[go: up one dir, main page]

DE102006015002B4 - Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung desselben Download PDF

Info

Publication number
DE102006015002B4
DE102006015002B4 DE102006015002A DE102006015002A DE102006015002B4 DE 102006015002 B4 DE102006015002 B4 DE 102006015002B4 DE 102006015002 A DE102006015002 A DE 102006015002A DE 102006015002 A DE102006015002 A DE 102006015002A DE 102006015002 B4 DE102006015002 B4 DE 102006015002B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat exchanger
local contact
side plate
contact
ribs
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102006015002A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102006015002A1 (de
Inventor
Ken Racine Nakayama
David M. Kenosha Scoville
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Modine Manufacturing Co
Original Assignee
Modine Manufacturing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Modine Manufacturing Co filed Critical Modine Manufacturing Co
Publication of DE102006015002A1 publication Critical patent/DE102006015002A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102006015002B4 publication Critical patent/DE102006015002B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
    • F28D1/053Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight
    • F28D1/0535Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49393Heat exchanger or boiler making with metallurgical bonding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Details Of Heat-Exchange And Heat-Transfer (AREA)

Abstract

Wärmetauscher mit Seitenplatte (18, 20), wobei der Wärmetauscher ein Paar beabstandeter, allgemein paralleler Kopfteile (10, 12), mehrere beabstandete, allgemein parallele Rohre (14), die zwischen einem Inneren der Kopfteile (10, 12) verlaufen und in Fluidverbindung damit stehen, sowie sich zwischen den Rohren (14) erstreckende Rippen (22) beinhaltet, wobei die Seitenplatte (18, 20) folgendes umfasst:
ein erstes und ein zweites Ende (30, 32), wobei mindestens eines der Enden (30, 32) so geformt ist, dass mindestens ein mit einem der Kopfteile (10, 12) verbundener örtlicher Kontakt (36) bereitgestellt wird; und
einen Zwischenabschnitt (34) mit einer Breite (W), der sich zwischen den Enden (30, 32) erstreckt,
wobei entweder jeder örtliche Kontakt (36) eine Kontaktbreite hat, die kleiner als 1/5 der Breite des Zwischenabschnitts (34) ist,
oder wobei jeder örtliche Kontakt (36) so dimensioniert ist, dass er unter relativ niedriger Spannung, die aufgrund der Wärmeausdehnung und Kontraktion des Wärmetauschers unter normalen...

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Diese Erfindung betrifft Wärmetauscher mit Seitenplatten sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers.
  • STAND DER TECHNIK
  • Viele Wärmetauscher, die heutzutage im Einsatz sind, wie beispielsweise Fahrzeugkühler, Ölkühler und Ladeluftkühler, basieren auf einer Konstruktion, die zwei beabstandete, allgemein parallele Kopfteile beinhaltet, die miteinander durch mehrere beabstandete, parallele, abgeflachte Rohre verbunden sind. Zwischen den Rohren befinden sich dünne, schlangenförmige Rippen. Üblicherweise befinden sich die äußersten Rohre gerade innerhalb der Seitenplatten am Wärmetauscher, und schlangenförmige Rippen befinden sich zwischen diesen äußersten Rohren und der angrenzenden Seitenplatte.
  • Die Seitenplatten sind typischerweise, jedoch nicht immer, mit den Kopfteilen verbunden, um die Konstruktion zu vervollständigen. Sie spielen auch eine bedeutende Rolle während des Herstellungsverfahrens, insbesondere wenn der Wärmetauscher aus Aluminium besteht und Bauteile miteinander verlötet werden, oder wenn der Wärmetauscher aus anderen Materialien besteht und das Montageverfahren irgendein Hochtemperaturverfahren einschließt.
  • Herkömmliche Montagemethoden beinhalten insbesondere die Verwendung einer Montagevorrichtung, die einen Sandwichaufbau aus abwechselnd vorgesehenen Rohren und schlangenförmigen Rippen zusammenhält. Die Außenseite des Sandwichaufbaus, d. h. die äußeren Schichten, die letztlich die Seiten des Wärmetauscherkerns bilden, ist typischerweise mit Seitenplatten ausgestattet, deren Enden typischerweise mechanisch mit den Kopfteilen verbunden sind. Auf die Seitenplatten wird Druck ausgeübt, um während eines Verbindungsverfahrens, beispielsweise während eines Verlötens, einen guten Kontakt zwischen den schlangenförmigen Rippen und den Rohren zu gewährleisten und damit sicherzustellen, dass die Rippen fest mit den Rohren verbunden sind, um die Wärmeübertragung an ihren Kontaktpunkten zu maximieren. Wenn dies nicht erfolgt, können sich zwischen einigen der Köpfe der Rippen und dem angrenzenden Rohr Luftspalte befinden, die die Wärmeübertragungsrate und die Haltbarkeit, beispielsweise das Vermögen, einer druckbewirkten Ermüdung sowie höheren Drücken zu widerstehen, beeinträchtigen.
  • Gleichzeitig, wenn der Wärmetauscher im Gebrauch ist, weisen die Rohre, selbst wenn die Seitenplatten möglicherweise aus dem gleichen Material wie die Rohre bestehen, da ein Wärmeübertragungsfluid nicht durch die Seitenplatten, sondern durch die Rohre strömt, typischerweise, zumindest während der Inbetriebsetzung eines Wärmeübertragungsvorgangs, eine höhere Temperatur als die Seitenplatten auf.
  • Dies wiederum führt zu hohen thermischen Beanspruchungen in den Rohren und Kopfteilen. Durch Ausdehnung der Rohre aufgrund relativ hoher Temperaturen besteht die Neigung, dass die Kopfteile auseinandergeschoben werden, während die Seitenplatten, bei einer niedrigeren Temperatur, dazu neigen, sie an den Seiten des Kerns zusammenzuhalten. Allzu häufig werden dadurch hohe thermische Beanspruchungen in der Wärmetauschereinheit bewirkt, was Brüche oder die Bildung von Leckageöffnungen in der Nähe der Verbindungsstellen zwischen Rohr und Kopfteil zur Folge hat, sodass der Wärmetauscher entweder repariert oder ausgetauscht werden muss.
  • Es ist vorgeschlagen worden, dieses Problem, nach vollständiger Montage des Wärmetauschers, dadurch zu lösen, dass die Seitenplatten an irgendeiner Stelle zwischen ihren Enden durchgesägt werden, sodass eine Wärmeausdehnung der Rohre durch die nunmehr in mehreren Bereichen vorliegenden Seitenplatten, die sich im Verhältnis zueinander am Sägeschnitt bewegen können, aufgefangen wird. Diese Lösung bedeutet jedoch, dass das Herstellungsverfahren einen zusätzlichen Bearbeitungsvorgang erforderlich macht, und diese Lösung ist daher wirtschaftlich unerwünscht.
  • Es ist ebenfalls vorgeschlagen worden, den Zwischenabschnitt der Seitenplatte dadurch zu schwächen, dass in der Seitenplatte Schwächungslinien vorgesehen werden, wie aus dem Siler erteilten US-Patent US 6,412,547 B1 ersichtlich. Dieses Verfahren erfordert jedoch die zusätzlichen Herstellungsschritte des Schneidens von Öffnungen und des Prägens von Schwächungslinien in den Seitenplatten.
  • Der Kühler gemäß DE 10 2004 036 019 A1 weist Seitenplatten auf, die nicht mit den Kopfteilen verbunden sind. Die Seitenplatten des Wärmetauschers aus EP 748 995 A2 besitzen zwar diese Verbindung, sie sind jedoch quer zu ihrer Längenerstreckung ein – oder mehrfach durchtrennt worden.
  • DARLEGUNG DER ERFINDUNG
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Lösung oder in der Abschwächung wenigstens eines der oben angesprochenen Probleme.
  • Die erfindungsgemäße Lösung erfolgt bei dem Wärmetauscher mit den im Anspruch 1 enthaltenen Merkmalen und das erfindungsgemäße Verfahren weist die Merkmale des Anspruchs 10 auf.
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Seitenplatte zur Verwendung mit einem Wärmetauscher bereitgestellt. Der Wärmetauscher beinhaltet ein Paar beabstandeter, allgemein paralleler Kopfteile, mehrere beabstandete, allgemein parallele Rohre, die zwischen einem Inneren der Kopfteile verlaufen und damit in Fluidverbindung stehen, sowie sich zwischen den Rohren erstreckende Rippen. Die Seitenplatte beinhaltet ein erstes und ein zweites Ende sowie einen Zwischenabschnitt. Mindestens eines der Enden ist so geformt, dass mindestens ein mit einem der Kopfteile verbundener örtlicher Kontakt bereitgestellt wird. Der Zwischenabschnitt hat eine Breite und erstreckt sich zwischen den Enden. Jeder örtliche Kontakt hat eine Kontaktbreite, die weniger als 1/5 der Breite des Zwischenabschnitts beträgt.
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform wird eine Seitenplatte zur Verwendung mit einem Wärmetauscher bereitgestellt. Der Wärmetauscher beinhaltet ein Paar beabstandeter, allgemein paralleler Kopfteile, mehrere beabstandete, allgemein parallele Rohre, die zwischen einem Inneren der Kopfteile verlaufen und damit in Fluidverbindung stehen, sowie sich zwischen den Rohren erstreckende Rippen. Die Seitenplatte beinhaltet ein erstes und ein zweites Ende sowie einen Zwischenabschnitt. Mindestens eines der Enden ist so geformt, dass mindestens ein mit einem der Kopfteile verbundener örtlicher Kontakt bereitgestellt wird. Der Zwischenabschnitt hat eine Breite und erstreckt sich zwischen den Enden. Jeder örtliche Kontakt ist so dimensioniert, dass er sich unter relativ niedriger Spannung, die durch die Wärmeausdehnung und Kontraktion des Wärmetauschers unter normalen Betriebsbedingungen bewirkt wird, vom Kopfteil abtrennt.
  • In einer Ausführungsform ist das erste und das zweite Ende jeweils so geformt, dass mindestens ein mit den Kopfteilen verbundener örtlicher Kontakt bereitgestellt wird.
  • In einer Ausführungsform ist das erste Ende V-förmig ausgebildet, um einen örtlichen Kontakt bereitzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Ende U-förmig ausgebildet, um zwei örtliche Kontakte bereitzustellen.
  • Gemäß einer Ausführungsform berühren Spitzen der Rippen eine Bodenoberfläche der Seitenplatte.
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform beinhaltet die Seitenplatte auch eine Zunge, die sich im wesentlichen senkrecht davon erstreckt und eine Seite der Rippen berührt.
  • In einer Ausführungsform berühren die Zungen schlangenförmige Rippen.
  • Gemäß einer Ausführungsform ist das erste Ende mit einem zylindrischen Kopfteil verbunden.
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform ist der örtliche Kontakt so geformt, dass ein Linienkontakt mit dem Kopfteil bereitgestellt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet folgende Schritte:
    Montieren der Bauteile eines Wärmetauscherkerns in einer Montagevorrichtung, um ein Paar beabstandeter, paralleler Kopfteile, zwischen den Kopfteilen verlaufende beabstandete Rohre, eine zwischen den Kopfteilen an einer Seite des Kerns verlaufende Seitenplatte sowie zwischen angrenzenden Rohren und zwischen der Seitenplatte und einem äußersten der Rohre befindliche schlangenförmige Rippen zusammenzubauen;
    Anordnen der Seitenplatte zwischen den eine äußerste der Rippen überlagernden Kopfteilen, indem mindestens ein an einem Ende der Platte geformter örtlicher Kontakt so vorgesehen wird, dass er stumpf an einem der Kopfteile anliegt;
    Verbinden des örtlichen Kontakts mit dem Kopfteil während eines Verbindungsverfahrens für den Kern; und
    Beaufschlagen des Wärmetauschers mit Betriebstemperaturen, sodass ein Bruch der Verbindung zwischen dem örtlichen Kontakt und dem Kopfteil erfolgt.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet der Schritt des Verbindens das Verbinden des örtlichen Kontakts an jedem Ende der Seitenplatte.
  • Andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der Gesamtbeschreibung sowie aus den beiliegenden Ansprüchen und Zeichnungen.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Seitenansicht einer Wärmetauscher- und Seitenplatteneinheit;
  • 2 ist eine Draufsicht einer Ausführungsform eines Endes einer mit einem Kopfteil verbundenen Seitenplatte;
  • 3 ist eine Seitenansicht von 2;
  • 4 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform eines Endes einer mit einem Kopfteil verbundenen Seitenplatte;
  • 5 ist eine Seitenansicht von 4;
  • 6 ist eine Draufsicht einer noch anderen Ausführungsform eines Endes einer mit einem Kopfteil verbundenen Seitenplatte;
  • 7 ist eine Seitenansicht von 6;
  • 8 ist eine Draufsicht einer noch weiteren Ausführungsform eines Endes einer mit einem Kopfteil verbundenen Seitenplatte;
  • 9 ist eine Seitenansicht von 8; und
  • 10 ist eine Seitenansicht, ähnlich wie die 3, 5, 7 und 9 zeigen, jedoch eine alternative Ausführungsform eines Endkontakts.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung wird nunmehr nachstehend als ein Fahrzeugkühler, beispielsweise als ein Kühler für einen großen Lastkraftwagen, beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung auch für in anderen Zusammenhängen einsetzbare Kühler angewendet werden kann, beispielsweise für einen Kühler für ein beliebiges Fahrzeug oder für eine stationäre Anwendung, wie beispielsweise für einen mittels Verbrennungsmotor angetriebenen Generator. Die Erfindung lässt sich auch für beliebige zahlreiche Wärmetauscherausführungen einsetzen, die Seitenplatten verwenden, um schlangenförmige Rippen an zwischen beabstandeten Kopfteilen verlaufenden parallelen Rohren zu halten, beispielsweise für Ölkühler und Ladeluftkühler. Demzufolge ist die Erfindung auf keine spezielle Anwendung beschränkt, es sei denn, dass sich aus den beiliegenden Ansprüchen etwas anderes ergibt.
  • Wie aus 1 ersichtlich, beinhaltet ein typischer Wärmetauscher der betreffenden Ausführung beabstandete, parallele Kopfteilplatten 10, 12, zwischen denen mehrere abgeflachte Rohre 14 verlaufen. Die Rohre 14 sind voneinander beabstandet, und ihre Enden sind mit (nicht dargestellten) Schlitzen in den Kopfteilen 10 und 12 hartverlötet oder verschweißt oder weichverlötet und verlaufen durch diese Schlitze, sodass sie in Fluidverbindung mit dem Inneren eines Tanks 16 stehen, der an jedem der Kopfteile 10, 12 vorgesehen ist. In dieser Hinsicht sei darauf hingewiesen, dass sich der hierin verwendete Begriff "Kopfteil" kollektiv auf die Kopfteilplatten 10, 12, die Kopfteile 10, 12 mit den daran gesicherten Tanks 16 oder auf auf diesem Fachgebiet bekannte integrale Kopfteil- und Tankkonstruktionen bezieht, wie sie beispielsweise durch Rohre oder durch verschiedene Laminiermethoden hergestellt werden. Seitenplatten 18, 20 flankieren jeweilige Seiten der Wärmetauscherkonstruktion und verlaufen zwischen den Kopfteilen 10, 12 und sind metallurgisch damit verbunden.
  • Zwischen den beabstandeten Rohren 14 und zwischen dem letzten Rohr 14 und einer angrenzenden der Seitenplatten 18, 20 befinden sich Umgebungsluftrippen, beispielsweise herkömmliche schlangenförmige Rippen 22. Obwohl herkömmliche schlangenförmige Rippen 22 dargestellt sind, versteht es sich jedoch, dass es in einigen Anwendungen erwünscht sein kann, Plattenrippen zu verwenden, die sich im wesentlichen senkrecht zu den Längsachsen des Rohres erstrecken, wobei die Endkanten der Plattenrippen von den Seitenplatten 18 und 20 überlagert sind. Die Rippen 22 können bekanntlich aus einer Vielzahl von Materialien geformt sein. Typische Beispiele sind Aluminium, Kupfer und Messing. Es können jedoch, abhängig von den gewünschten Festigkeits- und Wärmetauschwirkungsgraderfordernissen einer besonderen Anwendung, auch andere Materialien verwendet werden.
  • In einer sehr bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können, mit der möglichen Ausnahme der Tanks 16, die aus Kunststoff geformt sein können, alle gerade beschriebenen Bauteile aus Aluminium oder Aluminiumlegierung bestehen und an entsprechenden Stellen mit einer Lötkaschierung versehen sein, sodass eine gesamte Einheit, wie in 1 dargestellt, in einen Lötofen eingelegt werden kann, um die Bauteile miteinander zu verlöten. Normalerweise wird, vor dem Verlöten, eine entsprechende Montagevorrichtung verwendet, um einen Sandwichaufbau herzustellen, der aus den sich mit den schlangenförmigen Rippen 22 abwechselnden Rohren 14 besteht, wobei jedes Ende mit den als Kappen dienenden Seitenplatten 18 und 20 versehen ist. Die Kopfteile 10, 12 sind so an den Enden der Rohre 14 befestigt, dass die Rohre 14 mit dem Inneren der Kopfteile 10, 12 und/oder den Tanks 16 in Verbindung stehen. Die Enden der Rohre 14 können insbesondere in (nicht dargestellte) Öffnungen in den Kopfteilen 10, 12 eingefügt und damit verlötet werden.
  • Jede Seitenplatte 18, 20 beinhaltet ein erstes und ein zweites Ende 30, 32 sowie einen sich zwischen den Enden 30, 32 erstreckenden Zwischenabschnitt 34. Der Zwischenabschnitt hat vorzugsweise eine Breite W, die genauso groß wie die Breite der Rippen 22 ist oder dieser in etwa entspricht. Mindestens eines der Enden 30, 32 ist so geformt, dass mindestens ein örtlicher Kontakt 36, der mit einem der Kopfteile 10, 12 verbunden ist, bereitgestellt wird, wie am besten aus den 2, 4 und 6 ersichtlich.
  • Wie in 2 dargestellt, kann das Ende 30 mehr als einen örtlichen Kontakt 36 beinhalten. Wie aus 2 ersichtlich, sind zwei örtliche Kontakte 36 mit dem Kopfteil 10 verbunden. Alternativ, wie in 6 dargestellt, befindet sich ein örtlicher Kontakt 36 am Ende 30. Jeder örtliche Kontakt 36 wird mit dem Kopfteil 10 durch auf diesem Fachgebiet bekannte Verfahren, wie beispielsweise Hartlöten, Weichlöten, Schweißen, und durch andere Methoden verbunden. Der örtliche Kontakt 36 kann punktförmig ausgebildet sein, um eine Kontaktlinie mit dem Kopfteil 10 bereitzustellen, wie am besten aus den 3, 5 und 7 ersichtlich.
  • Zusätzlich können die Enden 30, 32 eine Vielzahl von Formen aufweisen, um die gewünschten örtlichen Kontakte 36 bereitzustellen. In 6 ist beispielsweise das Ende 30 allgemein V-förmig ausgebildet, während das Ende 30 in 2 allgemein U-förmig ausgebildet ist. In dieser Hinsicht sei darauf hingewiesen, dass das U-förmige Ende 30 in 2 für eine Selbstzentrierung der Seitenplatte 18, 20 im Verhältnis zum entsprechenden Kopfteil 10, 12 sorgen kann, weil, wenn die Seitenplatte 18, 20 geringfügig außermittig ist, eine der zwei Gabeln der U-Form zunächst das Kopfteil berührt und dann über die Kopfteiloberfläche gleitet, bis der andere Punkt des U-förmigen Endes 30 das Kopfteil berührt. Wie in 8 als ein weiteres Beispiel dargestellt, hat das Ende 30 eine "mehrzahnige" oder "sägezahnähnliche" Form, die vier der Kontaktpunkte 36 bereitstellt, von denen in der dargestellten Ausführungsform lediglich zwei tatsächlich das entsprechende Kopfteil 10, 12 berühren. Eine solche Auslegung lässt eine seitliche Fehlausrichtung der Seitenplatte 18, 20 im Verhältnis zum jeweiligen Kopfteil 10, 12 zu, stellt aber gleichzeitig sicher, dass mindestens einer oder mehrere der Kontaktpunkte 36 stumpf am entsprechenden Kopfteil 10, 12 anliegen. Dies trägt auch dazu bei, dass sichergestellt wird, dass der Kopfteil/Kopfteil-Abstand oder die Kopfteil/Kopfteil-Distanz innerhalb der gewünschten Toleranzen verbleibt, selbst wenn sich die Seitenplatte 18, 20 während des Lötens seitlich bewegt und in eine außermittige Position gelangt. Die tatsächliche Form der Enden 30, 32 und des zugeordneten örtlichen Kontakts/der zugeordneten örtlichen Kontakte 36 kann je nach Bedarf oder Wunsch eingestellt werden.
  • Der örtliche Kontakt 36 kann insbesondere so geformt werden, dass eine Anpassung an eine Vielzahl von Kopfteilen erfolgt. Wie aus 2 ersichtlich, ist das Kopfteil 10 zylindrisch. Es versteht sich jedoch für den Fachmann auf diesem Gebiet, dass die Kopfteile 10, 12 eine Vielzahl von anderen Formen und Geometrien, wie beispielsweise rechtwinklige, dreieckige oder andere Formen und Geometrien, wie sie dem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt sind, aufweisen können.
  • Obwohl die 27 nur ein Ende 30 der Seitenplatte 18 mit mindestens einem örtlichen Kontakt 36 zeigen, versteht es sich darüber hinaus für den Fachmann auf diesem Gebiet, dass beide Enden 30, 32 so geformt sein können, dass sie mindestens einen mit dem jeweiligen Kopfteil 10, 12 verbundenen örtlichen Kontakt 36 haben. Jede Seitenplatte 18, 20 kann gleichermaßen so ausgeführt sein, dass jedes jeweilige erste und zweite Ende 30, 32 mindestens einen örtlichen Kontakt 36 beinhaltet.
  • Die Seitenplatten 18, 20 können wahlweise eine oder mehrere Zungen 40 beinhalten, die dazu beitragen, die Position der Rippen 22 beizubehalten, wie aus den 47 ersichtlich. Wie in den 4 (als Durchsicht) und 5 dargestellt, erstreckt sich die Zunge 40 vorzugsweise im wesentlichen senkrecht von der Seitenplatte 18, 20 aus, um die Rippen zurückzuhalten. Die Zunge 40 berührt eine Seite 42 der Rippen 22, während eine Bodenoberfläche 44 der Seitenplatte 30 Spitzen 46 der Rippen 22 berührt. Die Zunge 40 kann verwendet werden, um dazu beizutragen, die Einbaustelle der äußersten 48 der Rippen 22 während der Montage beizubehalten. Zusätzlich können Mehrfachzungen 40 verwendet werden, wie aus den 6 (als Durchsicht) und 7 ersichtlich.
  • Während der Montage und während des Betriebs sollen die örtlichen Kontakte 36 dazu dienen, für eine Verbindung mit den jeweiligen Kopfteilen 10, 12 zu sorgen, sind aber so dimensioniert, dass sie anschließend einen Bruch dieser Verbindung bewirken und sich während des Normalbetriebs durch relativ niedrige Spannung, die aufgrund der Wärmeausdehnung und Kontraktion des Wärmetauschers bewirkt wird, vom Kopfteil abtrennen. Die örtlichen Kontakte 36 haben vorzugsweise eine Breite, die mindestens kleiner als 1/5 der Breite W des Zwischenabschnitts 34 ist, und sind vorzugsweise punktförmig ausgebildet, sodass sie eine Kontaktlinie mit dem Kopfteil 10 bereitstellen, wobei die Länge des Linienkontakts durch die Dicke der Seitenplatte 18, 20 definiert ist. Als eine noch weitere Alternative kann das Ende 30, 32 geprägt ausgeführt sein, um die örtliche Dicke der Seitenplatte 18, 20 zu reduzieren, sodass entweder eine gekürzte Kontaktlinie oder, wie am besten aus 10 ersichtlich, ein im wesentlichen punktförmiger Kontakt bereitgestellt wird. Die relativ kleinere Breite des örtlichen Kontakts 36 lässt es zu, dass sich der Kontakt 36 und das jeweilige Kopfteil 10, 12 unter dem vorstehend beschriebenen Betrieb des Wärmetauschers voneinander abtrennen. In dieser Hinsicht kann das Abtrennen auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise durch einen Bruch der Verbindungsnaht zwischen dem Kontakt 36 und dem jeweiligen Kopfteil 10, 12, durch einen Bruch des Endes 30 an oder in der Nähe der Verbindungsnaht, oder durch eine Kombination dieser beiden Möglichkeiten. Dadurch ist es den Rohren 14 möglich, sich gemäß den Temperaturänderungen während des Normalbetriebs auszudehnen und zusammenzuziehen, ohne dass durch die mit den Kopfteilen 10, 12 verbundenen Seitenplatten 18, 20 eine Verbindung bewirkt wird. Es versteht sich natürlich, dass der Bruch der Verbindung am örtlichen Kontakt 36 vorzugsweise ohne eine Beschädigung des Kopfteils 10, 12 bis zu dem Punkt, an dem sich ein Leckagenweg entwickelt, erfolgen sollte.
  • Der Wärmetauscher kann wie nachstehend erörtert herge stellt werden. Die Hauptbauteile des Wärmetauscherkerns können in einer (nicht dargestellten) Montagevorrichtung montiert werden, um den Kern festzuhalten. Die Kopfteile 10, 12 können an entgegengesetzten Enden der Montagevorrichtung platziert werden, wobei Schichten von Rohren 14 und Rippen 22 in gestapelter Form zwischen den Kopfteilen 10, 12 vorgesehen werden können. Die Rippen 22 werden zwischen angrenzenden Rohren 14 gestapelt vorgesehen. Zusätzlich werden die Rippen 22 angrenzend an die obersten und untersten Rohre 14 vorgesehen. Die Seitenplatten 18, 20 werden zwischen den die äußersten 48 der Rippen 22 überlagernden Kopfteilen so vorgesehen, dass mindestens ein örtlicher Kontakt 36, der an einem der Enden 30, 32 der Platte 18, 20 ausgebildet ist, stumpf an einem der Kopfteile 10, 12 anliegt. Der örtliche Kontakt 36 wird dann während eines Verbindungsverfahrens für den Kern mit dem Kopfteil 18, 20 verbunden. Anschließend kann der Wärmetauscher Betriebstemperaturen ausgesetzt werden, was den Bruch der Verbindung zwischen dem örtlichen Kontakt 36 und dem Kopfteil 18, 20 zur Folge hat.

Claims (11)

  1. Wärmetauscher mit Seitenplatte (18, 20), wobei der Wärmetauscher ein Paar beabstandeter, allgemein paralleler Kopfteile (10, 12), mehrere beabstandete, allgemein parallele Rohre (14), die zwischen einem Inneren der Kopfteile (10, 12) verlaufen und in Fluidverbindung damit stehen, sowie sich zwischen den Rohren (14) erstreckende Rippen (22) beinhaltet, wobei die Seitenplatte (18, 20) folgendes umfasst: ein erstes und ein zweites Ende (30, 32), wobei mindestens eines der Enden (30, 32) so geformt ist, dass mindestens ein mit einem der Kopfteile (10, 12) verbundener örtlicher Kontakt (36) bereitgestellt wird; und einen Zwischenabschnitt (34) mit einer Breite (W), der sich zwischen den Enden (30, 32) erstreckt, wobei entweder jeder örtliche Kontakt (36) eine Kontaktbreite hat, die kleiner als 1/5 der Breite des Zwischenabschnitts (34) ist, oder wobei jeder örtliche Kontakt (36) so dimensioniert ist, dass er unter relativ niedriger Spannung, die aufgrund der Wärmeausdehnung und Kontraktion des Wärmetauschers unter normalen Betriebsbedingungen entsteht, vom Kopfteil (10, 12) abtrennbar ist.
  2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei das erste und das zweite Ende (30, 32) jeweils so geformt ist, dass mindestens ein mit den Kopfteilen (10, 12) verbundener örtlicher Kontakt (36) bereitgestellt wird.
  3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei das erste Ende (30, 32) V-förmig ausgebildet ist, um einen örtlichen Kontakt (36) bereitzustellen.
  4. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei das erste Ende (30, 32) U-förmig ausgebildet ist, um zwei örtliche Kontakte (36) bereitzustellen.
  5. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei die Rippen (22) eine Bodenoberfläche der Seitenplatte (18, 20) berühren.
  6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, wobei die Seitenplatte (18, 20) weiterhin eine sich im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung derselben erstreckende und eine Seite der Rippen (22) berührende Zunge (40) umfasst.
  7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, wobei die Zunge (40) schlangenförmige Rippen (22) berührt.
  8. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei das erste Ende (30) mit einem zylindrischen Kopfteil (10) verbunden ist.
  9. Wärmetauscher nach Anspruch 1, wobei der örtliche Kontakt (36) so geformt ist, dass entweder ein Linienkontakt oder ein Punktkontakt mit dem Kopfteil (10, 12) bereitgestellt wird.
  10. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, das folgende Schritte umfasst: Montieren der Bauteile eines Wärmetauscherkerns in einer Montagevorrichtung, um ein Paar beabstandeter, paralleler Kopfteile (10, 12), zwischen den Kopfteilen (10, 12) verlaufende beabstandete Rohre (14), eine zwischen den Kopfteilen (10, 12) an einer Seite des Kerns verlaufende Seitenplatte (18) sowie Rippen (22) zusammenzubauen, die sich zwischen den Rohren (14) und zwischen der Seitenplatte (18) und einem äußersten der Rohre erstrecken; Anordnen der Seitenplatte (18) zwischen den Kopfteilen (10, 12), wobei mindestens ein an einem Ende (30, 32) der Platte (18) geformter örtlicher Kontakt (36) so vorgesehen ist, dass er stumpf an einem der Kopfteile (10, 12) anliegt; Verbinden des örtlichen Kontakts (36) mit dem Kopfteil (10, 12) während eines Verbindungsverfahrens für den Kern; und Beaufschlagen des Wärmetauschers mit Betriebstemperaturen, was eine Trennung des örtlichen Kontakts vom Kopfteil (10, 12) zur Folge hat.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, bei dem der Schritt des Verbindens das Verbinden des örtlichen Kontakts (36) an jedem Ende (30, 32) der Seitenplatte (18, 20) beinhaltet.
DE102006015002A 2005-04-11 2006-03-31 Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung desselben Expired - Fee Related DE102006015002B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/102,938 2005-04-11
US11/102,938 US7594327B2 (en) 2005-04-11 2005-04-11 Heat exchanger and method of making the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102006015002A1 DE102006015002A1 (de) 2006-10-26
DE102006015002B4 true DE102006015002B4 (de) 2009-08-06

Family

ID=37054993

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006015002A Expired - Fee Related DE102006015002B4 (de) 2005-04-11 2006-03-31 Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung desselben

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7594327B2 (de)
JP (1) JP2006292353A (de)
DE (1) DE102006015002B4 (de)
FR (1) FR2884308A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101226040A (zh) * 2008-01-30 2008-07-23 无锡优萌汽车部件制造有限公司 新型汽车暖风的边板与散热带之鼓包配合结构
CN101226029A (zh) * 2008-01-30 2008-07-23 无锡优萌汽车部件制造有限公司 汽车暖风
WO2015061447A2 (en) 2013-10-23 2015-04-30 Modine Manufacturing Comapny Heat exchanger and side plate
CN210773626U (zh) * 2018-02-20 2020-06-16 三菱电机株式会社 热交换器以及制冷循环装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0748995A2 (de) * 1995-06-12 1996-12-18 Ford Motor Company Limited Wärmetauscher
EP1001241A2 (de) * 1998-11-10 2000-05-17 Valeo Inc. Seitenteil für Wärmetauscher und Wärmetauscher mit Seitenplatten
GB2356923A (en) * 1999-11-30 2001-06-06 Delphi Tech Inc Heat exchanger
US6412547B1 (en) * 2000-10-04 2002-07-02 Modine Manufacturing Company Heat exchanger and method of making the same
DE10218048A1 (de) * 2002-04-23 2003-11-13 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrager, insbesondere Wärmeübertragermodul, für ein Kraftfahrzeug
DE102004036019A1 (de) * 2004-07-23 2006-02-16 Behr Gmbh & Co. Kg Kühler, insbesondere Kühler für Fahrzeuge

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1357597A (en) * 1918-07-12 1920-11-02 Springer John Frame for radiators
FR2224727B1 (de) * 1973-04-04 1975-08-22 Chausson Usines Sa
DE2916030C2 (de) * 1979-04-20 1981-05-21 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Thermisch beanspruchtes rohrähnliches Bauteil, insbesondere Auspuffkrümmer einer Verbrennungskraftmaschine
ES270911Y (es) 1982-05-22 1984-03-01 Intercambiador de calor con tubos para la conduccion del medio intercambiador de calor.
FR2529316B1 (fr) * 1982-06-29 1987-07-03 Valeo Echangeur de chaleur, en particulier pour vehicule automobile, et son dispositif d'etancheite laterale
JPS63154981U (de) * 1987-03-30 1988-10-12
US4721069A (en) * 1987-06-19 1988-01-26 The Babcock & Wilcox Company Termination for boiler casing expansion element
US4719967A (en) * 1987-06-22 1988-01-19 General Motors Corporation Heat exchanger core with shearable reinforcements
JP2735198B2 (ja) 1987-11-16 1998-04-02 カルソニック株式会社 アルミニウム製熱交換器
JPH03225197A (ja) * 1990-01-31 1991-10-04 Showa Alum Corp 熱交換器
JPH04177092A (ja) * 1990-11-08 1992-06-24 Toshiba Corp 熱交換器およびその製造方法
FR2679322B1 (fr) 1991-07-16 1993-11-26 Chauffage Cie Internationale Radiateur a elements chauffants alimentes en fluide de chauffage, lesdits elements etant juxtaposes verticalement et/ou horizontalement pour adapter les dimensions exterieures dudit radiateur.
JPH05157484A (ja) 1991-12-04 1993-06-22 Nippondenso Co Ltd 熱交換器
US5186239A (en) * 1992-01-30 1993-02-16 Ford Motor Company Heat exchanger with thermal stress relieving zone
US5289873A (en) * 1992-06-22 1994-03-01 General Motors Corporation Heat exchanger sideplate interlocked with header
US5447192A (en) * 1994-07-12 1995-09-05 Behr Heat Transfer Systems, Inc. Heat exchanger assembly with reinforcement and method for making same
US5931223A (en) * 1995-04-28 1999-08-03 Ford Motor Company Heat exchanger with thermal stress relieving zone
US5992514A (en) * 1995-11-13 1999-11-30 Denso Corporation Heat exchanger having several exchanging portions
US5613551A (en) * 1995-12-18 1997-03-25 Touchstone, Inc. Radiator assembly
US6119767A (en) * 1996-01-29 2000-09-19 Denso Corporation Cooling apparatus using boiling and condensing refrigerant
JPH10332293A (ja) * 1997-06-02 1998-12-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 熱交換器
JPH1183373A (ja) * 1997-09-01 1999-03-26 Zexel Corp 熱交換器
DE19753408B4 (de) 1997-12-02 2005-08-18 Behr Gmbh & Co. Kg Wärmeübertrager für ein Kraftfahrzeug
US6129142A (en) * 1997-12-18 2000-10-10 Alliedsignal Inc. Radiator thermal expansion joint and method for making the same
US6179050B1 (en) * 1999-09-29 2001-01-30 Valeo Thermique Moteur Heat exchangers
FR2812382B1 (fr) * 2000-07-25 2003-02-07 Valeo Thermique Moteur Sa Procede de fabrication d'une ailette d'echangeur de chaleur, ailettes selon le procede et module d'echange comportant ces ailettes
JP3678159B2 (ja) * 2001-03-23 2005-08-03 株式会社デンソー 熱交換器
KR20040017323A (ko) * 2001-07-19 2004-02-26 쇼와 덴코 가부시키가이샤 열 교환기
DE10333150A1 (de) * 2003-07-22 2005-02-17 Modine Manufacturing Co., Racine Wärmeaustauscher für Kraftfahrzeuge
DE102005043291A1 (de) 2004-09-15 2006-03-30 Behr Gmbh & Co. Kg Seitenblech für Kühler
US20070256819A1 (en) * 2004-09-15 2007-11-08 Behr Gmbh & Co. Kg Metal Side-Plate for a Radiator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0748995A2 (de) * 1995-06-12 1996-12-18 Ford Motor Company Limited Wärmetauscher
EP1001241A2 (de) * 1998-11-10 2000-05-17 Valeo Inc. Seitenteil für Wärmetauscher und Wärmetauscher mit Seitenplatten
GB2356923A (en) * 1999-11-30 2001-06-06 Delphi Tech Inc Heat exchanger
US6412547B1 (en) * 2000-10-04 2002-07-02 Modine Manufacturing Company Heat exchanger and method of making the same
DE10218048A1 (de) * 2002-04-23 2003-11-13 Behr Gmbh & Co Wärmeübertrager, insbesondere Wärmeübertragermodul, für ein Kraftfahrzeug
DE102004036019A1 (de) * 2004-07-23 2006-02-16 Behr Gmbh & Co. Kg Kühler, insbesondere Kühler für Fahrzeuge

Also Published As

Publication number Publication date
US20060225871A1 (en) 2006-10-12
US7594327B2 (en) 2009-09-29
FR2884308A1 (fr) 2006-10-13
JP2006292353A (ja) 2006-10-26
DE102006015002A1 (de) 2006-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60111469T3 (de) Wärmetauscher und Verfahren zu dessen Herstellung
DE2339499C3 (de) Kühlerblock mit U-förmigen Backen und mindestens einer Strebe
EP3359902B1 (de) Verfahren zur herstellung einer lamelle und plattenwärmetauscher mit einer lamelle hergestellt nach dem verfahren
DE102007022103A1 (de) Selbstbrechende Seitenplatten für einen Kühler
DE69708730T2 (de) Wärmetauscher und Verfahren zu seiner Herstellung
EP3163242B1 (de) Indirekter ladeluftkühler
DE69804007T2 (de) Verfahren zum zusammensetzen von wärmetauscher
DE3425382A1 (de) Verfahren zur herstellung von roehrenwaermeaustauschern
EP1468235B1 (de) Geschweisstes mehrkammerrohr
EP1306640B1 (de) Rohrboden für Abgaswärmeübertragung
DE102005007591A1 (de) Wärmetauscher
DE3834822A1 (de) Waermetauscher
DE112016003219T5 (de) Wärmetauscher
DE602004008782T2 (de) Wärmetauscher und dessen herstellungsvefahren
EP0292754B1 (de) Flansch zur Befestigung von Rohren
EP2029953A1 (de) Wärmeübertrager, insbesondere ladeluftkühler, mit verstärktem rohrboden
DE102006015002B4 (de) Wärmetauscher und Verfahren zur Herstellung desselben
DE102005055420B4 (de) Thermischer Entlastungsmechanismus für kombinierte Wärmetauscher
DE102006002932B4 (de) Wärmetauscher und Herstellungsverfahren für Wärmetauscher
EP2167895B1 (de) Wärmetauscher
DE4106296C2 (de) Wärmetauscher, insbesondere Wasser/Luft-Kühler für Brennkraftmaschinen
DE69223986T2 (de) Ölkühler in einem tank
DE2716364A1 (de) Verfahren zur herstellung von waermeaustauschern mit rohren und strahlgliedern, und mittels des verfahrens hergestellte austauscher
EP1832830A1 (de) Wärmeübertrager
EP2948656B1 (de) Metallblech-flachdichtungslage sowie verfahren zu ihrer herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
OR8 Request for search as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R082 Change of representative

Representative=s name: TER MEER STEINMEISTER & PARTNER PATENTANWAELTE, DE

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee