EP1716378B1 - Seitenblech für kühler - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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 radiator, in particular for tube cooler, as used for example in vehicles with internal combustion engines.
- Such coolers have a radiator body in which tubes extend in the longitudinal direction, heat exchange surfaces being formed between the tubes.
- the cooler of at least one pair, located on both sides of the radiator body side plates is included.
- the side plates extend longitudinally or transversely to the direction of extension of the tubes of the tube cooler.
- they limit the heat exchange surfaces serve e.g. Mounting purposes and prevent, for example, the penetration of undesirable contaminants in the area between the heat exchange surfaces and thus a deterioration of the heat exchange performance of the heat exchanger.
- the US 2002/029869 A1 discloses a side panel having the features of the preamble of claim 1, wherein an upstanding angled portion breaks at a relatively low tension.
- the object of the invention is to provide a side plate which is designed such that the emergence of stresses due to different thermal expansion of side plate and tube cooler is avoided.
- Such a side plate as may be used in particular for tube cooler, is intended to be used in radiator bodies in which tubes extend in the longitudinal direction and heat exchange surfaces are arranged between the tubes, wherein the side plates are intended to the radiator on at least one Complete pair of opposite sides.
- the side plates are characterized in that they have a weakening region, in which region the material of the side plate is weakened such that a thermal expansion compensation is made possible in accordance with that of the heat sink.
- This material weakening makes it possible to adapt the thermal expansion of the side panel to that of the heat sink and thus to allow a fixed mounting of the side panel on both sides of the radiator body. At the same time the occurrence of stresses in both the side plate and in the radiator body due to different thermal expansion is avoided.
- the weakening of the weakened area is formed by openings in the material of the side plate.
- the breakthroughs are designed so that a network of webs forms. By this measure it is achieved that a high mechanical flexibility of the side part is given, which can compensate for a different thermal expansion of the radiator body thermal expansion. It is particularly favorable if the apertures are designed in such a way that the web of webs forms diamonds standing on the tip in the longitudinal extent of the side plate, that is to say in the longitudinal direction.
- the webs bounding the apertures each extend with a directional component in the longitudinal direction of the side plate, in which the different thermal expansion acts, and always in a directional component transversely thereto, so that nevertheless a certain rigidity and dimensional stability of the side plate remains ensured.
- the honeycomb-shaped openings can be formed both by a hexagonal and by an octagonal shape of the openings.
- Hexagonal honeycomb breakthroughs have the advantage that they can form a closed surface, while in octagonal honeycombs repeatedly arise diamond-shaped intermediate surfaces and thus no uniform continuous pattern.
- octagonal honeycombs form again and again in the longitudinal direction and in the transverse direction of the side plate extending material areas, while hexagonal honeycombs have only either in the longitudinal direction or in the transverse direction of the side plate extending material webs. It may thus result in a different longitudinal stiffness in relation to the transverse stiffness of the side plate.
- a weakened region is formed from a plurality of rows of apertures, wherein the rows of apertures are preferably offset from each other and the number of rows can be selected so that seen in the direction of extension of the side plate, the length of the apertures summed at each point transverse to Extending direction is at least 1.5 times, preferably at least two to three times the maximum length of an opening in the direction of extent. This measure ensures that over the entire width of the side plate away in the longitudinal direction seen a certain distance material is free, so that over the entire width of a certain defined minimum attenuation of the longitudinal stiffness of the side plate is achieved.
- this is bent at least in the weakened area in cross-section, preferably formed U-shaped.
- Such a cross-sectional design also in the region of the weakened area increases the connection stiffness of the side plate and guarantees dimensional stability.
- FIG. 1 shows a radiator 10, wherein extending in the longitudinal direction of the radiator tubes, which are surrounded by heat exchange surfaces 11.
- Two opposite sides of the radiator are bounded by side plates 12, which are fixedly held on other parts connected to the radiator and are also aligned in the longitudinal direction.
- FIG. 2 shows an oblique view of such a side plate 12 with two weakening regions 13, wherein the weakening regions 13 are each formed by openings 14 in the material of the side plate.
- FIG. 3 shows an enlarged view of such a weakening region 13.
- the openings are formed side by side, that there is a network of webs 15 therebetween.
- the webs 15 are formed so that they each limit diamond-shaped openings.
- the openings 14 are arranged in several rows 16. In the illustrated embodiment, four rows of apertures 14 are formed one behind the other, forming the weakened region 13. The rows are offset from each other so that over the entire width of the side plate 12 away a material-free route is given, the total length is greater than twice the maximum length of an opening in the direction of extension.
- the diamond-shaped form of the openings ensures that a compact, surface-covering arrangement of the openings can be realized.
- a constant width of the webs 15 between two openings remains maintained throughout, so that the stiffness of the side plate in the region of the breakthrough is well determined.
- the side plate 12 is formed in a U-shaped cross section, wherein the cross-sectional shape is maintained even in the weakening region 13. This ensures that a corresponding material weakening is also given in this edge region, at the same time a basic measure of torsional rigidity and dimensional stability of the side plate is ensured even in the weakened region 13.
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Description
- 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 Seitenbleche 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.
- Die
US 2002/029869 A1 offenbart ein Seitenblech mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wobei ein nach oben stehender abgewinkelter Bereich bei relativ geringer Spannung bricht. - 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 Ausdehnung 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.
- Die Schwächung des Schwächungsbereichs ist durch Durchbrüche im Material des Seitenbleches gebildet. Die Durchbrüche sind derartig gestaltet, 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 Seitenbleches, 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 Formstabilität des Seitenbleches weiterhin gewährleistet 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 Fläche 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 verlaufende 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 mindestens 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 Längssteifigkeit des Seitenblechs erzielt wird.
- Gemäß bevorzugter Ausgestaltung des Seitenblechs ist dieses wenigstens im Schwächungsbereich im Querschnitt abgekröpft, vorzugsweise u-förmig ausgebildet. Eine derartige Querschnittsgestaltung auch im Bereich des Schwächungsbereichs erhöht die Verbindungssteifigkeit des Seitenblechs und garantiert Formstabilität.
- Im Übrigen ist die Erfindung nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt:
- Figur 1
- einen Kühler, der bei einander gegenüberliegenden Seiten durch ein erfindungsgemäßes Seitenblech begrenzt ist;
- Figur 2
- ein Seitenblech gemäß der Erfindung; und
- Figur 3
- in vergrößerter Darstellung ein erfindungsgemäßes Seitenblech 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 versetzt, 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, flächenbedeckende 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 Querschnitt 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 Formstabilität des Seitenbleches auch im Schwächungsbereich 13 sichergestellt.
Claims (6)
- Seitenblech (12) für Kühler (10), 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, wobei das 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 und die Schwächung eines Schwächungsbereiches (13) durch Durchbrüche (14) im Material des Seitenbleches (12) gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (14) derart gestaltet sind, dass sich ein Netz aus Stegen (15) bildet.
- Seitenblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz aus Stegen (15) in Längsrichtung des Seitenbleches (12) auf der Spitze stehende Rauten als Durchbrüche (14) begrenzt.
- Seitenblech nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Netz aus Stegen (15) wabenförmige Durchbrüche (14) begrenzt.
- Seitenblech nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 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 Seitenbleches 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.
- Seitenblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Seitenblech wenigstens im Schwächungsbereich (13) abgekröpft ist, vorzugsweise u-förmig ausgebildet ist.
- Kühler mit wenigstens einem Seitenblech nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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