EP1321734A1 - Flat tubes heat exchanger and fabricating process associated - Google Patents
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- EP1321734A1 EP1321734A1 EP02020114A EP02020114A EP1321734A1 EP 1321734 A1 EP1321734 A1 EP 1321734A1 EP 02020114 A EP02020114 A EP 02020114A EP 02020114 A EP02020114 A EP 02020114A EP 1321734 A1 EP1321734 A1 EP 1321734A1
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- F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
- F28D2021/0073—Gas coolers
Definitions
- the invention relates to a flat tube heat exchanger, in particular for a heating or air conditioning system for a motor vehicle according to the preamble of claim 1, and a method for producing such Flat tube heat exchanger according to the preamble of Claim 22.
- the serpentine flat tubes open at the other end in a cross-divided collection tube piece, one half as Distributor for feeding the refrigerant into a part of the channels each Flat tube and the other half acts as a collector, in the other Channels of each flat tube open.
- Umlenkrohr GmbHen is therefore the refrigerant in block depth direction from one to the other channels deflected the respective flat tube.
- the two serpentine flat tubes prefabricated as separate components, each with a straight Flachrohrendteil flat side together and with the abutting ends in the Collecting or deflecting tube piece inserted and sealed.
- Such flat tube heat exchanger allow, in particular with regard to production costs, still wishes open.
- EP 0 414 433 discloses a duplex heat exchanger comprising a Refrigerant flow in cross-countercurrent allows by two of successively arranged flat heat exchangers, hereinafter referred to as Blocks designated, each with two headers, over a variety consists of flat tubes connected to each other.
- the two blocks are connected to each other by means of flange and O-ring seals, for which they are separated, clamped, soldered and soldered together after soldering need to be connected.
- Such a duplex heat exchanger Made of two blocks comes with a variety of items and one associated with relatively high production costs, making the production expensive is.
- It is an object of the invention is a flat tube heat exchanger of the beginning to improve the type mentioned.
- a flat tube heat exchanger in particular for a heating or air conditioning system for a motor vehicle, with a plurality of flat tube elements and at least two with the flat tube elements connected collecting pipes provided, with two each Flat tube elements are connected to each other cohesively.
- the flat tube elements preferably have two torsion regions. Such a design allows for easy production wherein the individual flat-tube elements are stable in themselves and thus process well to let. The dead space can be reduced by the fact that one each Torsions Scheme each flat tube element adjacent to each of the Collecting tubes is arranged.
- the flat tube elements are twisted by 90 °, in particular in the opposite direction, which offers manufacturing advantages.
- a torsion can be provided in the same direction, so that with two 90 ° turns a 180 ° rotation of the refrigerant over the entire width of the flat tube heat exchanger takes place.
- the flat tube elements so arranged between the headers and the manifolds interconnected, that they can be flowed through in countercurrent operation, wherein partition walls can be arranged in the headers, so that arranged within a block of between two headers Flat tube elements a subdivision is possible, and, for example, two blocks of manifold flat tube element assemblies arranged one behind the other are.
- the manifold is through formed into a groove shaped sheet metal strip whose edges in run substantially parallel to a longitudinal median plane of the channel and forming an open gap for receiving the free ends of the flat tubes serves.
- the edges can be a constant distance or a have repeated parallel offset (passes).
- the metal strip on its interior and / or Be outside lotplattiert, if he, what will be discussed, out a flat material is formed.
- This embodiment offers the Possibility to simplify the soldering process.
- the edges of the metal strip may diverge outwards and so form an insertion bevel for the flat tubes, which the Assembly process much easier.
- the cross section of the gutter can in particular easy way to match an omega. It results in a stable Cross-section, which is also particularly easy for the insertion of the flat tube ends suitable.
- the closed area of the channel with cuts be provided for insertion of separation or end walls and also with openings that serve as inlet or outlet for the medium can serve.
- an end wall with provided a slot into which protrude one or more flat tubes.
- the separation or end walls can provide with recesses corresponding to the cross section of the channel, preferably So the Omega cross section, correspond and in the longitudinal direction let slide onto the gutters, so that the arrangement of incisions, optionally be provided later in the manifold must, is not necessary, and at the same time the space between Block ribs and feed pipes against misguided air. It will be later though also be shown that such cuts or openings also even before the transformation of the metal strip to its channel shape Punching can be introduced so that even then a cutting Editing is not required.
- the flat tubes with 90 ° twisted ends in the Spalt are used, with the twisted ends of several flat tubes in the interior of the gutter directly abut each other and so the distance set the individual flat tubes.
- the Distance of the twisted outer part of the flat tubes from the free end respectively be chosen so that the twisted part immediately as a stop to the can serve the gap-forming edges.
- the collection tube provides a method in which as the starting material provided at least on one side solder plated flat sheet metal strip which is bent inwards to the gutter with the solder-plated side, whose edges are at least at one point away from each other, the one tailored to the strength of counselbeenden flat tubes Gap forms.
- Such a production also makes it possible in a simple way to provide punches in the initially flat sheet metal strip, which after forming such a metal strip to its final shape, such as in a multi-stage or progressive composite press tool can happen, the incisions for inserting the separation or End walls or the inflow and outflow openings for the medium form.
- the configuration can also be made such that after inserting the free flat tube ends in the gap between the Edge the later solder joint a certain distance from the flat tube end , so that is avoided by capillary forces in solder the flat tube channels runs.
- a solder foil or a thin lot-coated sheet metal are inserted.
- a flat tube at the beginning of the flat tube at a first point, which from Flat tube beginning at the length (L1) is spaced, at a second Position, which is spaced from the flat tube beginning by the length (L2), and at the flat tube end is rotated by 90 °, and the flat tube in his Center is provided with a Sollrissline and bent so that both Halves of the flat tube lie flat against each other in one end region come, wherein the wall of the flat tube at least partially, i. at the Outer radius, rips open.
- the two sheet halves at Circumference is straightened and compressed until touching lie together.
- the direct concern of the two End sections with their flat sides has a shape-stabilizing and space-saving effect In particular, this measure minimizes the width or height of the Slot on the terminal compartment component at least slightly more as the double thickness or height of the flat tube.
- a terminal compartment component Used manifold, a common, preferably on the entire collection tube length continuous longitudinal slot for insertion a plurality of juxtaposed pairs of adjacent flat tube part end portions has, what the building and assembling the flat tube connection structure and a whole, using this Heat exchanger flat tube block further facilitated.
- a Collecting tube to be used with passages There is also a manifold with a common longitudinal slot for the Flachrohr Federatione to be inserted therein easier to manufacture than a manifold, each with a slot for each flat tube part.
- a common and certainly not a continuous collection tube longitudinal slot so no exact manufacturing tolerances are met as in the case of individual Insertion slots for each two with flat side adjacent end portions configuredsteckenden flat tube parts.
- a development of the invention has the advantage that during the Process step for introducing the predetermined tear line simultaneously and thus without significant additional effort Lotgurstopprillen be introduced, with which stopped a flow of solder from the area of the joint or at least can be reduced.
- Fig. 1 a piece of a flat sheet metal strip 1 'is shown, the Preparation of a manifold according to the present invention provided is.
- This sheet metal strip 1 ' is a slot-shaped punching the second and provided with a round also punched-out opening 3.
- Of the Sheet metal strip 1 ' is on the side facing away from the viewer in not Lotplattiert manner shown in detail.
- the ends or at least one end of a gutter may have at least one bevel in the direction of the flat tubes to be inserted, as the insertion aid to serve for the flat tubes.
- FIGS. 3 and 5 make it clear that the channel 1 is relatively simple Way a manifold can be formed when partitions 8 different Divide sections of the channel against each other and, for example one of the openings 3 as an inflow opening to the manifold in the sense of Arrows 9 is flowed through and another opening 3 in another Section of the manifold as a drain opening to the outflow in the sense of Arrow 10 is used.
- the partitions 8 are in the slot openings 2 used, which are dimensioned so that the lowest point of Slot 2 in the final shape of the channel 2 of FIG. 3 or FIG. 5 with the Beginning of the end 7 'of the flat tube coincides.
- the partition 8 is formed as a solder-plated flat sheet, then can inserted into the slot 2 and then soldered in the channel 1, whereby the flat tubes 7 soldered to the edges 5 of the channel tight be so that a heat exchanger can be formed, the flat tubes flowed in a manner not shown by one of the media be involved in the heat transfer, while the second Medium through the manifold, i. through the channel 1 and through the flat tubes 7 flows.
- an additional slot Be provided (not shown), in which the ends of the flat tubes 7 is inserted are.
- the partitions preferably have cutouts 21, which can at least partially take the pipes.
- Fig. 6 shows a variant of a heat exchanger in so far as here
- Flat tubes 11 inserted into the groove formed as a collecting channel 1 are, whose inserted between the edges 5 ends 11 'in each case by 90 ° are twisted relative to the rest of the pipe section.
- the flat tubes 11 be traversed in the direction of the arrow 12.
- the Possibility to ribbed the spaces between the flat tubes 11 provided to improve heat transfer.
- For the rest can be the collecting duct formed by the channel 1 in the same way Divide partitions 8 in its length and with inlet or outlet openings 3, as explained with reference to FIGS. 1 to 5.
- the Production of the channel 1 also takes place in the same way.
- FIG. 7 reveals in this context that the in the channel 1 pushed ends 11 'of the flat tubes 11 abut each other and so the distance between the individual flat tubes 11 in a simpler Way can be maintained.
- FIG. 8 shows a variant of the collecting tube designed as a channel insofar as here the edges 5a diverge outwards and only in one Abut area of the flat tubes 7, which is slightly from the free end of the Randes is removed.
- the edges 5a in this way each form an insertion bevel for the free ends of the flat tubes 7.
- Pipe ends limits the engagement or insertion depth of the pipes, since by twisting the pipe ends, the width of the pipe ends with increasing distance from the pipe end grows. The soldering takes place in Contact area of the edges 5a with the flat tubes 7 instead.
- Figs. 9 to 12 illustrate another way of attaching End walls for the trained as a gutter 1 collection tube.
- Be lotplattiere plates 13 with a recess 16 in the cross-sectional shape made the channel 1, which then after the flat tube 14 or several flat tubes are inserted into the channel, from the outside to the Trough 1 be deferred until it on the one or more flat tubes issue. In this position, the sheets 13 are then together with the Flat tube and the channel 1 soldered.
- This embodiment also opens up the possibility of several such recesses 16 to arrange in a common plate 15, then, as Fig. 12 shows, as the end plate of three adjacent Hoppers in the form of grooves 1 is usable and for example the production of a serpentine heat exchanger with in loops laid flat tubes 17 and 18 allows.
- FIG. 12 also shows a cover strip 22 which serves as much as possible little false air is generated.
- Figs. 13 to 18 is an example of a method for producing a Flat tube connection structure illustrated in successive process steps, as in particular for heat exchangers of vehicle air conditioners is usable with carbon dioxide or another Refrigerants work.
- Fig. 13 illustrates an initial process step in which a bent over Flat tube blank 101 provided with at least one sheet 102 becomes.
- This can be a serpentine flat tube blank with several bends or even just around a U-shaped flat tube blank with a single arc, in Fig. 13 for clarity half of the flat tube blank 101 only a bow and the two subsequent, rectilinear flat tube sections 101 a, 101 b explicitly are shown.
- the outer radius of the Arc 102 centered over the entire flat tube width extending, transverse tear line introduced by means of a mandrel 103 or a needle.
- Fig. 14 shows in the plan view of the sheet 102 through the Scoring the outer edge generated tear line 104.
- Fig. 15 illustrates the movement of the thus processed flat tube blank 101 in a forming tool, of which schematically only two here pressing jaws 105, 106 are shown.
- the flat tube blank 101 is inserted so far into the pressing tool that only his bow 102 with the outside crack line 104 between the Pressing jaws 105, 106 is located.
- the two adjoining the arch 102, rectilinear flat tube sections 101a, 101b are replaced by a interposed spacer block 107 supported and kept at a distance.
- a solder sheet 108 is inserted.
- the pressing tool is activated, i. the two pressing jaws 105, 106 move towards each other, as indicated by corresponding arrows.
- the flat tube 101 tears at the outer radius of the arc while compressing the sheet 102 along the previously introduced tear line 104 on.
- everyone there Flow channel of the flat tube blank 101 to form a corresponding Mouth opening breaks open to the outside.
- eight flow channels belong to eight mouth openings 109 recognize.
- the flanks are standing essentially in front of the flat tube thickness, so that on the one hand the Do not hinder the forming process and on the other hand the same side Flanks of both pressing jaws 105, 106 in the end position shown in Fig. 16 of the pressing tool against each other and the side Prevent squeezing out of pipe material. In other words, will This realizes a calibration process, which together with the forming process takes place or adjoins this and with the Flachrohrendabête 102a, 102b are calibrated in terms of width and height.
- the part of the formed flat tube blank shown in FIGS. 16 and 17 thus includes two multi-channel flat tube parts 110, 111, respectively a rectilinear flat tube section 101a, 101b and the associated, bowed bow halves 102a, 102b include and over the not torn inner arc radius are integrally connected to each other.
- the two transition regions 112, 113 form between the respective End portion 102a, 102b and the respective center portion 101a, 101b a shoulder region whose outer dimension perpendicular to the flat tube plane from the double flat tube thickness in the end section area around the Height of the spacer block 107 increases in the central portion region, wherein the Height of the spacer block 107 the remaining distance of the Flachrohrstoffabête 101a, 101b for later installation of the flat tube parts 110, 111 defined in a heat exchanger flat tube block and accordingly is selected.
- the pressing jaws 105, 106 are released, the deformed flat tube is removed, and the spacer block 107 will be removed. Then on the reshaped end section with the two rectilinear arc halves 102a, 102b a collecting manifold 114 deferred. Subsequently, the thus prefabricated flat pipe connection structure sealed by a conventional soldering, preferably in a common soldering process, in which the rest Soldered joints of a heat exchanger Flachrohrblock arrangements made in which the connection structure is used.
- soldering flux stop grooves 118 are provided, the preferred without much extra effort in the pipe bend area or the adjacent part of the rectilinear pipe center sections 101a, 101b can be introduced during the process step, in which by the scoring mandrel 103 and the scoring needle, the predetermined tear line 104th is introduced.
- three are used Löthnestopprillen 118 outside and inside by a corresponding Scratching tool 119, see Fig. 13, introduced into a pipe region which is in the finished tube block between the straight bent sheet halves 102a, 102b on the one hand and a corrugated fin on the other hand, each is inserted between the Flachrohrstoffabête.
- the manifold 114 has an apparent from Fig. 18 ⁇ -shaped Cross section, i. the limiting the continuous longitudinal slot Longitudinal edges 115, 116 are slightly widened away from each other and thus facilitate the pushing on of the collecting tube 114 or the insertion the respective Flachrohrendabitess 102a, 102b.
- Collecting tube 114 with these slot-limiting longitudinal edges 115, 116th against the shoulder region 112, 113 of the formed flat tube for Plant comes, automatically the insertion depth of the two in one piece limited connected flat tube parts 110, 111 containing flat tube. Over an associated mouth opening are thus ever a flow channel each of the two multi-channel flat tube parts 110, 111 with a from Collector 114 defined collecting space 117 in fluid communication.
- the flat-tube connection structure according to the invention according to FIG. 18 can be used, for example, for the aforementioned serpentine-type heat exchanger which is used as an evaporator in CO 2 vehicle air conditioners and has a refrigerant deflection in the block depth direction, one or more of serpentine flat tubes being divided into a cross-divided collection tube piece and / or or open into an undivided Umlenkrohr Gi. Both the connection to the transversely divided manifold and the connection to the or the Umlenkrohr spicye can be realized by the present, flat-tube connection structure according to the invention.
- the manifold 114 according to FIG. 18 can be used with the modification that it is provided with a corresponding transverse partition wall.
- the Umlenkrohr harmonye the undivided manifold 114 shown in FIG. 18 is used.
- modified flat-tube connection structures can be produced according to the invention are.
- the arc outside tearing of the flat tube and thus the opening of the or the flat tube channels leads the arc halves then one more have a certain distance from each other.
- the eight-channel flat tube shown any other conventional, bent Flat tube with only one flow channel or with any other number of flow channels can be used.
- side by side pairs of flat tube sections formed by pipe bend forming in the common, preferably continuous Collector longitudinal slot can be inserted.
- the inventive method has the advantage that couples of flat tube parts, with the flat side adjacent end portions in one Terminal compartment component are to be inserted, from a single flat tube blank can be made and in one piece with each other remain, with their flow channels without cutting in the bow area outside tearing open.
- the coherent flat tube parts, the parts of a rectilinear flat tube or a serpentine flat tube can represent when building a flat tube block for an associated heat exchanger comparatively easy to handle, and the insertion depth into the terminal compartment component can be automatically limit.
- serpentine heat exchanger this can be done using a single continuous Flachrohrserpentine be built, but he can also consist of several serpentine segments, up to the case that the respective segment only from the two connected by a bow, straight sections of a U-shaped flat tube blank.
- FIGS. 19A to 19D and Fig. 20 are shown schematically.
- a Coil is a flat tube blank 201 with a plurality of not in detail unwound lines and cut to length.
- Fig. 19A shows a corresponding cut to length flat tube blank 201, which at the flat tube beginning 202, at a first location 203, which from the flat tube beginning 202 is spaced by the length L1, at a second location 204, which from the Flat tube beginning 202 is spaced by the length L2, and at the flat tube end 205 is rotated by 90 °, the torsion in each of the same direction is done.
- torsion may be provided in the opposite direction, wherein each twist is opposite to the one or more adjacent torsions.
- the thus prepared flat tube blank 201 at its center 206 (i.e., spaced from the flat tube beginning 2 by the length (L1 + L2) / 2) provided with a predetermined breaking point or tear line 207 and order a mandrel D serving as a spacer is reshaped so that both Halves of the flat tube blank 201 come to rest at a distance A. Simultaneously with or subsequent to the provision of the predetermined tear line 207 also Lottikstopprillen can be provided.
- a solder material can be introduced, and a Baking tool B transforms the 180 ° arc portion 208 such that both Halves of the flat tube blank 201 come to lie flat against each other (see Fig. 19D).
- the thorn D again ensures that the desired distance is maintained.
- the mandrel D and the jaw tool B are removed.
- a flat tube half is referred to a flat tube element 209 taken.
- headers have - according to a first variant - in their longitudinal direction extending slots, with one of the manifolds twice as has many slots, as the other manifold, since in each case a slot for the flat tube beginning 202 and the flat tube end 205 of slightly lower Width, but only one slot for the flat tube center 206, the doubled is required by slightly larger width.
- the headers are replaced by a Formed channel, for example, has a ⁇ -shaped cross section, as described above.
- the headers have a certain number of refrigerant diversions on, which are tuned so that an optimal refrigerant flow causes becomes.
- the gas cooler block can - depending on the requirement - a common Corrugated rib or two separate corrugated fins, which is a far-reaching thermal Ensure decoupling.
- the refrigerant After each passing through a width of the flat tube heat exchanger, i.e. after flowing through a flat tube element 209, the refrigerant enters a manifold, there is a mixing the refrigerant of the individual lines in the flat tube, so that at the beginning the further flow through another flat tube element 209 the Refrigerant in all lines has approximately the same temperature.
- the torsion of the flat tubes also improves the mixing of the refrigerant.
- a gas cooler 210 may be assembled as shown schematically in FIG is indicated.
- three flat tube elements 209 i. in the present Case a flat tube blank 201, which according to the above Description has been reshaped and a flat tube element 209, which was also converted according to the above description, however separated from its second half, Z-shaped joined together, wherein Collecting tubes 211 are provided at the deflection points 212 to a Allow mixing of the refrigerant.
- Collecting tubes 211 are provided at the deflection points 212 to a Allow mixing of the refrigerant.
- a 2-fold Deflection of the refrigerant in the depth of the gas cooler 210 The The flow direction of the refrigerant is indicated in FIG. 20 by arrows on the refrigerant inlet. and -austritt and the flow direction of the air to be cooled indicated by an arrow from below.
- Fig. 21 in the form of a gas cooler are two individual blocks each with two manifolds 221, each individual block soldered for themselves and then on common side panels to a Block is assembled, provided.
- a manifold 221 of each block is provided with a partition wall 223 so that the flat tube heat exchanger flows through a total of four sub-blocks.
- the refrigerant enters the rear lower sub-block, it travels the flow through the sub-block via the manifold 221 in the rear upper part block, which flows through it, is then in the middle in the lower one Passed part of the front part block, flows through the sub-block and passes then in the upper front part block, where it after flowing through it exits again, as indicated by the arrows in Fig. 21.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Flachrohr-Wärmeübertrager, insbesondere für
eine Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen
Flachrohr-Wärmeübertragers gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 22.The invention relates to a flat tube heat exchanger, in particular for
a heating or air conditioning system for a motor vehicle according to the preamble
of
In den älteren deutschen Patentanmeldungen 100 49 256.8 und 101 05 201.2 sind verschiedene Flachrohr-Wärmeübertrager, insbesondere in Serpentinenbauweise, mit Flachrohranschlussstrukturen beschrieben, bei denen zwei Serpentinen-Flachrohre mit flachseitig gegeneinander anliegenden Enden in ein jeweiliges Sammelrohr münden, um ein Kältemittel parallel in die Flachrohre hinein und aus den Flachrohren heraus zu leiten. Des weiteren sind dort Beispiele von Serpentinen-Wärmeübertragerblöcken gezeigt, bei denen je zwei benachbarte Mehrkanal-Serpentinenflachrohre mit flachseitig gegeneinander anliegenden Endabschnitten in ein Umlenkrohrstück münden. Mit ihrem anderen Ende münden die Serpentinenflachrohre in ein quergeteiltes Sammelrohrstück, dessen eine Hälfte als Verteiler zur Einspeisung des Kältemittels in einen Teil der Kanäle jedes Flachrohrs und dessen andere Hälfte als Sammler fungiert, in den die anderen Kanäle jedes Flachrohrs münden. In den Umlenkrohrstücken wird daher das Kältemittel in Blocktiefenrichtung von den einen in die anderen Kanäle des jeweiligen Flachrohrs umgelenkt. Zur Herstellung dieser Strukturen zum Anschluss je zweier benachbarter Serpentinen-Flachrohre an ein Sammelrohrstück oder Umlenkrohrstück werden die beiden Serpentinen-Flachrohre als separate Bauteile vorgefertigt, mit je einem geradlinigen Flachrohrendteil flachseitig aneinandergelegt und mit den aneinandergelegten Enden in das Sammel- bzw. Umlenkrohrstück eingefügt und dichtgelötet. Derartige Flachrohr-Wärmeübertrager lassen, insbesondere in Hinblick auf die Herstellungskosten, noch Wünsche offen.In the older German patent applications 100 49 256.8 and 101 05 201.2 are different flat tube heat exchangers, especially in Serpentine construction, described with flat tube connection structures, at which two serpentine flat tubes with flat side against each other Ends in a respective manifold open to a refrigerant parallel into the flat tubes in and out of the flat tubes out. Furthermore, there are examples of serpentine heat exchanger blocks shown, in which two adjacent multi-channel serpentine flat tubes with flat side abutting end portions in one Open the deflection pipe section. The serpentine flat tubes open at the other end in a cross-divided collection tube piece, one half as Distributor for feeding the refrigerant into a part of the channels each Flat tube and the other half acts as a collector, in the other Channels of each flat tube open. In the Umlenkrohrstücken is therefore the refrigerant in block depth direction from one to the other channels deflected the respective flat tube. For the preparation of these structures for Connection of two adjacent serpentine flat tubes to a manifold section or Umlenkrohrstück be the two serpentine flat tubes prefabricated as separate components, each with a straight Flachrohrendteil flat side together and with the abutting ends in the Collecting or deflecting tube piece inserted and sealed. Such flat tube heat exchanger allow, in particular with regard to production costs, still wishes open.
Die EP 0 414 433 offenbart einen Duplex-Wärmeübertrager, der einen Kältemitteldurchfluss im Kreuzgegenstrom ermöglicht, indem er aus zwei hintereinander angeordneten flachen Wärmeübertragern, im folgenden als Blöcke bezeichnet, mit jeweils zwei Sammelrohren, die über eine Vielzahl von Flachrohren miteinander verbunden sind, besteht. Die beiden Blöcke sind mittels Flansch und O-Ring-Abdichtungen miteinander verbunden, wofür sie getrennt aufgebaut, gespannt, gelötet und nach dem Löten miteinander verbunden werden müssen. Ein derartiger Duplex-Wärmeübertrager aus zwei Blöcken ist mit einer Vielzahl von Einzelteilen und einem relativ hohen Herstellungsaufwand verbunden, so dass die Herstellung teuer ist.EP 0 414 433 discloses a duplex heat exchanger comprising a Refrigerant flow in cross-countercurrent allows by two of successively arranged flat heat exchangers, hereinafter referred to as Blocks designated, each with two headers, over a variety consists of flat tubes connected to each other. The two blocks are connected to each other by means of flange and O-ring seals, for which they are separated, clamped, soldered and soldered together after soldering need to be connected. Such a duplex heat exchanger Made of two blocks comes with a variety of items and one associated with relatively high production costs, making the production expensive is.
Es ist Aufgabe der Erfindung einen Flachrohr-Wärmeübertrager der eingangs genannten Art zu verbessern.It is an object of the invention is a flat tube heat exchanger of the beginning to improve the type mentioned.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Flachrohr-Wärmeübertrager mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. This object is achieved by a flat-tube heat exchanger with the
Features of
Erfindungsgemäß wird ein Flachrohr-Wärmeübertrager, insbesondere für eine Heizungs- oder Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug, mit einer Mehrzahl von Flachrohr-Elementen und mindestens zwei mit den Flachrohr-Elementen verbundenen Sammelrohren zur Verfügung gestellt, wobei jeweils zwei Flachrohr-Elemente miteinander stoffschlüssig verbunden sind. Dies reduziert die Zahl der Einzelteile und vereinfacht den Zusammenbau. Dabei kann ein erfindungsgemäßer Flachrohr-Wärmeübertrager sowohl als Gaskühler als auch als Verdampfer verwendet werdenAccording to the invention, a flat tube heat exchanger, in particular for a heating or air conditioning system for a motor vehicle, with a plurality of flat tube elements and at least two with the flat tube elements connected collecting pipes provided, with two each Flat tube elements are connected to each other cohesively. This reduces the number of items and simplifies the assembly. It can a flat-tube heat exchanger according to the invention both as a gas cooler as well as being used as an evaporator
Die Flachrohr-Elemente weisen vorzugsweise zwei Torsionsbereiche auf. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Herstellung wobei die einzelnen Flachrohr-Elemente in sich stabil sind und sich dadurch gut verarbeiten lassen. Der Todraum lässt sich dadurch reduzieren, dass je ein Torsionsbereich jedes Flachrohr-Elements benachbart zu je einem der Sammelrohre angeordnet ist.The flat tube elements preferably have two torsion regions. Such a design allows for easy production wherein the individual flat-tube elements are stable in themselves and thus process well to let. The dead space can be reduced by the fact that one each Torsionsbereich each flat tube element adjacent to each of the Collecting tubes is arranged.
Vorzugsweise sind die Flachrohr-Elemente um jeweils 90° tordiert, insbesondere in gegenläufiger Richtung, was fertigungstechnische Vorteile bietet. Alternativ kann auch eine Torsion in gleicher Richtung vorgesehen sein, so dass bei zwei 90°-Drehungen eine 180°-Drehung des Kältemittels über die gesamte Breite des Flachrohr-Wärmeübertragers erfolgt.Preferably, the flat tube elements are twisted by 90 °, in particular in the opposite direction, which offers manufacturing advantages. Alternatively, a torsion can be provided in the same direction, so that with two 90 ° turns a 180 ° rotation of the refrigerant over the entire width of the flat tube heat exchanger takes place.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Flachrohr-Elemente derart zwischen den Sammelrohren angeordnet und über die Sammelrohre miteinander verbunden, dass sie im Gegenstrombetrieb durchströmbar sind, wobei in den Sammelrohren Trennwände angeordnet sein können, so dass innerhalb eines Blocks von zwischen zwei Sammelrohren angeordneten Flachrohr-Elementen eine Unterteilung möglich ist, und bspw. zwei Blöcke von Sammelrohr-Flachrohr-Elemente-Anordnungen hintereinander angeordnet sind.According to a preferred embodiment, the flat tube elements so arranged between the headers and the manifolds interconnected, that they can be flowed through in countercurrent operation, wherein partition walls can be arranged in the headers, so that arranged within a block of between two headers Flat tube elements a subdivision is possible, and, for example, two blocks of manifold flat tube element assemblies arranged one behind the other are.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird das Sammelrohr durch einen zu einer Rinne geformten Blechstreifen gebildet, dessen Ränder im wesentlichen parallel zu einer Längsmittelebene der Rinne verlaufen und einen offenen Spalt bilden, der zur Aufnahme der freien Enden der Flachrohre dient. Dabei können die Ränder einen konstanten Abstand oder einen wiederholten parallelen Versatz (Durchzüge) haben. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, in einfacher Weise ohne irgendeine spanabhebende Bearbeitung, Flachrohre untereinander durch das Sammelrohr zu verbinden, wobei die zum Spalt geformten Ränder für den Lötvorgang geeignete Anlageflächen an den Flachrohrenden bilden.According to a preferred embodiment, the manifold is through formed into a groove shaped sheet metal strip whose edges in run substantially parallel to a longitudinal median plane of the channel and forming an open gap for receiving the free ends of the flat tubes serves. The edges can be a constant distance or a have repeated parallel offset (passes). This embodiment makes it possible in a simple way without any machining, Connecting flat tubes to each other through the manifold, the gap shaped edges being suitable for the soldering operation Form contact surfaces on the flat tube ends.
Vorzugsweise kann hierbei der Blechstreifen auf seiner Innen- und/oder Außenseite lotplattiert sein, wenn er, worauf noch eingegangen wird, aus einem Flachmaterial geformt wird. Diese Ausgestaltung bietet dann auch die Möglichkeit, den Lötvorgang zu vereinfachen.Preferably, in this case, the metal strip on its interior and / or Be outside lotplattiert, if he, what will be discussed, out a flat material is formed. This embodiment then offers the Possibility to simplify the soldering process.
In Weiterbildung können die Ränder des Blechstreifens nach außen divergieren und so eine Einführschräge für die Flachrohre bilden, welche den Montagevorgang sehr erleichtert. Der Querschnitt der Rinne kann in besonders einfacher Weise einem Omega entsprechen. Es ergibt sich ein stabiler Querschnitt, der sich auch besonders einfach für das Einsetzen der Flachrohrenden eignet. Dabei kann der geschlossene Bereich der Rinne mit Einschnitten zum Einsetzen von Trenn- oder Abschlusswänden versehen sein und ebenso mit Öffnungen, die als Zu- oder Abflussöffnung für das Medium dienen können. In a further development, the edges of the metal strip may diverge outwards and so form an insertion bevel for the flat tubes, which the Assembly process much easier. The cross section of the gutter can in particular easy way to match an omega. It results in a stable Cross-section, which is also particularly easy for the insertion of the flat tube ends suitable. In this case, the closed area of the channel with cuts be provided for insertion of separation or end walls and also with openings that serve as inlet or outlet for the medium can serve.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Abschlusswand mit einem Schlitz vorgesehen, in den ein oder mehrere Flachrohre ragen.According to a preferred embodiment, an end wall with provided a slot into which protrude one or more flat tubes.
Möglich ist es aber auch, die vorzusehenden Trenn- oder Abschlusswände mit Aussparungen zu versehen, die dem Querschnitt der Rinne, vorzugsweise also dem Omegaquerschnitt, entsprechen und sich in Längsrichtung auf die Rinnen aufschieben lassen, so dass die Anordnung von Einschnitten, die gegebenenfalls nachträglich in dem Sammelrohr vorgesehen werden müssen, nicht notwendig ist, und die gleichzeitig den Raum zwischen Rippen und Zufuhrrohren gegen Fehlluft versperren. Es wird später aber auch noch gezeigt werden, dass solche Einschnitte oder Öffnungen auch schon vor der Umformung des Blechstreifens zu seiner Rinnenform durch Einstanzen eingebracht werden können, so dass auch dann eine spanende Bearbeitung nicht erforderlich ist.It is also possible, however, to provide the separation or end walls to provide with recesses corresponding to the cross section of the channel, preferably So the Omega cross section, correspond and in the longitudinal direction let slide onto the gutters, so that the arrangement of incisions, optionally be provided later in the manifold must, is not necessary, and at the same time the space between Block ribs and feed pipes against misguided air. It will be later though also be shown that such cuts or openings also even before the transformation of the metal strip to its channel shape Punching can be introduced so that even then a cutting Editing is not required.
In Weiterbildung können die Flachrohre mit um 90° verdrehten Enden in den Spalt eingesetzt werden, wobei die verdrehten Enden mehrerer Flachrohre im Inneren der Rinne unmittelbar aneinander anliegen und so den Abstand der einzelnen Flachrohre festlegen. Gleichzeitig kann aber auch der Abstand des verdrehten Außenteiles der Flachrohre vom freien Ende jeweils so gewählt sein, dass der verdrehte Teil unmittelbar als Anschlag an den den Spalt bildenden Rändern dienen kann. Auch in Richtung zur Achse der Rinne wird auf diese Weise eine Ausrichtung der Flachrohre möglich, ohne dass gesonderte Maßnahmen getroffen werden müssen. Alternativ können die verdrehten Enden der Flachrohre beabstandet voneinander sein. In diesem Fall liegt nicht ein durchgehender Spalt vor, sondern es sind Durchzüge vorgesehen.In development, the flat tubes with 90 ° twisted ends in the Spalt are used, with the twisted ends of several flat tubes in the interior of the gutter directly abut each other and so the distance set the individual flat tubes. At the same time but also the Distance of the twisted outer part of the flat tubes from the free end respectively be chosen so that the twisted part immediately as a stop to the can serve the gap-forming edges. Also towards the axis of Trough is possible in this way an alignment of the flat tubes, without that separate measures must be taken. Alternatively you can the twisted ends of the flat tubes spaced from each other. In In this case, there is not a continuous gap, but it is passages intended.
Wie vorher schon angedeutet, ist es besonders vorteilhaft, zur Herstellung des Sammelrohrs ein Verfahren vorzusehen, bei dem als Ausgangsmaterial ein mindestens auf einer Seite lotplattierter flacher Blechstreifen vorgesehen ist, der mit der lotplattierten Seite nach innen zu der Rinne umgebogen wird, deren Ränder mindestens an einer Stelle einen Abstand zueinander haben, der einem auf die Stärke von einzuschiebenden Flachrohren abgestimmten Spalt bildet. Eine solche Herstellung ermöglicht es auch in einfacher Weise, in dem zunächst noch flachen Blechstreifen Einstanzungen vorzusehen, welche nach dem Umformen eines solchen Blechstreifens zu seiner Endform, was beispielsweise in einem Mehrstufen- oder Folgeverbundpressenwerkzeug geschehen kann, die Einschnitte zum Einsetzen der Trenn- oder Abschlusswände oder auch der Zu- und Abflussöffnungen für das Medium bilden. Die Ausgestaltung kann im übrigen auch so getroffen werden, dass nach dem Einsetzen der freien Flachrohrenden in den Spalt zwischen den Rändern die spätere Lötstelle einen gewissen Abstand zum Flachrohrende aufweist, so dass dadurch vermieden wird, dass durch Kapillarkräfte Lot in die Flachrohrkanäle läuft. Bei der Herstellung kann vor dem Lötvorgang zur Dichtlötung zwischen die Flachrohre auch noch eine Lötfolie oder ein dünnes lotbeschichtetes Blech eingelegt werden.As previously indicated, it is particularly advantageous for the production the collection tube to provide a method in which as the starting material provided at least on one side solder plated flat sheet metal strip which is bent inwards to the gutter with the solder-plated side, whose edges are at least at one point away from each other, the one tailored to the strength of einzubeenden flat tubes Gap forms. Such a production also makes it possible in a simple way to provide punches in the initially flat sheet metal strip, which after forming such a metal strip to its final shape, such as in a multi-stage or progressive composite press tool can happen, the incisions for inserting the separation or End walls or the inflow and outflow openings for the medium form. Incidentally, the configuration can also be made such that after inserting the free flat tube ends in the gap between the Edge the later solder joint a certain distance from the flat tube end , so that is avoided by capillary forces in solder the flat tube channels runs. During manufacture, before soldering to Dichtlötung between the flat tubes also a solder foil or a thin lot-coated sheet metal are inserted.
Bei einem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird vorgesehen, dass ein Flachrohr am Flachrohr-Anfang, an einer ersten Stelle, welche vom Flachrohr-Anfang um die Länge (L1) beabstandet ist, an einer zweiten Stelle, welche vom Flachrohr-Anfang um die Länge (L2) beabstandet ist, und am Flachrohr-Ende um jeweils 90° verdreht wird, und das Flachrohr in seiner Mitte mit einer Sollrisslinie versehen und derart gebogen wird, dass beide Hälften des Flachrohres in einem Endbereich flächig aufeinander zu liegen kommen, wobei die Wandung des Flachrohres zumindest teilweise, d.h. am Außenradius, aufreißt.In a manufacturing method according to the invention it is provided that a flat tube at the beginning of the flat tube, at a first point, which from Flat tube beginning at the length (L1) is spaced, at a second Position, which is spaced from the flat tube beginning by the length (L2), and at the flat tube end is rotated by 90 °, and the flat tube in his Center is provided with a Sollrisslinie and bent so that both Halves of the flat tube lie flat against each other in one end region come, wherein the wall of the flat tube at least partially, i. at the Outer radius, rips open.
In einer Weiterbildung der Erfindung werden die beiden Bogenhälften beim Umfangvorgang geradegebogen und zusammengedrückt, bis sie sich berührend aneinander liegen. Das direkte gegeneinander Anliegen der beiden Endabschnitte mit ihrem Flachseiten wirkt formstabilisierend und raumsparend, insbesondere minimiert diese Maßnahme die Breite bzw. Höhe des Einsteckschlitzes am Anschlussraumbauteil auf allenfalls geringfügig mehr als die doppelte Dicke bzw. Höhe des Flachrohrs.In a further development of the invention, the two sheet halves at Circumference is straightened and compressed until touching lie together. The direct concern of the two End sections with their flat sides has a shape-stabilizing and space-saving effect In particular, this measure minimizes the width or height of the Slot on the terminal compartment component at least slightly more as the double thickness or height of the flat tube.
Da die beiden über den zusammengedrückten und außenseitig aufgerissenen Bogen in das Anschlussraumbeil mündenden Flachrohrteile bogeninnenseitig einstückig miteinander in Verbindung bleiben, ist die Handhabung beim Aufbauen und Zusammenfügen dieser Flachrohranschlussstruktur im Vergleich zur Handhabung zweier separater Flachrohrteile vereinfacht. Ein weiterer Vorteil dieses Herstellungsverfahrens besteht darin, dass das Öffnen des Rohrbogens am Außenradius spanlos erfolgt, so dass keine unerwünschten Späne in den Kältemittelkreislauf gelangen können bzw. eine Entfernung von Spänen entfallen kann. Zudem stellt dieses Herstellungsverfahren sehr einfach eine Anschlagbegrenzung für die Einstecktiefe der in das Anschlussraumteil eingesteckten Flachrohrteile zur Verfügung, indem der sich verbreiternde Übergang vom zusammengedrückten Bogen zu den beiden anschließenden Flachrohrabschnitten als Anschlag für das aufgebrachte Anschlussraumteil verwendet werden kann, d.h. die Länge des zusammengedrückten Bogenbereichs wird kleiner gewählt als die Abmessung des Anschlussraumbauteils in der Flachrohreinsteckrichtung.Since the two above the compressed and torn on the outside Arc in the Anschlußraumbeil opening flat tube parts Stay in one piece with each other on the inside of the arch is the Handling during assembly and assembly of this flat tube connection structure in comparison to the handling of two separate flat tube parts simplified. Another advantage of this manufacturing process is that the opening of the pipe bend at the outer radius without cutting takes place, so that no unwanted chips in the refrigerant circuit can reach or a removal of chips can be omitted. moreover This manufacturing process makes it very easy to set a stop limit for the insertion depth of the inserted into the terminal compartment part flat tube parts available by the widening transition from the compressed Arch to the two subsequent flat pipe sections as Stop can be used for the applied terminal compartment part, i.e. the length of the compressed bow area becomes smaller selected as the dimension of the terminal compartment component in the flat tube insertion direction.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird als Anschlussraumbauteil ein Sammelrohr verwendet, das einen gemeinsamen, vorzugsweise über die gesamte Sammelrohrlänge durchgehenden Längsschlitz zum Einstecken mehrerer nebeneinanderliegender Paare von aneinanderliegenden Flachrohrteil-Endabschnitten aufweist, was das Aufbauen und Zusammenfügen der Flachrohranschlussstruktur und eines diese verwendenden, gesamten Wärmeübertrager-Flachrohrblocks weiter erleichtert. Alternativ kann ein Sammelrohr mit Durchzügen verwendet werden. Zudem ist ein Sammelrohr mit gemeinsamem Längsschlitz für die darin einzufügenden Flachrohrstücke einfacher zu fertigen als ein Sammelrohr mit je einem Einsteckschlitz für jedes Flachrohrteil. Außerdem müssen bei Verwendung eines gemeinsamen und erst recht eines durchgehenden Sammelrohr-Längsschlitzes keine so genauen Fertigungstoleranzen eingehalten werden wie im Fall von einzelnen Einsteckschlitzen für je zwei mit flachseitig benachbarten Endabschnitten einzusteckenden Flachrohrteile.In one embodiment of the invention is as a terminal compartment component Used manifold, a common, preferably on the entire collection tube length continuous longitudinal slot for insertion a plurality of juxtaposed pairs of adjacent flat tube part end portions has, what the building and assembling the flat tube connection structure and a whole, using this Heat exchanger flat tube block further facilitated. Alternatively, a Collecting tube to be used with passages. There is also a manifold with a common longitudinal slot for the Flachrohrstücke to be inserted therein easier to manufacture than a manifold, each with a slot for each flat tube part. In addition, when using a common and certainly not a continuous collection tube longitudinal slot so no exact manufacturing tolerances are met as in the case of individual Insertion slots for each two with flat side adjacent end portions einzusteckenden flat tube parts.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird vor Durchführen des Umformvorgangs Lotmaterial in den Bogeninnenbereich eingelegt, z.B. in Form eines Lotblechs oder einer Lotfolie. Das Lotmaterial wird beim Umformvorgang durch das Zusammendrücken des Bogens von den Bogenteilen fixiert und steht dann in diesem Bereich zum Dichtlöten während eines anschließenden Lötvorgangs zur Verfügung.In a development of the invention, before carrying out the forming process Lot material inserted in the arc inner area, e.g. in shape a brazing sheet or a brazing foil. The solder material is during the forming process by squeezing the bow from the arch parts fixed and then stands in this area for Dichtlöten during a subsequent soldering available.
Eine Weiterbildung der Erfindung hat den Vorteil, dass während des Prozessschrittes zum Einbringen der Sollrisslinie gleichzeitig und damit ohne signifikanten Mehraufwand Lotflussstopprillen eingebracht werden, mit denen ein Wegfließen von Lot aus dem Bereich der Fügestelle gestoppt oder jedenfalls vermindert werden kann.A development of the invention has the advantage that during the Process step for introducing the predetermined tear line simultaneously and thus without significant additional effort Lotflussstopprillen be introduced, with which stopped a flow of solder from the area of the joint or at least can be reduced.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen und Varianten hierzu in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- einen Teil eines zur Herstellung eines Sammelrohrs vorgesehenen flachen Blechstreifen,
- Fig. 2
- einen Abschnitt des aus dem Blechstreifen durch Umbiegen gebildeten Sammelrohres,
- Fig. 3
- das durch eingesetzte Trennwände in einen Zu- und in einen Abführabschnitt unterteilte Sammelrohr,
- Fig. 4
- eine perspektivische Darstellung eines Sammelrohrendes im noch nicht verschlossenen Zustand mit einem eingesetzten Sammelrohr,
- Fig. 5
- eine Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch mit einer eingesetzten Trennwand,
- Fig. 6
- eine Darstellung ähnlich Fig. 4, jedoch mit mehreren eingesetzten Flachrohren, deren Enden um 90° gegenüber den anderen Abschnitten verdreht sind,
- Fig. 7
- einen schematischen Längsschnitt durch einen Wärmeübertrager nach Fig. 6 mit eingesetzten Flachrohren,
- Fig. 8
- ein Sammelrohr ähnlich Fig. 4, jedoch mit einem Omegaquerschnitt zur Bildung einer Einführschräge,
- Fig. 9
- eine schematische Seitenansicht eines Teiles eines Wärmeübertragers, bei dem ein Sammelrohrquerschnitt nach Fig. 8 vorgesehen ist,
- Fig. 10
- die Ansicht eines der als Abschlusswand vorgesehenen Bleche der Fig. 9,
- Fig. 11
- eine Trennwand ähnlich Fig. 10, jedoch mit mehreren Aussparungen zur Nebeneinanderanordnung mehrerer Sammelrohre,
- Fig. 12
- ein Ausführungsbeispiel eines Wärmeübertragers mit mehreren nebeneinander liegenden Sammelrohren und einer Rohrausbildung in Serpentinenform,
- Fig. 13
- eine ausschnittweise Seitenansicht eines umgebogenen Flachrohrrohlings während des Einbringens einer Sollrisslinie am Bogenaußenradius,
- Fig. 14
- eine Draufsicht auf den Flachrohrbogen entlang des Pfeils II von Fig. 13,
- Fig. 15
- eine schematische Seitenansicht des Flachrohrrohlings nach Einbringen der Sollrisslinie und Verbringen in ein Umformwerkzeug,
- Fig. 16
- die Ansicht von Fig. 15 nach Durchführung des Umformvorgangs,
- Fig. 17
- eine Draufsicht auf den Flachrohrbogen entsprechend Fig. 14, jedoch nach beendetem Umformvorgang,
- Fig. 18
- eine Seitenansicht der durch Aufbringen eines Sammelrohrs auf den umgeformten Flachrohrbogen fertiggestellten Flachrohranschlussstruktur,
- Fig. 19A-19D
- einzelne Schritte zur Herstellung eines Flachrohres für einen erfindungsgemäßen Flachrohr-Wärmeübertrager,
- Fig. 20
- einen Flachrohr-Wärmeübertrager in Form eines Gaskühlers, und
- Fig. 21
- einen Gaskühler gemäß einer Variante des Ausführungsbeispiels.
- Fig. 1
- a part of a flat metal strip intended for the production of a collecting pipe,
- Fig. 2
- a portion of the collection tube formed by bending the sheet metal strip,
- Fig. 3
- the collecting tube, which is divided by an inserted dividing wall into an inlet and a discharge section,
- Fig. 4
- a perspective view of a header end in the not yet closed state with an inserted manifold,
- Fig. 5
- a representation similar to FIG. 4, but with an inserted partition,
- Fig. 6
- a representation similar to FIG. 4, but with several inserted flat tubes whose ends are rotated by 90 ° relative to the other sections,
- Fig. 7
- 3 shows a schematic longitudinal section through a heat exchanger according to FIG. 6 with inserted flat tubes, FIG.
- Fig. 8
- a collection tube similar to FIG. 4, but with an omega cross section to form an insertion bevel,
- Fig. 9
- FIG. 2 a schematic side view of a part of a heat exchanger in which a manifold cross-section according to FIG. 8 is provided, FIG.
- Fig. 10
- the view of one of the provided as the end wall panels of FIG. 9,
- Fig. 11
- a partition wall similar to FIG. 10, but with a plurality of recesses for juxtaposing a plurality of manifolds,
- Fig. 12
- An embodiment of a heat exchanger with several adjacent headers and a pipe formation in serpentine form,
- Fig. 13
- a fragmentary side view of a bent flat tube blank during the introduction of a predetermined tear line at the arc outer radius,
- Fig. 14
- a plan view of the flat tube arc along the arrow II of Fig. 13,
- Fig. 15
- a schematic side view of the flat tube blank after introduction of the predetermined tear line and moving into a forming tool,
- Fig. 16
- the view of Fig. 15 after the forming process,
- Fig. 17
- a plan view of the flat tube arc according to FIG. 14, but after completion of the forming process,
- Fig. 18
- a side view of the finished by applying a collecting tube on the deformed flat tube arc flat tube connection structure,
- Figs. 19A-19D
- individual steps for producing a flat tube for a flat tube heat exchanger according to the invention,
- Fig. 20
- a flat tube heat exchanger in the form of a gas cooler, and
- Fig. 21
- a gas cooler according to a variant of the embodiment.
In der Fig. 1 ist ein Stück eines flachen Blechstreifens 1' gezeigt, der zur
Herstellung eines Sammelrohres nach der vorliegenden Erfindung vorgesehen
ist. Dieser Blechstreifen 1' ist mit einer schlitzförmigen Ausstanzung 2
und mit einer runden ebenfalls ausgestanzten Öffnung 3 versehen. Der
Blechstreifen 1' ist auf der vom Betrachter abgewandten Unterseite in nicht
näher dargestellter Weise lotplattiert.In Fig. 1 a piece of a flat sheet metal strip 1 'is shown, the
Preparation of a manifold according to the present invention provided
is. This sheet metal strip 1 'is a slot-shaped punching the second
and provided with a round also punched-out
Er wird im Sinn der Pfeile 4 umgebogen und in die Form nach Fig. 2
gebracht, wo er in eine nach unten offene Rinne 1 umgeformt ist. Diese
Rinne kann beispielsweise die Querschnittform nach Fig. 4 erhalten, und sie
besitzt einseitig abstehende, zueinander in etwa parallele Ränder 5, die
zwischen sich einen Spalt 6 (siehe auch Fig. 3) bilden, der dazu ausgenützt
wird, die Enden eines Flachrohres 7 - Fig. 4 - aufzunehmen. Diese Enden
7' stehen nur wenig über die engste Stelle des Spaltes 6 nach oben vor.
Wenn die Rinne 1 als Sammelrohr eingesetzt ist, kann auf diese Weise das
durch das Sammelrohr geleitete an der Wärmeübertragung beteiligte
Medium in die offenen, in den Innenraum der Rinne 1 hereinragenden Flachrohre
7 eintreten. Die Enden 7' der Flachrohre 7 werden mit den Rändern 5
verlötet, so dass eine dichte Aufnahmemöglichkeit für Flachrohre besteht,
ohne dass ein Sammelrohr durch mechanische Bearbeitung mit Einstecköffnungen
versehen werden muss.It is bent in the direction of the
Die Enden oder zumindest ein Ende einer Rinne kann zumindest eine Fase in Richtung der einzuschiebenden Flachrohre aufweisen, die als Einschubhilfe für die Flachrohre dienen. The ends or at least one end of a gutter may have at least one bevel in the direction of the flat tubes to be inserted, as the insertion aid to serve for the flat tubes.
Die Fig. 3 und 5 machen deutlich, dass aus der Rinne 1 in relativ einfacher
Weise ein Sammelrohr gebildet werden kann, wenn Trennwände 8 verschiedene
Abschnitte der Rinne gegeneinander unterteilen und beispielsweise
eine der Öffnungen 3 als Zuflussöffnung zum Sammelrohr im Sinn des
Pfeiles 9 durchströmt wird und eine andere Öffnung 3 in einem anderen
Abschnitt des Sammelrohrs als Abflussöffnung zur Abströmung im Sinne des
Pfeiles 10 verwendet wird. Die Trennwände 8 sind dabei in die Schlitzöffnungen
2 eingesetzt, welche so bemessen sind, dass die tiefste Stelle des
Schlitzes 2 in der Endform der Rinne 2 nach Fig. 3 oder Fig. 5 mit dem
Beginn des Endes 7' des Flachrohres zusammenfällt. Die Trennwand 8, die
beispielsweise als ein lotplattiertes flaches Blech ausgebildet ist, kann dann
in den Schlitz 2 gesteckt und anschließend in der Rinne 1 verlötet werden,
wobei auch die Flachrohre 7 mit den Rändern 5 der Rinne dicht verlötet
werden, so dass ein Wärmeübertrager gebildet werden kann, dessen Flachrohre
in nicht näher gezeigter Weise von einem der Medien angeströmt
werden, das an der Wärmeübertragung teilnimmt, während das zweite
Medium durch das Sammelrohr, d.h. durch die Rinne 1 und durch die Flachrohre
7 strömt. Dabei kann bei der Trennwand 8 ein zusätzlicher Schlitz
(nicht dargestellt) vorgesehen sein, in den die Enden der Flachrohre 7 eingeschoben
sind. Die Trennwände weisen dabei vorzugsweise Ausschnitte
21 auf, die zumindest teilweise die Rohre aufnehmen lassen.FIGS. 3 and 5 make it clear that the
Die Fig. 6 zeigt eine Variante eines Wärmeübertragers insofern, als hier
Flachrohre 11 in die als Sammelrohr ausgebildete Rinne 1 eingeschoben
sind, deren zwischen die Ränder 5 eingeschobene Enden 11' jeweils um 90°
gegenüber dem übrigen Rohrabschnitt verdreht sind. Wie ohne weiteres
deutlich wird, können bei einer solchen Ausführungsform die Flachrohre 11
im Sinn des Pfeils 12 durchströmt werden. Es besteht natürlich auch die
Möglichkeit, die Zwischenräume zwischen den Flachrohren 11 mit Rippen zu
versehen, um die Wärmeübertragung zu verbessern. Im übrigen lässt sich
das von der Rinne 1 gebildete Sammelrohr in der gleichen Weise durch
Trennwände 8 in seiner Länge unterteilen und mit Zu- oder Abströmöffnungen
3 versehen, wie das anhand der Fig. 1 bis 5 erläutert wurde. Die
Herstellung der Rinne 1 erfolgt ebenfalls in der gleichen Weise.Fig. 6 shows a variant of a heat exchanger in so far as here
Die Fig. 7 lässt in diesem Zusammenhang erkennen, dass die in die Rinne 1
eingeschobenen Enden 11' der Flachrohre 11 auf Stoß aneinander liegen
und so auch der Abstand zwischen den einzelnen Flachrohren 11 in einfacher
Weise eingehalten werden kann.FIG. 7 reveals in this context that the in the
Die Fig. 8 zeigt eine Variante des als Rinne ausgebildeten Sammelrohrs
insofern, als hier die Ränder 5a nach außen divergieren und nur in einem
Bereich an den Flachrohren 7 anliegen, der etwas vom freien Ende des
Randes entfernt ist. Die Ränder 5a bilden auf diese Weise jeweils eine Einführschräge
für die freien Enden der Flachrohre 7. Gleichzeitig wird bei verdrehten
Rohrenden die Einrück- oder Einstecktiefe der Rohre begrenzt, da
durch das Verdrehen der Rohrenden die Breite der Rohrenden mit
zunehmendem Abstand von dem Rohrende wächst. Die Verlötung findet im
Kontaktbereich der Ränder 5a mit den Flachrohren 7 statt.FIG. 8 shows a variant of the collecting tube designed as a channel
insofar as here the
Die Fig. 9 bis 12 erläutern eine andere Möglichkeit der Anbringung von
Abschlusswänden für das als Rinne 1 ausgebildete Sammelrohr. Hier
werden lotplattierte Bleche 13 mit einer Aussparung 16 in der Querschnittform
der Rinne 1 hergestellt, die dann, nachdem das Flachrohr 14 oder
mehrere Flachrohre in die Rinne eingeschoben sind, von außen her auf die
Rinne 1 aufgeschoben werden, bis sie an dem oder den Flachrohren
anliegen. In dieser Lage werden die Bleche 13 dann zusammen mit dem
Flachrohr und der Rinne 1 verlötet. Figs. 9 to 12 illustrate another way of attaching
End walls for the trained as a
Diese Ausgestaltung eröffnet auch die Möglichkeit, mehrere solcher Aussparungen
16 in einem gemeinsamen Blech 15 anzuordnen, das dann, wie
die Fig. 12 zeigt, als Abschlussblech von drei nebeneinander liegenden
Sammelrohren in der Form von Rinnen 1 verwendbar ist und beispielsweise
die Herstellung eines Serpentinen-Wärmeübertragers mit in Schlaufen
gelegten Flachrohren 17 und 18 ermöglicht.This embodiment also opens up the possibility of several
Natürlich sind auch andere Querschnittsformen für die Rinne 1 denkbar.
Maßgebend ist jeweils, dass die freien Ränder der Rinne einen Spalt bilden,
dessen Breite auf die Stärke der einzusetzenden Flachrohre abgestimmt ist.
Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen eignen sich besonders
für Wärmeübertrager für einen CO2 Kältekreislauf.Of course, other cross-sectional shapes for the
Die Figur 12 zeigt weiterhin eine Abdeckleiste 22, die dazu dient, daß möglichst wenig Fehlluft erzeugt wird.FIG. 12 also shows a cover strip 22 which serves as much as possible little false air is generated.
In den Fig. 13 bis 18 ist ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Flachrohranschlussstruktur in aufeinanderfolgenden Prozessschritten veranschaulicht, wie sie insbesondere für Wärmeübertrager von Fahrzeug-Klimaanlagen verwendbar ist, die mit Kohlendioxid oder einem anderen Kältemittel arbeiten.In Figs. 13 to 18 is an example of a method for producing a Flat tube connection structure illustrated in successive process steps, as in particular for heat exchangers of vehicle air conditioners is usable with carbon dioxide or another Refrigerants work.
Fig. 13 illustriert einen anfänglichen Verfahrensschritt, bei dem ein umgebogener
Flachrohrrohling 101 mit wenigstens einem Bogen 102 bereitgestellt
wird. Hierbei kann es sich um einen Serpentinen-Flachrohrrohling
mit mehreren Bögen oder auch nur um einen U-förmigen Flachrohrrohling
mit einem einzigen Bogen handeln, wobei in Fig. 13 der Übersichtlichkeit
halber von dem Flachrohrrohling 101 nur ein Bogen und die beiden
anschließenden, geradlinigen Flachrohrabschnitte 101 a, 101b explizit
gezeigt sind. Wie in Fig. 13 weiter angedeutet, wird in den Außenradius des
Bogens 102 mittig eine sich über die gesamte Flachrohrbreite erstreckende,
quer verlaufende Sollrisslinie mittels eines Dorns 103 oder einer Nadel eingebracht.
Fig. 14 zeigt in der Draufsicht auf den Bogen 102 die durch das
Anritzen bogenaußenseitig erzeugte Sollrisslinie 104.Fig. 13 illustrates an initial process step in which a bent over
Flat tube blank 101 provided with at least one
Fig. 15 veranschaulicht das Verbringen des so bearbeiteten Flachrohrrohlings
101 in ein Umformwerkzeug, von dem schematisch lediglich zwei
hier interessierende Pressbacken 105, 106 wiedergegeben sind. Der Flachrohrrohling
101 wird so weit in das Presswerkzeug eingebracht, dass sich
nur sein Bogen 102 mit der außenseitigen Sollrisslinie 104 zwischen den
Pressbacken 105, 106 befindet. Die beiden an den Bogen 102 anschließenden,
geradlinigen Flachrohrabschnitte 101a, 101b werden durch einen
zwischengefügten Abstandsblock 107 abgestützt und auf Abstand gehalten.
In den Bereich der Bogeninnenseite wird ein Lotblech 108 eingelegt. Dann
wird das Presswerkzeug aktiviert, d.h. die beiden Pressbacken 105, 106
bewegen sich aufeinander zu, wie mit entsprechenden Pfeilen angedeutet.Fig. 15 illustrates the movement of the thus processed flat tube blank
101 in a forming tool, of which schematically only two
here pressing
Dieser Pressvorgang wird beendet, wenn die beiden Hälften 102a, 102b des
Bogens 102 durch die Wirkung der Pressbacken 105, 106 geradegebogen
sind und mit ihren Flachseiten gegeneinander anliegen, wobei sie das eingebrachte
Lotblech 108 zwischen sich fixiert halten. Fig. 16 veranschaulicht
diese Situation am Ende des Pressvorgangs.This pressing process is terminated when the two
Durch diesen Umformvorgang reißt das Flachrohr 101 am Bogenaußenradius
während des Zusammendrückens des Bogens 102 entlang der zuvor
eingebrachten Sollrisslinie 104 auf. Dies hat zur Folge, dass dort jeder
Strömungskanal des Flachrohrrohlings 101 unter Bildung einer entsprechenden
Mündungsöffnung nach außen aufbricht. In der Draufsicht von
Fig. 17 auf den umgeformten Flachrohrbogenbereich sind die zu in diesem
Beispiel acht Strömungskanälen gehörigen acht Mündungsöffnungen 109 zu
erkennen.By this forming process, the
Beim Umformen kann es zu einem seitlichen Hinausdrücken von Rohrmaterial
unter Bildung je eines Wulstes oberhalb und unterhalb der Ebene
der Sollrisslinie 104 auf den beiden Seiten der geradegebogenen Flachrohrhälften
102a, 102b kommen. Wenn dies stört, z.B. weil mehrere Flachrohre
eng aneinanderliegend in einen durchgehenden Längsschlitz eines Sammelrohrs
eingefügt werden sollen, kann diese seitliche Wulstbildung dadurch
unterdrückt werden, dass seitliche Flanken an jedem der beiden Pressbacken
105, 106 mit einem im wesentlichen der Flachrohrbreite entsprechenden
Abstand vorgesehen werden, die ein seitliches Ausweichen
von Rohrmaterial beim Umformvorgang unterbinden. Die Flanken stehen
dabei im wesentlichen um die Flachrohrdicke vor, so dass sie einerseits den
Umformvorgang nicht behindern und andererseits die jeweils seitengleichen
Flanken beider Pressbacken 105, 106 in der in Fig. 16 gezeigten Endstellung
des Presswerkzeugs gegeneinander anliegen und das seitliche
Hinausdrücken von Rohrmaterial verhindern. Mit anderen Worten wird
dadurch ein Kalibriervorgang realisiert, der gemeinsam mit dem Umformvorgang
erfolgt oder sich an diesen anschließt und mit dem die Flachrohrendabschnitte
102a, 102b breiten- und höhenmäßig kalibriert werden.When forming, it may cause a lateral pushing out of pipe material
forming one bead each above and below the plane
the
Der in den Fig. 16 und 17 gezeigte Teil des umgeformten Flachrohrrohlings
beinhaltet folglich zwei mehrkanalige Flachrohrteile 110, 111, die jeweils
einen geradlinigen Flachrohrabschnitt 101a, 101b und die zugehörige,
geradegebogene Bogenhälfte 102a, 102b beinhalten und über den nicht
aufgerissenen Bogeninnenradius einstückig miteinander verbunden sind.
Dabei bilden die beiden Übergangsbereiche 112, 113 zwischen dem jeweiligen
Endabschnitt 102a, 102b und dem jeweiligen Mittelabschnitt 101a,
101b einen Schulterbereich, dessen Außenabmessung senkrecht zur Flachrohrebene
von der doppelten Flachrohrdicke im Endabschnittbereich um die
Höhe des Abstandsblocks 107 im Mittelabschnittbereich zunimmt, wobei die
Höhe des Abstandsblocks 107 den bleibenden Abstand der Flachrohrmittelabschnitte
101a, 101b für einen späteren Einbau der Flachrohrteile
110, 111 in einen Wärmeübertrager-Flachrohrblock definiert und dementsprechend
gewählt wird.The part of the formed flat tube blank shown in FIGS. 16 and 17
thus includes two multi-channel
Nach beendetem Umformvorgang werden die Pressbacken 105, 106 gelöst,
das umgeformte Flachrohr wird entnommen, und der Abstandsblock 107
wird entfernt. Dann wird auf den umgeformten Endabschnitt mit den beiden
geradegebogenen Bogenhälften 102a, 102b ein einschlitziges Sammelrohr
114 aufgeschoben. Anschließend wird die dergestalt vorgefertigte Flachrohranschlussstruktur
durch einen herkömmlichen Lötvorgang dichtgelötet,
vorzugsweise in einem gemeinsamen Lötvorgang, bei dem auch die übrigen
Lötverbindungen eines Wärmeübertrager-Flachrohrblockaufbaus hergestellt
werden, in welchem die Anschlussstruktur verwendet wird.After completion of the forming process, the
Das zwischen den geradegebogenen Bogenhälften 102a, 102b fixierte Lotblech
108 dient zur Lotversorgung beim Dichtlöten. Um einen Lotfluss von
der Fügestelle weg während des Lötvorgangs zu vermeiden bzw. zu vermindern,
werden optional entsprechende Lötflussstopprillen 118 vorgesehen,
die bevorzugt ohne größeren Mehraufwand in den Rohrbogenbereich
oder den angrenzenden Teil der geradlinigen Rohrmittelabschnitte 101a,
101b während des Verfahrensschrittes eingebracht werden können, in
welchem durch den Ritzdorn 103 bzw. die Ritznadel die Sollrisslinie 104
eingebracht wird. Im in den Fig. 13 bis 18 gezeigten Beispiel werden je drei
Lötflussstopprillen 118 außen- und innenseitig durch ein entsprechendes
Ritzwerkzeug 119, siehe Fig. 13, in einen Rohrbereich eingebracht, der sich
im fertigen Rohrblock zwischen den geradegebogenen Bogenhälften 102a,
102b einerseits und einer Wellrippe andererseits befindet, die jeweils
zwischen die Flachrohrmittelabschnitte eingefügt ist.The fixed between the straight
Bevorzugt besitzt das Sammelrohr 114 einen aus Fig. 18 ersichtlichen Ω-förmigen
Querschnitt, d.h. die den durchgehenden Längsschlitz begrenzenden
Längskanten 115, 116 sind voneinander weg etwas aufgeweitet
und erleichtern so das Aufschieben des Sammelrohrs 114 bzw. das Einfügen
des jeweiligen Flachrohrendabschnitts 102a, 102b. Indem das
Sammelrohr 114 mit diesen schlitzbegrenzenden Längskanten 115, 116
gegen den Schulterbereich 112, 113 des umgeformten Flachrohrs zur
Anlage kommt, wird automatisch die Einstecktiefe des die beiden einstückig
verbundenen Flachrohrteile 110, 111 beinhaltenden Flachrohrs begrenzt.
Über eine zugehörige Mündungsöffnung stehen somit je ein Strömungskanal
jedes der beiden mehrkanaligen Flachrohrteile 110, 111 mit einem vom
Sammelrohr 114 definierten Sammelraum 117 in Fluidverbindung.Preferably, the manifold 114 has an apparent from Fig. 18 Ω-shaped
Cross section, i. the limiting the continuous longitudinal slot
Longitudinal edges 115, 116 are slightly widened away from each other
and thus facilitate the pushing on of the collecting
Die erfindungsgemäß hergestellte Flachrohranschlussstruktur gemäß Fig.
18 ist beispielsweise für den eingangs erwähnten Wärmeübertrager vom
Serpentinentyp verwendbar, der als Verdampfer in CO2-Fahrzeugklimaanlagen
zum Einsatz kommt und eine Kältemittelumlenkung in der Blocktiefenrichtung
aufweist, wobei ein oder mehrere von Serpentinenflachrohre
in ein quergeteiltes Sammelrohrstück und/oder in ein ungeteiltes
Umlenkrohrstück münden. Sowohl der Anschluss an das quergeteilte
Sammelrohr als auch der Anschluss an das oder die Umlenkrohrstücke ist
durch die vorliegende, erfindungsgemäße Flachrohranschlussstruktur realisierbar.
Für das quergeteilte Sammelrohrstück ist das Sammelrohr 114
gemäß Fig. 18 mit der Modifikation verwendbar, dass es mit einer entsprechenden
Quertrennwand versehen ist. Für die Umlenkrohrstücke ist das
ungeteilte Sammelrohr 114 gemäß Fig. 18 verwendbar. The flat-tube connection structure according to the invention according to FIG. 18 can be used, for example, for the aforementioned serpentine-type heat exchanger which is used as an evaporator in CO 2 vehicle air conditioners and has a refrigerant deflection in the block depth direction, one or more of serpentine flat tubes being divided into a cross-divided collection tube piece and / or or open into an undivided Umlenkrohrstück. Both the connection to the transversely divided manifold and the connection to the or the Umlenkrohrstücke can be realized by the present, flat-tube connection structure according to the invention. For the cross-divided manifold pipe piece, the manifold 114 according to FIG. 18 can be used with the modification that it is provided with a corresponding transverse partition wall. For the Umlenkrohrstücke the
Es versteht sich, dass außer dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel weitere, modifizierte Flachrohranschlussstrukturen erfindungsgemäß herstellbar sind. So kann in bestimmten Anwendungsfällen bereits ein weniger weitgehendes Zusammendrücken der Bogenhälften genügen, das zum bogenaußenseitigen Aufreißen des Flachrohrs und damit dem Öffnen des oder der Flachrohrkanäle führt, wobei die Bogenhälften dann noch einen gewissen Abstand voneinander haben. Weiter versteht sich, dass außer dem gezeigten achtkanaligen Flachrohr jedes andere herkömmliche, umgebogene Flachrohr mit nur einem Strömungskanal oder mit einer beliebigen anderen Anzahl von Strömungskanälen verwendbar ist. Des weiteren versteht sich, dass je nach Bedarf eine beliebige Anzahl von erfindungsgemäß durch Rohrbogenumformung gebildeten Paaren von Flachrohrteilen nebeneinanderliegend in den gemeinsamen, vorzugsweise durchgehenden Sammelrohr-Längsschlitz eingefügt sein können. Alternativ können mehrere Paare von Flachrohrteilen in je einen eigenen von mehreren Einsteckschlitzen eingefügt sein, die voneinander beabstandet in ein entsprechendes Sammelrohr eingebracht sind. Selbstverständlich kann statt eines Sammelrohrs in entsprechenden Anwendungsfällen auch irgendein anderes herkömmliches Anschlussraumbauteil verwendet werden, z.B. ein Anschlusskasten.It is understood that except the embodiment explained above further, modified flat-tube connection structures can be produced according to the invention are. Thus, in some cases already one less extensive compression of the sheet halves are sufficient, the arc outside tearing of the flat tube and thus the opening of the or the flat tube channels leads, the arc halves then one more have a certain distance from each other. Next, it goes without saying that except the eight-channel flat tube shown any other conventional, bent Flat tube with only one flow channel or with any other number of flow channels can be used. Furthermore, understands itself, that according to need any number of according to the invention side by side pairs of flat tube sections formed by pipe bend forming in the common, preferably continuous Collector longitudinal slot can be inserted. Alternatively, several can Pairs of flat tube parts each in its own of several insertion slots be inserted, spaced from each other in a corresponding Collecting tube are introduced. Of course, instead of a manifold in appropriate applications, any other conventional Terminal compartment component can be used, e.g. a junction box.
In allen Fällen hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass Paare von Flachrohrteilen, die mit flachseitig benachbarten Endabschnitten in ein Anschlussraumbauteil einzufügen sind, aus einem einzigen Flachrohrrohling hergestellt werden können und einstückig miteinander in Verbindung bleiben, wobei ihre Strömungskanäle im Bogenbereich spanlos durch außenseitiges Aufreißen geöffnet werden. Die zusammenhängenden Flachrohrteile, die Teile eines geradlinigen Flachrohrs oder eines Serpentinenflachrohrs darstellen können, sind beim Aufbau eines Flachrohrblocks für einen zugehörigen Wärmeübertrager vergleichsweise einfach handhabbar, und die Einstecktiefe in das Anschlussraumbauteil lässt sich automatisch begrenzen. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit die Schaffung einer kostengünstigen und fertigungssicheren Ausführung der Kältemittel-Beaufschlagung und -Absaugung eines Wärmeübertragers z.B. vom Serpentinentyp und bei Bedarf eine kostengünstige Ausführung einer Kältemittelumlenkung in der Rohrblocktiefenrichtung möglich. Der Serpentinen-Wärmeübertrager kann hierbei unter Verwendung einer einzigen durchgehenden Flachrohrserpentine aufgebaut werden, er kann jedoch auch aus mehreren Serpentinensegmenten bestehen, bis hin zu dem Fall, dass das jeweilige Segment nur aus den zwei durch einen Bogen verbundenen, geraden Abschnitten eines U-förmigen Flachrohrrohlings besteht.In all cases, the inventive method has the advantage that couples of flat tube parts, with the flat side adjacent end portions in one Terminal compartment component are to be inserted, from a single flat tube blank can be made and in one piece with each other remain, with their flow channels without cutting in the bow area outside tearing open. The coherent flat tube parts, the parts of a rectilinear flat tube or a serpentine flat tube can represent when building a flat tube block for an associated heat exchanger comparatively easy to handle, and the insertion depth into the terminal compartment component can be automatically limit. By using the method according to the invention is thus the creation of a cost-effective and production-safe execution of the Refrigerant admission and exhaust of a heat exchanger, e.g. of the serpentine type and, if necessary, a low-cost version of a Refrigerant deflection in the tube block depth direction possible. The serpentine heat exchanger this can be done using a single continuous Flachrohrserpentine be built, but he can also consist of several serpentine segments, up to the case that the respective segment only from the two connected by a bow, straight sections of a U-shaped flat tube blank.
Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Flachrohr-Wärmeübertragers
erfolgt gemäß dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel, wie in
den Figuren 19A bis 19D und Fig. 20 schematisch dargestellt. Von einem
Coil wird ein Flachrohrrohling 201 mit einer Mehrzahl von nicht im einzelnen
dargestellten Leitungen abgewickelt und abgelängt. Fig. 19A zeigt einen
entsprechend abgelängten Flachrohrrohling 201, welcher am Flachrohr-Anfang
202, an einer ersten Stelle 203, welche vom Flachrohr-Anfang 202
um die Länge L1 beabstandet ist, an einer zweiten Stelle 204, welche vom
Flachrohr-Anfang 202 um die Länge L2 beabstandet ist, und am Flachrohr-Ende
205 jeweils um 90° verdreht ist, wobei die Torsion jeweils in die
gleiche Richtung erfolgt ist. Alternativ kann auch, wie in den Fig. 19B bis
19D dargestellt, eine Torsion in gegenläufiger Richtung vorgesehen sein,
wobei jede Torsion gegenläufig zu der oder den benachbarten Torsionen ist.The production of a flat tube heat exchanger according to the invention
takes place according to the embodiment described below, as in
Figures 19A to 19D and Fig. 20 are shown schematically. Of a
Coil is a flat tube blank 201 with a plurality of not in detail
unwound lines and cut to length. Fig. 19A shows a
corresponding cut to length flat tube blank 201, which at the flat tube beginning
202, at a
Wie in Fig. 19B dargestellt, wird der derart vorbereitete Flachrohrrohling 201
in seiner Mitte 206 (d.h. beabstandet vom Flachrohr-Anfang 2 um die Länge
(L1+L2)/2) mit einer Sollbruchstelle oder Sollrisslinie 207 versehen und um
einen als Abstandshalter dienenden Dorn D so umgeformt, dass beide
Hälften des Flachrohrrohlings 201 in einem Abstand A zu liegen kommen.
Gleichzeitig mit oder anschließend an das vorsehen der Sollrisslinie 207
können auch Lotflussstopprillen vorgesehen werden.As shown in Fig. 19B, the thus prepared flat tube blank 201
at its center 206 (i.e., spaced from the flat tube beginning 2 by the length
(L1 + L2) / 2) provided with a predetermined breaking point or
Nach erfolgter Umformung wird der Dorn D in Richtung der Rohrverdrehungen
bewegt (vgl. Fig. 19C), wobei nach dem Verschieben des Dornes
D in den Freiraum ein Lotmaterial eingebracht werden kann, und ein
Backenwerkzeug B formt den 180°-Bogenbereich 208 derart um, dass beide
Hälften des Flachrohrrohlings 201 flächig aufeinander zu liegen kommen
(vgl. Fig. 19D). Hierbei sorgt der Dorn D wiederum dafür, dass der
gewünschte Abstand eingehalten wird. Bei diesem Umformvorgang reißt die
Deckfläche des Flachrohrrohlings 201 an der Sollrisslinie 207 auf, so dass
die Leitungen in der Flachrohr-Mitte 206 vollständig geöffnet werden.
Danach werden der Dorn D und das Backenwerkzeug B entfernt. Im folgenden
wird auf eine Flachrohr-Hälfte als Flachrohr-Element 209 Bezug
genommen.After reshaping the mandrel D in the direction of the tube rotations
moved (see Fig. 19C), wherein after the displacement of the mandrel
D in the space a solder material can be introduced, and a
Baking tool B transforms the 180 °
Für den Zusammenbau der einzelnen Flachrohrrohlinge 201 und/oder Flachrohr-Elemente
209, bspw. zu einem Gaskühler, werden am Flachrohr-Anfang
202, am Flachrohr-Ende 205 sowie an der Flachrohr-Mitte 206, also auf
beiden Seiten der Flachrohr-Elemente 209 Sammelrohre angebracht (nicht
dargestellt).For the assembly of the individual flat tube blanks 201 and / or
Diese Sammelrohre weisen - gemäß einer ersten Variante - in ihrer Längsrichtung
verlaufende Schlitze auf, wobei eines der Sammelrohre doppelt so
viele Schlitze aufweist, wie das andere Sammelrohr, da jeweils ein Schlitz
für den Flachrohr-Anfang 202 und das Flachrohr-Ende 205 von etwas geringerer
Breite, jedoch nur ein Schlitz für die Flachrohr-Mitte 206, die gedoppelt
ist, von etwas größerer Breite erforderlich ist. These headers have - according to a first variant - in their longitudinal direction
extending slots, with one of the manifolds twice as
has many slots, as the other manifold, since in each case a slot
for the flat tube beginning 202 and the
Gemäß einer alternativen Variante werden die Sammelrohren durch eine Rinne gebildet, die beispielsweise einen Ω-förmigen Querschnitt aufweist, wie eingangs beschrieben.According to an alternative variant, the headers are replaced by a Formed channel, for example, has a Ω-shaped cross section, as described above.
Die Sammelrohre weisen eine gewisse Anzahl von Kältemittelumlenkungen auf, die so abgestimmt sind, dass eine optimale Kältemittelführung bewirkt wird. Der Gaskühlerblock kann - je nach Erfordernis - eine gemeinsame Wellrippe oder zwei getrennte Wellrippen, welche eine weitgehende thermische Entkoppelung gewährleisten, aufweisen.The headers have a certain number of refrigerant diversions on, which are tuned so that an optimal refrigerant flow causes becomes. The gas cooler block can - depending on the requirement - a common Corrugated rib or two separate corrugated fins, which is a far-reaching thermal Ensure decoupling.
Dadurch, dass nach jedem Durchströmen einer Breite des Flachrohr-Wärmeübertragers,
d.h. nach dem Durchströmen eines Flachrohr-Elements
209, das Kältemittel in ein Sammelrohr gelangt, erfolgt eine Vermischung
des Kältemittels der einzelnen Leitungen im Flachrohr, so dass bei Beginn
des Weiterströmens durch ein weiteres Flachrohr-Element 209 das
Kältemittel in sämtlichen Leitungen etwa die selbe Temperatur aufweist.
Hierbei verbessert die Torsion der Flachrohre zusätzlich die Vermischung
des Kältemittels.Characterized in that after each passing through a width of the flat tube heat exchanger,
i.e. after flowing through a
Aus einer Mehrzahl gemäß der obigen Beschreibung umgeformter Flachrohrrohlinge
201, also Flachrohr-Elementen 209, kann gemäß einer Variante
ein Gaskühler 210 zusammengebaut werden, wie in Fig. 20 schematisch
angedeutet ist. Hierfür werden drei Flachrohr-Elemente 209, d.h. im vorliegenden
Fall ein Flachrohrrohling 201, welcher entsprechend der obigen
Beschreibung umgeformt wurde und ein Flachrohr-Element 209, welches
ebenfalls entsprechend der obigen Beschreibung umgeformt wurde, jedoch
von seiner zweiten Hälfte getrennt wurde, Z-förmig zusammengefügt, wobei
Sammelrohre 211 an den Umlenkstellen 212 vorgesehen sind, um eine
Vermischung des Kältemittels zu ermöglichen. Somit erfolgt eine 2-fache
Umlenkung des Kältemittels in der Tiefe des Gaskühlers 210. Die
Strömungsrichtung des Kältemittels ist in Fig. 20 durch Pfeile am Kältemittelein-
und -austritt und die Strömungsrichtung der zu kühlenden Luft
durch einen Pfeil von unten angedeutet.From a plurality according to the above description formed flat tube blanks
201, ie
Gemäß einer in Fig. 21 dargestellten Variante in Form eines Gaskühlers
sind zwei Einzelblöcke mit jeweils zwei Sammelrohren 221, wobei jeder Einzelblock
für sich gelötet und danach über gemeinsame Seitenteile zu einem
Block zusammengefügt wird, vorgesehen. Hierbei ist ein Sammelrohr 221
eines jeden Blocks mit einer Trennwand 223 versehen, so dass der Flachrohr-Wärmeübertrager
insgesamt in vier Teilblöcken durchströmt wird. Hierbei
tritt das Kältemittel in den hinteren unteren Teilblock ein, gelangt nach
dem Durchströmen des Teilblocks über das Sammelrohr 221 in den hinteren
oberen Teilblock, den es durchströmt, wird dann in der Mitte in den unteren
Teil des vorderen Teilblocks geleitet, durchströmt den Teilblock und gelangt
dann in den oberen vorderen Teilblock, wo es nach dem Durchströmen desselben
wieder austritt, wie durch die Pfeile in Fig. 21 angedeutet.According to a variant shown in Fig. 21 in the form of a gas cooler
are two individual blocks each with two
Im Prinzip ist auch ein Eintritt in den hinteren oberen Teilblock möglich. Der Ort des Kältemittel-Eintritts wird von der warmen Motorrückströmung bestimmt. Ebenfalls ist die Verwendung als Verdampfer möglich.In principle, entry into the rear upper part block is also possible. Of the Location of the refrigerant inlet is from the warm engine backflow certainly. Also, the use as an evaporator is possible.
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