EP1431696A2 - Wärmeübertrager, insbesondere Kühlmittelkühler - Google Patents
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- EP1431696A2 EP1431696A2 EP03024712A EP03024712A EP1431696A2 EP 1431696 A2 EP1431696 A2 EP 1431696A2 EP 03024712 A EP03024712 A EP 03024712A EP 03024712 A EP03024712 A EP 03024712A EP 1431696 A2 EP1431696 A2 EP 1431696A2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
- F28F9/0204—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
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- F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
- F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
- F28F9/002—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core with fastening means for other structures
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- F28F9/02—Header boxes; End plates
- F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
Definitions
- the invention relates to a brazed heat exchanger, in particular coolant radiator according to the preamble of claim 1 - known by DE-A 196 01 276 of the applicant.
- Soldered heat exchangers in particular those in all-aluminum construction, were z. B. by DE-A 198 26 881 and DE-A 196 01 276 known.
- it is a double-row flat tube evaporator with a one-piece collection box, which consists of a single Sheet metal plate is shaped so that there is a double longitudinal partition, whose longitudinal edges are each anchored by means of tabs in the ground to to achieve the required pressure stability for an evaporator.
- This Collection box thus always has two longitudinally extending chambers on.
- DE-A 196 01 276 is a soldered cooler, the consists exclusively of aluminum parts, among others, a one-piece Collecting box, which made a sheet metal blank to a closed Molded box profile and with a welded or soldered L Kunststoffsinformationsnaht closed is.
- the box profile has a bottom section with passages which receive the ends of flat tubes.
- the seam is on a side facing away from the ground, d. H. in the arranged on the top of the collection box, d. H. in a wall area, where due to the coolant pressure considerable tensile and bending stresses occur.
- a first collection box section tabs while a second header section has recesses, so that by engaging the tabs in the recesses one Connection between the two SAmmelkastenabêten is made.
- the collection box is preferred formed from a formed sheet metal blank, so that the part number the heat exchanger is particularly low, since the collection box then only consists of a single part.
- the connection between the both longitudinal edges or longitudinal edges of the sheet metal blank in the bottom area arranged in the collecting box and through in recesses of the soil secured with tabs It is essential that the wall longitudinal edge and the bottom longitudinal edge are almost perpendicular to each other, wherein under the longitudinal edges no edges in the sense of lines, but the longitudinal edges or edge regions of the wall and floor sections are to be understood.
- the tabs are arranged vertically in the slots, d. H. the tabs essentially form a right-hand side with the bottom longitudinal edges Corner.
- the tabs ensure, in particular, if they are caulked, a firm connection as they solder the connection mechanically support.
- the cross section of the collecting tank above the essentially flat floor area and outside the longitudinal wall edge can be arbitrary.
- the recesses arranged in a bead or gutter will improve the Solder connection achieved because when soldering sufficient solder in this bead collects and thus given a sufficient Lot on for a Dichtlötung is.
- the soil in the area the recesses are set up, d. H. so angled that a Lotstrom Chemistry for soldering wall and floor longitudinal edge results.
- the Solder connection at the connection point is thereby improved.
- the wall portion curved, z. B. semicircular or oval or even a flat angled surface - what z. B. for reasons of installation in the vehicle is an advantage.
- the Longitudinal edge of the floor beyond the recesses and is in this Angled area to a stiffening profile. This will increase the strength or flexural rigidity of the bottom longitudinal edge and the solder joint improved.
- the bottom longitudinal edge is upwards or below, angled in whole or in part and forms a longitudinal ridge or individual flanges or holders for the attachment of additional parts, eg. B. one Condenser or fan cowl.
- Fig. 1 shows a coolant / air cooler 1 in Ganzaluminiumbauweise for a coolant circuit, not shown, of an internal combustion engine of a motor vehicle.
- the coolant radiator 1 consists of a heat exchanger network 2 and laterally arranged collecting tanks 3, 4 and side parts 5, 6.
- the heat exchanger network 2 consists of flat tubes, not shown, and arranged between these corrugated fins, which are acted upon by ambient air.
- the radiator 1 is fastened in the front region of a motor vehicle (not shown) and has four attachment pins 7, 8, 9, 10 arranged on the manifolds 3, 4 or the side parts 5, 6 for this purpose.
- an inlet connection 11 is arranged in the upper region of the collecting tank 3, and an outlet connection 12 is arranged in the lower region of the collecting tank 4.
- the cooler 1 is preferably installed as a cross-flow cooler, ie with vertically arranged collecting boxes 3, 4.
- the headers 3, 4, which are explained in more detail below, are frontally closed by cover 13, 14. All parts consist - as mentioned - of an aluminum alloy and are soldered "in one shot” in a soldering oven, preferably in the so-called Nocolok process, which is particularly advantageous for a Dichtlötung the header tank and heat exchanger according to the invention.
- Fig. 2 shows a collecting box 15 in cross-section in its basic form. It consists of a bent to a closed hollow profile metal strip 16, a flat bottom portion 17, an approximately vertical, flat wall portion 18, a curved wall portion 19 and a flat recirculated wall portion 20 has.
- the flat bottom portion 17 terminates in a bottom longitudinal edge 21, while the returned wall portion 20 terminates in a longitudinal wall edge 22.
- At the longitudinal wall edge 22 - distributed over the length - individual tabs 23 are arranged, which are also visible in Fig. 1.
- a longitudinally extending bead 24 is formed, in which - distributed over the length - recesses 25 for receiving the tabs 23 are arranged.
- the sheet-metal plate 16 is preferably solder-plated on both sides, so that when soldering in brazing furnaces solder also runs from the vertical wall section 20 down into the channel 24 and thus good soldering both the longitudinal wall edge 22 with the bottom longitudinal edge 21 and the tabs 23 with the recesses 25th guaranteed.
- Fig. 2a shows a modified connection point between a longitudinal wall edge 22a with a tab 23a, which is inserted into an associated slot 25a of a bottom portion 17a.
- the bottom portion 17 a is continued in a bottom longitudinal edge 21 a, which is positioned vertically next to the recess 25 a, so that the wall longitudinal edge 22 a comes to rest on the raised bottom longitudinal edge 21 a.
- Fig. 2b shows a modified cross-sectional shape for the collecting box with a semicircular curved wall portion 20b, which ends in a longitudinal wall edge 22b with a tab 23b.
- the tab 23b is passed vertically through the bottom portion 17b, and also the longitudinal edge 22b forms approximately a right angle with the bottom portion 17b.
- the wall merges into a circular curved wall section 20b.
- Fig. 2c shows a modified junction between a flat bottom portion 17c and a longitudinal wall edge 22c with a tab 23c, which in turn is guided and inserted vertically through the relevant recess 25c through the bottom 17c.
- the wall of the collecting tank or the sheet metal plate kinks in a planar portion 20 c which z. B. may be required due to the installation conditions in the vehicle.
- Fig. 3 shows a modified form of a collecting tank 26 with a flat bottom portion 27 and a curved wall portion 28.
- a header box 26 To stiffen the header box 26, in particular due to the stress resulting from the coolant pressure, are in the bottom portion 27 beads 29, facing away from the box 26 , and / or beads 30 which point into the box, as well as formed in the wall portion 28 beads 31.
- Fig. 4 shows a junction 32 of a collecting tank with a connection 32 extended beyond this bottom portion 33 which is angled (at an arbitrary angle) to a flange 34, said flange 34 may be formed either continuously or interrupted, ie the shape of may have individual angled holders or attachment eyes. At this flange 34, respectively the individual holders can - as shown - additional parts 35, z. B. a Lütterzarge or a capacitor can be attached by means of screws or other fasteners.
- Fig. 5 shows a junction 36 of a collecting tank with a bottom longitudinal edge 37, which merges into an angled at any angle longitudinal web 38.
- This web 38 acts as a stiffening profile and prevents bending of the bottom of the collecting tank, in particular in the region of the connection point 36.
- Fig. 6 shows a further embodiment of a collecting tank 39, from the bottom portion openings 40 and from the wall portion openings 41 are danced, for example, for receiving coolant nozzle.
- the openings 41 may also be formed as passages, as shown similarly in FIGS. 7 and 8 for the openings 40.
- Fig. 7 shows a bottom portion 42 of a header with pointing into the box in passages 43 for receiving cooling tubes, not shown, of the heat exchanger network, which may be formed as flat tubes.
- Fig. 8 shows a bottom portion 44 with facing away from the box passages 45 for receiving cooling tubes, not shown.
- the cooling tubes are soldered to the passages 43 and 45, respectively.
- Fig. 9 shows a further embodiment of the invention in the form of a tandem collection box 46, ie two juxtaposed collection boxes 47, 48 which abut each other with their wall sections 49, 50 and are in fluid communication with each other in this area by connecting openings 51.
- the connection points 52, 53 of the two manifolds 46, 47 are outside, ie, two headers of the construction described above were arranged in mirror image side by side. This arrangement is particularly advantageous in double-row coolers.
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Abstract
Description
- Fig.1
- einen Kühlmittelkühler in einer Ansicht,
- Fig. 1 a
- den Kühlmittelkühler gemäß Fig. 1 in einer Draufsicht,
- Fig. 1 b
- den Kühlmittelkühler gemäß Fig. 1 in einer Seitenansicht,
- Fig. 2
- einen Sammelkasten für den Kühlmittelkühler gemäß Fig. 1,
- Fig. 2a
- eine hochgestellte Bodenlängskante,
- Fig. 2b
- einen gekrümmten Querschnitt für den Sammelkasten,
- Fig. 2c
- einen abgewinkelten Wandabschnitt des Sammelkastens,
- Fig. 3
- einen durch Sicken versteiften Sammelkasten,
- Fig. 4
- einen Befestigungsflansch am Sammelkasten,
- Fig. 5
- ein Versteifungsprofil am Sammelkasten,
- Fig. 6
- einen Sammelkasten mit ausgestanzten Öffnungen,
- Fig. 7
- eine Teilansicht eines Sammelkastens mit Durchzügen nach innen,
- Fig. 8
- eine Teilansicht eines Sammelkastens mit Durchzügen nach außen und
- Fig. 9
- eine Anordnung von zwei Sammelkästen.
Claims (26)
- Wärmeübertrager, insbesondere Kühlmittelkühler (1) für Kraftfahrzeuge, mit Rohren sowie mit mindestens einem Sammelkasten (3, 15), dadurch gekennzeichnet, dass Laschen (23) eines ersten Sammelkastenabschnitts (17) in Aussparungen (25) eines zweiten Sammelkastenabschnitts eingreifen.
- Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohre mit Rippen ein Wärmeübertragernetz (2) bilden.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten aus einer umgeformten Blechplatine (16) gebildet ist.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste oder der zweite Sammelkastenabschnitt durch einen Bodenabschnitt (17) mit Öffnungen, in welche die Rohre münden, gebildet ist.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (17) einerseits eine Bodenlängskante (21) mit Aussparungen (25) aufweist und andererseits in einen gebogenen Wandabschnitt (18, 19, 20) übergeht, der in einer Wandlängskante (22) mit Laschen (23) endet.
- Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandlängskante im Wesentlichen senkrecht auf die Bodenlängskante (21) zurückgeführt und mit den Laschen (23) in die Aussparungen (25) gesteckt ist.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (23b, 23c) senkrecht in die Aussparungen (25b, 25c) gesteckt und der Wandabschnitt (20b, 20c) hinter der Wandlängskante (22b, 22c) außerhalb der Senkrechten verläuft.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (25) in einer Sicke (24) der Bodenlängskante (21) angeordnet sind.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (17a) unmittelbar neben den Aussparungen (25a) hochgestellt ist und eine abgewinkelte Bodenlängskante (21a) aufweist und dass die Wandlängskante (22a) an die hochgestellte Bodenlängskante (21a) angelegt ist.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bodenabschnitt (17) im Wesentlichen eben ausgebildet ist.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Wandlängskante (22) anschließende Wandabschnitt (20) im Wesentlichen eben ausgebildet und mit dem Bodenabschnitt (17) einen annähernd rechten Winkel einschließt.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Wandlängskante (22b, 22c) anschließende Wandabschnitt (20b, 20c) gekrümmt oder eben und gegenüber dem Bodenabschnitt (17b, 17c) geneigt ausgebildet ist.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bodenabschnitt (17) und dem im Wesentlichen ebenen Wandabschnitt (20) ein gebogener Wandabschnitt (18, 19) angeordnet ist.
- Wärmeübertrager nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Wandabschnitt (20b) die Form eines Halbkreises oder eines Ovals aufweist.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden- und/oder der gebogene bzw. gekrümmte Wandabschnitt (27, 28, 20b) Versteifungssicken (29, 30, 31) aufweisen.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (23) gegenüber der Bodenlängskante (21) verstemmt sind.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen im Bodenabschnitt als Durchzüge ausgebildet sind, die nach innen (43) oder nach außen (45) gerichtet sind.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandabschnitte, insbesondere die ebenen, ausgestanzte Löcher (41) oder Durchzüge, insbesondere zur Aufnahme von Stutzen (11) aufweisen.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenlängskante (37) über die Aussparungen hinaus verlängert ist und einen abgewinkelten Längssteg (38) bildet.
- Wärmeübertrager nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Längssteg (33) unter einem beliebigen Winkel, insbesondere einem rechten durchgehend oder partiell abgewinkelt und als Befestigungsflansch (34) oder als einzelner Halter ausgebildet ist.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten (3, 4) stirnseitig durch ein- oder aufgelötete Deckel (13, 14) verschlossen ist.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten durch Längsund/oder Quertrennwände unterteilt ist.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Sammelkästen (47, 48) nebeneinander angeordnet sind.
- Wärmeübertrager nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkästen (47, 48) über Verbindungsöffnungen (51) miteinander in Fluidverbindung stehen.
- Wärmeübertrager nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Sammelkästen (47, 48) jeweils mit den den Laschen bzw. Aussparungen (52, 53) abgewandten Wandabschnitten (49, 50) aneinander anliegen.
- Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Sammelkästen (47, 48) Querwände zur Umlenkung des Fluids und/oder zur Bildung eines Mehrkreiskühlers angeordnet sind.
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