DE10343239B4 - Heat exchanger - Google Patents

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Abstract

Wärmeübertrager mit Rohren und zumindest einem Sammelkasten, wobei der Sammelkasten zumindest einen Rohrboden umfaßt, wobei der Rohrboden im Wesentlichen flach ausgebildet ist und Durchzüge aufweist, in die die Rohre eigesteckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die die Durchzüge umgebenden Bereiche des Rohrbodens in Form von Vertiefungen oder Erhebungen gestaltet sind, dass die Durchzüge am Grund einer Vertiefung oder auf dem Gipfel einer Erhebung angeordnet sind, so dass die Durchzüge von jeweils einer umlaufenden Flanke der Vertiefung oder der Erhebung eingefaßt sind, wobei die Flanken zweier benachbarter Durchzüge unter Bildung einer Sicke aneinandergrenzen, wobei die Flanken jeweils über den Umfang eines Durchzugs eine konstante Breite aufweisen, und wobei die Durchzüge aus dem zumindest einen Sammelkasten herausweisen, und wobei die Flanke eine Stirnseite aufweist, die einerseits unter einen stumpfen Winkel in den Durchzug übergeht und andererseits unter einen stumpfen Winkel in einen aufgestellten Randbereich des Rohrbodens übergeht.Heat exchanger with tubes and at least one collecting box, the collecting box comprising at least one tube sheet, the tube sheet being essentially flat and having passages into which the tubes are inserted, characterized in that the areas of the tube sheet surrounding the passages are in the form of depressions or elevations are designed so that the passages are arranged at the bottom of a depression or on the summit of an elevation, so that the penetrations are each bordered by a circumferential flank of the depression or elevation, the flanks of two adjacent penetrations adjoining one another to form a bead, wherein the flanks each have a constant width over the circumference of a passage, and wherein the passages protrude from the at least one collecting tank, and the flank has an end face which on the one hand merges into the passage at an obtuse angle and on the other hand at an obtuse angle ina raised edge area of the tube sheet passes over.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Ladeluftkühler für ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a heat exchanger, in particular a charge air cooler for a motor vehicle.

Um eine Leistungssteigerung eines Verbrennungsmotors zu erzielen, kann die der Verbrennung zuzuführende Luft beispielsweise mit einem Turbolader verdichtet werden, bevor sie den Brennkammern des Verbrennungsmotors zugeführt wird. Die Verdichtung der Luft bringt jedoch gleichzeitig eine Erwärmung derselben mit sich, die für einen optimalen Ablauf des Verbrennungsprozesses nachteilig ist. Beispielsweise kann dadurch eine verfrühte Zündung oder eine erhöhte Stickoxidemission ausgelöst werden. Um die nachteiligen Folgen von der Verbrennung zugeführter überhitzter Luft zu vermeiden, wird einem Turbolader ein als Ladeluftkühler ausgebildeter Wärmeübertrager nachgeschaltet, mit dem die komprimierte Luft vor ihrer Verbrennung auf eine zulässige Temperatur abgekühlt werden kann.In order to achieve an increase in the performance of an internal combustion engine, the air to be supplied for combustion can be compressed, for example with a turbocharger, before it is supplied to the combustion chambers of the internal combustion engine. However, the compression of the air at the same time causes the same to be heated, which is disadvantageous for the combustion process to run optimally. For example, this can trigger premature ignition or increased nitrogen oxide emissions. In order to avoid the disadvantageous consequences of the overheated air supplied by the combustion, a heat exchanger designed as a charge air cooler is connected downstream of a turbocharger, with which the compressed air can be cooled to a permissible temperature before it is burned.

Ein Ladeluftkühler ist beispielsweise in der DE 197 57 034 A1 beschrieben. Bei dem dortigen Wärmetauscher wird die heiße Luft in einen ersten Sammelkanal des Wärmetauschers eingeleitet, wo sie sich verteilt und in Flachrohre einströmt, die in den Sammelkanal einmünden. Die Flachrohre sind nebeneinander, und mit den die langen Seiten ihres Querschnittes enthaltenden Seitenflächen parallel zueinander angeordnet und bilden einen Strömungsweg aus, durch den kühlende Luft durchgeleitet wird. Im Strömungsweg sind zwischen den Flachrohren Kühlrippen angeordnet, die einen effektiven Wärmeaustausch zwischen den Flachrohren und dem kühlenden Luftstrom bewirken. Nach dem Durchqueren des kühlenden Luftstroms münden die Flachrohre in einen zweiten Sammelkanal, der die darin einströmende, gekühlte, komprimierte Ladeluft der Verbrennung im Motor zuführt.A charge air cooler is, for example, in the DE 197 57 034 A1 described. In the heat exchanger there, the hot air is introduced into a first collecting duct of the heat exchanger, where it is distributed and flows into flat tubes which open into the collecting duct. The flat tubes are arranged next to one another and with the side surfaces containing the long sides of their cross section parallel to one another and form a flow path through which cooling air is passed. In the flow path, cooling fins are arranged between the flat tubes, which effect an effective heat exchange between the flat tubes and the cooling air flow. After the cooling air flow has passed through, the flat tubes open into a second collecting duct which feeds the cooled, compressed charge air flowing into it for combustion in the engine.

Bei Wärmeübertragern wie insbesondere derartigen Ladeluftkühlern sind die Rohre üblicherweise in Öffnungen eines Rohrbodens gesteckt und fluiddicht verlötet. Bei jeder Beladung mit komprimierter Luft unterliegt diese Lötverbindung aufgrund schneller Druckänderungen hohen mechanischen Belastungen. Besonders die Schmalseiten von Flachrohren erfüllen nicht die steigenden Festigkeitsanforderungen, wodurch sich Undichtigkeiten insbesondere in den Seiten des Rohrbodens zugewandten Bereichen solcher Rohr-Boden-Verbindungen ergeben können.In the case of heat exchangers, such as, in particular, charge air coolers of this type, the tubes are usually inserted into openings in a tube sheet and soldered in a fluid-tight manner. Every time it is loaded with compressed air, this soldered connection is subject to high mechanical loads due to rapid changes in pressure. In particular, the narrow sides of flat tubes do not meet the increasing strength requirements, which can result in leaks, particularly in the areas of such tube-to-base connections facing the sides of the tube sheet.

Ein einfacher Weg, um die Festigkeit von Rohr-Boden-Verbindungen zu steigern, ist eine Verwendung von Rohren und/oder Rohrböden mit höherer Wandstärke oder von Außen- und/oder Innenrippen mit höherer Materialstärke. Die vergrößerte mechanische Stabilität ist in beiden Fällen einleuchtend, der dafür benötigte Mehraufwand an Materialkosten und -gewicht jedoch sehr hoch.A simple way of increasing the strength of pipe-base connections is to use pipes and / or pipe bases with a greater wall thickness or external and / or internal ribs with a greater material thickness. The increased mechanical stability is evident in both cases, but the additional expenditure in terms of material costs and weight required for this is very high.

Andere Lösungsvorschläge befassen sich mit einer Verminderung der mechanischen Beanspruchung der Rohr-Boden-Verbindungen durch Verwendung von Zugankem in den Ladeluftkästen. Diese Zuganker stabilisieren die Ladeluftkästen und entlasten dadurch die Rohr-Boden-Verbindungen, bringen jedoch eine Erhöhung des Materialaufwands und des durch den Ladeluftkühler verursachten Druckverlustes mit sich.Other proposed solutions deal with reducing the mechanical stress on the pipe-floor connections by using tie rods in the charge air boxes. These tie rods stabilize the charge air boxes and thereby relieve the pipe-floor connections, but they also increase the cost of materials and the pressure loss caused by the charge air cooler.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Ladeluftkühler, bereitzustellen, bei dem mechanische Belastungen von Rohr-Boden-Verbindungen ohne Mehraufwand an Material verringert werden.The object of the invention is to provide a heat exchanger, in particular a charge air cooler, in which mechanical loads on pipe-base connections are reduced without additional expenditure on material.

Diese Aufgabe wird durch einen Wärmetauscher mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a heat exchanger with the features of claim 1.

Gemäß Anspruch 1 weist ein Wärmeübertrager Rohre auf, die geeignet sind, von einem ersten Medium durchströmt und von einem zweiten Medium umströmt zu werden, so daß Wärme von dem ersten auf das zweite Medium oder umgekehrt übertragbar ist. Zumindest ein mit den Rohren kommunizierender Sammelkasten umfaßt zumindest einen Rohrboden, wobei der Rohrboden im wesentlichen flach ausgebildet ist und Durchzüge aufweist, in die die Rohre zu einer Bildung der kommunizierenden Verbindung mit dem Sammelkasten einsteckbar sind.According to claim 1, a heat exchanger has tubes which are suitable for a first medium to flow through and a second medium to flow around them, so that heat can be transferred from the first to the second medium or vice versa. At least one collecting box communicating with the tubes comprises at least one tube sheet, the tube sheet being essentially flat and having passages into which the tubes can be inserted to form the communicating connection with the collecting box.

Grundgedanke der Erfindung ist es, die die Durchzüge umgebenden Bereiche des Rohrbodens in Form von Vertiefungen oder Erhebungen geometrisch so zu gestalten, daß die Durchzüge jeweils am „Grund“ einer Vertiefung beziehungsweise auf dem „Gipfel“ einer Erhebung angeordnet sind. Daraus resultierend sind die Durchzüge umlaufend von Flanken, nämlich den Flanken der Vertiefungen beziehungsweise Erhebungen, eingefaßt. Durch eine solche geometrische Gestalt, besonders durch die umlaufende Gestaltung der Flanke, wird die Biegesteifigkeit des Rohrbodens gegenüber einem flachen Rohrboden in mehreren Richtungen erhöht, so daß Verformungen, die durch eine Druckbelastung des Sammelkastens auftreten, verringert werden, wodurch Verbindungen von Rohren mit dem Rohrboden mechanisch entlastet werden. Bevorzugt sind die Vertiefungen beziehungsweise Erhebungen so breit, daß die Flanken jeweils zweier benachbarter Durchzüge unter Bildung einer Verstärkungssicke aneinandergrenzen.The basic idea of the invention is to geometrically design the areas of the tube sheet surrounding the passages in the form of depressions or elevations so that the penetrations are each arranged on the “bottom” of a depression or on the “summit” of an elevation. As a result, the passages are encircled by flanks, namely the flanks of the depressions or elevations. Such a geometric shape, especially the circumferential design of the flank, increases the flexural rigidity of the tube sheet compared to a flat tube sheet in several directions, so that deformations that occur as a result of a pressure load on the collecting tank are reduced, thereby connecting pipes to the tube sheet be mechanically relieved. The depressions or elevations are preferably so wide that the flanks of two adjacent passages adjoin one another to form a reinforcing bead.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Wärmeübertragers werden dessen mechanische Festigkeit und damit auch dessen Lebensdauer erhöht, ohne daß dafür ein Mehraufwand an Material oder Teilezahl nötig wäre.The design of the heat exchanger according to the invention increases its mechanical strength and thus also its service life increased without additional expenditure in terms of material or number of parts being necessary.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform weisen die Flanken jeweils über den Umfang eines Durchzugs eine im wesentlichen konstante Breite auf. Dadurch wird die Biegesteifigkeit des Rohrbodens in allen Richtungen im wesentlichen gleichmäßig erhöht.According to a preferred embodiment, the flanks each have an essentially constant width over the circumference of a passage. As a result, the bending stiffness of the tube sheet is increased essentially uniformly in all directions.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Rohre als Flachrohre ausgebildet und in einer oder in mehreren Reihen angeordnet. Die Durchzüge sowie die dazwischenliegenden durch die Flanken gebildeten Sicken sind dann entsprechend der Rohrquerschnitte länglich ausgebildet.According to an advantageous embodiment, the tubes are designed as flat tubes and are arranged in one or more rows. The passages and the intervening beads formed by the flanks are then elongated in accordance with the pipe cross-sections.

Bevorzugt weisen die Flanken jeweils eine Rundung mit etwa konstantem Krümmungsradius oder mehrere Rundungen mit verschiedenen Krümmungsradien auf. Dadurch wird eine besonders gute Annäherung an einen halbkreisförmigen Querschnitt der zwischen den Durchzügen liegenden Sikken erreicht, woraus eine besonders hohe Biegesteifigkeit resultiert.The flanks preferably each have a rounding with an approximately constant radius of curvature or several roundings with different radii of curvature. As a result, a particularly good approximation of a semicircular cross-section of the corrugation lying between the passages is achieved, which results in a particularly high flexural rigidity.

Gemäß einer anderen Ausführungsform umfassen die Flanken jeweils einen oder mehrere ebene Bereiche, so daß die Flanken beziehungsweise die Sikken zwischen den Durchzügen eine facettierte Form aufweisen. Dies ermöglicht eine sichere Herstellung mit niedrigen Fertigungstoleranzen.According to another embodiment, the flanks each include one or more flat areas, so that the flanks or the corrugations between the passages have a faceted shape. This enables safe manufacture with low manufacturing tolerances.

Besonders bevorzugt bildet der zumindest eine ebene Bereich mit dem jeweiligen Durchzug einen stumpfen Winkel. Dies bedeutet, daß der Durchzug selbst eine zusätzliche Erhöhung der Biegesteifigkeit des Rohrbodens bewirkt, da der Durchzug in die gleiche Richtung weist wie die Vertiefung oder Erhebung, an deren „Grund“ beziehungsweise auf deren „Gipfel“ sich der Durchzug befindet.The at least one flat area particularly preferably forms an obtuse angle with the respective passage. This means that the draft itself causes an additional increase in the bending stiffness of the tube sheet, since the draft points in the same direction as the depression or elevation at whose “bottom” or “summit” the draft is located.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Durchzüge aus dem zumindest einen Sammelkasten heraus. Dies hat gegebenenfalls den Vorteil, daß jeweils ein an einen Rand des Rohrbodens angrenzender Bereich der Flanken in einen unter Umständen aufgestellten Rand des Rohrbodens übergeht, wodurch sich eine weitere Festigkeitserhöhung des Rohrbodens ergibt.According to an advantageous embodiment, the passages point out of the at least one collecting tank. This may have the advantage that in each case a region of the flanks adjoining an edge of the tube sheet merges into an edge of the tube sheet that may be erected, which results in a further increase in the strength of the tube sheet.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist der erfindungsgemäße Wärmeübertrager als Ladeluftkühler ausgebildet, der besonders bevorzugt in Kraftfahrzeugen einsetzbar ist. Insbesondere weist der Ladeluftkühler zwei Sammelkästen auf, von denen ein erster zur Verteilung und ein zweiter zur Sammlung von Ladeluft vorgesehen ist. Vorteilhafterweise weist jeder der Sammelkästen genau einen Rohrboden auf, der mit einer Reihe von Rohröffnungen versehen ist. Auch ist es vorteilhaft, eine Reihe von Flachrohren mit dazwischenliegenden, insbesondere verlöteten Wellrippen zu verwenden, da hierdurch eine vergrößerte Wärmeübertragungsfläche erreicht wird. Als Kühlmedium dient vorzugsweise Luft, wobei auch andere Kühlmedien wie Wasser oder Kühlmittel denkbar sind.According to a preferred development, the heat exchanger according to the invention is designed as a charge air cooler, which can particularly preferably be used in motor vehicles. In particular, the charge air cooler has two collecting tanks, a first of which is provided for distribution and a second for collecting charge air. Advantageously, each of the collecting tanks has exactly one tube sheet which is provided with a number of tube openings. It is also advantageous to use a number of flat tubes with corrugated fins in between, in particular soldered, since this results in an enlarged heat transfer surface. Air is preferably used as the cooling medium, other cooling media such as water or coolants also being conceivable.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird ein Rohrboden hergestellt, indem mittels eines Umformverfahrens ein oder mehrere Randbereiche eines ebenen Bleches aufgestellt und aneinandergrenzende Vertiefungen in das Blech eingebracht werden. Die Vertiefungen weisen dabei jeweils eine im wesentlichen ebene Grundfläche und eine die Grundfläche einfassende und umlaufende Flanke auf. Anschließend werden die Grundflächen der Vertiefungen mit Hilfe eines Durchziehverfahrens unter Bildung von Durchzügen durchstoßen. Sollen Rohre von der Seite der Vertiefungen in den Rohrboden gesteckt werden, werden besonders bevorzugt Einführschrägen zur Erleichterung eines solchen Einsteckens von Rohren in die Durchzüge geprägt.According to an advantageous embodiment of the invention, a tube sheet is produced by setting up one or more edge regions of a flat sheet metal by means of a forming process and making adjacent depressions in the sheet metal. The depressions each have an essentially flat base area and a flank that surrounds and encircles the base area. The bases of the depressions are then pierced with the aid of a pull-through process to form pull-throughs. If tubes are to be inserted into the tube sheet from the side of the depressions, it is particularly preferable for insertion bevels to be embossed to facilitate such insertion of tubes into the passages.

Fertigungstechnisch vorteilhaft ist eine Ausgestaltungsform eines Rohrbodens mit einer oder mehreren Reihen von gleichen Flanken und/oder Durchzügen.An embodiment of a tube sheet with one or more rows of identical flanks and / or passages is advantageous in terms of manufacturing technology.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Schrägansicht eines Rohrbodens,
  • 2 eine Seitenansicht eines Rohrbodens mit eingesetztem Rohr,
  • 3 einen Längsschnitt durch einen Rohrboden mit eingesetzten Rohren,
  • 4 einen Längsschnitt durch einen Rohrbodenausschnitt mit eingesetztem Rohr und
  • 5 einen Längsschnitt durch einen Rohrbodenausschnitt mit eingesetztem Rohr.
The invention is explained below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show it:
  • 1 an oblique view of a tube sheet,
  • 2 a side view of a tube sheet with an inserted tube,
  • 3 a longitudinal section through a tube sheet with inserted tubes,
  • 4th a longitudinal section through a tube sheet section with an inserted tube and
  • 5 a longitudinal section through a tube sheet section with an inserted tube.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Wärmeübertrager 10 in einer perspektivischen Darstellung. Ein Sammelkasten 20 zur Verteilung eines ersten Mediums besteht aus einem Rohrboden 30 und einem nicht gezeigten Kastendeckel, die an einer gemeinsamen Berührungsfläche 50 miteinander verschweißt sind. Der Kastendeckel ist hierbei in den Rohrboden 30 hineingesteckt. Es ist aber ebenso denkbar, den Kastendeckel auf den Rohrboden 30 aufzustecken oder anderweitig an dem Rohrboden 30 anzubringen. Bei anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispielen sind ein Rohrboden und ein Kastendeckel durch Lötung, Verklebung oder formschlüssig miteinander verbunden beziehungsweise einteilig oder einstückig, das heißt beispielsweise aus einer umgeformten Platte bestehend, ausgebildet. 1 shows a section from a heat exchanger 10 in a perspective view. A collection box 20th for the distribution of a first medium consists of a tube sheet 30th and a box lid, not shown, which is on a common contact surface 50 are welded together. The box cover is in the tube sheet 30th put in. But it is also conceivable to place the box lid on the tube sheet 30th to attach or otherwise to the tube sheet 30th to attach. In other, not shown exemplary embodiments, a tube sheet and a box cover are by soldering, gluing or positively connected to one another or formed in one piece or in one piece, that is, for example, consisting of a reshaped plate.

Der Rohrboden 30 weist eine Rohröffnung 60 auf, deren Rand 70 als sogenannter Durchzug aus dem Sammelkasten heraus umgeformt ist. Ein im wesentlichen rechteckiges Flachrohr ist in die Rohröffnung 60 steckbar und mit dem Rohrboden 30 verlötbar oder verschweißbar. Nicht dargestellt sind Wellrippen, die beidseits an das ebenfalls nicht gezeigte Flachrohr angrenzen und mit letzterem verlötet sind, so daß ein Wärmeübertrag von einem das Rohr durchströmenden auf ein das Rohr und die Rippen umströmendes Medium oder umgekehrt gesteigert wird. Insgesamt umfaßt der Wärmeübertrager 10 eine ganze Reihe von sich abwechselnden Flachrohren und Wellrippen, die einen sogenannten Rohr-Rippen-Block bilden.The tube sheet 30th has a pipe opening 60 on whose edge 70 is formed as a so-called draft out of the collecting box. A substantially rectangular flat tube is in the tube opening 60 pluggable and with the tube sheet 30th solderable or weldable. Not shown are corrugated fins, which adjoin the flat tube, also not shown, on both sides and are soldered to the latter, so that a heat transfer from a medium flowing through the tube to a medium flowing around the tube and the ribs or vice versa is increased. Overall, the heat exchanger comprises 10 a whole series of alternating flat tubes and corrugated fins that form a so-called tube-fin block.

Wird der Sammelkasten 20 mit einem Medium unter Druck beaufschlagt, verformt sich der Sammelkasten 20 unter Umständen derart, daß sich seine Querschnittsform einer Kreisform annähert. Um einer solchen Verformung entgegenzuwirken, ist der Durchzug 70 von einer umlaufenden Flanke 90 eingefaßt, die sich in einem stumpfen Winkel an den Durchzug anschließt. Die Flanke weist eine Breite auf, die rings um den Durchzug 70 im wesentlichen konstant ist. Dadurch ergibt sich eine gleichmäßige Versteifung des Rohrbodens 30 sowohl in Rohrboden-Längsrichtung durch die Flankenbereiche 91, 92 an den Stirnseiten des Durchzugs 70 als auch in Rohrboden-Querrichtung durch die Flankenbereiche 93, 94 an den Langseiten des Durchzugs 70.Becomes the collection box 20th when a medium is applied under pressure, the collecting tank deforms 20th under certain circumstances in such a way that its cross-sectional shape approximates a circular shape. To counteract such a deformation, the draft 70 from a circumferential flank 90 bordered, which connects to the passage at an obtuse angle. The flank has a width that is around the passage 70 is essentially constant. This results in a uniform stiffening of the tube sheet 30th both in the longitudinal direction of the tube sheet through the flank areas 91 , 92 at the end of the passage 70 as well as in the transverse direction of the tube sheet through the flank areas 93 , 94 on the long sides of the passage 70 .

Daraus resultiert eine geringere Verformung des Rohrbodens 30 unter Druckbelastung des Sammelkastens 20. Diese reduzierte Verformung des Rohrbodens 30 bringt eine Verringerung der mechanischen Belastung des Rohres beziehungsweise der Rohr-Boden-Verbindung mit sich. Insbesondere die bei solchen druckbedingten Verformungen mechanisch am stärksten beanspruchten Stirnseiten des Flachrohres werden dadurch entlastet.This results in less deformation of the tube sheet 30th under pressure load on the collecting tank 20th . This reduced deformation of the tube sheet 30th brings about a reduction in the mechanical load on the pipe or the pipe-base connection. In particular, the end faces of the flat tube that are mechanically most heavily stressed in the case of such pressure-related deformations are relieved.

Wie in der Seitenansicht des Wärmeübertragers 110 in 2 zu erkennen ist, ist das Rohr 120 so weit in die Rohröffnung 160 hineingesteckt, daß ein oberer Randbereich 121 des Rohres 120 über den Rohrboden 130 hinausragt. Dadurch wird eine gute Ausnutzung einer dem Rohr 120 zugewandten, nicht sichtbaren Innenfläche des Durchzugs 170 als Anlagefläche für eine Rohr-Boden-Verbindung gewährleistet. Dies dient beispielsweise einer dichten Verlötung. Um einen unnötig hohen Druckabfall des ersten Mediums über den Wärmeübertrager zu vermeiden, ist der Überstand des Rohres 120 über den Rohrboden 130 so gering wie möglich zu halten. Aus diesem Grund befindet sich die Rohröffnung 160 in einem im wesentlichen ebenen Mittelbereich 131 des Rohrbodens 130.As in the side view of the heat exchanger 110 in 2 can be seen is the pipe 120 so far into the pipe opening 160 put in that an upper edge area 121 of the pipe 120 over the tube sheet 130 protrudes. This will make good use of one of the pipe 120 facing, invisible inner surface of the passage 170 guaranteed as a contact surface for a pipe-floor connection. This is used, for example, for a tight soldering. In order to avoid an unnecessarily high pressure drop of the first medium over the heat exchanger, the protrusion of the pipe 120 over the tube sheet 130 to be kept as low as possible. It is for this reason that the pipe opening is located 160 in a substantially flat central area 131 of the tube sheet 130 .

Der Durchzug 170 ist von einer Flanke 190 eingefaßt, deren Stirnseiten 191, 192 einerseits unter einem stumpfen Winkel in den Durchzug 170 und andererseits, ebenfalls unter einem stumpfen Winkel, in einen aufgestellten Randbereich 132 des Rohrbodens 130 übergehen. Durch den damit verbundenen s-förmigen Querschnitt des Rohrbodens 130 im Bereich Deckelanschlußfläche 150 - Randbereich 132 - Flankenbereich 191/192 - Durchzug 170 wird dem Rohr 120 beziehungsweise der Rohr-Boden-Verbindung eine zusätzliche Belastungsreduzierung zuteil.The draft 170 is from a flank 190 edged, their end faces 191 , 192 on the one hand at an obtuse angle into the passage 170 and on the other hand, also at an obtuse angle, in a raised edge area 132 of the tube sheet 130 pass over. Due to the associated s-shaped cross-section of the tube sheet 130 in the area of the cover connection surface 150 - Edge area 132 - flank area 191 / 192 - Draft 170 becomes the pipe 120 or the pipe-floor connection is given an additional load reduction.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Wärmeübertragers 210 ausschnittsweise in einem Längsschnitt. Rohre 220, 221, 222 stecken in Durchzügen 270, 271, 272 eines Rohrbodens 230. Um einen Druckabfall eines durch den Wärmeübertrager 210 und unter anderem durch die Rohre 220, 221 222 strömenden Mediums über den Wärmeübertrager 210 zu reduzieren, weisen die Durchzüge 270, 271, 272 aus dem ansonsten nicht gezeigten Sammelkasten heraus und die Rohre 220, 221, 222 ragen nicht über den Rohrboden 230 beziehungsweise dessen Durchzüge 270, 271, 272 hinaus. 3 shows a further embodiment of a heat exchanger 210 excerpts in a longitudinal section. Tube 220 , 221 , 222 stuck in drafts 270 , 271 , 272 of a tube sheet 230 . To a pressure drop one through the heat exchanger 210 and among other things through the pipes 220 , 221 222 flowing medium over the heat exchanger 210 to reduce, point the drafts 270 , 271 , 272 out of the otherwise not shown collecting tank and the pipes 220 , 221 , 222 do not protrude above the tube sheet 230 or its drafts 270 , 271 , 272 out.

Die Durchzüge 270, 271, 272 sind dabei von Flanken 290 eingefaßt, die jeweils einen ebenen Teilbereich 295 aufweisen. Der ebene Teilbereich 295 schließt mit dem Durchzug 270 einen stumpfen Winkel ein, wodurch die versteifende Wirkung der durch die Flanke 290 gebildeten Vertiefung im Rohrboden 230 zusätzlich verstärkt wird. Die Flanken 290 grenzen dabei unmittelbar aneinander, so daß Sicken 299 gebildet werden, die in 3 in ihrem Querschnitt zu sehen sind. Wie in diesem Querschnitt deutlich gezeigt ist, weisen die Sicken 299 keine waagrechten. zwischen den Flanken 290 liegenden Bereiche auf.The drafts 270 , 271 , 272 are thereby from flanks 290 edged, each a flat portion 295 exhibit. The level area 295 closes with the draft 270 an obtuse angle, creating the stiffening effect of the through the flank 290 formed recess in the tube sheet 230 is additionally reinforced. The flanks 290 adjoin each other directly, so that beads 299 that are formed in 3 can be seen in their cross-section. As is clearly shown in this cross-section, the beads have 299 no horizontal. between the flanks 290 lying areas on.

Vorteilhafterweise ist die Breite b der Höhe h der Flanken 290 ähnlich, besonders bevorzugt etwa gleich. Aus diesem Grund beträgt der Winkel zwischen dem ebenen Teilbereich 295 der Flanke 290 und dem Durchzug 270 etwa 45°. Für die Sicken 299 ergibt sich dadurch ein Sickenwinkel α von etwa 90°, womit eine besonders hohe Versteifungswirkung der Sicken 299 verbunden ist.Advantageously, the width b is the height h of the flanks 290 similar, particularly preferably about the same. For this reason, the angle between the planar part is 295 the flank 290 and the draft 270 about 45 °. For the beads 299 This results in a bead angle α of about 90 °, with which a particularly high stiffening effect of the beads 299 connected is.

4. zeigt den Ausschnitt einer abgewandelten Ausgestaltung des Wärmeübertragers aus 3. Hier ragt das Rohr 320 über den Durchzug 370 hinaus, endet jedoch unterhalb einer Oberfläche 335 des Rohrbodens 330. Hierdurch ergibt sich eine erhöhte Fertigungssicherheit hinsichtlich einer fluiddichten Verbindung zwischen dem Rohrboden 330 und dem Rohr 320. Beispielsweise eine Lötverbindung wird durch einen zu dem Lötspalt 375 zusätzlich hinzukommenden Lötspalt 376 verbessert. Der Lötspalt dient dabei gleichzeitig als Einführschräge für eine Erleichterung des Einsteckens des Rohres 320 in den Rohrboden 330. 4th . shows the detail of a modified embodiment of the heat exchanger 3 . Here the pipe protrudes 320 about the draft 370 but ends below a surface 335 of the tube sheet 330 . This results in increased manufacturing reliability with regard to a fluid-tight connection between the tube sheet 330 and the pipe 320 . For example, a soldered connection is made through one to the soldering gap 375 additional soldering gap 376 improved. The soldering gap also serves as an insertion bevel to facilitate the insertion of the pipe 320 in the tube sheet 330 .

Im Gegensatz dazu ragt bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel das Rohr 420 über den Durchzug 470 und über eine Oberfläche 435 des Rohrbodens 430 hinaus. Wegen der damit verbundenen größeren Toleranzen bezüglich der Länge des Rohres 420 folgt eine weitere Erhöhung der Fertigungssicherheit.In contrast, the in 5 illustrated embodiment the pipe 420 about the draft 470 and over a surface 435 of the tube sheet 430 out. Because of the associated larger tolerances with regard to the length of the pipe 420 This is followed by a further increase in production reliability.

Claims (6)

Wärmeübertrager mit Rohren und zumindest einem Sammelkasten, wobei der Sammelkasten zumindest einen Rohrboden umfaßt, wobei der Rohrboden im Wesentlichen flach ausgebildet ist und Durchzüge aufweist, in die die Rohre eigesteckt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die die Durchzüge umgebenden Bereiche des Rohrbodens in Form von Vertiefungen oder Erhebungen gestaltet sind, dass die Durchzüge am Grund einer Vertiefung oder auf dem Gipfel einer Erhebung angeordnet sind, so dass die Durchzüge von jeweils einer umlaufenden Flanke der Vertiefung oder der Erhebung eingefaßt sind, wobei die Flanken zweier benachbarter Durchzüge unter Bildung einer Sicke aneinandergrenzen, wobei die Flanken jeweils über den Umfang eines Durchzugs eine konstante Breite aufweisen, und wobei die Durchzüge aus dem zumindest einen Sammelkasten herausweisen, und wobei die Flanke eine Stirnseite aufweist, die einerseits unter einen stumpfen Winkel in den Durchzug übergeht und andererseits unter einen stumpfen Winkel in einen aufgestellten Randbereich des Rohrbodens übergeht.Heat exchanger with tubes and at least one collecting box, the collecting box comprising at least one tube sheet, the tube sheet being essentially flat and having passages into which the tubes are inserted, characterized in that the areas of the tube sheet surrounding the passages are in the form of depressions or elevations are designed so that the passages are arranged at the bottom of a depression or on the summit of an elevation, so that the penetrations are each bordered by a circumferential flank of the depression or elevation, the flanks of two adjacent penetrations adjoining one another to form a bead, wherein the flanks each have a constant width over the circumference of a passage, and wherein the passages protrude from the at least one collecting tank, and the flank has an end face which on the one hand merges into the passage at an obtuse angle and on the other hand at an obtuse angle in a raised edge area of the tube sheet passes over. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre in zumindest einer Reihe angeordnete Flachrohre sind, dass die Durchzüge entsprechend der Rohrquerschnitte länglich ausgebildet sind und daß die Flanken der Durchzüge unter Bildung von länglichen Sicken aneinandergrenzen.Heat exchanger after Claim 1 , characterized in that the tubes are flat tubes arranged in at least one row, that the passages are elongated in accordance with the pipe cross-sections and that the flanks of the passages adjoin one another to form elongated beads. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken jeweils eine Rundung mit etwa konstantem Krümmungsradius aufweisen.Heat exchanger according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the flanks each have a rounding with an approximately constant radius of curvature. Wärmeübertrager nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanke jeweils mehrere Rundungen mit verschiedenen Krümmungsradien aufweisen.Heat exchanger after Claim 3 , characterized in that the flank each have several roundings with different radii of curvature. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennnzeichnet, dass die Flanken jeweils zumindest einen ebenen Bereich aufweisen.Heat exchanger according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the flanks each have at least one flat area. Ladeluftkühler, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, gekennzeichnet durch die Merkmale einer der vorhergehenden Ansprüche.Charge air cooler, in particular for a motor vehicle, characterized by the features of one of the preceding claims.
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