EP1716378A1 - Seitenblech für kühler - Google Patents

Seitenblech für kühler

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EP1716378A1
EP1716378A1 EP05707143A EP05707143A EP1716378A1 EP 1716378 A1 EP1716378 A1 EP 1716378A1 EP 05707143 A EP05707143 A EP 05707143A EP 05707143 A EP05707143 A EP 05707143A EP 1716378 A1 EP1716378 A1 EP 1716378A1
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side plate
openings
cooler
webs
plate according
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Sinan Balci
Reinhard Kull
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Mahle Behr GmbH and Co KG
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Behr GmbH and Co KG
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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
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements

Definitions

  • the present invention relates to a side plate for coolers, in particular for tubular coolers, as are used, for example, in vehicles with internal combustion engines.
  • coolers have a cooler body, in which tubes extend in the longitudinal direction, heat exchange surfaces being formed between the tubes.
  • the cooler is at least one. Pair of side plates located on both sides of the radiator body. The side plates extend longitudinally or transversely to the direction of extension of the
  • Tubes of the tube cooler are particularly limit the heat exchange surfaces, e.g. Assembly purposes and also prevent, for example, the penetration of undesired dirt into the area between the heat exchange surfaces and thus a deterioration in the heat exchange performance of the heat exchanger.
  • the object of the invention is to provide a side plate which is designed in such a way that the generation of stresses due to different thermal expansion of the side plate and tube cooler is avoided. This object is achieved by a side plate according to the independent claim.
  • Such a side plate as can be used in particular for pipe coolers, is intended to be used in cooler bodies in which pipes extend in the longitudinal direction and heat exchange surfaces are arranged between the pipes, the side plates being designed to hold the cooler on at least one Complete pair of opposite pages.
  • the side plates are characterized in that they have a weakened area, in which area the material of the side plate is weakened in such a way that a thermal expansion compensation corresponding to that of the heat sink is made possible.
  • This weakening of the material makes it possible to adapt the thermal expansion of the side plate to that of the heat sink and thus to enable the side plate to be held firmly on both sides of the cooler body. At the same time, stresses in both the side panel and in the radiator body due to different thermal expansion are avoided.
  • the weakening of a weakening area is formed by openings in the material of the side plate. It is particularly advantageous if the openings are designed in such a way that a network of webs is formed. This measure ensures that there is a high degree of mechanical flexibility in the side part, which can compensate for a thermal expansion that deviates from the thermal expansion of the cooler body. It is particularly favorable if the openings are designed such that the network of webs forms diamonds standing on the tip in the longitudinal extension of the side bend, that is to say in the longitudinal direction.
  • the webs delimiting the breakthroughs each run with a directional component in the longitudinal direction of the side plate, in which the different thermal expansion acts, and always also in a directional component transverse thereto, so that a certain stiffness and dimensional stability of the side plate still remains guaranteed.
  • An alternative embodiment is given if that Network of webs limited honeycomb openings.
  • the honeycomb openings can be formed both by a hexagonal and by an octagonal shape of the openings. Hexagonal honeycomb openings have the advantage that they can form a closed surface, whereas with octagonal honeycombs there are always diamond-shaped intermediate surfaces and so there is no uniform, continuous pattern.
  • Octagonal honeycombs repeatedly form material regions running in the longitudinal direction and in the transverse direction of the side plate, while hexagonal honeycombs only have material webs' running either in the longitudinal direction or in the transverse direction of the side plate. A different longitudinal stiffness in relation to the transverse stiffness of the side plate can therefore result here.
  • a weakened area is formed from a plurality of rows of openings, the rows of openings being preferably arranged offset from one another and the number of rows can be selected such that the length of the openings is summed up at each point transverse to the side plate when viewed in the direction of extension of the side plate
  • Direction of extension is at least 1.5 times, preferably at least two to three times the maximum length of an opening in the direction of extension.
  • the cross-section is bent at least in the weakened area, preferably U-shaped.
  • Such a cross-sectional design also in the area of the weakened area increases the connection rigidity of the plug-in plate and guarantees dimensional stability.
  • Figure 2 shows a peg according to the invention
  • FIG. 3 shows, in an enlarged representation, a plug-in plate according to the invention with a weakened area.
  • FIG. 1 shows a cooler 10, tubes extending in the longitudinal direction of the cooler, which tubes are surrounded by heat exchange surfaces 11.
  • Each of the side plates 12 has two weakened areas 13, which are each formed in the last third, preferably last quarter of the side plate towards the edge.
  • FIG. 2 shows an oblique view of such a side plate 12 with two weakening areas 13, wherein the weakening areas 13 are each formed by openings 14 in the material of the side plate.
  • FIG. 3 shows an enlarged representation of such a weakening area 13.
  • the openings are formed side by side in such a way that there is a network of webs 15 in between.
  • the webs 15 are designed such that they limit diamond-shaped openings.
  • the openings 14 are arranged in several rows 16. In the illustrated embodiment, four rows of openings 14 are formed one behind the other, which form the weakened area 13. The rows are offset from one another in such a way that there is a material-free path over the entire width of the side plate 12, the total length of which is greater than twice the maximum length of an opening in the direction of extension.
  • the diamond shape of the openings ensures that a compact, surface-covering arrangement of the openings can be achieved.
  • a constant width of the webs 15 remains between two openings maintained throughout so that the rigidity of the side panel in the area of the opening can be easily determined.
  • the side plate 12 is U-shaped in cross-section, the cross-sectional shape also being maintained in the weakened region 13. This ensures that there is also a corresponding material weakening in this edge area. At the same time, a basic degree of torsional rigidity and dimensional stability of the side plate is also ensured in the weakening area 13.

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Description

Seitenblech für Kühler
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Seitenblech für Kühler, insbesondere für Rohrkühler, wie sie beispielsweise in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren Verwendung finden.
Derartige Kühler weisen einen Kühlerkörper auf, in dem sich Rohre in Längsrichtung erstrecken, wobei zwischen den Rohren Wärmeaustauschflächen ausgebildet sind. Dabei ist der Kühler von wenigstens einem. Paar, sich beiderseits des Kühlerkörpers befindlichen Seitenblechen umfasst Die Seiten- bleche erstrecken sich dabei längs oder quer zur Erstreckungsrichtung der
Rohre des Röhrenkühlers. Sie begrenzen insbesondere die Wärmeaustauschflächen, dienen z.B. Montagezwecken und verhindern beispielsweise auch das Eindringen unerwünschter Verschmutzungen in den Bereich zwischen den Wärmeaustauschflächen und somit eine Verschlechterung der Wärmeaustauschleistung des Wärmeaustauschers.
Beim Auftreten schwankender Betriebstemperaturen des Röhrenkühlers ändert sich die Länge der Röhren und Wärmeaustauschflächen, so dass eine thermische Streckbelastung auf das Seitenblech einwirken kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Seitenblech bereitzustellen, das derart gestaltet ist, dass das Entstehen von Spannungen auf Grund unterschiedlicher thermischer Ausdehnung von Seitenblech und Rohrkühler vermieden wird. Diese Aufgabe wird durch ein Seitenblech gemäß dem unabhängigen Anspruch gelöst.
Ein derartiges Seitenblech, wie es insbesondere für Rohrkühler Verwendung finden kann, ist dazu bestimmt, bei Kühlerkörpern Verwendung zu finden, bei denen sich Rohre in Längsrichtung erstrecken und zwischen den Rohren Wärmeaustauschflächen angeordnet sind, wobei die Seitenbleche dazu bestimmt sind, den Kühler auf wenigstens einem Paar gegenüberliegender Seiten abzuschließen. Dabei sind die Seitenbleche dadurch charakterisiert, dass sie einen Schwächungsbereich aufweisen, wobei in diesem Bereich das Material des Seitenbleches derart geschwächt ist, dass ein Wärmedehnungsausgleich entsprechend dem des Kühlkörpers ermöglicht ist.
Durch diese Materialschwächung wird es ermöglicht, die thermische Aus- dehnung des Seitenbleches an die des Kühlkörpers anzupassen und somit eine feststehende Halterung des Seitenbleches an beiden Seiten des Kühlerkörpers zu ermöglichen. Gleichzeitig wird das Auftreten von Spannungen sowohl im Seitenblech als auch im Kühlerkörper auf Grund unterschiedlicher Wärmeausdehnung vermieden.
Gemäß bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist die Schwächung eines Schwächungsbereichs durch Durchbrüche im Material des Seitenbleches gebildet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Durchbrüche derartig gestaltet sind, dass sich ein Netz aus Stegen bildet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass eine hohe mechanische Flexibilität des Seitenteils gegeben ist, die eine von der thermischen Ausdehnung des Kühlerkörpers abweichende thermische Ausdehnung kompensieren kann. Besonders günstig ist es, wenn die Durchbrüche so gestaltet sind, dass das Netz aus Stegen in Längserstreckung des Seitenbieches, also in Längsrichtung, auf der Spitze stehende Rauten ausbildet. Dadurch verlaufen die die Durchbrüche begrenzenden Stege jeweils mit einer Richtungskomponente in die Längsrichtung des Seitenbleches, in der die unterschiedliche thermische Ausdehnung wirkt, und stets auch in einer Richtungskomponente quer dazu, so dass dennoch eine gewisse Steifigkeit und Formstabiiität des Seitenbleches weiterhin ge- währleistet bleibt. Eine alternative Ausgestaltung ist gegeben, wenn das Netz aus Stegen wabenförmige Durchbrüche begrenzt. Dabei können die wabenförmigen Durchbrüche sowohl durch eine sechseckige als auch durch eine oktogonale Form der Durchbrüche gebildet sein. Sechseckige wabenförmige Durchbrüche haben den Vorteil, dass diese eine geschlossene Flä- ehe bilden können, während bei achteckigen Waben immer wieder rautenförmige Zwischenflächen entstehen und so kein gleichmäßiges durchgängiges Muster entsteht. Dabei bilden achteckige Waben immer wieder in Längsrichtung und in Querrichtung des Seitenbleches veriaufende Materialbereiche, während sechseckige Waben nur entweder in Längsrichtung oder in Querrichtung des Seitenbleches verlaufende Materialstege 'aufweisen. Es kann sich also hier eine unterschiedliche Längssteifigkeit im Verhältnis zur Quersteifigkeit des Seitenbleches ergeben.
Gemäß Ausgestaltungen der Erfindung wird ein Schwächungsbereich aus mehreren Reihen von Durchbrüchen gebildet, wobei die Reihen von Durchbrüchen vorzugsweise zueinander versetzt angeordnet sind und die Anzahl der Reihen so gewählt sein kann, dass in Erstreckungsrichtung des Seitenbleches gesehen die Länge der Durchbrüche aufsummiert in jedem Punkt quer zur Erstreckungsrichtung wenigstens das 1 ,5-fache vorzugsweise min- destens das Zwei- bis Dreifache der maximalen Länge eines Durchbruches in Erstreckungsrichtung beträgt. Durch diese Maßnahme wird sichergestellt, dass über die gesamte Breite des Seitenbleches hinweg in Längsrichtung gesehen eine gewisse Strecke Material frei ist, so dass über die gesamte Breite hinweg eine bestimmte, definierte Mindestschwächung der Längsstei- figkeit des' Steckblechs erzielt wird.
Gemäß bevorzugter Ausgestaltung des Steckbleches ist dieses wenigstens im Schwächungsbereich im Querschnitt abgekröpft, vorzugsweise u-förmig ausgebildet. Eine derartige Querschnittsgestaltung auch im Bereich des Schwächungsbereichs erhöht die Verbindungssteifigkeit des Steckblechs und garantiert Formstabilität.
Im Übrigen ist die Erfindung nachfolgend anhand des in der Zeichnung dar- ■ gestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt: Figur 1 einen Kühler, der bei einander gegenüberliegenden Seiten durch ein erfindungsgemäßes Steckblech begrenzt ist;
Figur 2 ein Steckblech gemäß der Erfindung; und
Figur 3 in vergrößerter Darstellung ein erfindungsgemäßes Steckblech mit einem Schwächungsbereich.
Die Figur 1 zeigt einen Kühler 10, wobei sich in Längsrichtung des Kühlers Röhren erstrecken, welche von Wärmeaustauschflächen 11 umgeben sind.
Zwei einander gegenüberliegende Seiten des Kühlers sind von Seitenblechen 12 begrenzt, welche an anderen, mit dem Kühler verbundenen Teilen feststehend gehalten und ebenfalls in Längsrichtung ausgerichtet sind. Dabei weist jedes der Seitenbleche 12 zwei Schwächungsbereiche 13 auf, die jeweils insbesondere im letzten Drittel, vorzugsweise letzten Viertel des Seitenbleches zum Rand hin ausgebildet sind.
Die Figur 2 zeigt eine Schrägbilddarstellung eines solchen Seitenbleches 12 mit zwei Schwächungsbereichen 13, wobei die Schwächungsbereiche 13 jeweils durch Durchbrüche 14 im Material des Seitenbleches gebildet sind.
Die Figur 3 zeigt eine vergrößerte Darstellung eines solchen Schwächungsbereichs 13. Dabei ist erkenntlich, dass die Durchbrüche so nebeneinander ausgebildet sind, dass sich dazwischen ein Netz aus Stegen 15 ergibt. In der dargestellten Ausführungsform sind die Stege 15 so ausgebildet, dass sie jeweils rautenförmige Durchbrüche begrenzen. Die Durchbrüche 14 sind dabei in mehreren Reihen 16 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind hintereinander vier Reihen von Durchbrüchen 14 ausgebildet, die den Schwächungsbereich 13 bilden. Die Reihen sind dabei so zueinander ver- setzt, dass über die gesamte Breite des Seitenbleches 12 hinweg eine materialfreie Strecke gegeben ist, deren Gesamtlänge größer ist als das Zweifache der maximalen Länge eines Durchbruches in Erstreckungsrichtung. Durch die Rautenform der Durchbrüche ist sichergestellt, dass eine kompakte, fiächenbedeckende Aneinanderreihung der Durchbrüche realisierbar ist. Eine konstante Breite der Stege 15 zwischen zwei Durchbrüchen bleibt durchgehend aufrecht erhalten, so dass die Steifigkeit des Seitenbleches im Bereich des Durchbruches gut bestimmbar ist.
Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich, ist das Seitenblech 12 im Quer- schnitt u-förmig ausgebildet, wobei auch im Schwächungsbereich 13 die Querschnittsform aufrecht erhalten bleibt. Dadurch ist sichergestellt, dass auch in diesem Randbereich eine entsprechende Materialschwächung gegeben ist, gleichzeitig ist ein Grundmaß an Verwindungssteifigkeit und Formstabiiität des Seitenbleches auch im Schwächungsbereich 13 sicherge- stellt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Seitenbiech für Kühler (10), insbesondere Rohrkühler, wobei der Kühlerkörper Rohre und sich zwischen den Rohren erstreckende Wärmeaustauschflächen (11 ) aufweist, wobei der Kühler (10) von wenigstens einem seitlich am Kühler angeordneten Seitenblech oder von wenigstens einem Paar beiderseits des Kühlers (10) angeordneten Seitenblechen (12) umfasst wird, dadurch gekennzeichnet ,dass wenigstens ein Seitenblech (12) wenigstens einen Schwächungsbereich (13) aufweist, in dem das Material des Seitenbleches (12) derart geschwächt ist, dass ein Wärmedehnungsausgleich entsprechend dem Kühlerkörper ermöglicht ist.
2. Seitenblech nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächung eines Schwächungsbereiches (13) durch Durchbrüche (14) im Material des Seitenbleches (12) gebildet ist.
3. Seitenblech nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (14) derart gestaltet sind, dass sich ein Netz aus Stegen (15) bildet.
4. Seitenblech nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz aus Stegen (15) in Längsrichtung des Seitenbleches (12) auf der Spitze stehende Rauten als Durchbrüche (14) begrenzt.
5. Seitenblech nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz aus Stegen (15) wabenför ige Durchbrüche (14) begrenzt.
Seitenblech nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Reihen (16) von Durchbrüchen (14) vorgesehen sind, wobei die Reihen (16) von Durchbrüchen (14) insbesondere zueinander versetzt angeordnet sind und die Anzahl von Reihen (16) vorzugsweise so gewählt ist, dass in Erstreckungsrichtung des Steckbleches gesehen die Länge der Durchbrüche (16) aufsummiert in jedem Punkt quer zur Erstreckungsrichtung wenigstens das 1 ,5-fache, vorzugsweise mindestens das Zwei- bis Dreifache der maximalen Länge eines Durchbruches (14) in Erstreckungsrichtung beträgt.
7. Seitenblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckblech wenigstens im Schwächungsbereich (13) abgekröpft ist, vorzugsweise u-förmig ausgebildet ist.
8. Wärmetauscher mit wenigstens einem Seitenblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP05707143A 2004-02-02 2005-02-02 Seitenblech für kühler Not-in-force EP1716378B1 (de)

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