DE4339952B4

DE4339952B4 - Heat exchanger with several parallel flat tubes

Info

Publication number: DE4339952B4
Application number: DE19934339952
Authority: DE
Inventors: Klaus Bonnert; Klaus FÖRSTER; Cord Völker
Original assignee: 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: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2013-11-25
Also published as: FR2712968A1; FR2712968B1; DE4339952A1

Abstract

Wärmetauscher (2) mit mehreren parallelen Flachrohren (1), deren Enden sich in entsprechenden Öffnungen von Sammelrohren (3) befinden, wobei die Sammelrohre (3) aus je einem mit seitlichen Rändern (7, 8) ineinandergesteckten Boden (5) und Deckel (6) gebildet und mit endseitigen Verschlußstücken versehen sind, sowie mindestens einer in dem Sammelrohr (3) quer zu dessen Längsrichtung angeordneten Trennwand (10), dadurch gekennzeichnet, daß radial nach innen gerichtete Verformungen (12) in beiden seitlichen Rändern (7, 8) vorgesehen und diese Verformungen (12) mittels eines spitzen Werkzeugs, insbesondere eines Körners (20) eingedrückt sind und daß die Verformungen (12) in den seitlichen Rändern (7, 8) im Bereich der Trennwand (10) vorgesehen sind, so daß die Trennwand (10) als Widerlager dient.heat exchangers (2) with several parallel flat tubes (1) whose ends are in corresponding openings of headers (3), wherein the headers (3) from each one with lateral edges (7, 8) nested bottom (5) and lid (6) formed and provided with end closures are, and at least one in the manifold (3) transversely to its longitudinal direction arranged partition (10), characterized in that radially inwardly directed deformations (12) in both lateral edges (7, 8) and these deformations (12) by means of a pointed tool, in particular a grain (20) are pressed and that the Deformations (12) in the lateral edges (7, 8) in the region of Partition (10) are provided so that the partition (10) as an abutment serves.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit mehreren parallelen Flachrohren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.The The invention relates to a heat exchanger with several parallel Flat tubes of the type specified in the preamble of claim 1.

Aus der EP-A-0 374 896 ist ein Wärmetauscher mit mehreren parallelen Flachrohren bekannt, wobei die Enden der Flachrohre sich in entsprechenden Öffnungen von Sammelrohren befinden. Die Sammelrohre bestehen aus je einem mit seitlichen Rändern ineinander gesteckten Boden und Deckel und sind endseitig mit Verschlußstücken versehen. Innerhalb des Sammelrohres befindet sich mindestens eine quer zu dessen Längsrichtung angeordnete Trennwand zur Umlenkung des Wärmetauscherfluids. Bei der bekannten Anordnung sind der Boden und der Deckel 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 Kraftbeaufschlagung in radialer Richtung des Sammelrohres würde zu Durchbiegungen im Nahtbereich führen und somit eine zuverlässige Verlötung nicht ermöglichen.Out EP-A-0 374 896 is a heat exchanger known with several parallel flat tubes, the ends of the Flat tubes are located in corresponding openings of headers. The headers consist of one with each other with lateral edges inserted bottom and cover and are provided at the end with closures. Within of the manifold is at least one transverse to its longitudinal direction arranged partition wall for deflecting the heat exchange fluid. In the known arrangement, the bottom and the lid in their overlap area executed in such a way that the Soil in the overlap area Has recesses, protrude into the imprints of the lid. there have to the imprints in an area outside lie the actual manifold cross-section, so during the deformation process the impressions a corresponding support can be done, or the imprints have to be preformed and engage in corresponding openings of the counterpart. A force application in the radial direction of the manifold would lead to deflections lead in the seam area and thus a reliable one 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 verbunden werden können und gleichzeitig das Sammelrohr formstabil bleibt.It the object of the present invention is a heat exchanger to provide the type specified in the preamble of claim 1, in which the manifold forming parts connected in a simple manner can be and at the same time the collecting tube remains dimensionally stable.

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 Formstabilität durch die von innen abstützende Trennwand gewährleistet ist. Auf diese Weise kann das Sammelrohr bereits vor dem Löten des Wärmetauschers als ein Bauteil gehandhabt werden, was insbesondere beim Aufdrücken des Sammelrohrs auf die Enden der Flachrohre von Vorteil ist.These Task is at a heat exchanger of the generic type solved by the characterizing features of claim 1. The The essential advantages of the invention can be seen in the fact that the Collecting tube forming parts in a simple manner reliable mechanical together be dimensional stability in the area of the edges to be soldered through the inside supporting Partition wall ensured is. In this way, the manifold can already before soldering the heat exchanger be handled as a component, which in particular when pressing the Collecting tube on the ends of the flat tubes is beneficial.

Die Verformungen sind mittels eines spitzen Werkzeugs eingedrückt. Hierfür eignet sich insbesondere ein Körner oder ein vergleichbares keilförmiges Werkzeug. Die Einrichtung zur Erzeugung dieser Materialverformungen 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 Eindringtiefe der Körnerspitze und dient somit der Fertigungssicherheit. Damit 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.The Deformations are impressed by means of a pointed tool. Suitable for this purpose in particular a grain or a similar wedge-shaped one Tool. The device for producing these material deformations the two overlapping parts is designed to be exactly the position of the partitions within the manifold corresponds to the fixation at all Deformation points occur simultaneously. As advantageous is a Design of the grain viewed, which has a tip at the front of its shaft, wherein a leveling surface extends laterally of the tip on the shaft. This leveling surface limits the penetration depth of the center point and thus serves manufacturing reliability. For an effective positive connection on as possible small area can be done, the tip of the tool should be an angle of 25 ° to 40 °, preferably however, have 30 °.

Um das Eindringen des Materials des radial äußeren Randes in den radial inneren Rand zu erleichtern und damit einen besonders guten Formschluß zu erzielen ist es zweckmäßig, daß der radial innen liegende seitliche Rand an der Anlagefläche zu dem radial außen liegenden 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 Randes erfolgt wird vorgeschlagen, daß die Vertiefung – sofern eine solche vorgesehen ist – oder die Eindringtiefe der Verformung maximal 2/3 der Materialstärke des Sammelrohres beträgt. Damit das Eindringen 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 einer härteren Aluminiumlegierung bestehen als der Teil mit den radial außen liegenden Rändern.Around the penetration of the material of the radially outer edge in the radial to facilitate inner edge and thus achieve a particularly good fit It is expedient that the radially inside lying lateral edge on the contact surface to the radially outer lateral edge to the for The deformations provided bodies each a prefabricated Deepening possesses. Such a depression is expediently conical or conical. Thus no breakthrough of the material of the radially inward edge is suggested that the recess - if such is provided - or the penetration depth of the deformation is at most 2/3 of the thickness of the material Collecting tube amounts. Thus, the penetration of the material of the radially outer part in the Edge of the radially inner part is further facilitated, the Part of the manifold with the radially inner edges a harder one Aluminum alloy exist as the part with the radially outside 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 such Partition wall thickness provides sufficient support force and also the production reliability with occurring tolerances of the provided Deformation points increased. Furthermore guaranteed this partition wall thickness also that the Partition wall precisely positioned and at right angles to the longitudinal axis of the manifold is arranged.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.One embodiment The invention is explained below with reference to the drawing.

In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:

1 die Außenansicht eines Sammelrohres mit eingesteckten Enden von Flachrohren; 1 the outside view of a manifold with inserted ends of flat tubes;

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

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

In 1 und 2 ist ein Ausschnitt eines Wärmetauschers 2 dargestellt, 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 2 ist ersichtlich, daß der Dekkel 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 1 and 2 is a section of a heat exchanger 2 shown, consisting of a variety of flat tubes 1 and corrugated ribs interposed therebetween 9 exists, with the ends of Flachroh re 1 in a collecting pipe 3 lead. The manifold 3 has to receive the ends of the flat tubes 1 inward passageways 4 with slit-like openings. The manifold 3 consists of a floor 5 and a lid 6 with overlapping edges 7 and 8th are connected. Out 2 it can be seen that the lid 6 a radially inner side edge 8th and the bottom has a radially outer lateral edge 7 own and these edges 7 and 8th a common investment area 15 exhibit.

In 1 ist gezeigt, daß zur Strömungsumlenkung und auch als seitliche Verschlußstücke in dem Sammelrohr 3 zwischen Boden 5 und Deckel 6 mehrere Trennwände 10 angeordnet sind, die exakt dem Querschnitt des Sammelrohres 3 entsprechen und einen Vorsprung 11 besitzen, der durch eine schlitzartige Öffnung 14 im Deckel 6 des Sammelrohres 3 ragt. Im Bereich jeder Trennwand 10 ist zu beiden Seiten der Längsachse des Sammelrohres 3 eine nach innen gerichtete Verformung 12 der seitlichen Ränder 7 vorgesehen, wobei die Trennwand 10 als innere Abstützung dient. Die Verformung 12 ist in der Darstellung gemäß 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 2 ersichtlich ist, beträgt die Eindringtiefe s der Verformung 12 in dem innen liegenden Rand 8 etwa 2/3 der Materialstärke d des Sammelrohres 3, bzw. des Deckels Die 3 zeigt den vorderen Abschnitt eines als Körner 20 ausgebildeten Werkzeugs. Der Körner 20 weist an dem vorderen Ende seines Schaftes 17 eine Spitze 18 auf. Seitlich der Spitze 18 ist das vordere Ende des Schaftes 17 als ebene, sich rechtwinklig zur Längsachse des Schaftes 17 erstreckende Planierfläche 19 ausgebildet. 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 Bereich der Körnung egalisiert, so daß die Gefahr von Fehllötstellen reduziert wird.In 1 It is shown that the flow deflection and also as a lateral closure pieces in the manifold 3 between ground 5 and lid 6 several partitions 10 are arranged, which are exactly the cross section of the manifold 3 correspond and have a lead 11 own that through a slot-like opening 14 in the lid 6 of the manifold 3 protrudes. In the area of each partition 10 is on both sides of the longitudinal axis of the manifold 3 an inward deformation 12 the lateral edges 7 provided, wherein the partition wall 10 serves as internal support. The deformation 12 is in the illustration according to 2 produced by impressing a grain, with a tip 13 of the material of the soil 5 in the material of the lid 6 penetrates, so that a positive connection of soil 5 and lid 6 results. Through the center of the grain remains a conical depression 16 in the conical edge 7 whose opening angle α corresponds to the center of the grain and in the exemplary embodiment is 30 °. As further out 2 it can be seen that the penetration depth s is the deformation 12 in the inner edge 8th about 2/3 of the material thickness d of the manifold 3 , or the cover The 3 shows the front section of a grain 20 trained tool. The grains 20 points at the front end of its shaft 17 a peak 18 on. Side of the top 18 is the front end of the shaft 17 as a plane, perpendicular to the longitudinal axis of the shaft 17 extending leveling surface 19 educated. This leveling surface 19 limits the penetration depth of the tip 18 , so that a puncture is avoided. In addition, by the leveling surface 19 Any resulting wrinkles or pimples in the area of grain size are equalized, so that the risk of incorrect soldering is reduced.

Claims

Heat exchanger ( 2 ) with several parallel flat tubes ( 1 ), whose ends are located in corresponding openings of collecting pipes ( 3 ), whereby the headers ( 3 ) from one each with lateral edges ( 7 . 8th ) nested ground ( 5 ) and lid ( 6 ) are formed and provided with end-side closure members, and at least one in the manifold ( 3 ) arranged transversely to the longitudinal direction of the partition ( 10 ), characterized in that radially inwardly directed deformations ( 12 ) in both lateral edges ( 7 . 8th ) and these deformations ( 12 ) by means of a pointed tool, in particular a grain ( 20 ) and that the deformations ( 12 ) in the lateral edges ( 7 . 8th ) in the region of the partition ( 10 ) are provided so that the partition ( 10 ) serves as an abutment.

Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the grains ( 20 ) a shaft ( 17 ) and one at the front of the shaft ( 17 ) arranged tip ( 18 ), wherein the side of the tip ( 18 ) surface ( 19 ) of the front is designed as a leveling surface.

Heat exchanger according to claim 2, characterized in that the tip ( 18 ) has an angle of 25 ° to 40 °, preferably 30 °.

Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the radially inner side edge ( 8th ) on the contact surface to the radially outer side edge ( 7 ) at the for the deformations ( 12 ) provided bodies each have a prefabricated depression.

heat exchangers according to claim 4, characterized in that the recess conical or is conical.

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

Heat exchanger according to one of claims 4 to 7, characterized in that the part of the collecting pipe ( 3 ) with the radially inner edges ( 8th ) consists of a harder aluminum alloy, than the part with the radially outer edges ( 7 ).

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