WO2014180865A1 - Boden für einen wärmetauscher, insbesondere für ein kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung des bodens - Google Patents

Boden für einen wärmetauscher, insbesondere für ein kraftfahrzeug und verfahren zur herstellung des bodens Download PDF

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WO2014180865A1
WO2014180865A1 PCT/EP2014/059268 EP2014059268W WO2014180865A1 WO 2014180865 A1 WO2014180865 A1 WO 2014180865A1 EP 2014059268 W EP2014059268 W EP 2014059268W WO 2014180865 A1 WO2014180865 A1 WO 2014180865A1
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Haymo BRÖDER
Hicham Rouhana
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Behr GmbH and Co KG
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/04—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates
    • F28F9/16—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling
    • F28F9/18—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding
    • F28F9/182—Arrangements for sealing elements into header boxes or end plates by permanent joints, e.g. by rolling by welding the heat-exchange conduits having ends with a particular shape, e.g. deformed; the heat-exchange conduits or end plates having supplementary joining means, e.g. abutments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0219—Arrangements for sealing end plates into casing or header box; Header box sub-elements
    • F28F9/0224—Header boxes formed by sealing end plates into covers

Definitions

  • the invention relates to a floor for a heat exchanger according to the preamble of claim 1 and a method for producing a floor for a heat exchanger according to the preamble of claim 8.
  • PRIOR ART DE 28 39 142 A1 discloses a finned tube arrangement for heat exchangers, in which the tube is inserted into a rib having a slot for receiving the tube.
  • the flat flanks of the tube are elastically braced against the corresponding edge zones of the rib.
  • the longitudinal edges of the openings of the rib run in a curved manner to each other and are convexly inflected against each other, so that there is a special adhesive strength between the pipe and rib.
  • DE 33 18 960 A1 shows a bottom for the tank of a tube heat exchanger and a tool for its production.
  • every draft includes for receiving the pipe a joining nozzle.
  • the joining nozzle has two centerpieces with a rectangular cross-section at an obliquely inwardly placed stump surface and low end pieces, wherein the profile transition is marked on the outside of the joining nozzle, whereby the liquid solder reaches a maximum of surface during soldering
  • a floor for a heat exchanger is disclosed in DE 10 2008 033 594 A1, wherein the floor comprises a plurality of openings and each opening is provided with a peripheral edge.
  • the opening serves to receive a tube and is sealingly connected to the ground along the rising edge.
  • An embodiment of the invention provides a floor for a heat exchanger, in particular for a motor vehicle, comprising a plurality of passages for receiving tubes, each passage of two opposing substantially straight longitudinal sides and two opposite, curved, in particular approximately semi-circular, formed Narrow sides, wherein a boundary of a fürzugseck Kunststoffes between the longitudinal side and the narrow side is formed, wherein the boundary of the fürzugseck Kunststoffes a straight course to one of the longitudinal sides spanned base plane 'or curved above the plane formed by the longitudinal sides base plane is designed to run towards the base plane.
  • the straight base plane (A) is defined by the two longitudinal sides arranged parallel to each other, which at the Inlet side of the floor is arranged, from which pipes are inserted into the ground.
  • the curved course of the edge of the fürzugseck Symposiumes forms a convex line which connects tangentially to the, stretched from the longitudinal sides straight base level
  • the base plane is formed convex, wherein the boundary of the fürzugseck Kunststoffes forms a tangential transition with the base plane.
  • the boundary of the fürzugseck Kunststoffes forms during the soldering process between the bottom and pipe an upward, curved plumb line.
  • a diameter of the approximately semicircle-shaped narrow side is smaller than half the difference of a length of the longitudinal side and a width of the narrow side of the passage. This ensures that the forming tool, which produces the passage within the floor, can always intervene in the total opening width up to the radius range and in one step a passage is made, which is adapted to the dimensions of the pipe to be inserted.
  • a chamfer formed on the passage follows.
  • the local embossing of the chamfer supports insertion of the tube into the passage.
  • a development of the invention relates to a heat exchanger, comprising a collecting box, which has a bottom, wherein approximately perpendicular to the bottom at least one tube engages in a, formed in the bottom passage, which comprises one end of the tube.
  • the heat exchanger is designed as a coolant radiator of a motor vehicle.
  • a further development of the invention relates to a method for producing a floor for a heat exchanger according to at least one of the preceding claims, in which the floor is formed in one or more forming steps and a plurality of passages are introduced into the floor.
  • a simple method for the production of the soil is characterized in that after the introduction of the passages each passage in the region of a boundary of the fürzugseck Kunststoffe is imprinted, so that the boundary of the fürzugseck Kunststoffe has a straight course to a plane defined by the longitudinal side base plane or above that of the Longitudinal side spanned bast layer is formed arched.
  • a demolition between the floor and pipe is reliably prevented, as by the defined imprint of the boundary of the fürzugseck Schemees a reduction of the thermally induced stresses at the pipe-ground connection takes place, resulting in an ideal Lotlinienverlauf in the soldering of pipe and soil entraction
  • a forming step a straight plane of the bottom is formed, wherein the boundary adjacent to the straight plane the fürzugseck Anlagene is imprinted before or after the formation of the passage.
  • the re-embossing process is therefore easy to incorporate into the forming process for producing the passage in the ground, whereby a cost-effective method is realized.
  • FIG. 1 representation of a heat exchanger
  • Fig. 2 shows a first embodiment of an inventive
  • FIG. 3 shows a second embodiment of a floor according to the invention
  • FIG. 4 shows a schematic sequence of the production of the floors according to the invention according to FIG. 2 or FIG. 3,
  • FIG. 5 pipe with soldering surface of a heat exchanger according to FIG.
  • a heat exchanger 1 in particular a coolant radiator, which consists of a block 2 which is arranged between two containers 3, 4 formed as a water tank.
  • Each container 3, 4, which are also referred to as manifolds, in this case has a bottom 5, 6, on which the block 2, which is completed by a side part 7, connects.
  • the block 2 consists of a plurality of tubes 8 and a plurality of ribs 9, wherein tube 8 and rib 9 are always arranged alternately to each other.
  • the container 3 in this case has a connection piece 10, into which a cooling medium derived from the combustion engine (not shown) and heated by it flows, which flows through the tubes 8 of the Blocks 2 is passed to the second container 4.
  • a gaseous medium preferably air
  • the second container 4 of the heat exchanger 1 in which the cooled cooling medium flows, comprises a further nozzle 11, through which the cooling medium is discharged from the heat exchanger 1 and returned to the internal combustion engine.
  • Figure 2 shows a cross section through the container 4 with the bottom 5 and inserted into a passage 12 of the bottom tube 8.
  • the bottom 5 has a circumferential groove 13, in which the container 4 engages.
  • a seal 14 for sealing the container 4 is attached.
  • An opening formed on the bottom 5, which is referred to as a passage 12, in this case has a longitudinal side 15 and a narrow side 18, wherein the two longitudinal sides 15 and the two narrow sides 16 are approximately parallel.
  • the straight longitudinal side 15 spans a base plane A.
  • the subsequent to this base plane A Naturalzugseck Kunststoffe 17, which can be seen in the plan view in Figure 2b are formed semicircular.
  • the diameter d of these semicircular fürzugseck GmbH GmbH is greater than or equal to half a difference between a length of the passage L and a width B of the passage 12.
  • the straight base plane (A) is defined by the two mutually parallel longitudinal sides, which is arranged on the insertion side of the floor, from which pipes can be inserted into the ground.
  • the base plane is thus arranged on the outside of the floor and directed towards the tube block.
  • Figure 3 shows a second embodiment of the floor according to the invention, in which the bottom 20 is bulged in the direction of tube 8 with the sub-contact line c b .
  • the boundary 18.2 or 18.3 follows the bulge of the longitudinal side 15 of the passage 12 either straight to the base plane A or concave shaped above the base plane A to the curved bottom 20, in particular the Unter.finte c b .
  • FIG. 1 shows a second embodiment of the floor according to the invention, in which the bottom 20 is bulged in the direction of tube 8 with the sub-contact line c b .
  • the boundary 18.2 or 18.3 follows the bulge of the longitudinal side 15 of the passage 12 either straight to the base plane A or con
  • the base 5, 20 is a flat component in step a, preferably a metal sheet, which corresponds to the required size is tailored.
  • this component is deep-drawn into a profile in which a straight plane E is formed centrally, which is laterally bent by the radius R by approximately 90 °, whereby legs 13, 1 are formed.
  • a perpendicular thereto web 13.2 which runs parallel to the straight plane E.
  • the web 13.2 is raised in a third step c parallel to the leg 13.1 with an edge 13.3, whereby the circumferential groove 13 is formed, in which later the seal 14 is inserted.
  • step d takes place to form the passage 12 a tearing in the straight plane E, which takes place with a punching tool.
  • the tearing takes place in a region b, which is arranged within the straight plane E, wherein the width of the region b is smaller than the width B of the straight plane E.
  • a subcontact line c b of the passage 12 which is formed after complete assembly of the heat exchanger 1 with the tube 8, a straight line.
  • a punching tool is used whose width b is greater than the width B of the straight plane E.
  • the subcontact line c b is formed concave. That is, the sub contact line c b expands in the radius R of the bottom 5, 20. Since in the formation of the passage 12 in the process step d always a boundary 18 in the Naturalzugseck Scheme 17 is formed, which points in the direction of the tube 8 away from the straight plane B down, re-embossment of the boundary 18 is necessary.
  • step f when step d1 has been carried out, the boundary 18 of FIG Marked through corner region 17, so that the edge 18 pointing in the direction of pipe 8 is straight and lies in the base plane A, which is spanned by the longitudinal side 15 of the passage 12 (step f1).
  • step d2 has been carried out, the subcontact line c b concave and thus slightly curved, so that the boundary 18 of Naturalzugeck Societyes 17 tangentially abuts the lower contact line c b (step f2)
  • the original boundary 18.1 is pressed in the direction of arrow P to form the desired shape.
  • Such a stamping can be achieved in particular by a circumferential bone stamp.
  • the method steps f1 or f2 can already be carried out between the method steps c and d, i. be carried out before the punching process, so that immediately after punching the desired course of the fürzugseck Kunststoffes 1 7 results.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Boden für einen Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend mehrere Durchzüge (12) zur Aufnahme von Rohren (8), wobei jeder Durchzug (12) aus zwei sich gegenüberliegenden im Wesentlichen geraden Längsseiten (15) und zwei sich gegenüberliegenden, gewölbten, wie insbesondere annähernd halbkreisähnlich ausgebildeten, Schmalseiten (16) besteht, wobei eine Berandung (19) eines Durchzugseckbereiches (17) zwischen der Längsseite (15) und der Schmalseite (16) ausgebildet ist. Bei einem Boden, welcher thermischen Beanspruchungen zuverlässig Stand hält, weist die Berandung (18, 18.2, 18.3) des Durchzugseckbereiches (12) einen geraden Verlauf zu einer von den Längsseiten (15) aufgespannten Basisebene (A) auf oder ist oberhalb der von den Längsseiten (15) aufgespannten Basisebene (A) gewölbt zur Basisebene (A) hinlaufend ausgebildet.

Description

Boden für einen Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug und
Verfahren zur Herstellung des Bodens
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Boden für einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines Bodens für einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Stand der Technik Aus der DE 28 39 142 A1 ist eine Rippenrohranordnung für Wärmetauscher bekannt, bei welcher das Rohr in eine, ein Langloch zur Aufnahme des Rohres aufweisende Rippe eingefügt wird. Dabei werden die flachen Flanken des Rohres elastisch gegen die entsprechenden Randzonen der Rippe verspannt. Die Längsränder der Öffnungen der Rippe verlaufen dabei gekrümmt zueinander und sind gegeneinander konvex eingebogen, so dass eine besondere Haftfestigkeit zwischen Rohr und Rippe besteht.
Die DE 33 18 960 A1 zeigt einen Boden für den Tank eines Rohr- Wärmetauschers und ein Werkzeug zu dessen Herstellung. Um ein besseres Verlöten der Rohre mit dem Boden zu gewährleisten, umfasst jeder Durchzug zur Aufnahme des Rohres einen Fügestutzen. Der Fügestutzen weist dabei zwei Mittelstücke mit Rechteckquerschnitt bei schräg nach innen gestellter Stumpffläche und niedrigen Endstücken auf, wobei der Profilübergang auf der Außenseite des Fügestutzens markiert ist, wodurch beim Lötvorgang das flüssige Lot ein Maximum an Oberfläche erreicht
Ein Boden für einen Wärmetauscher ist in der DE 10 2008 033 594 A1 offenbart, wobei der Boden eine Mehrzahl von Durchbrechungen umfasst und jede Durchbrechung mit einem umlaufenden Rand versehen ist. Die Durchbrechung dient der Aufnahme eines Rohres und wird entlang des aufragenden Randes dichtend mit dem Boden verbunden. Infolge einer Änderung der Höhe des Randes soll eine bessere Verteilung der durch eine Wärmeausdehnung bedingten, über das Rohr in die Verbindungsstelle eingeleiteten Kraft erzielt werden.
Bei den beschriebenen Böden für Wärmetauscher wird der Durchzug, in welchen jeweils ein Rohr eingesteckt wird, durch Durchreißen oder Lochung im Boden hergestellt. Bei den dazu benutzten Stanzverfahren entsteht an der Schmalseite des Durchzuges, bedingt durch den Einlaufradius des gezogenen Bodens, eine Berandung. Der Radius ist konstruktiv insbesondere infolge der Boden-Einbautiefe bzw. der Umformtechnik so festgelegt, dass der zur Ausbildung des Durchzuges verwendete Durchreichstempel in der Gesamtöffnungsbreite des Durchzuges bis in diesen Radius reicht. Die Rohrabrissstelle in Form der Berandung wird durch das Werkzeug nach unter gewölbt. Bei der Verlötung des Rohres 8 mit dem Durchzug hat dies negative Auswirkungen, da der Lotverlauf LF mit der Berandung nach unten verläuft, was an der Rohrschmalseite zu einer erhöhten Biegung an dieser Stelle und somit zu einem Rohrversagen führt. (Fig. 5).
Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Boden für einen Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, zu schaffen, welcher eine Rohr-Boden- Verbindung aufweist, welche Kräfte, die infolge von Temperaturänderungen und mechanischer Beanspruchung auftreten, reduziert.
Dies wird erreicht mit den Merkmalen von Anspruch 1 .
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht einen Boden für einen Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, vor, umfassend mehrere Durchzüge zur Aufnahme von Rohren, wobei jeder Durchzug aus zwei sich gegenüberliegenden im Wesentlichen geraden Längsseiten und zwei sich gegenüberliegenden, gewölbten, wie insbesondere annähernd halbkreisähnlich, ausgebildeten Schmalseiten besteht, wobei eine Berandung eines Durchzugseckbereiches zwischen der Längsseite und der Schmalseite ausgebildet ist, wobei die Berandung des Durchzugseckbereiches einen geraden Verlauf zu einer von den Längsseiten aufgespannten Basisebene' aufweist oder oberhalb der von den Längsseiten aufgespannten Basisebene gewölbt zur Basisebene hinlaufend ausgebildet ist. Dies hat den Vorteil, dass an der Rohr-Boden-Verbindung eine bessere Verteilung der thermisch verursachten Spannungen erfolgt, da ein annähernd idealer Lotverlauf erreicht wird, weshalb ein Abriss zwischen Rohr und Boden unterbunden wird, da die Durchzugsschmalseite entlastet wird, Diese Lösung gilt für alle Arten von Wärmetauschern, vor allem im Fahrzeugbau. Sie ist für Wärmetauscher mit gelöteten und/oder geschweißten Sammelkästen als auch für Wärmetauscher mit einer Boden-Kasten-Verbindung geeignet, die nicht gelötet oder geschweißt sind, sondern durch ein Verbindungselement, wie z.B. eine Dichtung und einen Kunststoffkasten, verbunden sind.
Dabei ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die gerade Basisebene (A) durch die beiden parallel zueinander angeordneten Längsseiten definiert ist, die an der Einführseite des Bodens angeordnet ist, von welcher Rohre in den Boden einsteckbar sind.
Vorteilhafterweise bildet der gewölbte Verlauf der Berandung des Durchzugseckbereiches eine konvexe Linie, welche sich tangential an die, von den Längsseiten aufgespannte gerade Basisebene anschließt Bei einer solchen Ausbildung der Berandung des Durchzugseckbereiches des Bodens wird eine gerade Ausbildung der Lotlinie gewährleistet, so dass Abrissstellen zwischen Durchzug und Rohr vermieden werden,
Alternativ ist die Basisebene konvex ausgeformt, wobei die Berandung des Durchzugseckbereiches einen tangentialen Übergang mit der Basisebene bildet. Bei einer solchen Gestaltung der Berandung des Durchzugseckbereiches bildet sich bei dem Lötvorgang zwischen Boden und Rohr eine nach oben gerichtete, gewölbte Lotlinie.
In einer Ausgestaltung ist ein Durchmesser der annähernd halbkreisähnlich ausgebildeten Schmalseite kleiner als die Hälfte der Differenz einer Länge der Längsseite und einer Breite der Schmalseite des Durchzuges. Dadurch wird sichergestellt, dass das Umformwerkzeug, welches den Durchzug innerhalb des Bodens herstellt, immer in die Gesamtöffnungsbreite bis in den Radiusbereich eingreifen kann und in einem Arbeitsschritt ein Durchzug hergestellt wird, welcher den Abmaßen des einzufügenden Rohres angepasst ist.
In einer Variante schließt sich annähernd in der Höhe der Berandung des Durchzugseckbereiches eine an dem Durchzug ausgebildete Fase an. Durch die lokale Einprägung der Fase wird ein Einfügen des Rohres in den Durchzug unterstützt. Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, umfassend einen Sammelkasten, welcher einen Boden aufweist, wobei annähernd senkrecht zum Boden mindestens ein Rohr in einen, im Boden ausgebildeten Durchzug eingreift, der ein Ende des Rohres umfasst. Bei einem solchen Wärmetauscher werden Abrisse zwischen Boden und Rohr infolge von angreifenden thermisch verursachten Spannungen reduziert, wenn der Boden nach einem der Merkmale der vorliegenden Schutzrechtsanmeldung ausgestaltet ist. Vorteilhafterweise ist der Wärmetauscher als Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeuges ausgebildet. Bei Kraftfahrzeugen bestehen besonders hohe Anforderungen an die Wärmetauscherleistung bei gegebener Bauraumgröße sowie an das Gewicht des Wärmetauschers. Zugleich muss eine sehr hohe Betriebssicherheit gewährleistet sein, die unter ungünstigen Witterungsbedingungen und Einflüssen von korrosiven Substanzen eine hohe Lebensdauer von deutlich mehr als 10 Jahren ohne Auftreten von Leckagen gewährleistet. Diese Eigenschaften können insgesamt durch die verbesserte Verbindung von Rohr und Boden gesteigert werden. Eine weitere Weiterbildung der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bodens für einen Wärmetauscher nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Boden in einem oder mehreren Umformschritten geformt und in den Boden mehrere Durchzüge eingebracht werden. Ein einfaches Verfahren zur Herstellung des Bodens ist dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einbringen der Durchzüge jeder Durchzug im Bereich einer Berandung der Durchzugseckbereiche nachgeprägt wird, so dass die Berandung der Durchzugseckbereiche einen geraden Verlauf zu einer von der Längsseite aufgespannten Basisebene aufweist oder oberhalb der von der Längsseite aufgespannten Bastsebene gewölbt ausgebildet wird. Dadurch wird ein Abriss zwischen Boden und Rohr zuverlässig unterbunden, da durch die definierte Nachprägung der Berandung des Durchzugseckbereiches eine Reduzierung der thermisch verursachten Spannungen an der Rohr-Boden-Verbindung erfolgt, was einen ideale Lotlinienverlauf bei der Verlötung von Rohr und Boden nach sich zieht Vorteilhafterweise wird in einem Umformschritt eine gerade Ebene des Bodens ausgebildet, wobei die an die gerade Ebene angrenzende Berandung der Durchzugseckbereiche vor oder nach der Ausbildung des Durchzuges nachgeprägt wird. Der Nachprägevorgang tässt sich somit einfach, in den Umformprozess zur Herstellung des Durchzuges im Boden eingliedern, wodurch ein kostengünstiges Verfahren realisiert wird.
In einer Ausgestaltung wird bei der Nachprägung der Berandung des
Durchzugseckbereiches eine annähernd gerade Unterkontaktlinie des Durchzuges mit dem Rohr ausgebildet, wenn die Breite des Durchzuges kleiner ist als die Länge des Durchzuges, während bei der Nachprägung der Berandung des Durchzugseckbereiches eine gekrümmte Unterkontaktlinie des Durchzuges mit dem Rohr erzeugt wird, wenn die Breite des Durchzuges größer ist als die Länge des Durchzuges. Aufgrund dieser beschriebenen Verfahrensschritte kann je nach erwarteter Belastung des Wärmetauschers im Kraftfahrzeug entschieden werden, welchen Verlauf die Unterkontaktlinie des Durchzuges mit dem Rohr haben soll, um einen idealen Lotlinienverlauf bei der späteren Verbindung und Verlötung des Bodens mit dem Rohr zu erreichen, um die Gefahr von Abrissen an den Verbindungsstellen zwischen Rohr und Boden zu minimieren.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende
Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Äusführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert, Es zeigen:
Fig. 1 Darstellung eines Wärmetauschers, Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Bodens, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bodens, Fig. 4 ein schematischer Ablauf der Herstellung der erfindungsgemäßen Böden gemäß Fig. 2 bzw. Fig. 3, Fig. 5 Rohr mit Lotfläche eines Wärmetauschers nach dem
Stand der Technik. Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt einen Wärmetauscher 1 , insbesondere einen Kühlmittelkühler, welcher aus einem Block 2 besteht, der zwischen zwei als Wasserkästen ausgebildeten Behältern 3, 4 angeordnet ist. Jeder Behälter 3, 4, die auch als Sammelkästen bezeichnet werden, weist dabei einen Boden 5, 6 auf, an dem sich der Block 2, welcher durch ein Seitenteil 7 abgeschlossen ist, anschließt. Der Block 2 besteht aus mehreren Rohren 8 und mehreren Rippen 9, wobei Rohr 8 und Rippe 9 immer abwechselnd zueinander angeordnet sind. Der Behälter 3 weist dabei einen Stutzen 10 auf, in weichen ein aus dem nicht weiter dargestellten Verbrennungsmotor abgeleitetes und von diesem aufgeheiztes Kühlmedium einströmt, das durch die Rohre 8 des Blocks 2 zum zweiten Behälter 4 geleitet wird. Durch den Block 2, insbesondere die Rippen 9, wird ein gasförmiges Medium, vorzugsweise Luft, geleitet, weiches die Wärme des durch die Rohre 8 fließenden Kühlmediums aufnimmt, und die Wärme aus dem Wärmetauscher 1 abführt. Auf diese Weise wird das Kühlmedium abgekühlt. Der zweite Behälter 4 des Wärmetauschers 1 , in welchem das abgekühlte Kühlmedium strömt, umfasst einen weiteren Stutzen 1 1 , durch welchen das Kühlmedium aus dem Wärmetauscher 1 ausgeleitet und wieder dem Verbrennungsmotor zugeführt wird. In Weiteren sollen nur die Verhältnisse am Boden 5 betrachtet werden. Die Ausführungen gelten aber auch für den Boden 6, Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch den Behälter 4 mit dem Boden 5 und ein in einen Durchzug 12 des Bodens eingeschobenes Rohr 8. Der Boden 5 weist dabei eine umlaufende Rinne 13 auf, in welchen der Behälter 4 eingreift. Zwischen dem Behälter 4 und dem Umlauf 13 ist eine Dichtung 14 zur Abdichtung des Behälters 4 angebracht. Eine am Boden 5 ausgebildete Öffnung, die als Durchzug 12 bezeichnet wird, weist dabei eine Längsseite 15 und eine Schmalseite 18 auf, wobei sich die zwei Längsseiten 15 bzw. die beiden Schmalseiten 16 annähernd parallel gegenüberliegen. Im vorliegenden Fall spannt die gerade verlaufende Längsseite 15 eine Basisebene Ä auf. Die sich an diese Basisebene A anschließenden Durchzugseckbereiche 17, welche in der Draufsicht in Figur 2b ersichtlich sind, sind halbkreisförmig ausgebildet. Der Durchmesser d dieser halbkreisförmigen Durchzugseckbereiche 1 7 ist dabei größer oder gleich der Hälfte einer Differenz aus einer Länge des Durchzuges L und einer Breite B des Durchzuges 12. Die Durchzugseckbereiche 17 weisen dabei, wie aus Figur 2b und 2c zu erkennen ist, an einer Unterkontaktlinie cb des Durchzuges 12 mit dem Boden 5 eine Berandung 18 auf. Die ursprünglich zum Rohr 8 hin weisende Berandung 18.1 des Durchzugseckbereiches 17, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist, weist erfindungsgemäß einen geraden Verlauf 18,2 mit der geraden Basisebene A aufweist, welche durch die Längsseite 15 des Durchzuges 12 aufgespannt wird. Alternativ kann die Berandung 18.3 des Durchzugseckbereiches 17 auch tangential in der entgegengesetzten Richtung aus der Basisebene A herausragend ausgeprägt sein, wobei sich diese tangentiale Berandung 18,3 des Durchzugseckbereiches 17 an die gerade Basisebene A anschließt.
Die gerade Basisebene (A) wird dabei durch die beiden parallel zueinander angeordneten Längsseiten definiert, die an der Einführseite des Bodens angeordnet ist, von welcher Rohre in den Boden einsteckbar sind. Die Basisebene ist dabei also auf der Außenseite des Bodens angeordnet und hin zu dem Rohrblock gerichtet.
Bei der Verbindung eines solchen Durchzuges 12 mit einem Rohr 8 wird gewährleistet, dass bei einer Verlötung des Rohrs 8 mit dem Boden 5 eine Gerade entsteht. Die in Figur 2c dargestellten Fasen 19, die lokal am Durchzug 12 angeordnet sind und direkt an die jeweiligen Berandungen 18.2, 18.3 des Durchzugseckbereiches 17 anschließen, stabilisieren den Durchzug 12 im Durchzugseckbereich 17 und unterstützen die Einbringung des Rohres 8 in den Durchzug 12.
Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bodens, bei welchem der Boden 20 in Richtung Rohr 8 mit der Unterkontaktlinie cb ausgewölbt ist. Die Berandung 18.2 bzw. 18.3 schließt sich an die Auswölbung der Längsseite 15 des Durchzuges 12 entweder gerade zu der Basisebene A oder konkav geformt oberhalb der Basisebene A an den gewölbten Boden 20, insbesondere die Unterkontaktfinte cb an. Auch bei dieser Ausgestaltung erfolgt eine Einprägung einer Fase 19 am Durchzug 12 im Durchzugseckbereich 17, bei welchem sich eine Lotlinie mit geradem oder eingewölbtem Übergang darstellt, wodurch auch bei so ausgewölbten Unterkontaktlinien cb des Bodens 20 eine Reduzierung des Abrisses zwischen Boden 20 und Rohr 8 an den Durchzugseckbereichen 17 erfolgt. In Figur 4 ist der Ablauf der Herstellung des im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 erläuterten Bodens 5, 20 dargestellt, Bei dem Boden 5, 20 handelt es sich im Schritt a um ein flächiges Bauteil, vorzugsweise ein Blech, welches entsprechend der erforderlichen Größe zugeschnitten wird. In einem zweiten Schritt b wird dieses Bauteil zu einem Profil tiefgezogen, bei welchem sich mittig eine gerade Ebene E ausbildet, welche seitlich mit dem Radius R um annähernd 90° gebogen ist, wodurch Schenkel 13,1 entstehen. An die Schenkel 13.1 schließt sich jeweils ein senkrecht dazu stehender Steg 13.2 an, welcher parallel zu der geraden Ebene E verläuft. Der Steg 13.2 wird in einem dritten Schritt c parallel zum Schenkel 13,1 mit einem Rand 13.3 hochgestellt, wodurch die umlaufende Rinne 13 entsteht, in welcher später die Dichtung 14 eingelegt wird.
In dem darauffolgenden Schritt d erfolgt zur Bildung des Durchzuges 12 ein Durchreißen in der geraden Ebene E, was mit einem Stanzwerkzeug erfolgt. Dabei werden zwei Möglichkeiten unterschieden. In einem Schritt d 1 erfolgt das Durchreißen in einem Bereich b, welcher innerhalb der geraden Ebene E angeordnet ist, wobei die Breite des Bereiches b kleiner ist als die Breite B der geraden Ebene E. Dabei bildet eine Unterkontaktlinie cb des Durchzuges 12, welche nach vollständiger Montage des Wärmetauschers 1 mit dem Rohr 8 gebildet wird, eine Gerade.
In einem alternativen Schritt d2 wird ein Stanzwerkzeug verwendet, dessen Breite b größer ist als die Breite B der geraden Ebene E. Dadurch wird die Unterkontaktlinie cb konkav ausgebildet. Das heißt, dass sich die Unterkontaktlinie cb in den Radius R des Bodens 5, 20 ausdehnt. Da bei der Ausbildung des Durchzuges 12 in dem Verfahrensschritt d immer eine Berandung 18 im Durchzugseckbereich 17 entsteht, die in Richtung des Rohres 8 von der geraden Ebene B weg nach unten zeigt, ist eine Nachprägung der Berandung 18 notwendig. Im Schritt f wird, wenn der Verfahrensschritt d1 ausgeführt, wurde, die Berandung 18 des Durchzugseckbereiches 17 nachgeprägt, so dass die in Richtung Rohr 8 zeigende Berandung 18 gerade gestaltet wird und in der Basisebene A, die von der Längsseite 15 des Durchzuges 12 aufgespannt ist, liegt (Schritt f1 ) Wurde der Schritt d2 ausgeführt, ist die Unterkontaktlinie cb konkav ausgebildet und somit leicht gewölbt, so dass die Berandung 18 des Durchzugeckbereiches 17 tangential an der Unterkontaktlinie cb anliegt (Schritt f2) Die ursprüngliche Berandung 18.1 wird dabei in Richtung des Pfeiles P gedrückt, um die gewünschte Form auszubilden. Eine solche Nachprägung kann insbesondere durch einen umlaufenden Knochenstempel erreicht werden.
Die Verfahrensschritte f1 bzw. f2 können alternativ auch bereits zwischen den Verfahrensschritten c und d, d.h. vor dem Stanzprozess, durchgeführt werden, so dass sich nach dem Stanzen sofort der gewünschte Verlauf des Durchzugseckbereiches 1 7 ergibt.
Aufgrund der erläuterten Ausgestaltungen der Berandung 18 des Durchzugseckbereiches 17 wird beim Zusammenführen von Rohr 8 und Boden 5, 20 ein idealer Verlauf der Lotlinie erreicht, welcher insbesondere dem Wechsel der Temperaturen bzw. thermisch verursachten Beanspruchungen gut Stand hält und somit einen Abriss zwischen Boden und Rohr verhindert.

Claims

Patentansprüche
1 , Boden für einen Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, umfassend mehrere Durchzüge (12) zur Aufnahme von Rohren (8), wobei jeder Durchzug (12) aus zwei sich gegenüberliegenden im Wesentlichen geraden Längsseiten (15) und zwei sich gegenüberliegenden, gewölbten, wie insbesondere annähernd halbkreisähnlich, ausgebildeten Schmalseiten (16) besteht, wobei eine Berandung (19) eines Durchzugseckbereiches (17) zwischen der Längsseite (15) und der Schmalseite (16) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Berandung (18, 18.2, 18.3) des Durchzugseckbereiches (12) einen geraden Verlauf zu einer von den geraden Längsseiten (15) aufgespannten Basisebene (A) aufweist oder oberhalb der von den Längsseiten (15) aufgespannten Basisebene (A) gewölbt zur Basisebene (A) hinlaufend ausgebildet ist.
2. Boden nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die gerade Basisebene (A) an der Einführseite des Bodens angeordnet ist, von welcher Rohre in den Boden einsteckbar sind.
3. Boden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gewölbte Verlauf der Berandung (18.2) des Durchzugseckbereiches ( 17) eine konvexe Linie bildet, welche sich tangential an die von den Längsseiten (15) aufgespannte gerade Basisebene (A) anschließt.
4. Boden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisebene (A) konvex ausgeformt ist, wobei die Berandung (18) des Durchzugseckbereiches (17) einen tangentialen Übergang mit der Basisebene (A) bildet.
5. Boden nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser (d) der annähernd halbkreisähnlich ausgebildeten Schmalseite (18) kleiner ist als die Hälfte der Differenz einer Länge (L) der Längsseite (15) und einer Breite (B) der Schmalseite (16) des Durchzuges (12).
6. Boden nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich annähernd in der Höhe der Berandung (18) des Durchzugseckbereiches(1 7) eine an dem Durchzug (12) ausgebildete Fase (19) anschließt.
7. Wärmetauscher, umfassend mindestens einen Behälter (3, 4), welcher einen Boden (5, 6) aufweist, wobei annähernd senkrecht zum Boden (5, 6, 20) mindestens ein Rohr (8) in einen, im Boden (5, 6, 20) ausgebildeten Durchzug (12) eingreift, der ein Ende des Rohres (8) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (5, 6, 20) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 ausgestaltet ist.
8. Wärmetauscher nach Anspruch 7, dadyrch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (1 ) ein Kühlmittelkühler eines Kraftfahrzeuges ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Bodens für einen Wärmetauscher nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Boden (5, 20) in einem oder mehreren Umformschritten geformt und in den Boden (5, 20) mehrere Durchzüge (12) eingebracht werden, dadurch gekennzeichnet, dass nach Einbringen der Durchzüge (12) jeder Durchzug (12) im Bereich einer Berandung (18) der Durchzugseckbereiche (17) nachgeprägt wird, so dass die Berandung
(18) der Durchzugseckbereiche (17) einen geraden Verlauf zu einer von den Längsseiten (15) aufgespannten Basisebene (A) aufweist oder oberhalb der von den Längsseiten (15) aufgespannten Basisebene (A) gewölbt zur Basisebene (A) hinlaufend ausgebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Umformschritt eine gerade Ebene (E) des Bodens (5, 20) ausgebildet wird, wobei die an die gerade Ebene (E) angrenzenden Berandungen (18) des Durchzugseckbereiches (17) vor oder nach der Ausbildung des Durchzuges (12) nachgeprägt werden.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Nachprägung der Berandung (18) des Durchzugseckbereiches
(12) eine annähernd gerade Unterkontaktlinie (cb) des Durchzuges (12) mit dem Rohr (8) ausgebildet wird, wenn die Breite des Durchzuges (12) kleiner ist als die Länge des Durchzuges (12), während bei der Nachprägung der Berandung (18) des Durchzugseckbereiches (17) eine gewölbte Unterkontaktünie (cb) des Durchzuges (12) mit dem Rohr (8) erzeugt wird, wenn die Breite des Durchzuges (12) größer ist als die Länge des Durchzuges (12).
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