EP3198207A1 - Wärmeübertrager - Google Patents

Wärmeübertrager

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EP3198207A1
EP3198207A1 EP15760456.2A EP15760456A EP3198207A1 EP 3198207 A1 EP3198207 A1 EP 3198207A1 EP 15760456 A EP15760456 A EP 15760456A EP 3198207 A1 EP3198207 A1 EP 3198207A1
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EP
European Patent Office
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longitudinal end
heat exchanger
middle section
exchanger according
side part
Prior art date
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EP15760456.2A
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English (en)
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EP3198207B1 (de
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Harald Bronner
Markus Hübsch
Peter Griessheimer
Jens Ruckwied
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 International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • 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
    • F28D7/0066—Multi-circuit heat-exchangers, e.g. integrating different heat exchange sections in the same unit or heat-exchangers for more than two fluids
    • 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 heat exchanger, in particular a charge air cooler or a coolant radiator, according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to a side part for such a heat exchanger.
  • Heat exchangers usually consist of a multiplicity of pipes, in particular flat pipes with or without turbulence inserts, two floors and usually two side parts to which collecting tanks are arranged to complete a collector.
  • the side parts used for this purpose are usually one-piece and usually made by a stamping or embossing process. To reduce thermally induced stresses these side parts are also either provided with local expansion sections or divided mechanically into at least two parts in a subsequent manufacturing step joining.
  • a heat exchanger each with a Dehnsicke having side parts is known for example from DE 197 53 408 a1.
  • a heat exchanger for heat transfer between a gaseous first fluid and a liquid second fluid having a plurality of tubes which passes through a first fluid path for guiding the first fluids extend.
  • the tubes are coupled in a heat-transmitting manner to cooling fins arranged in the first fluid path and through which the first fluid can flow, and form a second fluid path for guiding the second fluid on the inside.
  • the radiator block formed by the tubes and corresponding bottoms each have a side part for lateral delimitation of the first fluid path on two outer sides facing away from one another in the stacking direction.
  • An increased stability of the radiator block should result from the fact that the two side parts are firmly connected to each other via at least one tie rod, which is a separate component with respect to the cooling fins and the tubes and allows a tensile force transmission in the stacking direction.
  • One-piece side parts for example formed as a sheet metal stamping side parts are designed over the entire length with identical wall thickness, which may result in an unnecessarily high material usage in areas where high strength or bending stiffness is not required. This is the case in particular in a middle region, whereas in a longitudinal end region of the respective side parts an increased flexural rigidity is required.
  • a stiffening therefore has to be carried out either over the entire length or the stiffening is only carried out locally and thereby leads in the non-stiffened area to an increased material waste.
  • the present invention therefore deals with the problem of providing for a heat exchanger of the generic type an improved or at least one alternative embodiment, which is characterized in particular by a lighter weight and less material use in the region of the side parts.
  • This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims.
  • Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
  • the present invention is based on the general idea of forming a side part for the lateral boundary of a radiator block of a heat exchanger with regard to its bending stiffness of at least two segment parts with a different cross-sectional shape, which meet the bending stiffness requirements required there.
  • the heat exchanger according to the invention which may be formed, for example, as a coolant radiator or as a charge air cooler, has in the classical manner two floors, each having passages for the longitudinal end receiving fluid-carrying pipes.
  • the floors are completed laterally by side parts, which are at least partially taken up with a longitudinal end region in an end-side passage of the respective soil.
  • the side parts can also be soldered or welded to the bottoms on the longitudinal end side and not be received in the passages.
  • the side part now has at least two separate segment parts with a different cross-sectional shape, wherein the different cross-sectional shape at the same time also causes a different bending stiffness.
  • the two end-side segment parts can be made the same and the central part has a different shape. This makes it possible to form the longitudinal end regions of the respective side part (longitudinal end segments) more rigid than a center section (middle part) arranged, for example, between the two longitudinal end regions, so that the higher bending stiffness required in the longitudinal end region is easily met, but material and thus also weight are saved in the middle section can.
  • the heat exchanger according to the invention and a side part according to the invention it is thus possible, with minimal use of material, a sufficiently high rigidity, in particular bending stiffness, in the area near the ground, ie in the area of the soil, to achieve.
  • the longitudinal end region of the side part is provided in the region near the bottom with a cross section with a higher bending stiffness, while the middle section arranged therebetween has a bending-softer cross-section and / or a smaller material thickness.
  • the middle section can, of course, also be completely dispensed with, so that in this case a zero cross-section would be present.
  • the middle section is designed as a sheet metal strip.
  • the longitudinal end portions of the respective side part may for example have a U-shaped, a U-shaped, an L-shaped, a W-shaped or a one or more chambers having tubular cross-section.
  • the longitudinal end sections thus formed have a significantly higher flexural rigidity than, for example, the middle section formed as a sheet-metal strip.
  • Such shaped longitudinal end portions can thus easily ablate the forces occurring in this area, whereas the middle portion can not only save material, but also also be easily formed, since in this area no high rigidity or strength is required.
  • a longitudinal end portion and the middle portion are materially connected to each other, for example, welded together, glued or soldered.
  • a gap is provided between the middle section and a longitudinal section so that they do not touch one another. In this case, the gap would provide for the compensation of temperature-induced strains.
  • the present invention is further based on the general idea to form a side part for a heat exchanger described above from at least two segment parts with different cross-sectional shape and bending stiffness, whereby the different bending stiffness requirements in a central region and in the respective longitudinal end regions of the side part can be optimally taken into account.
  • the cross-sectional shape used in the longitudinal end region in this case has a high bending stiffness, whereas the center section due to the flexurally soft training and / or the lower material thickness has a lower weight and at the same time helps conserve resources.
  • the thus designed side part is lighter overall, which is particularly in use in a heat exchanger of a motor vehicle of great advantage, but satisfies all Biegesteiftechniksan Kunststoffen. Another decisive advantage is lower costs with variation of the length of the side part, since only the middle section has to be changed.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a heat exchanger according to the invention
  • Fig. 8 is a view of a side part with a longitudinal end segment having a first contour and a central portion with a complementary thereto formed second contour.
  • a heat exchanger 1 which can be designed, for example, as a charge air cooler, has two bottoms 2, each of which has passages 3 for longitudinally receiving fluid-carrying tubes 4, for example flat tubes.
  • the bottoms 2 are connected to manifolds 5 to form a collector, for example, for coolant.
  • the two side parts 6 are, with a respective longitudinal end region 7, at least partially in an end-side passage 8 of the associated bottom 2
  • end-side passage 8 is identical to the provided for the tubes 4 passages 3 is formed.
  • the side parts 6 can be completely or partially pushed through the passages 8, but they do not have to. Alternatively, they can of course also be connected to the bottoms 2 in other ways, for example by soldering, welding, etc.
  • the invention proposes that the side part 6 at least two different side part 6
  • side part 6 has this total of three segment parts 9, 10, namely two identical longitudinal end segments 13 and one in between
  • the central portion 14 has a lower bending stiffness and / or a smaller material thickness than the
  • Lijnsendsegmente 13 and can therefore be particularly material-saving and lightweight.
  • the middle section 14 can be designed, for example, as a sheet-metal strip that is simple and inexpensive to produce, whereas the longitudinal end segments 13 have, for example, a W-shaped cross section (compare FIGS. 2 and 5), a U-shaped cross section (compare FIG Wedge-shaped cross section (see Fig. 4) or one or more chambers 15 having tubular cross-section may have (see Figures 6 and 7). All shown
  • Cross-sectional shape have a comparatively high bending moment.
  • At least one longitudinal end segment 13 and the middle section 14 are materially bonded together, for example, welded or soldered together, or that between the center section 14 and a longitudinal end section 13, a gap 16 is provided so that they do not touch.
  • the individual segment parts 9, 10 can also be arranged both overlapping and butting. However, if the two segment parts 9, Do not touch 10 and the gap 16 between two segment parts 9, 10 is greater than 0.5 mm.
  • the longitudinal end segment 13 has a first contour 11 and the center section 14 has a second contour 12 formed complementary thereto. In this case, thus are the
  • heat exchangers 1 with different tube lengths and identical longitudinal end segments 13 of the side parts 6 can be realized, which are only combined with differently long middle sections 14 depending on the tube length.
  • the complex parts of the side part 6, i. the longitudinal end segments 13 and the segment parts 10 are always implemented with the same tool cost and high quality.
  • the simple design of the center portion 14 of the material used can be minimized, in an extreme case even on the center portion 14, i. the segment part 9, can be dispensed with entirely. Due to the complex shaped longitudinal end segments 13, a high support of the tubes 4 in the ground-level region of the bottom 2 is still guaranteed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager (1), insbesondere einen Ladeluftkühler oder einen Kühlmittelkühler, - mit zwei Böden (2), die jeweils Durchzüge (3) zur längsendseitigen Aufnahme von fluidführenden Rohren (4) aufweisen, - mit zumindest einem Seitenteil (6), das mit einem Längsendbereich (7) zumindest teilweise in einem endseitigen Durchzug (8) des zugehörigen Bodens (2) aufgenommen ist, oder am Boden (2) anliegt. Erfindungswesentlich ist dabei, dass das Seitenteil (6) zumindest zwei Segmentteile (9,10) mit unterschiedlicher Querschnittsform aufweist.

Description

Wärmeübertrager
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Ladeluftkühler oder einen Kühlmittelkühler, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Die Erfindung betrifft außerdem ein Seitenteil für einen solchen Wärmeübertrager.
Wärmeübertrager bestehen üblicherweise aus einer Vielzahl von Rohren, insbesondere Flachrohren mit oder ohne Turbulenzeinlagen, zwei Böden sowie üblicherweise zwei Seitenteilen, an welchen Sammelkästen zur Komplettierung eines Sammlers angeordnet sind. Die hierfür eingesetzten Seitenteile sind üblicherweise einstückig und meistens durch einen Stanz- oder Prägeprozess gefertigt. Zur Reduzierung von thermisch bedingten Spannungen werden diese Seitenteile zudem entweder mit lokalen Dehnungsabschnitten versehen oder in einem dem Fügen nachfolgenden Fertigungsschritt mechanisch in zumindest zwei Teile unterteilt.
Ein Wärmeübertrager mit jeweils eine Dehnsicke aufweisenden Seitenteilen ist beispielsweise aus der DE 197 53 408 a1 bekannt.
Aus der EP 0 748 995 B1 ist ein gattungsgemäßer Wärmeübertrager mit zwei Böden bekannt, die jeweils Durchzüge zur längsendseitigen Aufnahme von fluidfüh- renden Rohren besitzen. Ebenfalls vorgesehen sind Seitenteile, die jeweils mit einem Längsendbereich zumindest teilweise in einem endseitigen Durchzug des jeweiligen Bodens aufgenommen sind. Auch diese Seitenteile weisen zur Kompensation von thermischen Spannungen Dehnsicken auf.
Aus der DE 10 2012 223 644 A1 ist ein Wärmeübertrager zur Wärmeübertragung zwischen einem gasförmigen ersten Fluid und einem flüssigen zweiten Fluid mit mehreren Rohren bekannt, die sich durch einen ersten Fluidpfad zum Führen des ersten Fluides erstrecken. Die Rohre sind mit in dem ersten Fluidpfad angeordneten, vom ersten Fluid durchströmbaren Kühlrippen wärmeübertragend gekoppelt und bilden innen einen zweiten Fluidpfad zum Führen des zweiten Fluides. Der durch die Rohre und entsprechende Böden gebildete Kühlerblock weist zur seitlichen Begrenzung des ersten Fluidpfades an zwei in der Stapelrichtung voneinander abgewandten Außenseiten jeweils ein Seitenteil auf. Eine erhöhte Stabilität des Kühlerblocks soll sich dabei daraus ergeben, dass die beiden Seitenteile über wenigstens einen Zuganker fest miteinander verbunden sind, der bezüglich der Kühlrippen und der Rohre ein separates Bauteil ist und der eine Zugkraftübertragung in der Stapelrichtung ermöglicht.
Generell gilt für die Herstellung von Wärmeübertrager nach dem Stand der Technik, dass für Seitenteile unterschiedlicher Länge stets neue Werkzeuge benötigt und angeschafft werden müssen. Einteilige Seitenteile, beispielsweise als Blechstanzteil ausgebildete Seitenteile, sind über die gesamte Länge mit identischer Wanddicke ausgeführt, wodurch sich unter Umständen ein unnötig hoher Materialeinsatz in Bereichen ergibt, in welchen eine hohe Festigkeit bzw. Biegesteifigkeit nicht erforderlich ist. Dies ist insbesondere in einem mittleren Bereich der Fall, wogegen in einem Längsendbereich der jeweiligen Seitenteile eine erhöhte Biegesteifigkeit erforderlich ist. Bei einem einstückigen Seitenteil muss somit eine Versteifung entweder über die gesamte Länge ausgeführt werden oder die Versteifung ist nur lokal ausgeführt und führt dadurch im nicht versteiften Bereich zu einem erhöhten Materialverschnitt.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für einen Wärmeübertrager der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch ein leichteres Gewicht und weniger Materialeinsatz im Bereich der Seitenteile auszeichnet. Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Seitenteil zur seitlichen Begrenzung eines Kühlerblocks eines Wärmeübertragers hinsichtlich seiner Biegesteifigkeit aus zumindest zwei Segmentteilen mit unterschiedlicher Querschnittsform auszubilden, die den jeweils dort erforderlichen Biegestei- figkeitsanforderungen gerecht werden. Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager, der beispielsweise als Kühlmittelkühler oder als Ladeluftkühler ausgebildet sein kann, besitzt dabei in klassischer Weise zwei Böden, die jeweils Durchzüge zur längsendseitigen Aufnahme von fluidführenden Rohren besitzen. Seitlich abgeschlossen werden die Böden durch Seitenteile, die jeweils mit einem Längsendbereich zumindest teilweise in einem endseitigen Durchzug des jeweiligen Bodens aufgenommen sind. Alternativ können die Seitenteile längsendseitig auch mit den Böden verlötet oder verschweißt und dabei nicht in den Durchzügen aufgenommen sein. Erfindungsgemäß weist nun das Seitenteil zumindest zwei voneinander getrennte Segmentteile mit unterschiedlicher Querschnittsform auf, wobei die unterschiedliche Querschnittsform zugleich auch eine unterschiedliche Biegesteifigkeit bewirkt. Bei einer Ausführung mit drei voneinander getrennten Segmentteilen ergibt sich der besondere Vorteil, dass die beiden endseitigen Segmentteile gleich ausgeführt werden können und das Mittenteil eine andere Form aufweist. Hierdurch ist es möglich, die Längsendbereiche des jeweiligen Seitenteils (Längsendsegmente) biegesteifer auszubilden als einen beispielsweise zwischen den beiden Längsendbereichen angeordneten Mittenabschnitt (Mittenteil), so dass die im Längsendbereich geforderte höhere Biegesteifigkeit problemlos erfüllt wird, im Mittenabschnitt jedoch Material und damit auch Gewicht eingespart werden kann. Mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager und einem erfindungsgemäßen Seitenteil ist es somit möglich, mit minimalem Materialeinsatz eine ausreichend hohe Steifigkeit, insbesondere Biegesteifigkeit, im bodennahen Bereich, d.h. im Bereich des Bodens, zu erzielen. Der Längsendbereich des Seitenteils wird dabei im bodennahen Bereich mit einem Querschnitt mit höherer Biegesteifigkeit versehen, während der dazwischen angeordnete Mittenabschnitt einen biegeweicheren Querschnitt und/oder eine geringere Materialdicke aufweist. Rein theoretisch kann auf den Mittenabschnitt selbstverständlich auch ganz verzichtet werden, so dass in diesem Fall ein Nullquerschnitt vorliegen würde.
Zweckmäßig ist der Mittenabschnitt als Blechstreifen ausgebildet. Dies bietet die einfache und zugleich kostengünstige Möglichkeit, den Blechstreifen wirtschaftlich und fertigungstechnisch einfach herzustellen. Die Längsendabschnitte des jeweiligen Seitenteils können beispielsweise einen U-förmigen, einen U-keilförmigen, einen L-förmigen, einen W-förmigen oder einen eine oder mehrere Kammern aufweisenden rohrförmigen Querschnitt besitzen. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, dass die derart geformten Längsendabschnitte eine deutlich höhere Biegesteifigkeit aufweisen als beispielsweise der als Blechstreifen ausgebildete Mittenabschnitt. Derartig geformte Längsendabschnitte können somit die in diesem Bereich auftretenden Kräfte problemlos abtragen, wogegen der Mittenabschnitt nicht nur materialsparend, sondern zudem auch leicht ausgebildet werden kann, da in diesem Bereich keine hohe Steifigkeit bzw. Festigkeit erforderlich ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind ein Längsendabschnitt und der Mittenabschnitt stoffschlüssig miteinander verbunden, beispielsweise miteinander verschweißt, verklebt oder verlötet. Hierdurch ist es möglich, ein einteiliges Seitenteil aus mehreren Teilsegmenten (Segmentteilen) mit unterschiedlichen Querschnitten zusammenzusetzen und im zusammengesetzten Zustand vergleichsweise einfach handzuhaben. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass zwischen dem Mittenabschnitt und einem Längsabschnitt ein Spalt vorgesehen ist, so dass sich diese nicht berühren. In diesem Fall würde der Spalt für die Kompensation von temperaturbedingten Dehnungen sorgen. Die vorliegende Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, ein Seitenteil für einen zuvor beschriebenen Wärmeübertrager aus zumindest zwei Segmentteilen mit unterschiedlicher Querschnittsform und Biegesteifigkeit auszubilden, wodurch den unterschiedlichen Biegesteifigkeitsanforderungen in einem Mittenbereich und in den jeweiligen Längsendbereichen des Seitenteils optimal Rechnung getragen werden kann. Die im Längsendbereich verwendete Querschnittsform weist dabei eine hohe Biegesteifigkeit auf, wogegen der Mittenabschnitt aufgrund der biegeweicheren Ausbildung und/oder der geringeren Materialdicke ein geringeres Gewicht aufweist und zugleich Ressourcenschonung beiträgt. Das so konzipierte Seitenteil ist insgesamt leichter, was insbesondere auch bei der Verwendung in einem Wärmeübertrager eines Kraftfahrzeugs von großem Vorteil ist, genügt jedoch sämtlichen Biegesteifigkeitsanforderungen. Ein weiterer entscheidender Vorteil sind geringere Kosten bei Variation der Länge des Seitenteils, da lediglich der Mittenabschnitt geändert werden muss.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Wärmeübertrager,
Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Seitenteil mit einem Mittenabschnitt und zwei Längsendsegmenten,
Fig. 3-7 jeweils eine Ansicht auf ein Seitenteil mit Mittenabschnitt und dazu unterschiedlichem Längsendsegment,
Fig. 8 eine Ansicht auf ein Seitenteil mit einem Längsendsegment mit einer ersten Kontur und einem Mittenabschnitt mit einer komplementär dazu ausgebildeten zweiten Kontur.
Entsprechend der Fig. 1 , weist ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager 1 , der beispielsweise als Ladeluftkühler ausgebildet sein kann, zwei Böden 2 auf, die jeweils Durchzüge 3 zur längsendseitigen Aufnahme von fluidführenden Rohren 4, beispielsweise Flachrohren, besitzen. Die Böden 2 sind dabei mit Sammelkästen 5 zur Bildung eines Sammlers, beispielsweise für Kühlmittel, verbunden. Die beiden Seitenteile 6 sind dabei mit einem jeweiligen Längsendbereich 7 zumindest teilweise in einem endseitigen Durchzug 8 des zugehörigen Bodens 2
aufgenommen, wobei der endseitige Durchzug 8 identisch mit den für die Rohre 4 vorgesehenen Durchzüge 3 ausgebildet ist. Die Seitenteile 6 können durch die Durchzüge 8 ganz oder teilweise durchgesteckt werden, müssen dies aber nicht. Sie können alternativ auch selbstverständlich mit den Böden 2 auf andere Weise verbunden werden, beispielsweise durch Anlöten, Anschweißen, etc..
Um nun ein Seitenteil 6 verwirklichen zu können, welches einerseits die im
Längsendbereich 7 auftretenden höheren Biegesteifigkeitsanforderungen erfüllt, ansonsten aber mit minimalem Materialeinsatz hergestellt werden kann, schlägt die Erfindung vor, dass das Seitenteil 6 zumindest zwei unterschiedliche
Segmentteile 9, 10 mit unterschiedlicher Querschnittsform und damit
unterschiedlicher Biegesteifigkeit aufweist. Bei dem gemäß der Fig. 2
dargestellten Seitenteil 6 besitzt dieses insgesamt drei Segmentteile 9, 10, nämlich zwei identische Längsendsegmente 13 und einen dazwischen
angeordneten Mittenabschnitt 14. Der Mittenabschnitt 14 besitzt dabei eine geringere Biegesteifigkeit und/oder eine geringere Materialdicke als die
Längsendsegmente 13 und kann deshalb besonders materialsparend und leicht ausgebildet werden. Die Längsendsegmente 13 hingegen besitzen nicht nur eine unterschiedliche Querschnittsform, die eine hohe Biegesteifigkeit ermöglicht, sondern unter Umständen auch eine größere Materialdicke, die ebenfalls zu einer erhöhten Biegesteifigkeit beiträgt.
Der Mittenabschnitt 14 kann beispielsweise als einfach und kostengünstig zu fertigender Blechstreifen ausgebildet sein, wogegen die Längsendsegmente 13 beispielsweise einen W-förmigen Querschnitt (vgl. Fig. 2 und 5), einen U-förmigen Querschnitt (vgl. Fig. 3), einen U-keil-förmigen Querschnitt (vgl. Fig. 4) oder einen eine oder mehrere Kammern 15 aufweisenden rohrförmigen Querschnitt aufweisen können (vgl. die Fig. 6 und 7). Sämtlichen gezeigten
Längsendsegmenten 13 ist dabei gemein, dass diese allein aufgrund ihrer
Querschnittsform ein vergleichsweise hohes Biegesteifigkeitsmoment aufweisen.
Denkbar ist darüber hinaus, dass zumindest ein Längsendsegment 13 und der Mittenabschnitt 14 stoffschlüssig miteinander verbunden sind, beispielsweise miteinander verschweißt oder verlötet, oder dass zwischen dem Mittenabschnitt 14 und einem Längsendabschnitt 13 ein Spalt 16 vorgesehen ist, so dass sich diese nicht berühren. Rein theoretisch können selbstverständlich die einzelnen Segmentteile 9, 10 auch sowohl überlappend als auch stumpf stoßend angeordnet werden. Besonders vorteilhaft ist jedoch, sofern sich die beiden Segmentteile 9, 10 nicht berühren und der Spalt 16 zwischen zwei Segmentteilen 9, 10 größer als 0,5 mm ist. Ein stumpfer Stoß mit Spalt 6 ist dabei bei den Seitenteilen 6 gemäß den Fig. 2 bis 7 dargestellt, wogegen gemäß der Fig. 8 das Längsendsegment 13 eine erste Kontur 1 1 und der Mittenabschnitt 14 eine komplementär dazu ausgebildete zweite Kontur 12 aufweist. In diesem Fall sind somit die
Längsendsegmente 13 des Seitenteils 6 in Richtung des Mittenabschnitts 14 mit gewölbter oder pfeilförmiger Formgebung versehen (vgl. linke und rechte
Darstellung gemäß der Fig. 8), wodurch gewährleistet werden kann, dass jeder Rippenbogen mit dem Seitenteil 6 verbunden werden kann.
Mit dem erfindungsgemäßen Seitenteil 6 bzw. mit dem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager 1 können Wärmeübertrager 1 mit unterschiedlicher Rohrlänge und identischen Längsendsegmenten 13 der Seitenteile 6 realisiert werden, die je nach Rohrlänge lediglich mit unterschiedlich langen Mittenabschnitten 14 kombiniert werden. Auf diesem Weg können die komplexen Teile des Seitenteils 6, d.h. die Längsendsegmente 13 bzw. die Segmentteile 10, stets mit demselben Werkzeug kostengünstig und qualitativ hochwertig umgesetzt werden. Außerdem kann durch die simple Gestaltung des Mittenabschnitts 14 der Materialeinsatz minimiert werden, wobei im Extremfall sogar auf den Mittenabschnitt 14, d.h. das Segmentteil 9, gänzlich verzichtet werden kann. Durch die komplex ausgeformten Längsendsegmente 13 wird trotzdem noch eine hohe AbStützung der Rohre 4 im bodennahen Bereich des Bodens 2 gewährleistet.

Claims

Ansprüche
1 . Wärmeübertrager (1 ), insbesondere ein Ladeluftkühler oder ein Kühlmittelkühler,
- mit zwei Böden (2), die jeweils Durchzüge (3) zur längsendseitigen Aufnahme von fluidführenden Rohren (4) aufweisen,
- mit zumindest einem Seitenteil (6), das mit einem Längsendbereich (7) zumindest teilweise in einem endseitigen Durchzug (8) des zugehörigen Bodens (2) aufgenommen ist oder am Boden (2) anliegt,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Seitenteil (6) zumindest zwei Segmentteile (9,10) mit unterschiedlicher Querschnittsform aufweist.
2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Seitenteil (6) zwei, insbesondere identische, Längsendsegmente (13) und einen dazwischen angeordneten Mittenabschnitt (14) aufweist.
3. Wärmeübertrager nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mittenabschnitt (14) eine geringere Materialdicke und/oder eine geringere Biegesteifigkeit aufweist als die Längsendsegmente (13).
4. Wärmeübertrager nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mittenabschnitt (14) als Blechstreifen ausgebildet ist.
5. Wärmeübertrager nach Anspruch 2, 3 oder 4
dadurch gekennzeichnet,
dass die Längsendsegmente (13) einen U-förmigen, U-Keil-förmigen, L- förmigen, W-förmigen oder einen eine oder mehrere Kammern (15) aufweisenden rohrförmigen Querschnitt aufweisen.
6. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Mittenabschnitt (14) und einem Längsendsegment (13) ein Spalt (16) vorgesehen ist, so dass sich diese nicht berühren.
7. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Längsendsegment (13) und der Mittenabschnitt (14) zumindest bereichsweise stoffschlüssig miteinander verbunden, inbesondere verlötet, sind.
8. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Längsendsegment (13) und der Mittenabschnitt (14) zumindest partiell formschlüssig miteinander verbunden sind.
9. Wärmeübertrager nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Längsendsegment (13) und der Mittenabschnitt (14) zumindest partiell miteinander verclipst sind.
10. Wärmeübertrager nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Längsendsegment (13) eine erste Kontur (1 1 ) und der Mittenabschnitt (14) eine komplementär dazu ausgebildete zweite Kontur (12) aufweist.
EP15760456.2A 2014-09-22 2015-09-09 Wärmeübertrager Not-in-force EP3198207B1 (de)

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EP (1) EP3198207B1 (de)
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CN (1) CN106687759A (de)
BR (1) BR112017004394A2 (de)
DE (1) DE102014219209A1 (de)
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