EP2294349A1 - Heat exchanger for a motor vehicle - Google Patents

Heat exchanger for a motor vehicle

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Publication number
EP2294349A1
EP2294349A1 EP09768904A EP09768904A EP2294349A1 EP 2294349 A1 EP2294349 A1 EP 2294349A1 EP 09768904 A EP09768904 A EP 09768904A EP 09768904 A EP09768904 A EP 09768904A EP 2294349 A1 EP2294349 A1 EP 2294349A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
heat exchanger
exchanger according
partition wall
collector
region
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09768904A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Kamal Galahroudi
Holger Auchter
Matthias Traub
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 EP2294349A1 publication Critical patent/EP2294349A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • 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
    • F28F9/0217—Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only longitudinal partitions the partitions being separate elements attached to header boxes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00—Reinforcing means
    • F28F2225/08—Reinforcing means for header boxes

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the formation of at least one of the connections in overlapping its free opening with the central axis is arranged on the collector box.
  • a connecting line of the centers of the terminals includes an angle of at least about five degrees with the central axis, whereby a particularly large offset of at least one of the centers of the connections to the central axis is given. Due to the staggered connections, the pipelines can be laid side by side to save space in alignment with the collector box.
  • the selected offset is at least about one quarter of a diameter of the free opening of the terminal.
  • the smallest diameter of the circle in the course of the connection is meant by the free opening of the connection.
  • a diameter of the free opening of the at least one connection is greater than a maximum width of the subspace connected to it.
  • a sufficiently large opening cross-section can be selected in order to ensure a sufficient mass flow of the fluid to the flow through the heat exchanger.
  • the shape of the partition wall in the region of one of the connections comprises a cranking about the longitudinal axis which is substantially uniform over this region.
  • Such a bend is easily and precisely produced from a sheet metal part, with an overlap of the terminal over a median plane is made possible in a simple manner.
  • the formation in the region of the other connection has a convexity directed against the bulge.
  • the other connection can also extend beyond a central axis of the collector box by means of the oppositely directed bulge.
  • the crank preferably runs over a total of at least half the length of the partition in the longitudinal direction, whereby the partition is formed dimensionally stable and easy to install.
  • the partition wall in the region of an abutment on opposite end faces of the collector box each have a same cross-sectional shape, in particular in the form of a crank.
  • the dividing wall particularly preferably has a plurality of notches for enclosing overhangs of the exchanger tubes, whereby, when the heat exchanger is installed, - A -
  • the partition has at least one, in particular a plurality of pins for fixing to the collector box in the region of their abutment opposite the bottom of the collector box.
  • the dividing wall below the at least one pin has a shape for plastic caulking of the dividing wall in the course of assembly, wherein in a still further preferred detailed design, the formation has a substantially vertical to a mounting direction of the partition wall section.
  • the exchanger tubes of a heat exchanger according to the invention are advantageously designed as flat tubes, each having a leading section connected to a first compartment and a return section connected to the second compartment, whereby the number of separate exchanger tubes is reduced in a simple manner.
  • a second collector for deflecting the fluid from the first section of the flat tubes is provided in the second section of the flat tubes.
  • a second collector can also be dispensed with a second collector, such as by the two sections of the flat tubes in a lower end portion of the flat tubes are in communication with each other.
  • header box In the interest of cost-effective mass production of a heat exchanger according to the invention, it is generally advantageous for at least the header box, the connections, the bottom, the partition wall and the flat tubes to be brazed together in a common or several process steps in a brazing furnace.
  • these components each consist of sheets of aluminum alloy, which are fully or partially soldered depending on the requirements of the individual component in the course of the soldering process.
  • Fig. 1 shows an overall view of a heat exchanger according to the invention.
  • Fig. 2 shows the heat exchanger of Fig. 1 omitting a collector box.
  • Fig. 3 shows a plan view of the heat exchanger of FIG. 1 from above.
  • FIG. 4 shows a sectional view through the heat exchanger from FIG. 3 along the line A - A.
  • FIG. 5 shows a perspective view of a partition wall of the heat exchanger from FIG. 1.
  • Fig. 6 shows a plan view of the partition wall of Fig. 5 from the side.
  • Fig. 7 shows a sectional view of the partition wall of Fig. 6 along the line B - B.
  • Fig. 8 shows a sectional view of the partition wall of Fig. 6 along the line C - C.
  • the heat exchanger shown in FIG. 1 is a radiator of an air conditioning system of the motor vehicle through which the coolant of an engine cooling system of a motor vehicle flows.
  • the heat exchanger comprises an upper header 1 with a first connection 2 for the supply and a second connection 3 for the removal of the fluid, wherein in the present case both connections are rotationally symmetrical and a smallest free opening of the connections has a circular cross-section.
  • In the collector 1 opens a plurality of formed as aluminum flat tubes exchanger tubes 4, which are stacked in a longitudinal direction L side by side and whose long side surfaces extend in a transverse direction Q and a depth direction of the heat exchanger.
  • the exchanger tube 4 are each subdivided into a plurality of separate channels (not shown). At the end faces of the heat exchanger each end plates 5 are provided as a conclusion of the stack of exchanger tubes 4.
  • the collector 1 opposite the exchanger tubes 4 open into a second collector 6, by means of which a deflection of the fluid from a leading section 4a in a recirculating section 4b of the exchanger tubes takes place, the leading section 4a and the recirculating section 4b of an exchanger tube in the transverse direction one behind the other are arranged.
  • ribs (not shown) for enlarging the surface for heat exchange with air flowing through the heat exchanger in the transverse direction are provided in a known manner.
  • the heat exchanger consists entirely of partially solder-plated aluminum components, which are mechanically pre-assembled and soldered together in a single or multiple process steps in a brazing furnace.
  • the collector 1 essentially comprises the individual parts of the connections 2, 3 of a collector box 7 of a base 8 and a partition wall 9 extending between the base 8 and the collector box 7.
  • the partition box 9 houses the collector box 7 and the base 8 enclosed collector space in two subspaces 1 a, 1 b (see Fig. 4), wherein the one subspace 1a with the first port 2 and the first section 4a of the exchanger tubes in communication and the second subspace 1b only with the second terminal 3 and the second section 4b of the exchanger tubes is in communication.
  • the dividing wall 9 which extends in the longitudinal direction of the heat exchanger, adjoins the bottom 8 with a bottom edge 9a along a central axis M, so that in the region of the bottom the collector 1 is divided exactly into the partial spaces 1a, 1b ( see also Fig. 4).
  • the partition wall 9 also includes notches 9b, in which the inserted through openings in the bottom 8 flat tubes 4 engage with their central regions, so that a simple mounting, positioning and sealing soldering is guaranteed.
  • the partition wall 9 over most of its length comprises a formation in the manner of a crank 10 about the longitudinal direction, wherein a Clearumbiegung 10a by approximately 45 ° in one direction and a second bend 10b by approximately the same angle takes place in the opposite direction, so that one of the collector box 7 opposite the bottom 8 adjacent edge 9c of the partition is also substantially perpendicular to the surface of the collector box 7.
  • a total of three pins 9d are provided, which engage in corresponding openings 7a (see FIG. 3) of the collector box 7, so that secure positioning and caulking or fixing of the partition wall is ensured in the course of the mechanical assembly of the heat exchanger ,
  • suitcase-shaped formations 9e are provided below the pin 9d in the region of the crank 10, which have according to the sectional view of FIG. 8 a perpendicular to the mounting direction of the partition section 9f.
  • One of the two ports 2 is positioned above the crank 10 of the partition wall 9, wherein a diameter d of its free opening is greater than the width of the part spaces 4a, 4b in the plane of the bottom of the collector 1. This is made possible by the fact that Cranking 10 the collector box-side upper edge 9c of the partition wall 9 laterally offset from the plane of symmetry of the collector box 7.
  • Partition 9 is a center of the free opening of the terminal 2 laterally offset by a size V, which in the present embodiment Example corresponds to about one third of the diameter d of the free opening.
  • the other terminal 3 is arranged in the present example by the same offset V from the central axis out and covered with its free opening also the central axis. This is made possible by the fact that the dividing wall 9 in the region of the second connection 3 has a bulge 11 (see FIG. 5) opposite to the offset 10.
  • the bulge 11 is limited to a short section of the partition wall 9 and lies substantially in the form of a semicircle on the cover side of the collector box 7.
  • the two terminals 2, 3 are relatively close in the central region of the collector 1 side by side, with a connecting axis of their centers with the longitudinal direction or the central axis of the heat exchanger form an angle of about 15 °.
  • partition wall 9 is that at both end faces of the collector box 7, the partition wall 9 is applied with formed in the same direction bend 10, so that a rotation or torsion of the partition is avoided in the mechanical pre-assembly.

Abstract

The invention relates to a heat exchanger for a motor vehicle, comprising a collector (1) extending in a longitudinal direction and having a bottom (8) and a collector box (7), at least two connections (2, 3) provided in the collector box (7) for feeding and draining a fluid, a plurality of exchange tubes (4) ending in the bottom (8) of the collector (1), and a separator wall (9) separating the collector (1) into a first partial chamber on the inlet side and a second partial chamber on the outlet side (1a, 1b), wherein the separating wall (9) adjoins the bottom (8) while dividing the bottom substantially symmetrically along a center line (M) running in the longitudinal direction, and wherein the separating wall (9) comprises a projection (10, 11) above the bottom (8), wherein at least one of the centers of the two connections (2, 3) has an offset (V) relative to the center line (M).

Description

BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart BEHR GmbH & Co. KG Mauserstrasse 3, 70469 Stuttgart
Wärmetauscher für ein KraftfahrzeugHeat exchanger for a motor vehicle
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a heat exchanger for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
DE 199 42 458 A1 beschreibt einen Wärmetauscher für eine Fahrzeug- Klimaanlage, bei dem zur Erlangung einer möglichst schmalen Bauweise ein zuführender und ein abführender Anschluss an einem durch eine Trennwand in zwei Teilräume geteilten Sammler mittig auf einer zentralen, in Längsrich- tung verlaufenden Symmetrieachse des Wärmetauschers angeordnet sind. Hierzu hat eine den Sammler in zwei Teilräume teilende Trennwand zwei entgegengesetzt verlaufende Ausbiegungen, mittels derer an dem einen Endbereich des Sammlers der dort mittig angeordnete erste Anschluss nur mit dem ersten Teilraum verbunden ist und der an dem anderen Endbereich mittig angeordnete andere Anschluss nur mit dem anderen Teilraum verbunden ist. Insgesamt wird hierdurch die Flexibilität bei der Anordnung der Anschlüsse eingeschränkt und die Montage des Wärmetauschers ist aufgrund der Ausformung der Trennwand aufwendig und fehleranfällig.DE 199 42 458 A1 describes a heat exchanger for a vehicle air conditioning system, in which, in order to obtain the narrowest possible construction, an infeed and a laxative connection to a collector divided into two subspaces by a dividing wall are arranged centrally on a central, longitudinal axis of symmetry Heat exchanger are arranged. For this purpose, a dividing wall dividing the collector into two compartments has two oppositely directed bends, by means of which at one end region of the collector the first connection arranged there in the middle is connected only to the first subspace and the other connection arranged centrally at the other end region only with the other Part space is connected. Overall, this limits the flexibility in the arrangement of the connections and the assembly of the heat exchanger is complicated and error-prone due to the shape of the partition.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem eine besonders flexible und bauraumoptimierte Anordnung von Anschlüssen ermöglicht ist.It is the object of the invention to provide a heat exchanger for a motor vehicle, in which a particularly flexible and space-optimized arrangement of terminals is made possible.
Diese Aufgabe wird für einen eingangs genannten Wärmetauscher erfin- dungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass zumindest einer der Mittelpunkte der beiden Anschlüsse einen Versatz zu der Mittelachse aufweist ist es möglich, zu- und abführende Rohrleitungen mit keinem oder nur geringem seitlichem Überstand über den Wärmetauscher zu verlegen. Zudem wird die Möglichkeit geschaffen, die Ausformungen der Trennwand unter Optimierung der Montage und Prozesssicherheit zu gestalten.This object is achieved according to the invention for a heat exchanger mentioned above with the characterizing features of claim 1. Characterized in that at least one of the centers of the two ports has an offset to the central axis, it is possible to move incoming and outgoing pipelines with little or no lateral projection on the heat exchanger. In addition, the possibility is created to design the formations of the partition wall while optimizing assembly and process reliability.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird durch die Ausformung zumindest einer der Anschlüsse in Überdeckung seiner freien Öffnung mit der Mit- telachse an dem Sammlerkasten angeordnet. Somit wird ein besonders kompakter Wärmetauscher realisiert.In a preferred embodiment, the formation of at least one of the connections in overlapping its free opening with the central axis is arranged on the collector box. Thus, a particularly compact heat exchanger is realized.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung schließt eine Verbindungslinie der Mittelpunkte der Anschlüsse einen Winkel von wenigstens etwa fünf Grad mit der Mittelachse ein, wodurch ein besonders großer Versatz zumindest eines der Mittelpunkte der Anschlüsse zur Mittelachse gegeben ist. Durch die zueinander versetzten Anschlüsse können die Rohrleitungen platzsparend in Flucht mit dem Sammlerkasten nebeneinander verlegt werden.In a preferred embodiment of the invention, a connecting line of the centers of the terminals includes an angle of at least about five degrees with the central axis, whereby a particularly large offset of at least one of the centers of the connections to the central axis is given. Due to the staggered connections, the pipelines can be laid side by side to save space in alignment with the collector box.
Bei einem weiteren, alternativen oder ergänzten Ausführungsbeispiel beträgt aus dem gleichen Grund der gewählte Versatz wenigstens etwa ein Viertel eines Durchmessers der freien Öffnung des Anschlusses. Unter der freien Öffnung des Anschlusses ist dabei zumindest im Fall einer Kreisform der Anschlussöffnung der kleinste Durchmesser des Kreises im Verlauf des Anschlusses gemeint.In a further alternative or supplemented embodiment, for the same reason, the selected offset is at least about one quarter of a diameter of the free opening of the terminal. Here, at least in the case of a circular shape of the connection opening, the smallest diameter of the circle in the course of the connection is meant by the free opening of the connection.
Allgemein vorteilhaft ist ein Durchmesser der freien Öffnung des zumindest einen Anschlusses größer eine maximale Breite des mit ihm verbundenen Teilraums. Hierdurch kann auch und insbesondere bei einer Kreisform der freien Öffnung ein ausreichend großer Öffnungsquerschnitt gewählt werden, um einen ausreichenden Massenstrom des Fluids zur Durchströmung des Wärmetauschers zu gewährleisten. Dabei ist zu berücksichtigen, dass insbesondere sehr lang bauende Wärmetauscher bei zugleich begrenztem Bauraum in der Querrichtung bezüglich einer ausreichenden Dimensionie- rung der Anschlüsse, vor allem bei gewünschter Kreisform, problematisch sind. Durch die Ausformung der Trennwand und die hierdurch ermöglichte Dimensionierung des Anschlusses mit einer freien Öffnung von mehr als der Breite eines Teilraums kann ein ausreichender Fluidmassenstrom bereitges- teilt werden. Dies gilt z. B. für eine typische Anwendung, bei der der Wärmetauscher als von warmem Wasser durchströmter Heizkörper einer Fahrzeug- Klimaanlage ausgebildet ist.Generally, a diameter of the free opening of the at least one connection is greater than a maximum width of the subspace connected to it. In this way, and in particular in the case of a circular shape of the free opening, a sufficiently large opening cross-section can be selected in order to ensure a sufficient mass flow of the fluid to the flow through the heat exchanger. It should be borne in mind that, in particular, very long-built heat exchangers with a simultaneously limited space in the transverse direction with respect to a sufficient dimensioning tion of the connections, especially in the desired circular shape, are problematic. Due to the shape of the dividing wall and the resulting dimensioning of the connection with a free opening of more than the width of a subspace, a sufficient fluid mass flow can be provided. This applies z. B. for a typical application in which the heat exchanger is designed as a hot water flowed through radiator of a vehicle air conditioning.
Bei einer einfachen und zweckmäßigen Detailgestaltung der Erfindung um- fasst die Ausformung der Trennwand im Bereich eines der Anschlüsse eine über diesen Bereich im Wesentlichen gleichmäßige Kröpfung um die Längsachse. Eine solche Kröpfung ist aus einem Blechformteil einfach und präzise herstellbar, wobei eine Überlappung des Anschlusses über eine Mittelebene auf einfache Weise ermöglicht ist. Um auch den anderen Anschluss ähnlich oder gleich groß ausbilden zu können ist es zweckmäßig vorgesehen, dass die Ausformung im Bereich des anderen Anschlusses einer der Kröpfung entgegen gerichtete Ausbuchtung aufweist. Insbesondere kann der andere Anschluss mittels der entgegen gerichteten Ausbuchtung ebenfalls über eine Mittelachse des Sammlerkasten hinausreichen.In a simple and expedient detailed design of the invention, the shape of the partition wall in the region of one of the connections comprises a cranking about the longitudinal axis which is substantially uniform over this region. Such a bend is easily and precisely produced from a sheet metal part, with an overlap of the terminal over a median plane is made possible in a simple manner. In order to be able to form the other connection similarly or equally large, it is expediently provided that the formation in the region of the other connection has a convexity directed against the bulge. In particular, the other connection can also extend beyond a central axis of the collector box by means of the oppositely directed bulge.
Die Kröpfung verläuft bevorzugt insgesamt über zumindest die Hälfte der Länge der Trennwand in der Längsrichtung, wodurch die Trennwand formstabil und einfach montierbar ausgebildet ist.The crank preferably runs over a total of at least half the length of the partition in the longitudinal direction, whereby the partition is formed dimensionally stable and easy to install.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Trennwand im Bereich eines Anstoßes an gegenüberliegende Stirnseiten des Sammlerkastens eine jeweils gleiche Querschnittsform, insbesondere in Form einer Kröpfung. Hierdurch wird bei einer mechanischen Montage des Wärmetauschers vor einem Verbringen in einen Lötofen eine torsionsfreie Verstemmung der Trennwand mit dem Sammlerkasten und dem Boden begünstigt, so dass eine sichere und ausschussarme Verlötung gewährleistet ist.In a preferred embodiment, the partition wall in the region of an abutment on opposite end faces of the collector box each have a same cross-sectional shape, in particular in the form of a crank. As a result, a torsion-free caulking of the partition wall with the collector box and the floor is favored in a mechanical assembly of the heat exchanger before being moved into a soldering furnace, so that a secure and low-jetting soldering is guaranteed.
Besonders bevorzugt hat die Trennwand im Bereich ihrer Angrenzung an den Boden eine Mehrzahl von Einkerbungen zur Umschließung von Über- ständen der Tauscherrohre, wodurch bei einer Montage des Wärmetau- - A -In the region of its adjacency to the bottom, the dividing wall particularly preferably has a plurality of notches for enclosing overhangs of the exchanger tubes, whereby, when the heat exchanger is installed, - A -
schers ein definierter Anschlag bei zugleich sicherer und im Zuge einer Verlötung dichtender Verklemmung der Tauscherrohre gegeben ist. Gleichzeitig wird die Trennwand genau und sicher im Bereich des Bodens in Position gehalten.schers a defined stop at the same time is given secure and in the course of a soldering sealing jamming of the exchanger tubes. At the same time, the dividing wall is held precisely and securely in position in the area of the floor.
In besonders bevorzugter Ausführungsform hat die Trennwand im Bereich ihrer dem Boden gegenüberliegenden Angrenzung an den Sammlerkasten zumindest einen, insbesondere mehrere Zapfen zur Fixierung an dem Sammlerkasten. Besonders bevorzugt hat die Trennwand unterhalb des zu- mindest einen Zapfens eine Ausformung zur plastischen Verstemmung der Trennwand im Zuge einer Montage, wobei bei einer noch weiter bevorzugten Detailgestaltung die Ausformung einen zu einer Montagerichtung der Trennwand im Wesentlichen senkrechten Abschnitt aufweist. Durch diese alternativen oder ergänzenden Maßnahmen kann eine besonders sichere und posi- tionsgenaue Vormontage der Trennwand zwischen Sammlerkasten und Boden gewährleistet werden, so dass eine dichtende und ausschussfreie Verlötung der einzelnen Komponenten in einem Lötofen sichergestellt ist.In a particularly preferred embodiment, the partition has at least one, in particular a plurality of pins for fixing to the collector box in the region of their abutment opposite the bottom of the collector box. Particularly preferably, the dividing wall below the at least one pin has a shape for plastic caulking of the dividing wall in the course of assembly, wherein in a still further preferred detailed design, the formation has a substantially vertical to a mounting direction of the partition wall section. By means of these alternative or supplementary measures, a particularly secure and positionally accurate pre-assembly of the dividing wall between the collector box and the floor can be ensured so that a sealing and jetting-free soldering of the individual components in a brazing furnace is ensured.
Allgemein vorteilhaft sind die Tauscherrohre eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers als Flachrohre mit jeweils einer hinführenden, mit einem ersten Teilraum verbundenen Sektion und einer rückführenden, mit dem zweiten Teilraum verbundenen Sektion ausgebildet, wodurch die Anzahl der separaten Tauscherrohre auf einfache Weise verringert wird. Bei einer einfachen und zweckmäßigen Detailgestaltung ist dabei ein zweiter Sammler zur Umlenkung des Fluids von der ersten Sektion der Flachrohre in die zweite Sektion der Flachrohre vorgesehen. Grundsätzlich kann aber auch auf einen zweiten Sammler verzichtet werden, etwa indem die beiden Sektionen der Flachrohre in einem unteren Endbereich der Flachrohre miteinander jeweils in Verbindung stehen.The exchanger tubes of a heat exchanger according to the invention are advantageously designed as flat tubes, each having a leading section connected to a first compartment and a return section connected to the second compartment, whereby the number of separate exchanger tubes is reduced in a simple manner. In a simple and expedient detailed design while a second collector for deflecting the fluid from the first section of the flat tubes is provided in the second section of the flat tubes. In principle, however, can also be dispensed with a second collector, such as by the two sections of the flat tubes in a lower end portion of the flat tubes are in communication with each other.
Allgemein vorteilhaft ist es im Interesse einer kostengünstigen Massenproduktion eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers vorgesehen, dass zumindest der Sammlerkasten, die Anschlüsse, der Boden, die Trennwand und die Flachrohre in einem gemeinsamen oder mehreren Verfahrensschritten in einem Lötofen miteinander verlötet sind. Zweckmäßig können diese Bauteile dabei jeweils aus Blechen einer Aluminiumlegierung bestehen, die je nach Anforderungen an das einzelne Bauteil im Zuge des Lötprozesses ganz oder teilweise lotplattiert sind.In the interest of cost-effective mass production of a heat exchanger according to the invention, it is generally advantageous for at least the header box, the connections, the bottom, the partition wall and the flat tubes to be brazed together in a common or several process steps in a brazing furnace. Appropriately, these components each consist of sheets of aluminum alloy, which are fully or partially soldered depending on the requirements of the individual component in the course of the soldering process.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie aus den abhängigen Ansprüchen.Further advantages and features of the invention will become apparent from the embodiment described below and from the dependent claims.
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung be- schrieben und anhand der anliegenden Zeichnungen näher erläutert.Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described and explained in more detail with reference to the accompanying drawings.
Fig. 1 zeigt eine räumliche Gesamtansicht eines erfindungsgemäßen Wärmetauschers.Fig. 1 shows an overall view of a heat exchanger according to the invention.
Fig. 2 zeigt den Wärmetauscher aus Fig. 1 unter Weglassung eines Sammlerkastens.Fig. 2 shows the heat exchanger of Fig. 1 omitting a collector box.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf den Wärmetauscher aus Fig. 1 von oben.Fig. 3 shows a plan view of the heat exchanger of FIG. 1 from above.
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht durch den Wärmetauscher aus Fig. 3 entlang der Linie A - A. Fig. 5 zeigt eine räumliche Ansicht einer Trennwand des Wärmetauschers aus Fig. 1.4 shows a sectional view through the heat exchanger from FIG. 3 along the line A - A. FIG. 5 shows a perspective view of a partition wall of the heat exchanger from FIG. 1.
Fig. 6 zeigt eine ebene Draufsicht auf die Trennwand aus Fig. 5 von der Seite.Fig. 6 shows a plan view of the partition wall of Fig. 5 from the side.
Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht der Trennwand aus Fig. 6 entlang der Linie B - B.Fig. 7 shows a sectional view of the partition wall of Fig. 6 along the line B - B.
Fig. 8 zeigt eine Schnittansicht der Trennwand aus Fig. 6 entlang der Linie C - C.Fig. 8 shows a sectional view of the partition wall of Fig. 6 along the line C - C.
Der in Fig. 1 gezeigte Wärmetauscher ist ein vom Kühlmittel eines Motor- kühlsystems eines Kraftfahrzeugs durchströmter Heizkörper einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs. Der Wärmetauscher umfasst einen oberen Sammler 1 mit einem ersten Anschluss 2 zur Zuführung und einen zweiten An- schluss 3 zur Abführung des Fluids, wobei vorliegend beide Anschlüsse rotationssymmetrisch ausgebildet sind und eine kleinste freie Öffnung der An- Schlüsse jeweils einen kreisförmigen Querschnitt hat. In den Sammler 1 mündet eine Mehrzahl von als Aluminium-Flachrohre ausgebildeten Tauscherrohren 4, die in einer Längsrichtung L stapelartig nebeneinander angeordnet sind und deren lange Seitenflächen sich in einer Querrichtung Q bzw. einer Tiefenrichtung des Wärmetauschers erstrecken. Die Tauscher- röhre 4 sind jeweils in mehrere getrennte Kanäle (nicht dargestellt) unterteilt. An den Stirnseiten des Wärmetauschers sind jeweils Abschlussbleche 5 als Abschluss des Stapels von Tauscherrohren 4 vorgesehen.The heat exchanger shown in FIG. 1 is a radiator of an air conditioning system of the motor vehicle through which the coolant of an engine cooling system of a motor vehicle flows. The heat exchanger comprises an upper header 1 with a first connection 2 for the supply and a second connection 3 for the removal of the fluid, wherein in the present case both connections are rotationally symmetrical and a smallest free opening of the connections has a circular cross-section. In the collector 1 opens a plurality of formed as aluminum flat tubes exchanger tubes 4, which are stacked in a longitudinal direction L side by side and whose long side surfaces extend in a transverse direction Q and a depth direction of the heat exchanger. The exchanger tube 4 are each subdivided into a plurality of separate channels (not shown). At the end faces of the heat exchanger each end plates 5 are provided as a conclusion of the stack of exchanger tubes 4.
Dem Sammler 1 gegenüberliegend münden die Tauscherrohre 4 in einen zweiten Sammler 6, mittels dessen eine Umlenkung des Fluids aus einer hinführenden Sektion 4a in eine rückführende Sektion 4b der Tauscherrohre erfolgt, wobei die hinführende Sektion 4a und die rückführende Sektion 4b eines Tauscherrohrs in der Querrichtung hintereinander angeordnet sind.The collector 1 opposite the exchanger tubes 4 open into a second collector 6, by means of which a deflection of the fluid from a leading section 4a in a recirculating section 4b of the exchanger tubes takes place, the leading section 4a and the recirculating section 4b of an exchanger tube in the transverse direction one behind the other are arranged.
Zwischen den Tauscherrohren 4 sind (nicht dargestellte) Rippen zur Vergrößerung der Oberfläche zum Wärmetausch mit in der Querrichtung den Wärmetauscher durchströmender Luft auf bekannte Weise vorgesehen.Between the exchanger tubes 4, ribs (not shown) for enlarging the surface for heat exchange with air flowing through the heat exchanger in the transverse direction are provided in a known manner.
Der Wärmetauscher besteht vollständig aus zum Teil lotplattierten Alumi- nium-Bauteilen, die mechanisch vormontiert werden und insgesamt in einem Lötofen in einem einzelnen oder mehreren Verfahrensschritten miteinander verlötet werden. Der Sammler 1 umfasst dabei vor der Verlötung im Wesentlichen die Einzelteile der Anschlüsse 2, 3 eines Sammlerkastens 7 eines Bodens 8 und einer sich zwischen Boden 8 und Sammlerkasten 7 erstrecken- den Trennwand 9. Durch die Trennwand 9 wird der von Sammlerkasten 7 und Boden 8 umschlossene Sammlerraum in zwei Teilräume 1a, 1 b (siehe Fig. 4) aufgeteilt, wobei der eine Teilraum 1a mit dem ersten Anschluss 2 und der ersten Sektion 4a der Tauscherrohre in Verbindung steht und der zweite Teilraum 1b nur mit dem zweiten Anschluss 3 und der zweiten Sekti- on 4b der Tauscherrohre in Verbindung steht.The heat exchanger consists entirely of partially solder-plated aluminum components, which are mechanically pre-assembled and soldered together in a single or multiple process steps in a brazing furnace. Before the soldering, the collector 1 essentially comprises the individual parts of the connections 2, 3 of a collector box 7 of a base 8 and a partition wall 9 extending between the base 8 and the collector box 7. The partition box 9 houses the collector box 7 and the base 8 enclosed collector space in two subspaces 1 a, 1 b (see Fig. 4), wherein the one subspace 1a with the first port 2 and the first section 4a of the exchanger tubes in communication and the second subspace 1b only with the second terminal 3 and the second section 4b of the exchanger tubes is in communication.
Hierzu grenzt die Trennwand 9, die sich in der Längsrichtung des Wärmetauschers erstreckt, mit einer bodenseitigen Kante 9a entlang einer Mittelachse M an den Boden 8 an, so dass im Bereich des Bodens der Sammler 1 genau hälftig in die Teilräume 1a, 1b geteilt wird (siehe auch Fig. 4). Im Bereich der Kante 9a umfasst die Trennwand 9 zudem Einkerbungen 9b, in die die durch Durchbrechungen des Bodens 8 gesteckten Flachrohre 4 mit ihren mittleren Bereichen eingreifen, so dass eine einfache Halterung, Posi- tionierung und dichtende Verlötung gewährleistet ist.For this purpose, the dividing wall 9, which extends in the longitudinal direction of the heat exchanger, adjoins the bottom 8 with a bottom edge 9a along a central axis M, so that in the region of the bottom the collector 1 is divided exactly into the partial spaces 1a, 1b ( see also Fig. 4). In the region of the edge 9a, the partition wall 9 also includes notches 9b, in which the inserted through openings in the bottom 8 flat tubes 4 engage with their central regions, so that a simple mounting, positioning and sealing soldering is guaranteed.
Oberhalb der bodenseitigen Kante 9a umfasst die Trennwand 9 über den größten Teil ihrer Länge eine Ausformung nach Art einer Kröpfung 10 um die Längsrichtung, wobei eine Erstumbiegung 10a um etwa 45° in die eine Rich- tung und eine zweite Umbiegung 10b um etwa den gleichen Winkel in die entgegengesetzte Richtung erfolgt, so dass eine an den Sammlerkasten 7 gegenüberliegend des Bodens 8 angrenzende Kante 9c der Trennwand ebenfalls im Wesentlichen senkrecht auf die Oberfläche des Sammlerkastens 7 steht.Above the bottom-side edge 9a, the partition wall 9 over most of its length comprises a formation in the manner of a crank 10 about the longitudinal direction, wherein a Erstumbiegung 10a by approximately 45 ° in one direction and a second bend 10b by approximately the same angle takes place in the opposite direction, so that one of the collector box 7 opposite the bottom 8 adjacent edge 9c of the partition is also substantially perpendicular to the surface of the collector box 7.
An dieser Kante 9c sind insgesamt drei Zapfen 9d vorgesehen, welche in korrespondierende Durchbrechungen 7a (siehe Fig. 3) des Sammlerkastens 7 eingreifen, so dass eine sichere Positionierung und Verstemmung bzw. Fixierung der Trennwand im Zuge der mechanischen Montage des Wärme- tauschers gewährleistet ist. Zur weiteren Verbesserung der Verstemmung sind unterhalb der Zapfen 9d im Bereich der Kröpfung 10 kofferförmige Ausformungen 9e vorgesehen, welche gemäß der Schnittansicht nach Fig. 8 einen zu der Montagerichtung der Trennwand senkrechten Abschnitt 9f aufweisen.At this edge 9c, a total of three pins 9d are provided, which engage in corresponding openings 7a (see FIG. 3) of the collector box 7, so that secure positioning and caulking or fixing of the partition wall is ensured in the course of the mechanical assembly of the heat exchanger , To further improve the caulking 10 suitcase-shaped formations 9e are provided below the pin 9d in the region of the crank 10, which have according to the sectional view of FIG. 8 a perpendicular to the mounting direction of the partition section 9f.
Der eine der beiden Anschlüsse 2 ist oberhalb der Kröpfung 10 der Trennwand 9 positioniert, wobei ein Durchmesser d seiner freie Öffnung größer ist als die Breite der Teilräume 4a, 4b in der Ebene des Bodens des Sammlers 1. Dies wird dadurch ermöglicht, dass aufgrund der Kröpfung 10 die samm- lerkastenseitige obere Kante 9c der Trennwand 9 seitlich versetzt zu der Symmetrieebene an dem Sammlerkasten 7 anliegt.One of the two ports 2 is positioned above the crank 10 of the partition wall 9, wherein a diameter d of its free opening is greater than the width of the part spaces 4a, 4b in the plane of the bottom of the collector 1. This is made possible by the fact that Cranking 10 the collector box-side upper edge 9c of the partition wall 9 laterally offset from the plane of symmetry of the collector box 7.
Gegenüber einer Mittelachse M bzw. der Position der unteren Kante 9a derOpposite a central axis M or the position of the lower edge 9a of
Trennwand 9 ist ein Mittelpunkt der freien Öffnung des Anschlusses 2 um eine Größe V seitlich versetzt angeordnet, die im vorliegenden Ausführungs- beispiel etwa einem Drittel des Durchmessers d der freien Öffnung entspricht.Partition 9 is a center of the free opening of the terminal 2 laterally offset by a size V, which in the present embodiment Example corresponds to about one third of the diameter d of the free opening.
Der andere Anschluss 3 ist im vorliegenden Beispiel um den gleichen Ver- satz V aus der Mittelachse heraus angeordnet und überdeckt mit seiner freien Öffnung ebenfalls die Mittelachse. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Trennwand 9 im Bereich des zweiten Anschlusses 3 eine der Kröpfung 10 entgegengesetzte Ausbuchtung 11 (siehe Fig. 5) aufweist. Die Ausbuchtung 11 ist auf einen kurzen Abschnitt der Trennwand 9 beschränkt und liegt im Wesentlichen in Form eines Halbkreises deckelseitig an dem Sammlerkasten 7 an.The other terminal 3 is arranged in the present example by the same offset V from the central axis out and covered with its free opening also the central axis. This is made possible by the fact that the dividing wall 9 in the region of the second connection 3 has a bulge 11 (see FIG. 5) opposite to the offset 10. The bulge 11 is limited to a short section of the partition wall 9 and lies substantially in the form of a semicircle on the cover side of the collector box 7.
Aufgrund der über den größten Teil der Länge der Trennwand 9 vorhandenen Kröpfung 10 und der nur an einer Stelle positionierten Ausbuchtung 11 kann in Abwandlung der konkreten gezeigten Trennwand auf einfache Weise eine nahezu beliebige Positionierung der Anschlüsse 2, 3 in der Längsrichtung des Sammlers 1 gestaltet werden. Im vorliegenden Beispiel liegen die beiden Anschlüsse 2, 3 relativ nah im zentralen Bereich des Sammlers 1 nebeneinander, wobei eine Verbindungsachse ihrer Mittelpunkte mit der Längsrichtung oder auch der Mittelachse des Wärmetauschers einen Winkel von etwa 15° einschließen.Due to the over most of the length of the partition 9 existing bend 10 and positioned only at one point bulge 11 can be designed in a modification of the concrete partition shown in a simple manner almost any positioning of the terminals 2, 3 in the longitudinal direction of the collector 1 , In the present example, the two terminals 2, 3 are relatively close in the central region of the collector 1 side by side, with a connecting axis of their centers with the longitudinal direction or the central axis of the heat exchanger form an angle of about 15 °.
Ein weiteres Merkmal der Trennwand 9 besteht darin, dass an beiden Stirnseiten des Sammlerkastens 7 die Trennwand 9 mit in gleicher Richtung ge- formter Kröpfung 10 anliegt, so dass eine Verdrehung oder Torsion der Trennwand bei der mechanischen Vormontage vermieden wird. Another feature of the partition wall 9 is that at both end faces of the collector box 7, the partition wall 9 is applied with formed in the same direction bend 10, so that a rotation or torsion of the partition is avoided in the mechanical pre-assembly.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen sich in einer Längsrichtung erstreckenden Sammler (1) mit einem Boden (8) und einem Sammlerkasten (7), zumindest zwei in dem Sammlerkasten (7) vorgesehene Anschlüsse (2, 3) zur Zuführung und Abführung eines Fluids, eine Mehrzahl von in den Boden (8) des Sammlers (1 ) mündenden1. A heat exchanger for a motor vehicle, comprising a longitudinally extending in a collector (1) with a bottom (8) and a collector box (7), at least two in the collector box (7) provided connections (2, 3) for the supply and discharge a fluid, a plurality of in the bottom (8) of the collector (1) opening
Tauscherrohren (4), und eine den Sammler (1) in einen ersten, einlassseitigen und einen zweiten, auslassseitigen Teilraum (1a, 1 b) unterteilende Trennwand (9), wobei die Trennwand (9) an den Boden (8) unter im Wesentlichen symmetrischer Teilung des Bodens entlang einer in der Längsrichtung verlaufenden Mittelachse (M) angrenzt, und wobei die Trennwand (9) oberhalb des Bodens (8) eine Ausformung (10, 1 1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Mittelpunkte der beiden Anschlüsse (2, 3) einen Versatz (V) zu der Mittelachse (M) aufweist.Exchanger tubes (4), and a the collector (1) in a first, inlet side and a second, outlet side compartment (1 a, 1 b) dividing partition (9), wherein the partition wall (9) to the bottom (8) below substantially symmetrical division of the floor along a longitudinally extending central axis (M) is adjacent, and wherein the partition wall (9) above the bottom (8) has a formation (10, 1 1), characterized in that at least one of the centers of the two terminals (2, 3) has an offset (V) to the central axis (M).
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass durch die Ausformung (10, 1 1) zumindest einer der Anschlüsse (2, 3) in Überdeckung seiner freien Öffnung mit der Mittelachse (M) an dem2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that by the formation (10, 1 1) at least one of the terminals (2, 3) in coverage of its free opening with the central axis (M) on the
Sammlerkasten (7) angeordnet ist.Sammlerkasten (7) is arranged.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungslinie der Mittelpunkte der Anschlüsse (2, 3) ei- nen Winkel von wenigstens etwa fünf Grad mit der Mittelachse (M) einschließt.3. Heat exchanger according to claim 1 or 2, characterized in that a connecting line of the centers of the terminals (2, 3) of a NEN angle of at least about five degrees with the central axis (M).
4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Versatz (V) wenigstens etwa ein Viertel eines Durchmessers (d) der freien Öffnung des Anschlusses (2, 3) beträgt.4. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the offset (V) at least about a quarter of a diameter (d) of the free opening of the terminal (2, 3).
5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser (d) der freien Öffnung des zumindest einen Anschlusses (2, 3) größer ist als eine maximale Breite des mit ihm verbundenen Teilraums (1a, 1b).5. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that a diameter (d) of the free opening of the at least one terminal (2, 3) is greater than a maximum width of the subspace associated with it (1 a, 1 b).
6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung der Trennwand (9) im Bereich eines der Anschlüsse (2) eine über den Bereich im Wesentlichen gleichmäßige Kröpfung (10) um die Längsachse (L) aufweist.6. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the formation of the partition wall (9) in the region of one of the terminals (2) over the region substantially uniform crank (10) about the longitudinal axis (L).
7. Wärmtauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (11) im Bereich des anderen Anschlusses (3) eine der7. Heat exchanger according to claim 6, characterized in that the formation (11) in the region of the other terminal (3) one of
Kröpfung (10) entgegen gerichtete Ausbuchtung (11) aufweist.Camber (10) oppositely directed bulge (11).
8. Wärmetauscher nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kröpfung (10) insgesamt über zumindest die Hälfte der Län- ge der Trennwand (9) verläuft.8. Heat exchanger according to claim 6 or 7, characterized in that the crank (10) extends over a total of at least half the length of the partition wall (9).
9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (9) im Bereich ihrer Angrenzung an den Boden (8) eine Mehrzahl von Einkerbungen (9b) zur Um- Schließung von Überständen der Tauscherrohre (4) aufweist.9. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the partition wall (9) in the region of its adjacency to the bottom (8) has a plurality of notches (9b) for the Um- closure of supernatants of the exchanger tubes (4).
10. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (9) im Bereich ihrer dem Boden (8) gegenüberliegenden Angrenzung an den Sammlerkasten (7) zu- mindest einen, insbesondere mehrere Zapfen (9d) zur Fixierung an dem Sammlerkasten (7) aufweist.10. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the partition wall (9) in the region of its the bottom (8) opposite abutment against the collector box (7) Has at least one, in particular a plurality of pins (9d) for fixing to the collector box (7).
11. Wärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (9) unterhalb des zumindest einen Zapfens (9d) eine11. Heat exchanger according to claim 10, characterized in that the partition wall (9) below the at least one pin (9d) a
Ausformung (9e) zur plastischen Verstemmung der Trennwand (9) im Zuge einer Montage aufweist.Shaping (9e) for plastic caulking of the partition wall (9) during assembly has.
12. Wärmetauscher nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausformung (9e) einen zu einer Montagerichtung der Trennwand12. Heat exchanger according to claim 11, characterized in that the formation (9 e) one to a mounting direction of the partition wall
(9) im Wesentlichen senkrechten Abschnitt (9f) aufweist.(9) has a substantially vertical section (9f).
13. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tauscherrohre (4) als Flachrohre mit jeweils einer hinführenden, mit dem ersten Teilraum verbundenen Sektion13. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that the exchanger tubes (4) as flat tubes, each with a hinführenden, connected to the first compartment section
(4a) und einer rückführenden, mit dem zweiten Teilraum verbundenen Sektion (4b) ausgebildet sind.(4a) and a return, connected to the second subspace section (4b) are formed.
14. Wärmetauscher nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen zwei- ten Sammler (6) zur Umlenkung des Fluids von der ersten Sektion14. Heat exchanger according to claim 13, characterized by a second collector (6) for deflecting the fluid from the first section
(4a) der Flachrohre in die zweite Sektion (4b) der Flachrohre.(4a) of the flat tubes in the second section (4b) of the flat tubes.
15. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der Sammlerkasten (7), die An- Schlüsse (2, 3), der Boden (8), die Trennwand (9) und die Tauscherrohre (4) in einem gemeinsamen oder mehreren Verfahrensschritten in einem Lötofen miteinander verlötet sind. 15. Heat exchanger according to one of the preceding claims, characterized in that at least the collector box (7), the connections (2, 3), the bottom (8), the partition wall (9) and the exchanger tubes (4) in a common or several steps in a brazing furnace are soldered together.
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