WO2012120059A1 - Collector pipe, heat exchanger and method for manufacturing a collector pipe - Google Patents

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WO2012120059A1
WO2012120059A1 PCT/EP2012/053942 EP2012053942W WO2012120059A1 WO 2012120059 A1 WO2012120059 A1 WO 2012120059A1 EP 2012053942 W EP2012053942 W EP 2012053942W WO 2012120059 A1 WO2012120059 A1 WO 2012120059A1
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heat exchanger
flanks
die
collar
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Stefan Hirsch
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Behr Gmbh & Co. Kg
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a manifold for a heat exchanger, to a heat exchanger with such a manifold and to a method for producing such a manifold, which can be used for example in the vehicle sector.
  • the battery cooler can contain internal channels, in which a cooling medium is guided.
  • constructions constructions of pipes are known, which are plugged into collectors.
  • passages are introduced for the pipes in the collector.
  • a collector consists of two half-shells, the bottom and the lid, as the "passages" are easier to produce.
  • DE 41 30 517 AI relates to a terminal box, in particular for a coolant condenser, which is formed from a bottom part and a cover part.
  • the bottom of the bottom part is provided with transverse, slot-shaped passages for the flat tubes, wherein the length of the passages corresponds approximately to the distance of the legs of the bottom part.
  • the present invention is based on a partially use of flanks of a manifold as a template for a production of passages. This makes it possible to keep a height of a battery cooler low.
  • a collector can be made, in which a "solid" collar, which can ensure a Dichtlötung of the tube in the bottom or collector, rests directly against an outer wall of the bottom or collector.
  • a solid collar which can, for a given material thickness of the bottom and a height of the flat tube, a production of a particularly flat manifold, ie a manifold with the lowest possible height, can be achieved.
  • the arrangement presented here or the method presented here make it possible to produce a collector with passages for the reliable sealing soldering of inserted pipes, with the lowest possible overall height.
  • the constructive solution proposed here makes it possible to produce a battery cooler composed of tubes and collectors, in which the overall height of the collector is sufficiently low so that the collector, like the tubes, also has to be arranged below the battery cells and not next to them. In this way, space can be saved.
  • the present invention provides a header for a heat exchanger having at least one through hole for receiving a coolant tube of the heat exchanger, wherein the through hole is bounded by a collar which is formed from an edge of the header pipe turned towards an inner wall of the header, wherein the collar rests against the inner wall.
  • the heat exchanger can be used for example for cooling an electrochemical energy storage unit such as a lithium-ion battery.
  • the heat exchanger may, for example, have two manifolds, between which run a plurality of coolant tubes that communicate fluidically with the reservoirs.
  • the headers may also be used to control a direction of the flow of cooling fluid through the individual coolant tubes.
  • the manifold may be formed as an elongated container with, for example, a round or rectangular cross-section.
  • the at least one passage opening can be arranged in a longitudinal side of the manifold.
  • the collecting tube can have a further opening for supplying or removing the cooling fluid to or from the collecting tube.
  • the at least one passage opening may have a shape which corresponds to a circumferential contour of the coolant pipe to be accommodated.
  • the coolant tube used is fluid-tightly connected to the collecting tube by inserting one end of the coolant tube into the passage opening and then connecting the adjoining material regions to one another in a fluid-tight manner, for example by means of a welding process.
  • the collar is provided.
  • the passage opening can also be referred to as a "passage", since the collar can be formed by means of a "pull-through” of Sarnmelrohrmatehal from outside to inside in the direction of a Sammelrohrein- ren.
  • the collecting tube may have a base element and a cover element which is connected in a fluid-tight manner to the base element.
  • the passage opening can be arranged in the bottom element.
  • This embodiment of a two-part construction is advantageous in that the passage opening can be made easier.
  • the floor element can be provided with at least one passage opening and subsequently the floor element can be provided on one of the at least one NEN through opening opposite side are closed with the lid member.
  • the cover element can be pushed into the bottom element. This saves production time and costs.
  • the bottom element may have a bottom element base surface and two opposing bottom element flanks.
  • the cover element may have a cover element base surface and two opposing cover element flanks.
  • the cover element flanks can be arranged between the bottom element flanks and connected in a fluid-tight manner to the bottom element flanks.
  • the bottom element flanks and the bottom element base surface and the lid element base surface may form outer walls of the collection tube.
  • This embodiment can advantageously be made particularly quickly and inexpensively, since only the steps of joining the bottom element and the cover element and then connecting both, e.g. need to be performed by means of a simple welding process.
  • the collar may surround an entire circumference of the through opening.
  • the passage opening may have a rectangular shape.
  • the passage opening may be arranged such that that long sides of the rectangular passage opening are parallel to the bottom element edges.
  • This embodiment is a low height of the manifold very contrary.
  • the collection tube presented here is advantageously particularly universally applicable, since an outer circumference of frequently used Kühiffenrohre has a rectangular outer peripheral contour. With this design can be made particularly space-saving.
  • the collecting tube may have a plurality of passage openings. These may be arranged adjacent to each other along a longitudinal extension of the base element base. For example, the through holes may be arranged in a row next to one another and evenly spaced from each other in the base element base.
  • the present invention further provides a heat exchanger having the following features: a first manifold according to one of the preceding embodiments; a second manifold according to one of the preceding embodiments; and at least one coolant tube, wherein the coolant tube is disposed between the first manifold and the second manifold and fluidly connected to the collar of the first manifold and the collar of the second manifold.
  • the heat exchanger can convert a plurality of coolant tubes arranged in parallel between the first and the second manifold. believe it.
  • a heat exchanger can be used for example in an electric or hybrid vehicle for cooling the drive battery.
  • only one of the collectors may be configured according to an embodiment of the present invention.
  • the heat exchanger has a heat exchanger surface for arranging at least one battery on the heat exchanger surface.
  • the heat exchanger surface may extend over the at least one coolant tube, at least a portion of the first manifold and at least a portion of the second manifold.
  • the plante (2004) (2004)erfikiee can be formed by wall portions of the manifolds and wall portions of the coolant tubes, Alternatively, the politicians (2004)leyerfikiee can be formed by an additional plate which rests on a wall portion of the manifolds and additionally or alternatively on wall portions of the coolant tubes.
  • the heat exchanger surface can extend over an entire length of the coolant tube and an entire width of one or both manifolds in the direction of a longitudinal direction of extension of the coolant tube. Accordingly, the heat exchanger surface may extend only over one of the manifolds.
  • the at least one battery can also be arranged in the region of the headers. It can thus be used as politicians appriserfikiee for battery cooling the entire areal extent of the heat exchanger.
  • the present invention further provides a method of manufacturing a manifold for a heat exchanger, comprising the following steps:
  • the method may, for example, be performed by a numerically controlled machine tool.
  • the die may be formed of high strength metal.
  • a distance between legs of the die may correspond to a distance between the bottom element flanks of the bottom element.
  • the stop surfaces formed by the paragraphs may correspond to bearing surfaces of the bottom element edges.
  • the cutting punch may be a tool having a sharp point that has sufficient strength to cut through the material of the bottom element base.
  • the aligning step the cutting punch can be aligned with a center of the bottom member base with respect to the bottom member flanks.
  • the pressing of the cutting punch can take place in a feed direction towards a yoke of the die.
  • the cutting nozzle can have a sufficient material thickness in order to press the folded or continuous edge region of the collecting tube against the inner wall of the collecting tube with the penetration of the base element base surface so that it comes into contact there.
  • the method may comprise a step of providing a cover element for the collection tube.
  • the cover element may have a cover element base surface and two opposite cover element flanks.
  • the method may include a step of inserting the cover element flanges between the bottom element flanks of the bottom element and the fluid-tight connection of the cover element flanks to the bottom element flanks.
  • this embodiment of the method allows a particularly quick and easy production of the manifold.
  • 1A is a schematic diagram of a method step for the production of
  • FIG. 1B is a schematic representation of a further method step for producing passages of a collecting tube
  • 2A is a schematic diagram of a method step for the production of
  • 2B is a schematic diagram of a further method step for producing passages of a collecting tube, according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a perspective view of a collecting tube with a low overall height, according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a sectional view of the collection tube of FIG. 3 with exemplary dimensions, according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart of a method for producing a low-height manifold, according to an embodiment of the present invention.
  • 1A shows a schematic representation of a method step for producing passages or passage openings of a collecting tube.
  • the passages are formed in a bottom element of the manifold.
  • 1A shows a cross-sectional view of an arrangement comprising a bottom element 100 of a collection tube, a die 110 and a cutting punch 120.
  • the arrangement shown in the illustration can be realized, for example, by clamping the base 100 with the die 110 into a tool and opposite the punch 120 is suitably positioned.
  • the illustration in FIG. 1A shows that both the bottom element 100 and the die 110 have a U-shape.
  • Bodenelementflanken 130 are so on tavern! attached to the die 110, that the bottom 100 against the die 1 10 is firmly positioned. End regions of the legs of the die 110 rest against a bottom element base surface 140 of the bottom element 100.
  • FIG. 1B shows a subsequent process step shown in FIG. 1A for producing a bottom element with passages for a battery cooler.
  • the punch 120 has cut through the bottom element base 140 of the bottom element 100. Due to a feed direction of the cutting punch 120 toward an inner portion of the die 110, an edge portion of the cut bottom face material corresponding to a circumferential geometry of the punch 120 was bent around the end portions of the legs of the die 110 and drawn into the inner portion of the die 110. As the illustration in FIG. 1B shows, the edge region of the cut forms an inner collar around the passage opening.
  • the illustration shows that a height of the die 110 determines a height 170 indicated by a double arrow in a Z-direction of the collecting tube to be manufactured.
  • FIGS. 2A and 2B show a production of passages for pipes in the bottom of a collecting pipe according to an embodiment. of the present invention.
  • the illustrations in FIGS. 2A and 2B correspond to those from FIGS. 1A and 1B, with the difference that a differently shaped die 110 is used and the bottom element 100 is a smaller height having.
  • the U-shaped female mold 110 used here has on each of the inner sides of each leg a shoulder for the formation of abutment surfaces 200 for the floor element flanks 130 of the floor element 100.
  • the bottom element flanks 130 need not, as shown in Figures 1A and 1B, are attached to the legs of the die 110, but can be applied to the stop surfaces 200 on the inner sides of the legs, as in the illustration in Fig. 2A easy to recognize.
  • the bottom element flanks 130 can be completely inserted into the die 1 10. End regions of the bottom element flanks 130 abut against the abutment surfaces 200 of the die 1 10.
  • a height of the stop surfaces 200 may correspond to a thickness of the bottom element edges 130.
  • the cutting punch 120 is disposed opposite to an outer surface of a central portion of the bottom member base 140 of the bottom member 100.
  • the cutting punch 120 may be configured to produce only a draft in the bottom element base 140.
  • the cutting punch 120 may also be formed to form a plurality of punctures, or there may be a plurality of cutting punches 120, each of which may each form a passage in the bottom member 100.
  • the manufactured passages can lie on one line. The passages can be evenly spaced from each other.
  • FIG. 2B shows a subsequent process step, shown in FIG. 2A, for producing a bottom element with passages for a battery cooler.
  • the punch 120 has cut through the bottom member bottom surface of the bottom member 100.
  • an edge portion of the cut bottom sheet material has been bent inward in accordance with a circumferential geometry of the punch 120 and into an inner portion of the bottom 100 pulled,
  • After removal of the punch 120 is the formation at least one passage opening or a passage in the bottom element 100 completed.
  • the edge region of the cut formed by the punch 120 forms an inner collar around the passage opening.
  • the inner collar adjoins an inside of the now shortened bottom element edges 130 in an overlapping region.
  • the bottom 100 has a thickness in the region of the passage opening, which thickness is determined from a thickness of the collar and a thickness of the regions of the bottom element flanks 130 which overlap with the collar and are in their original position.
  • the bottom 100 in the region of the passage opening has a thickness which corresponds to a double material thickness of the bottom element edges 130.
  • the illustration shows that a height of the floor 100 determines a height 170 indicated by a double arrow in a Z-direction of the collecting pipe to be manufactured.
  • the die 110 allows the die legs to be out of the way in the formation process of the passage orifices, particularly during the formation of the collar.
  • a much flatter collar portion can be formed.
  • the overall height 170 of the bottom element 100 shaped according to the method shown with reference to FIG. 2B is less than that of that shown in FIG. 1B.
  • a battery can be arranged on an outer surface of at least one of the bottom element edges 130.
  • Fig. 3 shows a perspective view of a manifold 300 with the lowest possible height and passages for flat tubes, according to an embodiment of the present invention.
  • the collecting tube 300 has a bottom element 100 manufactured according to the method shown in FIGS. 2A and 2B and a cover element 310.
  • the bottom element 100 shown in FIG. 3 comprises four rectangular-shaped passages or through-openings 350, of which, for the sake of clarity, only one with a reference number is provided.
  • the respective collar 360 is circumferential around the passages 350.
  • the passages 350 are suitable for connecting coolant tubes in a flat construction to the manifold 300.
  • the cover element 310 is formed like the bottom element 100 in a U-shape, wherein a distance between outer sides of cover element flanks 320 of the cover element 310 is equal to or slightly smaller than a distance between inner sides the bottom element flanks 130 of the bottom element is such that the cover element 310 can be inserted between the bottom element flanks 130 for closing the collecting tube 300 and can be welded thereto in order to seal the collecting tube 300 in a fluid-tight manner.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of the collection tube 300 from FIG. 3 with exemplary dimensions. All dimensions shown are indicated by double arrows. Thus, a width 400 of the manifold 300 20 to 40 cm and a height 410 of the manifold 300 8.5 cm. A material thickness 420 of the lid member 310 as the bottom member 100 is dimensioned 1 cm. A distance 430 between inner sides of the bottom element flanks is 4.5 cm, and a clear dimension 440 of the passage 350 is 3 cm. In the illustration in Fig. 4, the manifold 300 is shown with a pushed into the passage 350 coolant tube 450. The dimensions mentioned are given as examples and can be varied.
  • FIG. 5 shows a flowchart of a method 500 for producing a bottom element for a low-height collector tube, according to one exemplary embodiment of the present invention.
  • a bottom member is provided for the manifold and, in a step 520, a female mold is provided in a U-shape with shouldered stop surfaces for receiving the flanks of the bottom member. Steps 510 and 520 may be concurrent.
  • the die and the bottom element are assembled so that the flank ends of the bottom element abut against the abutment surfaces of the die.
  • a step 540 the die-floor element combination is then so opposed aligned with a cutting punch that the cutting punch is directed to an outer side of the bottom element base surface of the bottom element. Then, in a step 550, the cutting punch is pushed through the bottom member base to form one or more through holes in the bottom member base. Finally, in a step 560, the die and the punch are removed from the bottom member
  • openings for the tubes may be punched, i. without "pulling through” a "collar” are produced.
  • the punching process can be done from the inside out.
  • the die can be arranged on the outside to achieve the lowest possible height.
  • the soldering resistance depends on a sufficiently thick material thickness.

Abstract

The present invention relates to a collector pipe (300) for a heat exchanger which has at least one through-opening (350) for receiving a coolant pipe of the heat exchanger, wherein the through-opening (350) is bounded by a collar (360) which is formed from an edge region of the collector pipe (300), said edge region being turned over to form an inner wall of the collector pipe (300), and wherein the collar (360) bears against the inner wall.

Description

Sammelrohr, Wärmetauscher und Verfahren zum Herstellen  Header, heat exchanger and method of manufacture
eines Sammelrohres  a manifold
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Sammelrohr für einen Wärmetauscher, auf einen Wärmetauscher mit einem derartigen Sammelrohr und auf ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Sammelrohres, das beispielsweise im Fahrzeugbereich eingesetzt werden kann. The present invention relates to a manifold for a heat exchanger, to a heat exchanger with such a manifold and to a method for producing such a manifold, which can be used for example in the vehicle sector.
Beim Betrieb einer Batterie, z.B. einer Lithium-Ionen-Batterien, entsteht Verlustwärme, die zur Aufheizung der Batterie führt. Besonders Lithium-Ionen- Batterien altern ab einer bauartbedingten Temperatur deutlich schneller, so dass sich die Lebensdauer der Batterie unerwünscht verkürzen kann. Um diesem Effekt entgegen zu wirken werden daher Batterie-Kühler eingesetzt. When operating a battery, e.g. A lithium-ion batteries, heat loss, which leads to the heating of the battery. Especially lithium-ion batteries age much faster from a design-related temperature, so that the life of the battery can shorten undesirable. To counteract this effect, therefore, battery coolers are used.
Häufig werden Batteriezellen an der Unterseite - Abieiter bzw. Anschlüsse befinden sich demnach oben - mithilfe eines flächigen Kühlers bzw. einer Kühlplatte gekühlt. Der Batteriekühler kann dabei innenliegende Kanäle enthalten, in denen ein Kühlmedium geführt wird. Als Bauweisen sind Konstruktionen aus Rohren bekannt, die in Sammler eingesteckt werden. Weiterhin gibt es Konstruktionen, die aus Schichtblechen oder geprägten Blechen bestehen. Um eine Dichtlötung zwischen Rohren und dem Sammler sicherzustellen, werden üblicherweise "Durchzüge" für die Rohre in den Sammler eingebracht. Häufig besteht ein Sammler aus zwei Halbschalen, dem Boden und dem Deckel, da sich die "Durchzüge" so leichter herstellen lassen. Often battery cells on the bottom - Abieiter or connections are therefore up - cooled by means of a flat radiator or a cooling plate. The battery cooler can contain internal channels, in which a cooling medium is guided. As constructions constructions of pipes are known, which are plugged into collectors. Furthermore, there are constructions that consist of laminated sheets or embossed sheets. To ensure a Dichtlötung between pipes and the collector, usually "passages" are introduced for the pipes in the collector. Often a collector consists of two half-shells, the bottom and the lid, as the "passages" are easier to produce.
Die DE 41 30 517 AI betrifft einen Anschlusskasten, insbesondere für einen Kühlmittelkondensator, der aus einem Bodenteil und einem Deckelteil gebildet wird. Der Boden des Bodenteils ist mit quer verlaufenden, schlitzförmigen Durchzügen für die Flachrohre versehen, wobei die Länge der Durchzüge etwa dem Abstand der Schenkel des Bodenteils entspricht. DE 41 30 517 AI relates to a terminal box, in particular for a coolant condenser, which is formed from a bottom part and a cover part. The bottom of the bottom part is provided with transverse, slot-shaped passages for the flat tubes, wherein the length of the passages corresponds approximately to the distance of the legs of the bottom part.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Sammelrohr für einen Wärmetauscher, einen verbesserten Wärmetauscher sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines Sammelrohres zu schaffen. It is the object of the present invention to provide an improved manifold for a heat exchanger, an improved heat exchanger, and an improved method of manufacturing a manifold.
Diese Aufgabe wird durch ein Sammelrohr, einen Wärmetauscher sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Sammelrohres gemäß den. Hauptansprüchen gelöst. This object is achieved by a manifold, a heat exchanger and a method for producing a manifold according to the. Main claims solved.
Die vorliegende Erfindung basiert auf einer teilvveisen Nutzung von Flanken eines Sammelrohres als Matrize für eine Fertigung von Durchzügen. Dies ermöglicht es, eine Bauhöhe eines Batteriekühlers gering zu halten. The present invention is based on a partially use of flanks of a manifold as a template for a production of passages. This makes it possible to keep a height of a battery cooler low.
Gemäß der hier vorgestellten konstruktiven Lösung kann somit in einer Z- Richtung des Sammelrohres, die einer Richtung einer Bauhöhe des Sammelrohres entsprechen kann, auf eine Matrize für die Herstellung der Durchzüge verzichtet werden. Dies ermöglicht eine möglichst kleine Bauhöhe. According to the structural solution presented here can thus be dispensed in a Z direction of the manifold, which may correspond to a direction of a height of the manifold, to a die for the production of the passages. This allows the smallest possible height.
So kann vorteilhafterweise ein Sammler gefertigt werden, bei dem ein "durchgezogener" Kragen, der eine Dichtlötung des Rohres im Boden bzw. Sammler sicherstellen kann, direkt an einer Außenwand des Bodens bzw. Sammlers anliegt. Ausgehend davon, dass diese hier vorgestellte Bauweise bzw. Vorge- hensweise durch einen durchgezogenen Kragen gekennzeichnet ist» kann, bei gegebener Materialdicke des Bodens und einer Bauhöhe des Flachrohres, eine Fertigung eines besonders flachen Sammelrohres, d.h. eines Sammelrohres mit einer am geringsten möglichen Bauhöhe, erreicht werden. Thus, advantageously, a collector can be made, in which a "solid" collar, which can ensure a Dichtlötung of the tube in the bottom or collector, rests directly against an outer wall of the bottom or collector. Assuming that this type of construction or Hensweise is characterized by a solid collar » can, for a given material thickness of the bottom and a height of the flat tube, a production of a particularly flat manifold, ie a manifold with the lowest possible height, can be achieved.
Gemäß dem hier vorgeschlagenen Ansatz kann also vermieden werden» dass die Matrize, die die kleinst/mögliche Bauform des Sammelrohres bestimmt, sich bei einer wunschgemäß möglichst geringen Bauhöhe nachteilig auf die Bauhöhe auswirken kann. According to the approach proposed here can thus be avoided »that the die, which determines the smallest / possible design of the manifold, can adversely affect the height of a desired as small as possible height.
Somit ermöglichen die hier vorgestellte Anordnung bzw. das hier vorgestellte Verfahren die Herstellung eines Sammlers mit Durchzügen, zur sicheren Dicht- lötung von eingesteckten Rohren, mit möglichst geringer Bauhöhe. Thus, the arrangement presented here or the method presented here make it possible to produce a collector with passages for the reliable sealing soldering of inserted pipes, with the lowest possible overall height.
Die hier vorgeschlagene konstruktive Lösung ermöglicht die Fertigung eines aus Rohren und Sammlern zusammengesetzten Batteriekühlers, bei dem die Bauhöhe des Sammlers ausreichend gering ist, damit der Sammler wie die Rohre ebenfalls unterhalb der Batteriezellen und nicht neben denselben angeordnet werden muss. Auf diese Weise kann Bauraum gespart werden. The constructive solution proposed here makes it possible to produce a battery cooler composed of tubes and collectors, in which the overall height of the collector is sufficiently low so that the collector, like the tubes, also has to be arranged below the battery cells and not next to them. In this way, space can be saved.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Sammelrohr für einen Wärmetauscher, das mindestens eine Durchgangsöffnung zum Aufnehmen eines Kühlmittelrohres des Wärmetauschers aufweist, wobei die Durchgangsöffnung durch einen Kragen begrenzt ist, der aus einem zu einer Innenwand des Sammelrohres hin umgeschlagenen Randbereich des Sammelrohres gebildet ist, wobei der Kragen an der Innenwand anliegt. The present invention provides a header for a heat exchanger having at least one through hole for receiving a coolant tube of the heat exchanger, wherein the through hole is bounded by a collar which is formed from an edge of the header pipe turned towards an inner wall of the header, wherein the collar rests against the inner wall.
Der Wärmetauscher kann beispielsweise zur Kühlung einer elektrochemischen Energiespeichereinheit wie einer Lithium-Ionen-Batterie eingesetzt werden. Der Wärmetauscher kann z.B. zwei Sammelrohre aufweisen, zwischen denen eine Mehrzahl von Kühlmittelrohren verlaufen, die fluidisch mit den Sammelbehältern kommunizieren. So kann ein Sammelrohr zum Zuführen von gekühltem Kühl- fluid zu den Kühlmittelrohren dienen und das weitere Sammelrohr zum Abführen von durch einen Wärmetausch mit der elektrochemischen Energiespeichereinheit erwärmtem Kühlfluid aus den Kühlmittelrohren dienen. Zusätzlich können die Sammelrohre auch zum Steuern einer Richtung des Kühlfluidstroms durch die einzelnen Kühlmittelrohre verwendet werden. Das Sammelrohr kann als ein länglicher Behälter mit z.B. einem runden oder rechteckigen Querschnitt ausgebildet sein. Die mindestens eine Durchgangsöffnung kann dabei in einer Längsseite des Sammelrohres angeordnet sein. Darüber hinaus kann das Sammelrohr eine weitere Öffnung zum Zu- oder Abführen des Kühlfiuids zu dem bzw, aus dem Sammelrohr aufweisen. Die mindestens eine Durchgangsöffnung kann eine Form aufweisen, die einer Umfangskontur des aufzunehmenden Kühlmittelrohres entspricht. Im Allgemeinen wird das verwendete Kühlmittelrohr fluiddicht mit dem Sammelrohr verbunden, indem ein Ende des Kühlmittelrohres in die Durchgangsöffnung eingesteckt wird und die aneinander angrenzenden Materialbereiche anschließend fluiddicht miteinander verbunden werden, z.B. mittels eines Schweißprozesses. Um diese Verbindung zwischen dem Sammelrohr und dem Kühlmittelrohr zu vereinfachen und zu verbessern, ist der Kragen vorgesehen. Aufgrund der Tatsache, dass hier der Kragen innen an der Sammelrohrwand anliegt, kann die Bauhöhe des Sammelrohres, und damit des Wärmetauschers, in dem ein derartiges Sammelrohr eingesetzt wird, auf ein Minimum reduziert werden. Die Durchgangsöffnung kann auch als „Durchzug" bezeichnet werden, da der Kragen mittels eines„Durchziehens" von Sarnmelrohrmatehal von außen nach innen in Richtung eines Sammelrohrinne- ren gebildet werden kann. The heat exchanger can be used for example for cooling an electrochemical energy storage unit such as a lithium-ion battery. The heat exchanger may, for example, have two manifolds, between which run a plurality of coolant tubes that communicate fluidically with the reservoirs. Thus, a collecting pipe for supplying cooled cooling Serve fluid to the coolant tubes and serve the other manifold for discharging heated by a heat exchange with the electrochemical energy storage unit cooling fluid from the coolant tubes. In addition, the headers may also be used to control a direction of the flow of cooling fluid through the individual coolant tubes. The manifold may be formed as an elongated container with, for example, a round or rectangular cross-section. The at least one passage opening can be arranged in a longitudinal side of the manifold. In addition, the collecting tube can have a further opening for supplying or removing the cooling fluid to or from the collecting tube. The at least one passage opening may have a shape which corresponds to a circumferential contour of the coolant pipe to be accommodated. In general, the coolant tube used is fluid-tightly connected to the collecting tube by inserting one end of the coolant tube into the passage opening and then connecting the adjoining material regions to one another in a fluid-tight manner, for example by means of a welding process. To simplify and improve this connection between the manifold and the coolant tube, the collar is provided. Due to the fact that here the collar rests on the inside of the collecting tube wall, the overall height of the collecting tube, and thus of the heat exchanger in which such a collecting tube is used, can be reduced to a minimum. The passage opening can also be referred to as a "passage", since the collar can be formed by means of a "pull-through" of Sarnmelrohrmatehal from outside to inside in the direction of a Sammelrohrein- ren.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Sammelrohr ein Bodenelement und ein fluiddicht mit dem Bodenelement verbundenes Deckelelement aufweisen. Dabei kann die Durchgangsöffnung in dem Bodenelement angeordnet sein. Diese Ausführungsform einer zweiteiligen Bauweise ist dahingehend vorteilhaft, dass die Durchgangsöffnung einfacher hergestellt werden kann. So kann zunächst das Bodenelement mit zumindest einer Durchgangsöffnung versehen werden und anschließend kann das Bodenelement auf einer der zumindest ei- nen Durchgangsöffnung gegenüberliegenden Seite mit dem Deckelelement verschlossen werden. Dabei kann das Deckelement in das Bodenelement hinein geschoben werden. So können Produktionszeit und -kosten eingespart werden. According to one embodiment, the collecting tube may have a base element and a cover element which is connected in a fluid-tight manner to the base element. In this case, the passage opening can be arranged in the bottom element. This embodiment of a two-part construction is advantageous in that the passage opening can be made easier. Thus, first of all, the floor element can be provided with at least one passage opening and subsequently the floor element can be provided on one of the at least one NEN through opening opposite side are closed with the lid member. In this case, the cover element can be pushed into the bottom element. This saves production time and costs.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Bodenelement eine Bodenelementgrundfläche und zwei gegenüberliegende Bodenelementflanken aufweisen, Das Deckelelement kann eine Deckelelementgrundfläche und zwei gegenüberliegenden Deckelelementflanken aufweisen. Die Deckelelementflanken können zwischen den Bodenelementflanken angeordnet und fluiddicht mit den Bodenelementflanken verbunden sein. Hier handelt es sich um eine besonders einfache und kostengünstige Bauweise für das Sammelrohr, da sowohl für das Bodenelement als auch für das Deckelelement preisgünstige und auf dem Markt leicht und in allen Größen verfügbare C-Profile eingesetzt werden können, die durch einfaches Zusammenstecken zu dem Sammelrohr gefügt werden können. According to a further embodiment, the bottom element may have a bottom element base surface and two opposing bottom element flanks. The cover element may have a cover element base surface and two opposing cover element flanks. The cover element flanks can be arranged between the bottom element flanks and connected in a fluid-tight manner to the bottom element flanks. This is a particularly simple and inexpensive construction for the manifold, since both the bottom element and the lid member inexpensive and easily available in the market and in all sizes C-profiles can be used by simply plugging together to the manifold can be joined.
Beispielsweise können die Bodenelementflanken und die Bodenelementgrundfläche und die Deckelelementgrundfläche Außenwände des Sammelrohres bilden. Diese Äusführungsform kann vorteilhafterweise besonders schnell und kostengünstig gefertigt werden, da lediglich die Schritte des Fügens des Bodenelements und des Deckelelements und anschließend des Verbindens beider, z.B. mittels eines einfachen Schweißprozesses, durchgeführt werden brauchen. For example, the bottom element flanks and the bottom element base surface and the lid element base surface may form outer walls of the collection tube. This embodiment can advantageously be made particularly quickly and inexpensively, since only the steps of joining the bottom element and the cover element and then connecting both, e.g. need to be performed by means of a simple welding process.
Der Kragen kann einen Gesamtumfang der Durchgangsöffnung umgeben. So kann aufgrund der Materialredundanz entlang des gesamten Umfangs der Durchgangsöffnung eine besonders robuste und dauerhafte fluiddichte Verbindung zwischen dem Kühlmittelrohr und dem Sammelrohr geschaffen werden. The collar may surround an entire circumference of the through opening. Thus, due to the material redundancy along the entire circumference of the passage opening a particularly robust and durable fluid-tight connection between the coolant tube and the manifold can be created.
Gemäß einer Ausführungsform kann die Durchgangsöffnung eine Rechteckform aufweisen. Beispielsweise kann die Durchgangsöffnung so angeordnet sein, dass lange Seiten der rechteckigen Durchgangsöffnung parallel zu den Bodenelementflanken verlaufen. Diese Ausführungsform kommt einer niedrigen Bauhöhe des Sammelrohres sehr entgegen. Ferner ist das hier vorgestellte Sammelrohr so vorteilhafterweise besonders universell einsetzbar, da ein Außen umfang besonders häufig verwendeter Kühimittelrohre eine rechteckförmige Außen umfangskontur aufweist. Mit dieser Bauweise kann besonders bauraumsparend gefertigt werden. According to one embodiment, the passage opening may have a rectangular shape. For example, the passage opening may be arranged such that that long sides of the rectangular passage opening are parallel to the bottom element edges. This embodiment is a low height of the manifold very contrary. Furthermore, the collection tube presented here is advantageously particularly universally applicable, since an outer circumference of frequently used Kühimittelrohre has a rectangular outer peripheral contour. With this design can be made particularly space-saving.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Sammelrohr eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweisen. Diese können benachbart zueinander entlang einer Längserstreckung der Bodenelementgrundfläche angeordnet sein, Beispielsweise können die Durchgangsöffnungen in einer Reihe nebeneinander und gleichmäßig beabstandet voneinander in der Bodenelementgrundfläche angeordnet sein. So kann vorteilhafterweise auch bei einer geringen Bauhöhe des Sammelrohres ein für die Funktionalität des Wärmetauschers ausreichender Kühlfluidfluss gewährleistet werden. According to a further embodiment, the collecting tube may have a plurality of passage openings. These may be arranged adjacent to each other along a longitudinal extension of the base element base. For example, the through holes may be arranged in a row next to one another and evenly spaced from each other in the base element base. Thus, advantageously, even with a low overall height of the collecting tube, a cooling fluid flow sufficient for the functionality of the heat exchanger can be ensured.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner einen Wärmetauscher mit folgenden Merkmalen: ein erstes Sammelrohr gemäß einer der vorangegangenen Ausführungsformen; ein zweites Sammelrohr gemäß einer der vorangegangenen Ausführungsformen; und mindestens ein Kühlmittelrohr, wobei das Kühlmittelrohr zwischen dem ersten Sammelrohr und dem zweiten Sammelrohr angeordnet und fluiddicht mit dem Kragen des ersten Sammelrohres und dem Kragen des zweiten Sammelrohres verbunden ist. The present invention further provides a heat exchanger having the following features: a first manifold according to one of the preceding embodiments; a second manifold according to one of the preceding embodiments; and at least one coolant tube, wherein the coolant tube is disposed between the first manifold and the second manifold and fluidly connected to the collar of the first manifold and the collar of the second manifold.
Beispielsweise kann der Wärmetauscher eine Mehrzahl von zwischen dem ersten und dem zweiten Sammelrohr parallel angeordneten Kühlmittelrohren um- fassen. Ein derartiger Wärmetauscher kann beispielsweise in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug zur Kühlung des Antriebsakkumulators eingesetzt werden. Alternativ kann auch nur einer der Sammler entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt sein. For example, the heat exchanger can convert a plurality of coolant tubes arranged in parallel between the first and the second manifold. believe it. Such a heat exchanger can be used for example in an electric or hybrid vehicle for cooling the drive battery. Alternatively, only one of the collectors may be configured according to an embodiment of the present invention.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Wärmetauscher eine Wärmetauscherfläche zum Anordnen mindestens einer Batterie auf der Wärmetauscherfiäche auf. Dabei kann sich die Wärmetauscherfiäche über das mindestens eine Kühlmittelrohr, zumindest einen Teilbereich des ersten Sammelrohrs und zumindest einen Teilbereich des zweiten Sammelrohrs erstrecken. Die Wärmetauscherfiäche kann durch Wandbereiche der Sammelrohre sowie Wandbereiche der Kühlmittelrohre gebildet werden, Alternativ kann die Wärmetauscherfiäche durch eine zusätzliche Platte gebildet werden, die auf einem Wandbereich der Sammelrohre und zusätzlich oder alternativ auf Wandbereichen der Kühlmittelrohre aufliegt. Dabei kann sich die Wärmetauscherfiäche über eine gesamte Länge des Kühlmittelrohrs und eine gesamte Breite eines oder beider Sammelrohre in Richtung einer Längserstreckungsrichtung des Kühlmittelrohrs erstrecken. Entsprechend kann sich die Wärmetauscherfiäche nur über eines der Sammelrohre erstrecken. Indem die Wärmetauscherfiäche zur Aufnahme zumindest einer Batterie geeignet ist, kann die zumindest eine Batterie auch im Bereich der Sammelrohre angeordnet werden. Es kann somit die gesamte flächige Ausdehnung des Wärmetauschers als Wärmetauscherfiäche zur Batteriekühlung eingesetzt werden. According to one embodiment, the heat exchanger has a heat exchanger surface for arranging at least one battery on the heat exchanger surface. In this case, the heat exchanger surface may extend over the at least one coolant tube, at least a portion of the first manifold and at least a portion of the second manifold. The Wärmetauscherfiäche can be formed by wall portions of the manifolds and wall portions of the coolant tubes, Alternatively, the Wärmetauscherfiäche can be formed by an additional plate which rests on a wall portion of the manifolds and additionally or alternatively on wall portions of the coolant tubes. In this case, the heat exchanger surface can extend over an entire length of the coolant tube and an entire width of one or both manifolds in the direction of a longitudinal direction of extension of the coolant tube. Accordingly, the heat exchanger surface may extend only over one of the manifolds. By the Wärmetauscherfiäche is suitable for receiving at least one battery, the at least one battery can also be arranged in the region of the headers. It can thus be used as Wärmetauscherfiäche for battery cooling the entire areal extent of the heat exchanger.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Sammelrohres für einen Wärmetauscher, das die folgenden Schritte aufweist: The present invention further provides a method of manufacturing a manifold for a heat exchanger, comprising the following steps:
Bereitstellen eines Bodenelements für das Sammelrohr, wobei das Bodenelement eine Bodenelementgrundfläche und zwei gegenüberliegende Bodenelementflanken aufweist; Bereitstellen einer u-förmigen Matrize mit zwei gegenüberliegenden Schenkeln, wobei je eine Innenwand der Schenkel einen Absatz zur Bildung einer Anschlagfläche für die Bodenefementflanken des Bodenelements aufweist; Providing a bottom member for the manifold, the bottom member having a bottom member base and two opposing bottom member flanks; Providing a U-shaped female mold with two opposite legs, wherein each of an inner wall of the legs has a shoulder for forming a stop surface for the Bodenefementflanken the floor element;
Zusammenfügen der Matrize und des Bodenelements, wobei die Bodenelementflanken des Bodenelements an den Anschlagflächen der Matrize zum Anliegen kommen; Assembling the die and the bottom member, wherein the bottom member flanks of the bottom member come to rest against the abutment surfaces of the die;
Ausrichten der Matrize und des Bodenelements gegenüber einem Schneidstempel, derart, dass der Schneidstempel zum Bilden der mindestens einen Durchgangsöffnung auf eine Außenseite der Bodenelementgrundfläche des Bodenelements gerichtet ist; Aligning the die and the bottom member with a cutting punch, such that the cutting punch is directed toward an outside of the bottom member base surface of the bottom member to form the at least one through hole;
Hindurchdrücken des Schneidstempels durch die Bodenelementgrundfläche, um die mindestens eine Durchgangsöffnung zu bilden, wobei ein Randbereich des Sammelrohres zu einer Innenwand des Sammelrohres hin umgeschlagen wird und an der Innenwand zum Anliegen kommt; und Pressing the cutting punch through the bottom member base to form the at least one through hole, wherein an edge portion of the header is turned to an inner wall of the header and abuts against the inner wall; and
Entfernen der Matrize und des Schneidstempels von dem Bodenelement. Removing the die and the punch from the floor element.
Das Verfahren kann beispielsweise von einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine durchgeführt werden. Die Matrize kann z.B. aus einem Metall mit hoher Festigkeit gebildet sein. Ein Abstand zwischen Schenkeln der Matrize kann einem Abstand zwischen den Bodenelementflanken des Bodenelements entsprechen. Die durch die Absätze gebildeten Anschlagflächen können Auflageflächen der Bodenelementflanken entsprechen. Bei dem Schneidstempel kann es sich um ein Werkzeug mit einer scharfkantigen Spitze handeln, das eine ausreichende Festigkeit aufweist, um das Material der Bodenelementgrundfläche zu durchschneiden. In dem Schritt des Ausrichtens kann der Schneidstempel auf eine Mitte der Bodenelementgrundfläche bezüglich der Bodenelementflanken ausgerichtet werden. Das Hindurchdrücken des Schneidstempels kann in einer Vorschubrichtung zu einem Joch der Matrize hin erfol- gen. Der Schneidstempei kann eine ausreichende Materialstärke aufweisen, um mit der Durchdringung der Bodenelementgrundfläche den umgeschlagenen bzw. durchgezogenen Randbereich des Sammelrohres an die Innenwand des Sammelrohres anzudrücken, so dass dieser dort zum Anliegen kommt. The method may, for example, be performed by a numerically controlled machine tool. For example, the die may be formed of high strength metal. A distance between legs of the die may correspond to a distance between the bottom element flanks of the bottom element. The stop surfaces formed by the paragraphs may correspond to bearing surfaces of the bottom element edges. The cutting punch may be a tool having a sharp point that has sufficient strength to cut through the material of the bottom element base. In the aligning step, the cutting punch can be aligned with a center of the bottom member base with respect to the bottom member flanks. The pressing of the cutting punch can take place in a feed direction towards a yoke of the die. The cutting nozzle can have a sufficient material thickness in order to press the folded or continuous edge region of the collecting tube against the inner wall of the collecting tube with the penetration of the base element base surface so that it comes into contact there.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Deckelelements für das Sammelrohr aufweisen. Dabei kann das Deckelelement eine Deckelelementgrundfläche und zwei gegenüberliegenden Deckelelementflanken aufweisen. Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Einschiebens der Decketeiementfianken zwischen die Bodenelementflanken des Bodenelements und des fluiddichten Verbindens der Deckelelementflanken mit den Bodenelementflanken aufweisen. Vorteilhafterweise ermöglicht diese Ausführungsform des Verfahrens eine besonders schnelle und einfache Fertigung des Sammelrohres. According to one embodiment, the method may comprise a step of providing a cover element for the collection tube. In this case, the cover element may have a cover element base surface and two opposite cover element flanks. Further, the method may include a step of inserting the cover element flanges between the bottom element flanks of the bottom element and the fluid-tight connection of the cover element flanks to the bottom element flanks. Advantageously, this embodiment of the method allows a particularly quick and easy production of the manifold.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Advantageous embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Fig. 1A eine Prinzipdarstellung eines Verfahrensschritts zur Herstellung von 1A is a schematic diagram of a method step for the production of
Durchzügen eines Sammelrohres;  Pulling through a collecting pipe;
Fig. 1 B eine Prinzipdarstellung eines weiteren Verfahrensschritts zur Herstellung von Durchzügen eines Sammelrohres; FIG. 1B is a schematic representation of a further method step for producing passages of a collecting tube; FIG.
Fig. 2A eine Prinzipdarstellung eines Verfahrensschritts zur Herstellung von 2A is a schematic diagram of a method step for the production of
Durchzügen eines Sammelrohres, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;  Passing through a manifold, according to an embodiment of the present invention;
Fig. 2B eine Prinzipdarstellung eines weiteren Verfahrensschritts zur Herstellung von Durchzügen eines Sammelrohres, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Sammelrohres mit geringer Bauhöhe, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2B is a schematic diagram of a further method step for producing passages of a collecting tube, according to an embodiment of the present invention; 3 is a perspective view of a collecting tube with a low overall height, according to an embodiment of the present invention;
Fig. 4 eine Schnittdarstellung des Sammelrohres aus Fig. 3 mit beispielhaften Abmessungen, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 4 is a sectional view of the collection tube of FIG. 3 with exemplary dimensions, according to an embodiment of the present invention; and
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung eines Sammelrohres mit geringer Bauhöhe, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 5 is a flowchart of a method for producing a low-height manifold, according to an embodiment of the present invention.
In der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Zeichnungen dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente weggelassen wird. In the following description of the preferred embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various drawings and similar, and a repeated description of these elements will be omitted.
Anhand der nachfolgenden Figuren werden Bauformen von Sammelrohren bzw. Verfahrensschritte zur Herstellung von derartigen Sammelrohren vorgestellt, bei denen die "Durchzüge" stets in den "Boden" eingebracht sind bzw. werden. Dabei wird z.B. Material durch einen Schneidstempel nach innen in eine Matrize umgeformt. Prinzipiell ist auch eine Ausformung von Durchzügen in einem Deckel eines Sammelrohres realisierbar. Unter dem Durchzug ist eine Durchgangsöffnung zu versehen, die dadurch charakterisiert ist, dass ein Randbereich der Durchgangsöffnung nach innen, hier in einen Innenraum des Bodens bzw. Sammelrohres hinein, umgebogen bzw. umgeschlagen ist. On the basis of the following figures, designs of headers or process steps for the production of such headers are presented in which the "passages" are always introduced into the "bottom" or are. In doing so, e.g. Material formed by a cutting punch inside in a die. In principle, a formation of passages in a cover of a manifold can be realized. Under the passage, a passage opening is to be provided, which is characterized in that an edge region of the passage opening to the inside, here in an interior of the floor or manifold into, is bent or turned over.
Anhand der Figuren 1A und 1 B soll eine Herstellung von Durchzügen für Rohre im Boden eines Sammelrohres erläutert werden. Fig. 1A zeigt eine Prinzipdarstellung eines Verfahrensschritts zur Herstellung von Durchzügen bzw. Durchgangsöffnungen eines Sammelrohres. Die Durchzüge werden in einem Bodenelement des Sammelrohres gebildet. Fig. 1A zeigt in einer Querschnittdarstellung eine Anordnung aus einem Bodenelement 100 eines Sammelrohres, einer Matrize 110 und einem Schneidstempel 120, Die in der Darstellung gezeigte Anordnung ist beispielweise realisierbar, indem der Boden 100 mit der Matrize 110 in ein Werkzeug eingespannt und gegenüber dem Stempel 120 geeignet positioniert wird. Die Darstellung in Fig. 1A zeigt, dass sowohl das Bodenelement 100 als auch die Matrize 110 eine U-Form aufweisen. Dabei sind Bodenelementflanken 130 so auf Schenke! der Matrize 110 aufgesteckt, dass der Boden 100 gegenüber der Matrize 1 10 fest positioniert ist. Endbereiche der Schenkel der Matrize 110 liegen an einer Bodenelementgrundfläche 140 des Bodenelements 100 an. With reference to the figures 1A and 1B, a production of passages for pipes in the bottom of a manifold will be explained. 1A shows a schematic representation of a method step for producing passages or passage openings of a collecting tube. The passages are formed in a bottom element of the manifold. 1A shows a cross-sectional view of an arrangement comprising a bottom element 100 of a collection tube, a die 110 and a cutting punch 120. The arrangement shown in the illustration can be realized, for example, by clamping the base 100 with the die 110 into a tool and opposite the punch 120 is suitably positioned. The illustration in FIG. 1A shows that both the bottom element 100 and the die 110 have a U-shape. Here Bodenelementflanken 130 are so on tavern! attached to the die 110, that the bottom 100 against the die 1 10 is firmly positioned. End regions of the legs of the die 110 rest against a bottom element base surface 140 of the bottom element 100.
Fig. 1 B zeigt einen auf den in Fig. 1A gezeigten folgenden Verfahrensschritt zur Herstellung eines Bodenelements mit Durchzügen für einen Batteriekühler. Hier hat der Stempel 120 die Bodenelementgrundfläche 140 des Bodenelements 100 durchschnitten. Verursacht durch eine Vorschubrichtung des Schneidstempels 120 in Richtung eines Innenbereichs der Matrize 110 wurde ein Randbereich des geschnittenen Bodenflächenmaterials entsprechend einer Umfangs- geometrie des Stempels 120 um die Endbereiche der Schenkel der Matrize 110 herum gebogen und mit in den Innenbereich der Matrize 110 gezogen. Wie die Darstellung in Fig. 1 B zeigt, bildet der Randbereich des Schnitts einen innenliegenden Kragen um die Durchgangsöffnung herum. Die Darstellung zeigt, dass eine Höhe der Matrize 110 eine durch einen Doppelpfeil gekennzeichnete Bauhöhe 170 in einer Z-Richtung des zu fertigenden Sammelrohres bestimmt. FIG. 1B shows a subsequent process step shown in FIG. 1A for producing a bottom element with passages for a battery cooler. Here, the punch 120 has cut through the bottom element base 140 of the bottom element 100. Due to a feed direction of the cutting punch 120 toward an inner portion of the die 110, an edge portion of the cut bottom face material corresponding to a circumferential geometry of the punch 120 was bent around the end portions of the legs of the die 110 and drawn into the inner portion of the die 110. As the illustration in FIG. 1B shows, the edge region of the cut forms an inner collar around the passage opening. The illustration shows that a height of the die 110 determines a height 170 indicated by a double arrow in a Z-direction of the collecting tube to be manufactured.
Die Figuren 2A und 2B zeigen eine Hersteilung von Durchzügen für Rohre im Boden eines Sammelrohres gemäß einem Ausführungsbeispie! der vorliegenden Erfindung. Die Darstellungen in den Figuren 2A und 2B entsprechen denen aus den Figuren 1A und 1 B mit dem Unterschied, dass eine anders geformte Matrize 110 verwendet wird und das Bodenelement 100 eine geringere Höhe aufweist. Die hier verwendete u-förmige Matrize 110 weist an den Innenseiten jedes Schenkels je einen Absatz zur Bildung von Anschlagflächen 200 für die Bodenelementflanken 130 des Bodenelements 100 auf. So brauchen die Bodenelementflanken 130 also nicht, wie in den Figuren 1A und 1 B gezeigt, auf die Schenkel der Matrize 110 aufgesteckt werden, sondern können an die Anschlagflächen 200 an den Innenseiten der Schenkel angelegt werden, wie es in der Darstellung in Fig. 2A gut zu erkennen ist. Über die Anschlagflächen 200 sich hinaus erstreckende Innenflächen der Schenkel der Matrize 110 liegen an Außenflächen der Bodenelementflanken 130 an. Die Bodenelementflanken 130 können vollständig in die Matrize 1 10 eingeführt sein. Endbereiche der Bodenelementflanken 130 liegen an den Anschlagflächen 200 der Matrize 1 10 an. Eine Höhe der Anschlagflächen 200 kann einer Dicke der Bodenelementflanken 130 entsprechen. FIGS. 2A and 2B show a production of passages for pipes in the bottom of a collecting pipe according to an embodiment. of the present invention. The illustrations in FIGS. 2A and 2B correspond to those from FIGS. 1A and 1B, with the difference that a differently shaped die 110 is used and the bottom element 100 is a smaller height having. The U-shaped female mold 110 used here has on each of the inner sides of each leg a shoulder for the formation of abutment surfaces 200 for the floor element flanks 130 of the floor element 100. Thus, the bottom element flanks 130 need not, as shown in Figures 1A and 1B, are attached to the legs of the die 110, but can be applied to the stop surfaces 200 on the inner sides of the legs, as in the illustration in Fig. 2A easy to recognize. Inner surfaces of the legs of the female mold 110 that extend beyond the abutment surfaces 200 bear on outer surfaces of the floor element flanks 130. The bottom element flanks 130 can be completely inserted into the die 1 10. End regions of the bottom element flanks 130 abut against the abutment surfaces 200 of the die 1 10. A height of the stop surfaces 200 may correspond to a thickness of the bottom element edges 130.
Der Schneidstempel 120 ist gegenüber einer Außenfläche eines Mittelbereichs der Bodenelementgrundfläche 140 des Bodenelements 100 angeordnet. Der Schneidstempel 120 kann ausgebildet sein, um lediglich einen Durchzug in der Bodenelementgrundfläche 140 herzustellen. Alternativ kann der Schneidstempel 120 auch ausgebildet sein, um eine Mehrzahl von Durchzügen zu bilden, oder es kann eine Mehrzahl von Schneidstempeln 120 vorhanden sein, von denen jeder einzelne jeweils einen Durchzug in dem Bodenelement 100 bilden kann. Die gefertigten Durchzüge können auf einer Linie liegen. Die Durchzüge können gleichmäßig voneinander beabstandet sein. The cutting punch 120 is disposed opposite to an outer surface of a central portion of the bottom member base 140 of the bottom member 100. The cutting punch 120 may be configured to produce only a draft in the bottom element base 140. Alternatively, the cutting punch 120 may also be formed to form a plurality of punctures, or there may be a plurality of cutting punches 120, each of which may each form a passage in the bottom member 100. The manufactured passages can lie on one line. The passages can be evenly spaced from each other.
Fig. 2B zeigt einen auf den in Fig. 2A gezeigten folgenden Verfahrensschritt zur Herstellung eines Bodenelements mit Durchzügen für einen Batteriekühler. Hier hat der Stempel 120 die Bodenelementgrundfläche des Bodenelements 100 durchschnitten, Verursacht durch eine Vorschubrichtung des Schneidstempels 120 in Richtung eines Innenbereichs der Matrize 1 10 wurde ein Randbereich des geschnittenen Bodenflächenmaterials entsprechend einer Umfangsgeomet- rie des Stempels 120 nach innen herum gebogen und mit in einen Innenbereich des Bodens 100 gezogen, Nach Entfernung des Stempels 120 ist die Bildung mindestens einer Durchgangsöffnung bzw. eines Durchzugs in dem Bodenelement 100 abgeschlossen. FIG. 2B shows a subsequent process step, shown in FIG. 2A, for producing a bottom element with passages for a battery cooler. Here, the punch 120 has cut through the bottom member bottom surface of the bottom member 100. Caused by a feed direction of the cutting punch 120 toward an inner portion of the die 10, an edge portion of the cut bottom sheet material has been bent inward in accordance with a circumferential geometry of the punch 120 and into an inner portion of the bottom 100 pulled, After removal of the punch 120 is the formation at least one passage opening or a passage in the bottom element 100 completed.
Wie die Darstellung in Fig. 2B zeigt, bildet der Randbereich des durch den Stempel 120 gebildeten Schnitts einen innen liegende Kragen um die Durch- gangsöffnung herum. Der innen liegende Kragen grenzt in einem Überlappungsbereich an eine Innenseite der nun verkürzten Bodenelementflanken 130 an. Somit weist der Boden 100 im Bereich der Durchgangsöffnung eine Dicke auf, die sich aus einer Dicke des Kragens und einer Dicke der mit dem Kragen überlappenden und sich in ihrer ursprünglichen Position befindenden Bereiche der Bodenelementflanken 130 bestimmt wird. Somit weist der Boden 100 im Bereich der Durchgangsöffnung eine Dicke auf, die einer doppelten Materialstärke der Bodenelementflanken 130 entspricht. Die Darstellung zeigt, dass eine Höhe des Bodens 100 eine durch einen Doppelpfeil gekennzeichnete Bauhöhe 170 in einer Z-Richtung des zu fertigenden Sammelrohres bestimmt. As the illustration in FIG. 2B shows, the edge region of the cut formed by the punch 120 forms an inner collar around the passage opening. The inner collar adjoins an inside of the now shortened bottom element edges 130 in an overlapping region. Thus, the bottom 100 has a thickness in the region of the passage opening, which thickness is determined from a thickness of the collar and a thickness of the regions of the bottom element flanks 130 which overlap with the collar and are in their original position. Thus, the bottom 100 in the region of the passage opening has a thickness which corresponds to a double material thickness of the bottom element edges 130. The illustration shows that a height of the floor 100 determines a height 170 indicated by a double arrow in a Z-direction of the collecting pipe to be manufactured.
Diese Konstruktion der Matrize 110 ermöglicht es, dass die Matrizenschenkel beim Bildungsprozess des oder der Durchgangsöffnungen insbesondere bei der Formung des Kragens nicht im Weg sind. So kann, wie es in Fig. 2B deutlich gezeigt ist, ein deutlich flacherer Kragenbereich geformt werden. Entsprechend ist die Bauhöhe 170 des gemäß dem anhand von Fig. 2B gezeigten Verfahren geformten Bodenelements 100 geringer als die des in Fig. 1 B gezeigten. Auf einer äußeren Oberfläche zumindest einer der Bodenelementflanken 130 kann eine Batterie angeordnet werden. This construction of the die 110 allows the die legs to be out of the way in the formation process of the passage orifices, particularly during the formation of the collar. Thus, as clearly shown in Fig. 2B, a much flatter collar portion can be formed. Correspondingly, the overall height 170 of the bottom element 100 shaped according to the method shown with reference to FIG. 2B is less than that of that shown in FIG. 1B. On an outer surface of at least one of the bottom element edges 130, a battery can be arranged.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Sammelrohres 300 mit möglichst geringer Bauhöhe und Durchzügen für Flachrohre, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Sammelrohr 300 weist ein gemäß dem in Figuren 2A und 2B gezeigten Verfahren gefertigtes Bodenelement 100 und ein Deckelelement 310 auf. Das in Fig. 3 gezeigte Bodenelement 100 umfasst vier rechteckig geformte Durchzüge bzw. Durchlassöffnungen 350, von denen der Übersichtlichkeit halber lediglich eines mit einem Bezugszeichen versehen ist. In der Darstellung in Fig. 3 ist deutlich zu erkennen, dass der jeweilige Kragen 360 um die Durchzüge 350 herum umlaufend ist. Die Durchzüge 350 sind zum Anschluss von Kühlmittlerohren in Flachbauweise an das Sammelrohr 300 geeignet Das Deckelelement 310 ist wie das Bodenelement 100 in U-Form gebildet, wobei ein Abstand zwischen Außenseiten von Deckelelementflanken 320 des Deckelelements 310 gleich bzw. geringfügig kleiner als ein Abstand zwischen Innenseiten der Bodenelementflanken 130 des Bodenelements ist, so dass das Deckelement 310 zur Schließung des Sammelrohres 300 zwischen den Bodenelementflanken 130 eingeschoben und mit diesen verschweißt sein kann, um das Sammelrohr 300 fluiddicht abzuschließen. Fig. 3 shows a perspective view of a manifold 300 with the lowest possible height and passages for flat tubes, according to an embodiment of the present invention. The collecting tube 300 has a bottom element 100 manufactured according to the method shown in FIGS. 2A and 2B and a cover element 310. The bottom element 100 shown in FIG. 3 comprises four rectangular-shaped passages or through-openings 350, of which, for the sake of clarity, only one with a reference number is provided. In the illustration in FIG. 3, it can be clearly seen that the respective collar 360 is circumferential around the passages 350. The passages 350 are suitable for connecting coolant tubes in a flat construction to the manifold 300. The cover element 310 is formed like the bottom element 100 in a U-shape, wherein a distance between outer sides of cover element flanks 320 of the cover element 310 is equal to or slightly smaller than a distance between inner sides the bottom element flanks 130 of the bottom element is such that the cover element 310 can be inserted between the bottom element flanks 130 for closing the collecting tube 300 and can be welded thereto in order to seal the collecting tube 300 in a fluid-tight manner.
Fig. 4 zeigt in einer Querschnittansicht das Sammelrohr 300 aus Fig. 3 mit beispielhaften Abmessungen. Alle dargestellten Maße sind mittels Doppelpfeilen gekennzeichnet. So beträgt eine Breite 400 des Sammelrohres 300 20 bis 40 cm und eine Höhe 410 des Sammelrohres 300 8,5 cm. Eine Materialstärke 420 des Deckelelements 310 wie des Bodenelements 100 ist mit 1 cm bemessen. Ein Abstand 430 zwischen Innenseiten der Bodenelementflanken beträgt 4,5 cm, und ein lichtes Maß 440 des Durchzugs 350 beträgt 3 cm. In der Darstellung in Fig. 4 ist das Sammelrohr 300 mit einem in den Durchzug 350 eingeschobenen Kühlmittelrohr 450 gezeigt Die genannten Maße sind beispielhaft genannt und können variiert werden. 4 shows a cross-sectional view of the collection tube 300 from FIG. 3 with exemplary dimensions. All dimensions shown are indicated by double arrows. Thus, a width 400 of the manifold 300 20 to 40 cm and a height 410 of the manifold 300 8.5 cm. A material thickness 420 of the lid member 310 as the bottom member 100 is dimensioned 1 cm. A distance 430 between inner sides of the bottom element flanks is 4.5 cm, and a clear dimension 440 of the passage 350 is 3 cm. In the illustration in Fig. 4, the manifold 300 is shown with a pushed into the passage 350 coolant tube 450. The dimensions mentioned are given as examples and can be varied.
Fig.. 5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zur Herstellung eines Bodenelements für ein Sammelrohr mit geringer Bauhöhe, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In einem ersten Schritt 510 wird ein Bodenelement für das Sammelrohr bereitgestellt, und in einem Schritt 520 wird eine Matrize in U-Form mit durch Absätze gebildeten Anschlagflächen zum Aufnehmen der Flanken des Bodenelements bereitgestellt. Die Schritte 510 und 520 können gleichzeitig erfolgen. In einem folgenden Schritt 530 werden die Matrize und das Bodenelement so zusammengefügt, dass die Flankenenden des Bodenelements an den Anschlagflächen der Matrize anliegen. In einem Schritt 540 wird die Matrize-Bodenelement-Kombination dann so gegenüber einem Schneidstempel ausgerichtet, dass der Schneidstempel auf eine Außenseite der Bodenelementgrundfläche des Bodenelements gerichtet ist. Dann wird in einem Schritt 550 der Schneidstempel durch die Bodenelementgrundfläche hindurchgedrückt, um eine oder mehrere Durchgangsöffnungen in der Bodenelementgrundfläche zu bilden. Schließlich werden in einem Schritt 560 die Matrize und der Schneidstempel von dem Bodenelement entfernt FIG. 5 shows a flowchart of a method 500 for producing a bottom element for a low-height collector tube, according to one exemplary embodiment of the present invention. In a first step 510, a bottom member is provided for the manifold and, in a step 520, a female mold is provided in a U-shape with shouldered stop surfaces for receiving the flanks of the bottom member. Steps 510 and 520 may be concurrent. In a following step 530, the die and the bottom element are assembled so that the flank ends of the bottom element abut against the abutment surfaces of the die. In a step 540, the die-floor element combination is then so opposed aligned with a cutting punch that the cutting punch is directed to an outer side of the bottom element base surface of the bottom element. Then, in a step 550, the cutting punch is pushed through the bottom member base to form one or more through holes in the bottom member base. Finally, in a step 560, the die and the punch are removed from the bottom member
Bei Sammelrohren mit hoher Materialstärke des Bodens können alternativ auch Öffnungen für die Rohre durch Stanzen, d.h. ohne "Durchziehen" eines "Kragens" hergestellt werden. Der Stanzvorgang kann hierbei von innen nach außen erfolgen. Dadurch kann die Matrize außen angeordnet werden, um eine möglichst geringe Bauhöhe zur erreichen. Die Verlötsicherheit ist aber von einer ausreichend dicken Materialstärke abhängig. Alternatively, in the case of headers of high material thickness of the floor, openings for the tubes may be punched, i. without "pulling through" a "collar" are produced. The punching process can be done from the inside out. As a result, the die can be arranged on the outside to achieve the lowest possible height. However, the soldering resistance depends on a sufficiently thick material thickness.
Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt und können miteinander kombiniert werden. The described embodiments are chosen only by way of example and can be combined with each other.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1. Sammelrohr (300) für einen Wärmetauscher, das mindestens eine Durch- gangsöffnung (350) zum Aufnehmen eines Kühlmittelrohres (450) des Wärmetauschers aufweist, wobei die Durchgangsöffnung durch einen Kragen (360) begrenzt ist, der aus einem zu einer Innenwand des Sammelrohres hin umgeschlagenen Randbereich des Sammelrohres gebildet ist, wobei der Kragen an der Innenwand anliegt. A manifold (300) for a heat exchanger having at least one port (350) for receiving a coolant tube (450) of the heat exchanger, the port being defined by a collar (360) extending to an inner wall of the manifold folded over edge region of the manifold is formed, wherein the collar rests against the inner wall.
2. Sammelrohr (300) gemäß Anspruch 1 , das ein Bodenelement (100) und ein fluiddicht mit dem Bodenelement verbundenes Deckelelement (3 0) aufweist, wobei die Durchgangsöffnung (350) in dem Bodenelement angeordnet ist. 2. collecting tube (300) according to claim 1, which has a bottom element (100) and a fluid-tightly connected to the bottom element cover element (3 0), wherein the passage opening (350) is arranged in the bottom element.
3. Sammelrohr (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Bodenelement (100) eine Bodenelementgrundfläche (140) und zwei gegenüberliegende Bodenelementflanken (130) und das Deckelelement (310) eine Deckelelementgrundfläche und zwei gegenüberliegenden Deckelelementflanken (320) aufweist, wobei die Deckelelementflanken zwischen den Bodenelementflanken angeordnet und fluiddicht mit den Bodenelementflanken verbunden sind. 3. collecting tube (300) according to one of the preceding claims, wherein the bottom member (100) has a bottom element base (140) and two opposite bottom element flanks (130) and the lid member (310) has a lid member base and two opposite cover member flanks (320) Cover element edges are arranged between the bottom element flanks and connected in a fluid-tight manner to the bottom element flanks.
4. Sammelrohr (300) gemäß Anspruch 3, bei dem die Bodenelementflanken (130) und die Bodenelementgrundfläche (140) und die Deckelelementgrundfläche Außenwände des Sammelrohres bilden. 4. collecting tube (300) according to claim 3, wherein the Bodenelementflanken (130) and the Bodenelementgrundfläche (140) and the cover element base surface outer walls of the collecting tube form.
5. Sammelrohr (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem der Kragen (360) einen Gesamtumfang der Durchgangsöffnung (350) umgibt. A manifold (300) according to any one of the preceding claims, wherein the collar (360) surrounds an entire circumference of the passage opening (350).
6. Sammelrohr (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem die Durchgangsöffnung (350) eine Rechteckform aufweist. 6. collecting tube (300) according to one of the preceding claims, wherein the passage opening (350) has a rectangular shape.
7. Sammelrohr (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, das eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen (350) aufweist, die benachbart zueinander entlang einer Längserstreckung der Bodenelementgrundfläche (140) angeordnet sind. A collection tube (300) according to any one of the preceding claims, comprising a plurality of through holes (350) disposed adjacent to one another along a longitudinal extent of the bottom element base (140).
8. Wärmetauscher mit folgenden Merkmalen: ein erstes Sammelrohr (300) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche; ein zweites Sammelrohr gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche; und mindestens ein Kühlmittelrohr (450), wobei das Kühlmittelrohr zwischen dem ersten Sammelrohr und dem zweiten Sammefroh r angeordnet und fluiddicht mit dem Kragen (360) des ersten Sammelrohres und dem Kragen des zweiten Sammelrohres verbunden ist, 8. A heat exchanger having the following features: a first manifold (300) according to one of the preceding claims; a second manifold according to one of the preceding claims; and at least one coolant tube (450), the coolant tube being disposed between the first manifold and the second manifold r and fluidly connected to the collar (360) of the first manifold and the collar of the second manifold.
9. Wärmetauscher gemäß Anspruch 8, mit einer Wärmetauscherfläche zum Anordnen mindestens einer Batterie auf der Wärmetauscherfläche, wobei sich die Wärmetauscherfläche über das mindestens eine Kü hl mittel roh r, zumindest einen Teilbereich des ersten Sammelrohrs und/oder zumindest einen Teilbereich des zweiten Sammelrohrs erstreckt. 9. Heat exchanger according to claim 8, with a heat exchanger surface for arranging at least one battery on the heat exchanger surface, wherein the heat exchanger surface via the at least one Kü hl medium r, at least a portion of the first manifold and / or at least a portion of the second manifold extends.
10. Verfahren (500) zum Hersteilen eines Sammelrohres (300) für einen Wärmetauscher, das die folgenden Schritte aufweist; Bereitstellen (510) eines Bodenelements (100) für das Sammelrohr, wobei das Bodenelement eine Bodenelementgrundfläche (140) und zwei gegenüberliegende Bodenelementflanken (130) aufweist; 10. A method (500) for producing a header pipe (300) for a heat exchanger, comprising the following steps; Providing (510) a manifold floor element (100), the floor element having a floor element base (140) and two opposing floor element edges (130);
Bereitstellen (520) einer u-förmigen Matrize (110) mit zwei gegenüberliegenden Schenkeln, wobei je eine Innenwand der Schenkel einen Absatz zur Bildung einer Anschlagfläche (200) für die Bodenelementflanken des Bodenelements aufweist; Providing (520) a U-shaped female mold (110) with two opposing legs, wherein each inner wall of the legs has a shoulder for forming a stop surface (200) for the bottom element flanks of the floor element;
Zusammenfügen (530) der Matrize und des Bodenelements, wobei die Bodenelementflanken des Bodenelements an den Anschlagflächen der Matrize zum Anliegen kommen; Assembling (530) the die and the bottom member, wherein the bottom member flanks of the bottom member abut against the abutment surfaces of the die;
Ausrichten (540) der Matrize und des Bodenelements gegenüber einem Schneidstempel (120), derart, dass der Schneidstempel zum Bilden der mindestens einen Durchgangsöffnung (350) auf eine Außenseite der Bodenelementgrundfläche des Bodenelements gerichtet ist; Aligning (540) the die and the bottom member with a cutting punch (120) such that the cutting punch is directed toward an outside of the bottom member base of the bottom member to form the at least one through hole (350);
Hindurchdrücken (550) des Schneidstempels durch die Bodenelementgrundfläche, um die mindestens eine Durchgangsöffnung zu bilden, wobei ein Randbereich des Sammelrohres zu einer Innenwand des Sammelrohres hin umgeschlagen wird und an der Innenwand zum Anliegen kommt; und Pressing (550) the cutting punch through the bottom member base to form the at least one through hole, wherein an edge portion of the header is turned to an inner wall of the header and abuts against the inner wall; and
Entfernen (560) der Matrize und des Schneidstempels von dem Bodenelement, Removing (560) the die and the punch from the floor element,
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