DE4339952A1

DE4339952A1 - Heat exchanger with parallel flat tubes

Info

Publication number: DE4339952A1
Application number: DE19934339952
Authority: DE
Inventors: Klaus Bonnert; Klaus Foerster; Cord Voelker
Original assignee: Behr GmbH and Co KG; Mahle Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1993-11-24
Filing date: 1993-11-24
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: FR2712968A1; DE4339952B4; FR2712968B1

Abstract

The tube (1) ends are located in corresp. apertures of headers (3) formed by a base (5) with side edges (7,8) and a lid, which are mutually insertable. The headers contain end-side closures. In each header is fitted a partition (10) transverse to the header longitudinal extension. In the region of the partitions are located, in the side edges, radially inwards directed deformations (12) supported by the partition. The deformations are impressed by a printed tool, such as a punch, whose point has an angle of 30 degrees.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit mehreren par allelen Flachrohren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a heat exchanger with several par allelic flat tubes specified in the preamble of claim 1 Genus.

Aus der EP-A-0 374 896 ist ein Wärmetauscher mit mehreren parallelen Flachrohren bekannt, wobei die Enden der Flachrohre sich in entspre chenden Öffnungen von Sammelrohren befinden. Die Sammelrohre beste hen aus je einem mit seitlichen Rändern ineinander gesteckten Boden und Deckel und sind endseitig mit Verschlußstücken versehen. Inner halb des Sammelrohres befindet sich mindestens eine quer zu dessen Längsrichtung angeordnete Trennwand zur Umlenkung des Wärmetau scherfluids. Bei der bekannten Anordnung sind der Boden und der Dec kel in ihrem Überlappungsbereich derart ausgeführt, daß der Boden in dem Überlappungsbereich Aussparungen aufweist, in die Einprägungen des Deckels ragen. Dabei müssen die Einprägungen in einem Bereich außerhalb des eigentlichen Sammelrohrquerschnitts liegen, damit beim Verformungsvorgang der Einprägungen eine entsprechende Abstützung erfolgen kann, oder die Einprägungen müssen vorgeformt sein und in entsprechende Öffnungen des Gegenstückes einrasten. Eine Kraftbeauf schlagung in radialer Richtung des Sammelrohres würde zu Durchbie gungen im Nahtbereich führen und somit eine zuverlässige Verlötung nicht ermöglichen.EP-A-0 374 896 describes a heat exchanger with several parallel ones Flat tubes are known, the ends of the flat tubes corresponding to one another corresponding openings of header pipes. The header pipes are the best They each have a bottom that is nested with side edges and cover and are provided at the end with closure pieces. Inner Half of the collecting tube is at least one transverse to it Partition arranged in the longitudinal direction for deflecting the heat rope shear fluids. In the known arrangement, the bottom and the Dec kel performed in their overlap area so that the bottom in has recesses in the overlap area, in the impressions protrude from the lid. The impressions must be in one area lie outside the actual header cross-section, so with the Deformation process of the impressions an appropriate support can take place, or the impressions must be preformed and in engage the corresponding openings in the counterpart. A force Strike in the radial direction of the manifold would lead to sag lead in the seam area and thus a reliable soldering not allow.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem die das Sammelrohr bildenden Teile auf einfache Weise ver bunden werden können und gleichzeitig das Sammelrohr formstabil bleibt.It is the object of the present invention a heat exchanger to create the genus specified in the preamble of claim 1, in which the parts forming the manifold ver in a simple manner can be bound and at the same time the manifold is dimensionally stable remains.

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die wesenstlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die das Sammelrohr bildenden Teile auf einfache Weise zuverlässig mechanisch gefügt werden, wobei im Bereich der zu verlötenden Ränder Formstabi lität durch die von innen abstützende Trennwand gewährleistet ist. Auf diese Weise kann das Sammelrohr bereits vor dem Löten des Wärme tauschers als ein Bauteil gehandhabt werden, was insbesondere beim Aufdrücken des Sammelrohrs auf die Enden der Flachrohre von Vorteil ist.This task is carried out in a heat exchanger of the generic type solved by the characterizing features of claim 1. The The main advantages of the invention are that the Parts forming the collecting tube in a simple manner reliably mechanically be added, with shape stabilization in the area of the edges to be soldered lity is guaranteed by the internal partition wall. In this way, the manifold can already be soldered before the heat can be handled as a component, which is particularly important for Pressing the header onto the ends of the flat tubes is an advantage is.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sind die Verformungen mittels eines spitzen Werkzeugs eingedrückt. Hierfür eignet sich insbesondere ein Körner oder ein vergleichbares keilförmiges Werkzeug. Die Einrichtung zur Erzeugung dieser Materi alverformungen der beiden überlappenden Teile ist so gestaltet, daß sie exakt der Position der Trennwände innerhalb des Sammelrohres entspricht, wobei die Fixierung an allen Verformungspunkten gleichzeitig erfolgt. Als vorteilhaft wird eine Ausgestaltung des Körners angesehen, der an der Vorderseite seines Schaftes eine Spitze besitzt, wobei sich seitlich der Spitze an dem Schaft eine Planierfläche erstreckt. Diese Planierfläche begrenzt die Eindring tiefe der Körnerspitze und dient somit der Fertigungssicherheit. Da mit eine wirksame formschlüssige Verbindung auf möglichst kleiner Fläche erfolgen kann, sollte die Spitze des Werkzeugs einen Winkel von 25° bis 40°, vorzugsweise jedoch 30° aufweisen. According to a preferred development of the subject matter of the invention the deformations are pressed in using a pointed tool. A grain or a comparable one is particularly suitable for this wedge-shaped tool. The device for the production of this matter al deformations of the two overlapping parts is designed so that they exactly the position of the partitions within the manifold corresponds, with the fixation at all deformation points done simultaneously. An embodiment of the Grains viewed, one on the front of his shaft Has tip, with one on the side of the tip on the shaft Leveling area extends. This leveling area limits penetration depth of the center of the grain and thus serves for manufacturing safety. There with an effective positive connection on the smallest possible Surface can be done, the tip of the tool should make an angle from 25 ° to 40 °, but preferably 30 °.

Um das Eindringen des Materials des radial äußeren Randes in den ra dial inneren Rand zu erleichtern und damit einen besonders guten Formschluß zu erzielen ist es zweckmäßig, daß der radial innen lie gende seitliche Rand an der Anlagefläche zu dem radial außen lie genden seitlichen Rand an den für die Verformungen vorgesehenen Stellen jeweils eine vorgefertigte Vertiefung besitzt. Eine solche Vertiefung ist zweckmäßigerweise konisch oder kegelig ausgebildet. Damit kein Durchbruch des Materials des radial innen liegenden Ran des erfolgt wird vorgeschlagen, daß die Vertiefung - sofern eine solche vorgesehen ist - oder die Eindringtiefe der Verformung maxi mal 2/3 der Materialstärke des Sammelrohres beträgt. Damit das Ein dringen des Materials des radial außen liegenden Teils in den Rand des radial innen liegenden Teils weiter erleichtert wird, kann der Teil des Sammelrohres mit den radial innen liegenden Rändern aus ei ner härteren Aluminiumlegierung bestehen als der Teil mit den radial außen liegenden Rändern.To prevent the penetration of the material of the radially outer edge into the ra to facilitate dial inner edge and thus a particularly good To achieve positive locking, it is appropriate that the lie radially inside lateral edge on the contact surface to the radially outside side edge on the intended for the deformations Each has a pre-made recess. Such The depression is expediently conical or conical. So there is no breakthrough in the material of the radially inner Ran It is proposed that the deepening - if one such is provided - or the penetration depth of the deformation maxi times 2/3 of the material thickness of the manifold. So that the one penetrate the material of the radially outer part into the edge of the radially inner part is further facilitated Part of the manifold with the radially inner edges made of egg Harder aluminum alloy than the part with the radial outer edges.

Die Trennwanddicke sollte vorzugsweise 3 mm betragen, denn eine solche Trennwanddicke bietet eine ausreichende Abstützkraft und außerdem wird die Fertigungssicherheit bei auftretenden Toleranzen der vorgesehenen Verformungspunkte erhöht. Ferner gewährleistet diese Trennwanddicke auch, daß die Trennwand exakt positioniert und im rechten Winkel zur Längsachse des Sammelrohres angeordnet ist.The partition wall thickness should preferably be 3 mm, because one such partition thickness offers sufficient support and In addition, the manufacturing reliability in the event of tolerances the intended deformation points increased. Also guaranteed this partition thickness also that the partition is positioned exactly and is arranged at right angles to the longitudinal axis of the header.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.An embodiment of the invention is based on the Drawing explained in more detail.

In der Zeichnung zeigt:The drawing shows:

Fig. 1 die Außenansicht eines Sammelrohres mit eingesteckten Enden von Flachrohren; Figure 1 is an external view of a header with inserted ends of flat tubes.

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und Fig. 2 shows a section along the line II-II in Fig. 1 and

Fig. 3 einen Abschnitt eines Werkzeugs. Fig. 3 shows a section of a tool.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Ausschnitt eines Wärmetauschers 2 dar gestellt, der aus einer Vielzahl von Flachrohren 1 und dazwischen angeordneten Wellrippen 9 besteht, wobei die Enden der Flachrohre 1 in ein Sammelrohr 3 münden. Das Sammelrohr 3 besitzt zur Aufnahme der Enden der Flachrohre 1 nach innen gerichtete Durchzüge 4 mit schlitzartigen Öffnungen. Das Sammelrohr 3 besteht aus einem Boden 5 und einem Deckel 6, die mit sich gegenseitig überlappenden Rändern 7 und 8 verbunden sind. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Deckel 6 einen radial innen liegenden seitlichen Rand 8 und der Boden einen radial außen liegenden seitlichen Rand 7 besitzen und diese Ränder 7 und 8 eine gemeinsame Anlagefläche 15 aufweisen.In Fig. 1 and Fig. 2, a section of a heat exchanger 2 is provided, which consists of a plurality of flat tubes 1 and corrugated fins 9 arranged therebetween, the ends of the flat tubes 1 opening into a header tube 3 . The collecting tube 3 has inwardly directed passages 4 with slot-like openings for receiving the ends of the flat tubes 1 . The collecting tube 3 consists of a bottom 5 and a cover 6 , which are connected with mutually overlapping edges 7 and 8 . From Fig. 2 it can be seen that the cover 6 has a radially inner side edge 8 and the bottom has a radially outer side edge 7 and these edges 7 and 8 have a common contact surface 15 .

In Fig. 1 ist gezeigt, daß zur Strömungsumlenkung und auch als seit liche Verschlußstücke in dem Sammelrohr 3 zwischen Boden 5 und Dec kel 6 mehrere Trennwände 10 angeordnet sind, die exakt dem Quer schnitt des Sammelrohres 3 entsprechen und einen Vorsprung 11 besit zen, der durch eine schlitzartige Öffnung 14 im Deckel 6 des Sammel rohres 3 ragt. Im Bereich jeder Trennwand 10 ist zu beiden Seiten der Längsachse des Sammelrohres 3 eine nach innen gerichtete Verfor mung 12 der seitlichen Ränder 7 vorgesehen, wobei die Trennwand 10 als innere Abstützung dient. Die Verformung 12 ist in der Darstel lung gemäß Fig. 2 durch Eindrücken eines Körners erzeugt, wobei eine Spitze 13 des Materials des Bodens 5 in das Material des Deckels 6 eindringt, so daß sich eine formschlüssige Verbindung von Boden 5 und Deckel 6 ergibt. Durch die Körnerspitze verbleibt eine kegelige Vertiefung 16 in dem kegeligen Rand 7, deren Öffnungswinkel α der Körnerspitze entspricht und im Ausführungsbeispiel 30° beträgt. Wie ferner aus Fig. 2 ersichtlich ist, beträgt die Eindringtiefe s der Verformung 12 in dem innen liegenden Rand 8 etwa 2/3 der Material stärke d des Sammelrohres 3, bzw. des Deckels 6.In Fig. 1 it is shown that for flow deflection and as since Liche closure pieces in the collecting tube 3 between the bottom 5 and Dec angle 6 several partitions 10 are arranged which correspond exactly to the cross section of the collecting tube 3 and have a projection 11 zen, the through a slot-like opening 14 in the cover 6 of the collecting tube 3 protrudes. In the area of each partition 10 , an inward deformation 12 of the side edges 7 is provided on both sides of the longitudinal axis of the collecting tube 3 , the partition 10 serving as an internal support. The deformation 12 is shown in the presen- tation of FIG. 2 by pressing a grain, a tip 13 of the material of the bottom 5 penetrates into the material of the lid 6 , so that there is a positive connection between the bottom 5 and lid 6 . Through the center of the grain, a conical recess 16 remains in the conical edge 7 , the opening angle α of which corresponds to the center of the grain and is 30 ° in the exemplary embodiment. As can also be seen from FIG. 2, the depth of penetration s of the deformation 12 in the inner edge 8 is approximately 2/3 of the material thickness d of the collecting tube 3 or the cover 6 .

Die Fig. 3 zeigt den vorderen Abschnitt eines als Körner 20 ausge bildeten Werkzeugs. Der Körner 20 weist an dem vorderen Ende seines Schaftes 17 eine Spitze 18 auf. Seitlich der Spitze 18 ist das vor dere Ende des Schaftes 17 als ebene, sich rechtwinklig zur Längsachse des Schaftes 17 erstreckende Planierfläche 19 ausgebil det. Diese Planierfläche 19 begrenzt die Eindringtiefe der Spitze 18, so daß ein Durchstoßen vermieden wird. Außerdem werden durch die Planierfläche 19 eventuell entstehende Falten bzw. Aufwürfe im Be reich der Körnung egalisiert, so daß die Gefahr von Fehllötstellen reduziert wird. Fig. 3 shows the front portion of a tool formed as a grain 20 . The grain 20 has a tip 18 at the front end of its shaft 17 . To the side of the tip 18 is the front end of the shaft 17 as a flat, perpendicular to the longitudinal axis of the shaft 17 extending leveling surface 19 ausgebil det. This leveling surface 19 limits the depth of penetration of the tip 18 so that puncturing is avoided. In addition, any folds or peaks that may occur in the grain area are leveled out by the leveling surface 19 , so that the risk of incorrect solder joints is reduced.

Claims

1. Heat exchanger ( 2 ) with a plurality of parallel flat tubes ( 1 ), the ends of which are located in corresponding openings of header tubes ( 3 ), the header tubes ( 3 ) each having a bottom ( 5 , 8 ) which is plugged into one another with lateral edges ( 7 , 8 ) ) and Dec kel ( 6 ) are formed and provided with end caps, and at least one in the collecting tube ( 3 ) arranged transversely to the longitudinal direction of the partition ( 10 ), characterized in that in the region of the partition ( 10 ) directed radially inward Deformations ( 12 ) are provided in the lateral edges ( 7 , 8 ), which the partition ( 10 ) serves as an abutment.

2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the deformations ( 12 ) are pressed in by means of a pointed tool, in particular a grain ( 20 ).

3. Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the grains ( 20 ) comprises a shaft ( 17 ) and a tip ( 18 ) arranged on the front of the shaft ( 17 ), the surface ( 19 ) located on the side of the tip ( 18 ) ) the front side is designed as a leveling surface.

4. Heat exchanger according to claim 3, characterized in that the tip ( 18 ) has an angle of 25 ° to 40 °, preferably 30 °.

5. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the radially inner lateral edge ( 8 ) on the contact surface to the radially outer lateral edge ( 7 ) at the locations provided for the deformations ( 12 ) each has a prefabricated recess .

6. Heat exchanger according to claim 5, characterized in that the Recess is conical or conical.

7. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the recess ( 16 ) has a penetration depth (s) of a maximum of 2/3 of the material thickness Ma (d) of the collecting tube ( 3 ) or cover ( 6 ) be.

8. Heat exchanger according to one of claims 5 to 7, characterized in that the part of the manifold ( 3 ) with the radially inner edges ( 8 ) consists of a harder aluminum alloy tion than the part with the radially outer edges ( 7 ).

9. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the partition ( 10 ) has a thickness of approximately 3 mm.