WO1998050749A1 - Flachrohrwärmetauscher für kraftfahrzeuge mit an krägen eines rohrbodens gehaltenen flachrohren - Google Patents

Flachrohrwärmetauscher für kraftfahrzeuge mit an krägen eines rohrbodens gehaltenen flachrohren Download PDF

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WO1998050749A1
WO1998050749A1 PCT/EP1998/002640 EP9802640W WO9850749A1 WO 1998050749 A1 WO1998050749 A1 WO 1998050749A1 EP 9802640 W EP9802640 W EP 9802640W WO 9850749 A1 WO9850749 A1 WO 9850749A1
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flat
flat tubes
heat exchanger
flat tube
tube
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PCT/EP1998/002640
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French (fr)
Inventor
Roland Haussmann
Original Assignee
Valeo Klimatechnik Gmbh & Co. Kg
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/04Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02Header boxes; End plates
    • F28F9/0202Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F28F9/0204Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions
    • F28F9/0214Header boxes having their inner space divided by partitions for elongated header box, e.g. with transversal and longitudinal partitions having only longitudinal partitions
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    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00Heat exchange
    • Y10S165/906Reinforcement

Definitions

  • the invention relates to a flat tube heat exchanger for motor vehicles with the features of the preamble of claim 1.
  • a flat tube heat exchanger is known from EP-Al-0 656 517.
  • the invention has for its object to enable a one-step assembly method under comparable tension protection of the flat tubes in the tube sheet. It should be noted that the train safety is only required before the entire heat exchanger is soldered, so that one can accept smaller degrees of train safety.
  • This mounting method is made possible in the case of a flat tube heat exchanger with the features of the preamble of claim 1 by means of its identification features.
  • Figure 1 is a plan view of a collector consisting of tube sheet and cover of a double-flow flat tube heat exchanger with a partially broken cover.
  • FIG. 2 shows a cross section through the double-flow flat tube heat exchanger provided with the collector according to FIG. 1, longitudinally through the chamber subdivision of a flat tube with a view of the outer connections of the collector;
  • Fig. 3 is an enlarged view of a partial section along the longitudinal wall in the cover of the collector through its connection area with the flat tubes at a first Embodiment;
  • FIG. 4 shows a representation as in FIG. 3 in a second embodiment with the longitudinal wall in the cover crossing with a chamber in the flat tube;
  • FIG. 5 in a further enlarged partial view with a section through a flat tube and a top view of the longitudinal partition in the lid before the assembly of the assembled flat tube heat exchanger according to FIG. 4;
  • Fig. 6 is a partial perspective view of the end face of a flat tube in the event that a longitudinal partition formed in FIG. 5 in the lid does not cooperate with a chamber as in Fig. 4, but with a stiffening web of the flat tube.
  • the flat tube heat exchanger shown in FIGS. 1 and 2 is of two-flow design and is intended in particular as an evaporator of the refrigerant circuit of a motor vehicle air conditioning system.
  • the flat tube heat exchanger has the following general structure:
  • a larger number of typically twenty to thirty flat tubes 2 are arranged with constant mutual distances and mutually aligned end faces 4.
  • a zigzag fin 9 is sandwiched between the flat sides of the flat tubes.
  • a zigzag fin 9 is also arranged on the two outer surfaces of the outer flat tubes.
  • Each flat tube has inner stiffening webs 10 which divide chambers 12 acting as continuous channels in the flat tube. Depending on the overall depth, a number of chambers 12 of ten to thirty is typical.
  • the block arrangement consisting of the flat tubes 2 and the zigzag fins 9 is flowed through by outside air in the direction of arrow 6 shown in FIG. 2 in the depth direction as the external heat exchange medium in the finished state.
  • the internal heat exchange medium in the evaporator is a refrigerant, such as, in particular, fluorocarbon, which enters the flat tube heat exchanger via a feed line 14 and exits the heat exchanger via an outlet line 16.
  • the feed line 14 comes from the condenser in the refrigerant circuit.
  • the output line 16 leads to the compressor of the refrigerant circuit.
  • the refrigerant on the inlet side is distributed from the feed line 14 to the individual flat tubes by a so-called distributor.
  • the refrigerant is fed collectively to the output line 16. If one can also assign the distribution and the collection to separate boxes, in the two-flow embodiment shown both functions are combined in a common collector 18, which serves as an inlet and outlet-side collection box.
  • This collector 18 is then arranged on one end face of the flat tubes 2, while on the other end face 4 of the flat tubes 2 there is only a reversal of the flow between the floods, here, for example, by the individual cups 20 illustrated in FIG. 2 or by integrating the deflection functions of such individual cups 20 in a common deflection collector 22, not shown.
  • the individual bowls 20 according to FIG. 2 can, if necessary, be integrated into a structural unit by connecting parts, not shown.
  • the function of the Bowls 20 or a deflection collector can be supplemented by the function of an output collector.
  • the multiple flow means at least one flow reversal in the area of the individual channels formed by the chambers 12 in each flat tube 2.
  • the cup 20 or the deflection collector 22 does not need any further sub-chamber division, but only the one-time deflection function must be guaranteed.
  • at least one partition wall is required in each case in the bowl 20 or in the deflection collector, so that in the case of four-way flow, a double simple deflection takes place in the respective bowl 20 or in the respective deflection collector. If the number of floods is even higher, the number of partition walls may have to be increased further.
  • the collector 18 is basically composed of a tube sheet 26 and a cover 28, wherein further parts for the construction of the collector 18 can optionally be provided.
  • the collector 18 Since the input function and the output function of the refrigerant are combined in the double-flow collector 18, the collector 18 requires at least a two-chamber design which separates an input side from the output side.
  • the chamber subdivision has at least one flat web in the form of a longitudinal web 32 which separates the inlet chamber 36 communicating with the feed line 14 in the collector 18 from an outlet chamber 34 which runs continuously along the collector 18 and communicates with the outlet line 16.
  • An evaporator also requires a possible provides uniform supply of the refrigerant on the inlet side to all flat tubes 2.
  • the supplied refrigerant can be fed separately to each individual flat tube 2 via a so-called distributor.
  • the feed takes place to adjacent groups of flat tubes in which at least some groups have a higher number of flat tubes than one, and the number of flat tubes per group can also change.
  • Each group of flat tubes is assigned its own entry chamber, not shown, which communicates directly with the relevant group of flat tubes 2. Such separate entry chambers are separated from one another in the chamber subdivision by transverse webs designed as flat webs.
  • the transverse webs would go off at right angles only from one side of the longitudinal web 32.
  • a further longitudinal web parallel to this is provided in addition to the longitudinal web 32 which adjoins the outlet chamber 34. This is crossed at right angles by the transverse webs dividing the individual entry chambers of the groups of flat tubes up to the longitudinal web 32.
  • an inner deflection chamber adjoining the respective respective outer entrance chamber for diverting the second flood into the third flood within the collector 18 is then divided between these longitudinal webs.
  • the feed line 14 communicates with the individual inlet chambers in each case via one running in the collector 18 own supply line.
  • the block of flat tubes 2 and zigzag fins 9 is laterally closed off by a side plate that lies against the respective outer zigzag plate 9, so that the side plates form an outer frame for the outside air flowing into the heat exchanger block according to arrow 6 in FIG. 2.
  • the flat tubes 2, the zigzag fins 9, the tube plate 26 and the cover 28 of the collector together with the optionally provided chamber subdivision and the side plates of the heat exchanger, expediently as well as the feed line 14 and the outlet line 16, are made of aluminum and / or an aluminum alloy and are included the sections of the line connections to the finished evaporator which are adjacent to the flat tube heat exchanger are brazed.
  • the supply line 14 and the output line 16, which can pass into the collector 18 via corresponding connecting pieces, are connected to two corresponding connecting pieces of a thermostatically controlled block valve. This then has on the opposite side two further supply-side and outlet-side connecting pieces.
  • the tube sheet 26 and the cover 28 are formed from sheet metal pre-coated with solder.
  • the free edge of the cover 28 engages in the tube sheet 26 with at least one-sided overlap - a two-sided overlap 52 is shown in FIG. 2.
  • the engagement stubs 64 are formed from the sheet metal of the tube sheet 26 as a collar of the slits 62 which is tipped inwards.
  • the longitudinal web 32 formed in the cover 28 and separating the inlet chamber 36 from the outlet chamber 34 crosses the flat tubes 2.
  • the longitudinal web 32 engages transversely with a lower engagement edge 68 outside the engagement nozzle 64 slits 70 running through the slots 62 in the tube sheet 28 or, in a manner not shown, into internal grooves in the tube sheet 26.
  • the area 72 extending through the slots 70 can be seen in FIGS. 3 and 4.
  • a stepped cutout 74 (see in particular FIG. 5) is cut out in the free edge of the longitudinal web 32, the further section 76 of which is adjacent to the free edge of the longitudinal web 32, the engagement connector 64 and whose narrow section 78 adjoining the bottom of the wide section 76 in the inner projection 66 of the flat tube 2 surrounds the engagement connector 64.
  • This relative arrangement is arranged in such a complementary manner that when the parts of the flat tube heat exchanger are hard-soldered to one another, good soldering also takes place in the region of intersection of the longitudinal web 32 with the respective flat tube 2 in the region of its inner protrusion 66 and with the associated inner engagement connector 64 can.
  • the crossing of the longitudinal web 32 with the respective flat tube 2 can take place either in the region of a stiffening web 10 of the flat tube 2 which separates two adjacent chambers 12 of the flat tube (see in particular FIGS. 1 and 6) or in the region of a chamber 12 of the flat web 2 (see Fig. 3 to 5).
  • the narrow section 78 of the stepped section 74 can be at least almost rectangular, it preferably extends with a conical widening 80 to the bottom of the narrow section 78, as is particularly clearly shown in FIG. 5, but in FIGS. 3 and 4 also is indicated at least indirectly.
  • FIG. 3 A local displacement of the material 82 on both sides of the above-mentioned pressing together solely through the interaction of the projection 66 of the respective flat tube 2 over the inner engagement connection 64 with the narrow section 78 of the stepped cutout 74 is shown in FIG. 3.
  • FIG. 4 shows that an expanding mandrel 84 protruding into the stepped section 74 extends from the bottom of the narrower inner section 78 of the stepped section 74 of the longitudinal web 32, which according to the lower illustration in FIG. 5 is in a chamber 12 of the relevant flat tube 2 engages, a significantly more pronounced material displacement 86 can take place, as is obtained according to FIG. 4 with the simultaneous participation of the conical widening 80 of the narrower section 78 of the stepped section 74.
  • FIG. 6 shows the result of a variant in which, with the stepped cutout 74 remaining the same as in FIG. 5, the expanding mandrel 84 displaces material when the expanding mandrel 84 does not engage in a chamber 12 of the flat tube, but rather on a stiffening web 10 of the Flat tube meets between two adjacent chambers. 5, the stiffening web is provided with a notch 88 at the free end of the free projection 66 where the expanding mandrel 84 engages. This leads to material displacement in such a way that the displaced side walls 88 of the flat tube, which serve as an intermediate wall and serve as an intermediate wall, form the undercut.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flachrohrwärmetauscher für Kraftfahrzeuge, bei dem die Flachrohre (2) mit innerem Überstand (66) in aufgetulpte Krägen (64) von Schlitzen (62) eines Rohrbodens eines Sammelkastens (18) für das innere Wärmetauschfluid eingesteckt sind und der Sammelkasten (18) mindestens eine verschiedene Kammer des Sammelkastens (18) voneinander abteilende Trennwand (32) aufweist, welche die Flachrohre kreuzt, wobei die Trennwand neben den Flachrohren (2) bzw. den nach innen ragenden Krägen mindestens zum Grund des Rohrbodens reicht und im Bereich der freien Enden der Flachrohre (2) im Sammelkasten die freien Enden umgreifende Auspparungen aufweist, und wobei die freien Enden (66) der Flachrohre (22) im Sammelkasten (18) in bezug auf die aufgetulpten Krägen (64) mit einem Hinterschnitt angeordnet sind, der ein Herausziehen der Flachrohre (2) aus dem Rohrboden sperrt. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die freien Enden (66) der Flachrohre unter Toleranzausgleich in den Grund der jeweils zugeordneten Aussparung derart eingepreßt sind, daß die Materialverdrängung (82) der Wand des Flachrohrs an seinem freien Ende den Hinterschnitt bildet.

Description

Flachrohrwärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit an Kragen eines Rohrbodens gehaltenen Flachrohren
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flachrohrwärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Ein solcher Flachrohrwärmetauscher ist aus der EP-Al-0 656 517 bekannt.
Bei dem bekannten Flachrohrwärmetauscher werden Lappen am Ende des Flachrohres um umgetulpte Kragen von Einsteckschlitzen eines Rohrbodens für die Flachrohre mittels gesonderter Preßwerkzeuge umgelegt. Dies gibt zwar eine zuverlässige Halterung. Die dazugehörige Montageweise ist jedoch aufwendig und erfordert zwei Schritte. Im ersten Schritt wird der Rohrboden auf das Rohr-Lamellen-Paket aufgesetzt, wobei die Lappen an den Rohrenden gleichzeitig mittels gesonderter Preßwerkzeuge um die aufgetulpten Kragen umgelegt werden. Im zweiten Schritt muß dann der Deckel auf den Rohrboden aufgesetzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter vergleichbarer Zugsicherung der Flachrohre im Rohrboden eine einschrittige Montageweise zu ermöglichen. Dabei ist zu beachten, daß die Zugsicherheit primär nur vor dem Verlöten des ganzen Wärmetauschers erforderlich ist, so daß man auch kleinere Grade der Zugsicherheit in Kauf nehmen kann.
Diese Montageweise wird bei einem Flachrohrwärmetauscher mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch dessen Kennzeichnungsmerkmale ermöglicht.
Bei dem erfindungsgemäßen Flachrohrwärmetauscher reicht es aus, in einem Arbeitsschritt den bereits aus Rohrboden und Deckel vormontierten Sammelkasten auf die Enden der Flachrohre aufzudrücken, wobei dann an diesen Enden eine Ma- terialverformung mit Ausweichen von Wandmäterial nach außen entsteht und dieses Wandmaterial eine hinterschneidende Zugsicherheit gegen ein Herausziehen der Flachrohre aus dem Rohrboden bewirkt.
Es ist allgemein bekannt, vergleichbare Materialverformungen mittels eines Aufweitdorns eines gesonderten Werkzeugs vorzunehmen (vgl. z.B. DE-Al-24 48 332, DE-Al-41 12 431 und DE-Al-195 01 337). Derartige gesonderte Werkzeuge mit einem Aufweitdorn sind nach der Erfindung entbehrlich, da die erforderliche hinterschneidende Aufweitung durch die Trennwand im Sammelkasten mit bewirkt wird.
Die Unteransprüche 2 bis 5 betreffen bevorzugte Weiterbildungen dieser Idee, mit denen die hinterschneidende Materialverdrängung noch stärker ausgeprägt und gegebenenfalls ringsum vorgenommen werden kann. Nach den Ansprüchen 2 oder 3 wird dabei an der Trennwand die Struktur eines Aufweitdorns mit ausgebildet, was vorteilhaft, aber für die allgemeine Lehre der Erfindung im Sinne von Anspruch 1 nicht zwingend erforderlich ist.
Gemäß Anspruch 6 wird eine bevorzugte Endmontageweise eines erfindungsgemäßen Flachrohrwärmetauschers und mit Anspruch 7 eine bevorzugte Ausbildungsart als Verdampfer angesprochen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati- scher Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen noch näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen aus Rohrboden und Deckel bestehenden Sammler eines zweiflutigen Flachrohrwärmetauschers mit teilweise abgebrochenem Deckel;
Fig. 2 einen Querschnitt durch den mit dem Sammler gemäß Fig. 1 versehenen zweiflutigen Flachrohrwärmetauscher längs durch die Kammerunterteilung eines Flachrohres mit Blickrichtung auf die äußeren Anschlüsse des Sammlers;
Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Teilschnitt längs der Längswand im Deckel des Sammlers durch dessen Verbindungsbereich mit den Flachrohren bei einer ersten Ausführungsform;
Fig. 4 eine Darstellung wie in Fig. 3 bei einer zweiten Ausführungsform unter Kreuzung der Längswand im Deckel mit einer Kammer im Flachrohr;
Fig. 5 in nochmals vergrößerter Teilansicht mit Schnitt durch Flachrohr und Draufsicht auf die Längstrennwand im Deckel vor der Montage des zusammengebauten Flachrohrwärmetauschers gemäß Fig. 4; sowie
Fig. 6 in perspektivischer Teilansicht der Stirnseite eines Flachrohres für den Fall, daß eine gemäß Fig. 5 geformte Längstrennwand im Deckel nicht wie in Fig. 4 mit einer Kammer, sondern mit einem Versteifungssteg des Flachrohres zusammenwirkt.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Flachrohrwärmetauscher ist zweiflutig ausgebildet und insbesondere als Verdampfer des Kältemittelkreislaufs einer Kraftfahrzeugklimaanlage bestimmt.
Das schließt nicht aus, die dargestellten Merkmale sinngemäß auch auf Wärmetauscher mit einer abweichenden Anzahl von Fluten zu übertragen, gegebenenfalls auch auf solche Wärmetauscher, die nicht als Verdampfer dienen.
Der Flachrohrwärmetauscher hat folgenden allgemeinen Aufbau:
Eine größere Anzahl von typischerweise zwanzig bis dreißig Flachrohren 2 wird mit konstanten gegenseitigen Abständen und miteinander fluchtenden Stirnseiten 4 angeordnet. Zwischen den Flachseiten der Flachrohre wird jeweils eine Zickzacklamelle 9 sandwichartig eingeschachtelt. Ebenso wird je eine Zickzacklamelle 9 auch noch an den beiden Außenflächen der außenliegenden Flachrohre angeordnet. Jedes Flachrohr weist innere Versteifungsstege 10 auf, die im Flachrohr als durchgehende Kanäle wirkende Kammern 12 abteilen. Je nach Bautiefe ist eine Anzahl der Kammern 12 von zehn bis dreißig typisch.
Die angegebenen typischen Bereiche der Anzahl der Flachrohre und deren Kammern sind dabei nur vorzugsweise und nicht beschränkend gedacht.
In einer Kraftfahrzeugklimaanlage wird im fertigen Zustand die Blockanordnung aus den Flachrohren 2 sowie den Zickzacklamellen 9 durch Außenluft in Richtung des in Fig. 2 ersichtlichen Pfeils 6 in Bautiefenrichtung als äußeres Wärmetauschmedium durchströmt .
Als inneres Wärmetauschmedium dient bei dem Verdampfer ein Kältemittel wie insbesondere Fluorkohlenwasserstoff, der in den Flachrohrwärmetauscher über eine Zuleitung 14 eintritt und über eine Ausgangsleitung 16 aus dem Wärmetauscher wieder austritt. Die Zuleitung 14 kommt im Kältemittelkreislauf von dessen Verflüssiger. Die Ausgangsleitung 16 führt zum Verdichter des Kältemittelkreislaufs.
Bei geradzahliger Anzahl von Fluten im Flachrohrwärmetauscher erfolgt die eingangsseitige Verteilung des Kältemittels von der Zuleitung 14 her auf die einzelnen Flachrohre durch einen sogenannten Verteiler. Ausgangsseitig wird das Kältemittel gesammelt der Ausgangsleitung 16 zugeführt. Wenn man auch die Verteilung und die Sammlung gesonderten Kästen zuweisen kann, sind bei dem gezeigten zweiflutigen Ausführungsbeispiel beide Funktionen in einem gemeinsamen Sammler 18 vereint, der als eingangs- und ausgangsseitiger Sammelkasten dient.
Dieser Sammler 18 ist dann an einer Stirnseite der Flachrohre 2 angeordnet, während an der anderen Stirnseite 4 der Flachrohre 2 lediglich jeweils zwischen den Fluten eine Strömungsumkehr erfolgt, hier beispielsweise durch die in Fig. 2 bildlich dargestellten Einzelnäpfe 20 oder unter Integration der Umlenkfunktionen solcher Einzelnäpfe 20 in einem nicht dargestellten gemeinsamen Umlenksammler 22. Auch die Einzelnäpfe 20 gemäß Fig. 2 können bedarfsweise zu einer Baueinheit durch nicht dargestellte Verbindungsteile integriert sein.
Bei Flachrohrwärmetauschern mit einer ungeraden Zahl von Fluten von mehr als eins würde die Funktion der Näpfe 20 oder eines Umlenksammlers durch die Funktion eines Ausgangssammlers ergänzt sein.
Die Mehrflutigkeit bedeutet mindestens eine Strömungsumkehr im Bereich der von den Kammern 12 gebildeten einzelnen Kanäle in jedem Flachrohr 2. Bei der dargestellten Zweiflutigkeit braucht dann der Napf 20 bzw. der Umlenksammler 22 keine weitere Zwischenkammerunterteilung, sondern es muß lediglich die einmalige Umlenkfunktion gewährleistet sein. Im Falle einer mehrfachen Umlenkung bedarf es jeweils mindestens im Napf 20 oder im Umlenksammler mindestens einer Zwischenwand, so daß im Falle der Vierflutigkeit eine doppelte einfache Umlenkung im jeweiligen Napf 20 bzw. in dem jeweiligen Umlenksammler erfolgt. Bei einer noch höheren Flutenanzahl muß gegebenenfalls dann die Anzahl der Zwischenwände weiter erhöht werden.
Der Sammler 18 ist grundsätzlich aus einem Rohrboden 26 und einem Deckel 28 zusammengesetzt, wobei gegebenenfalls weitere Teile zum Aufbau des Sammlers 18 vorgesehen sein können.
Die den Näpfen 20 bzw. den Umlenksammlern abgewandten freien Enden der Flachrohre 2 greifen mit dem Innenraum des Sammlers 18 kommunizierend dicht in den Rohrboden 26 ein, der dementsprechend mit Eingriffsschlitzen 62 sowie zugehörigen inneren Eingriffsstutzen 64 und gegebenenfalls nicht dargestellten äußeren Eingriffsstutzen versehen ist.
Da in dem zweiflutigen Sammler 18 die Eingangsfunktion und die Ausgangsfunktion des Kältemittels vereint sind, benötigt der Sammler 18 mindestens eine zweikammerige Ausbildung, welche eine Eingangsseite von der Ausgangsseite abtrennt. Für diesen Zweck hat die Kammerunterteilung mindestens einen Flachsteg in Gestalt eines Längsstegs 32, welcher die mit der Zuleitung 14 kommunizierende Eintrittskammer 36 im Sammler 18 von einer längs des Sammlers 18 durchgehenden Austrittskammer 34 abtrennt, die mit der Ausgangsleitung 16 kommuniziert .
Bei einem Verdampfer bedarf es ferner einer mög- liehst gleichmäßigen Zuführung des eingangsseitigen Kältemittels zu allen Flachrohren 2. Im Grenzfall kann man jedem einzelnen Flachrohr 2 über einen sogenannten Verteiler das zugeführte Kältemittel gesondert zuführen. Meist erfolgt jedoch die Zuführung zu benachbarten Gruppen von Flachrohren, bei denen mindestens einige Gruppen eine höhere Flachrohranzahl als eins haben, wobei auch die Zahl der Flachrohre pro Gruppe wechseln kann. Jeder Gruppe von Flachrohren wird dabei eine nicht gezeigte eigene Eintrittskammer zugeordnet, welche unmittelbar mit der betreffenden Gruppe der Flachrohre 2 kommuniziert. Solche eigene Eintrittskammern werden in der Kammerunterteilung durch als Flachstege ausgebildete Querstege voneinander abgeteilt.
Bei dem dargestellten zweiflutigen Verdampfer würden die Querstege rechtwinklig jeweils nur von einer Seite des Längssteges 32 abgehen.
Etwa bei einem vierflutigen Verdampfer ist außer dem Längssteg 32, der an die Austrittskammer 34 angrenzt, noch ein zu diesem paralleler weiterer Längssteg vorgesehen. Dieser wird von den die eigenen Eintrittskammern der Gruppen von Flachrohren abteilenden Querstegen bis in Anschluß an den Längssteg 32 rechtwinklig gekreuzt. In der Verlängerung der Querstege zwischen den beiden Längsstegen wird dann zwischen diesen Längsstegen jeweils eine zur außenliegenden jeweiligen eigenen Eintrittskammer angrenzende innere Umlenkkammer zur Umlenkung der zweiten Flut in die dritte Flut innerhalb des Sammlers 18 abgeteilt.
Bei höheren Zahlen der Fluten, die durch den Sammler 18 mit Umlenkfunktion geführt werden, erhöht sich entsprechend die Anzahl der weiteren Längsstege sowie die Anzahl der inneren Umlenkkammern, die dann in Querrichtung des Sammlers jeweils innenliegend auch noch nebeneinander zwischen den eigenen Eintrittskammern sowie der Austrittskammer 34 eingeschachtelt sind.
Die Zuleitung 14 kommuniziert mit den einzelnen Eintrittskammern jeweils über eine im Sammler 18 verlaufende eigene Zuleitung.
Meist wird bei dem fertigen Wärmetauscher der Block aus Flachrohren 2 sowie Zickzacklamellen 9 seitlich durch je ein an der jeweils äußeren Zickzacklamelle 9 anliegendes Seitenblech abgeschlossen, so daß die Seitenbleche einen äußeren Rahmen für die den Wärmetauscherblock anströmende Außenluft gemäß Pfeil 6 in Fig. 2 bilden.
Die Flachrohre 2, die Zickzacklamellen 9, der Rohrboden 26 und der Deckel 28 des Sammlers mitsamt der gegebenenfalls vorgesehenen Kammerunterteilung sowie die Seitenbleche des Wärmetauschers bestehen, zweckmäßig ebenso wie die Zuleitung 14 und die Ausgangsleitung 16, aus Aluminium und/oder einer Aluminiumlegierung und werden einschließlich der dem Flachrohrwärmetauscher benachbarten Abschnitte der Leitungsverbindungen zum fertigen Verdampfer hartgelötet.
Ohne daß die Erfindung darauf beschränkt ist, wird in der Praxis gegebenenfalls bei Kältemittelverdampfern für Kraftfahrzeugklimaanlagen die Zuleitung 14 und die Ausgangsleitung 16, die über entsprechende Anschlußstutzen in den Sammler 18 übergehen können, an zwei entsprechende Anschlußstutzen eines thermostatisch geregelten Blockventils angeschlossen. Dieses weist an der gegenüberliegenden Seite dann zwei weitere zuleitungsseitige und ausgangsseitige Anschlußstutzen auf.
Bei den dargestellten Ausführungsformen sind der Rohrboden 26 und der Deckel 28 aus mit Lot vorbeschichtetem Blech gebildet. Der freie Rand des Deckels 28 greift dabei mit mindestens einseitiger Überlappung - in Fig. 2 ist eine zweiseitige Überlappung 52 dargestellt - in den Rohrboden 26 ein. Die Eingriffsstutzen 64 sind aus dem Blech des Rohrbodens 26 als nach innen aufgetulpte Kragen der Schlitze 62 ausgebildet.
Wie insbesondere aus den Fig. 3 bis 5 ersichtlich ist und im Ansatz auch aus Fig. 5 entnehmbar ist, ragen die von außen in den Rohrboden 26 eingesteckten Flachrohre 2 durch die im Inneren des Sammlers 18 liegenden Eingriffsstut- zen 64 des Rohrbodens mit einem inneren Überstand 66 hinein.
Der im Deckel 28 ausgebildete und die Eintrittskammer 36 von der Austrittskammer 34 trennende Längssteg 32 kreuzt die Flachrohre 2. Um mittels des Längsstegs 32 die Eintrittskammer dicht von der Austrittskammer abzutrennen, greift der Längssteg 32 außerhalb der Eingriffsstutzen 64 mit einem unteren Eingriffsrand 68 durch quer zu den Schlitzen 62 verlaufende Schlitze 70 im Rohrboden 28 hindurch oder in nicht dargestellter Weise in innere Nuten im Rohrboden 26 ein. Der durch die Schlitze 70 hindurchgreifende Bereich 72 ist in den Fig. 3 und 4 erkennbar.
Dort, wo der Längssteg 32 jeweils ein Flachrohr 2 kreuzt, ist in der freien Kante des Längsstegs 32 jeweils ein abgestufter Ausschnitt 74 (vgl. insbesondere Fig. 5) ausgespart, dessen dem freien Rand des Längsstegs 32 benachbarter weiter Abschnitt 76 den Eingriffsstutzen 64 und dessen am Grund des weiten Abschnitts 76 nach innen anschließender schmaler Abschnitt 78 im inneren Überstand 66 des Flachrohrs 2 den Eingriffsstutzen 64 umgibt. Diese relative Anordnung ist dabei derart komplementär angeordnet, daß bei der Hart- verlötung der Teile des Flachrohrwärmetauschers miteinander eine gute Verlötung auch im Kreuzungsbereich des Längsstegs 32 mit dem jeweiligen Flachrohr 2 im Bereich von dessen innerem Überstand 66 sowie mit dem jeweils zugehörigen inneren Eingriffsstutzen 64 erfolgen kann.
Die Kreuzung des Längsstegs 32 mit dem jeweiligen Flachrohr 2 kann entweder im Bereich eines zwei benachbarte Kammern 12 des Flachrohrs voneinander abtrennenden Versteifungsstegs 10 des Flachrohrs 2 (vgl. insbesondere Fig. 1 und Fig. 6) oder im Bereich einer Kammer 12 des Flachstegs 2 erfolgen (vgl. Fig. 3 bis 5).
Wenn auch der schmale Abschnitt 78 des abgestuften Ausschnitts 74 mindestens nahezu rechteckig sein kann, so verläuft er jedoch vorzugsweise mit konischer Aufweitung 80 zum Grund des schmalen Abschnitts 78, wie dies besonders deutlich in Fig. 5 dargestellt ist, aber in Fig. 3 und 4 auch mindestens indirekt angedeutet ist.
Um die im jeweiligen inneren Überstand 66 befindlichen freien Enden der Flachrohre 2 im Sammler 18 in bezug auf die aufgetulpten Kragen der Eingriffsstutzen mit einem Hinterschnitt anzuordnen, der ein Herausziehen der Flachrohre 2 aus dem Rohrboden 26 sperrt, sind nachfolgend Lösungen beschrieben, in denen die genannten freien Enden der Flachrohre 2 unter Toleranzausgleich in den Grund des jeweils zugeordneten schmalen Abschnitts 78 der von dem abgestuften Ausschnitt 74 gebildeten Aussparung derart eingepreßt sind, daß die Materialverdrängung der Wand des Flachrohrs 2 an seinem freien Ende den Hinterschnitt bildet.
Eine beidseitige lokale Materialverdrängung 82 des genannten Miteinanderverpressens allein durch das Zusammenwirken des Überstands 66 des jeweiligen Flachrohrs 2 über den inneren Eingriffsstutzen 64 mit dem schmalen Abschnitt 78 des abgestuften Ausschntits 74 zeigt Fig. 3.
In Fig. 4 ist dargestellt, daß dann, wenn von dem Boden des schmaleren inneren Abschnitts 78 des abgestuften Ausschnitts 74 des Längsstegs 32 noch ein in den abgestuften Ausschnitt 74 hineinragender Aufweitdorn 84 ausgeht, der gemäß der unteren Darstellung in Fig. 5 in einer Kammer 12 des betreffenden Flachrohrs 2 eingreift, noch eine wesentlich ausgeprägtere Materialverdrängung 86 erfolgen kann, wie sie gemäß Fig. 4 unter gleichzeitigem Mitwirken der konischen Aufweitung 80 des schmaleren Abschnitts 78 des abgestuften Ausschnitts 74 gewonnen ist.
Wenn der Aufweitdorn 84 sich nur längs des Längs- Stegs 32 erstreckt, erhält man wie im Falle von Fig. 3 jeweils nur beidseitig des Flachrohrs 2 je eine lokale Materialverdrängung, die dann aber gemäß Fig. 4 als ausgeprägte Materialverdrängung 86 eine wesentliche größere Zugsicherung ergibt.
Wenn der Aufweitdorn 84 gerundet ausgebildet ist, kann man die Materialverdrängung 86 weiter rings um den Längssteg 32 verteilen. Fig. 6 zeigt das Ergebnis einer Variante, bei der bei gleichbleibender Ausbildung des abgestuften Ausschnitts 74 wie in Fig. 5 mit dem Aufweitdorn 84 eine Materialverdrängung erfolgt, wenn der Aufweitdorn 84 nicht in eine Kammer 12 des Flachrohrs eingreift, sondern auf einen Versteifungssteg 10 des Flachrohrs zwischen zwei benachbarten Kammern trifft. Dann wird gemäß Fig. 5 der Versteifungssteg dort, wo der Aufweitdorn 84 angreift, mit einer Einkerbung 88 am freien Ende des freien Überstands 66 versehen. Dies führt zu einer Materialverdrängung derart, daß die im Bereich dieses als Zwischenwand dienenden Versteifungsstegs 10 des Flachrohrs liegenden verdrängten Seitenwände 88 des Flachrohrs die Hinter- schneidung bilden.

Claims

Flachrohrwärmetauscher für Kraftfahrzeuge mit an Kragen eines Rohrbodens gehaltenen FlachrohrenPatentansprüche
1. Flachrohrwärmetauscher für Kraftfahrzeuge, bei dem die Flachrohre (2) mit innerem Überstand (66) in, insbesondere nach innen, aufgetulpte Kragen (64) von Schlitzen (62) eines Rohrbodens (26) eines Sammelkastens (18) für das innere Wärmetauschfluid eingesteckt sind und der Sammelkasten mindestens eine verschiedene Kammern (34, 36) des Sammelkastens voneinander abteilende Trennwand (32) aufweist, welche die Flachrohre kreuzt, wobei die Trennwand neben den Flachrohren bzw. den nach innen ragenden Kragen mindestens zum Grund des Rohrbodens reicht, insbesondere in Nuten im Rohrboden eingreift oder durch Schlitze (70) im Rohrboden hindurchgreift, und im Bereich der freien Enden der Flachrohre im Sammelkasten die freien Enden umgreifende Aussparungen (78) aufweist, und wobei die freien Enden (66) der Flachrohre (2) im Sammelkasten (18) in bezug auf die aufgetulpten Kragen ( 64 ) mit einem Hinterschnitt angeordnet sind, der ein Herausziehen der Flachrohre (2) aus dem Rohrboden (26) sperrt, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die freien Enden (66) der Flachrohre (2) unter Toleranzausgleich in den Grund der jeweils zugeordneten Aussparung (78) derart eingepreßt sind, daß die Materialverdrängung (82; 86) der Wand des Flachrohrs (2) an seinem freien Ende den Hinterschnitt bildet.
2. Flachrohrwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (32) am Grund des jeweiligen Ausschnitts ( 78 ) mit einem Toleranzen ausgleichenden Aufweitdorn (84) ausgebildet ist, der in den am Kreuzungspunkt von Trennwand (32) und Flachrohr (2) gelegenen Kanal (12) des Flachrohrs (2) eingreift.
3. Flachrohrwärmetauscher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (32) am Grund des jeweiligen Ausschnitts (78) mit einem Toleranzen ausgleichenden Aufweitdorn (84) ausgebildet ist, der in eine am Kreuzungspunkt von Trennwand (32) und Flachrohr (2) gelegene Zwischenwand (10) zwischen benachbarten Kanälen (12) des Flachrohrs (2) derart eingedrückt ist, daß die im Bereich dieser Zwischenwand (10) nach außen verdrängten Seitenwände (88) des Flachrohrs (2) an dessen freiem Ende (66) die Hinterschneidung (88) bilden.
4. Flachrohrwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausschnitt (78) in der Trennwand ( 32 ) mit einem eigenen Hinterschnitt ( 80 ) ausgebildet ist.
5. Flachrohrwärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hinterschnitt mit konischer AufWeitung (80) zum Grund des Ausschnitts (78) verläuft.
6. Flachrohrwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachrohre (2), der Rohrboden (26), die jeweilige Trennwand (32) und gegebenenfalls Zickzacklamellen (9) zwischen den Flachrohren (2) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen, die über eine mindestens einseitige Hartlotplattierung miteinander verlötet sind.
7. Flachrohrwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Verdampfer einer Kraftfahrzeugklimaanlage ist.
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