EP3182046A1 - Wärmetauscher für anlagen oder kraftfahrzeuge - Google Patents

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EP3182046A1
EP3182046A1 EP15200287.9A EP15200287A EP3182046A1 EP 3182046 A1 EP3182046 A1 EP 3182046A1 EP 15200287 A EP15200287 A EP 15200287A EP 3182046 A1 EP3182046 A1 EP 3182046A1
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EP
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heat exchanger
parts
embossings
another
shaped
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Withdrawn
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EP15200287.9A
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English (en)
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Hans-Peter Strümpfler
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Sab Werkzeugbau GmbH
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Sab Werkzeugbau GmbH
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Publication date
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
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    • F28F1/42—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being both outside and inside the tubular element
    • F28F1/424—Means comprising outside portions integral with inside portions
    • F28F1/426—Means comprising outside portions integral with inside portions the outside portions and the inside portions forming parts of complementary shape, e.g. concave and convex
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    • F28F2225/00—Reinforcing means
    • F28F2225/08—Reinforcing means for header boxes

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger for plants or motor vehicles with the heat exchanger forming parts or tubular housing parts, which are flowed through by a fluid or flow and are provided with extending in the longitudinal or partially transverse direction, protruding on the surface of the parts or tubular housing parts imprints.
  • tubular heat exchanger DE 10 2009 057 232 A1
  • an automotive air conditioning system with an inner tube through which a fluid or gas can flow and an outer tube radially surrounding the inner tube to form a permeable intermediate space, wherein the inner tube has a number spaced from one another and extending with its longitudinal extent at least partially in the axial direction of the inner tube embossing, which have a substantially rectangular cross section, with which no sufficiently satisfactory deformation resistance is achieved.
  • the invention has for its object to form the heat exchanger or the housing of the heat exchanger with its walls, which may be formed from thin sheet, with stiffening elements such that the compression and torsional stiffness of the walls or the sheet of the heat exchanger can be substantially improved.
  • the embossments and / or ribs are roof-shaped and made with arranged at an angle to each other side parts, wherein the angle between 30 ° and 120 ° or between 80 ° and 100 ° or 90 ° is large , In this way, a very high compression and torsional stiffness of the walls or the sheet of the heat exchanger over the known embossments of heat exchangers is achieved with the help of roof-shaped embossing in a simple and cost-effective manner.
  • openings of the heat exchanger have a round, oval or polygonal cross-section.
  • the bow part and / or the arcuate part are circular or approximately circular arc-shaped.
  • the two merged and interconnected arcuate or circular arc-shaped side parts of the embossment are connected via a respective arcuate or circular arc-shaped part of the wall portion of the heat exchanger.
  • the embossments may advantageously be directed inwards or outwards.
  • a plurality of approximately parallel, spaced-apart embossings extend in the longitudinal direction or parallel or approximately parallel to the central axis of the housing part.
  • the torsional rigidity is also improved in that a plurality of mutually approximately parallel or mutually extending, spaced-apart embossments extend in the longitudinal direction or parallel or approximately parallel to the central axis of the housing part and are connected to each other via transverse embossments.
  • the heat exchanger for plants or motor vehicles is a hollow or tubular heat exchanger with extending in different directions is provided in approximately roof-shaped embossments, which are provided on the outside and / or on the inside of the wall parts of the heat exchanger.
  • the radii of the arcuate parts and / or the side parts of the embossings are formed approximately the same size.
  • the elevations of the embossings are smaller than the distance between the side parts of the embossments in the region of their respective connection point on the wall part of the heat exchanger.
  • the ratio between the distances is about 2: 1.
  • Fig. 1 is denoted by 1 a heat exchanger for equipment or in particular for motor vehicles.
  • the heat exchanger forming parts or tubular housing parts 2 are traversed or flowed around by a fluid and are running in the longitudinal or partially transverse direction, on the surface of the parts or tubular housing parts or the wall parts the heat exchanger with protruding embossing 3 and / or inwardly directed impressions 3 equipped.
  • the embossings 3 may be formed roof-shaped protruding and consist of at an angle to each other arranged side parts 4, wherein the angle between 30 ° and 120 ° or between 80 ° and 100 ° or 90 ° is large.
  • Openings 9, in particular the inlet and outlet openings of the heat exchanger 1, may have a round, oval or polygonal cross-section.
  • the side parts 4 of the embossing 3 or the side parts of the indentations or recesses or depressions are symmetrical to each other and are connected to each other via a respective arch part 5, wherein the connected to a wall portion 6 of the heat exchanger 1 side parts of the embossments 3 also have a curved portion 7 are fixed or integral with the wall or housing part 2.
  • the bow part 5 and / or the arcuate part 7 of the embossing can be circular or approximately circular-arc-shaped, thereby reducing the notch stress and increasing the deformation resistance.
  • the two merged and interconnected, arcuate or circular arc-shaped side parts 4 of the embossment 3 are connected via a respective arcuate or circular arc-shaped part 7 to the wall part 6 of the heat exchanger 1, wherein the embossments can be directed inwards or outwards.
  • a plurality of roughly parallel embossings 3 of the wall parts which are arranged at a distance from one another, extend overall, in particular in one piece or not interrupted, in the longitudinal direction or in parallel or approximately parallel to the central axis of the housing part 2, and are connected to each other via transverse embossments (8), thereby also the deformation resistance or torsional stiffness is improved.
  • the heat exchanger 1 for plants or motor vehicles may be a hollow or tubular heat exchanger, which may be equipped with extending in different directions in approximately roof-shaped embossments or indentations in the same shape. Since embossments are provided on the outside and / or on the inside of the wall parts of the heat exchanger, the deformation resistance or torsional rigidity is also improved
  • the radii of the arcuate parts 7 and / or the side parts 4 of the embossings 3, 8 may be approximately the same size.
  • the elevations D 2 of the embossings 3 are smaller than the distance D 1 between the side parts 4 of the embossings 3, 8 in the region of their respective connection point on the wall part 6 of the heat exchanger 1.
  • the ratio between the distances D2 to D1 is approximately 2: 1.
  • the symmetrical design and alignment of the embossments 3 on the wall parts 6 likewise increases the deformation resistance or torsional rigidity of the heat exchanger 1.

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Abstract

Wärmetauscher 1 für Anlagen oder Kraftfahrzeuge mit den Wärmetauscher formenden Teilen oder rohrförmigen Gehäuseteilen 2, die von einem Fluid durchströmt oder umströmt werden und mit in Längs- oder teilweise Querrichtung verlaufenden, an der Oberfläche der Teile oder rohrförmigen Gehäuseteilen hervorstehenden Prägungen 3 ausgestattet sind.. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher oder das Gehäuse des Wärmetauschers mit seinen Wandungen, die aus Dünnblech gebildet sein können, mit Versteifungselementen derart auszubilden, dass die Stauch- und Verwindungssteifigkeit der Wandungen oder des Blechs des Wärmetauscher wesentlich verbessert werden. Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Prägungen 3 dachförmig ausgebildet sind und aus mit in einem Winkel zueinander angeordneten Seitenteilen 4 bestehen, wobei der Winkel zwischen 30° und 120° oder zwischen 80° und 100° oder 90° groß ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Wärmetauscher für Anlagen oder Kraftfahrzeuge mit den Wärmetauscher formenden Teilen oder rohrförmigen Gehäuseteilen, die von einem Fluid durchströmt oder umströmt werden und mit in Längs- oder teilweise Querrichtung verlaufenden, an der Oberfläche der Teile oder rohrförmigen Gehäuseteilen hervorstehenden Prägungen ausgestattet sind.
  • Es ist ein rohrförmiger Wärmetauscher ( DE 10 2009 057 232 A1 ) für eine Kraftfahrzeugklimaanlage mit einem von einem Fluid oder Gas durchströmbaren Innenrohr und einem das Innenrohr unter Bildung eines durchströmbaren Zwischenraumes radial umschließenden Außenrohr bekannt, wobei das Innenrohr eine Anzahl voneinander beabstandet angeordneten und mit ihrer Längserstreckung sich zumindest partiell in Axialrichtung des Innenrohres erstreckenden Prägungen aufweist, die einen im Wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, mit denen keine ausreichend zufriedenstellende Verformungsfestigkeit erreicht wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wärmetauscher oder das Gehäuse des Wärmetauschers mit seinen Wandungen, die aus Dünnblech gebildet sein können, mit Versteifungselementen derart auszubilden, dass die Stauch- und Verwindungssteifigkeit der Wandungen oder des Blechs des Wärmetauscher wesentlich verbessert werden.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass )die Prägungen und/ oder Rippen dachförmig ausgebildet sind und aus mit in einem Winkel zueinander angeordneten Seitenteilen bestehen, wobei der Winkel zwischen 30° und 120° oder zwischen 80° und 100° oder 90° groß ist. Hierdurch wird mit Hilfe der dachförmigen Prägungen auf einfache und kostengünstige Weise eine sehr hohe Stauch- und Verwindungssteifigkeit der Wandungen oder des Blechs des Wärmetauschers gegenüber den bekannten Prägungen von Wärmetauschern erreicht.
  • Hierzu ist es vorteilhaft, dass Öffnungen des Wärmetauschers einen runden, ovalen oder mehreckförmigen Querschnitt aufweisen.
  • Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung, dass die Seitenteile der Prägungen symmetrisch zueinander verlaufen und über ein Bogenteil miteinander verbunden sind, wobei die an ein Wandteil des Wärmetauschers angeschlossenen Seitenteile ebenfalls über ein bogenförmiges Teil mit dem Wand- oder Gehäuseteil fest oder einteilig verbunden sind.
  • Vorteilhaft ist es auch, dass das Bogenteil und/oder das bogenförmige Teil kreisförmig oder in etwa kreisbogenförmig ausgebildet sind.
  • Ferner ist es vorteilhaft, dass die beiden zusammengeführten und miteinander verbundenen bogenförmig oder kreisbogenförmig ausgebildeten Seitenteile der Prägung über jeweils ein bogen- oder kreisbogenförmiges Teil an das Wandteil des Wärmetauschers angeschlossen sind. Die Prägungen können in vorteilhafter Weise nach innen oder nach außen gerichtet sein.
  • Vorteilhaft ist es auch, dass mehrere in etwa parallel verlaufende, mit Abstand zueinander angeordnete Prägungen sich in Längsrichtung oder parallel oder in etwa parallel zur Mittelachse des Gehäuseteils erstrecken.
  • Die Verwindungssteifigkeit wird auch dadurch verbessert, dass mehrere in etwa parallel oder parallel zueinander verlaufende, mit Abstand zueinander angeordnete Prägungen sich in Längsrichtung oder parallel oder in etwa parallel zur Mittelachse des Gehäuseteils erstrecken und über querverlaufende Prägungen miteinander verbunden sind.
  • Von besonderer Bedeutung ist für die vorliegende Erfindung, dass der Wärmetauscher für Anlagen oder Kraftfahrzeuge ein hohlförmiger oder rohrförmiger Wärmetauscher ist, der mit in verschiedene Richtungen verlaufenden in etwa dachförmig verlaufenden Prägungen ausgestattet ist, die an der Außenseite und/oder an der Innenseite der Wandteile des Wärmetauschers vorgesehen sind.
  • Auch ist es vorteilhaft, dass die Radien der bogenförmigen Teile und/oder die Seitenteile der Prägungen in etwa gleich groß ausgebildet sind. Durch Verwendung der bogenförmigen Teile und/oder der Seitenteile der Prägungen wird die Kerbspannung im Wesentlichen verringert und dadurch die Festigkeit der Wandungen insgesamt erhöht.
  • Ferner ist es vorteilhaft, dass die Erhebungen der Prägungen kleiner sind als der Abstand zwischen den Seitenteilen der Prägungen im Bereich ihrer jeweiligen Anschlussstelle am Wandteil des Wärmetauschers.
  • Vorteilhaft ist es auch, dass das Verhältnis zwischen den Abständen zu in etwa 2:1 beträgt.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in den Figuren dargestellt. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Darstellung eines Teils eines Wärmetauschers;
    Fig. 2
    die auf den Wandteilen des Wärmetauschers vorgesehenen Prägungen.
  • In Fig. 1 ist mit 1 ein Wärmetauscher für Anlagen oder insbesondere für Kraftfahrzeuge bezeichnet. Die den Wärmetauscher formenden Teile oder rohrförmigen Gehäuseteile 2 werden von einem Fluid durchströmt oder umströmt und sind mit in Längs- oder teilweise Querrichtung verlaufenden, an der Oberfläche der Teile oder rohrförmigen Gehäuseteilen oder den Wandteilen des Wärmetauschers mit hervorstehenden Prägungen 3 und/ oder nach innen gerichteten Einprägungen 3 ausgestattet.
  • Die Prägungen 3 können dachförmig hervorstehend ausgebildet sein und aus mit in einem Winkel zueinander angeordneten Seitenteilen 4 bestehen, wobei der Winkel zwischen 30° und 120° oder zwischen 80° und 100° oder 90° groß ist.
  • Öffnungen 9, insbesondere die Ein- und Auslassöffnungen des Wärmetauschers 1, können einen runden, ovalen oder mehreckförmigen Querschnitt aufweisen.
  • Die Seitenteile 4 der Prägungen 3 oder die Seitenteile der Aus- bzw. Einbuchtungen bzw. Vertiefungen verlaufen symmetrisch zueinander und sind über je ein Bogenteil 5 miteinander verbunden, wobei die an ein Wandteil 6 des Wärmetauschers 1 angeschlossenen Seitenteile der Prägungen 3 ebenfalls über ein bogenförmiges Teil 7 mit dem Wand- oder Gehäuseteil 2 fest oder einteilig verbunden sind.
  • Das Bogenteil 5 und/oder das bogenförmige Teil 7 der Prägung können kreisförmig oder in etwa kreisbogenförmig ausgebildet sein, sodass dadurch die Kerbspannung verringert und die Verformungsfestigkeit erhöht wird.
  • Die beiden zusammengeführten und miteinander verbundenen, bogenförmig oder kreisbogenförmig ausgebildeten Seitenteile 4 der Prägung 3 sind über jeweils ein bogen- oder kreisbogenförmiges Teil 7 an das Wandteil 6 des Wärmetauschers 1 angeschlossen, wobei die Prägungen nach innen oder nach außen gerichtet sein können.
  • Mehrere in etwa parallel verlaufende, mit Abstand zueinander angeordnete Prägungen 3 der Wandteile erstrecken sich insgesamt, insbesondere einteilig oder nicht unterbrochen, in Längsrichtung oder parallel oder in etwa parallel zur Mittelachse des Gehäuseteils 2, und sind über querverlaufende Prägungen (8) miteinander verbunden, sodass dadurch ebenfalls die Verformungsfestigkeit bzw. Verwindungssteifigkeit verbessert wird.
  • Der Wärmetauscher 1 für Anlagen oder Kraftfahrzeuge kann ein hohlförmiger oder rohrförmiger Wärmetauscher sein, der mit in verschiedene Richtungen verlaufenden in etwa dachförmig verlaufenden Prägungen oder auch Einbuchtungen in der gleichen Form ausgestattet sein kann. Da an der Außenseite und/oder an der Innenseite der Wandteile des Wärmetauschers Prägungen vorgesehen sind, wird ebenfalls die Verformungsfestigkeit bzw. Verwindungssteifigkeit verbessert
  • Ferner können die Radien der bogenförmigen Teile 7 und/oder die Seitenteile 4 der Prägungen 3, 8 in etwa gleich groß ausgebildet sein. Die Erhebungen D2 der Prägungen 3 sind kleiner als der Abstand D1 zwischen den Seitenteilen 4 der Prägungen 3, 8 im Bereich ihrer jeweiligen Anschlussstelle am Wandteil 6 des Wärmetauschers 1.
  • Das Verhältnis zwischen den Abständen D2 zu D1 beträgt in etwa 2:1. Die symmetrische Ausbildung und Ausrichtung der Prägungen 3 auf den Wandteilen 6 erhöht ebenfalls die Verformungsfestigkeit bzw. Verwindungssteifigkeit des Wärmetauschers 1.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Wärmetauscher
    2
    Gehäuseteil, Wandteil
    3
    Prägung
    4
    Seitenteil
    5
    Bogenteil
    6
    Wandteil
    7
    Bogenförmiges Teil
    8
    Querverlaufende Prägung
    9
    Öffnung des Wärmetauschers
    D1
    Abstand
    D"
    Erhebung

Claims (11)

  1. Wärmetauscher (1) für Anlagen oder Kraftfahrzeuge mit den Wärmetauscher formenden Teilen oder rohrförmigen Gehäuseteilen (2), die von einem Fluid durchströmt oder umströmt werden und mit in Längs- oder teilweise Querrichtung verlaufenden, an der Oberfläche der Teile oder rohrförmigen Gehäuseteilen hervorstehenden Prägungen (3) ausgestattet sind.
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Prägungen (3) und/oder Rippen dachförmig ausgebildet sind und aus mit in einem Winkel zueinander angeordneten Seitenteilen (4) bestehen, wobei der Winkel zwischen 30° und 120° oder zwischen 80° und 100° oder 90° groß ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Öffnungen (9) des Wärmetauschers (1) einen runden, ovalen oder mehreckförmigen Querschnitt aufweisen.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Seitenteile (4) der Prägungen (3) symmetrisch zueinander verlaufen und über ein Bogenteil (5) miteinander verbunden sind, wobei die an ein Wandteil (6) des Wärmetauschers (1) angeschlossenen Seitenteile ebenfalls über ein bogenförmiges Teil (7) mit dem Wand- oder Gehäuseteil (2) fest oder einteilig verbunden sind.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Bogenteil (5) und/oder das bogenförmige Teil (7) kreisförmig oder in etwa kreisbogenförmig ausgebildet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die beiden zusammengeführten und miteinander verbundenen bogenförmig oder kreisbogenförmig ausgebildeten Seitenteile (4) der Prägung (3) über jeweils ein bogen- oder kreisbogenförmiges Teil (7) an das Wandteil (6) des Wärmetauschers (1) angeschlossen sind, wobei die Prägungen nach innen oder nach außen gerichtet sein können.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere in etwa parallel verlaufende, mit Abstand zueinander angeordnete Prägungen (3) als Rippen ausgebildet sind und sich in Längsrichtung oder parallel oder in etwa parallel zur Mittelachse des Gehäuseteils (2) erstrecken.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass mehrere in etwa parallel oder parallel zueinander verlaufende, mit Abstand zueinander angeordnete Prägungen (3) sich in Längsrichtung oder parallel oder in etwa parallel zur Mittelachse des Gehäuseteils (2) erstrecken und über querverlaufende Prägungen (8) miteinander verbunden sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Wärmetauscher (1) für Anlagen oder Kraftfahrzeuge ein hohlförmiger oder rohrförmiger Wärmetauscher ist, der mit in verschiedene Richtungen verlaufenden, in etwa dachförmig verlaufenden Prägungen ausgestattet ist, die an der Außenseite und/oder an der Innenseite der Wandteile des Wärmetauschers vorgesehen sind.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Radien der bogenförmigen Teile (7) und/oder die Seitenteile (4) der Prägungen (3, 8) in etwa gleich groß ausgebildet sind.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Erhebungen (D2) der Prägungen (3) kleiner sind als der Abstand (D1) zwischen den Seitenteilen (4) der Prägungen (3, 8) im Bereich ihrer jeweiligen Anschlussstelle am Wandteil (6) des Wärmetauschers (1).
  11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Verhältnis zwischen den Abständen D2 zu D1 in etwa 2:1 beträgt.
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