ES3033118T3 - Heat exchanger plate - Google Patents

Heat exchanger plate

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ES3033118T3
ES3033118T3 ES23158876T ES23158876T ES3033118T3 ES 3033118 T3 ES3033118 T3 ES 3033118T3 ES 23158876 T ES23158876 T ES 23158876T ES 23158876 T ES23158876 T ES 23158876T ES 3033118 T3 ES3033118 T3 ES 3033118T3
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ES
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welding
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longitudinal
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Tobias Düpmeier
Elmar Grussmann
Günter Fortmeier
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Benteler Automobiltechnik GmbH
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Benteler Automobiltechnik GmbH
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Abstract

La invención se refiere a un intercambiador de calor de placas (1) que comprende un cuerpo de placa (2) formado por al menos dos elementos de placa (3, 4) y al menos una pieza de conexión (6) para un fluido refrigerante. El cuerpo de placa (2) y la pieza de conexión (6) se unen mediante soldadura. La pieza de conexión (6) presenta una sección de unión (7) que se une a una sección de recepción (8) del cuerpo de placa (2), formada entre los elementos de placa (3, 4). Según la invención, se proporciona un dispositivo de retención de soldadura (15) que limita el flujo de soldadura durante la producción de la conexión soldada. El dispositivo de retención de soldadura (15) puede estar formado por un metal de sellado dispuesto en la sección de unión (7) de la pieza de conexión (6), delante y/o detrás de un material de soldadura (11) aplicado a la sección de unión (7). El dispositivo de retención de soldadura (15) también puede estar formado por un cordón anular (16) que descansa sobre el extremo de la sección de recepción (8). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Placa intercambiadora de calor
La invención se refiere a una placa intercambiadora de calor según el preámbulo de la reivindicación 1. Dicha placa se conoce por el documento EP 1764573.
Las placas intercambiadoras de calor se utilizan para una amplia gama de aplicaciones. Una placa intercambiadora de calor del tipo en cuestión es, en particular, una placa de refrigeración para refrigerar baterías de vehículos de motor.
El aumento de los requisitos impuestos a vehículos eléctricos en términos de autonomía, kilometraje y tiempo de carga significa que están aumentando las cargas térmicas de las baterías debido a sobrecalentamiento o envejecimiento. Para reducir estos efectos perjudiciales, la temperatura de funcionamiento de una batería se limita mediante elementos de control de temperatura a través de los cuales fluyen medios. Los elementos de control de temperatura consisten en placas intercambiadoras de calor en forma de placas de refrigeración, que se disponen por encima, lateralmente y/o por debajo de un módulo de batería.
Las placas intercambiadoras de calor de diseño convencional suelen consistir en láminas de aluminio unidas o perfiles de aluminio extruidos, que permiten que el medio de control de temperatura o fluido refrigerante fluya por las placas intercambiadoras de calor a través de piezas de conexión. Las piezas de conexión generalmente se producen mediante conformación o arranque de virutas y se unen al cuerpo de placa de una placa de refrigeración. Las piezas de conexión están diseñadas para posibilitar un montaje rápido de los conductos de fluido refrigerante.
Según el documento EP 2372 761 B1, una placa de refrigeración con un cuerpo de placa formado por dos elementos de placa forma parte del estado de la técnica, en el que las conexiones de fluido o piezas de conexión para el fluido refrigerante están dispuestas en una superficie plana de un elemento de placa paralelas a la superficie del elemento de placa.
En el caso de la placa de refrigeración conocida por el documento EP 2607832 A1, el suministro y la extracción de fluido refrigerante se realizan a través de piezas de conexión que se pueden insertar con una sección de conexión en un alojamiento del elemento de placa.
En el caso de la placa de refrigeración de batería descrita en el documento EP 3741 876 A1, el cuerpo de placa también está formado por dos elementos de placa y presenta piezas de conexión para el fluido refrigerante, en donde una pieza de conexión está orientada en paralelo al plano de los elementos de placa y está unida a una sección de conexión en una sección de alojamiento del cuerpo de placa.
El documento DE 102010051 106 B4 describe una placa de refrigeración que presenta al menos un canal de refrigeración para transportar un refrigerante, que está provisto de al menos una entrada y al menos una salida. La placa de refrigeración presenta al menos dos elementos de placa apoyados de forma plana uno contra el otro y en los que están formadas protuberancias que, juntas, forman un canal de refrigeración. La entrada y la salida están provistas cada una de una pieza de conexión para conectar el canal de refrigeración a una unidad de conexión de refrigerante.
Además, el documento EP 1764573 B1 describe una placa intercambiadora de calor que tiene un cuerpo de placa formado por al menos dos elementos de placa y al menos una pieza de conexión para un fluido refrigerante. Los elementos de placa y las piezas de conexión se unen entre sí mediante soldadura, teniendo la pieza de conexión una sección de unión que se une en una sección receptora del cuerpo de placa formada entre los elementos de placa. La pieza de conexión tiene una brida anular que se apoya en la cara extrema de la sección receptora del cuerpo de la placa.
La técnica anterior también incluye intercambiadores de calor con componentes de conexión como los descritos en el documento EP 2260957 B1 o el documento EP 1352 171 B1.Basándose en el estado de la técnica, el objeto de la invención consiste en crear una placa intercambiadora de calor mejorada desde el punto de vista funcional y técnico y garantizar que una pieza de conexión se una al cuerpo de placa de una placa intercambiadora de calor de una manera fácil de montar, segura para el proceso y racional.
La solución a este objeto consiste en una placa intercambiadora de calor de acuerdo con las características indicadas en la reivindicación 1.
En las reivindicaciones subordinadas se indican configuraciones y perfeccionamientos ventajosos de la presente invención.
Una placa intercambiadora de calor presenta un cuerpo de placa formado por al menos dos elementos de placa y piezas de conexión para el suministro y la extracción de un fluido refrigerante. Los elementos de placa consisten, en particular, en una placa acanalada y una placa base que, cuando se juntan para formar una pila de placas y se unen entre sí, forman el cuerpo de placa. Las piezas de conexión están unidas al cuerpo de placa. Al menos una pieza de conexión dispone de una sección de unión que está unida en una sección de alojamiento del cuerpo de placa formada entre los elementos de placa. La orientación de la sección de unión de la pieza de conexión es paralela al plano de los elementos de placa. Fuera del cuerpo de placa, la pieza de conexión puede presentar secciones arqueadas y/o curvadas. La parte de la pieza de conexión que se extiende fuera del cuerpo de placa está configurada como una sección de acoplamiento para conectar un conducto de conexión para un fluido refrigerante.
Los elementos de placa consisten en metal ligero o una aleación de metal ligero, en particular una aleación de aluminio.
Al menos un elemento de placa del cuerpo de placa de la placa de refrigeración presenta una estructura de canales para transportar un fluido refrigerante a través de la misma.
La pieza de conexión está colocada con su sección de unión en la sección de alojamiento del cuerpo de placa y está unida por material mediante soldadura. Los al menos dos elementos de placa también están unidos entre sí mediante tecnología de soldadura en sus superficies de unión adyacentes. El proceso de soldadura se lleva a cabo en una herramienta de soldadura por molde. Esto significa que los elementos de unión, es decir, los componentes que forman la placa intercambiadora de calor, en concreto al menos los dos elementos de placa y la o las piezas de conexión, se sujetan en la herramienta de soldadura por molde y se presionan entre sí, en donde en la herramienta de soldadura por molde se conforma la sección de conexión del cuerpo de placa mediante deformación en algunas áreas de secciones de molde previstas en los elementos de placa, y en la herramienta de soldadura por molde se calientan los componentes a una temperatura superior al punto de fusión del material de soldadura usado, para que el material de soldadura pase a una fase líquida como resultado de la fusión y, después de que el material de soldadura se haya solidificado, se forme una conexión por material de los componentes.
Según la invención está previsto al menos un tope de soldadura que limita el flujo de soldadura durante la producción de la unión por soldadura. El tope de soldadura permite que el flujo de soldadura se limite geométricamente de modo seguro para el proceso durante la producción de la unión por soldadura. El fundente también puede configurarse, determinarse y posicionarse de tal manera que se evite que el material de soldadura fundido sea expulsado durante la deformación por presión interior del o de los elementos de placa.
Para formar uno o más canales en al menos uno de los elementos de placa, los elementos de placa se sujetan en una herramienta de soldadura por molde y se aplica presión interior a un espacio intermedio entre los elementos de placa. Para ello se conduce un medio activo al espacio intermedio y se producen uno o más canales. El tope de soldadura está determinado, configurado y posicionado para evitar que el material de soldadura fundido en esta fase sea expulsado como resultado de la presión interior.
El tope de soldadura según la invención está formado a partir de un metal de sellado que tenga un punto de fusión más alto que el material de soldadura usado para la unión por soldadura. El tope de soldadura en forma de metal de sellado se vuelve plástico bajo la influencia de la temperatura en la herramienta de soldadura por molde. Bajo presión, el metal de sellado se deforma y sella el espacio entre los elementos de placa y la pieza de conexión o la sección de unión de la pieza de conexión, de modo que el flujo de soldadura puede limitarse específicamente al área de unión entre los elementos de unión.
El tope de soldadura está dispuesto en la sección de unión de la pieza de conexión. Sin embargo, el tope de soldadura también puede estar previsto en el interior del cuerpo de placa delante de la sección de unión en la sección de alojamiento del cuerpo de placa. El tope de soldadura también puede estar dispuesto en la parte frontal, en el área frente a la abertura de la sección de alojamiento.
En configuraciones ventajosas está previsto que el tope de soldadura esté dispuesto en la dirección longitudinal de la sección de unión delante y/o detrás de un material de soldadura aplicado a la sección de unión.
El tope de soldadura está adaptado geométricamente al espacio de unión entre la sección de unión y la pieza de conexión. En particular, el tope de soldadura puede estar adaptado geométricamente al contorno interior o a la sección transversal interior de la sección de alojamiento. En una configuración ventajosa, el tope de soldadura presenta nervios longitudinales que se extienden en la dirección longitudinal de la sección de unión, que están adaptados a gargantas longitudinales que se extienden a lo largo de la sección de alojamiento del cuerpo de placa en su plano de unión entre los dos elementos de placa unidos.
En una configuración particularmente ventajosa en la práctica, está previsto que el tope de soldadura esté formado como resultado de un cambio de sección transversal en la sección de unión de la pieza de conexión y en la sección de alojamiento. El tope de soldadura está configurado como resultado del cambio de sección transversal en el área de unión entre la sección de alojamiento, configurada en las secciones de molde de los elementos de placa, y la pieza de conexión. Tanto la sección de unión como la sección de alojamiento presentan dos secciones longitudinales con secciones transversales diferentes entre sí. Las secciones longitudinales de la sección de unión, así como las secciones longitudinales de la sección de alojamiento, se fusionan entre sí a través de una sección de transición.
El cambio de sección transversal en la sección de unión y en la sección de alojamiento se complementan entre sí y se produce una reducción en la sección transversal del espacio anular entre la sección de unión y la sección de alojamiento. El material de soldadura fundido durante el proceso de soldadura se queda en el cambio de sección transversal entre la sección de unión y la sección de alojamiento. Esto limita el flujo de soldadura al realizar la unión por soldadura.
También pueden estar previstos varios topes de soldadura. Además es posible usar dos topes de soldadura diferentes o tipos de topes de soldadura en combinación. Por ejemplo, puede estar previsto un tope de soldadura en forma de un cambio de sección transversal en la pieza de conexión, en particular en la sección de unión de la pieza de conexión, y un cambio de sección transversal en la sección de alojamiento configurado de manera complementaria. Opcionalmente, en combinación con esta configuración del tope de soldadura puede estar previsto un tope de soldadura en forma de un bloqueo de soldadura mecánico, en particular formado por un cuerpo anular separado hecho de un material de tope de soldadura o un cuerpo o anillo de tope de soldadura configurado en una pieza con el mismo material.
La sección de unión de la pieza de conexión puede ser circular en sección transversal.
En una alternativa está previsto que la sección de unión sea elíptica en sección transversal.
En otra configuración ventajosa está previsto que la sección de unión tenga una sección transversal rectangular, estando redondeadas las esquinas del rectángulo.
Otra configuración ventajosa en la práctica consiste en que la sección de unión presente dos secciones longitudinales, teniendo cada una de las dos secciones longitudinales una sección transversal diferente entre sí. La sección de alojamiento también tiene dos secciones longitudinales, que tienen una sección transversal diferente entre sí. Esta configuración es ventajosa en términos de montaje y fabricación, así como en términos de tecnología de unión. En la transición entre las secciones longitudinales con secciones transversales diferentes está formado un reborde, que mejora la posición u orientación de la sección de unión en la sección de alojamiento. Además, el reborde puede formar un seguro contra extracción. El reborde forma un estribo entre la sección de unión y la sección de alojamiento. En particular, cuando se aplica presión interior al cuerpo de placa para formar el canal a través de la presión interior, la pieza de conexión se apoya en el estribo.
El tope de soldadura previsto de acuerdo con la invención también puede estar configurado como resultado del cambio de sección transversal en la sección de unión y en la sección de alojamiento.
En otra configuración está previsto que la pieza de conexión presente una sección de acoplamiento en el lado de la abertura para conectar un conducto de fluido refrigerante. El lado abierto de la pieza de conexión es el lado por el que se suministra o extrae el fluido refrigerante a través de un conducto de fluido refrigerante. La sección de acoplamiento sobresale o se proyecta libremente del cuerpo de placa de la placa de refrigeración.
Un tope de soldadura puede estar formado a partir de un material de soldadura. Para ello se aplican dos materiales de soldadura con diferentes propiedades de material. Un material de soldadura del primer tipo es el material de soldadura que está aplicado sobre o alrededor de la sección de unión de la pieza de conexión para lograr la conexión por material entre la sección de unión y la sección de alojamiento. Un material de soldadura del segundo tipo presenta un punto de fusión más alto en comparación con el material de soldadura del primer tipo y forma el tope de soldadura. Cuando la pieza de conexión y la sección de alojamiento se calientan en la herramienta de soldadura por molde, el material de soldadura del segundo tipo se funde más tarde o solo a temperaturas más altas, de modo que el material de soldadura del segundo tipo es más resistente que el material de soldadura del primer tipo y, por lo tanto, más viscoso. De esta manera, el material de soldadura del segundo tipo forma un tope de soldadura para el material de soldadura del primer tipo. El tope de soldadura se aplica en particular en la sección de alojamiento alrededor de la sección de unión. El tope de soldadura en forma de material de soldadura del segundo tipo puede estar dispuesto en la dirección longitudinal de la sección de unión antes y/o después del material de soldadura del primer tipo.
También es posible realizar el tope de soldadura de una manera diferente, por ejemplo en forma de un tope de soldadura mecánico, como por ejemplo un anillo de tope de soldadura.
En una realización ventajosa, la sección de unión presenta dos nervios longitudinales orientados hacia afuera y la sección de alojamiento presenta gargantas longitudinales que se extienden en el área del plano de unión entre los elementos de placa, extendiéndose los nervios longitudinales en las gargantas longitudinales.
Los elementos de placa están unidos por soldadura en la sección de alojamiento del cuerpo de placa incorporando la sección de unión de la pieza de conexión. Los nervios longitudinales y las gargantas longitudinales se complementan entre sí. El contorno o la configuración de los nervios longitudinales y las gargantas longitudinales aseguran un espacio de unión tecnológicamente necesario. Las superficies de unión están optimizadas. El espacio de unión, en particular el ancho del espacio de unión, está distribuido uniformemente sobre la circunferencia o el recorrido entre la sección de unión y la sección de alojamiento sin cambios en el grosor. El ancho del espacio es pequeño. Se logra una unión por material de alta resistencia y hermética de la pieza de conexión con su sección de unión en la sección de alojamiento del cuerpo de placa.
La sección de unión presenta dos secciones de pared curvadas de forma convexa que se extienden entre los nervios longitudinales. En particular, las secciones de pared están curvadas en forma elíptica o de sección elíptica.
Las dos secciones de pared curvadas se extienden simétricamente con respecto a un eje transversal de la sección de unión, en particular el eje longitudinal central, y se fusionan en un nervio longitudinal en cada extremo. Las secciones de pared están curvadas de forma convexa hacia el punto central o el eje longitudinal central de la sección de unión. En las secciones de nervio, las superficies laterales están curvadas de forma cóncava.
En una configuración de la sección de unión está previsto que la sección de unión de la pieza de conexión presente en sección transversal un contorno exterior elíptico o en forma de elipse en nervios longitudinales opuestos entre sí en un eje transversal.
Es posible que la sección de unión tenga secciones de pared superior e inferior aplanadas en sección transversal, en particular secciones de pared central, cada una de las cuales pasa sobre secciones de pared curvadas de forma convexa en un nervio longitudinal.
La sección de alojamiento del cuerpo de placa forma un área de inserción o unión para la sección de conexión de la pieza de conexión.
En la sección de unión, la pieza de conexión presenta nervios longitudinales que se extienden en ambos lados en la dirección longitudinal de la pieza de conexión. Éstos tienen una sección transversal triangular con paredes de nervio cóncavas y una punta redondeada. El contorno de los nervios longitudinales asegura una transición suave desde el contorno exterior elíptico a los nervios longitudinales con superficies exteriores redondeadas sin escalones ni curvas o ángulos pronunciados.
Las gargantas longitudinales de la sección de alojamiento tienen forma de embudo en sección transversal con mejillas de garganta cóncavas y una base de garganta en forma de cuña con respecto al punto central o al eje longitudinal central de la pieza de conexión y la sección de alojamiento. El contorno interior en el área de la esquina interior de la sección de alojamiento formada por las mejillas de garganta está redondeado a lo largo de las mejillas de garganta. La base de garganta en la transición de la sección de alojamiento a los elementos de placa que están en contacto entre sí tiene un ángulo agudo.
La configuración de los nervios longitudinales y las gargantas longitudinales está diseñada para que éstos sean complementarios entre sí. Los contornos del nervio longitudinal y la garganta longitudinal se complementan entre sí de tal manera que los nervios longitudinales interactúan en las gargantas longitudinales a modo de una unión de ranura/muelle, formándose un espacio de unión entre los contornos.
La sección de unión presenta dos secciones de pared curvadas de forma convexa. Cada una de éstas se extiende entre los nervios longitudinales opuestos entre sí y se funde en las paredes de nervio cóncavas.
La sección de alojamiento presenta secciones de pared interior curvadas de forma convexa, a las que se unen las mejillas de garganta cóncavas.
Los términos convexo y cóncavo se refieren al punto central o al eje longitudinal de la pieza de conexión. Una superficie convexa, una pared convexa o una sección de pared convexa es una superficie o sección arqueada hacia afuera desde el punto central o el eje longitudinal central de la pieza de conexión.
Una superficie cóncava, una sección de pared cóncava o una mejilla de garganta cóncava es una superficie, sección o mejilla que está arqueada o curvada hacia adentro con respecto al punto central o al eje longitudinal central de la pieza de conexión.
Un procedimiento para fabricar una placa de refrigeración con una pieza de conexión comprende las siguientes etapas:
- proporcionar una pieza de conexión que tiene una sección de unión y una sección de acoplamiento para conectar un conducto de fluido refrigerante;
- proporcionar un primer elemento de placa y un segundo elemento de placa, en donde el primer elemento de placa y el segundo elemento de placa presentan secciones de molde que están diseñadas y destinadas a formar una sección de alojamiento para la sección de unión de la pieza de conexión;
- insertar el primer elemento de placa, el segundo elemento de placa y la pieza de conexión en una herramienta de soldadura por molde calentada, que presenta una herramienta inferior y una herramienta superior, en donde la sección de unión de la pieza de conexión se coloca entre las secciones de molde de los elementos de placa, y un material de soldadura y al menos un tope de soldadura se disponen entre la sección de unión y las secciones de molde;
- cerrar la herramienta de soldadura por molde y sujetar los elementos de placa y la sección de unión entre la herramienta inferior y la herramienta superior, en donde las secciones de molde de los elementos de placa se conforman de modo definitivo alrededor de la sección de unión de la pieza de conexión y se forma una sección de alojamiento;
- calentar la pila de placas;
- aplicar presión interior a un espacio intermedio entre los elementos de placa de la pila de placas introduciendo un medio activo a través de la pieza de conexión en el espacio intermedio y formar un canal en al menos un elemento de placa;
- fundir el material de soldadura entre los elementos de placa y entre la sección de unión y la sección de alojamiento, y unir por soldadura;
- abrir la herramienta de soldadura por molde y retirar la placa de refrigeración de la herramienta de soldadura por molde.
Las secciones de molde de los elementos de placa pueden estar previamente conformadas y presentar un contorno de alojamiento en o entre el cual se aloja la sección de unión de una pieza de conexión.
Alternativa o adicionalmente, un tope de soldadura puede estar colocado o configurado en la pieza de conexión, por ejemplo en forma de un cordón anular, de modo que el tope de soldadura se apoye en la abertura de la sección de alojamiento en el lado frontal.
El procedimiento se ha mejorado en términos de tecnología de proceso y permite la producción de placas intercambiadoras de calor de alta calidad con una conexión optimizada de las piezas de conexión a las mismas de manera eficiente.
Una placa intercambiadora de calor presenta varias piezas de conexión, en particular un cuerpo de placa presenta una pieza de conexión para el suministro y una pieza de conexión para la extracción de un fluido refrigerante. Preferiblemente, todas las piezas de conexión del cuerpo de placa y su fijación en o dentro del cuerpo de placa entre los elementos de placa están realizadas de acuerdo con la invención.
La herramienta de soldadura por molde es calefactable y se calienta a la temperatura de herramienta requerida para que la tecnología de soldadura produzca las placas intercambiadoras de calor.
Una pila de placas está formada por al menos dos elementos de placa de un material metálico, en particular un material de metal ligero. Entre los elementos de placa está aplicado un material de soldadura.
En el marco de la invención se utilizan preferible y eficazmente elementos de placa que están provistos de un material de soldadura, en donde el material de soldadura está aplicado en forma de una capa de soldadura chapada sobre al menos uno de los elementos de placa. Por lo tanto, se proporcionan elementos de placa, de los cuales al menos un elemento de placa ya está provisto de un material de soldadura.
El material de soldadura para la unión por material de la pieza de conexión o sección de unión de la pieza de conexión y la sección de alojamiento del cuerpo de placa puede estar aplicado previamente sobre las secciones de molde de los elementos de placa y/o sobre la sección de unión. El material de soldadura también se puede disponer en forma de manguitos de soldadura, láminas de soldadura o anillos de material de soldadura sobre la sección de unión de la pieza de conexión.
A partir de los dos elementos de placa se forma una pila de placas. Cuando se forma la pila de placas, la pieza de conexión se coloca con su sección de unión entre los elementos de placa. Para este propósito, la sección de conexión se dispone entre las secciones de molde en los elementos de placa.
La pila de placas se inserta en la herramienta de soldadura por molde y la herramienta de soldadura por molde se cierra. La pila de placas puede formarse fuera de la herramienta de soldadura por molde y llevarse a la herramienta de soldadura por molde. La pila de placas también se puede formar en la herramienta de soldadura por molde.
La herramienta de soldadura por molde presenta una herramienta inferior y una herramienta superior. Éstas se desplazan una respecto a la otra durante el movimiento de cierre de la herramienta de molde caliente; en particular, la herramienta superior se hace descender sobre la herramienta inferior. Durante el movimiento de cierre, la pila de placas se aloja y se sujeta entre la herramienta inferior y la herramienta superior. En este contexto, la pila de placas entra en contacto superficial entre la herramienta inferior y la herramienta superior y se calienta en la herramienta de soldadura por molde. La herramienta de soldadura por molde se calienta a una temperatura de herramienta a la que se llevan a cabo tanto el proceso de deformación como el proceso de unión por soldadura. En particular, la temperatura de la herramienta está entre 540 °C y 670 °C. De forma particularmente ventajosa, la temperatura de herramienta está entre 550 °C y 640 °C.
Cuando se cierra la herramienta de soldadura por molde, las secciones de molde de los elementos de placa se conforman de modo definitivo alrededor de la sección de unión de la pieza de conexión, y se forma la sección de alojamiento. En el plano de unión entre los elementos de placa, las gargantas longitudinales se extienden a lo largo de la sección de alojamiento en ambos lados.
El cuerpo de material de soldadura puede tener nervios longitudinales laterales que están adaptados geométricamente a la forma de las gargantas longitudinales de la sección de alojamiento. Por lo tanto, se usa un cuerpo anular de material de soldadura, que tiene dos nervios longitudinales en dirección longitudinal. En particular, tienen una configuración triangular y sobresalen hacia afuera en la dirección de las gargantas longitudinales. Los nervios longitudinales se extienden en la dirección longitudinal del cuerpo de material de soldadura. De esta manera, el espacio entre la sección de unión de la pieza de conexión y la sección de alojamiento se llena con el material de soldadura de una manera ventajosa en términos de ingeniería de procesos y tecnología de componentes.
Un espacio intermedio entre los elementos de placa de la pila de placas se somete a presión interior. Un espacio intermedio es un área entre los elementos de la placa adyacentes entre sí, en donde no tiene que haber necesariamente un espacio entre los elementos de la placa en el área del espacio intermedio. La presión interior se aplica al espacio intermedio introduciendo un medio activo, en particular nitrógeno, en el espacio intermedio. En este contexto se forma un canal mediante deformación por presión interior de al menos un área de elemento de placa en una cavidad de canal en una o en las superficies de contacto de la herramienta de conformación en caliente. El medio activo se suministra a través de una de las piezas de conexión de la pila de placas.
El medio activo para formar el canal o la estructura de canales en el cuerpo de placa se introduce a través de la pieza de conexión o una de las piezas de conexión.
El material de soldadura entre los elementos de placa y los elementos de placa y la pieza de conexión se funde como resultado de la temperatura de herramienta de la herramienta de soldadura por molde. Los elementos de placa se unen entre sí mediante soldadura, al igual que la pieza de conexión con los elementos de placa en el área de la sección de alojamiento.
La herramienta de soldadura por molde se abre después del proceso de conformación y del proceso de soldadura, desplazando y separando entre sí la herramienta inferior y la herramienta superior. El cuerpo de placa caliente unido o la placa de refrigeración se pueden retirar de la herramienta de soldadura por molde después de abrir la misma. Antes de retirarla, la placa de refrigeración puede sujetarse en la herramienta de conformación en caliente y refrigerarse. La refrigeración tiene lugar preferiblemente hasta por debajo del punto de fusión del material de soldadura.
Cuando se producen las placas de refrigeración, la pila de placas se sujeta entre la herramienta inferior y la herramienta superior. Cuando se deforma y se configura el canal mediante presión interior, la pila de placas se sella circunferencialmente a lo largo de las áreas de borde adyacentes y/o colindantes a la cavidad de canal. Para sellar o apoyar el sellado pueden estar previstos opcionalmente elementos de presión en la herramienta inferior y/o en la herramienta superior. Dichos elementos de presión también están previstos en el área de la pieza de conexión. Los elementos de presión pueden estar configurados mediante una realización de contornos apropiados en las secciones de molde de la herramienta inferior y/o la herramienta superior, por ejemplo mediante acanaladuras de sellado. Los elementos de sellado pueden estar previstos circunferencialmente a lo largo de áreas de borde adyacentes entre sí de la herramienta superior y/o la herramienta inferior. Los elementos de sellado también están dispuestos de tal manera que la sección de alojamiento con la sección de conexión de la pieza de conexión dispuesta en ella está sujeta y sellada, o se sujeta y sella durante el proceso de expansión y el proceso de soldadura. Los elementos de sellado también pueden estar previstos junto a la cavidad de canal. Los elementos de sellado garantizan un proceso de deformación especialmente ventajoso, en particular porque el proceso de deformación tiene lugar en el área de la cavidad de canal y en el área del contorno de conexión de la pieza de conexión. Esto garantiza un alto nivel de precisión dimensional y precisión de deformación.
Un dispositivo de refrigeración para la batería de un vehículo comprende una placa intercambiadora de calor según la invención, fabricada mediante un procedimiento según la invención. El dispositivo de refrigeración comprende los componentes periféricos y los componentes de dispositivo necesarios para refrigerar la batería de un vehículo, tales como conductos de fluido refrigerante, recipientes de almacenamiento y compensación para fluido refrigerante, unidades de suministro y/o bombeo de fluido refrigerante y/o intercambiadores térmicos. La invención se describe con más detalle a continuación con referencia a los dibujos. Éstos muestran Figura 1 una sección de una placa de refrigeración en una vista en perspectiva desde arriba;
Figura 2 una sección de la placa de refrigeración en una vista en planta;
Figura 3 una sección a través de la placa de refrigeración como se muestra en la ilustración de la Figura 2 a lo largo de la línea B-B;
Figura 4 una sección a través de la ilustración de la Figura 2 a lo largo de la línea C-C;
Figura 5 una sección a través de una placa de refrigeración a lo largo de una línea C-C como en la Figura 2 con la ilustración de una configuración de sección transversal adicional;
Figuras 6 a 16 diferentes piezas de conexión y topes de soldadura, cada uno en una representación en perspectiva;
Figura 17 una sección transversal a través del área de conexión de una pieza de conexión de acuerdo con la línea B-B de la Figura 2; y
Figura 18 una sección de un cuerpo de placa que muestra otra configuración de conexión.
Con referencia a las figuras se explican una placa 1 de refrigeración y modificaciones de la conexión para un conducto de fluido de refrigeración en una placa 1 de refrigeración. En las figuras se usan los mismos símbolos de referencia para componentes idénticos y funcionalmente correspondientes. Las realizaciones de las figuras 3, 4, 5, 11 y 14 no forman parte de la invención.
Una placa 1 de refrigeración se usa para la refrigeración de baterías, en particular para la batería de un vehículo de motor.
La placa 1 de refrigeración presenta un cuerpo 2 de placa, que está formado por dos elementos 3, 4 de placa. El elemento 3 de placa es una placa acanalada que presenta una estructura de canales con al menos un canal 5. El elemento 4 de placa es una placa base normalmente completa o casi completamente plana.
Los dos elementos 3, 4 de placa están colocados planos uno encima del otro y forman un cuerpo 2 de placa. Las superficies de los elementos 3, 4 de placa que se encuentran una contra la otra están provistas total o parcialmente de un material de soldadura. En particular, un material de soldadura en forma de una capa de soldadura chapada está aplicado previamente a uno de los elementos 3, 4 de placa.
Las superficies de los elementos 3, 4 de placa que se encuentran una contra la otra están unidas total o parcialmente entre sí. Una pieza 6 de conexión para un fluido refrigerante está conectada al cuerpo 2 de placa. La pieza 6 de conexión se usa para suministrar o extraer un fluido refrigerante. Por lo general está prevista una pieza 6 de conexión para el suministro de un fluido refrigerante, mientras que un fluido refrigerante se extrae a través de otra pieza 6 de conexión.
La pieza 6 de conexión dispone de una sección 7 de unión que está unida en una sección 8 de alojamiento del cuerpo 2 de placa formada entre los elementos 3, 4 de placa.
La sección de extremo libre de una pieza 6 de conexión, que sobresale con respecto al cuerpo 2 de placa, está configurada como una sección 9 de acoplamiento y se usa para conectar un conducto de fluido refrigerante, que puede fijarse a la sección 9 de acoplamiento.
Para producir una placa 1 de refrigeración con al menos una pieza 6 de conexión, se proporciona una pieza 6 de conexión que tiene una sección 7 de unión y una sección 9 de acoplamiento. Además se proporcionan un primer elemento 3 de placa y un segundo elemento 4 de placa. Los dos elementos 3, 4 de placa son planos. Al menos uno de los elementos 3, 4 de placa está provisto de un material de soldadura. Cada elemento 3, 4 de placa presenta una sección 10 de molde sobresaliente. En cada la sección 10 de molde puede estar conformado un contorno de alojamiento para la sección 7 de conexión de la pieza 6 de conexión. A partir de los dos elementos 3, 4 de placa se forma una pila de placas, en donde la sección 7 de unión de la pieza 6 de conexión está dispuesta entre las secciones 10 de molde y los contornos de alojamiento eventualmente allí previstos. Sobre la sección 7 de conexión está aplicado un material 11 de soldadura.
Los elementos 3, 4 de placa se disponen en una herramienta de soldadura por molde calentada. Para este propósito se puede formar una pila de placas a partir de los dos elementos 3, 4 de placa y la pieza 6 de conexión fuera de la herramienta de soldadura por molde. La pila de placas también se puede formar en la herramienta de soldadura por molde.
Los elementos 3, 4 de placa y la pieza 6 de conexión con la sección de unión posicionada se insertan en la herramienta de soldadura por molde calentada. La sección 7 de unión de la pieza 6 de conexión está dispuesta entre las secciones 10 de molde de los elementos 3, 4 de placa. La herramienta de soldadura por molde presenta una herramienta inferior y una herramienta superior. Al cerrar la herramienta de soldadura por molde, la pila de placas se sujeta entre la herramienta superior y la herramienta inferior y se calienta a la temperatura de soldadura. La cara inferior de la pila de placas está en contacto superficial con la herramienta inferior y su cara superior está en contacto superficial con la herramienta superior.
Al cerrar la herramienta de soldadura por molde, las secciones 10 de molde se conforman de modo definitivo. En particular, las secciones 10 de molde y los contornos de alojamiento eventualmente previstos en las mismas se conforman sobre el contorno exterior de la sección 7 de unión. Esto crea un espacio 12 de unión, en el que se aloja y comprime el material 11 de soldadura. Las secciones 10 de molde deformadas se complementan formando la sección 8 de alojamiento. Las gargantas longitudinales 13 se extienden en el área del plano de unión FE entre los elementos 3, 4 de placa (véanse las Figuras 4 y 5).
Cuando la herramienta de soldadura por molde está cerrada, la pila de placas sujeta entre la herramienta inferior y la herramienta superior se calienta. Una presión interior se aplica a un espacio intermedio entre los elementos 3, 4 de placa. Esto tiene lugar introduciendo un medio activo, normalmente nitrógeno, en un espacio intermedio entre los elementos 3, 4 de placa. Como resultado se forma un canal 5 mediante deformación por presión interior. Durante la conformación del canal, un área de elemento de placa del elemento 3 de placa superior, que forma la placa acanalada, se conforma en una cavidad de canal en la herramienta superior. Las secciones de canal del canal 5 se extienden en bucle entre sí y se comunican entre la pieza 6 de conexión que se muestra aquí y otra pieza de conexión (no mostrada).
El material de soldadura aplicado entre los elementos 3, 4 de placa y el material 11 de soldadura, aplicado entre la sección 8 de alojamiento y la sección 7 de unión, se funden bajo la influencia de la temperatura en la herramienta de soldadura por molde. La soldadura fundida humedece las superficies de la sección 7 de unión y la sección 8 de alojamiento que delimitan el espacio 12 de unión. Una vez que el material de soldadura se ha refrigerado y solidificado, se produce una unión por soldadura por material entre los componentes. T ras formar la estructura de canales con el canal 5 y completar el proceso de soldadura, la herramienta de soldadura por molde se abre y la placa 1 refrigerada se retira de la herramienta de soldadura por molde.
La pieza 6 de conexión, tal como se muestra en la Figura 3, presenta una sección 7 de unión de sección transversal circular (véase también la Figura 4). En la parte frontal frente a la abertura 14 de la sección 8 de alojamiento está previsto un tope 15 de soldadura. El tope 15 de soldadura está formado por un cordón anular 16, que está formado integralmente con el mismo material a partir de la pared 17 de la pieza 6 de conexión. El cordón anular 16 se encuentra o se apoya alrededor de la abertura 14 en el lado frontal de la sección 8 de alojamiento.
La sección 7 de unión se extiende en la dirección longitudinal L en la sección 8 de alojamiento. En el lado opuesto a la abertura 14, la sección 8 de alojamiento se estrecha sobre un área 18 de reborde y un contorno 19 de embudo y se funde en el canal 5 formado entre los elementos 3, 4 de placa. Esta configuración apoya condiciones de flujo laminar cuando se introduce y/o se extrae un fluido refrigerante.
La sección 9 de acoplamiento es circular en sección transversal.
En la sección 9 de acoplamiento está configurado un cuerpo de estribo en forma de un cordón anular 20. El cordón anular 20 está formado a partir de la pared 17 de la pieza 6 de conexión o de la sección 9 de acoplamiento. Un conducto de fluido refrigerante, en particular una manguera de fluido refrigerante, puede empujarse sobre la sección 9 de acoplamiento y el cordón anular 20 allí integrado y fijarse mediante un medio de sujeción adecuado, por ejemplo una abrazadera de muelle.
La sección 7 de unión de la pieza 6 de conexión puede ser circular en sección transversal. Esto se muestra en la Figura 4. El espacio 12 de unión circunferencial, así como las gargantas longitudinales 13 en la transición a los elementos 3, 4 de placa adyacentes en el plano de unión FE, están llenos de material 11 de soldadura después de la unión por soldadura.
Las secciones 10 de molde superior e inferior que forman la sección 8 de alojamiento están curvadas en una sección de arco circular complementaria al contorno exterior de la sección 7 de unión. La sección 21 de pared superior y la sección 22 de pared inferior de la sección 8 de alojamiento tienen forma semicircular.
En la Figura 5 se muestra una configuración de sección transversal alternativa de la sección 7 de unión y de la sección 8 de alojamiento. La sección 7 de unión tiene una sección transversal elíptica. La sección 7 de unión presenta un eje principal H en sección transversal y un eje secundario N perpendicular al mismo. El eje principal H corresponde al eje transversal central y describe la dimensión más grande de la sección 7 de unión. El eje principal H se extiende en el plano de unión FE de los elementos 3, 4 de placa. El eje secundario N es la dimensión más pequeña de la sección 7 de unión en dirección radial hacia afuera. La sección 21 de pared superior y la sección 22 de pared inferior de la sección 8 de alojamiento están configuradas de forma complementaria a la configuración de sección transversal elíptica de la sección 7 de unión.
Las ilustraciones de las Figuras 6 a 9 muestran modos de realización de una pieza 6 de conexión con una sección 7 de unión y una sección 9 de acoplamiento. Sobre la sección 7 de unión está aplicado un cuerpo anular 23 de material 11 de soldadura.
En el modo de realización mostrado en la Figura 6, un tope 15 de soldadura está dispuesto en la dirección longitudinal L de la pieza 6 de conexión delante del material 11 de soldadura. El tope 15 de soldadura está formado por un cuerpo anular 24 hecho de un metal de sellado. El metal de sellado presenta un punto de fusión más alto que el material 11 de soldadura usado para la unión por soldadura. Bajo la influencia de la temperatura en la herramienta de soldadura por molde, el metal de sellado se vuelve plástico y se deforma como resultado de la presión ejercida por la herramienta de soldadura. El metal de sellado sella el área entre el material 11 de soldadura y la abertura 14 de la sección de alojamiento. De esta manera, el flujo de soldadura se limita específicamente al área de unión entre los compañeros de unión. También es posible evitar que el material de soldadura fundido en la herramienta de soldadura sea expulsado debido a la presión interior aplicada para formar el canal 5.
En la variante de realización mostrada en la Figura 7, el tope 15 de soldadura también está formado por un cuerpo anular 24 de un metal de sellado. Éste está aplicado en la dirección longitudinal L de la pieza 6 de conexión delante del material 11 de soldadura.
En el modo de realización según la Figura 8 está previsto que un tope 15 de soldadura en forma de un cuerpo anular 24 esté dispuesto delante del cuerpo anular 23 de material 11 de soldadura, y que un tope 15 de soldadura formado por un cuerpo anular 24 de metal de sellado esté dispuesto detrás del material 11 de soldadura.
En el caso de la pieza 6 de conexión, tal como se muestra en la Figura 9, y del material 11 de soldadura, allí aplicado sobre la sección 7 de unión, y el tope 15 de soldadura, tanto el cuerpo anular 23 de material 11 de soldadura como el cuerpo anular 24 de metal de sellado se adaptan configurativamente al contorno de un espacio 11 de unión y al contorno interior de la sección 8 de alojamiento. El cuerpo anular 23 de material 11 de soldadura y el cuerpo anular 24 de metal de sellado presentan nervios longitudinales 25, 26 laterales. Los nervios longitudinales 25, 26 están adaptados geométricamente al contorno interior de la garganta longitudinal 13 de la sección 8 de alojamiento. Los nervios longitudinales 25, 26 tienen una sección transversal aproximadamente triangular y sobresalen hacia afuera en la dirección de las gargantas longitudinales 13.
En la ilustración de la pieza 6 de conexión en la Figura 10 también se muestra una configuración de una pieza 6 de conexión con un cuerpo anular 23 de material 11 de soldadura y topes 15 de soldadura en forma de un cuerpo anular 24 de metal de sellado, así como nervios longitudinales 25, 26. La pieza 6 de conexión presenta una sección 9 de acoplamiento con un cuerpo de estribo en forma de un cordón anular 20.
Las ilustraciones de las Figuras 11 a 13 ilustran de nuevo una pieza 6 de conexión con una sección 7 de unión y una sección 9 de acoplamiento. En la dirección longitudinal, delante de la sección 7 de unión está dispuesto un tope 15 de soldadura en forma de un cordón anular 16 circunferencial. Sobre la sección 7 de unión están aplicados un cuerpo anular 23 de un material 11 de soldadura y un cuerpo anular 24 de un metal de sellado como tope 15 de soldadura. En el caso de la pieza 6 de conexión según la ilustración de la Figura 12, el tope 15 de soldadura está aplicado en la dirección longitudinal L en el lado 27 de la pieza 6 de conexión orientado hacia el cuerpo 2 de placa detrás del material 11 de soldadura.
En la realización de la pieza 6 de conexión, como se muestra en la Figura 13, el tope 15 de soldadura está aplicado en la dirección longitudinal L delante del material 11 de soldadura. Tanto el tope 15 de soldadura como el material 11 de soldadura presentan nervios longitudinales 25, 26.
La ilustración de la pieza 6 de conexión según las Figuras 14 a 16 corresponde a las explicaciones anteriores, en donde está previsto un estribo en forma de cordón anular 20 circunferencial en la sección 9 de acoplamiento.
El tope 15 de soldadura, tanto en la configuración de cordón anular 16 como en la configuración de cuerpo anular 24 de metal de sellado, está configurado, determinado y posicionado de manera que se limite el flujo de soldadura durante la producción de la unión por soldadura entre la sección 7 de unión y la sección 8 de alojamiento. Esto es posible de una manera segura para el proceso gracias al tope 15 de soldadura. Además se evita que el material 11 de soldadura, que está fundido en la herramienta de soldadura, sea expulsado del espacio 12 de unión.
En la configuración de conexión explicada con referencia a la Figura 17, el cuerpo 2 de placa de una placa 1 intercambiadora de calor está formado por dos elementos 3, 4 de placa, tal como se ha descrito anteriormente. La pieza 6 de conexión dispone de una sección 7 de unión que está unida en una sección 8 de alojamiento del cuerpo 2 de placa formada entre los elementos 3, 4 de placa.
La sección 7 de conexión de la pieza 6 de conexión presenta en sección transversal un eje principal H y un eje secundario N perpendicular al mismo. El eje principal H corresponde al eje transversal central y describe la dimensión más grande de la sección 7 de unión. El eje principal H se extiende en el plano de unión FE de los elementos 3, 4 de placa. El eje secundario N es la dimensión más pequeña de la sección 7 de conexión en dirección radial hacia afuera.
La sección 7 de unión presenta dos nervios longitudinales 28 orientados hacia afuera. Los nervios longitudinales 28 se encuentran opuestos entre sí en el eje principal H de la pieza 6 de conexión. Los nervios longitudinales 28 son un componente integral del mismo material de la sección 7 de unión y están orientados hacia afuera desde el interior de la pieza 6 de conexión.
La sección 7 de unión de la pieza 6 de conexión se encuentra en la sección 8 de alojamiento del cuerpo 2 de placa y está unida por material a la misma. La sección 8 de alojamiento presenta gargantas longitudinales 29 que se extienden entre los elementos 3, 4 de placa en el área del plano de unión FE. Los nervios longitudinales 28 de la sección 7 de unión se extienden en la dirección longitudinal L de la sección 8 de alojamiento en las gargantas longitudinales 29.
Los nervios longitudinales 28 y la garganta longitudinal 29 están configurados de modo que son complementarios entre sí. Esto significa que el contorno de las gargantas longitudinales 29 y el contorno de los nervios longitudinales 28 se complementan entre sí formando un espacio 30 de unión. Los nervios longitudinales 28 y las gargantas longitudinales 29 actúan juntos a modo de ranura/muelle.
Los nervios longitudinales 28 tienen una sección transversal triangular y presentan paredes 31 de nervio que están curvadas de forma cóncava y terminan en una punta redondeada 32.
Las gargantas longitudinales 29 tienen forma de embudo en sección transversal con mejillas 33 de garganta cóncavas y una base 34 de garganta en forma de cuña.
Los términos «convexo» y «cóncavo» se refieren respectivamente al punto central M de la pieza 6 de conexión.
La sección 7 de unión presenta una sección 35 de pared superior curvada de forma convexa y una sección 36 de pared inferior curvada de forma convexa. Los nervios longitudinales 28 se unen a las secciones 35, 36 de pared en ambos lados. Las secciones 35, 36 de pared se funden en las paredes 31 de nervio de los nervios longitudinales 28.
La sección 8 de alojamiento presenta secciones 37, 38 de pared de alojamiento curvadas de forma convexa, cada una de las cuales se funde en una mejilla 33 de garganta.
La sección 7 de unión está unida por material en la sección 8 de alojamiento por medio de un material 11 de soldadura aplicado en el espacio 30 de unión. Cuando los elementos 3, 4 de placa y la sección 7 de unión se unen por soldadura por molde, el material 11 de soldadura se funde, el espacio 30 de unión se humedece y se llena sobre toda la superficie con material 11 de soldadura y los componentes se unen entre sí por material.
El contorno de sección transversal de la sección 7 de unión se puede describir como una forma de limón, en donde la indicación de sección transversal se refiere a una sección longitudinal a través de un limón.
El contorno exterior de la sección 7 de unión y el contorno interior de la sección 8 de alojamiento están configurados de modo que son complementarios entre sí formando el espacio 30 de unión.
La Figura 18 muestra una sección de un cuerpo 2 de placa con una vista de un elemento 3 de placa y la parte de la sección 8 de alojamiento configurada en la sección 10 de molde. La sección 7 de unión de la pieza 6 de conexión está situada en la sección 8 de alojamiento. La sección 7 de unión presenta una sección longitudinal 39 delantera en el lado del cuerpo de placa y una sección longitudinal 40 trasera. La sección longitudinal 39 delantera de la sección 7 de unión tiene una sección transversal en forma de limón y presenta nervios longitudinales 28 laterales. Con respecto a la configuración de sección transversal de la sección longitudinal 39 delantera de la sección 7 de unión, se hace referencia a las explicaciones anteriores con respecto a la ilustración de la Figura 17. La sección longitudinal 39 delantera tiene la configuración de sección transversal en forma de limón con nervios longitudinales 28 laterales y las secciones de pared superiores y secciones de pared inferiores curvadas de forma convexa entre las mismas.
La sección longitudinal 39 delantera de la sección 7 de unión se estrecha a través de una sección 41 de transición hacia la sección longitudinal 40 trasera. En la sección longitudinal 40 trasera, la sección 7 de unión es circular.
La sección 8 de alojamiento también presenta dos secciones longitudinales 42, 43 con secciones transversales diferentes. La sección longitudinal 43 delantera de la sección 8 de alojamiento en el lado del cuerpo de placa presenta gargantas longitudinales 29 que se extienden entre los elementos 3, 4 de placa en el área del plano de unión FE. A través de una sección 44 de transición, la sección longitudinal 43 delantera se fusiona con la sección longitudinal 44 trasera, que está adaptada al contorno circular de la sección longitudinal 40.
La sección longitudinal 39 delantera de la sección 7 de unión se amplía con respecto a la sección longitudinal 40 trasera circular y, vista en el plano de unión FE de los elementos 3, 4 de placa, se ensancha. El cambio de la sección transversal en la pieza 6 de conexión en la sección 41 de transición y el cambio de la sección transversal en la sección 8 de alojamiento en la sección 44 de transición se complementan entre sí y forman un tope 15 de soldadura. Además, la transición en forma de reborde y el estrechamiento en las secciones 41 y 44 de transición forman un estribo entre la pieza 6 de conexión o la sección 7 de unión y la sección 8 de alojamiento. Éste actúa como una protección contra extracción y salida a presión en la que se apoya la pieza 6 de conexión durante la configuración de la estructura de canal por presión interna. Al mismo tiempo se reduce el espacio de unión en la transición y se limita el flujo de soldadura.
Sobre la sección 7 de unión está aplicado un material 11 de soldadura. El cambio de la sección transversal en la sección 7 de unión y en la sección 8 de alojamiento forma un tope 15 de soldadura. El tope 15 de soldadura configurado como resultado del cambio de sección transversal limita el flujo de soldadura durante la realización de la unión por soldadura entre la pieza 6 de conexión o la sección 7 de unión y la sección 8 de alojamiento.
Símbolos de referencia
1 - Placa de refrigeración
2 - Cuerpo de placa
3 - Elemento de placa
4 - Elemento de placa
5 - Canal
6 - Pieza de conexión
7 - Sección de unión
8 - Sección de alojamiento
9 - Sección de acoplamiento
10 - Sección de molde
11 - Material de soldadura
12 - Espacio de unión
13 - Garganta longitudinal
14 - Abertura
15 - Tope de soldadura
16 - Cordón anular
17 - Pared de 6
18 - Área de reborde
19 - Contorno de embudo
20 - Cordón anular
21 - Sección de pared de 8
22 - Sección de pared de 8
23 - Cuerpo anular
24 - Cuerpo anular
25 - Nervio longitudinal de 11
26 - Nervio longitudinal de 23
27 - Lado de 6
28 - Nervio longitudinal
29 - Garganta longitudinal
30 - Espacio de unión
31 - Pared de nervio
32 - Punta
33 - Mejilla de garganta
34 - Base de garganta
35 - Sección de pared
36 - Sección de pared
37 - Sección de pared de alojamiento
38 - Sección de pared de alojamiento
39 - Sección longitudinal
40 - Sección longitudinal
41 - Sección de transición
42 - Sección longitudinal
43 - Sección longitudinal
44 - Sección de transición
H - Eje principal
N - Eje secundario
FE - Plano de unión
L - Dirección longitudinal

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Placa intercambiadora de calor, que presenta un cuerpo (2) de placa formado por al menos dos elementos (3, 4) de placa y al menos una pieza (6) de conexión para un fluido refrigerante, que están unidos por soldadura, en donde la pieza (6) de conexión tiene una sección (7) de unión que está unida en una sección (8) de alojamiento del cuerpo (2) de placa configurada entre los elementos (3, 4) de placa, en donde está previsto un tope (15) de soldadura que limita el flujo de soldadura durante la producción de la unión por soldadura, caracterizada por que el tope (15) de soldadura está formado por un metal de sellado que presenta un punto de fusión más alto que el material (11) de soldadura usado y el tope (15) de soldadura está dispuesto en la sección (7) de unión de la pieza (6) de conexión.
2. Placa intercambiadora de calor según la reivindicación 1, caracterizada por que el tope (15) de soldadura está dispuesto en la dirección longitudinal (L) de la sección (7) de unión delante y/o detrás de un material (11) de soldadura aplicado sobre la sección (7) de unión.
3. Placa intercambiadora de calor según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada por que la sección (7) de unión es circular en sección transversal.
4. Placa intercambiadora de calor según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que la sección (7) de unión es elíptica en sección transversal.
5. Placa intercambiadora de calor según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que la sección de unión tiene una sección transversal rectangular con esquinas redondeadas.
6. Placa intercambiadora de calor según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la sección (7) de unión y la sección (8) de alojamiento presentan respectivamente dos secciones longitudinales (39, 40; 42, 43) con secciones transversales diferentes entre sí.
7. Placa intercambiadora de calor según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la pieza (6) de conexión presenta una sección (9) de acoplamiento en el lado de la abertura para conectar un conducto de fluido refrigerante.
8. Placa intercambiadora de calor según la reivindicación 7, caracterizada por que en la sección (9) de acoplamiento está configurado un cuerpo de estribo en forma de un cordón anular (20).
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3543893A1 (de) * 1985-12-12 1987-06-25 Mtu Muenchen Gmbh Waermetauscher
DE19727145A1 (de) * 1997-06-26 1999-01-07 Laengerer & Reich Gmbh & Co Gehäuseloser Plattenwärmetauscher
JP2000220990A (ja) * 1999-01-28 2000-08-08 Sanden Corp 熱交換器
DE10021481A1 (de) * 2000-05-03 2001-11-08 Modine Mfg Co Plattenwärmetauscher
CA2329408C (en) * 2000-12-21 2007-12-04 Long Manufacturing Ltd. Finned plate heat exchanger
DE10152363A1 (de) * 2001-10-24 2003-05-08 Modine Mfg Co Gehäuseloser Plattenwärmetauscher
US6942019B2 (en) * 2002-03-25 2005-09-13 Ltx Corporation Apparatus and method for circuit board liquid cooling
JP2004218868A (ja) * 2003-01-10 2004-08-05 Japan Climate Systems Corp 熱交換器
ATE352764T1 (de) * 2003-05-20 2007-02-15 Behr France Rouffach Sas Rohranschlussverbindung für wärmeübertrager, insbesondere heinzkörper für kraftfahrzeuge
US20060021745A1 (en) * 2004-07-28 2006-02-02 Karl Fritze Heat exchanger and fluid reservoir
US7658224B2 (en) * 2005-09-19 2010-02-09 Dana Canada Corporation Flanged connection for heat exchanger
US8418517B2 (en) 2008-02-19 2013-04-16 Showa Denko K.K. Method of manufacturing a pipe coupling component
US20110232887A1 (en) 2010-03-29 2011-09-29 Zaffetti Mark A Cold plate with integral structural fluid port
DE102010051106B4 (de) 2010-11-11 2017-05-11 Audi Ag Vorrichtung zum Kühlen eines Energiespeichermoduls eines Fahrzeugs
CN103443953B (zh) 2011-03-18 2016-04-06 达纳加拿大公司 电池单元冷却器
JP5926928B2 (ja) * 2011-11-04 2016-05-25 昭和電工株式会社 パワー半導体モジュール冷却装置
ITTO20111182A1 (it) 2011-12-21 2013-06-22 Thesan S P A Connessione per pannelli roll-bond
US10006571B2 (en) * 2014-08-27 2018-06-26 International Business Machines Corporation Releasable, threadless conduit connector for liquid manifold
EP3741876A1 (en) 2019-05-20 2020-11-25 Aleris Rolled Products Germany GmbH Battery cooling plate
DE102020201131A1 (de) * 2020-01-30 2021-08-05 Mahle International Gmbh Wärmeübertrager-Platte für einen Wärmeübertrager, insbesondere für einen Stapelscheiben-Wärmeübertrager oder für einen Platten-Wärmeübertrager
EP4209289B1 (de) * 2022-01-10 2024-06-19 Benteler Automobiltechnik GmbH Verfahren und warmformwerkzeug zur herstellung einer wärmeübertragerplatte

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