DE19746371A1 - Heat exchanger with twin=chamber collection box - Google Patents
Heat exchanger with twin=chamber collection boxInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbeson dere für Kraftfahrzeuge.The invention relates to a heat exchanger, in particular for motor vehicles.
Im einzelnen betrifft die Erfindung einen Wärme tauscher mit einem Sammelkasten, der eine Außenwand, eine Innentrennwand und eine Sammelplatte enthält, die gemeinsam zwei aneinander angrenzende Kammern be grenzen, die jeweils mit einem von zwei Teilen eines Rohrbündels in Verbindung stehen können.In particular, the invention relates to heat exchanger with a collecting box that has an outer wall, contains an internal partition and a collector plate, the jointly two adjoining chambers limit, each with one of two parts of one Pipe bundle can be connected.
Es sind bereits derartige Wärmetauscher bekannt, die in einer Heizungs- und/oder Klimaanlage für Kraft fahrzeuge verwendet werden.Such heat exchangers are already known in a heating and / or air conditioning system for power vehicles are used.
Ein solcher Wärmetauscher kann insbesondere von einem heißen Wärmeträgermedium, im allgemeinen von der Kühlflüssigkeit des Fahrzeugmotors, durchströmt wer den, um einen Luftstrom zu erwärmen, der die Rohre des Rohrbündels beströmt und zur Einleitung in den Fahrgastraum des Fahrzeugs bestimmt ist.Such a heat exchanger can in particular from one hot heat transfer medium, generally from the Coolant of the vehicle engine flows through who to heat an air stream that flows through the pipes of the tube bundle and for introduction into the Passenger compartment of the vehicle is determined.
Ein Sammelkasten der vorgenannten Art ermöglicht es dem Wärmeträgermedium, in zwei getrennten Umläufen zu zirkulieren, die jeweils einem der beiden Teile des Rohrbündels entsprechen.A collection box of the aforementioned type makes it possible the heat transfer medium in two separate circulations circulate, each one of the two parts of the Correspond to the tube bundle.
Die beiden Kammern des Sammelkastens können zwei Längskammern sein, die durch eine Längstrennwand ge trennt sind, wobei die beiden Teile des Rohrbündels zwei aneinander angrenzende Lagen sind, die jeweils entlang zweier großer Flächen des Wärmetauschers an geordnet sind. Das Wärmeträgermedium folgt dabei ei ner sogenannten methodischen Zirkulation.The two chambers of the collection box can have two Be longitudinal chambers, which ge through a longitudinal partition are separate, the two parts of the tube bundle are two adjacent layers, each along two large surfaces of the heat exchanger are ordered. The heat transfer medium follows a so-called methodical circulation.
Um die beiden Lagen zu bilden, können entweder zwei Rohrreihen oder eine Reihe mit Doppelkanalrohren ver wendet werden, die auch als "Zweikanalrohre" bezeich net werden.To form the two layers, either two Pipe rows or a row with double channel pipes be used, which is also referred to as "two-channel pipes" be net.
Die Rohre des Rohrbündels sind an einem Ende mit dem vorgenannten Sammelkasten verbunden, der üblicherwei se mit zwei Stutzen versehen ist, die als Einlaß bzw. als Auslaß des Wärmeträgermediums dienen.The tubes of the tube bundle are at one end with the connected above collection box, the usual se is provided with two sockets, which serve as an inlet or serve as the outlet of the heat transfer medium.
An ihrem anderen Ende sind die Rohre durch geeignete Mittel miteinander verbunden, beispielsweise durch U-förmige Anschlüsse, Kreuzstücke, durch eine direkte Verbindung zwischen den Rohren usw., um die Verbin dung zwischen den beiden Lagen herzustellen.At their other end, the pipes are through suitable Means linked together, for example by U-shaped connections, cross pieces, through a direct Connection between the pipes etc. to the connector between the two layers.
Bei den Kammern des Sammelkastens kann es sich als Variante um Querkammern handeln, die durch eine Quer trennwand getrennt sind, wobei das Wärmeträgermedium in Teilbündeln zirkuliert und dabei einer U-förmigen Zirkulation folgt.With the chambers of the collection box, it can be as Variant to act as cross-chambers through a cross Partition are separated, the heat transfer medium circulated in partial bundles and thereby a U-shaped Circulation follows.
Auf der dem Sammelkasten mit zwei Kammern gegenüber liegenden Seite stehen die beiden Teilbündel durch einen anderen Sammelkasten ohne Trennwand miteinander in Verbindung. On the opposite of the collection box with two chambers the two sub-bundles protrude on the lying side another collection box without a partition in connection.
Die vorgenannten Sammelkästen sind in der Regel als Formteile aus Kunststoff ausgeführt, wobei die Außen wand und die Trennwand einstückig als Formteil aus Kunststoff ausgebildet sind. Ein derartiger Sammel kasten wird in der Veröffentlichung FR-A-2 572 797 dargelegt.The aforementioned collection boxes are usually as Molded parts made of plastic, the outside wall and the partition in one piece as a molded part Plastic are formed. Such a gathering box is published in FR-A-2 572 797 spelled out.
Außerdem ist es bekannt, die Außenwand aus einem tiefgezogenen Metallblech zu bilden und die Trennwand aus einem anderen Blech herzustellen, dessen Umfang einerseits an der Außenwand und andererseits an der Sammelplatte verlötet ist, wie dies in der Veröffent lichung FR-A-2 711 236 dargelegt wird.It is also known to make the outer wall from one deep-drawn sheet metal to form and the partition to make from another sheet, the scope on the one hand on the outer wall and on the other hand on the Collection board is soldered, as in the published Lich FR-A-2 711 236 is set out.
Diese bekannten Sammelkästen haben den Nachteil, daß sie relativ platzaufwendig sind, was sich besonders nachteilig auswirkt, wenn der Wärmetauscher für die Anbringung in einem beengten Raum vorgesehen ist, wie dies vor allem bei einem Heizungs- und/oder Klimati sierungsgehäuse eines Kraftfahrzeugs der Fall ist.These known collection boxes have the disadvantage that they are relatively space consuming, which is special adversely affects if the heat exchanger for the Attachment in a confined space is provided, such as this is especially the case with heating and / or air conditioning sierungsgehäuse a motor vehicle is the case.
Darüber hinaus besteht ein weiterer Nachteil dieser bekannten Sammelkästen darin, daß sie nur an ganz be stimmten Stellen Stutzen für den Umlauf des Wärmeträ germediums aufnehmen können.In addition, there is another disadvantage of this known collection boxes in that they are only on completely agreed places sockets for the circulation of the heat transfer can record germ medium.
Wenn der Sammelkasten aus Kunststoff ausgeführt ist, sind die Anordnungs- und Ausrichtungsmöglichkeiten der Stutzen aufgrund von Vorgaben begrenzt, die mit dem Formen und Entformen zusammenhängen.If the collection box is made of plastic, are the arrangement and alignment options the spigot is limited due to specifications that are associated with related to molding and demolding.
Wenn ein Sammelkasten aus Metall verwendet wird, er folgt der Anschluß der Stutzen außerdem im allgemei nen am Boden der Außenwand, was die Verwendung von gekrümmten und daher entsprechend platzaufwendigen Stutzen erfordert.If a metal collection box is used, he generally follows the connection of the nozzle nen on the bottom of the outer wall, which is the use of curved and therefore correspondingly space-consuming Trim requires.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrun de, die vorgenannten Nachteile zu beseitigen. The invention is particularly based on the object de to eliminate the aforementioned disadvantages.
Dazu schlägt sie einen Wärmetauscher der eingangs ge nannten Art vor, bei dem die Außenwand und die Trenn wand des Sammelkastens durch die Zusammenfügung einer ersten Kastenhälfte aus Metall mit einer offenen Flä che, die einen allgemein U-förmigen Querschnitt auf weist, der durch eine Bodenfläche und zwei gegenüber liegende Seitenflächen begrenzt wird, und einer zweiten Kastenhälfte aus Metall mit einer offenen Fläche gebildet werden, die einen Querschnitt auf weist, der durch eine Bodenfläche und mindestens eine Seitenfläche begrenzt wird, wobei die beiden Kasten hälften aneinander angesetzt und durch Verlötung ent lang ihrer jeweiligen Verbindungsbereiche zusammenge fügt werden, so daß die Innentrennwand des Sammelkastens zumindest aus einer Seitenfläche der ersten Kastenhälfte hervorgeht.To do this, it proposes a heat exchanger at the beginning mentioned type in which the outer wall and the partition wall of the collection box by assembling one first half of the box made of metal with an open surface che, which has a generally U-shaped cross section points by a floor surface and two opposite lying side faces is limited, and one second box half made of metal with an open Surface are formed that have a cross section points by a floor surface and at least one Side area is limited, the two boxes halves attached to each other and ent by soldering long together their respective connection areas be added so that the inner partition of the Collection box at least from one side of the the first half of the box.
In einer ersten Ausführungsform der Erfindung weist die zweite Kastenhälfte ebenfalls einen allgemein U-förmigen Querschnitt auf, der durch eine Bodenfläche und zwei gegenüberliegende Seitenflächen begrenzt wird, wobei die Innentrennwand des Sammelkastens aus einer Seitenfläche der ersten Kastenhälfte und zumin dest aus einem Teil einer Seitenfläche der zweiten Kastenhälfte hervorgeht, wobei diese beiden Seiten wände aneinander angrenzend angeordnet sind und die Verbindungsbereiche bilden.In a first embodiment of the invention the second half of the box also a general one U-shaped cross section on through a floor surface and bounded by two opposite side surfaces the inner partition of the collecting tank a side surface of the first half of the box and at least least from part of one side surface of the second Half of the box emerges, these two sides walls are arranged adjacent to each other and the Form connection areas.
In dieser ersten Ausführungsform können sich die bei den aneinander angrenzenden Seitenwände in etwa auf der gleichen Höhe erstrecken, so daß sie beide mit der Sammelplatte in Berührung kommen. Dadurch ent steht eine verstärkte Innentrennwand.In this first embodiment, the can the adjacent side walls approximately extend the same height so that they are both with come into contact with the collector plate. This ent there is a reinforced inner partition.
Als Variante können sich die beiden aneinander an grenzenden Seitenwände auf unterschiedlichen Höhen erstrecken, so daß nur die Seitenfläche der ersten Kastenhälfte mit der Sammelplatte in Berührung kommt. Dadurch kann Material eingespart werden. As a variant, the two can look at each other bordering side walls at different heights extend so that only the side surface of the first Half of the box comes into contact with the collecting plate. This saves material.
In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung weist die zweite Kastenhälfte einen Querschnitt mit einer allgemeinen L-Form auf, der durch eine Bodenfläche und eine Seitenfläche begrenzt wird, so daß die In nentrennwand des Sammelkastens nur aus einer Seiten fläche der ersten Kastenhälfte hervorgeht, wobei die Verbindungsbereiche einerseits durch die Seitenfläche der ersten Kastenhälfte und anderseits durch eine freie Kante der Bodenfläche der zweiten Kastenhälfte gebildet werden.In a second embodiment of the invention the second half of the box is a cross section with a general L shape on by a floor surface and a side surface is limited so that the In Partition of the collection box from one side only area of the first half of the box emerges, with the Connection areas on the one hand through the side surface the first half of the box and on the other hand by a free edge of the bottom surface of the second half of the box be formed.
Die Seitenflächen der ersten und der zweiten Kasten hälfte können Längsflächen sein, die zwei aneinander angrenzende Längskammern begrenzen, die durch eine Längstrennwand getrennt sind, wobei die beiden Teile des Rohrbündels zwei Rohrlagen sind.The side faces of the first and second boxes half can be longitudinal surfaces, the two together limit adjacent longitudinal chambers, which are separated by a Longitudinal partition are separated, the two parts of the tube bundle are two tube layers.
Dadurch wird die Ausführung eines Wärmetauschers mit methodischer Zirkulation, wie vorstehend beschrieben, ermöglicht.Thereby the execution of a heat exchanger with methodological circulation as described above enables.
Als Variante können die Seitenflächen der ersten und der zweiten Kastenhälfte Querflächen sein, die dann zwei aneinander angrenzende Querkammern begrenzen, die durch eine Quertrennwand getrennt sind, wobei die beiden Teile des Rohrbündels Teilbündel bilden, die eine U-förmige Zirkulation ermöglichen.As a variant, the side surfaces of the first and the second half of the box be transverse surfaces, which then delimit two adjacent transverse chambers, which are separated by a cross partition, the form two parts of the tube bundle sub-bundle that enable a U-shaped circulation.
Auf diese Weise entsteht der Sammelkasten mit zwei Kammern durch die Zusammenfügung von zwei Sammelka stenhälften, die zwei aneinander angesetzte und durch Verlötung aneinandergefügte Halbschalen bilden.In this way, the collection box with two is created Chambers by joining together two collecting boxes halves, the two attached to each other and through Form soldered half-shells.
Nach einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung umfas sen die Verbindungsbereiche der beiden Kastenhälften entsprechend angepaßte Haltemittel, um die provisori sche Halterung der beiden Kastenhälften vor ihrer Zu sammenfügung durch Verlötung zu gewährleisten. Durch diese Haltemittel können außerdem die beiden Verbin dungsbereiche während ihrer Verlötung in Anlage an einander gehalten werden.According to an advantageous feature of the invention the connection areas of the two box halves appropriately adapted holding means to the provisional cal bracket of the two box halves before their Zu to ensure assembly by soldering. By these holding means can also connect the two areas during their soldering in the system be held together.
Diese Haltemittel umfassen vorteilhafterweise minde stens zwei umgebogene Ansätze, die von einer der bei den Kastenhälften ausgehen und die in Öffnungen mit entsprechend angepaßter Form eingepaßt werden können, die in die andere Kastenhälfte eingearbeitet sind.These holding means advantageously comprise at least at least two bent approaches, one of the two go out the box halves and in openings with can be fitted according to the adapted form, which are worked into the other half of the box.
Es ist besonders vorteilhaft, U-förmig umgebogene An sätze zu verwenden, wodurch ein besseres Andrücken der Verbindungsbereiche aneinander im Hinblick auf ihre Zusammenfügung durch Verlötung ermöglicht wird.It is particularly advantageous to U-shaped bent to use sets, which makes better pressure the connection areas with respect to each other their joining is made possible by soldering.
Jede Kastenhälfte umfaßt darüber hinaus zwei weitere gegenüberliegende Seitenflächen, wodurch eine offene Fläche mit einem allgemein rechteckigen Umriß be grenzt werden kann, die sich durch die Sammelplatte verschließen läßt.Each box half also includes two more opposite side faces, creating an open Area with a generally rectangular outline can be delimited by the collector plate can be closed.
Nach einem anderen vorteilhaften Merkmal der Erfin dung umfaßt mindestens eine der beiden Kastenhälften einen im Verhältnis zur Bodenfläche erhöhten Vor sprung, um den Anschluß eines Stutzens für den Umlauf des Wärmeträgermediums zu ermöglichen.According to another advantageous feature of the inven manure comprises at least one of the two halves of the box an increased in relation to the floor area jump to the connection of a nozzle for circulation to enable the heat transfer medium.
Dieser Vorsprung umfaßt vorzugsweise zwei gegenüber liegende Seitenflächen, von denen mindestens eine ei ne der Seitenflächen der entsprechenden Kastenhälfte verlängert.This projection preferably comprises two opposite lying side surfaces, at least one of which is egg ne of the side surfaces of the corresponding box half extended.
Eine der Seitenflächen des Vorsprungs enthält vor teilhafterweise eine Öffnung, um den Anschluß des Stutzens zu ermöglichen.One of the side surfaces of the protrusion contains geous an opening to connect the To enable the nozzle.
Dadurch wird der direkte Anschluß eines Stutzens in einer Richtung möglich, die im allgemeinen senkrecht zu den beiden Lagen verläuft, so daß auf die Verwen dung eines gekrümmten Stutzens verzichtet werden kann.Thereby the direct connection of a nozzle in possible in a direction that is generally perpendicular runs to the two layers, so that on the Verwen extension of a curved nozzle can.
Die beiden Kastenhälften werden vorteilhafterweise jeweils durch Tiefziehen aus einem Metallblech, vor zugsweise aus einer Aluminiumlegierung, hergestellt.The two box halves are advantageously in each case by deep drawing from a metal sheet preferably made of an aluminum alloy.
Dieses Metallblech ist vorteilhafterweise auf beiden Seiten mit einer Lötplattierung beschichtet.This metal sheet is advantageously on both Sides coated with solder plating.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Sammelplatte mit einer Umfangsrandleiste für die Einpassung der beiden Kastenhälften versehen.In a preferred embodiment of the invention is the collector plate with a peripheral edge strip for fit the two box halves.
Dieses Merkmal trägt zu einer sicheren provisorischen Halterung des Sammelkastens und der Sammelplatte vor der Verlötung der Einheit bei.This feature contributes to a safe provisional Holder of the collecting box and the collecting plate in front the soldering of the unit.
Nach einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ei nen Sammelkasten für einen Wärmetauscher, der zwei Kastenhälften umfaßt, wie sie vorstehend definiert wurden.In another aspect, the invention relates to egg a collecting box for one heat exchanger, the two Box halves include as defined above were.
In der nachstehend als Beispiel angeführten Beschrei bung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug ge nommen. Darin zeigen im einzelnen:In the description below as an example Exercise is referenced to the accompanying drawings taken. The following show in detail:
Fig. 1 eine Vorderansicht eines Wärmetauschers mit einem erfindungsgemäßen Sammelkasten; Figure 1 is a front view of a heat exchanger with a header box according to the invention.
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von Fig. l; Fig. 2 is a sectional view taken along the line II-II of Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Teilansicht der beiden Kastenhälften des Sammelkastens vor der Zusammenfü gung; Fig. 3 is a partial perspective view of the two box halves of the header box before assembly;
Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 nach der Zusammenfügung der beiden Kastenhälften; Figure 4 is a view similar to Figure 3 after the two box halves have been joined;
Fig. 5 eine andere perspektivische Teilansicht der beiden zusammengefügten Kastenhälften; Fig. 5 is another perspective partial view of the two assembled box halves;
Fig. 6 eine schematische Querschnittansicht eines Wärmetauschers, der mit einem Sammelkasten mit zwei Längskammern versehen ist; Fig. 6 is a schematic cross-sectional view of a heat exchanger is provided with a collecting box having two longitudinal chambers;
Fig. 7 eine perspektivische schematische Teilan sicht der beiden Kastenhälften des Wärmetauschers von Fig. 6; Fig. 7 is a perspective schematic partial view of the two box halves of the heat exchanger of Fig. 6;
Fig. 8 eine Querschnittansicht eines Wärmetau schers, der einen Sammelkasten mit zwei Querkammern umfaßt; und Fig. 8 is a cross-sectional view of a Wärmetau clipper comprising a header box with two transverse chambers; and
Fig. 9 eine perspektivische schematische Teilan sicht der beiden Kastenhälften des Sammelkastens des Wärmetauschers von Fig. 8. Fig. 9 is a perspective schematic view of the two divisional applications box halves of the header box of the heat exchanger of Fig. 8.
Zunächst wird auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, die einen Wärmetauscher veranschaulichen, der im dar gestellten Beispiel einen Heizradiator für den Fahr gastraum eines Kraftfahrzeugs bildet.First, reference is made to FIGS. 1 and 2, which illustrate a heat exchanger which, in the example presented, forms a heating radiator for the driving space of a motor vehicle.
Der Wärmetauscher umfaßt einen Sammelkasten 10, der durch die Zusammenfügung von zwei Kastenhälften 12 und 14 gebildet wird, die jeweils einen Querschnitt mit der allgemeinen Form eines U aufweisen (Fig. 2). Diese beiden Kastenhälften begrenzen, zusammen mit einer auch als "Lochplatte" bezeichneten Sammelplatte 16, zwei aneinander angrenzende Längskammern 18 und 20 (Fig. 2).The heat exchanger comprises a header box 10 , which is formed by the assembly of two box halves 12 and 14 , each having a cross section with the general shape of a U ( Fig. 2). These two box halves, together with a collecting plate 16 also referred to as a “perforated plate”, delimit two adjacent longitudinal chambers 18 and 20 ( FIG. 2).
Die Kastenhälften 12 und 14 werden in die Sammelplat te mittels-einer an dieser angeordneten Umfangsrand leiste 17 eingepaßt.The box halves 12 and 14 are fitted into the collecting plate by means of a bar 17 arranged on this peripheral edge.
Die Kastenhälften 12 und 14 sind mit einem Einlaß stutzen 22 bzw. mit einem Auslaßstutzen 24 für den Umlauf eines Wärmträgermediums versehen, bei dem es sich im dargestellten Beispiel um die Kühlfüßigkeit des Fahrzeugmotors handelt.The box halves 12 and 14 are provided with an inlet nozzle 22 or with an outlet nozzle 24 for the circulation of a heat transfer medium, which in the example shown is the coolness of the vehicle engine.
Außerdem umfaßt der Wärmetauscher ein Rohrbündel 26, das aus einer Vielzahl von flachen Rohren 28 besteht, die als "Zweikanalrohre" bezeichnet werden. Diese Rohre haben jeweils einen Querschnitt in Form einer 8 und begrenzen dadurch zwei nebeneinander liegende Ka näle 30 und 32, die mit den Kammern 18 bzw. 20 in Verbindung stehen (Fig. 2).In addition, the heat exchanger comprises a tube bundle 26 , which consists of a plurality of flat tubes 28 , which are referred to as "two-channel tubes". These tubes each have a cross section in the form of an 8 and thereby limit two adjacent channels 30 and 32 , which are connected to the chambers 18 and 20 ( Fig. 2).
Die Kanäle 30 und 32 haben Enden 34 bzw. 36, die in entsprechende Rohre 38 und 40 der Sammelplatte 16 eingesetzt sind. Darüber hinaus haben die Kanäle 30 und 32 entgegengesetzte freie Enden 42 und 44, die durch eine weiter unten beschriebene geformte Platte oder Verschlußplatte verschlossen sind.The channels 30 and 32 have ends 34 and 36 , respectively, which are inserted into corresponding tubes 38 and 40 of the collecting plate 16 . In addition, channels 30 and 32 have opposite free ends 42 and 44 which are closed by a molded plate or closure plate described below.
Im übrigen stehen die Kanäle 30 und 32 jedes Rohrs 28 auf der dem Sammelkasten 10 gegenüberliegenden Seite durch Öffnungen 46 miteinander in Verbindung (Fig. 2), die in eine Trennwand 54 zwischen den Kanälen 28 und 32 eingearbeitet sind.Moreover, the channels 30 and 32 of each tube 28 are connected to one another on the side opposite the collecting box 10 through openings 46 ( FIG. 2), which are incorporated in a partition 54 between the channels 28 and 32 .
Das Wärmeträgermedium (Fig. 2) strömt durch den Stutzen 22 in den Wärmetauscher (Pfeil F1), gelangt in die Kammer 18 und zirkuliert dann in einer ersten Lage, die durch die jeweiligen Kanäle 30 der Rohre 28 gebildet wird (Pfeil F2). Anschließend strömt das Wärmeträgermedium durch die Öffnungen 46 der Rohre 28 (Pfeil F3), um in die jeweiligen Kanäle 32 der Rohre 28 zu gelangen. Das Wärmeträgermedium zirkuliert in den Kanälen 32, um eine zweite Lage zu bilden (Pfeil F4), die parallel zur ersten Lage verläuft, wobei die Zirkulation in der zweiten Lage in entgegengesetzer Richtung zur Zirkulation in der ersten Lage erfolgt. Daraufhin gelangt das Wärmeträgermedium in die Kammer 20 und verläßt den Wärmetauscher durch den Auslaß stutzen 24 (Pfeil F5).The heat transfer medium ( FIG. 2) flows through the connector 22 into the heat exchanger (arrow F1), enters the chamber 18 and then circulates in a first position, which is formed by the respective channels 30 of the pipes 28 (arrow F2). The heat transfer medium then flows through the openings 46 of the tubes 28 (arrow F3) in order to get into the respective channels 32 of the tubes 28 . The heat transfer medium circulates in the channels 32 to form a second layer (arrow F4), which runs parallel to the first layer, the circulation in the second layer taking place in the opposite direction to the circulation in the first layer. Then the heat transfer medium enters the chamber 20 and leaves the heat exchanger through the outlet port 24 (arrow F5).
Auf diese Weise ermöglicht der Wärmetauscher einen Umlauf des Wärmeträgermediums in zwei parallelen La gen, die auch als "methodische Zirkulation" bezeich net wird, wobei der Umlaufin den beiden Lagen je weils in der Nähe von zwei großen Flächen 48 und 50 des Wärmetauschers erfolgt (Fig. 2).In this way, the heat exchanger enables the heat transfer medium to circulate in two parallel layers, which is also referred to as "methodical circulation", the circulation in the two layers taking place in the vicinity of two large surfaces 48 and 50 of the heat exchanger ( Fig . 2).
Wie in Fig. 1 zu erkennen ist, enthält der Wärmetau scher außerdem eine Vielzahl von Zwischenelementen 52 mit gewellter Form, die Wärmeaustauschrippen bilden und zwischen den Rohren 28 angeordnet sind.As can be seen in Fig. 1, the Wärmetau shear also includes a plurality of intermediate elements 52 with a corrugated shape, which form heat exchange fins and are arranged between the tubes 28 .
Das durch die Rohre 28 und die Zwischenelemente 52 gebildete Rohrbündel 26 kann dadurch von einem Luft strom beströmt werden, der Wärme mit dem Wärmeträger medium austauscht, um so für die Beheizung des Fahr gastraums erwärmt zu werden.The tube bundle 26 formed by the tubes 28 and the intermediate elements 52 can thereby be flowed through by an air stream which exchanges heat with the heat transfer medium so as to be heated for the heating of the passenger compartment.
Es wird nun auf Fig. 3 Bezug genommen, um die Struk tur der beiden Kastenhälften 12 und 14 zu beschrei ben.Reference is now made to FIG. 3 to describe the structure of the two box halves 12 and 14 .
Diese beiden Kastenhälften werden jeweils getrennt durch Tiefziehen eines Metallblechs, vorteilhafter weise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, das auf seinen beiden Seiten mit einer Lötplattierung be schichtet ist.These two box halves are separated by deep drawing a metal sheet, more advantageous wise made of an aluminum alloy, the be solder plating on both sides is layered.
Die Kastenhälfte 12 hat eine allgemein längliche Form und umfaßt eine Bodenfläche 54, die mit zwei gegen überliegenden Seitenflächen 56 und 58 (Längsflächen) und mit zwei gegenüberliegenden Seitenflächen 60 und 62 (Querflächen) verbunden ist (Fig. 1). Die Flächen 56 und 58 verlaufen parallel zueinander, ebenso wie die Flächen 60 und 62. The box half 12 has a generally elongated shape and includes a bottom surface 54 which is connected to two opposite side surfaces 56 and 58 (longitudinal surfaces) and two opposite side surfaces 60 and 62 (transverse surfaces) ( Fig. 1). Surfaces 56 and 58 are parallel to each other, as are surfaces 60 and 62 .
Die Kastenhälfte 12 weist daher einen Querschnitt mit der Form eines U auf, dessen Boden durch die Fläche 54 und dessen Schenkel durch die Längsflächen 56 und 58 gebildet werden. Letztere enden in Abschlußkanten 66 bzw. 68, die parallel zueinander verlaufen (Fig. 3 bis 5). Im dargestellten Beispiel haben die Schenkel des U die gleiche Länge.The box half 12 therefore has a cross section in the shape of a U, the bottom of which is formed by the surface 54 and the leg of which is formed by the longitudinal surfaces 56 and 58 . The latter end in end edges 66 and 68 , which run parallel to each other ( Fig. 3 to 5). In the example shown, the legs of the U have the same length.
Die Kastenhälfte 12 umfaßt einen im Verhältnis zur Bodenfläche 54 erhöhten Vorsprung 70. Dieser Vor sprung 70 umfaßt eine Oberseite 72, die zur Bodenflä che 54 gehört und die sich allmählich von der Quer fläche 62 zur Querfläche 60 erhöht.The box half 12 comprises a projection 70 which is raised in relation to the bottom surface 54 . Before jump 70 includes an upper surface 72 , which belongs to the Bodenflä surface 54 and which gradually increases from the transverse surface 62 to the transverse surface 60 .
Außerdem wird der Vorsprung 70 durch zwei Seitenflä chen 74 und 76 begrenzt, die die Längsflächen 56 bzw. 58 begrenzen. In die Fläche 74 ist eine kreisförmige Öffnung 78 (Fig. 5) für den Anschluß des Stutzens 22 eingearbeitet.In addition, the projection 70 is delimited by two Seitenflä surfaces 74 and 76 , which limit the longitudinal surfaces 56 and 58, respectively. A circular opening 78 ( FIG. 5) for connecting the connection piece 22 is machined into the surface 74 .
Darüber hinaus enthält die Längsfläche 56 (Fig. 3) eine Mehrzahl von beabstandeten Öffnungen 80, die auf einer gleichen Linie angeordnet sind und die sich parallel und in einem Abstand von der Kante 66 er strecken. Die Funktion dieser Öffnungen wird weiter unten noch zu erläutern sein.In addition, the longitudinal surface 56 ( Fig. 3) contains a plurality of spaced openings 80 which are arranged on a same line and which extend parallel and at a distance from the edge 66 . The function of these openings will be explained below.
Die Kastenhälfte 14 umfaßt eine Bodenfläche 82, die mit zwei gegenüberliegenden Seitenflächen 84 und 86 (Längsflächen) sowie mit zwei gegenüberliegenden Sei tenflächen 88 und 90 (Querflächen) verbunden ist (Fig. l). Die Kastenhälfte 12 weist im Querschnitt die Form eines U auf, dessen Boden durch die Fläche 82 und dessen zwei Schenkel durch die Längsflächen 84 und 86 gebildet werden. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß sich die Fläche 86 auf einer niedrigeren Höhe als die Fläche 84 erstreckt, so daß im Querschnitt ein U gebildet wird, dessen Schenkel unterschiedliche Länge aufweisen. The box half 14 comprises a bottom surface 82 which is connected to two opposite side surfaces 84 and 86 (longitudinal surfaces) and with two opposite side surfaces 88 and 90 (transverse surfaces) ( Fig. L). The box half 12 has the shape of a U in cross section, the bottom of which is formed by the surface 82 and the two legs of which are formed by the longitudinal surfaces 84 and 86 . In this connection it should be pointed out that the surface 86 extends at a lower height than the surface 84 , so that a U is formed in cross section, the legs of which have different lengths.
Die Fläche 86 umfaßt eine Abschlußkante 92, die durch eine Vielzahl von Ansätzen 94 verlängert wird, die U- förmig umgebogen und in Ausrichtung aufeinander ange ordnet sind. Die Aufgabe der Ansätze besteht darin, in die jeweiligen Öffnungen 80 der Kastenhälfte 12 einzugreifen.The surface 86 includes a trailing edge 92 which is extended by a plurality of lugs 94 which are bent into a U-shape and are arranged in alignment with one another. The task of the approaches is to engage in the respective openings 80 of the box half 12 .
Die Längsfläche 84 endet in einer Kante 96. Die Bo denfläche 82 enthält keinen Vorsprung, das heißt, sie erstreckt sich in einer Ebene, deren Abstand im Ver hältnis zur Kante 96 konstant ist. Die Bodenfläche 82 enthält eine Öffnung 98 (Fig. 3 und 4) für das Einsetzen des Auslaßstutzens 24.The longitudinal surface 84 ends in an edge 96 . The bottom surface 82 does not contain a projection, that is, it extends in a plane whose distance in relation to the edge 96 is constant. The bottom surface 82 includes an opening 98 ( FIGS. 3 and 4) for the insertion of the outlet port 24 .
Zur Herstellung des Wärmetauschers der Fig. 1 und 2 werden zunächst die zwei Kastenhälften 12 und 14 miteinander verbunden, indem die Ansätze 94 der Ka stenhälfte 14 in die Öffnungen 80 der Kastenhälfte 12 eingesetzt werden, wodurch eine provisorische Halte rung der beiden Kastenhälften ermöglicht wird, die dadurch aneinander angesetzt sind. Anschließend wer den die beiden so aneinander angesetzten Kastenhälf ten in die Sammelplatte 16 eingepaßt, was durch deren Umfangsrandleiste 17 ermöglicht wird (Fig. 1 und 2). Nach der Einpassung liegen die Abschlußkanten 66 und 68 der Kastenhälfte 12 sowie die Abschlußkante 96 der Kastenhälfte 14 an der Sammelplatte 16 an, wo durch die Begrenzung der beiden Kammern 18 und 20 er möglicht wird. Die Längsfläche 56 der Kastenhälfte 12 bildet eine Längstrennwand zwischen den Kammern 18 und 20.For the production of the heat exchanger of Fig. 1 and 2, the two box halves are first 12 and 14 are connected together by the lugs 94 of the Ka stenhälfte 14 are inserted into the openings 80 of the box half 12, whereby a provisional holding tion of the two case halves is made possible, which are attached to each other. Then who the two so attached to each other box halves fit into the collecting plate 16 , which is made possible by their peripheral edge strip 17 ( Fig. 1 and 2). After fitting, the end edges 66 and 68 of the box half 12 and the end edge 96 of the box half 14 rest against the collecting plate 16 , where it is possible by delimiting the two chambers 18 and 20 . The longitudinal surface 56 of the box half 12 forms a longitudinal partition between the chambers 18 and 20 .
Im übrigen wird der so durch die Zusammenfügung der beiden Kastenhälften 12 und 14 und der Sammelplatte 16 gebildete Sammelkasten mit dem Rohrbündel 26 zu sammengefügt und außerdem an die Stutzen 22 und 24 angeschlossen. Incidentally, the collecting box thus formed by the joining of the two box halves 12 and 14 and the collecting plate 16 is joined together with the tube bundle 26 and also connected to the connecting pieces 22 and 24 .
Anschließend kann die Einheit in einen geeigneten Ofen verbracht werden, um die Verlötung der verschie denen Bestandteile vorzunehmen.The unit can then be converted into a suitable one Furnace are used to solder the various to make those components.
Dabei ist zu beachten, daß es durch die vorstehend beschriebenen Ansätze 94 und Öffnungen 80 ermöglicht wird, die Längsflächen 56 und 86 dicht aneinander ge drückt zu halten, was sich vorteilhaft auf eine ein wandfreie Lötverbindung auswirkt.It should be noted that it is made possible by the approaches 94 and openings 80 described above to hold the longitudinal surfaces 56 and 86 close together, which has an advantageous effect on a flawless soldered connection.
In der Ausführungsform der Fig. 1 bis 5 bilden da her die Längsflächen 56 und 86 die jeweiligen Verbin dungsbereiche der Kastenhälften 12 und 14.In the embodiment of FIGS. 1 to 5, the longitudinal surfaces 56 and 86 form the respective connecting regions of the box halves 12 and 14 .
Der auf der Kastenhälfte 12 ausgebildete Vorsprung 70 ermöglicht einen direkten Anschluß des Stutzens 22 in einer Richtung senkrecht zu den Zirkulationslagen des Wärmeträgermediums, was bislang nicht möglich war.The projection 70 formed on the box half 12 enables a direct connection of the connector 22 in a direction perpendicular to the circulation positions of the heat transfer medium, which was previously not possible.
Im übrigen wird der Stutzen 24 direkt an die Boden fläche 82 der Kastenhälfte 14 angeschlossen, das heißt, daß seine Richtung parallel zur Ebene der bei den Lagen verläuft.Otherwise, the nozzle 24 is connected directly to the bottom surface 82 of the box half 14 , that is, that its direction is parallel to the plane of the layers.
In der Ausführungsform der Fig. 6 und 7 wird der Sammelkasten 10 ebenfalls durch die Zusammenfügung zweier Kastenhälften 12 und 14 gebildet, die Längs kammern für eine Zirkulation in zwei Lagen N1, N2 be grenzen.In the embodiment of FIGS. 6 and 7, the collecting box 10 is also formed by the assembly of two box halves 12 and 14 , the longitudinal chambers for a circulation in two layers N1, N2 be limit.
Im Vergleich zur vorangehenden Ausführungsform be steht der Hauptunterschied darin, daß der Sammelka sten 14 einen Querschnitt mit einer allgemeinen L-Form aufweist, der durch die Bodenfläche 82 und die Seitenfläche 84 begrenzt wird. Die Bodenfläche 82 wird nicht durch eine andere Seitenfläche verlängert, sondern endet in Höhe einer freien Kante oder Ab schlußkante 100, die einen der Verbindungsbereiche bildet. Die Aufgabe dieser freien Kante besteht dar in, mit der Seitenfläche 56 der Kastenhälfte 12 in der Nähe des Anschlusses dieser Seitenfläche 56 an der Bodenfläche 54 in Berührung zu kommen. Dabei ist zu beachten, daß die Seitenflächen 88 und 90 der Ka stenhälfte 14 durch ihre jeweiligen freien Kanten ebenfalls mit der Seitenfläche 56 der Kastenhälfte 12 in Berührung kommen.Compared to the previous embodiment, the main difference is that the collector box 14 has a cross section with a general L-shape, which is limited by the bottom surface 82 and the side surface 84 . The bottom surface 82 is not extended by another side surface, but ends at the level of a free edge or closing edge 100 , which forms one of the connection areas. The task of this free edge is to come into contact with the side surface 56 of the box half 12 in the vicinity of the connection of this side surface 56 on the bottom surface 54 . It should be noted that the side surfaces 88 and 90 of the box half 14 also come into contact with the side surface 56 of the box half 12 through their respective free edges.
In der Ausführungsform der Fig. 8 und 9 wird der Sammelkasten 110 durch zwei Kastenhälften 112 und 114 gebildet, die zwei Querkammern 118 und 120 begrenzen, um eine Zirkulation des Wärmeträgermediums in zwei Teilen P1 und P2 des Rohrbündels zu ermöglichen, die zwei Teilbündel bilden. An ihrem anderen Ende sind die Rohre des Rohrbündels mit einer Sammelkammer 102 ohne Trennwand verbunden, wodurch eine U-förmige Zir kulation herbeigeführt werden kann. Die Kastenhälften 112 und 114 wirken mit einer Sammelplatte 116 zusam men.In the embodiment of FIGS. 8 and 9, the collecting box 110 is formed by two box halves 112 and 114 which delimit two transverse chambers 118 and 120 in order to enable the heat transfer medium to be circulated in two parts P1 and P2 of the tube bundle which form two sub-bundles. At the other end, the tubes of the tube bundle are connected to a collecting chamber 102 without a partition, whereby a U-shaped circulation can be brought about. The box halves 112 and 114 interact with a collecting plate 116 men.
Die Kastenhälfte 112 besitzt einen allgemein U-förmigen Querschnitt, der durch eine Bodenfläche 154 und zwei gegenüberliegende Seitenflächen 156 und 158 (Querflächen) begrenzt wird. Die Kastenhälfte 114 weist einen L-förmigen Querschnitt auf, der durch ei ne Bodenfläche 182 und eine Seitenwand 184 (Querwand) begrenzt wird. Die Bodenfläche 182 endet in einer freien Kante 200, die die Zusammenfügung der Kasten hälfte 114 mit der Seitenfläche 156 der Kastenhälfte 112 ermöglicht.The box half 112 has a generally U-shaped cross section, which is delimited by a bottom surface 154 and two opposite side surfaces 156 and 158 (transverse surfaces). The box half 114 has an L-shaped cross section which is delimited by a base surface 182 and a side wall 184 (transverse wall). The bottom surface 182 ends in a free edge 200 , which enables the assembly of the box half 114 with the side surface 156 of the box half 112 .
Als Variante könnte der Sammelkasten 114 einen allge mein U-förmigen Querschnitt aufweisen und eine andere Seitenwand 186 (Querwand) umfassen, die der Wand 184 gegenüberliegt, wie dies in Fig. 9 durch gestrichel te Linien angedeutet wird. In diesem Fall würde die Querwand durch diese andere Seitenwand 186 der Ka stenhälfte 114 und durch die Wand 156 der Kastenhälf te 112 gebildet. As a variant, the collecting box 114 could have a general U-shaped cross section and comprise another side wall 186 (transverse wall), which is opposite the wall 184 , as is indicated in FIG. 9 by dashed lines. In this case, the transverse wall would be formed by this other side wall 186 of the box half 114 and by the wall 156 of the box half 112 .
Die Erfindung läßt natürlich zahlreiche Ausführungs varianten zu.The invention of course leaves numerous execution variants too.
So ist es möglich, vorzusehen, daß keine der Kasten hälften einen Vorsprung umfaßt, oder daß jede der Ka stenhälften einen Vorsprung aufweist, was jeweils von den installationstechnischen Vorgaben für den Wärme tauscher abhängig ist.So it is possible to provide that none of the boxes halves comprises a projection, or that each of the Ka half has a projection, each of the installation specifications for heat is dependent on the exchanger.
Außerdem wurde die Erfindung zwar unter besonderer Bezugnahme auf einen Heizradiator für den Fahr gastraum eines Kraftfahrzeugs beschrieben; sie kann jedoch auch bei anderen Wärmetauscherarten Anwendung finden.In addition, although the invention has been particularly Reference to a heating radiator for driving described the interior of a motor vehicle; she can however also for other types of heat exchangers Find.
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