DE19601276A1 - Collector chamber for heat transfer unit - Google Patents
Collector chamber for heat transfer unitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Sammelkasten für einen Wärmeübertrager nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Sammelkastens.The invention relates to a collecting box for a heat exchanger according to the preamble of claim 1 and a method for Production of a collection box.
Aus der DE 41 30 517 A1 ist ein Sammelkasten für einen Wärmeübertra ger bekannt, der an einer Bodenwand querverlaufende flachovale Durchzüge aufweist, so daß Flachrohre mit ihren Enden durch diese Durchzüge durchsteckbar sind. Nachteilig an dem bekannten Sammelka sten ist, daß dieser aus zwei Bauteilen zusammengesetzt ist. Zur Bildung des Sammelkastens wird nämlich die Bodenwand mit einer Man telwand verbunden, wobei zum einen die Bodenwand und zum anderen die Mantelwand als vorgeformtes Bauteil zur Verfügung gestellt werden muß, bevor die Mantelwand und die Bodenwand an ihren längsseitigen Randbereichen miteinander verbunden werden.DE 41 30 517 A1 describes a collecting box for heat transfer ger known, the flat oval running transversely on a bottom wall Has passages, so that flat tubes with their ends through them Passages are push-through. A disadvantage of the well-known collecting box Most is that it is composed of two components. For Forming the collection box is namely the bottom wall with a man telwand connected, on the one hand the bottom wall and on the other the The jacket wall can be made available as a preformed component must before the jacket wall and the bottom wall on their long sides Edge areas are connected to each other.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Sammelkasten und ein Ver fahren zur Herstellung des Sammelkastens anzugeben, um unter Zeiter sparnis eine einfache Herstellung des Sammelkastens zu gewährlei sten. It is therefore an object of the invention, a collecting box and a Ver drive to manufacture the collection box to indicate under time savings to ensure an easy manufacture of the collection box most.
Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 und 12 aufge führten Merkmale gelöst.The object is achieved by the in claims 1 and 12 led characteristics solved.
Der Sammelkasten wird einstückig aus einer Blechplatine hergestellt, die nach Anbringen von flachovalen Durchzügen zu einem Kastenprofil geformt wird. Es liegt ein längsseitiges Ende der Mantelwand an ei nem korrespondierenden längsseitigen Ende des gegenüberliegenden Be reichs der Mantelwand bzw. Bodenwand an, wobei die Enden durch eine Verbindungslängsnaht dicht miteinander verbunden sind. Es wird ein einstückiger Sammelkasten gebildet, der einfach und schnell im Rah men eines Arbeitsablaufes hergestellt werden kann.The collection box is made in one piece from a sheet metal plate, that after attaching flat oval passages to a box profile is formed. There is a longitudinal end of the jacket wall on egg nem corresponding longitudinal end of the opposite Be rich on the wall or bottom wall, with the ends by a Longitudinal seam are tightly connected. It will be a one-piece collection box, which is easy and quick in the frame men of a workflow can be manufactured.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung liegen die längsseitigen En den unter Bildung einer Schweißnaht stumpf aneinander. Hierdurch wird eine im wesentlichen an der Verbindungsstelle ebene Ausbildung der Innenseite des Sammelkastens erzielt.According to one embodiment of the invention, the longitudinal En the butt together to form a weld. Hereby becomes an essentially level training at the junction the inside of the collection box.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der eine Ab schnitt der Mantelwand einen rechtwinklig angeordneten Schenkel auf, der ein ebenes Ende des zweiten Abschnitts der Mantelwand überlappt und mit diesem durch Lötung verbunden ist. Hierdurch wird eine dichte Verbindung geschaffen, wobei sich lediglich eine Verbindungs naht in Längsrichtung des Sammelkastens erstreckt.According to a further embodiment of the invention, one has cut the jacket wall open a right-angled leg, which overlaps a flat end of the second section of the jacket wall and connected to it by soldering. This will create a tight connection created, with only one connection seam extends in the longitudinal direction of the collecting tank.
Das Verfahren gewährleistet die Herstellung des Sammelkastens auto matisch innerhalb eines Montagevorganges. Die lotplattierte Blech platine kann nämlich in einem kontinuierlichen Montageprozeß mit Durchzügen versehen und durch geeignete Führungsmittel wie z. B. Stempel und/oder Walzenräder verformt werden, so daß am Ende dieses Prozesses der Sammelkasten in seiner fertigen Form zusammengesetzt ist. Eine feste Verbindung wird nachfolgend durch Verschweißung oder Verlötung der korrespondierenden Enden der Bodenwand bzw. der Man telwand erreicht. The process ensures the production of the auto collection box matically within an assembly process. The solder clad sheet board can namely in a continuous assembly process with Provided passages and by suitable guide means such. B. Stamp and / or roller wheels are deformed so that at the end of this Process of collecting box assembled in its finished form is. A firm connection is subsequently made by welding or Soldering the corresponding ends of the bottom wall or the man telwand reached.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den weiteren Unteransprüchen beschrieben.Advantageous embodiments of the invention are described in the further Subclaims described.
Nachfolgend werden anhand der Zeichnun gen drei Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.Below are based on the drawing gene three embodiments of the invention explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 Einen Teilschnitt durch den Endbereich des Sammelka stens mit in diesen hineinragenden Flachrohren; Fig. 1 a partial section through the end portion of the Sammelka least projecting into this flat tubes;
Fig. 2 einen Querschnitt des Sammelkastens nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Figure 2 is a cross-section of the manifold according to a first embodiment of the invention.
Fig. 3 einen Querschnitt des Sammelkastens nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 3 is a cross-section of the manifold according to a second embodiment of the invention;
Fig. 4 einen Querschnitt des Sammelkastens nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 4 is a cross-section of the manifold according to a third embodiment of the invention;
Fig. 5 einen Querschnitt und eine Abwicklung einer flachen Blechplatine nach dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung und Fig. 5 shows a cross section and a development of a flat sheet metal plate according to the first embodiment of the invention and
Fig. 6 einen Querschnitt der Blechplatine während des Ver formvorganges. Fig. 6 shows a cross section of the sheet metal during the United molding process.
In Fig. 1 ist ein Längsschnitt durch den Endbereich eines Sammelka stens 1 dargestellt, der Bestandteil eines Kühlmittel/Luft-Kühlers eines Kraftfahrzeugs ist. Der Kühler hat zwei einander gegenüberlie gende Sammelkästen 1, von denen in Fig. 1 nur einer zu sehen ist. Ein Bündel von Flachrohren 2 mündet mit ihren Enden 3 jeweils in die parallel angeordneten Sammelkästen 1. Dem Sammelkasten 1 ist jeweils ein Zufuhr- bzw. ein Abfuhrstutzen zugeordnet, der sich an eine runde Öffnung des Sammelkastens 1 anschließt und die Zufuhr von Kühlmittel in den ersten und die Abfuhr des Kühlmittels aus dem zweiten Sammelkasten 1 bewirkt. Die Öffnung weist einen nach innen gerichteten Durchzug 4 auf, so daß das Anbringen des Zufuhr- bzw. Abfuhrstutzens an dem Sammelkasten 1 ohne zusätzliche Formverände rung des Durchzugs 4 ermöglicht wird. Die Flachrohre 2, die vorzugs weise Turbulenzeinlagen enthalten, sind untereinander mit Wellrippen 5 verbunden.In Fig. 1, a longitudinal section through the end region of a collecting box 1 is shown, which is part of a coolant / air cooler of a motor vehicle. The cooler has two collecting boxes 1 lying opposite one another, of which only one can be seen in FIG. 1. A bundle of flat tubes 2 ends with their ends 3 in the collecting boxes 1 arranged in parallel. The collecting tank 1 is in each case a feed or a discharge nozzle associated adjoins a circular opening of the collecting tank 1, causing the supply of coolant in the first and the removal of the coolant from the second collecting vessel. 1 The opening has an inward passage 4 , so that the attachment of the supply or discharge nozzle to the collecting box 1 tion tion of the passage 4 is made possible without additional form changes. The flat tubes 2 , which preferably contain turbulence inserts, are interconnected with corrugated fins 5 .
Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, sind die Stirnseiten der Sammelkästen 1 mit Abschlußdeckeln 6 verschlossen. Diese Abschlußdeckel 6 besit zen eine dem Querschnitt des Sammelkastens 1 mit einem Übermaß ent sprechende Grundfläche, von der mehrere abgewinkelte Zungen 7 abra gen und den Sammelkasten so umgreifen, daß beim Zusammenbau die Ab schlußdeckel 6 kraftschlüssig gehalten sind. Die außenseitig ab schließenden Wellrippen 5 werden von einem Seitenteil 8 umfaßt, das sich jeweils von einem Sammelkasten 1 zu dem gegenüberliegenden, parallel angeordneten Sammelkasten 1 erstreckt.As can be seen from Fig. 1, the end faces of the header boxes 1 are closed with end caps 6 . This cover 6 besit zen a cross-section of the collecting tank 1 with an oversize ent speaking base, from which several angled tongues 7 abra gene and reach around the collecting box so that during assembly, the closing cover 6 are held non-positively. The outside from closing corrugated fins 5 are comprised of a side part 8 , each of which extends from a collecting box 1 to the opposite, parallel collecting box 1 .
Der gesamte Kühler, bestehend aus dem Sammelkasten 1, den Flach rohren 2, den quer aus dem Sammelkasten 1 herausragenden Stutzen, den Wellrippen 5, dem Abschlußdeckel 6 und dem Seitenteil 8, wird aus beidseitig lotplattiertem Material, insbesondere aus einer Alu miniumlegierung hergestellt. Nachdem der Kühler in der weiter unten beschriebenen Weise zusammengefügt ist, wird er in einen Ofen ver bracht, in dem ein Verlöten der Bauteile erfolgt.The entire cooler, consisting of the collecting tank 1 , the flat tubes 2 , the transversely protruding from the collecting tank 1 connecting piece, the corrugated fins 5 , the end cover 6 and the side part 8 , is made of solder-plated material on both sides, in particular from an aluminum alloy. After the cooler is assembled in the manner described below, it is placed in an oven in which the components are soldered.
Wie aus Fig. 2 besonders gut zu ersehen ist, ist der Sammelkasten 1 einstückig als Kastenprofil ausgebildet. Der Sammelkasten 1 weist eine Bodenwand 10 und eine sich zu beiden längsseitigen Randberei chen der Bodenwand 10 erstreckende Mantelwand 11 auf. Die Bodenwand 10 ist eben ausgebildet und weist mit Abstand zueinander, querver laufende Durchzüge 12 auf, in die die Flachrohre 2 hineinragen. In einem ersten längsseitigen Randbereich 13 der Bodenwand 10 schließt sich rechtwinklig ein ebener Abschnitt 14 der Mantelwand 11 an. Der ebene Abschnitt 14 weist den kreisförmigen Durchzug 4 zur Aufnahme des Abfuhr- bzw. Zufuhrstutzens auf. In einem zweiten längsseitigen Randbereich 16 der Bodenwand 10 schließt sich ein gewölbter Ab schnitt 15 der Mantelwand 11 an und erstreckt sich im Querschnitt kreisbogenförmig in Richtung des gegenüberliegenden ebenen Ab schnitts 14 der Mantelwand 11.As can be seen particularly well from FIG. 2, the collecting box 1 is formed in one piece as a box profile. The collecting box 1 has a bottom wall 10 and a jacket wall 11 extending to both longitudinal edge areas of the bottom wall 10 . The bottom wall 10 is flat and has spaced-apart, transverse passages 12 into which the flat tubes 2 protrude. In a first longitudinal edge area 13 of the bottom wall 10 , a flat section 14 of the jacket wall 11 connects at right angles. The flat section 14 has the circular passage 4 for receiving the discharge or feed nozzle. In a second longitudinal edge region 16 of the bottom wall 10 , an arched section 15 joins the jacket wall 11 and extends in the shape of a circular arc in the direction of the opposite planar section 14 of the jacket wall 11 .
Nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 2 liegt ein längsseitiges Ende 17 des gewölbten Abschnitts 15 mit sei ner Stirnseite stumpf an einem von dem gewölbten Abschnitt 14 der Mantelwand 11 abgewinkelten Schenkel 18 an. In einem späteren Zeitabschnitt wird das Ende 17 mit dem Schenkel 18 unter Bildung einer Verbindungslängsnaht 21 verschweißt, wobei die Innenseite 19 des gewölbten Abschnitts 15 und die Innenseite 20 des ebenen Abschnitts 14 bündig aneinanderliegen. Hierdurch wird eine feste Verbindung geschaffen, wobei die Form des Sammelkastens 1 einem extrudierten Sammelkasten entspricht. Im folgenden werden für mit dem ersten Ausführungsbeispiel übereinstimmende Teile die gleichen Bezugsziffern gewählt.According to a first embodiment of the invention according to FIG. 2, a longitudinal end 17 of the curved section 15 with its end face is blunt against an angled leg 18 of the curved section 14 of the jacket wall 11 . In a later time period, the end 17 is welded to the leg 18 to form a longitudinal connecting seam 21 , the inside 19 of the curved section 15 and the inside 20 of the flat section 14 being flush with one another. This creates a firm connection, the shape of the collecting box 1 corresponding to an extruded collecting box. In the following, the same reference numerals are chosen for parts which correspond to the first exemplary embodiment.
Nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 3 weist ein Sammelkasten 24 eine Mantelwand 25 mit einem gewölbten Ab schnitt 26 auf, der sich bis hin zu einem Eckbereich 27 erstreckt, der von einem ebenen Abschnitt 28 der Mantelwand 25 und einem an diesem rechtwinklig erstreckenden Schenkel 29 gebildet wird. Es wird ein Überlappungsbereich 30 zwischen einem Ende 31 des gewölbten Ab schnitts 26 und dem Schenkel 29 gebildet, wobei der Schenkel 29 das Ende 31 flächig umgreift. Hierdurch wird eine ausreichende Formsta bilität des Sammelkastens 24 erreicht, so daß der Sammelkasten 24 ohne Veränderung der Relativposition zwischen den Abschnitten 26 und 28 der Mantelwand 25 nachfolgend in dem Lötofen durch Verlötung fest verbunden wird.According to a second embodiment of the invention according to FIG. 3, a collecting tank 24 has a jacket wall 25 with a curved section 26 which extends up to a corner region 27 which extends from a flat section 28 of the jacket wall 25 and one which extends at right angles thereto Leg 29 is formed. There is an overlap region 30 between one end 31 of the curved section 26 and the leg 29 , wherein the leg 29 engages around the end 31 flat. In this way, a sufficient Formsta stability of the collecting tank 24 reaches, so that the collecting box 24 is securely connected without changing the relative position between the portions 26 and 28 of the side wall 25 below in the soldering furnace by soldering.
Im Unterschied zu dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 weist das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß Fig. 4 eine schräg nach außen weisende Schrägfläche 35 des Endes 31 des gewölb ten Abschnitts 26 auf. Die Schrägfläche 35 ist in einem Bereich des gewölbten Abschnitts 26 angeordnet, in dem außenseitig der Schenkel 29 des ebenen Abschnitts 18 das Ende 31 unter Bildung einer Nase 36, die nach innen gerichtet ist, umfaßt. Die Nase 36 bildet einen stumpfen Winkel zu dem Schenkel 29 und liegt bereichsweise auf der Schrägfläche 35 außenseitig an. Hierdurch wird eine Rastverbindung gebildet, die eine sichere Positionierung des gewölbten Abschnitts 26 bezüglich des ebenen Abschnitts 28 gewährleistet. Im nachfolgen den Lötvorgang läßt sich somit eine sichere und dichte Verbindung zwischen den Abschnitten 26 und 28 erzielen. Im übrigen entspricht die Ausbildung des dritten Ausführungsbeispiels denen der vorherge henden Ausführungsbeispiele.In contrast to the second exemplary embodiment according to FIG. 3, the third exemplary embodiment of the invention according to FIG. 4 has an obliquely outwardly pointing inclined surface 35 of the end 31 of the arched section 26 . The inclined surface 35 is arranged in a region of the curved section 26 , in which the outside of the leg 29 of the flat section 18 encompasses the end 31 to form a nose 36 which is directed inwards. The nose 36 forms an obtuse angle to the leg 29 and lies in some areas on the inclined surface 35 on the outside. In this way, a latching connection is formed, which ensures secure positioning of the curved section 26 with respect to the flat section 28 . In the subsequent soldering process, a secure and tight connection between the sections 26 and 28 can thus be achieved. Otherwise, the design of the third embodiment corresponds to that of the previous embodiments.
Die vorgenannten Ausführungsbeispiele des Sammelkastens 1, 24 werden aus einer flachen, beidseitig lotplattierten Blechplatine 37 ge formt. Der Grundwerkstoff besteht vorzugsweise aus einer Aluminium legierung.The above-mentioned embodiments of the collecting tank 1 , 24 are formed from a flat sheet metal plate 37 , which is solder-plated on both sides. The base material is preferably made of an aluminum alloy.
In Fig. 5 ist eine Blechplatine 37 dargestellt, die mit den Durchzü gen 12 in einem Bereich der späteren Bodenwand 10 einerseits und der Öffnung 4 in einem Abschnitt 14 der späteren Mantelwand 11 anderer seits versehen ist. Nachfolgend wird die Blechplatine 37 kontinu ierlich zu dem Kastenprofil gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 verformt, wobei gleichzeitig durch geeignete Führungsmittel, wie z. B. Stempel oder Walzenräder, das eine längsseitige Ende der Blech platine 37 kreisbogenförmig unter Ausbildung eines gewölbten Ab schnitts 15 und das andere gegenüberliegende Ende der Blechplatine 37 im wesentlichen unter Ausbildung eines ebenen Abschnittes 14 nach oben gebogen wird, siehe Fig. 6. Der Biegevorgang wird kontinuier lich fortgesetzt und ist beendet, wenn der Schenkel 18 des ebenen Abschnitts 14 an dem Ende 17 des gewölbten Abschnitts 15 durch Stumpfstoß zur Anlage kommt. Nachfolgend wird der Sammelkasten 1 an den längsseitigen Enden 17, 18 unter Bildung der Verbindungslängs naht 21 verschweißt und dann zusammen mit den anderen Bauteilen des Kühlers einem Ofen zur Verlötung der weiteren Bauteile zugeführt. In Fig. 5, a sheet metal plate 37 is shown, which is provided with the passages 12 in a region of the later bottom wall 10 on the one hand and the opening 4 in a section 14 of the later jacket wall 11 on the other hand. Subsequently, the sheet metal plate 37 is continuously deformed to the box profile according to the embodiment of FIG. 2, while at the same time by suitable guide means, such as. B. stamps or roller wheels, the one longitudinal end of the sheet metal plate 37 in a circular arc to form a curved section 15 and the other opposite end of the sheet metal plate 37 is bent substantially to form a flat portion 14 , see Fig. 6. The bending process is continued continuously and is ended when the leg 18 of the flat section 14 comes to abut against the end 17 of the curved section 15 by butt joint. Subsequently, the collecting box 1 is welded at the longitudinal ends 17 , 18 to form the connecting longitudinal seam 21 and then fed together with the other components of the cooler to an oven for soldering the other components.
Die Ausführungsbeispiele nach Fig. 3 und Fig. 4 werden auf die glei che Weise verformt, wobei alle Bauteile des Kühlers erst im Ofen durch Verlötung miteinander verbunden werden. Die genannten Ausführungsbeispiele weisen jeweils nach innen gerichtete Durchzüge 12 auf. Hierdurch kann auf eine Nachbearbeitung der Durchzüge in Form eines Auftulpens verzichtet werden.The embodiments according to Fig. 3 and Fig. 4 are deformed to the sliding surface manner, with all the components of the radiator are connected to each other only in the furnace by soldering. The exemplary embodiments mentioned each have inwardly directed passages 12 . This means that there is no need to rework the swaths in the form of a tulip.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf den Einsatz als Kühlmit tel/Luft-Kühler beschränkt. Es sind auf diese Weise auch Sam melkästen für andere Wärmeübertrager, insbesondere Öl/Kühlmittel- Kühler, herstellbar.The application of the invention is not for use as a cooling agent tel / air cooler limited. It's Sam in this way too milking boxes for other heat exchangers, especially oil / coolant Cooler, producible.
Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbei spiele beschränkt. Es ist z. B. auch möglich, einen Sammelkasten vor zusehen, dessen Verbindung in einem abgewinkelten Bereich der Boden wand statt der Mantelwand erfolgt. Wesentlich ist, daß sich ledig lich eine Verbindungsnaht in Längsrichtung des Sammelkastens zur Verbindung desselben erstreckt.The invention is not based on the embodiments described above games limited. It is Z. B. also possible, a collection box in front watch its connection in an angled area of the floor wall instead of the jacket wall. It is essential that single Lich a connecting seam in the longitudinal direction of the collecting tank Connection of the same extends.
Claims (14)
- - eine flache Blechplatine (37) aus einem beschichteten Blech hergestellt wird,
- - die Blechplatine (37) mit Durchzügen (4, 12) versehen wird,
- - aus der Blechplatine (37) unter Bildung der Mantelwand (11, 25) und der Bodenwand (10, 28) der einstückige Sammelkasten (1, 24) geformt wird und
- - der Sammelkasten (1, 24) an längsseitigen Enden (17, 18; 29, 31) der Mantelwand (11, 25) bzw. der Bodenwand (10, 28) durch eine einzige Verbindungslängsnaht (21) dicht verbun den wird.
- a flat sheet metal plate ( 37 ) is produced from a coated sheet metal,
- - The sheet metal plate ( 37 ) is provided with passages ( 4 , 12 ),
- - From the sheet metal plate ( 37 ) to form the jacket wall ( 11 , 25 ) and the bottom wall ( 10 , 28 ) the one-piece collecting box ( 1 , 24 ) is formed and
- - The collecting tank ( 1 , 24 ) at the longitudinal ends ( 17 , 18 ; 29 , 31 ) of the jacket wall ( 11 , 25 ) or the bottom wall ( 10 , 28 ) by a single longitudinal joint seam ( 21 ) is the verbun.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (1)
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