DE102020100105A1 - Heat exchanger - Google Patents

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DE102020100105A1 DE102020100105.3A DE102020100105A DE102020100105A1 DE 102020100105 A1 DE102020100105 A1 DE 102020100105A1 DE 102020100105 A DE102020100105 A DE 102020100105A DE 102020100105 A1 DE102020100105 A1 DE 102020100105A1
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Jochen Westhäuser
Jan-Christoph Albrecht
Carsten Wachsmuth
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Abstract

Wärmeübertrager (1), zumindest umfassend• eine Mehrzahl von Rohrleitungen (2), die zueinander parallel verlaufend angeordnet und jeweils von einem ersten Fluid (3) durchströmbar sind, sowie• zwischen jeweils zwei zueinander benachbart angeordneten Rohrleitungen (2) eine sich entlang einer Erstreckungsrichtung (4) der Rohrleitungen (2) kontinuierlich erstreckende Wärmeleitstruktur (5), die wechselweise die eine Rohrleitung (2) und die andere Rohrleitung (2) mit jeweils einem Kontaktbereich (6, 7) kontaktiert, wobei zwischen jeweils zwei Kontaktbereichen (6, 7) ein Wärmeübertragerbereich (8) angeordnet ist, wobei die Wärmeleitstruktur (5) von einem zweiten Fluid (9) in einer quer zu den Rohrleitungen (2) verlaufenden Richtung (10) überströmbar ist; wobei die Wärmeleitstruktur (5) aus einem Blechmaterial hergestellt ist und zumindest in einem Wärmeübertragerbereich (8) mindestens eine Öffnung (11) aufweist, die durch eine Abtrennung und Entfernung eines Teils des Blechmaterials hergestellt ist.Heat exchanger (1), at least comprising • a plurality of pipelines (2) which run parallel to one another and can each be flowed through by a first fluid (3), and • one between two adjacent pipelines (2) along a direction of extension (4) the pipes (2) continuously extending heat conducting structure (5) which alternately contacts the one pipe (2) and the other pipe (2) each with a contact area (6, 7), with two contact areas (6, 7) between each ) a heat exchanger area (8) is arranged, wherein the heat conducting structure (5) can be flowed over by a second fluid (9) in a direction (10) running transversely to the pipelines (2); wherein the heat conducting structure (5) is made from a sheet metal material and has at least one opening (11) in at least one heat exchanger region (8), which opening is made by separating and removing part of the sheet metal material.

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf einen Wärmeübertrager gerichtet, insbesondere für ein Kraftfahrzeug.The present invention is directed to a heat exchanger, in particular for a motor vehicle.

Ein Wärmeübertrager kann einen ersten Sammelkasten und einen zweiten Sammelkasten sowie zumindest eine Mehrzahl von Rohrleitungen umfassen, die jeweils von dem ersten Sammelkasten hin zum zweiten Sammelkasten entlang einer Erstreckungsrichtung verlaufen. Dabei können die Rohrleitungen so zueinander beabstandet angeordnet sein, dass sie für ein zweites Fluid (z. B. Umgebungsluft) entlang einer Richtung (z. B. gegen die Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs), quer zur Erstreckungsrichtung, überströmbar sind. In dem zwischen zwei Rohrleitungen gebildeten Zwischenraum ist eine Wärmeleitstruktur angeordnet, die von dem zweiten Fluid überströmt wird. Ein als Kühl- oder Kältemittel eingesetztes erstes Fluid durchströmt, ausgehend von dem ersten Sammelkasten die Rohrleitungen hin zu dem zweiten Sammelkasten. Insbesondere wird der Wärmeübertrager, z. B. in Verbindung mit einer Lüfterzarge, im Vorderwagen eines Kraftfahrzeugs angeordnet, wobei der Wärmeübertrager regelmäßig in Fahrtrichtung vor einer Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs und vor der Lüfterzarge verbaut ist. Die Umgebungsluft durchströmt den Wärmeübertrager und temperiert dabei das in den Rohrleitungen geführte erste Fluid. Die Wärmeleitung zwischen den Fluiden erfolgt über die Wärmeleitstruktur.A heat exchanger can comprise a first collecting box and a second collecting box as well as at least a plurality of pipelines which each run from the first collecting box to the second collecting box along an extension direction. The pipelines can be arranged at a distance from one another in such a way that a second fluid (e.g. ambient air) can flow over them along one direction (e.g. against the direction of travel of the motor vehicle), transverse to the direction of extension. A heat conduction structure over which the second fluid flows is arranged in the intermediate space formed between two pipelines. A first fluid used as a coolant or refrigerant flows through the pipelines, starting from the first collecting box, to the second collecting box. In particular, the heat exchanger, for. B. in connection with a fan frame, arranged in the front end of a motor vehicle, wherein the heat exchanger is regularly installed in the direction of travel in front of a drive unit of the motor vehicle and in front of the fan frame. The ambient air flows through the heat exchanger and, in the process, controls the temperature of the first fluid guided in the pipelines. The heat conduction between the fluids takes place via the heat conduction structure.

Aus der DE 102 42 188 A1 ist ein Flachrohr-Wärmeübertrager bekannt. Dieser Wärmeübertrager weist Rohre als Rohrleitungen und Rippen als Wärmeleitstruktur auf. In den Kontaktstellen zwischen Rohren und Rippen sind Störelemente angeordnet, die den Luftstrom verwirbeln und damit den Wärmeübergang verbessern sollen. Die Störelemente werden durch ein Trennen und Umbiegen von Teilbereichen der Rippen gebildet.From the DE 102 42 188 A1 a flat tube heat exchanger is known. This heat exchanger has tubes as pipelines and ribs as heat conducting structure. In the contact points between the tubes and the ribs, disruptive elements are arranged, which swirl the air flow and thus improve the heat transfer. The disruptive elements are formed by separating and bending parts of the ribs.

Wärmeübertrager von Wärmepumpen können vereisen bzw. bereifen, wenn eine Oberflächentemperatur des Verdampfers der Wärmepumpe unter 0 Grad Celsius sinkt. Beim Abtauen dieses Wärmeübertragers kann sich aus dem Eis bzw. Reif flüssiges Wasser bilden, das nur zum Teil aus dem Wärmeübertrager abläuft. Ein Teil des flüssigen Wassers läuft aber gerade nicht ab und verbleibt in dem Wärmeübertrager. Dieses verbleibende Wasser vergletschert im auf den Abtaubetrieb folgenden Vereisungsbetrieb und verschlechtert damit die Effizienz der Wärmepumpe. Vergletschert heißt insbesondere, dass sich zunehmend Eis an den Oberflächen des Wärmeübertragers bilden kann, dass ggf. nicht zwischenzeitlich vollständig abtaut.Heat exchangers in heat pumps can ice up or frost if the surface temperature of the heat pump's evaporator falls below 0 degrees Celsius. When this heat exchanger is thawed, liquid water can form from the ice or frost, which only partially runs off the heat exchanger. Some of the liquid water does not run off and remains in the heat exchanger. This remaining water glaciers in the icing operation following the defrosting operation and thus worsens the efficiency of the heat pump. Glaciated means in particular that ice can increasingly form on the surfaces of the heat exchanger that may not have completely thawed in the meantime.

Das gefrorene Wasser, also das Eis, kann den Wärmeübertrager in dem von Luft überströmten Bereich zumindest teilweise verblocken, so dass weniger Luft durch den Wärmeübertrager strömen kann. Dies kann ebenfalls zu einer reduzierten Effizienz der Wärmepumpe führen.The frozen water, that is to say the ice, can at least partially block the heat exchanger in the area overflowing with air, so that less air can flow through the heat exchanger. This can also lead to a reduced efficiency of the heat pump.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein Wärmeübertrager vorgeschlagen werden, bei dem das Problem der Eisbildung zumindest minimiert werden kann.It is the object of the present invention to at least partially solve the problems cited with reference to the prior art. In particular, a heat exchanger is to be proposed in which the problem of ice formation can at least be minimized.

Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Wärmeübertrager mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.A heat exchanger with the features according to patent claim 1 contributes to the solution of these objects. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims. The features listed individually in the patent claims can be combined with one another in a technologically sensible manner and can be supplemented by explanatory facts from the description and / or details from the figures, with further design variants of the invention being shown.

Es wird ein Wärmeübertrager vorgeschlagen, zumindest umfassend

  • • eine Mehrzahl von Rohrleitungen, die zueinander (im Wesentlichen) parallel verlaufend angeordnet und jeweils von einem ersten Fluid durchströmbar sind, sowie
  • • eine sich entlang einer Erstreckungsrichtung der Rohrleitungen kontinuierlich erstreckende Wärmeleitstruktur, die zwischen jeweils zwei zueinander benachbart angeordneten Rohrleitungen angeordnet ist.
A heat exchanger is proposed, at least comprehensively
  • A plurality of pipelines which are arranged (essentially) parallel to one another and can each be traversed by a first fluid, and
  • A heat conducting structure which extends continuously along a direction of extent of the pipelines and which is arranged between two pipelines arranged adjacent to one another.

Die Wärmeleitstruktur kontaktiert wechselweise die eine (der zwei zueinander benachbart angeordneten) Rohrleitung und die andere (der zwei zueinander benachbart angeordneten) Rohrleitung mit jeweils einem Kontaktbereich. Zwischen jeweils zwei Kontaktbereichen ist ein Wärmeübertragerbereich angeordnet. Die Wärmeleitstruktur ist von einem zweiten Fluid in einer quer zu den Rohrleitungen verlaufenden Richtung überströmbar.The heat conduction structure alternately contacts the one (of the two mutually adjacent) pipeline and the other (of the two mutually adjacent) pipeline, each with a contact area. A heat exchanger area is arranged between each two contact areas. A second fluid can flow over the heat conduction structure in a direction running transversely to the pipelines.

Die Wärmeleitstruktur ist aus einem Blechmaterial hergestellt und weist zumindest in einem Wärmeübertragerbereich mindestens eine Öffnung auf, die durch eine Abtrennung und Entfernung eines Teils des Blechmaterials hergestellt ist.The heat conduction structure is made from a sheet metal material and has at least one opening in at least one heat exchanger area, which opening is made by separating and removing part of the sheet metal material.

Die Rohrleitungen dienen insbesondere der Weiterleitung des als Kühl- oder Kältemittel vorgesehenen ersten Fluids. Insbesondere erstrecken sich die Rohrleitungen geradlinig entlang der Erstreckungsrichtung. Insbesondere sind die Rohrleitungen jeweils als Flachrohre ausgebildet, so dass die Wärmeleitstruktur in einfacher Weise über die Kontaktbereiche mit den flach ausgeführten Oberflächen der Rohrleitungen verbunden werden kann.The pipelines serve in particular to convey the first fluid provided as a coolant or refrigerant. In particular, the pipelines extend in a straight line along the direction of extent. In particular, the pipelines are each designed as flat tubes, so that the Heat conducting structure can be connected in a simple manner via the contact areas with the flat surfaces of the pipelines.

Insbesondere ist die Wärmeleitstruktur aus einem Blechmaterial zumindest durch Umformen hergestellt. Die Wärmleitstruktur weist selber insbesondere kein durchströmbares Volumen, sondern nur eine von einem zweiten Fluid überströmbare Oberfläche auf. Die Wärmeleitstruktur dient der Wärmeleitung zwischen den Rohrleitungen und dem darin geführten ersten Fluid und dem die Wärmeleitstruktur überströmenden zweiten Fluid. Insbesondere erstreckt sich die Wärmeleitstruktur wellenförmig zwischen den Rohrleitungen und kontaktiert entlang der Erstreckungsrichtung über Kontaktbereiche abwechselnd die eine Rohrleitung und die andere Rohrleitung.In particular, the heat-conducting structure is produced from a sheet metal material, at least by forming. The heat-conducting structure itself has in particular no volume through which a flow can flow, but only a surface over which a second fluid can flow. The heat conduction structure is used for heat conduction between the pipelines and the first fluid guided therein and the second fluid flowing over the heat conduction structure. In particular, the heat-conducting structure extends in a wave-like manner between the pipelines and alternately contacts one pipeline and the other pipeline along the direction of extent via contact areas.

Das zweite Fluid ist insbesondere Umgebungsluft, die z. B. eine Luftfeuchtigkeit, also einen Anteil an Wasserdampf, aufweist.The second fluid is in particular ambient air which, for. B. a humidity, so a proportion of water vapor has.

Die Rohrleitungen sind insbesondere zwischen zwei Sammelkästen angeordnet, über die das erste Fluid an die Rohrleitungen übergeben bzw. von den Rohrleitungen übernommen wird.The pipelines are arranged in particular between two collecting tanks, via which the first fluid is transferred to the pipelines or taken over by the pipelines.

Die mindestens eine Öffnung ist insbesondere durch ein Abtrennen und Entfernen eines Teils des Blechmaterials hergestellt. Im Gegensatz zum Störelement, das aus der eingangs erwähnten DE 102 42 188 A1 bekannt ist, erfolgt hier kein teilweises Trennen und dann Umformen des Blechmaterials, sondern ein vollständiges Abtrennen und Entfernen.The at least one opening is produced in particular by severing and removing part of the sheet metal material. In contrast to the disruptive element from the aforementioned DE 102 42 188 A1 is known, there is no partial cutting and then reshaping of the sheet material, but a complete cutting and removal.

Insbesondere werden die Öffnungen durch ein Herausstanzen eines Teils des Blechmaterials gebildet. Insbesondere erfolgt dabei keine nennenswerte und/oder keine, eine Strömung des zweiten Fluids beeinflussende, Umformung eines an der Wärmeleitstruktur verbleibenden Teils der Wärmeleitstruktur.In particular, the openings are formed by punching out part of the sheet metal material. In particular, there is no significant and / or no deformation of a part of the heat-conducting structure that remains on the heat-conducting structure that influences a flow of the second fluid.

Die mindestens eine Öffnung soll insbesondere einen Ablauf von Wasser aus der Wärmeleitstruktur bzw. aus dem Wärmeübertrager ermöglichen.The at least one opening should in particular allow water to drain out of the heat conducting structure or out of the heat exchanger.

Insbesondere weist der Wärmeübertrager eine Einbaulage auf, wobei sich in der Einbaulage die Rohrleitungen quer zu einer Schwerkraftrichtung erstrecken und entlang der Schwerkraftrichtung hintereinander angeordnet sind. Damit erstreckt sich die Wärmeleitstruktur wechselweise zwischen einem oberen Kontaktbereich und einem unteren Kontaktbereich, die zumindest entlang der Schwerkraftrichtung durch eine Höhe voneinander beabstandet sind. Die mindestens eine Öffnung ist in einem unteren Drittel der Höhe angeordnet.In particular, the heat exchanger has an installation position, the pipelines in the installation position extending transversely to a direction of gravity and being arranged one behind the other along the direction of gravity. The heat-conducting structure thus extends alternately between an upper contact area and a lower contact area, which are spaced apart from one another by a height at least along the direction of gravity. The at least one opening is arranged in a lower third of the height.

Die Einbaulage bezeichnet die Position des Wärmeübertragers an seinem Verbauort, z. B. in einem Kraftfahrzeug.The installation position refers to the position of the heat exchanger at its installation location, e.g. B. in a motor vehicle.

Die Rohrleitungen sind insbesondere übereinander angeordnet. Damit ergeben sich gegenüber der Schwerkraftrichtung obere und untere Kontaktbereiche der Wärmeleitstruktur.The pipelines are in particular arranged one above the other. This results in upper and lower contact areas of the heat conducting structure in relation to the direction of gravity.

Insbesondere ist die Wärmeleitstruktur in den Kontaktbereichen stoffschlüssig, z. B. über ein Lotmaterial, mit den Rohrleitungen verbunden. Damit kann der Kontaktbereich eine Erstreckung entlang der Erstreckungsrichtung aufweisen. Der Kontaktbereich kann aber auch linienförmig ausgeführt sein und erstreckt sich dann ggf. ausschließlich entlang einer Kontaktlinie zwischen der Wärmeleitstruktur und der Rohrleitung entlang der Richtung.In particular, the heat conducting structure in the contact areas is cohesive, for. B. via a solder material, connected to the pipelines. The contact area can thus have an extension along the extension direction. The contact area can, however, also be designed linearly and then, if necessary, extend exclusively along a contact line between the heat-conducting structure and the pipeline along the direction.

Insbesondere weist die mindestens eine Öffnung eine Form auf, die gegenüber einer Flüssigkeit eine Kapillarwirkung nach unten hin zum unteren Kontaktbereich erzeugt. Bevorzugt soll dabei vermieden werden, dass Lotmaterial aus dem Kontaktbereich in die Öffnung hineingezogen wird. Einerseits ist damit insbesondere sicherzustellen, dass ein ausreichender Abstand zwischen der mindestens einen Öffnung und dem Kontaktbereich vorgesehen ist. Andererseits ist die Form der mindestens einen Öffnung so auszuführen, dass nur Kapillarkräfte erzeugt werden, die in Richtung hin zum Kontaktbereich wirken. Insbesondere reduziert sich eine Weite der Öffnung mit geringer werdendem Abstand zum Kontaktbereich. Insbesondere ist die Form der mindestens einen Öffnung nach Art eines Dreiecks gestaltet, wobei eine Spitze des Dreiecks insbesondere nach unten hin zum Kontaktbereich orientiert ist.In particular, the at least one opening has a shape which, with respect to a liquid, generates a capillary effect downwards towards the lower contact area. It should preferably be avoided that solder material is drawn from the contact area into the opening. On the one hand, it must be ensured in particular that a sufficient distance is provided between the at least one opening and the contact area. On the other hand, the shape of the at least one opening is to be designed such that only capillary forces are generated which act in the direction of the contact area. In particular, the width of the opening is reduced as the distance from the contact area becomes smaller. In particular, the shape of the at least one opening is designed in the manner of a triangle, with a tip of the triangle being oriented in particular downwards towards the contact area.

Insbesondere ist die mindestens eine Öffnung außerhalb des Kontaktbereiches angeordnet. Damit kann verhindert werden, dass die mindestens eine Öffnung durch Lotmaterial oder durch die Rohrleitung zumindest teilweise verschlossen wird.In particular, the at least one opening is arranged outside the contact area. This can prevent the at least one opening from being at least partially closed by solder material or by the pipeline.

Insbesondere weist der Wärmeübertragerbereich des Blechmaterials zwischen zwei Kontaktbereichen eine erste Länge auf. Die mindestens eine Öffnung ist außerhalb eines ersten Bereiches angeordnet ist, der den Kontaktbereich umfasst sowie sich ausgehend von dem Kontaktbereich entlang des Wärmeübertragerbereichs über eine zweite Länge erstreckt, wobei die zweite Länge mindestens 5 %, insbesondere mindestens 7,5 %, bevorzugt mindestens 10 % der ersten Länge beträgt.In particular, the heat exchanger area of the sheet metal material has a first length between two contact areas. The at least one opening is arranged outside a first area which includes the contact area and extends, starting from the contact area, along the heat exchanger area over a second length, the second length at least 5%, in particular at least 7.5%, preferably at least 10% of the first length.

Insbesondere ist damit ein ausreichender Abstand der mindestens einen Öffnung von dem Kontaktbereich realisiert, so dass Lotmaterial nicht in die mindestens eine Öffnung hereingezogen werden kann.In particular, there is thus a sufficient distance between the at least one opening and the Contact area realized so that solder material cannot be drawn into the at least one opening.

Insbesondere weist das Blechmaterial der Wärmeleitstruktur in dem Kontaktbereich eine V-Form oder eine U-Form auf. Bei einer V-Form erstrecken sich die an den Kontaktbereich beidseitig anschließenden Bereiche der Wärmeleitstruktur unter einem Winkel zueinander. Bei einer U-Form erstrecken sich die an den Kontaktbereich beidseitig anschließenden Bereiche der Wärmeleitstruktur parallel zueinander. Insbesondere wird der Kontaktbereich durch mindestens einen Radius gebildet, also verläuft die Wärmeleitstruktur in dem Kontaktbereich entlang eines Radius. Ausgehend von dem Mittelpunkt des Radius und ausgehend von einer Flächennormalen, die durch die Mitte des Kontaktbereiches und senkrecht zur Oberfläche der Rohrleitung verläuft, erstreckt sich ein Winkelbereich. Die mindestens eine Öffnung ist insbesondere außerhalb eines Winkelbereichs von mindestens 10 Winkelgrad, bevorzugt mindestens 30 Winkelgrad, besonders bevorzugt mindestens 45 Winkelgrad, angeordnet, also in einem Abstand insbesondere zu dem Lotmaterial in dem Kontaktbereich.In particular, the sheet metal material of the heat-conducting structure has a V-shape or a U-shape in the contact area. In the case of a V-shape, the areas of the heat conducting structure adjoining the contact area on both sides extend at an angle to one another. In the case of a U-shape, the areas of the heat conducting structure adjoining the contact area on both sides extend parallel to one another. In particular, the contact area is formed by at least one radius, that is to say the heat-conducting structure in the contact area runs along a radius. Starting from the center point of the radius and starting from a surface normal that runs through the center of the contact area and perpendicular to the surface of the pipeline, an angular area extends. The at least one opening is in particular arranged outside an angular range of at least 10 angular degrees, preferably at least 30 angular degrees, particularly preferably at least 45 angular degrees, that is, at a distance in particular from the solder material in the contact area.

Insbesondere ist bei den bekannte Dimensionen einer Wärmeleitstruktur, z. B. mit einer Höhe von 5 Millimeter bis ca. 20 Millimeter, die mindestens eine Öffnung außerhalb eines Kontaktbereichs angeordnet, der entlang der Wärmeleitstruktur eine Erstreckung von mindestens 0,3 Millimeter, insbesondere mindestens 0,4 Millimeter und bevorzugt mindestens 0,5 Millimeter aufweist.In particular, with the known dimensions of a heat conduction structure, e.g. B. with a height of 5 millimeters to about 20 millimeters, the at least one opening is arranged outside a contact area which has an extension of at least 0.3 millimeters, in particular at least 0.4 millimeters and preferably at least 0.5 millimeters along the heat conducting structure .

Insbesondere weist die mindestens eine Öffnung eine elliptische Form auf und/oder ist durch mehrere, einander überschneidende Ellipsen gebildet. Eine derartige Form bietet den Vorteil, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Durchmessern bzw. Weiten der Öffnung in einer Form der Öffnung vereint werden. So bleibt insbesondere trotz eines ggf. vorliegenden Eintrags von Lotmaterial in die Öffnung immer noch eine ausreichend große Fläche der Öffnung frei, so dass ein Wasserabfluss gewährleistet werden kann.In particular, the at least one opening has an elliptical shape and / or is formed by a plurality of overlapping ellipses. Such a shape offers the advantage that a large number of different diameters or widths of the opening are combined in one shape of the opening. In particular, despite any entry of solder material into the opening, a sufficiently large area of the opening still remains free so that water drainage can be ensured.

Insbesondere erstreckt sich das Blechmaterial entlang der Richtung über eine Breite, wobei sich die mindestens eine Öffnung oder die entlang der Richtung fluchtend zueinander angeordneten Öffnungen zusammen über höchstens 10 %, insbesondere höchstens 30 % und bevorzugt höchstens 50 % der Breite erstrecken. Insbesondere ist die mindestens eine Öffnung von einem Rand des Blechmaterials beabstandet angeordnet, so dass die Öffnung vollumfänglich von Blechmaterial umgeben ist. Damit kann eine Festigkeit des zwischen den Kontaktbereichen vorliegenden Wärmeübertragerbereichs gewährleistet werden.In particular, the sheet metal material extends along the direction over a width, the at least one opening or the openings arranged in alignment with one another along the direction together extending over a maximum of 10%, in particular a maximum of 30% and preferably a maximum of 50% of the width. In particular, the at least one opening is arranged at a distance from an edge of the sheet metal material, so that the opening is completely surrounded by sheet metal material. In this way, the strength of the heat exchanger area present between the contact areas can be guaranteed.

Die Breite erstreckt sich insbesondere entlang der Richtung, also quer zur Erstreckungsrichtung.The width extends in particular along the direction, that is to say transversely to the direction of extent.

Insbesondere weist die mindestens eine Öffnung eine Weite von mindestens 0,7 Millimeter, insbesondere mindestens 1,0 Millimeter, bevorzugt mindestens 1,5 Millimeter, auf.In particular, the at least one opening has a width of at least 0.7 millimeters, in particular at least 1.0 millimeter, preferably at least 1.5 millimeters.

Insbesondere ist in dem Wärmeübertragerbereich ein strukturierter zweiter Bereich vorgesehen, der durch Trennen und Umformen des Blechmaterials erzeugt ist. Die mindestens eine Öffnung ist außerhalb des strukturierten zweiten Bereichs angeordnet. Der zweite Bereich weist insbesondere eine gegenüber der Strömungsrichtung des zweiten Fluids stärker entgegenstehende Oberfläche auf, so dass ein Wärmeübergang zwischen dem zweiten Bereich und dem zweiten Fluid verbessert wird. Insbesondere ist das Blechmaterial außerhalb des zweiten Bereichs im Wesentlichen flach bzw. eben ausgeführt. Insbesondere ist die mindestens eine Öffnung ausschließlich in diesem flachen bzw. ebenen Bereich des Blechmaterials angeordnet.In particular, a structured second area is provided in the heat exchanger area, which is produced by separating and reshaping the sheet metal material. The at least one opening is arranged outside the structured second region. The second area in particular has a surface that is more opposed to the direction of flow of the second fluid, so that heat transfer between the second area and the second fluid is improved. In particular, the sheet metal material outside the second area is designed to be essentially flat or planar. In particular, the at least one opening is arranged exclusively in this flat or planar area of the sheet metal material.

Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend einen Kühlkreislauf (ein Kühl- oder Kältemittelkreislauf, im Folgenden als Kühlkreislauf bezeichnet) zur Temperierung von zumindest einer Komponente des Kraftfahrzeuges. Der Kühlkreislauf weist zumindest eine Fluidleitung und den beschriebenen Wärmeübertrager auf. Die Rohrleitungen des Wärmeübertragers sind fluidtechnisch mit dem Kühlkreislauf verbunden und sind von den in dem Kühlkreislauf zirkulierenden ersten Fluid durchströmbar. Die Rohrleitungen werden im Betrieb des Kraftfahrzeugs von dem ersten Fluid durchströmt, wobei die Wärmeleitstruktur, die zwischen den Rohrleitungen angeordnet ist, von dem zweiten Fluid überströmt wird.A motor vehicle is also proposed, at least comprising a cooling circuit (a coolant or refrigerant circuit, hereinafter referred to as a cooling circuit) for temperature control of at least one component of the motor vehicle. The cooling circuit has at least one fluid line and the heat exchanger described. The pipes of the heat exchanger are fluidically connected to the cooling circuit and the first fluid circulating in the cooling circuit can flow through them. The first fluid flows through the pipes when the motor vehicle is in operation, the second fluid flowing over the heat-conducting structure which is arranged between the pipes.

Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.The use of indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), especially in the patent claims and the description reproducing them, is to be understood as such and not as a numerical word. The terms or components introduced in this way are therefore to be understood in such a way that they are present at least once and, in particular, can also be present several times.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.As a precaution, it should be noted that the numerals used here (“first”, “second”, ...) primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, sizes or processes, so in particular no dependency and / or sequence of these objects, sizes or prescribe processes to each other. Should be a Dependency and / or sequence may be required, this is explicitly stated here or it is obvious to a person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can occur several times (“at least one”), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die angeführten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Es zeigen:

  • 1: ein Kraftfahrzeug mit einem Kühlkreislauf;
  • 2: einen Teil eines Wärmeübertragers in einer perspektivischen Ansicht;
  • 3: eine Wärmeleitstruktur in einer Ansicht von oben;
  • 4: eine erste Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur in einer Ansicht von oben;
  • 5: eine zweite Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur in einer Ansicht von oben;
  • 6: einen Teil einer Wärmeleitstruktur in einer Ansicht entlang der Richtung;
  • 7: einen weiteren Teil einer Wärmeleitstruktur in einer Ansicht entlang der Richtung;
  • 8: eine dritte Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur in einer Ansicht von oben;
  • 9: eine vierte Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur in einer Ansicht von oben;
  • 10: eine fünfte Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur in einer Ansicht von oben; und
  • 11: einen Teil eines Wärmeübertragers mit der fünften Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur nach 10 in einer perspektivischen Ansicht.
The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the accompanying figures. It should be pointed out that the invention is not intended to be restricted by the exemplary embodiments cited. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description. In particular, it should be pointed out that the figures and in particular the size relationships shown are only schematic. Show it:
  • 1 : a motor vehicle with a cooling circuit;
  • 2 : a part of a heat exchanger in a perspective view;
  • 3 : a heat conduction structure in a view from above;
  • 4th : a first embodiment variant of a heat conduction structure in a view from above;
  • 5 : a second embodiment variant of a heat conduction structure in a view from above;
  • 6th : a part of a heat conduction structure in a view along the direction;
  • 7th : Another part of a heat conduction structure in a view along the direction;
  • 8th : a third embodiment variant of a heat conduction structure in a view from above;
  • 9 : a fourth embodiment variant of a heat conduction structure in a view from above;
  • 10 : a fifth embodiment of a heat conduction structure in a view from above; and
  • 11 : a part of a heat exchanger with the fifth embodiment of a heat conduction structure according to 10 in a perspective view.

Die 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 22 mit einem Kühlkreislauf 23. 2 zeigt einen Teil eines Wärmeübertragers 1 in einer perspektivischen Ansicht. 3 zeigt eine Wärmeleitstruktur 5 in einer Ansicht von oben. Die 1 bis 3 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.The 1 shows a motor vehicle 22nd with a cooling circuit 23 . 2 shows part of a heat exchanger 1 in a perspective view. 3 shows a heat conduction structure 5 in a top view. The 1 to 3 are described together below.

Der Kühlkreislauf 23 ist zur Temperierung von einer Komponente 24 des Kraftfahrzeuges 22 vorgesehen. Der Kühlkreislauf 23 weist eine Fluidleitung 25 und einen Wärmeübertrager 1 auf. Die Rohrleitungen 2 des Wärmeübertragers 1 sind fluidtechnisch mit dem Kühlkreislauf 23 verbunden und sind von den in dem Kühlkreislauf 23 zirkulierenden ersten Fluid 3 durchströmbar. Die Rohrleitungen 2 werden im Betrieb des Kraftfahrzeugs 22 von dem ersten Fluid 3 entlang der Erstreckungsrichtung 4 durchströmt, wobei die Wärmeleitstruktur 5, die zwischen den Rohrleitungen 2 angeordnet ist, von dem zweiten Fluid 9 entlang der Richtung 10 überströmt wird.The cooling circuit 23 is for temperature control of one component 24 of the motor vehicle 22nd intended. The cooling circuit 23 has a fluid line 25th and a heat exchanger 1 on. The pipelines 2 of the heat exchanger 1 are fluidly connected to the cooling circuit 23 connected and are of those in the cooling circuit 23 circulating first fluid 3 permeable. The pipelines 2 are in operation of the motor vehicle 22nd from the first fluid 3 along the direction of extent 4th flows through, the heat conduction structure 5 running between the pipelines 2 is arranged by the second fluid 9 along the direction 10 is overflowed.

Der Wärmeübertrager 1 umfasst eine Mehrzahl von Rohrleitungen 2, die zueinander parallel verlaufend angeordnet und jeweils von dem ersten Fluid 3 durchströmbar sind, sowie eine sich entlang einer Erstreckungsrichtung 4 der Rohrleitungen 2 kontinuierlich erstreckende Wärmeleitstruktur 5, die zwischen jeweils zwei zueinander benachbart angeordneten Rohrleitungen 2 angeordnet ist. Die Wärmeleitstruktur 5 kontaktiert wechselweise die eine Rohrleitung 2 und die andere Rohrleitung 2 mit jeweils einem Kontaktbereich 6, 7. Zwischen jeweils zwei Kontaktbereichen 6, 7 ist ein Wärmeübertragerbereich 8 angeordnet. Die Wärmeleitstruktur 5 ist von einem zweiten Fluid 9 in einer quer zu den Rohrleitungen 2 verlaufenden Richtung 10 überströmbar.The heat exchanger 1 comprises a plurality of conduits 2 which are arranged to run parallel to each other and each of the first fluid 3 can be flowed through, as well as one extending along a direction of extent 4th of the pipelines 2 continuously extending thermal conduction structure 5 between two adjacent pipelines 2 is arranged. The heat conduction structure 5 alternately contacts one pipeline 2 and the other pipe 2 each with a contact area 6th , 7th . Between every two contact areas 6th , 7th is a heat exchanger area 8th arranged. The heat conduction structure 5 is from a second fluid 9 in one across the pipelines 2 trending direction 10 overflow.

Die Rohrleitungen 2 erstrecken sich geradlinig entlang der Erstreckungsrichtung 4. Insbesondere sind die Rohrleitungen 2 jeweils als Flachrohre ausgebildet, so dass die Wärmeleitstruktur 5 in einfacher Weise über die Kontaktbereiche 6, 7 mit den flach ausgeführten Oberflächen der Rohrleitungen 2 verbunden werden kann. Die Wärmeleitstruktur 5 ist aus einem Blechmaterial zumindest durch Umformen hergestellt. Die Wärmleitstruktur 5 weist selbst kein durchströmbares Volumen, sondern nur eine von einem zweiten Fluid 9 überströmbare Oberfläche auf. Die Wärmeleitstruktur 5 dient der Wärmeleitung zwischen den Rohrleitungen 2 und dem darin geführten ersten Fluid 3 und dem die Wärmeleitstruktur 5 überströmenden zweiten Fluid 9. Die Wärmeleitstruktur 5 erstreckt sich wellenförmig zwischen den Rohrleitungen 2 und kontaktiert entlang der Erstreckungsrichtung 4 über Kontaktbereiche 6, 7 abwechselnd die eine Rohrleitung 2 und die andere Rohrleitung 2.The pipelines 2 extend in a straight line along the extension direction 4th . In particular, the pipelines are 2 each designed as flat tubes, so that the heat conduction structure 5 in a simple way via the contact areas 6th , 7th with the flat surfaces of the pipelines 2 can be connected. The heat conduction structure 5 is made from a sheet metal material at least by forming. The heat conducting structure 5 itself does not have a flowable volume, but only one of a second fluid 9 overflowable surface. The heat conduction structure 5 serves to conduct heat between the pipes 2 and the first fluid carried therein 3 and the heat conduction structure 5 overflowing second fluid 9 . The heat conduction structure 5 extends undulating between the pipelines 2 and contacted along the extension direction 4th via contact areas 6th , 7th alternately the one pipeline 2 and the other pipe 2 .

Der Wärmeübertrager 1 weist eine Einbaulage 12 auf. Die Einbaulage 12 bezeichnet die Position des Wärmeübertragers 1 an seinem Verbauort, hier in einem Kraftfahrzeug 22. In der Einbaulage 12 erstrecken sich die Rohrleitungen 2 quer zu einer Schwerkraftrichtung 13 und sind entlang der Schwerkraftrichtung 13 hintereinander angeordnet. Damit erstreckt sich die Wärmeleitstruktur 5 wechselweise zwischen einem oberen Kontaktbereich 6 und einem unteren Kontaktbereich 7, die zumindest entlang der Schwerkraftrichtung 13 durch eine Höhe 14 voneinander beabstandet sind. Die mindestens eine Öffnung 11 ist in einem unteren Drittel der Höhe 14 angeordnet.The heat exchanger 1 has an installation position 12th on. The installation position 12th indicates the position of the heat exchanger 1 at its place of installation, here in a motor vehicle 22nd . In the installation position 12th extend the pipelines 2 across a direction of gravity 13th and are along the direction of gravity 13th arranged one behind the other. The heat conduction structure thus extends 5 alternately between an upper contact area 6th and a lower contact area 7th that at least along the direction of gravity 13th by a height 14th are spaced from each other. The at least one opening 11 is in a lower third of the height 14th arranged.

Die Wärmeleitstruktur 5 ist aus einem Blechmaterial hergestellt und weist in einem Wärmeübertragerbereich 8 mindestens eine Öffnung 11 auf, die durch eine Abtrennung und Entfernung eines Teils des Blechmaterials hergestellt ist. Die Öffnungen 11 werden durch ein Herausstanzen eines Teils des Blechmaterials gebildet. Die mindestens eine Öffnung 11 soll einen Ablauf von Wasser aus der Wärmeleitstruktur 5 bzw. aus dem Wärmeübertrager 1 ermöglichen.The heat conduction structure 5 is made of sheet metal and has a heat exchanger area 8th at least one opening 11 which is made by severing and removing part of the sheet material. The openings 11 are formed by punching out part of the sheet material. The at least one opening 11 is supposed to allow water to run off from the heat conducting structure 5 or from the heat exchanger 1 enable.

Die Wärmeleitstruktur 5 ist in den Kontaktbereichen 6, 7 stoffschlüssig über ein Lotmaterial 28 mit den Rohrleitungen 2 verbunden. Damit kann der Kontaktbereich 6, 7 eine Erstreckung entlang der Erstreckungsrichtung 4 (siehe 1) aufweisen. Der Kontaktbereich 6, 7 kann aber auch linienförmig ausgeführt sein und erstreckt sich dann ausschließlich entlang einer Kontaktlinie zwischen der Wärmeleitstruktur 5 und der Rohrleitung 2 entlang der Richtung 10 (siehe 2).The heat conduction structure 5 is in the contact areas 6th , 7th cohesively via a solder material 28 with the pipelines 2 connected. This allows the contact area 6th , 7th an extension along the extension direction 4th (please refer 1 ) exhibit. The contact area 6th , 7th but can also be designed linearly and then extends exclusively along a contact line between the heat-conducting structure 5 and the pipeline 2 along the direction 10 (please refer 2 ).

Der Wärmeübertragerbereich 8 des Blechmaterials weist zwischen zwei Kontaktbereichen 6, 7 eine erste Länge 16 auf. Die mindestens eine Öffnung 11 ist außerhalb eines ersten Bereiches 17 angeordnet, der den unteren Kontaktbereich 7 umfasst sowie sich ausgehend von dem unteren Kontaktbereich 7 entlang des Wärmeübertragerbereichs 8 über eine zweite Länge 18 erstreckt.The heat exchanger area 8th of the sheet material points between two contact areas 6th , 7th a first length 16 on. The at least one opening 11 is outside a first range 17th arranged, the lower contact area 7th includes as well as starting from the lower contact area 7th along the heat exchanger area 8th over a second length 18th extends.

Das Blechmaterial erstreckt sich entlang der Richtung 10 über eine Breite 19.The sheet material extends along the direction 10 across a width 19th .

In dem Wärmeübertragerbereich 8 ist ein strukturierter zweiter Bereich 21 vorgesehen, der durch Trennen und Umformen des Blechmaterials erzeugt ist. Die mindestens eine Öffnung 11 ist außerhalb des strukturierten zweiten Bereichs 21 angeordnet. Der zweite Bereich 21 weist insbesondere eine gegenüber der Strömungsrichtung des zweiten Fluids 9 stärker entgegenstehende Oberfläche auf, so dass ein Wärmeübergang zwischen dem zweiten Bereich 21 und dem zweiten Fluid 9 verbessert wird. Das Blechmaterial ist außerhalb des zweiten Bereichs 21 im Wesentlichen flach bzw. eben ausgeführt. Die mindestens eine Öffnung 11 ist ausschließlich in diesem flachen bzw. ebenen Bereich des Blechmaterials angeordnet.In the heat exchanger area 8th is a structured second area 21 provided, which is generated by separating and reshaping the sheet material. The at least one opening 11 is outside the structured second area 21 arranged. The second area 21 in particular has one opposite the direction of flow of the second fluid 9 stronger opposing surface, so that a heat transfer between the second area 21 and the second fluid 9 is improved. The sheet material is outside the second area 21 essentially flat or flat. The at least one opening 11 is arranged exclusively in this flat or planar area of the sheet metal material.

In 3 ist das Blechmaterial in flachem, ungewelltem Zustand dargestellt. Hier sind bisher weder eine Wellenform noch Öffnungen 11 in das Blechmaterial eingebracht worden. Der zweite Bereich 21 ist allerdings schon erzeugt worden.In 3 the sheet metal material is shown in a flat, non-corrugated state. So far there is neither a wave shape nor openings 11 been introduced into the sheet material. The second area 21 however, it has already been generated.

4 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur 5 in einer Ansicht von oben. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 3 wird Bezug genommen. Hier sind die Öffnungen 11 als runde Öffnungen (links) und als längliche Streifen dargestellt. 4th shows a first variant embodiment of a heat conduction structure 5 in a top view. On the remarks on the 1 to 3 is referred to. Here are the openings 11 shown as round openings (left) and as elongated stripes.

Der Wärmeübertragerbereich 8 des Blechmaterials weist zwischen zwei Kontaktbereichen 6, 7 eine erste Länge 16 auf. Die rund ausgeführten Öffnungen 11 sind außerhalb jeweils eines ersten Bereiches 17 angeordnet, der den oberen Kontaktbereich 6 oder den unteren Kontaktbereich 7 umfasst sowie sich ausgehend von dem jeweiligen Kontaktbereich 6, 7 entlang des Wärmeübertragerbereichs 8 über eine zweite Länge 18 erstreckt.The heat exchanger area 8th of the sheet material points between two contact areas 6th , 7th a first length 16 on. The round openings 11 are outside a first area 17th arranged, the upper contact area 6th or the lower contact area 7th includes as well as starting from the respective contact area 6th , 7th along the heat exchanger area 8th over a second length 18th extends.

5 zeigt eine zweite Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur 5 in einer Ansicht von oben. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 4 wird Bezug genommen. 5 shows a second variant embodiment of a heat conduction structure 5 in a top view. On the remarks on the 1 to 4th is referred to.

Das Blechmaterial erstreckt sich entlang der Richtung 10 über eine Breite 19, wobei sich die entlang der Richtung 10 fluchtend zueinander angeordneten Öffnungen 11 zusammen über höchstens 10 % (links), höchstens 30 % (mitte) bzw. höchstens 50 % (rechts) der Breite 19 erstrecken. Die Öffnungen 11 sind von einem Rand des Blechmaterials beabstandet angeordnet, so dass die Öffnungen 11 jeweils vollumfänglich von Blechmaterial umgeben sind. Damit kann eine Festigkeit des zwischen den Kontaktbereichen 6, 7 vorliegenden Wärmeübertragerbereichs 8 gewährleistet werden.The sheet material extends along the direction 10 across a width 19th , which is along the direction 10 aligned openings 11 together over a maximum of 10% (left), a maximum of 30% (middle) or a maximum of 50% (right) of the width 19th extend. The openings 11 are spaced from an edge of the sheet metal material, so that the openings 11 are each completely surrounded by sheet metal. This allows a strength of the between the contact areas 6th , 7th present heat exchanger area 8th guaranteed.

6 zeigt einen Teil einer Wärmeleitstruktur 5 in einer Ansicht entlang der Richtung 10. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 5 wird Bezug genommen. 6th shows part of a heat conduction structure 5 in a view along the direction 10 . On the remarks on the 1 to 5 is referred to.

Das Blechmaterial der Wärmeleitstruktur 5 weist in dem unteren Kontaktbereich 7 eine V-Form auf. Bei einer V-Form erstrecken sich die an den unteren Kontaktbereich 7 beidseitig anschließenden Bereiche der Wärmeleitstruktur 5 unter einem Winkel zueinander. Der untere Kontaktbereich 7 wird durch einen Radius gebildet, also verläuft die Wärmeleitstruktur 5 in dem unteren Kontaktbereich 7 entlang eines Radius. Ausgehend von dem Mittelpunkt des Radius und ausgehend von einer Flächennormalen 26, die durch die Mitte des unteren Kontaktbereiches 7 und senkrecht zur Oberfläche der Rohrleitung 2 verläuft, erstreckt sich ein Winkelbereich 27. Die mindestens eine Öffnung 11 ist außerhalb eines Winkelbereichs 27 von mindestens 45 Winkelgrad angeordnet, also in einem Abstand zu dem Lotmaterial 28 in dem unteren Kontaktbereich 7.The sheet material of the thermal conduction structure 5 points in the lower contact area 7th a V-shape. In the case of a V-shape, they extend to the lower contact area 7th areas of the heat conduction structure adjoining both sides 5 at an angle to each other. The lower contact area 7th is formed by a radius, so the heat conduction structure runs 5 in the lower contact area 7th along a radius. Starting from the center point of the radius and starting from a surface normal 26th passing through the middle of the lower contact area 7th and perpendicular to the surface of the pipeline 2 extends an angular range 27 . The at least one opening 11 is out of an angular range 27 arranged by at least 45 degrees, so at a distance from the solder material 28 in the lower contact area 7th .

7 zeigt einen weiteren Teil einer Wärmeleitstruktur 5 in einer Ansicht entlang der Richtung 10. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 6 wird Bezug genommen. 7th shows another part of a heat conduction structure 5 in a view along the direction 10 . On the remarks on the 1 to 6th is referred to.

Bei den bekannten Dimensionen einer Wärmeleitstruktur 5, z. B. mit einer Höhe 14 von 5 Millimeter bis ca. 20 Millimeter, ist die mindestens eine Öffnung 11 außerhalb eines unteren Kontaktbereichs 7 angeordnet, der entlang der Wärmeleitstruktur 5 eine Erstreckung von mindestens 0,3 Millimeter aufweist. Dabei ist die mindestens eine Öffnung 11 auch außerhalb eines ersten Bereiches 17 angeordnet, der den unteren Kontaktbereich 7 umfasst sowie sich ausgehend von dem unteren Kontaktbereich 7 entlang des Wärmeübertragerbereichs 8 über eine zweite Länge 18 erstreckt.With the known dimensions of a heat conduction structure 5 , e.g. B. with a height 14th from 5 millimeters to approx. 20 millimeters, there is at least one opening 11 outside of a lower contact area 7th arranged along the thermal conduction structure 5 has an extension of at least 0.3 millimeters. There is at least one opening 11 also outside a first area 17th arranged, the lower contact area 7th includes as well as starting from the lower contact area 7th along the heat exchanger area 8th over a second length 18th extends.

8 zeigt eine dritte Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur 5 in einer Ansicht von oben. 9 zeigt eine vierte Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur 5 in einer Ansicht von oben. 10 zeigt eine fünfte Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur 5 in einer Ansicht von oben. 11 zeigt einen Teil eines Wärmeübertragers 1 mit der fünften Ausführungsvariante einer Wärmeleitstruktur 5 nach 10 in einer perspektivischen Ansicht. Die 8 bis 11 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den 1 bis 7 wird verwiesen. 8th shows a third variant embodiment of a heat conduction structure 5 in a top view. 9 shows a fourth variant embodiment of a heat conduction structure 5 in a top view. 10 shows a fifth embodiment of a heat conduction structure 5 in a top view. 11 shows part of a heat exchanger 1 with the fifth variant of a heat conduction structure 5 to 10 in a perspective view. The 8th to 11 are described together below. On the remarks on the 1 to 7th is referred.

Die mindestens eine Öffnung 11 weist eine Form 15 auf, die gegenüber einer Flüssigkeit eine Kapillarwirkung nach unten hin zum unteren Kontaktbereich 7 erzeugt. Bevorzugt soll dabei vermieden werden, dass Lotmaterial 28 aus dem unteren Kontaktbereich 28 in die Öffnung 11 hineingezogen wird. Einerseits ist damit insbesondere sicherzustellen, dass ein ausreichender Abstand zwischen der mindestens einen Öffnung 11 und dem unteren Kontaktbereich 7 vorgesehen ist. Andererseits ist die Form 15 der mindestens einen Öffnung 11 so auszuführen, dass nur Kapillarkräfte erzeugt werden, die in Richtung hin zum unteren Kontaktbereich 7 wirken.The at least one opening 11 has a shape 15th on, which has a capillary effect downwards towards a liquid towards the lower contact area 7th generated. It should preferably be avoided that solder material 28 from the lower contact area 28 into the opening 11 is drawn into it. On the one hand, it is particularly important to ensure that there is a sufficient distance between the at least one opening 11 and the lower contact area 7th is provided. On the other hand is the shape 15th the at least one opening 11 designed so that only capillary forces are generated in the direction of the lower contact area 7th Act.

In den 10 und 11 ist erkennbar, dass sich eine Weite 20 der Öffnungen 11 mit geringer werdendem Abstand zum unteren Kontaktbereich 7 zunehmend reduziert. Hier ist die Form 15 der Öffnungen 11 nach Art eines Dreiecks gestaltet, wobei eine Spitze des Dreiecks nach unten hin zum unteren Kontaktbereich 7 orientiert ist.In the 10 and 11 it can be seen that there is an expanse 20th of the openings 11 with decreasing distance to the lower contact area 7th increasingly reduced. Here is the shape 15th of the openings 11 designed in the manner of a triangle, with a tip of the triangle pointing downwards to the lower contact area 7th is oriented.

Die Öffnungen 11 sind außerhalb des unteren Kontaktbereiches 7 angeordnet. Damit kann verhindert werden, dass die Öffnungen 11 durch Lotmaterial 28 oder durch die Rohrleitung 2 zumindest teilweise verschlossen werden.The openings 11 are outside the lower contact area 7th arranged. This can prevent the openings 11 by solder material 28 or through the pipeline 2 be at least partially closed.

In den 8 und 9 weisen die Öffnungen 11 eine elliptische Form 15 auf bzw. ist durch mehrere, einander überschneidende Ellipsen gebildet. Eine derartige Form 15 bietet den Vorteil, dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Durchmessern bzw. Weiten 20 der Öffnung 11 in einer Form 15 der Öffnung 11 vereint werden. So bleibt insbesondere trotz eines ggf. vorliegenden Eintrags von Lotmaterial 28 in die Öffnung 11 immer noch eine ausreichend große Fläche der Öffnung 11 frei, so dass ein Wasserabfluss gewährleistet werden kann.In the 8th and 9 point the openings 11 an elliptical shape 15th on or is formed by several intersecting ellipses. Such a shape 15th offers the advantage that a large number of different diameters or widths 20th the opening 11 in a form 15th the opening 11 be united. In particular, this remains in spite of any possible entry of solder material 28 into the opening 11 still a sufficiently large area of the opening 11 free so that water drainage can be guaranteed.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
WärmeübertragerHeat exchanger
22
RohrleitungPipeline
33
erstes Fluidfirst fluid
44th
ErstreckungsrichtungDirection of extension
55
WärmeleitstrukturThermal conduction structure
66th
(oberer) Kontaktbereich(upper) contact area
77th
(unterer) Kontaktbereich(lower) contact area
88th
WärmeübertragerbereichHeat exchanger area
99
zweites Fluidsecond fluid
1010
Richtungdirection
1111
Öffnungopening
1212th
EinbaulageMounting position
1313th
SchwerkraftrichtungDirection of gravity
1414th
Höheheight
1515th
Formshape
1616
erste Längefirst length
1717th
erster Bereichfirst area
1818th
zweite Längesecond length
1919th
Breitewidth
2020th
WeiteExpanse
2121
zweiter Bereichsecond area
2222nd
KraftfahrzeugMotor vehicle
2323
KühlkreislaufCooling circuit
2424
Komponentecomponent
2525th
FluidleitungFluid line
2626th
FlächennormaleSurface normals
2727
WinkelbereichAngular range
2828
LotmaterialSolder material

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 10242188 A1 [0003, 0015]DE 10242188 A1 [0003, 0015]

Claims (10)

Wärmeübertrager (1), zumindest umfassend • eine Mehrzahl von Rohrleitungen (2), die zueinander parallel verlaufend angeordnet und jeweils von einem ersten Fluid (3) durchströmbar sind, sowie • zwischen jeweils zwei zueinander benachbart angeordneten Rohrleitungen (2) eine sich entlang einer Erstreckungsrichtung (4) der Rohrleitungen (2) kontinuierlich erstreckende Wärmeleitstruktur (5), die wechselweise die eine Rohrleitung (2) und die andere Rohrleitung (2) mit jeweils einem Kontaktbereich (6, 7) kontaktiert, wobei zwischen jeweils zwei Kontaktbereichen (6, 7) ein Wärmeübertragerbereich (8) angeordnet ist, wobei die Wärmeleitstruktur (5) von einem zweiten Fluid (9) in einer quer zu den Rohrleitungen (2) verlaufenden Richtung (10) überströmbar ist; wobei die Wärmeleitstruktur (5) aus einem Blechmaterial hergestellt ist und zumindest in einem Wärmeübertragerbereich (8) mindestens eine Öffnung (11) aufweist, die durch eine Abtrennung und Entfernung eines Teils des Blechmaterials hergestellt ist.Heat exchanger (1), at least comprising • a plurality of pipelines (2) which run parallel to one another and can each be traversed by a first fluid (3), and • between two adjacent pipelines (2) a continuously extending heat conduction structure (5) along an extension direction (4) of the pipelines (2), alternating one pipeline (2) and the other pipeline (2) each with a contact area (6, 7), a heat exchanger area (8) being arranged between each two contact areas (6, 7), the heat-conducting structure (5) being supported by a second fluid (9) in a direction ( 10) can be overflowed; wherein the heat conducting structure (5) is made from a sheet metal material and has at least one opening (11) in at least one heat exchanger region (8), which opening is made by separating and removing part of the sheet metal material. Wärmeübertrager (1) nach Patentanspruch 1, wobei der Wärmeübertrager (1) eine Einbaulage (12) aufweist, wobei sich in der Einbaulage (12) die Rohrleitungen (2) quer zu einer Schwerkraftrichtung (13) erstrecken und entlang der Schwerkraftrichtung (13) hintereinander angeordnet sind, so dass sich die Wärmeleitstruktur (5) wechselweise zwischen einem oberen Kontaktbereich (6) und einem unteren Kontaktbereich (7) erstreckt, die zumindest entlang der Schwerkraftrichtung (13) durch eine Höhe (14) voneinander beabstandet sind, wobei die mindestens eine Öffnung (11) in einem unteren Drittel der Höhe (14) angeordnet ist.Heat exchanger (1) Claim 1 , wherein the heat exchanger (1) has an installation position (12), wherein in the installation position (12) the pipes (2) extend transversely to a direction of gravity (13) and are arranged one behind the other along the direction of gravity (13) so that the Thermally conductive structure (5) extends alternately between an upper contact area (6) and a lower contact area (7), which are at least along the direction of gravity (13) spaced from one another by a height (14), the at least one opening (11) in a lower Third of the height (14) is arranged. Wärmeübertrager (1) nach Patentanspruch 2, wobei die mindestens eine Öffnung (11) eine Form (15) aufweist, die gegenüber einer Flüssigkeit eine Kapillarwirkung nach unten hin zum unteren Kontaktbereich (7) erzeugt.Heat exchanger (1) Claim 2 , wherein the at least one opening (11) has a shape (15) which creates a capillary effect towards a liquid towards the lower contact area (7). Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die mindestens eine Öffnung (11) außerhalb des Kontaktbereiches (6, 7) angeordnet ist.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one opening (11) is arranged outside the contact area (6, 7). Wärmeübertrager (1) nach Patentanspruch 4, wobei der Wärmeübertragerbereich (8) des Blechmaterials zwischen zwei Kontaktbereichen (6, 7) eine erste Länge (16) aufweist; wobei die mindestens eine Öffnung (11) außerhalb eines ersten Bereiches (17) angeordnet ist, der den Kontaktbereich (6, 7) umfasst sowie sich ausgehend von dem Kontaktbereich (6, 7) entlang des Wärmeübertragerbereichs (8) über eine zweite Länge (18) erstreckt, wobei die zweite Länge (18) mindestens 5 % der ersten Länge (16) beträgt.Heat exchanger (1) Claim 4 wherein the heat exchanger area (8) of the sheet metal material between two contact areas (6, 7) has a first length (16); wherein the at least one opening (11) is arranged outside a first area (17) which comprises the contact area (6, 7) and, starting from the contact area (6, 7), extends along the heat exchanger area (8) over a second length (18) ), the second length (18) being at least 5% of the first length (16). Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die mindestens eine Öffnung (11) eine elliptische Form (15) aufweist.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one opening (11) has an elliptical shape (15). Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei sich das Blechmaterial entlang der Richtung (10) über eine Breite (19) erstreckt, wobei sich die mindestens eine Öffnung (11) oder die entlang der Richtung (10) fluchtend zueinander angeordneten Öffnungen (11) zusammen sich über höchstens 50% der Breite (19) erstrecken.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, wherein the sheet metal material extends along the direction (10) over a width (19), the at least one opening (11) or the openings ( 11) together extend over a maximum of 50% of the width (19). Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die mindestens eine Öffnung (11) eine Weite (20) von mindestens 0,7 Millimeter aufweist.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, wherein the at least one opening (11) has a width (20) of at least 0.7 millimeters. Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei in dem Wärmeübertragerbereich (8) ein strukturierter zweiter Bereich (21) vorgesehen ist, der durch Trennen und Umformen des Blechmaterials erzeugt ist, wobei die mindestens eine Öffnung (11) außerhalb des strukturierten zweiten Bereichs (21) angeordnet ist.Heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, wherein a structured second area (21) is provided in the heat exchanger area (8), which is produced by separating and reshaping the sheet material, the at least one opening (11) outside the structured second area (21) is arranged. Kraftfahrzeug (22), zumindest umfassend einen Kühlkreislauf (23) zur Temperierung von zumindest einer Komponente (24) des Kraftfahrzeuges (22); wobei der Kühlkreislauf (23) zumindest eine Fluidleitung (25) und einen Wärmeübertrager (1) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche aufweist, wobei die Rohrleitungen (2) des Wärmeübertragers (1) fluidtechnisch mit dem Kühlkreislauf (23) verbunden und von dem in dem Kühlkreislauf (23) zirkulierenden ersten Fluid (3) durchströmbar sind.Motor vehicle (22), at least comprising a cooling circuit (23) for temperature control of at least one component (24) of the motor vehicle (22); wherein the cooling circuit (23) has at least one fluid line (25) and a heat exchanger (1) according to one of the preceding claims, the pipes (2) of the heat exchanger (1) fluidly connected to the cooling circuit (23) and from that in the cooling circuit (23) circulating first fluid (3) can be flowed through.
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