DE2352950A1

DE2352950A1 - Fluessigkeitsdurchstroemter leichtmetall-waermetauscher

Info

Publication number: DE2352950A1
Application number: DE19732352950
Authority: DE
Inventors: Hans Werneke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1973-10-23
Filing date: 1973-10-23
Publication date: 1975-04-30
Also published as: BR7408755D0

Description

VOLKSWAGEHWEHK Aktiengesellschaft

318 Wolfsburg
Unsere Zeichen: K 1582
1702-Pt-We-Hr

2 2.10. 73

Flüssigkeitsdurohatrömter Leichtmetall-Wärmetauscher

Sie Erfindung bezieht sich auf einen flüssigkeitsdurohströmten
Leichtmetall-Wärmetauscher alt einer Vielzahl von flaohrohrfönaigen, Strömungskanäle bildenden Sauteilen.

Insbesondere im Automobilbau ist es bereits längere Zeit bekannt,
Wärmetauscher, beispielsweise Öl- oder Wasserkühler, aus Leichtmetall zu fertigen, um dadurch z.B. Gewichteeinsparungen zu erzielen. Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für solche Wärmetauscher besteht darin, eine Vielzahl von lotplattierten Aiusniniumpreßteilen mit abwechselnder Lage zu einem Kühlerpaket übereinander zu stapeln und dieses, naehd©sa es mechanisch verklammert ist, durch Aufbringen von Flußmittel und anschließendes Erwärmen auf LSttemperatur miteinander zu verbinden« Die Strömungskanäle zvas Pühruag der Arbeitsaedien werden dabei durch ©ntsprechende Formgebung der Pröjiteile zwischen den auf@lnand@rg©st&pelten Teilen ausgebildete

509818/057 8

Bei einer anderen Ausführungsform eines Leichtmetall-Wärmetauschers werden die Strömungskanäle durch einzelne, besonders gefertigte Rohre mit kreisförmigem oder abgeflachtem (ovalem) Querschnitt gebildet, die zwischen einem oberen und einem unteren Flüssigkeitssammelraum eingesetzt sind* Sie Querschnittsformen dieser Einzelrohre sind jedoch aus Fertigungsgründen auf einige wenige Ausführungen beschränkt, die nicht immer den von den Strömungsverhältnissen, der Wärmeübertragungszahlen und der Festigkeit her geforderten optimalen Querschnitten entsprechen.

Sie der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, einen Leichtmetall-Wärmetauscher zu sohaffen, bei dem die die Strömungskanäle bildenden Bauteile zwecks hoher Wärmeübertragungsleistungen optimale Querschnittsformen aufweisen und dennoch einfach und preisgünstig herstellbar sind.

Ausgehend von einem flüssigkeitsdurchströmten Lfiohtmetall-Wftrmetauscher mit einer Vielzahl von flachrohrförmigen, Strömungakanäl· bildenden Bauteilen wird diese Aufgabe erfindungsgemäß daduroh gelöst, daß die flachrohrförmigen Bauteile jeweils mindestens zwei parallele Strömungskanäle aufweisen und aus jeweils einem plattenförmigen Leichtmetallpreßteil durch Umbiegen in der Längemitte und flüssigkeitsdichtes Verbinden an den Längsrändern hergestellt sind. Im Vergleich zu den aus übereinandergestapelten, plattenförmigen Bauteilen aufgebauten Wärmetauschern mit etwa den gleiohen Kanalquer schnitt sformen entfällt die Notwendigkeit der fluseigkeitsdiohten Verlötung an einer Känallängsaeite, wodurch die Gefahr von Leokagen geringer wird. Außerdem verringert sioh die reine Zahl der zub Aufbau des Wärmetauschererforderliohen plattenförmigen Bauteile um die Hälfte, wodurch die durch Verschnitt bei der Herstellung der plattenförmigen Bauteile entstehenden Verluste verringert werden.

Gegenüber den. runde oder ovale Einzelrohr· aufweisenden Wärmetauschern ergibt sich bei Verwendung der erfindungsgemäßen Lehre die Möglichkeit, die zur Erreichung hoher Wärmeübertragungsleistungen und guter Festigkeitswerte optimal geeigneten Kanalquersohnitte ohne

509818/05 7.8

hohe Kosten und PertigungsSchwierigkeiten auszuführen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung weisen die flachrohrfönaigen Bauteile innere, die Strömungekanäle voneinander trennende Längsrippen auf, die durch in Längsrichtung verlaufende, miteinander zur Anlage kommende Stege an den plattenförmigen Preßteilen gebildet sind. Indem also an dem plattenförmigen Preßteil symmetrisch zur Längsmitte sickeriartige Stege vorgesehen werden, die beim Umbiegen des Preßteils jeweils miteinander zur Anlage kommen und nach ihrer Verbindung durch beispielsweise eine Lötnaht, die den Innenraum des Bauteils aufteilenden Längsrippen bilden, läßt sich ein flaohrohrförmiges Bauteil mit einer beliebigen Zahl von parallelen Strömungskanälen sohaffen. Diese Längsrippen tragen zu einer wesentlichen Versteifung der flaohrohrförmigen Bauteile bei, so daß trotz großer Strömungskanaloberflächen gute Festigkeitswerte erzielt werden.

Schließlich sollen die Längsrippen im Bereich der Enden der flachrohrförmigen Bauteile auslaufen und die parallelen Strömungskanäle in diesen Bereichen zu einem gemeinsamen Kanalquersohnitt zusammengeführt sein. Dadurch vereinfacht sich die Befestigung der flaohrohrförmigen Bauteile in den Flüssigkeitssammelräumen.

Weitere Vorteile und die wesentlichen Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung enthalten, die das in der Zeichnung gezeigte Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen

Figur 1 einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscher mit einem von Flüssigkeit durchströmten Bohr im Längsschnitt,

Figur 2 einen Querschnitt durch den Wärmetauscher gemäß den Schnittlinien II-II aus Figur 1,

Figur 5 einen Schnitt gemäß den Schnittlinien III-III aus Figur 2 und

509818/0578

Figuren 4 bis 6 verschiedene Stufen bei der

Herstellung eines Piachrohres aus einem plattenförmigen Sauteil.

In dem in der Figur 1 dargestellten Ausschnitt aus einem Wärmetauscher ist mit 1 ein stehend angeordnetes, von Flüssigkeit, beispielsweise Öl oder Wasser durchströmtes flaohrohrförmiges Bauteil bezeichnet. Dieses wird an seinen beiden Enden in Sammelbehälter eingeführt und befestigt, von denen in der Zeichnung ein Teil des oberen Behälters 2 gezeigt ist. Wie aus der Figur 2 näher zu erkennen ist, weist der Wärmetauscher mehrere hintereinander liegende Bohre 1 auf, zwischen denen meanderförmig gebogene Lamellen 5 (Figur 5) zur Führung der Kühlluft angeordnet sind. Anstelle der Meanderform können diese Lamellen 5 auch zick-zack-förmig ausgebildet sein. Mit den Pfeilen 4 ist die Strömungsriohtung der zu kühlenden Flüssigkeit und mit 5 die der Kühlluft angedeutet.

Wie aus der Figur 2 weiter ersichtlioh ist, sind die einzelnen flaohrohrförmigen Bauteile jeweils aus einem plattenförmigen Bauteil hergestellt, das in seiner Längemitte umgebogen, also gefaltet, und an seinen Längsrändern 7 durch eine flüssigkeitsdiohte Lötung verbunden ist. Der auf diese Weise gebildete Flüssigkeitskanal wird in dem hier gezeigten Beispiel durch eine mittlere, versteifend wirkende, Längsrippe geteilt, die durch zwei zur gegenseitigen Anlage kommende und miteinander durch Lötung verbundene Sioken oder Stege 8 gebildet ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, das flaohrohrförmige Bauteil 1 durch eine größere Zahl von Versteifungsrippen in mehr als zwei Teilkanäle aufzuteilen.

In den Figuren 4 bis 6 sind nun einzelne Verfahrenesohritte zur Herstellung der aus Leichtmetall, beispielsweise Aluminium, bestehenden "Faltrohre" gezeigt. Dabei stellt die Figur 4 die als Auegangsmaterial verwendete Platine 1a dar, in der bereits am Hand und in dem mittleren Bereich die Anlagestege bzw. Sioken 7 und 8 eingedrückt sind. In der

509818/0578

_ 5—

Figur 5 ist das Umbiegen oder Falten dieser Platine um ihre Längsmitte gezeigt, während in der Darstellung der Figur 6 das Herstellen einer Überlappung 10 an den beiden Enden 9 des "Faltrohres" 1 gezeigt wird. Hierbei wird ein Keilschieber 11 in das offene Ende 9 des "Faltrohres" 1 eingeführt, während Preßwerkzeuge 12 von beiden Schmalseiten her über das "Faltrohr" gedrüokt werden, wobei die an diesen Enden vorgesehenen Ausstellungen 10 einander überlappen.

Nach einem Fertigplanieren der "Faltrohre" werden diese in den entsprechenden Ausnehmungen an den oberen und unteren Sammelkasten des Wärmetauschers eingeführt, zwisohen den einzelnen Faltrohren die Luftleitlamellen 3 eingesetzt und der so komplettierte Wärmetauscher nach dem Aufbringen eines Flußmittels durch Aufsprühen, Eintauchen oder dergleichen, in einem Lötofen an den miteinander zur Anlage kommenden Stellen der einzelnen Sauteile verlötet.

Die erfindungsgemäße Ausführung vereinigt in gleicher Weise ein Optimum an werkstoff- und lötverfahrensgereohter Konstruktion für hartgelötete Leichtmetall-Flüssigkeltswärmetaueoher, wie sie beispielsweise als luftgekühlte Öl- oder Wasserktthler sowie Heizungswärmetausoher in Kraftfahrzeugen verwendet werden. Diese Wärme- . tauscher gemäß der Erfindung zeichnen sich durch große Wärmeübertragungsleistungen, niedrige Herstellungskosten und hohe Festigkeit bei geringem Gewicht aus.

509818/0578

Claims

ANSPRÜCHE

1.J Flüssigkeitsduxchströmter Leichtmetall-Wärmetauscher mit einer Vielzahl von flachrohrförmigen, Strömungskanäle bildenden Bauteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die flachrohrförmigen Bauteile (1) jeweils mindestens zwei parallele Strömungskanäle aufweisen und aus jeweils einem plattenförmigen Leichtmetallpreßteil (la) durch Umbiegen in der Längsmitte und flüseigkeitsdiohtes Verbinden an den Längsrändern (7) hergestellt sind.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeibnet, daß die flachrohrförmigen Sauteile (1) innere, die Strömungekanäle voneinander trennende Längsrippen aufweisen, die durch in Längsrichtung verlaufende, miteinander zur Anlage kommende Stege (7) an den plattenförmigen Preßteilen (la) gebildet sind.

3· Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dit Längsrippen im Bereich der Enden (9) der flachrohrförmigen Sauteile auslaufen und die parallelen Strömungskanäle dort zu einem gemeinsamen Kanalquersohnitt zusammengeführt sind.

S0981 8/0578

Leerse ite