Druckeigenspannung veranlassen. Hierbei ist es vorstellbar, dass ein beim Lötprozess aufgebauter Temperaturgradient in der Lamelle 11 gezielt abgekühlt wird, d. h. sich entlang des Temperaturgradient erstreckende Teilbereiche gezielt unterschiedlich schnell abgekühlt werden, wodurch eine weitere Erhöhung der Druckeigenspannung veranlasst werden kann. Um die Lastelemente 18 zeitlich nach der Einstellung der Druckeigenspannung wieder aus der Lamellenanordnung 10 zu entfernen, ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Lastelement 18 aus einem löslichen Material bereitgestellt wird und im Anschluss an die Erhöhung der Druckeigenspannung mittels des passenden Lösemittels, beispielsweise Wasser, innerhalb des ersten Kanals 11 gelöst und anschließend herausgespült wird.The 4 shows a lamellar arrangement 10 for a cooler during its manufacture with a method according to a third exemplary embodiment of the present invention. It is provided that during manufacture, in particular when stacking or packaging the slats 1 , a load element 18 at the primary area 21 is arranged. In the in 4 illustrated embodiment is the load element 18 designed as a ball between two slats 1 each in the first channel 11 is arranged. By means of the load elements 18 can be generated in an advantageous manner, a bias voltage, the compressive residual stress in the primary area 21 elevated. The compressive residual stress can preferably also be increased or targeted by aligning the load elements 18 temporally in front of one the lamellae 1 joining process at the primary area 21 to be ordered. In particular, soldering material is used in the soldering process 8th used. Supported by the development of temperature during the soldering process, a plastic, permanent and by a position of the load elements can be achieved 18 cause certain plastic deformation with an increased compressive residual stress. It is conceivable that a temperature gradient built up during the soldering process in the lamella 11 is selectively cooled, ie, along the temperature gradient extending portions are cooled at different speeds different, whereby a further increase in the compressive residual stress can be caused. To the load elements 18 time after the setting of the compressive residual stress again from the lamellar arrangement 10 it is preferably provided that the load element 18 is provided of a soluble material and, following the increase of the compressive residual stress by means of the appropriate solvent, for example water, within the first channel 11 dissolved and then rinsed out.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben worden ist, ist es für einen Fachmann ersichtlich, dass verschiedene Änderungen ausgeführt werden können und Äquivalente als Ersatz verwendet werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Folglich soll die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele begrenzt sein, sondern soll alle Ausführungsbeispiele umfassen, die in den Bereich der beigefügten Patentansprüche fallen. Insbesondere beansprucht die Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteransprüche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.Although the invention has been described with reference to particular embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted for without departing from the scope of the invention. Accordingly, the invention should not be limited to the disclosed embodiments, but should include all embodiments which fall within the scope of the appended claims. In particular, the invention also claims protection of the subject matter and the features of the subclaims independently of the claims referred to.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Lamellelamella
55: Schädigungdamage
88th: LötmaterialSolders
1010: Lamellenanordnungfin arrangement
1111: Erster KanalFirst channel
1212: Zweiter KanalSecond channel
1515: EinbauelementBuilt-in element
1818: Lastelementload element
2121: Primärbereichprimary area
2222: SekundärbereichSecondary area
2323: Verbindungsbereichconnecting area
aa: Verformungshöhedeformation height

Claims

Method for providing a cooler having a lamellar arrangement (10) with a first channel (11) for guiding a heat-emitting fluid and a second channel (12), adjacent to the first channel (11), for guiding a heat-absorbing fluid, wherein the first channel (11) and the second channel (12) are respectively delimited by adjacent lamellas (1) of the lamellar arrangement (10), characterized in that a compressive residual stress is generated in a predetermined region (21) of the lamellar arrangement.

Method according to Claim 1 wherein the predetermined region of the lamellar arrangement is a primary region of at least one lamella (1) of the lamellar arrangement, in which a compressive residual stress which is increased relative to a secondary region (22) of the at least one lamella (1) is generated.

Method according to Claim 1 or 2 wherein the predetermined region of the fin assembly a) is a portion of the fin assembly that has the highest probability of occurrence of damage due to thermal stress during operation of the cooler; and / or b) is a primary region of the at least one lamella, which has a higher susceptibility to the occurrence of damage due to thermal stress during operation of the radiator as a relative to the primary region spatially offset secondary region.

Method according to one of the preceding claims, wherein for generating the compressive residual stress a) the blade assembly is plastically deformed in the predetermined range; and or b) a pressure acting on the lamellar arrangement pressure is adjusted such that a yield strength of a fin material in the predetermined range (21) is exceeded.

Method according to one of the preceding Claims 2 to 4 in which two adjacent lamellae (1) are connected at their end regions to form the first channel (11) or the second channel (12) in a connection region (23), the primary region (21) being adjacent to the connection region (23) and / or adjacent thereto.

Method according to one of the preceding claims, wherein within the first channel (11) and / or the second channel (12), a built-in element (15), in particular a cooler net or a turbulence pad, is integrated, wherein the predetermined area (21) to a region adjacent to the mounting element (15).

Method according to one of the preceding claims, wherein the Lammellenanordnung for generating the compressive residual stress by means of autofrettage in the predetermined range is plastically deformed.

Method according to one of the preceding claims, wherein for generating the compressive residual stress in the predetermined range a deformation behavior of the lamellar assembly (10) is determined under application of force and for generating the compressive residual stress the lamellar assembly (10) is acted upon depending on the determined deformation behavior with an externally acting force.

Method according to one of the preceding claims, wherein the lamellae (1) at a connection region (23) by a thermal process for material joining, in particular by soldering, are interconnected, wherein for generating the compressive residual stress in the predetermined range over the lamella (1 ) extending temperature gradient during the following on the cohesive joining cooling of the blade (1) is controlled to generate a tension of the blade, in particular in the predetermined range, preferably a first portion of the blade (1) is cooled faster than a spatially to the first Partial area offset second sub-area of the lamella (1).

Method according to one of the preceding claims, wherein for generating the compressive residual stress in the manufacturing process of the lamellar arrangement, in particular during a Paketierens or a thermal process for materially joining the slats, temporarily arranged a load element (18) on the slat assembly in or adjacent to the predetermined region (21) becomes.

Method according to Claim 10 wherein a) the load element (18) is arranged between two lamellae (1); and / or b) wherein the load element (18) is provided of a soluble material and is removed by dissolution by means of a solvent, temporally after generating the compressive residual stress in a cleaning step.

Method according to one of the preceding claims, wherein the radiator is a vehicle radiator.

Radiator, in particular vehicle radiator, with a first channel (11) for guiding a heat-emitting fluid and a first channel (11) adjacent the second channel (12) for guiding a heat-absorbing fluid, wherein the first channel (11) and the second channel (12) are each bounded by adjacent lamellae (11) of a lamellar assembly (10) , wherein at least one lamella (1) in a primary area (21) has a higher compressive residual stress than a secondary area (22) of the lamella (1).

Cooler according to Claim 13 provided with a method according to one of Claims 1 to 12

Motor vehicle, in particular a utility vehicle, with a radiator according to one of Claims 13 or 14 ,