EP1601915B1 - Device for transferring heat - Google Patents

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EP1601915B1
EP1601915B1 EP04713852A EP04713852A EP1601915B1 EP 1601915 B1 EP1601915 B1 EP 1601915B1 EP 04713852 A EP04713852 A EP 04713852A EP 04713852 A EP04713852 A EP 04713852A EP 1601915 B1 EP1601915 B1 EP 1601915B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
accordance
transferring heat
arrangement
side wall
wall thickness
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP04713852A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1601915A2 (en
Inventor
Ewald Fischer
Matthias Jung
Wolfgang Seewald
Werner Storz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Publication of EP1601915A2 publication Critical patent/EP1601915A2/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1601915B1 publication Critical patent/EP1601915B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F28F9/0214—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only longitudinal partitions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
    • F25B39/02—Evaporators
    • F25B39/022—Evaporators with plate-like or laminated elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • F28D1/05391—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators with multiple rows of conduits or with multi-channel conduits combined with a particular flow pattern, e.g. multi-row multi-stage radiators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/02—Tubular elements of cross-section which is non-circular
    • F28F1/022—Tubular elements of cross-section which is non-circular with multiple channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0085—Evaporators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/04—Fastening; Joining by brazing

Definitions

  • the invention relates to a device for heat transfer and in particular an evaporator, in particular for a Fahreuginatestrom with at least one collecting box having at least two collecting chambers.
  • a device for heat transfer and in particular an evaporator, in particular for a Fahreuginatestrom with at least one collecting box having at least two collecting chambers.
  • a heat exchanger which has a collecting box made of sheet metal, which is formed from a prepared board.
  • the collecting box is divided longitudinally into two chambers, wherein in the bottom of the collecting tank, the ends of two rows of successively arranged flat tubes are used, which are flowed through by the air to be cooled.
  • the collection chambers have side walls, wherein the adjacent side walls of the two collection chambers are aligned parallel to each other and directly abut each other and there are soldered to each other and to the ground to ensure the tightness of the header tank.
  • a heat exchanger is known in which the connecting flanges are not arranged as usual at the ends of the collecting tank, but on a longitudinal side portion, whereby a simple structure without additional components can be achieved. Even with such a heat exchanger, the adjacent side walls of the two chambers are aligned flat parallel to each other and are soldered to each other and to the bottom of the header tank.
  • EP 1 027 942 A1 and JP 10015619 A1 propose a method for bending metal sheets, in which a recess in the metal sheet is provided in the region of the kink before bending to facilitate the bending process.
  • a heat exchanger according to the present invention can be used in particular as an evaporator for a vehicle air conditioning system.
  • the heat exchanger comprises at least one collecting tank with at least two collecting chambers, wherein essentially each collecting chamber is essentially delimited by a bottom device and a top device.
  • the topping means of a first collection chamber comprises a first middle side wall
  • the topping means of the second collection chamber comprises a second middle side wall.
  • the first middle sidewall is disposed at least over a portion adjacent to the second middle sidewall.
  • a lateral distance of the first center side wall from the second center side wall increases with the height above the bottom device.
  • At least one stability device is arranged on at least one side wall in order to increase the stability, wherein a longitudinal direction of at least one stability device is formed substantially perpendicular to the bottom device.
  • the heat exchanger according to the invention has many advantages.
  • the collecting tank has at least two collecting chambers, which are arranged side by side at least over a portion, it is possible to provide a double row evaporator, wherein the passing through the evaporator air only at a first row of flat tubes and then to a second series of flat tubes passes by.
  • Each collection chamber is delimited by the bottom device and by a top device, in which case the term "top device” is to be understood as meaning the boundary of the collection chamber above the bottom device.
  • the topping means may comprise one or two side walls and a top wall, or also a continuous curved (e.g., semi-circular shaped) wall or the like.
  • the collecting chambers are arranged side by side and the "middle" side walls, that is, the right side wall of the left collecting chamber and the left side wall of the right collecting chamber, increase their lateral distance from the bottom device, a gap extending from the bottom device is achieved ,
  • ddle side walls are here the adjacent side walls (also “contact side walls”, since they are almost or possibly partially in contact with each other) of the first and second collection chamber meant. Accordingly, the outer side walls in a two-chamber collection box, the side walls outside, so the side walls, next to which no collection chamber is arranged. If a collection box has three collection chambers, both side walls of the collection chambers are in the middle so-called “middle” side walls, since each adjacent to a further collection chamber is arranged.
  • conventional, ie parallel, side walls the distance between the parallel walls must be kept very close, as the distance affects the capillary action.
  • the manufacturing tolerances to be complied with are smaller, since the distance of the gap changes continuously over the height and thus even at inaccurate manufacturing tolerances at a suitable distance results in a gap size having a positive capillary action.
  • the cost of the manufacturing process can be reduced, at the same time results in a lower reject rate.
  • the rejection rate can be chosen low, or the rejection rate is slightly higher than a possible minimum, but due to the lower manufacturing tolerances due to the manufacturing costs decrease overall.
  • the lateral distance of the first and the second middle side wall and the contact side walls is substantially V-shaped.
  • a continuous and strictly monotonically increasing distance profile is advantageous since it always results in a suitable lateral spacing, essentially independent of the manufacturing tolerances.
  • At least one distribution device is arranged on at least one side wall.
  • a distribution or a stability device may be provided on a middle or on an outer side wall.
  • distribution or stability devices on both or one of the middle side walls and / or on one or more outer side walls.
  • the distribution or stability means may be provided in the interior of the collection chambers and / or in the space outside or extend inside and outside the collection chambers.
  • a longitudinal direction on at least one distribution or stability device is oriented substantially perpendicular to the bottom device, so that the distribution or stability device preferably extends approximately substantially perpendicular to the surface of the bottom device.
  • At least one distribution or stability device is designed as a recess device and can be shaped, for example, as a channel device or notch or the like.
  • the recess means is a recess in the outer surface of a side wall of a collecting chamber, which extends for example from the bottom device to a certain height above the bottom device.
  • the recessing device can be designed, for example, V-shaped or U-shaped, wherein the width of the U, that is, the width between the legs of the U, can be many times greater than the depth of the U.
  • ratios of pit width to pit height of 1:10 to 100: 1 are possible, with the range of about 1: 5 to 80: 1 being preferred.
  • a ratio in the range of 1: 1 is preferred, whereas in the case of groove-like indentation devices in particular considerably larger values are possible.
  • indentation devices or stability devices made by non-cutting manufacturing processes in general increase the lateral stability of the side walls and thus of the collecting chambers as a whole.
  • Distributors facilitate the distribution of the flux and the solder.
  • Groove arrangements on the outer sides of the middle side walls or the contact walls are advantageous because this ensures that a capillary gap is formed between the side walls or legs of the collection chambers, which can also be formed over a large area depending on the width of the recess means.
  • Such capillary gaps that is to say both narrow and large areas, promote flux transport during soldering, so that a reliable solder connection between the side walls with one another and with the ground device can be achieved.
  • the height of the recesses may be between about 0.05 and 0.4 mm, with the width in the range between 0.05 mm and 8 or 10 mm or even more. It should be noted that these figures refer only to a specific example. In such and also other flat-tube evaporators or evaporators in general, both smaller and larger dimensions are possible.
  • At least one distribution device or at least one stability device projects outwards, wherein preferably at least one distribution or stability device projects outwardly from a side wall of at least one collection chamber.
  • at least one stability device protrudes outward on one of the middle side walls or the contact side walls, so that at the location of a stability device the lateral distance (or gap) between the two middle side walls is reduced.
  • At least one distribution or stability device is designed as a beading device, which is particularly preferably produced without cutting.
  • a plurality of distribution or stability devices is preferably distributed equidistantly over at least a portion or even the entire length of at least one collection chamber, wherein the stability means alternately on the outwardly facing surfaces of the central side wall of the first collection chamber and the middle side wall of the second Collection chamber can be arranged. It is also possible that all stability devices are provided only on a middle side wall or on a collecting chamber.
  • a depth of a distribution or stability device increases with the distance from the bottom device.
  • the depth that is, the vertical distance from the outer dimension of the stability device to the side surface, in the vicinity of the ground device can be one third of the maximum depth.
  • the term stability device means the depth of the depression device relative to the side wall.
  • a depression in the bottom device is provided in a contact region of the middle side walls with the bottom device, wherein this recess can be embodied for example as a bottom bead, for example, to represent a guide for the ends of the side walls.
  • At least one flat tube in the region of a flank has a smaller wall thickness than in a region of the rounding or the radius.
  • the wall thickness of the flat tube in the region of the flanks is lower by 10% or 20% or more than in a region of the radius.
  • the ratio of the wall thicknesses in the range of wall thickness in the radius to wall thickness at the flank is in a range of about 1.2 to 3 and particularly preferably in a range between about 1.4 and 2.
  • the wall thickness of the flat tube in the region of the flanks at at least one point about 0.2 to 0.4 and preferably have 0.3 mm.
  • the wall thickness of the flat tube in the radius range is then at least one point between 0.4 and 0.7 mm and preferably about 0.5 to 0.6 mm.
  • At least one upper part device is manufactured in one piece, so that the middle and the outer side wall and the upper ceiling wall of the upper part device are in one piece.
  • At least one upper part device or two upper part devices are manufactured in one piece with the bottom device. Then it is possible with a collecting box, comprising two collecting devices, from a prefabricated board by, for example, bending the substantially entire collection box einstükkig produce.
  • header box In order to accomplish the subdivision of the header tank into at least two chamber means, it is possible to integrally form the header box such that the side members adjoining the bottom member are curved in the direction of the bottom member and finally connected to each other and to the bottom member.
  • the bottom device may be prepared to have the desired dimensions or openings or recesses for connection to the side and top devices, respectively. Since the collecting box can be brought into its final shape before the final soldering, results in a high strength of the device even before soldering.
  • connection opening of the heat transfer is arranged on a longitudinal side portion of the header tank, wherein it is also possible that a connection opening is arranged on an end face of a header tank or that both connection openings on the front or on one or both longitudinal sides of Are provided collecting tank.
  • the collecting tank is connected to two rows of heat transfer tubes arranged one behind the other. It is also possible that three or even more rows of heat transfer tubes are connected to the collection box.
  • a collection chamber is provided for each row of heat transfer tubes, but it is also possible that for each, for example, two (or three or more) tube rows of heat transfer tubes, a collection chamber is provided.
  • At least one side wall is provided with at least one tab device or the like, which is inserted into recesses of the bottom devices.
  • the insertion point can be caulked.
  • the caulking point can be punched in the guide bead after forming the collector.
  • a caulking of the insertion point before loosening offers the advantage of a firm connection of the parts to be soldered.
  • a cover plate is arranged on at least one, and more preferably on both ends of the collection chambers.
  • a guide bead is provided for the partition, so that the partition wall can not tilt substantially and results in an improved system of the partition wall on the collector through the U-shaped enclosure.
  • V-shaped gap between the inner side walls of the two collecting chambers and further distribution or stability devices in the form of protruding beads or depressions results in the possibility of a larger tolerance field, so that in a specific example, the gap distance at the open end of V-gap can vary by up to 50% and can move between 0.15 and 0.23 mm, while it is at the bottom of the bottom device between 0.05 and 0.11 mm.
  • the stability devices ensure that there is always a sufficient capillary gap for the flux transport, regardless of production-related form deviations.
  • a first embodiment of the heat exchanger according to the invention which is designed as an evaporator for a vehicle air conditioning system, will now be illustrated with reference to Figures 1 to 7.
  • the heat exchanger shown in perspective in FIG. 1 comprises an upper collecting box 2, a lower collecting box 11 with heat transfer tubes 9 arranged therebetween.
  • the upper collecting box 2 comprises a first collecting chamber 3 and a second collecting chamber 4 parallel thereto, whose end faces are closed with lids 5.
  • the inlet 6 and the outlet 7 is provided for the cooling medium to be evaporated.
  • inlet and outlet can not only be provided on one longitudinal side 8 of one or both collecting chamber (s) of the collecting tank 3, but that it is also possible for the inlet to be provided on a longitudinal side of the first collecting tank is and the drain on one longitudinal side of the second header tank.
  • inlet and outlet are provided on the end faces of one or both collecting chambers, as shown in the embodiment of Figure 11, are provided in the inlet and outlet at the end faces of the two collecting chambers of the collecting tank.
  • the upper part 13 of the first collecting chamber 3 is here in the exemplary embodiment made in one piece with the bottom 12 of the collecting tank. Also, the second upper part 23 may be made in one piece with the bottom 12.
  • the upper part 13 of the first collection chamber 3 comprises an outer side wall 14, an upper wall 16 and a middle side wall 15, which is arranged here approximately in the middle of the collecting tank 2 in the exemplary embodiment.
  • the upper part 13 By bending over a lateral edge region of the bottom 12, the upper part 13 is formed with the outer side wall 14, the middle side wall 15 and the upper side wall 16, the transition between the individual wall regions being fluid.
  • the lying in the middle of the bottom 12 "middle" side wall 15 is formed by the end of the one-piece component.
  • bending auxiliary elements 100, 100 ' such as preferably beads or indentations, the material can be bent more easily and with better control at the points to be bent. It is expedient if the bending auxiliary element causes a wall thickness reduction, so that at this point the bending process can be facilitated.
  • the bending auxiliary element can be introduced into the wall within the collecting box and / or outside the collecting box.
  • FIG. 2 shows that the base device and the upper part device are made of one part, at least at locations in which the bottom device and the upper part device and / or the upper part device and a side wall (see FIG. 4) adjoin one another, bending auxiliary elements 100, 100 ', 101, 101 'are provided.
  • the bending auxiliary elements are wall thickness-reduced areas, such as preferably single or a plurality of lines and / or points.
  • the wall thickness reduction of Biegeangesetti is preferably in the range of 10% to 50% compared to the normal wall thickness. It is particularly expedient if the reduction is in the range of 20% to 40% compared to the normal wall thickness.
  • the end of the middle side wall 15 has tabs 18 which protrude beyond the end of the middle side wall 15 and are inserted during manufacture into corresponding recesses 19 in the bottom area of the collecting box.
  • the tabs 18 are preferably caulked to the bottom 12, so that a tight fit of the upper part 13 and the middle side wall 15 results with the bottom element 12. This ensures a good and permanent soldering of the individual elements together, since during the soldering process, no parts can move against each other. This is also shown enlarged in Figure 5.
  • top and bottom openings 21 are provided respectively in the middle side walls 15 and 25, the overflow of the refrigerant from the first collection chamber 3 to the second collection chamber 4 or, depending on the embodiment, in the reverse direction, to enable.
  • FIG. 4 shows a side view of the sectioned collecting tank 2 in which tabs 18 are inserted into recesses 19 in the base 12 in the area of contact with the middle side walls 15 and 25 and caulked there in order to facilitate soldering.
  • the collection box 2 has a height 69.
  • FIG. 6 shows a schematic side view, not to scale, of the contact region of the middle side wall 15 and the middle side wall 25 with the bottom 12 of the collecting box 2. While a lateral distance 33 is provided at the point of contact with the floor 12, a lateral distance 32 of the middle side walls is present at a height distance 29 from the floor 12.
  • a distance of 0.1 mm is provided for the distance 33, and at a height 29 of about 10 mm, the distance 32 is about 0.3 mm, so that the opening angle between the central walls 15 and 25 is about 1 ° ,
  • the V-shaped gap 22 allows reliable capillary action during soldering.
  • a kink 10 is provided in the first collection chamber 10 and a kink 20 in the second collection chamber 4, as can be seen in the not so schematic drawing of FIG. While the outer side walls 14 and 24 pass without apparent transition point in ceiling walls 16 and 26, in the exemplary embodiment, the middle side walls 15 and 25 at the bend point 10 and 20 clearly offset from the ceiling walls 16 and 26 respectively.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a collecting box 2, in which identical parts are provided with the same reference numerals.
  • This collection box 2 also comprises a first collection chamber 3 and a second collection chamber 4, each of which comprises central side walls 15 and 25, respectively.
  • a bead 31 or a plurality of beads 31 are provided in this embodiment, which are arranged regularly at certain intervals over the length of the collecting tank 2.
  • the individual beads 31 may be provided only on the outside of the middle side wall 25, but it is preferable that they are alternately provided on the outside of the middle wall 15 and the middle wall 25. Due to manufacturing conditions, however, the beads can also be provided only on an outer side of a middle side wall (15 or 25).
  • the outer shape of the bead 31 is also substantially V-shaped, so that it in the region of the bottom 12 a smaller depth, d. H. a smaller distance from the outside of the wall than at the top in the distance 29 at the height of the break point 20.
  • the dimensions of the bead 31 can be adapted to the gap 22 such that the depth in the bottom area about 0.1 mm and in the height 29 above the ground 12 is about 0.3 mm.
  • the height 59 of the bead need not, but may coincide with the height 29 of the break points 10, 20.
  • the dimensions of the bead are smaller by a certain percentage than the dimensions 32 and 33, which define the intended spacing of the side walls 15 and 25. Then the beads guarantee a minimum distance.
  • a recess 30 with a depth 34 of the embodiment 0.1 mm provided in the contact region of the side walls 15 and 25 with the bottom 12 .
  • the recess 30 facilitates the manufacture of the header tank 2, since the ends of the side walls 15 and 25 are guided before soldering in the recess 30 and thus results in a lateral grip.
  • the beads 31 arise large capillary gaps, which allow a good distribution of the flux and the solder. Furthermore, the beads 31 perform the function of a spacer between the outsides of the middle side walls 15 and 25. It is reliably ensured that the distance is not too small to ensure a reliable solder joint.
  • channels 35 executed stability devices.
  • the grooves 35 have a depth 36, which is 0.1 mm in the embodiment. Analogous to the exemplary embodiment with the beads 31 according to FIG. 7, the depth of the grooves can also change in the exemplary embodiment with the channel-like recesses 35 according to FIGS. 8 and 9 with the distance from the bottom 12 of the header box.
  • the surface profiling which is formed by the grooves 35, the or the upper part (s) 13 and 23 of the two collecting chambers 3, 4 stability.
  • the grooves 35 fulfill the function of distributing flow and solder, so that a secure connection of the side walls 15 and 25 with the bottom 12 is made possible.
  • a recess 30 is provided in the contact region of the middle side walls 15 and 25 and the bottom 12.
  • FIG. 9 shows a sectioned plan view AA from FIG. 8.
  • the groove-shaped recesses 35 are visible from the top.
  • the channel-shaped depressions 35 are arranged on both middle side walls 15 and 25.
  • the grooves are formed in this embodiment by compression of the material in the bending process for molding, so that arise on each of the outer sides of the central side surfaces of the recesses shown.
  • the depressions on the side wall 15 are laterally displaced relative to the depressions on the side wall 25 by a dimension 62, which preferably corresponds to half of the distance 61.
  • FIG. 10 shows a flat tube 40 for a heat exchanger for one of the exemplary embodiments.
  • the flat tube has outer dimensions perpendicular to the flow direction of a refrigerant of a length 41 of 30 mm and a width 42 of 3 mm. But there are other dimensions possible.
  • the wall thickness In the region of the radius or the curves 43, the wall thickness has a dimension 44 of 0.55 mm, while in the region of the flanks 49 a significantly smaller wall thickness 45 of 0.3 mm is present.
  • the flat tube is divided across the width into a number of 8 flow chambers, the middle 6 having an inner width of 3.2 mm.
  • the partitions 46 have a width 47 of 0.3 mm.
  • FIG. 11 shows a side view of a heat exchanger 60, which also comprises collecting boxes 2 and 11.
  • the header boxes 2 and 11 are divided into a plurality of longitudinal sections, so that a meandering flow path of the evaporation medium over the heat exchanger 60 results.
  • terminals 6 and 7 are provided for inlet and outlet on the end faces of the collecting tank 2 to the collecting chambers 3 and 4.

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Abstract

The invention relates to a device for transferring heat and especially an evaporator, especially for the air-conditioning system of a vehicle comprising at least one collecting tank comprising at least two collecting chambers.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmeübertragung und insbesondere einen Verdampfer insbesondere für eine Fahreugklimaanlage mit wenigstens einem Sammelkasten, der wenigstens zwei Sammelkammern aufweist. Obwohl die Erfindung im folgenden mit Bezug auf den Verdampfer einer Fahrzeugklimaanlage beschrieben wird, sei darauf hingewiesen, dass dieser Einsatzzweck nicht beschränkend zu verstehen ist, sondern dass der erfindungsgemäße Wärmeübertrager ebenso in anderen Klimaanlagen und dergleichen mehr eingesetzt werden kann.The invention relates to a device for heat transfer and in particular an evaporator, in particular for a Fahreugklimaanlage with at least one collecting box having at least two collecting chambers. Although the invention will be described below with reference to the evaporator of a vehicle air conditioning, it should be noted that this purpose is not limiting, but that the heat exchanger according to the invention can also be used in other air conditioning systems and the like.

Derartige, oben genannte, Vorrichtungen zur Wärmeübertragung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Aus der DE 198 26 881 A1 ist ein Wärmeübertrager bekannt, der einen Sammelkasten aus Blech aufweist, der aus einer vorbereiteten Platine geformt ist. Der Sammelkasten ist in Längsrichtung in zwei Kammern unterteilt, wobei in den Boden des Sammelkastens die Enden von zwei Reihen hintereinander angeordneter Flachrohre eingesetzt sind, die von der zu kühlenden Luft durchströmt werden. Die Sammelkammern weisen Seitenwände auf, wobei die benachbarten Seitenwände der beiden Sammelkammern parallel zueinander ausgerichtet sind und direkt aneinander anliegen und dort miteinander und mit dem Boden verlötet sind, um die Dichtigkeit des Sammelkastens zu gewährleisten.Such, above-mentioned, devices for heat transfer are known from the prior art. From DE 198 26 881 A1 a heat exchanger is known, which has a collecting box made of sheet metal, which is formed from a prepared board. The collecting box is divided longitudinally into two chambers, wherein in the bottom of the collecting tank, the ends of two rows of successively arranged flat tubes are used, which are flowed through by the air to be cooled. The collection chambers have side walls, wherein the adjacent side walls of the two collection chambers are aligned parallel to each other and directly abut each other and there are soldered to each other and to the ground to ensure the tightness of the header tank.

Aus der DE 100 56 074 A1 ist ein Wärmeübertrager bekannt, bei dem die Anschlussflansche nicht wie sonst üblich an den Stimenden des Sammelkastens, sondern auf einem Längsseitenabschnitt angeordnet sind, wodurch ein einfacher Aufbau ohne zusätzliche Bauteile erzielbar ist. Auch bei einem derartigen Wärmeübertrager sind die benachbarten Seitenwände der zwei Kammern flächig parallel zueinander ausgerichtet und werden miteinander und mit dem Boden des Sammelkastens verlötet.From DE 100 56 074 A1, a heat exchanger is known in which the connecting flanges are not arranged as usual at the ends of the collecting tank, but on a longitudinal side portion, whereby a simple structure without additional components can be achieved. Even with such a heat exchanger, the adjacent side walls of the two chambers are aligned flat parallel to each other and are soldered to each other and to the bottom of the header tank.

In der DE 198 26 881 A1, der DE 100 56 074 A1, der US 6,216,777 B1 sowie der EP 0 840 083 A2 werden unterschiedliche Bauformen von Wärmetauschern mit mehrkammerig ausgebildeten Sammelkästen beschrieben. Die dort beschriebenen Sammelkästen werden durch Umbiegen der seitlichen Randbereiche eines einstückigen Bleches realisiert, wobei das Blech soweit gebogen wird, dass die Seitenbereiche mit der Mitte des Blechs in Berührung kommen, so dass die nach oben gebogenen Bereiche des Bleches zwei durch Trennwände voneinander getrennte Einzelkammern des Sammelkastens ausbilden. Bei den beschriebenen Bauformen erfolgt eine Stabilisierung des Sammelkastens durch einen Kontakt der Trennwände aneinander.DE 198 26 881 A1, DE 100 56 074 A1, US Pat. No. 6,216,777 B1 and EP 0 840 083 A2 describe different types of heat exchangers with multi-chamber collection boxes. The collecting boxes described therein are realized by bending the lateral edge regions of a one-piece sheet, wherein the sheet is bent so far that the side portions come into contact with the center of the sheet, so that the upwardly bent portions of the sheet two separated by partitions of individual chambers of the Training collecting tank. In the described designs, the collecting box is stabilized by contact between the partitions.

In der EP 1 027 942 A1 sowie der JP 10015619 A1 wird ein Verfahren zum Umbiegen von Blechen vorgeschlagen, bei denen zur Erleichterung des Umbiegevorgangs im Bereich der Knickstelle vor dem Umbiegen eine Ausnehmung im Blech vorgesehen wird.EP 1 027 942 A1 and JP 10015619 A1 propose a method for bending metal sheets, in which a recess in the metal sheet is provided in the region of the kink before bending to facilitate the bending process.

In der US 5,904,206 wird ein Wärmetauscher mit einem mehrteiligem, einkammerigen Sammler offenbart. Weiterhin wird eine spezielle Flachrohrgeometrie vorgeschlagen.In US 5,904,206 a heat exchanger with a multi-part, single-chamber collector is disclosed. Furthermore, a special Flachrohrgeometrie is proposed.

Nachteilig bei den im Stand der Technik bekannten Wärmeübertragern ist, dass relativ enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen, um den Ausschuss gering zu halten.A disadvantage of the known in the art heat exchangers is that relatively tight manufacturing tolerances must be met in order to keep the waste low.

Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmeübertrager zur Verfügung zu stellen, bei dem größere Fertigungstoleranzen möglich sind.It is therefore the object of the present invention to provide a heat exchanger available, in which larger manufacturing tolerances are possible.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den Anspruch 1 gelöst.The object of the present invention is achieved by claim 1.

Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Preferred developments are subject of the dependent claims.

Ein Wärmeübertrager gemäß der vorliegenden Erfindung kann insbesondere als Verdampfer für eine Fahrzeugklimaanlage eingesetzt werden. Der Wärmeübertrager umfasst wenigstens einen Sammelkasten mit wenigstens zwei Sammelkammern, wobei im wesentlichen jede Sammelkammer jeweils im wesentlichen durch eine Bodeneinrichtung und eine Oberteileinrichtung begrenzt wird. Die Oberteileinrichtung einer ersten Sammelkammer umfasst eine erste mittlere Seitenwand, und die Oberteileinrichtung der zweiten Sammelkammer umfasst eine zweite mittlere Seitenwand.A heat exchanger according to the present invention can be used in particular as an evaporator for a vehicle air conditioning system. The heat exchanger comprises at least one collecting tank with at least two collecting chambers, wherein essentially each collecting chamber is essentially delimited by a bottom device and a top device. The topping means of a first collection chamber comprises a first middle side wall, and the topping means of the second collection chamber comprises a second middle side wall.

Die erste mittlere Seitenwand ist wenigstens über einen Abschnitt benachbart zu der zweiten mittleren Seitenwand angeordnet.The first middle sidewall is disposed at least over a portion adjacent to the second middle sidewall.

Wenigstens über einen Teil einer Höhe des Sammelkastens nimmt ein seitlicher Abstand der ersten mittleren Seitenwand von der zweiten mittleren Seitenwand mit der Höhe über der Bodeneinrichtung zu.At least over part of a height of the header box, a lateral distance of the first center side wall from the second center side wall increases with the height above the bottom device.

Weiterhin ist an wenigstens einer Seitenwand wenigstens eine Stabilitätseinrichtung angeordnet, um die Stabilität zu erhöhen, wobei eine Längsrichtung wenigstens einer Stabilitätseinrichtung im Wesentlichen senkrecht zu der Bodeneinrichtung ausgebildet ist.Furthermore, at least one stability device is arranged on at least one side wall in order to increase the stability, wherein a longitudinal direction of at least one stability device is formed substantially perpendicular to the bottom device.

Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager hat viele Vorteile.The heat exchanger according to the invention has many advantages.

Dadurch, dass der Sammelkasten wenigstens zwei Sammelkammern aufweist, die wenigstens über einen Abschnitt nebeneinander angeordnet sind, wird es ermöglicht, einen zweireihigen Verdampfer vorzusehen, wobei die durch den Verdampfer tretende Luft erst an einer ersten Reihe von Flachrohren und anschließend an einer zweiten Reihe von Flachrohren vorbeitritt.Characterized in that the collecting tank has at least two collecting chambers, which are arranged side by side at least over a portion, it is possible to provide a double row evaporator, wherein the passing through the evaporator air only at a first row of flat tubes and then to a second series of flat tubes passes by.

Jede Sammelkammer wird durch die Bodeneinrichtung und durch eine Oberteileinrichtung begrenzt, wobei hier unter dem Begriff "Oberteileinrichtung" die Begrenzung der Sammelkammer oberhalb der Bodeneinrichtung zu verstehen ist. Die Oberteileinrichtung kann eine oder zwei Seitenwände und eine Deckenwand oder auch eine durchgehend gekrümmte (z.B. halbkreisförmig gestaltete) Wand oder dergleichen umfassen.Each collection chamber is delimited by the bottom device and by a top device, in which case the term "top device" is to be understood as meaning the boundary of the collection chamber above the bottom device. The topping means may comprise one or two side walls and a top wall, or also a continuous curved (e.g., semi-circular shaped) wall or the like.

Dadurch, dass die Sammelkammern nebeneinander angeordnet sind und die "mittleren" Seitenwände, das heißt die rechte Seitenwand der linken Sammelkammer und die linke Seitenwand der rechten Sammelkammer, ihren seitlichen Abstand von der Bodeneinrichtung aus vergrößern, wird ein sich von der Bodeneinrichtung aus vergrößernder Spalt erzielt.Characterized in that the collecting chambers are arranged side by side and the "middle" side walls, that is, the right side wall of the left collecting chamber and the left side wall of the right collecting chamber, increase their lateral distance from the bottom device, a gap extending from the bottom device is achieved ,

Dadurch wird ein besserer Flussmitteltransport und in der Folge eine bessere Aktivierung des Lotes in dem Spalt und somit an.den mittleren Seitenwänden und der Bodeneinrichtung erzielt, wenn der Sammelkasten verlötet wird.Thereby, a better flux transport and consequently a better activation of the solder in the gap and thus at the middle side walls and the bottom device is achieved when the collecting box is soldered.

Mit "mittleren" Seitenwände sind hier die nebeneinander liegenden Seitenwände (auch "Kontaktseitenwände", da diese nahezu bzw. eventuell teilweise in Kontakt miteinander stehen) der ersten und zweiten Sammelkammer gemeint. Demzufolge sind die äußeren Seitenwände bei einem Zweikammer-Sammelkasten die Seitenwände außen, also die Seitenwände, neben denen keine Sammelkammer angeordnet ist. Wenn ein Sammelkasten drei Sammelkammern aufweist, sind beide Seitenwände der Sammelkammern in der Mitte sogenannte "mittlere" Seitenwände, da jeweils benachbart eine weitere Sammelkammer angeordnet ist.By "middle" side walls are here the adjacent side walls (also "contact side walls", since they are almost or possibly partially in contact with each other) of the first and second collection chamber meant. Accordingly, the outer side walls in a two-chamber collection box, the side walls outside, so the side walls, next to which no collection chamber is arranged. If a collection box has three collection chambers, both side walls of the collection chambers are in the middle so-called "middle" side walls, since each adjacent to a further collection chamber is arranged.

Ein sich auf die Bodeneinrichtung zu verschmälemder Spalt begünstigt insbesondere in der Aufwärmphase den Flussmitteltransport beim Verlöten zur Bodeneinrichtung nach innen hin. Bei konventionellen, das heißt parallelen, Seitenwänden muss der Abstand zwischen den parallelen Wänden sehr genaue eingehalten werden, da der Abstand die Kapillarwirkung beeinflusst.A gap which is to be narrowed to the ground device, in particular during the warm-up phase, promotes flux transport during soldering to the ground device inwards. In conventional, ie parallel, side walls, the distance between the parallel walls must be kept very close, as the distance affects the capillary action.

Mit einem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager sind die einzuhaltenden Fertigungstoleranzen geringer, da sich der Abstand des Spaltes kontinuierlich über der Höhe ändert und somit auch bei ungenaueren Fertigungstoleranzen in geeignetem Abstand eine Spaltgröße ergibt, die eine positive Kapillarwirkung aufweist.With a heat exchanger according to the invention, the manufacturing tolerances to be complied with are smaller, since the distance of the gap changes continuously over the height and thus even at inaccurate manufacturing tolerances at a suitable distance results in a gap size having a positive capillary action.

Durch die günstigeren Fertigungstoleranzen können die Kosten für das Herstellungsverfahren gesenkt werden, wobei sich gleichzeitig eine geringere Ausschussrate ergibt. Je nach Abstimmung zwischen Genauigkeit der Fertigungstoleranz und Kosten für das Herstellungsverfahren kann die Ausschussrate gering gewählt werden, oder die Ausschussrate ist etwas höher als ein mögliches Minimum, wobei durch die günstigeren Fertigungstoleranzen bedingt die Herstellungskosten aber insgesamt sinken.Due to the more favorable manufacturing tolerances, the cost of the manufacturing process can be reduced, at the same time results in a lower reject rate. Depending on the agreement between accuracy of the manufacturing tolerance and cost of the manufacturing process, the rejection rate can be chosen low, or the rejection rate is slightly higher than a possible minimum, but due to the lower manufacturing tolerances due to the manufacturing costs decrease overall.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der seitliche Abstand der ersten und der zweiten mittleren Seitenwand bzw. der Kontaktseitenwände im wesentlichen V-förmig. Ein kontinuierlicher und streng monoton steigender Abstandsverlauf ist vorteilhaft, da dadurch im wesentlichen unabhängig von den Fertigungstoleranzen sich immer ein geeigneter seitlicher Abstand ergibt.In a preferred embodiment of the invention, the lateral distance of the first and the second middle side wall and the contact side walls is substantially V-shaped. A continuous and strictly monotonically increasing distance profile is advantageous since it always results in a suitable lateral spacing, essentially independent of the manufacturing tolerances.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an wenigstens einer Seitenwand wenigstens eine Verteileinrichtung angeordnet. Eine Verteil- oder eine Stabilitätseinrichtung kann an einer mittleren oder auch an einer äußeren Seitenwand vorgesehen sein.In a further preferred embodiment of the invention, at least one distribution device is arranged on at least one side wall. A distribution or a stability device may be provided on a middle or on an outer side wall.

Es ist ebenso möglich, dass eine oder mehrere Verteil- oder auch Stabilitätseinrichtungen sowohl auf einer oder beiden mittleren Seitenwänden und/oder auf einer oder mehreren Außenseitenwänden angeordnet sind. Die Verteil- oder auch Stabilitätseinrichtungen können in dem Innenraum der Sammelkammern und/oder im Raum außerhalb vorgesehen sein oder sich innerhalb und außerhalb der Sammelkammern erstrecken.It is also possible that one or more distribution or stability devices on both or one of the middle side walls and / or on one or more outer side walls. The distribution or stability means may be provided in the interior of the collection chambers and / or in the space outside or extend inside and outside the collection chambers.

Vorzugsweise ist eine Längsrichtung an wenigstens einer Verteil- oder Stabilitätseinrichtung im wesentlichen senkrecht zu der Bodeneinrichtung ausgerichtet, so dass sich die Verteil- oder Stabilitätseinrichtung vorzugsweise näherungsweise im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Bodeneinrichtung erstreckt.Preferably, a longitudinal direction on at least one distribution or stability device is oriented substantially perpendicular to the bottom device, so that the distribution or stability device preferably extends approximately substantially perpendicular to the surface of the bottom device.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens eine Verteil- oder Stabilitätseinrichtung als Vertiefungseinrichtung ausgebildet und kann beispielsweise als Rinneneinrichtung oder Einkerbung oder dergleichen geformt sein.In a preferred development, at least one distribution or stability device is designed as a recess device and can be shaped, for example, as a channel device or notch or the like.

Dabei ist es möglich, dass die Vertiefungseinrichtung eine Vertiefung in der Außenoberfläche einer Seitenwand einer Sammelkammer ist, die sich beispielsweise von der Bodeneinrichtung aus bis in eine bestimmte Höhe über der Bodeneinrichtung erstreckt. Die Vertiefungseinrichtung kann dabei beispielsweise V-förmig oder auch U-förmig ausgeführt sein, wobei die Breite des U, das heißt die Breite zwischen den Schenkeln des U, um ein Vielfaches größer sein kann als die Tiefe des U.It is possible that the recess means is a recess in the outer surface of a side wall of a collecting chamber, which extends for example from the bottom device to a certain height above the bottom device. The recessing device can be designed, for example, V-shaped or U-shaped, wherein the width of the U, that is, the width between the legs of the U, can be many times greater than the depth of the U.

Möglich sind beispielsweise Verhältnisse von Vertiefungsbreite zu Vertiefungshöhe von 1:10 bis 100:1, wobei bevorzugt der Bereich von etwa 1:5 bis 80:1 ist. Bei kerbenartigen Vertiefungseinrichtungen ist ein Verhältnis eher im Bereich 1:1 bevorzugt, während insbesondere bei rillenartigen Vertiefungseinrichtungen auch erheblich größere Werte möglich sind.For example, ratios of pit width to pit height of 1:10 to 100: 1 are possible, with the range of about 1: 5 to 80: 1 being preferred. In the case of notch-like indentation devices, a ratio in the range of 1: 1 is preferred, whereas in the case of groove-like indentation devices in particular considerably larger values are possible.

Insbesondere, aber nicht nur, durch spanlose Fertigungsverfahren hergestellte Vertiefungseinrichtungen oder Stabilitätseinrichtungen im allgemeinen erhöhen die Stabilität in seitlicher Richtung der Seitenwände und somit der Sammelkammern insgesamt.In particular, but not only, indentation devices or stability devices made by non-cutting manufacturing processes in general increase the lateral stability of the side walls and thus of the collecting chambers as a whole.

Verteileinrichtungen erleichtern das Verteilen des Flussmittels und des Lötmittels.Distributors facilitate the distribution of the flux and the solder.

Dadurch wird ebenfalls ein verbessertes Fertigungsverfahren erzielt, da die Fertigungstoleranzen bei gleichbleibender oder sogar noch geringerer Ausschussrate reduziert werden können.As a result, an improved manufacturing process is also achieved because the manufacturing tolerances can be reduced while maintaining or even lower reject rate.

Vertiefungseinrichtüngen auf den Außenseiten der mittleren Seitenwände bzw. der Kontaktwände sind vorteilhaft, da dadurch sichergestellt wird, dass sich zwischen den Seitenwänden bzw. Schenkeln der Sammelkammern ein Kapillarspalt ausbildet, der je nach Breite der Vertiefungseinrichtung auch großflächig ausgebildet sein kann. Derartige Kapillarspalte, das heißt sowohl schmale als auch großflächige, begünstigen den Flussmitteltransport beim Verlöten, so dass eine zuverlässige Lötverbindung zwischen den Seitenwänden untereinander und der Bodeneinrichtung erzielbar ist.Groove arrangements on the outer sides of the middle side walls or the contact walls are advantageous because this ensures that a capillary gap is formed between the side walls or legs of the collection chambers, which can also be formed over a large area depending on the width of the recess means. Such capillary gaps, that is to say both narrow and large areas, promote flux transport during soldering, so that a reliable solder connection between the side walls with one another and with the ground device can be achieved.

Bei typischen Flachrohrverdampfem für die Klimaanlagen von Automobilen kann die Höhe der Vertiefungen zwischen etwa 0,05 und 0,4 mm betragen, wobei die Breite in dem Bereich zwischen 0,05 mm und 8 oder 10 mm oder noch mehr betragen kann. Hier sei darauf hingewiesen, dass sich diese Zahlenangaben nur auf ein konkretes Beispiel beziehen. Bei solchen und auch bei anderen Flachrohrverdampfern oder auch Verdampfern im allgemeinen sind sowohl kleinere als auch größere Abmessungen möglich.In typical flat tube evaporators for automotive air conditioning systems, the height of the recesses may be between about 0.05 and 0.4 mm, with the width in the range between 0.05 mm and 8 or 10 mm or even more. It should be noted that these figures refer only to a specific example. In such and also other flat-tube evaporators or evaporators in general, both smaller and larger dimensions are possible.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung steht wenigstens eine Verteileinrichtung oder wenigstens eine Stabilitätseinrichtung nach außen vor, wobei bevorzugt wenigstens eine Verteil- oder Stabilitätseinrichtung von einer Seitenwand wenigstens einer Sammelkammer nach außen vorsteht. Besonders bevorzugt steht wenigstens eine Stabilitätseinrichtung auf einer der mittleren Seitenwände bzw. der Kontaktseitenwände nach außen vor, so dass an der Stelle einer Stabilitätseinrichtung der seitliche Abstand (bzw. Spalt) zwischen den beiden mittleren Seitenwänden verringert ist.In a further preferred development of the invention, at least one distribution device or at least one stability device projects outwards, wherein preferably at least one distribution or stability device projects outwardly from a side wall of at least one collection chamber. Particularly preferably, at least one stability device protrudes outward on one of the middle side walls or the contact side walls, so that at the location of a stability device the lateral distance (or gap) between the two middle side walls is reduced.

Bevorzugt ist wenigstens eine Verteil- oder Stabilitätseinrichtung als Sickeneinrichtung ausgebildet, welche besonders bevorzugt spanlos gefertigt wird.Preferably, at least one distribution or stability device is designed as a beading device, which is particularly preferably produced without cutting.

Besonders bevorzugt wird eine Mehrzahl,von Verteil- oder Stabilitätseinrichtungen vorzugsweise abstandsgleich über wenigstens einem Abschnitt oder auch der gesamten Länge wenigstens einer Sammelkammer verteilt vorgesehen, wobei die Stabilitätseinrichtungen abwechselnd auf den nach außen zeigenden Flächen der mittleren Seitenwand der ersten Sammelkammer und der mittleren Seitenwand der zweiten Sammelkammer angeordnet sein können. Ebenso ist es möglich, dass alle Stabilitätseinrichtungen nur auf einer mittleren Seitenwand bzw. an einer Sammelkammer vorgesehen sind.Particularly preferably, a plurality of distribution or stability devices is preferably distributed equidistantly over at least a portion or even the entire length of at least one collection chamber, wherein the stability means alternately on the outwardly facing surfaces of the central side wall of the first collection chamber and the middle side wall of the second Collection chamber can be arranged. It is also possible that all stability devices are provided only on a middle side wall or on a collecting chamber.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nimmt eine Tiefe einer Verteil- oder Stabilitätseinrichtung mit dem Abstand von der Bodeneinrichtung zu. Beispielsweise kann die Tiefe, das heißt der senkrechte Abstand von äußerem Maß der Stabilitätseinrichtung zu Seitenfläche, in der Nähe der Bodeneinrichtung ein Drittel der maximalen Tiefe betragen. Bei nach außen vorstehenden Stabilitätseinrichtungen ist es dann die Höhe gegenüber der Seitenwand, während bei Vertiefungseinrichtungen als Stabilitätseinrichtungen die Tiefe der Vertiefungseinrichtung gegenüber der Seitenwand gemeint ist.In a preferred development of the invention, a depth of a distribution or stability device increases with the distance from the bottom device. For example, the depth, that is, the vertical distance from the outer dimension of the stability device to the side surface, in the vicinity of the ground device can be one third of the maximum depth. In the case of outwardly projecting stability devices, it is then the height in relation to the side wall, while in the case of depression devices the term stability device means the depth of the depression device relative to the side wall.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist in einem Kontaktbereich der mittleren Seitenwände mit der Bodeneinrichtung eine Vertiefung in der Bodeneinrichtung vorgesehen, wobei diese Vertiefung beispielsweise als Bodensicke ausgeführt sein kann, um beispielsweise eine Führung für die Enden der Seitenwände darzustellen.In a preferred embodiment of the invention, a depression in the bottom device is provided in a contact region of the middle side walls with the bottom device, wherein this recess can be embodied for example as a bottom bead, for example, to represent a guide for the ends of the side walls.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens ein Flachrohr im Bereich einer Flanke eine geringere Wandstärke auf als in einem Bereich der Rundung bzw. des Radius.In a further preferred embodiment of the invention, at least one flat tube in the region of a flank has a smaller wall thickness than in a region of the rounding or the radius.

Diese Weiterbildung ist sehr vorteilhaft, da durch die spezielle Rohrgeometrie am Flachrohr mit dem verstärkten Radius ein geringes Flachrohrgewicht bei hoher Festigkeit erzielbar ist. Daraus resultiert ein leichteres Rohr und somit insgesamt ein geringes Gesamtgewicht. Dadurch sind auch geringere Gesamtkosten erzielbar.This development is very advantageous because a small flat tube weight with high strength can be achieved by the special tube geometry on the flat tube with the reinforced radius. This results in a lighter tube and thus a total low overall weight. As a result, lower overall costs can be achieved.

Vorzugsweise ist die Wandstärke des Flachrohrs im Bereich der Flanken um 10 % oder 20 % oder mehr geringer als in einem Bereich des Radius.Preferably, the wall thickness of the flat tube in the region of the flanks is lower by 10% or 20% or more than in a region of the radius.

Vorzugsweise ist das Verhältnis der Wandstärken im Bereich von Wandstärke im Radius zu Wandstärke an der Flanke in einem Bereich von etwa 1,2 bis 3 und besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen etwa 1,4 und 2.Preferably, the ratio of the wall thicknesses in the range of wall thickness in the radius to wall thickness at the flank is in a range of about 1.2 to 3 and particularly preferably in a range between about 1.4 and 2.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Wandstärke des Flachrohrs im Bereich der Flanken an wenigstens einer Stelle etwa 0,2 bis 0,4 und vorzugsweise 0,3 mm aufweisen. Vor allem in dieser Ausgestaltung beträgt die Wandstärke des Flachrohrs im Radiusbereich dann an wenigstens einer Stelle zwischen 0,4 und 0,7 mm und vorzugsweise etwa 0,5 bis 0,6 mm.In one embodiment of the invention, the wall thickness of the flat tube in the region of the flanks at at least one point about 0.2 to 0.4 and preferably have 0.3 mm. Especially in this embodiment, the wall thickness of the flat tube in the radius range is then at least one point between 0.4 and 0.7 mm and preferably about 0.5 to 0.6 mm.

Dadurch, dass die Wandstärke im Bereich der Flanken reduziert wird, wird insgesamt ein erheblicher Teil des Gewichts der Flachrohre eingespart.The fact that the wall thickness is reduced in the region of the flanks, a total of a considerable part of the weight of the flat tubes is saved.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Oberteileinrichtung einstückig gefertigt, so dass die mittlere und die äußere Seitenwand und die obere Deckenwand der Oberteileinrichtung einstückig sind.In a preferred embodiment of the invention, at least one upper part device is manufactured in one piece, so that the middle and the outer side wall and the upper ceiling wall of the upper part device are in one piece.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Oberteileinrichtung oder sind zwei Oberteileinrichtungen einstückig mit der Bodeneinrichtung gefertigt. Dann ist es möglich, mit einem Sammelkasten, der zwei Sammeleinrichtungen umfasst, aus einer vorgefertigten Platine durch zum Beispiel Biegen den im wesentlichen gesamten Sammelkasten einstükkig herzustellen.In a preferred development of the invention, at least one upper part device or two upper part devices are manufactured in one piece with the bottom device. Then it is possible with a collecting box, comprising two collecting devices, from a prefabricated board by, for example, bending the substantially entire collection box einstükkig produce.

Um die Unterteilung des Sammelkastens in wenigstens zwei Kammereinrichtungen zu bewerkstelligen, ist es möglich, den Sammelkasten einteilig dergestalt auszuführen, dass die sich an das Bodenelement anschließenden Seitenelemente in Richtung des Bodenelements gekrümmt werden, und schließlich miteinander sowie mit dem Bodenelement verbunden werden.In order to accomplish the subdivision of the header tank into at least two chamber means, it is possible to integrally form the header box such that the side members adjoining the bottom member are curved in the direction of the bottom member and finally connected to each other and to the bottom member.

Zu diesem Zwecke ist es nötig, die Seitenelemente miteinander und mit dem Bodenelement dauerhaft zu verbinden, beispielsweise zu verlöten. So ist es z. B. bekannt, die Seitenelemente derart auszuführen, dass sie im wesentlichen lotrecht auf das Bodenelement zulaufen, und daher miteinander sowie mit dem Bodenelement flächig verlötet werden können.For this purpose, it is necessary to permanently connect the side elements with each other and with the bottom element, for example, to be soldered. That's the way it is z. B. known to perform the side elements such that they run substantially perpendicular to the bottom element, and therefore can be soldered flat with each other and with the bottom element.

Die Bodeneinrichtung kann in der Weise vorbereitet werden, dass diese die gewünschten Abmessungen oder auch die benötigten Öffnungen oder Aussparungen für die Verbindung mit den Seiten- bzw. Oberteileinrichtungen aufweist. Da der Sammelkasten bereits vor dem endgültigen Verlöten in seine endgültige Form gebracht werden kann, ergibt sich auch vor dem Löten schon eine hohe Festigkeit der Einrichtung.The bottom device may be prepared to have the desired dimensions or openings or recesses for connection to the side and top devices, respectively. Since the collecting box can be brought into its final shape before the final soldering, results in a high strength of the device even before soldering.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Anschlussöffnung der Wärmeübertragung auf einem Längsseitenabschnitt des Sammelkastens angeordnet, wobei es ebenso möglich ist, dass eine Anschlussöffnung an einer Stirnseite eines Sammelkastens angeordnet ist oder dass beide Anschlussöffnungen an der Stirn- oder auf einer oder beiden Längsseiten des Sammelkastens vorgesehen sind.In a preferred embodiment of the invention, at least one connection opening of the heat transfer is arranged on a longitudinal side portion of the header tank, wherein it is also possible that a connection opening is arranged on an end face of a header tank or that both connection openings on the front or on one or both longitudinal sides of Are provided collecting tank.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Sammelkasten mit zwei Reihen hintereinander angeordneter Wärmeübertragungsrohre verbunden. Ebenso ist es möglich, dass auch drei oder noch mehr Reihen an Wärmeübertragungsrohren mit dem Sammelkasten verbunden sind. Vorzugsweise ist für jede Reihe von Wärmeübertragungsrohren eine Sammelkammer vorgesehen, aber es ist auch möglich, dass für jeweils beispielsweise zwei (oder drei oder mehr) Rohrreihen von Wärmeübertragungsrohren eine Sammelkammer vorgesehen ist.In a preferred embodiment of the invention, the collecting tank is connected to two rows of heat transfer tubes arranged one behind the other. It is also possible that three or even more rows of heat transfer tubes are connected to the collection box. Preferably, a collection chamber is provided for each row of heat transfer tubes, but it is also possible that for each, for example, two (or three or more) tube rows of heat transfer tubes, a collection chamber is provided.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens eine Seitenwand mit wenigstens einer Lascheneinrichtung oder dergleichen versehen, die in Aussparungen der Bodeneinrichtungen eingesteckt ist. Dabei kann der Einsteckpunkt verstemmt werden. Ebenso kann der Verstemmungspunkt in der Führungssicke nach dem Umformen des Sammlers gestanzt werden. Ein Verstemmen des Einsteckpunktes vor dem Lösten bietet den Vorteil einer festen Verbindung der zu verlötenden Teile.In a preferred embodiment, at least one side wall is provided with at least one tab device or the like, which is inserted into recesses of the bottom devices. The insertion point can be caulked. Likewise, the caulking point can be punched in the guide bead after forming the collector. A caulking of the insertion point before loosening offers the advantage of a firm connection of the parts to be soldered.

Vorzugsweise ist an wenigstens einem und besonders bevorzugt an beiden Stirnenden der Sammelkammern ein Abschlussdeckel angeordnet.Preferably, a cover plate is arranged on at least one, and more preferably on both ends of the collection chambers.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass eine Führungssicke für die Trennwand vorgesehen ist, so dass die Trennwand im wesentlichen nicht verkanten kann und sich eine verbesserte Anlage der Trennwand am Sammler durch die U-förmige Einfassung ergibt. Durch eine U-förmige Einfassung oder Sicke im Bereich der Anlageflächen der Seitenwände bzw. Schenkel ergeben sich ebenfalls größere Verlötflächen.Furthermore, it is preferred that a guide bead is provided for the partition, so that the partition wall can not tilt substantially and results in an improved system of the partition wall on the collector through the U-shaped enclosure. By a U-shaped enclosure or bead in the region of the contact surfaces of the side walls or legs also result in larger solder pads.

Durch die Kombination eines zum Beispiel V-förmigen Spalts zwischen den inneren Seitenwänden der beiden Sammelkammern und weiteren Verteil- oder Stabilitätseinrichtungen in Form von hervorstehenden Sicken oder Vertiefungen ergibt sich die Möglichkeit eines größeren Toleranzfeldes, so dass bei einem konkreten Beispiel der Spaltabstand am geöffneten Ende des V-Spaltes um bis zu 50 % variieren und sich zwischen 0,15 und 0,23 mm bewegen kann, während er am unteren Ende an der Bodeneinrichtung zwischen 0,05 und 0,11 mm liegt.The combination of, for example, a V-shaped gap between the inner side walls of the two collecting chambers and further distribution or stability devices in the form of protruding beads or depressions results in the possibility of a larger tolerance field, so that in a specific example, the gap distance at the open end of V-gap can vary by up to 50% and can move between 0.15 and 0.23 mm, while it is at the bottom of the bottom device between 0.05 and 0.11 mm.

Durch die Stabilitätseinrichtungen wird sichergestellt, dass immer ein ausreichender Kapillarspalt für den Flussmitteltransport vorhanden ist, unabhängig von fertigungsbedingten Formabweichungen.The stability devices ensure that there is always a sufficient capillary gap for the flux transport, regardless of production-related form deviations.

Zu kleine bzw. zu große Spalte bei konventionellen Wärmeübertragern behindern den Flussmitteltransport insbesondere in der Aufwärmphase, so dass engere Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen oder ein größerer Ausschuss in Kauf genommen wird.Too small or too large gaps in conventional heat exchangers hinder the flux transport, especially in the warm-up, so that tighter manufacturing tolerances must be respected or a larger committee is accepted.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden im folgenden in bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:

Figur 1
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;
Figur 2
eine Teilansicht des Sammelkastens aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1;
Figur 3
eine Teilansicht eines Oberteils des Sammelkastens nach Figur 2;
Figur 4
den Sammelkasten nach Figur 1 im Schnitt;
Figur 5
das Detail A aus Figur 2;
Figur 6
eine schematische Seitenansicht eines Teils des Sammelkastens des Wärmeübertragers nach Figur 1;
Figur 7
eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Sammelkastens;
Figur 8
eine schematische Seitendarstellung einer dritten Ausführungsform eines Sammelkastens eines Wärmeübertragers;
Figur 9
ein Teil einer geschnittenen Aufsicht A-A auf den Sammelkasten nach Figur 8;
Figur 10
ein erfindungsgemäßes Flachrohr im Schnitt; und
Figur 11
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers in Seitenansicht.
Further advantages and possible applications of the invention are described below with reference to the drawings. Show:
FIG. 1
a perspective view of a heat exchanger according to the invention according to a first preferred embodiment;
FIG. 2
a partial view of the header tank of the embodiment of Figure 1;
FIG. 3
a partial view of an upper part of the collecting tank of Figure 2;
FIG. 4
the collection box of Figure 1 in section;
FIG. 5
the detail A of Figure 2;
FIG. 6
a schematic side view of a portion of the header of the heat exchanger of Figure 1;
FIG. 7
a schematic representation of a second embodiment of a collecting tank;
FIG. 8
a schematic side view of a third embodiment of a header of a heat exchanger;
FIG. 9
a part of a sectional view AA on the collection box of Figure 8;
FIG. 10
an inventive flat tube in section; and
FIG. 11
a further embodiment of a heat exchanger according to the invention in side view.

Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers, der als Verdampfer für eine Fahrzeugklimaanlage ausgeführt ist, wird nun mit Bezug auf die Figuren 1 bis 7 dargestellt.A first embodiment of the heat exchanger according to the invention, which is designed as an evaporator for a vehicle air conditioning system, will now be illustrated with reference to Figures 1 to 7.

Der in Figur 1 perspektivisch dargestellte Wärmeübertrager umfasst einen oberen Sammelkasten 2, einen unteren Sammelkasten 11 mit dazwischen angeordneten Wärmeübertragungsrohren 9.The heat exchanger shown in perspective in FIG. 1 comprises an upper collecting box 2, a lower collecting box 11 with heat transfer tubes 9 arranged therebetween.

Der obere Sammelkasten 2 umfasst eine erste Sammelkammer 3 und eine dazu parallele zweite Sammelkammer 4, deren Stirnseiten mit Deckeln 5 verschlossen sind. Auf einer Längsseite 8 des ersten Sammelkastens 3 ist der Zulauf 6 und der Ablauf 7 für das zu verdampfende Kühlmedium vorgesehen.The upper collecting box 2 comprises a first collecting chamber 3 and a second collecting chamber 4 parallel thereto, whose end faces are closed with lids 5. On a longitudinal side 8 of the first header tank 3, the inlet 6 and the outlet 7 is provided for the cooling medium to be evaporated.

An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, dass Zu- und Ablauf nicht nur auf einer Längsseite 8 einer oder beider Sammelkammer(n) des Sammelkastens 3 vorgesehen sein können, sondern dass es auch möglich ist, dass der Zulauf an einer Längsseite des ersten Sammelkastens vorgesehen ist und der Ablauf auf einer Längsseite des zweiten Sammelkastens.It should be noted at this point, however, that inlet and outlet can not only be provided on one longitudinal side 8 of one or both collecting chamber (s) of the collecting tank 3, but that it is also possible for the inlet to be provided on a longitudinal side of the first collecting tank is and the drain on one longitudinal side of the second header tank.

Ebenso ist es auch möglich, dass Zu- und Ablauf an den Stirnseiten einer oder beider Sammelkammern vorgesehen sind, so wie es in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11 dargestellt ist, bei dem Zu- und Ablauf an den Stirnseiten der beiden Sammelkammern des Sammelkastens vorgesehen sind.Likewise, it is also possible that inlet and outlet are provided on the end faces of one or both collecting chambers, as shown in the embodiment of Figure 11, are provided in the inlet and outlet at the end faces of the two collecting chambers of the collecting tank.

Bei dem in Figur 2 vergrößert dargestellten Detail ist der Boden 12 des Sammelkastens 2 und ein Oberteil 13 der ersten Sammelkammer 3 abgebildet.In the enlarged detail shown in Figure 2, the bottom 12 of the collecting tank 2 and an upper part 13 of the first collecting chamber 3 is shown.

Das Oberteil 13 der ersten Sammelkammer 3 ist hier im Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Boden 12 des Sammelkastens gefertigt. Auch das zweite Oberteil 23 kann einstückig mit dem Boden 12 gefertigt sein.The upper part 13 of the first collecting chamber 3 is here in the exemplary embodiment made in one piece with the bottom 12 of the collecting tank. Also, the second upper part 23 may be made in one piece with the bottom 12.

Das Oberteil 13 der ersten Sammelkammer 3 umfasst eine äußere Seitenwand 14, eine obere Wand 16 und eine mittlere Seitenwand 15, die hier im Ausführungsbeispiel etwa in der Mitte des Sammelkastens 2 angeordnet ist.The upper part 13 of the first collection chamber 3 comprises an outer side wall 14, an upper wall 16 and a middle side wall 15, which is arranged here approximately in the middle of the collecting tank 2 in the exemplary embodiment.

Durch Umbiegen eines seitlichen Randbereiches des Bodens 12 entsteht das Oberteil 13 mit der äußeren Seitenwand 14, der mittleren Seitenwand 15 und der oberen Seitenwand 16, wobei der Übergang zwischen den einzelnen Wandbereichen fließend ist. Die in der Mitte des Bodens 12 liegende "mittlere" Seitenwand 15 wird dabei durch das Ende des einstückigen Bauteils gebildet. Durch die Verwendung von Biegehilfselementen 100, 100', wie vorzugsweise Sicken oder Einprägungen kann das Material an die zu biegenden Stellen leichter und mit besserer Kontrolle gebogen werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Biegehilfselement eine Wandstärkereduzierung bewirkt, so daß an dieser Stelle der Biegevorgang erleichtert erfolgen kann. Erfindungsgemäß kann das Biegehilfselement innerhalb des Sammelkastens und/oder außerhalb des Sammelkastens in die Wandung eingebracht werden.By bending over a lateral edge region of the bottom 12, the upper part 13 is formed with the outer side wall 14, the middle side wall 15 and the upper side wall 16, the transition between the individual wall regions being fluid. The lying in the middle of the bottom 12 "middle" side wall 15 is formed by the end of the one-piece component. By the use of bending auxiliary elements 100, 100 ', such as preferably beads or indentations, the material can be bent more easily and with better control at the points to be bent. It is expedient if the bending auxiliary element causes a wall thickness reduction, so that at this point the bending process can be facilitated. According to the invention, the bending auxiliary element can be introduced into the wall within the collecting box and / or outside the collecting box.

Die Figur 2 zeigt, daß die Bodeneinrichtung und die Oberteileinrichtung aus einem Teil gefertigt sind, wobei zumindest an Stellen, in welchen die Bodeneinrichtung und die Oberteileinrichtung und/oder die Oberteileinrichtung und eine Seitenwand (siehe Figur 4)aneinander angrenzen Biegehilfselemente 100, 100', 101, 101' vorgesehen sind. Dabei sind die Biegehilfselemente wandstärkereduzierte Bereiche, wie vorzugsweise einzelne oder eine Mehrzahl von Linien und/oder Punkten.FIG. 2 shows that the base device and the upper part device are made of one part, at least at locations in which the bottom device and the upper part device and / or the upper part device and a side wall (see FIG. 4) adjoin one another, bending auxiliary elements 100, 100 ', 101, 101 'are provided. The bending auxiliary elements are wall thickness-reduced areas, such as preferably single or a plurality of lines and / or points.

Die Wandstärkereduzierung der Biegehilfselemente liegt vorzugsweise im Bereich von 10 % bis 50 % gegenüber der normalen Wandstärke. Besonders zweckmässig ist es, wenn die Reduzierung im Bereich von 20 % bis 40 % gegenüber der normalen Wandstärke ist.The wall thickness reduction of Biegehilfselemente is preferably in the range of 10% to 50% compared to the normal wall thickness. It is particularly expedient if the reduction is in the range of 20% to 40% compared to the normal wall thickness.

Wie in Figur 3 zu erkennen, weist das Ende der mittleren Seitenwand 15 Laschen 18 auf, die über das Ende der mittleren Seitenwand 15 hinausstehen und bei der Fertigung in entsprechende Aussparungen 19 im Bodenbereich des Sammelkastens eingesteckt werden. Dort werden die Laschen 18 vorzugsweise mit dem Boden 12 verstemmt, so dass sich ein fester Sitz des Oberteils 13 und der mittleren Seitenwand 15 mit dem Bodenelement 12 ergibt. Das gewährleistet eine gute und dauerhafte Verlötung der einzelnen Elemente miteinander, da sich während des Lötvorgangs keine Teile gegeneinander bewegen können. Das ist auch vergrößert in Figur 5 dargestellt.As can be seen in FIG. 3, the end of the middle side wall 15 has tabs 18 which protrude beyond the end of the middle side wall 15 and are inserted during manufacture into corresponding recesses 19 in the bottom area of the collecting box. There, the tabs 18 are preferably caulked to the bottom 12, so that a tight fit of the upper part 13 and the middle side wall 15 results with the bottom element 12. This ensures a good and permanent soldering of the individual elements together, since during the soldering process, no parts can move against each other. This is also shown enlarged in Figure 5.

In dem Boden 12 des Sammelkastens 2 sind Rohraufnahmen 17 für die anzuschließenden Flachrohre 9 vorgesehen.In the bottom 12 of the header 2 pipe receptacles 17 are provided for the flat tubes 9 to be connected.

In einem Endbereich der ersten Sammelkammer 3 und der zweiten Sammelkammer 4 sind jeweils in den mittleren Seitenwänden 15 und 25 Oberströmöffnungen 21 vorgesehen, die ein Überströmen des Kältemittels von der ersten Sammelkammer 3 zur zweiten Sammelkammer 4 bzw., je nach Ausführungsform, in umgekehrter Richtung, zu ermöglichen.In an end region of the first collecting chamber 3 and the second collecting chamber 4, top and bottom openings 21 are provided respectively in the middle side walls 15 and 25, the overflow of the refrigerant from the first collection chamber 3 to the second collection chamber 4 or, depending on the embodiment, in the reverse direction, to enable.

In Figur 4 ist eine Seitenansicht des geschnittenen Sammelkastens 2 dargestellt, bei dem im Boden 12 im Kontaktbereich mit den mittleren Seitenwänden 15 und 25 Laschen 18 in Aussparungen 19 gesteckt und dort verstemmt sind, um das Verlöten zu erleichtern. Insgesamt weist der Sammelkasten 2 eine Höhe 69 auf.FIG. 4 shows a side view of the sectioned collecting tank 2 in which tabs 18 are inserted into recesses 19 in the base 12 in the area of contact with the middle side walls 15 and 25 and caulked there in order to facilitate soldering. Overall, the collection box 2 has a height 69.

In Figur 6 ist eine schematische, nicht maßstabsgetreue Seitenansicht des Kontaktbereichs der mittleren Seitenwand 15 und der mittleren Seitenwand 25 mit dem Boden 12 des Sammelkastens 2 dargestellt. Während am Kontaktpunkt mit dem Boden 12 ein seitlicher Abstand 33 vorgesehen ist, ist in einem Höhenabstand 29 von dem Boden 12 ein seitlicher Abstand 32 der mittleren Seitenwände vorhanden.FIG. 6 shows a schematic side view, not to scale, of the contact region of the middle side wall 15 and the middle side wall 25 with the bottom 12 of the collecting box 2. While a lateral distance 33 is provided at the point of contact with the floor 12, a lateral distance 32 of the middle side walls is present at a height distance 29 from the floor 12.

Im Ausführungsbeispiel ist für den Abstand 33 eine Entfernung von 0,1 mm vorgesehen, und in einer Höhe 29 von etwa 10 mm beträgt der Abstand 32 ungefähr 0,3 mm, so dass der Öffnungswinkel zwischen den mittleren Wänden 15 und 25 etwa 1° beträgt. Der V-förmige Spalt 22 ermöglicht eine zuverlässige Kapillarwirkung beim Verlöten.In the embodiment, a distance of 0.1 mm is provided for the distance 33, and at a height 29 of about 10 mm, the distance 32 is about 0.3 mm, so that the opening angle between the central walls 15 and 25 is about 1 ° , The V-shaped gap 22 allows reliable capillary action during soldering.

In der Höhe 29 über der Bodeneinrichtung 12 ist in der ersten Sammelkammer 10 eine Knickstelle 10 und in der zweiten Sammelkammer 4 eine Knickstelle 20 vorgesehen, wie auch in der nicht so schematischen Zeichnung gemäß Figur 4 zu erkennen. Während die äußeren Seitenwände 14 bzw. 24 ohne erkennbaren Übergangspunkt in Deckenwände 16 bzw. 26 übergehen, sind im Ausführungsbeispiel die mittleren Seitenwände 15 bzw. 25 an der Knickstelle 10 bzw. 20 deutlich von den Deckenwänden 16 bzw. 26 abgesetzt.In the height 29 above the bottom device 12, a kink 10 is provided in the first collection chamber 10 and a kink 20 in the second collection chamber 4, as can be seen in the not so schematic drawing of FIG. While the outer side walls 14 and 24 pass without apparent transition point in ceiling walls 16 and 26, in the exemplary embodiment, the middle side walls 15 and 25 at the bend point 10 and 20 clearly offset from the ceiling walls 16 and 26 respectively.

In Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sammelkastens 2 dargestellt, bei dem gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Auch dieser Sammelkasten 2 umfasst eine erste Sammelkammer 3 und eine zweite Sammelkammer 4, die jeweils mittlere Seitenwände 15 bzw. 25 umfassen.FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a collecting box 2, in which identical parts are provided with the same reference numerals. This collection box 2 also comprises a first collection chamber 3 and a second collection chamber 4, each of which comprises central side walls 15 and 25, respectively.

In dem V-förmigen Spalt 22 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Sicke 31 bzw. sind mehrere Sicken 31 vorgesehen, die regelmäßig in gewissen Abständen über der Länge des Sammelkastens 2 angeordnet sind.In the V-shaped gap 22, a bead 31 or a plurality of beads 31 are provided in this embodiment, which are arranged regularly at certain intervals over the length of the collecting tank 2.

Die einzelnen Sicken 31 können beispielsweise nur auf der Außenseite der mittleren Seitenwand 25 vorgesehen sein, es ist jedoch bevorzugt, dass sie abwechselnd auf der Außenseite der mittleren Wand 15 und der mittleren Wand 25 vorgesehen sind. Durch fertigungstechnische Verhältnisse bedingt können die Sicken allerdings auch nur auf einer Außenseite einer mittleren Seitenwand (15 oder 25) vorgesehen sein.For example, the individual beads 31 may be provided only on the outside of the middle side wall 25, but it is preferable that they are alternately provided on the outside of the middle wall 15 and the middle wall 25. Due to manufacturing conditions, however, the beads can also be provided only on an outer side of a middle side wall (15 or 25).

Die äußere Form der Sicke 31 ist im wesentlichen auch V-förmig, so dass sie im Bereich des Bodens 12 eine kleinere Tiefe, d. h. einen kleineren Abstand von der Außenseite der Wand aufweist als im oberen Bereich in dem Abstand 29 in der Höhe des Knickpunktes 20. Die Ausmaße der Sicke 31 können an dem Spalt 22 derart angepasst werden, dass die Tiefe im Bodenbereich etwa 0,1 mm und in der Höhe 29 über dem Boden 12 etwa 0,3 mm beträgt. Die Höhe 59 der Sicke muss nicht, aber kann mit der Höhe 29 der Knickpunkte 10, 20 übereinstimmen.The outer shape of the bead 31 is also substantially V-shaped, so that it in the region of the bottom 12 a smaller depth, d. H. a smaller distance from the outside of the wall than at the top in the distance 29 at the height of the break point 20. The dimensions of the bead 31 can be adapted to the gap 22 such that the depth in the bottom area about 0.1 mm and in the height 29 above the ground 12 is about 0.3 mm. The height 59 of the bead need not, but may coincide with the height 29 of the break points 10, 20.

Es sind allerdings auch andere Maße möglich, so dass diese Zahlenangaben nur beispielhaft zu verstehen sind. Insbesondere ist es möglich, dass die Abmessungen der Sicke um einen gewissen Prozentanteil kleiner sind als die Abmessungen 32 bzw. 33, die den vorgesehenen Abstand der Seitenwände 15 und 25 definieren. Dann garantieren die Sicken einen Mindestabstand.However, other dimensions are possible, so that these figures are to be understood only as an example. In particular, it is possible that the dimensions of the bead are smaller by a certain percentage than the dimensions 32 and 33, which define the intended spacing of the side walls 15 and 25. Then the beads guarantee a minimum distance.

Zusätzlich zum Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 bis 6 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 im Kontaktbereich der Seitenwände 15 und 25 mit dem Boden 12 eine Vertiefung 30 mit einer Tiefe 34 von dem Ausführungsbeispiel 0,1 mm, vorgesehen. Die Vertiefung 30 erleichtert die Fertigung des Sammelkastens 2, da die Enden der Seitenwände 15 und 25 vor dem Verlöten in die Vertiefung 30 geführt werden und sich somit ein seitlicher Halt ergibt.In addition to the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 6, in the exemplary embodiment according to FIG. 7 in the contact region of the side walls 15 and 25 with the bottom 12 a recess 30 with a depth 34 of the embodiment 0.1 mm, provided. The recess 30 facilitates the manufacture of the header tank 2, since the ends of the side walls 15 and 25 are guided before soldering in the recess 30 and thus results in a lateral grip.

Durch die Sicken 31 entstehen großflächige Kapillarspalte, die ein gutes Verteilen des Flussmittels und des Lötmittels erlauben. Weiterhin erfüllen die Sicken 31 die Funktion eines Abstandshalters zwischen den Außenseiten der mittleren Seitenwände 15 und 25. Es wird zuverlässig gewährleistet, dass der Abstand nicht zu gering ist, um eine zuverlässige Lötverbindung sicherzustellen.By the beads 31 arise large capillary gaps, which allow a good distribution of the flux and the solder. Furthermore, the beads 31 perform the function of a spacer between the outsides of the middle side walls 15 and 25. It is reliably ensured that the distance is not too small to ensure a reliable solder joint.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 8 und 9 sind als Rinnen 35 ausgeführte Stabilitätseinrichtungen vorgesehen. Die Rinnen 35 weisen eine Tiefe 36 auf, die im Ausführungsbeispiel 0,1 mm beträgt. Analog zu dem Ausführungsbeispiel mit den Sicken 31 gemäß Figur 7 kann auch im Ausführungsbeispiel mit den rinnenartigen Vertiefungen 35 gemäß Figuren 8 und 9 die Tiefe der Rinnen sich mit dem Abstand von dem Boden 12 des Sammelkastens verändern.In the exemplary embodiment according to FIGS. 8 and 9, there are provided as channels 35 executed stability devices. The grooves 35 have a depth 36, which is 0.1 mm in the embodiment. Analogous to the exemplary embodiment with the beads 31 according to FIG. 7, the depth of the grooves can also change in the exemplary embodiment with the channel-like recesses 35 according to FIGS. 8 and 9 with the distance from the bottom 12 of the header box.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel gibt die Oberflächenprofilierung, die durch die Rinnen 35 entsteht, dem bzw. den Oberteil(en) 13 bzw. 23 der beiden Sammelkammern 3, 4 Stabilität.Also in this embodiment, the surface profiling, which is formed by the grooves 35, the or the upper part (s) 13 and 23 of the two collecting chambers 3, 4 stability.

Die Rinnen 35 erfüllen die Funktion des Verteilens von Fluss- und Lötmittel, so dass eine sichere Verbindung der Seitenwände 15 und 25 mit dem Boden 12 ermöglicht wird.The grooves 35 fulfill the function of distributing flow and solder, so that a secure connection of the side walls 15 and 25 with the bottom 12 is made possible.

Wie schon im vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist im Kontaktbereich der mittleren Seitenwände 15 und 25 und des Bodens 12 eine Vertiefung 30 vorgesehen.As in the previous embodiment, a recess 30 is provided in the contact region of the middle side walls 15 and 25 and the bottom 12.

Figur 9 zeigt eine geschnittene Aufsicht A-A aus Figur 8.FIG. 9 shows a sectioned plan view AA from FIG. 8.

In Figur 9 sind die rinnenförmigen Vertiefungen 35 aus der Aufsicht erkennbar. In diesem Ausführungsbeispiel sind die rinnenförmigen Vertiefungen 35 auf beiden mittleren Seitenwänden 15 und 25 angeordnet.In Figure 9, the groove-shaped recesses 35 are visible from the top. In this embodiment, the channel-shaped depressions 35 are arranged on both middle side walls 15 and 25.

Die Rinnen sind in diesem Ausführungsbeispiel durch Stauchung des Materials beim Biegeprozess zur Formherstellung entstanden, so dass sich auf jeder der Außenseiten der mittleren Seitenflächen die dargestellten Vertiefungen ergeben.The grooves are formed in this embodiment by compression of the material in the bending process for molding, so that arise on each of the outer sides of the central side surfaces of the recesses shown.

Es ist eine Mehrzahl von Vertiefungen vorgesehen, die hier auch bei den mittleren Seitenwänden den gleichen Abstand 61 zueinander aufweisen. Die Vertiefungen auf der Seitenwand 15 sind gegenüber den Vertiefungen auf der Seitenwand 25 um ein Maß 62 seitlich verschoben, das vorzugsweise der Hälfte des Abstandes 61 entspricht.It is provided a plurality of wells, which here have the same distance 61 to each other here in the middle side walls. The depressions on the side wall 15 are laterally displaced relative to the depressions on the side wall 25 by a dimension 62, which preferably corresponds to half of the distance 61.

Auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 8 und 9 ist der Abstand 33 im Kontaktbereich der Seitenwände mit dem Boden der Abstand der beiden Seitenwände voneinander etwa ein Drittel des Abstandes in der Höhe 29 der Knickpunkte 10 und 20.Also in the embodiment shown in Figures 8 and 9, the distance 33 in the contact region of the side walls with the bottom of the distance between the two side walls from each other about one third of the distance in the height 29 of the break points 10 and 20th

Figur 10 zeigt ein Flachrohr 40 für einen Wärmeübertrager für eines der Ausführungsbeispiele.FIG. 10 shows a flat tube 40 for a heat exchanger for one of the exemplary embodiments.

Das Flachrohr weist Außenabmessungen senkrecht zur Strömungsrichtung eines Kältemittels von einer Länge 41 von 30 mm und einer Breite 42 von 3 mm auf. Es sind aber auch andere Abmessungen möglich. Im Bereich des Radius bzw. der Rundungen 43 hat die Wandstärke ein Maß 44 von 0,55 mm, während im Bereich der Flanken 49 eine deutlich geringere Wandstärke 45 von 0,3 mm vorliegt.The flat tube has outer dimensions perpendicular to the flow direction of a refrigerant of a length 41 of 30 mm and a width 42 of 3 mm. But there are other dimensions possible. In the region of the radius or the curves 43, the wall thickness has a dimension 44 of 0.55 mm, while in the region of the flanks 49 a significantly smaller wall thickness 45 of 0.3 mm is present.

Das Flachrohr ist über der Breite in eine Anzahl von 8 Strömungskammern unterteilt, wobei die mittleren 6 eine Innenbreite von 3,2 mm aufweisen. Die Trennwände 46 haben eine Breite 47 von 0,3 mm.The flat tube is divided across the width into a number of 8 flow chambers, the middle 6 having an inner width of 3.2 mm. The partitions 46 have a width 47 of 0.3 mm.

Durch die erheblich unterschiedlichen Wandstärken von Radiusbereich zu Flankenbereich wird insgesamt ein deutlich geringeres Gesamtgewicht des Flachrohrs erzielt, da im Bereich der Radien 43 eine relativ große Wandstärke vorliegt, während im Bereich der Flanken eine solche Wandstärke nicht erforderlich ist.Due to the significantly different wall thicknesses of radius range to flank area a significantly lower total weight of the flat tube is achieved overall, since in the region of the radii 43 is a relatively large wall thickness, while in the region of the flanks such a wall thickness is not required.

Die Figur 11 stellt eine Seitenansicht eines Wärmeübertragers 60 dar, der ebenfalls Sammelkästen 2 und 11 umfasst.FIG. 11 shows a side view of a heat exchanger 60, which also comprises collecting boxes 2 and 11.

Mit Trennwänden 50 und 51 sind die Sammelkästen 2 und 11 in mehrere Längsabschnitte unterteilt, so dass sich ein mäanderförmiger Strömungsweg des Verdampfungsmediums über dem Wärmeübertrager 60 ergibt.With partition walls 50 and 51, the header boxes 2 and 11 are divided into a plurality of longitudinal sections, so that a meandering flow path of the evaporation medium over the heat exchanger 60 results.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Anschlüsse 6 und 7 für Zu- und Ablauf auf den Stirnseiten des Sammelkastens 2 an den Sammelkammern 3 und 4 vorgesehen.In this embodiment, the terminals 6 and 7 are provided for inlet and outlet on the end faces of the collecting tank 2 to the collecting chambers 3 and 4.

Claims (25)

  1. A device for transferring heat (1), in particular an evaporator for a vehicle air conditioning system, having at least one collecting tank (2) with at least two collecting chambers (3, 4), each collecting chamber (3, 4) being essentially delimited by a base arrangement (12) and an upper arrangement (13), the upper arrangement (13) of a first collecting chamber (3) comprising a first central side wall (15) and the upper arrangement (23) of a second collecting chamber (4) comprising a second central side wall (25), the base arrangement and the upper arrangement being manufactured from one part, the first central side wall (15) being positioned adjacent to the second central side wall (25) over at least one section, a lateral distance between the first central side wall (15) and the second central side wall (25) increasing or remaining constant with the height of the base arrangement (12) over at least a part of a height (69) of the collecting tank (2),
    characterised in that
    bending aids are provided at least at points at which the base arrangement (12) and the upper arrangement (13) and/or the upper arrangement (13) and a side wall (15, 25) lie adjacent to one another, and at least one stabilising device (31, 35) is positioned at at least one side wall (14, 15; 24, 25) in order to increase stability, one lengthwise direction of at least one stabilising device (31, 35) being oriented at least perpendicular to the base arrangement (12).
  2. A device for transferring heat in accordance with claim 1,
    characterised in that
    the bending aids are areas of reduced wall thickness such as preferably individual or a plurality of lines and/or points.
  3. A device for transferring heat in accordance with claim 1 or 2,
    characterised in that
    the bending aids are created by means of pressing.
  4. A device for transferring heat in accordance with claim 1, 2 or 3,
    characterised in that
    the bending aids have a wall thickness which is reduced by in the region of 10% to 50% in relation to the normal wall thickness.
  5. A device for transferring heat in accordance with claim 1, 2 or 3,
    characterised in that
    the bending aids have a wall thickness which is reduced by in the region of 20% to 40% in relation to the normal wall thickness.
  6. A device for transferring heat in accordance with one of the preceding claims,
    characterised in that
    the gap (22) between the first and the second central side wall (15; 25) is essentially V-shaped.
  7. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    at least one stabilising device (35) is designed as a recess arrangement (35).
  8. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    at least one stabilising device (35) is essentially designed as a groove arrangement (35).
  9. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    at least one stabilising device (35) is essentially designed as a notch (35).
  10. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    at least one stabilising device (35) projects outwards.
  11. A device for transferring heat in accordance with claim 10,
    characterised in that
    at least one stabilising device (31, 35) is designed as a bead arrangement (31).
  12. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    a depth (36) of at least one stabilising device (31, 35) increases at a distance (29) from the base arrangement (21).
  13. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    a base recess (30) is positioned in a contact area between the central side walls (15, 25) and the base arrangement (12).
  14. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    at least one flat tube (40) has a lesser wall thickness (42, 45) in the area of a flank (49) than in an area of a radius (43).
  15. A device for transferring heat in accordance with claim 14,
    characterised in that
    at least one flat tube (40) has a 20% lesser wall thickness (45) in the area of the flanks (49) than in an area of the radius (43).
  16. A device for transferring heat in accordance with at least one of claims 14 and 15,
    characterised in that
    at least one flat tube (40) has a wall thickness of approximately 0.3 mm at at least one point in the area of the flanks (49).
  17. A device for transferring heat in accordance with at least one of claims 14 to 16,
    characterised in that
    at least one flat tube (40) has a wall thickness (44) of approximately 0.5 mm at at least one point in the area of a radius (43).
  18. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    at least one upper arrangement (13, 23) is manufactured in one piece.
  19. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    at least one upper arrangement (13, 23) is manufactured with the base arrangement (12).
  20. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    at least one connecting opening (6, 7) is positioned on a longitudinal side section (8) of the collecting tank (2).
  21. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    the collecting tank (2) is connected to two rows of heat transfer tubes (9) positioned one behind the other.
  22. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    the base arrangement (12) is made from a pre-prepared plate.
  23. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    at least one side wall (14, 15; 24, 25) is provided with at least one bracket (19) which is inserted into a recess (21) in the base arrangement.
  24. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    a covering lid (5) is positioned on at least one front end (38) of at least one collecting chamber (3, 4).
  25. A device for transferring heat in accordance with at least one of the preceding claims,
    characterised in that
    at least one connecting opening (6, 7) is positioned on a front end (38) of at least one collecting chamber (3, 4) of the collecting tank (2).
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