DE102016200478A1 - collection box - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Sammelkasten (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 2001, 3001, 4001, 6001, 7001, 1201, 1301), insbesondere für einen Wärmeübertrager eines Kraftfahrzeugs, welcher aus zumindest zwei Teilen, einem Deckel (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605, 705, 805, 905, 1005, 2005, 3005, 4005, 6005, 7005, 1205, 1305) und einem Boden (6, 106, 206, 306, 406, 506, 606, 706, 806, 906, 1006, 2006, 3006, 4006, 5006, 6006, 7006, 8006, 9006, 1106, 1206, 1306), zusammengesetzt ist, wobei der Sammelkasten (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 2001, 3001, 4001, 6001, 7001, 1201, 1301) eine Längsrichtung (2, 102, 202, 302, 402, 8002) und eine Tiefenrichtung (3, 103, 203, 303, 403, 503, 603, 703, 803, 903, 1003, 2003, 3003, 1203, 1303) aufweist, wobei der Deckel (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605, 705, 805, 905, 1005, 2005, 3005, 4005, 6005, 7005, 1205, 1305) eine in Längsrichtung (2, 102, 202, 302, 402, 8002) modulierte Wandung (14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814, 914, 1014, 2014, 3014, 1214, 1314) aufweist, wobei ein Querschnitt der Wandung (14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814, 914, 1014, 2014, 3014, 1214, 1314) zumindest einen Scheitelpunkt (16, 116, 216, 316) aufweist und der Boden (6, 106, 206, 306, 406, 506, 606, 706, 806, 906, 1006, 2006, 3006, 4006, 5006, 6006, 7006, 8006, 9006, 1106, 1206, 1306) eine parallel zur Längsrichtung (2, 102, 202, 302, 402, 8002) und senkrecht zur Tiefenrichtung (3, 103, 203, 303, 403, 503, 603, 703, 803, 903, 1003, 2003, 3003, 1203, 1303) angeordnete Bodenfläche bildet, wobei der senkrecht zwischen der Bodenfläche und dem zumindest einen Scheitelpunkt (16, 116, 216, 316) eines Querschnitts der Wandung (14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814, 914, 1014, 2014, 3014, 1214, 1314) angeordnete Abstand (17, 117, 217, 317) sich in Längsrichtung (2, 102, 202, 302, 402, 8002) reduziert.The invention relates to a collecting box (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 2001, 3001, 4001, 6001, 7001, 1201, 1301), in particular for a heat exchanger of a motor vehicle, which consists of at least two parts, a lid (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605, 705, 805, 905, 1005, 2005, 3005, 4005, 6005, 7005, 1205, 1305) and a bottom (6 , 106, 206, 306, 406, 506, 606, 706, 806, 906, 1006, 2006, 3006, 4006, 5006, 6006, 7006, 8006, 9006, 1106, 1206, 1306), wherein the collecting box (1, 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901, 1001, 2001, 3001, 4001, 6001, 7001, 1201, 1301) has a longitudinal direction (2, 102, 202, 302, 402, 8002) and a depth direction (3, 103, 203, 303, 403, 503, 603, 703, 803, 903, 1003, 2003, 3003, 1203, 1303), wherein the lid (5, 105, 205, 305, 405, 505, 605, 705, 805, 905, 1005, 2005, 3005, 4005, 6005, 7005, 1205, 1305) has a longitudinally modulated (2, 102, 202, 302, 402, 8002) wall (14, 114 , 214, 314, 414 , 514, 614, 714, 814, 914, 1014, 2014, 3014, 1214, 1314), wherein a cross section of the wall (14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814, 914, 1014 , 2014, 3014, 1214, 1314) has at least one vertex (16, 116, 216, 316) and the bottom (6, 106, 206, 306, 406, 506, 606, 706, 806, 906, 1006, 2006, 3006, 4006, 5006, 6006, 7006, 8006, 9006, 1106, 1206, 1306) parallel to the longitudinal direction (2, 102, 202, 302, 402, 8002) and perpendicular to the depth direction (3, 103, 203, 303, 403, 503, 603, 703, 803, 903, 1003, 2003, 3003, 1203, 1303), wherein the perpendicular between the bottom surface and the at least one vertex (16, 116, 216, 316) of a cross section of the wall (14, 114, 214, 314, 414, 514, 614, 714, 814, 914, 1014, 2014, 3014, 1214, 1314) spaced apart (17, 117, 217, 317) in the longitudinal direction (2, 102, 202, 302, 402, 8002).
Description
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung betrifft einen Sammelkasten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung einen Wärmeübertrager mit zumindest einem solchen Sammelkasten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 17. The invention relates to a collecting box according to the preamble of claim 1. In addition, the invention relates to a heat exchanger with at least one such collecting box according to the preamble of
Stand der Technik State of the art
Die
Die
Die
Die
Die
Diese im Stand der Technik offenbarten Sammelkästen lassen bezüglich der Fertigungskosten noch Wünsche offen. Ihre Gestaltung ist darüber hinaus relativ komplex und ihre maschinelle Produktion schwierig. Auch gilt es die Druckstabilität der Sammelkästen weiter zu erhöhen. These collecting boxes disclosed in the prior art still leave something to be desired in terms of production costs. Their design is also relatively complex and their machine production difficult. It is also important to further increase the pressure stability of the collection boxes.
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile Presentation of the invention, object, solution, advantages
Ausgehend vom Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, einen weiter verbesserten Sammelkasten bereitzustellen. Darüber hinaus ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Wärmeübertrager zu schaffen, in welchem zumindest ein solcher Sammelkasten einsetzbar ist. Starting from the prior art, it is the object of the invention to provide a further improved collection box. Moreover, it is the object of the invention to provide a heat exchanger in which at least one such collecting tank can be used.
Die Aufgabe zum Sammelkasten wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. The task of collecting tank is achieved with the features of claim 1.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft einen Sammelkasten, insbesondere für einen Wärmeübertrager eines Kraftfahrzeugs, welcher aus zumindest zwei Teilen, einem Deckel und einem Boden zusammengesetzt ist, wobei der Sammelkasten sich in einer Längsrichtung und in einer Tiefenrichtung erstreckt, wobei der Deckel eine in Längsrichtung modulierte Wandung aufweist, wobei ein Querschnitt der Wandung zumindest einen Scheitelpunkt aufweist und der Boden eine parallel zur Längsrichtung und senkrecht zur Tiefenrichtung angeordnete Bodenfläche ausbildet, wobei sich der senkrecht zwischen der Bodenfläche und dem zumindest einen Scheitelpunkt eines Querschnitts der Wandung angeordnete Abstand in Längsrichtung reduziert. An embodiment of the invention relates to a collecting box, in particular for a heat exchanger of a motor vehicle, which is composed of at least two parts, a lid and a bottom, wherein the collecting box extends in a longitudinal direction and in a depth direction, wherein the lid has a longitudinally modulated wall wherein a cross section of the wall has at least one vertex and the bottom forms a bottom surface arranged parallel to the longitudinal direction and perpendicular to the depth direction, wherein the distance arranged vertically between the bottom surface and the at least one vertex of a cross section of the wall reduces in the longitudinal direction.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Sammelkastens sieht vor, dass die Wandung eine Anzahl von in Längsrichtung hintereinander angeordneten Stufen aufweist, wobei sich der Abstand zwischen dem zumindest einen Scheitelpunkt eines Querschnitts der Wandung und der Bodenfläche in Längsrichtung von Stufe zu Stufe reduziert. Auf diese Weise wird ein kostengünstiger und druckstabiler Sammelkasten bereitgestellt, der insbesondere durch einen geringen Fertigungsaufwand und einen reduzierten Materialverbrauch gekennzeichnet ist. A particularly advantageous embodiment of the collecting box provides that the wall has a number of stages arranged one behind the other in the longitudinal direction, wherein the distance between the at least one vertex of a cross section of the wall and the bottom surface reduces in the longitudinal direction from stage to stage. In this way, a cost-effective and pressure-stable collection box is provided, which is characterized in particular by a low production cost and a reduced material consumption.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Sammelkastens weist die Wandung eine erste Stufe und eine in Längsrichtung hinter der ersten Stufe angeordnete zweite Stufe auf, wobei der Abstand zwischen dem zumindest einen Scheitelpunkt eines Querschnitts der Wandung und der Bodenfläche im Bereich der ersten Stufe kleiner ist als im Bereich der zweiten Stufe. Hierdurch verbessert sich die Strömungslinie eines im Sammelkasten strömenden Fluids. In a further embodiment of the collecting box, the wall has a first step and a second step arranged longitudinally behind the first step, the distance between the at least one vertex of a cross section of the wall and the bottom face being smaller in the region of the first step than in the region the second stage. This improves the flow line of a fluid flowing in the collecting box.
Eine zusätzliche Ausführungsform des Sammelkastens sieht vor, dass der Abstand zwischen dem zumindest einen Scheitelpunkt eines Querschnitts der Wandung und der Bodenfläche im Bereich der ersten Stufe größer ist als im Bereich der zweiten Stufe. Auf diese Weise ergeben sich konstruktive Anpassungsmöglichkeiten zur weiteren Optimierung der Strömungslinie. An additional embodiment of the collecting tank provides that the distance between the at least one vertex of a cross section of the wall and the bottom surface in the region of the first stage is greater than in the region of the second stage. In this way, constructive customization options for further optimization of the flow line arise.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des Sammelkastens weist die Wandung im Bereich der ersten Stufe oder benachbart zur ersten Stufe zumindest eine Öffnung zum Einleiten und/oder Ausleiten eines Fluids auf. In an advantageous embodiment of the collecting tank, the wall in the region of the first stage or adjacent to the first stage at least one opening for introducing and / or discharging a fluid.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Sammelkastens sieht vor, dass die Wandung im Bereich der Stufen einen nach außen gewölbten und/oder im Wesentlichen rechteckigen und/oder polygonartigen Querschnitt aufweist. Hieraus ergeben sich vielfältige Möglichkeiten zur Anpassung der Konstruktionsform an Bauraumgegebenheiten und zur Verbesserung der Fluidverteilung über den Sammelkasten, beispielsweise auf die Rohre eines Wärmeübertragers. A particularly advantageous embodiment of the header tank provides that the wall in the region of the steps has an outwardly curved and / or substantially rectangular and / or polygonal cross-section. This results in a variety of options for adapting the design form to space constraints and to improve the fluid distribution over the collection box, for example, on the pipes of a heat exchanger.
Bei einem zusätzlichen Ausführungsbeispiel des Sammelkastens sind die Stufen als in der Tiefenrichtung hintereinander angeordnete Scheiben ausgebildet, wobei jede Scheibe eine Scheibenfläche aufweist, deren Flächeninhalt in der Tiefenrichtung sich von Stufe zu Stufe reduziert. In an additional embodiment of the header tank, the steps are formed as disks arranged one behind the other in the depth direction, each disk having a disk surface whose surface area in the depth direction is reduced from stage to stage.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des Sammelkastens sieht vor, dass die von jeder Scheibe ausgebildete Scheibenfläche im Wesentlichen kreisförmig und/oder oval und/oder ellipsenförmig ausgebildet ist. Durch diese Bauweise zeichnet sich der Sammelkasten durch eine besonders hohe Druckstabilität aus. An advantageous embodiment of the collecting box provides that the disk surface formed by each disk is substantially circular and / or oval and / or elliptical. Due to this design, the collecting tank is characterized by a particularly high pressure stability.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Sammelkastens weist eine in der Tiefenrichtung endständige Scheibe die kleinste Scheibenfläche auf. Insbesondere bei einer Herstellung des Sammelkastens aus Ziehteilen vereinfacht diese Bauform den Herstellungsprozess. In a particularly advantageous embodiment of the collecting tank, a disk which is terminal in the depth direction has the smallest disk surface. In particular, in a production of the collecting box of drawn parts this design simplifies the manufacturing process.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Sammelkastens sieht vor, dass die Wandung einen ersten endständigen Abschnitt und einen in Längsrichtung hinter dem ersten endständigen Abschnitt angeordneten zweiten endständigen Abschnitt aufweist, wobei die Wandung einen maximalen Abstand zwischen dem zumindest einen Scheitelpunkt und der Bodenfläche und einen minimalen Abstand zwischen dem zumindest einen Scheitelpunkt und der Bodenfläche aufweist, wobei der maximale Abstand im Bereich des ersten endständigen Abschnitts angeordnet ist und der minimale Abstand im Bereich des zweiten endständigen Abschnitts angeordnet ist. A further embodiment of the collecting box provides that the wall has a first terminal section and a second terminal section arranged longitudinally behind the first terminal section, wherein the wall has a maximum distance between the at least one vertex and the bottom surface and a minimum distance between the at least one vertex and the bottom surface, wherein the maximum distance in the region of the first terminal portion is arranged and the minimum distance is arranged in the region of the second terminal portion.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des Sammelkastens ist im Bereich des ersten endständigen Bereichs zumindest eine Öffnung zum Einleiten und/oder zum Ausleiten eines Fluids aus dem Sammelkasten angeordnet. Auf diese Weise lässt sich der Sammelkasten beispielsweise mit einem Fluidkreislauf zur Zuleitung oder Ableitung eines Kältemittels verbinden. In an advantageous embodiment of the collecting box, at least one opening for introducing and / or discharging a fluid from the collecting box is arranged in the region of the first terminal area. In this way, the collecting tank can be connected, for example, with a fluid circuit for supplying or discharging a refrigerant.
Ein zusätzliches Ausführungsbeispiel des Sammelkastens sieht vor, dass die zumindest eine Öffnung eine Öffnungsfläche aufweist, wobei die Öffnungsfläche im Wesentlichen senkrecht oder im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung angeordnet ist. An additional embodiment of the collecting box provides that the at least one opening has an opening area, wherein the opening area is arranged substantially perpendicular or substantially parallel to the longitudinal direction.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Sammelkastens weist die zumindest eine Öffnung eine Öffnungsfläche auf, wobei die Öffnungsfläche die Bodenfläche in einem Winkel α schneidet, wobei der Winkel α ca. 20°, 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 80° oder 90° groß ist. In a further embodiment of the collecting box, the at least one opening has an opening surface, wherein the opening surface intersects the bottom surface at an angle α, the angle α being approximately 20 °, 30 °, 40 °, 50 °, 60 °, 70 °, 80 ° or 90 °.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Sammelkastens sieht vor, dass zwischen zwei benachbarten Stufen ein im Wesentlichen kantenfreier Übergangsbereich angeordnet ist. Dies verbessert die Strömungslinie zusätzlich. An advantageous embodiment of the collecting tank provides that a substantially edge-free transition region is arranged between two adjacent stages. This additionally improves the flow line.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Sammelkastens sind der Deckel und/oder der Boden im Wesentlichen aus einem Kunststoff und/oder aus Aluminium und/oder aus einer Aluminiumlegierung ausgebildet. Hieraus ergeben sich zahlreiche Fertigungs- und Verwendungsmöglichkeiten für den Sammelkasten. In a further embodiment of the collecting box, the lid and / or the bottom are essentially formed from a plastic and / or from aluminum and / or from an aluminum alloy. This results in numerous production and application possibilities for the collecting box.
Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des Sammelkastens sieht vor, dass der Deckel und/oder der Boden mittels Löten miteinander verbindbar sind, wobei der Deckel und/oder der Boden Kontaktflächen mit Lötbereichen und/oder Mitteln zur Kontaktsicherung aufweisen. Durch die Mittel zur Kontaktsicherung wird gewährleistet, dass die beiden aneinander positionierten Teile des Sammelkastens, Deckel und Boden, vor dem Lötvorgang nicht verrutschen. Die Lötbereiche sorgen für eine optimale Verbindbarkeit mittels Löten. An advantageous embodiment of the collecting box provides that the lid and / or the bottom can be connected to one another by means of soldering, the cover and / or the bottom having contact surfaces with soldering areas and / or means for securing the contact. The means for securing the contact ensure that the two parts of the collecting tank, lid and bottom, which are positioned against one another, do not slip before the soldering operation. The soldering areas ensure optimal connectivity by means of soldering.
Die Aufgabe zum Wärmeübertrager wird mit den Merkmalen von Anspruch 17 gelöst. The object of the heat exchanger is achieved with the features of
Ein Ausführungsbeispiel des Wärmeübertragers sieht vor, dass der Wärmeübertrager zumindest einen gemäß der vorhergehenden Beschreibung ausgebildeten Sammelkasten aufweist. An embodiment of the heat exchanger provides that the heat exchanger has at least one collecting box designed according to the preceding description.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail on the basis of at least one embodiment with reference to the figures of the drawing. Show it:
Bevorzugte Ausführung der Erfindung Preferred embodiment of the invention
In der
Der Deckel
Die Wandung
Der Deckel
Im Bereich der ersten Stufe
Der Deckel
In der
Der Deckel
Die Wandung
Der Deckel
Die Wandung
Jeweils zwischen zwei benachbarten Stufen
Im Bereich der ersten Stufe
Der Deckel
In der
Der Deckel
Die Wandung
Der Querschnitt der Wandung
Die Wandung
Jeweils zwischen zwei benachbarten Stufen
Der Deckel
Im Bereich der in der Tiefenrichtung
In der
Der Deckel
Die Wandung
Der Querschnitt der Wandung
Die Wandung
Jeweils zwischen zwei benachbarten Stufen
Der Deckel
Im Bereich des ersten endständigen Abschnitts
In der
Der Deckel
Die Wandung
Der Deckel
In der
Der Boden
Zwischen den Rohren
In der
Der Boden
Zwischen den Rohren
Das Außenrohr
In
Der Boden
In dem in
In
Der Boden
In dem in
In der
Der Boden
In dem in
In der
Der Boden
In dem in
In der
Der Boden
In dem in
In der
Der Boden
In dem in
In den
Der Boden
In den in den
In
In
Der Boden
In
Der Boden
In
Der Boden
In
Der Boden
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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2016
- 2016-01-15 DE DE102016200478.6A patent/DE102016200478A1/en not_active Withdrawn
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