DE10297468T5

DE10297468T5 - Lamelle für ein Wärmetauschermodul für insbesondere ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE10297468T5
Application number: DE10297468T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Lancelin
Original assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2004-12-02
Also published as: AU2002361330A1; FR2832789A1; FR2832789B1; WO2003046458A1

Abstract

Lamelle für ein Wärmetauschermodul, die aus einer Metallplatte besteht, die im Großen und Ganzen eine Ebene bildet und in zumindest zwei Teile (18, 20) unterteilt ist, die durch Löcher (22) getrennt sind, die in der Dicke der Metallplatte ausgebildet sind und zwischen denen sich Materialbänder erstrecken, die Brücken (24) zwischen den Lamellenteilen (18 und 20) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücken (24) eine plastische Deformation (32, 34, 36) aufweisen, die einen Verstärkungsteil bildet, der sich außerhalb der Ebene der Lamelle erstreckt.

Description

Die Erfindung betrifft Wärmetauscherlamellen insbesondere für Wärmetauscher, die zu einem einzigen Modul zusammengefügt sind, das insbesondere als Wärmetauschermodul bezeichnet wird und gemeinsame
Lamellen umfasst. Derartige Lamellen werden insbesondere bei Wärmetauschern für Kraftfahrzeuge verwendet.
Sie betrifft insbesondere eine Lamelle für ein Wärmetauschermodul, die aus einer Metallplatte besteht, die im Großen und Ganzen eine Ebene bildet und in zumindest zwei Teile unterteilt ist, die durch Löcher getrennt sind, die in der Dicke der Metallplatte ausgebildet sind und zwischen denen sich Materialbänder erstrecken, die Brücken zwischen den Lamellenteilen bilden.
Ein Kraftfahrzeug umfasst im Allgemeinen mehrere Wärmetauscher, zum Beispiel einen Kühler für den Motor, einen Kondensator, der Teil eines Klimaanlagenkreislaufs ist und eventuell einen Ladeluftkühler oder einen Ölkühler. Es ist vorteilhaft, diese Wärmetauscher in einem einzigen Modul zusammenzufassen, das in einem einzigen Vorgang in dem Fahrzeug angebracht werden kann.
Derartige Module, die Wärmetauschermodule genannt werden, umfassen gemeinsame Lamellen und werden von ein und demselben Luftstrom durchquert. Der Umstand, dass die Lamellen den verschiedenen Wärmetauschern gemeinsam sind, vereinfacht die Herstellung und macht das Ganze kompakter. Da die verschiedenen Wärmetauscher, die das Modul bilden, bei unterschiedlichen Temperaturen arbeiten, ist es jedoch notwendig, auf den gemeinsamen Lamellen für jeden Wärmetauscher eigene Wärmetauscherbereiche abzugrenzen. Hierzu werden Reihen von Löcher ausgebildet, die durch feine Materialintervalle getrennt sind, um Wärmebrücken zwischen den verschiedenen Wärmetauscherbereichen der Lamelle zu vermeiden. Diese Löcher werden im Allgemeinen durch Materialentnahme zum Beispiel durch Stanzen oder Perforieren hergestellt.
Es sind bereits Lamellen dieser Art bekannt. Das Dokument FR 1 473 992 beschreibt eine durch ein Öffnung von länglicher, rechtwinkliger Form thermisch in zwei Teile unterteilte Lamelle. Diese Öffnungen bestimmen breite Bänder, die eine Wärmeisolation zwischen den zwei Teilen der Lamelle bilden. Die zu dem oben genannten Patent zugehörige Zusatzanmeldung 65 521 lehrt die Herstellung eines länglichen Wärmeisolationseinschnitts, dessen Ränder durch zwei Lippen eingefasst sein können.
Die zwischen den Perforationen oder Ausschnitten belassenen feinen Materialbänder sorgen für eine gute Wärmedichtung der verschiedenen Teile der Lamelle, weisen aber den Nachteil auf, sie fragiler und weniger steif zu machen. Dies stellt insbesondere hinsichtlich des Zusammenbaus des Wärmetauschers einen Nachteil dar. Für ein gutes Einsetzen der Rohre in die Lamellen ist es in der Tat notwendig, dass diese letzteren perfekt plan bleiben und sich damit nicht deformieren. Wenn die Lamellen sich deformieren, sind die für den Durchtritt der Rohre ausgebildeten Perforationen nicht mehr ausgerichtet und die Rohre können nicht mehr mühelos eingeführt werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Lamelle, die diese Nachteile behebt. Sie bewahrt ihre ganze Steifheit trotz einer guten Wärmeisolation zwischen den verschiedenen Teilen des Wärmetauschers, der sie beinhaltet.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäßen dadurch erreicht, dass die Brücken eine plastische Deformation aufweisen, die einen Verstärkungsteil bildet, der sich außerhalb der Ebene der Lamelle erstreckt.
Die plastische Deformation versteift die Lamelle und gestattet es insbesondere, die ausgerichteten Perforationen für das Einführen der Rohre beizubehalten; dies gewährleistet ein einfaches Einführen dieser letzteren in die Lamellen.
Bei einer ersten Ausführungsform besteht der Verstärkungsteil aus einer Ausbuchtung.
Bei einer weiteren Ausführungsform besteht der Verstärkungsteil aus zumindest einem umgebogenen Rand.
Die umgebogenen Ränder der Brücke sind vorzugsweise gekrümmt.
Die Krümmung des umgebogenen Randes sorgt für eine längere Evolvente und gewährleistet folglich eine bessere Steifheit.
Die Erfindung betrifft zudem ein Wärmetauschermodul mit zumindest zwei Wärmetauschern mit jeweils einem Körper, der mit Rohren zur Zirkulation eines Fluids versehen ist und außerdem Kühllamellen umfasst, die den zwei Wärmetauschern gemeinsam sind, wobei die Lamellen erfindungsgemäß ausgebildet sind.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch beim Studium der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen offenbar werden, die zum Zweck der Veranschaulichung unter Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen angegeben sind:
1 ist eine Perspektivansicht eines Wärmetauschermoduls mit zwei Wärmetauschern;
2 ist eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Lamelle, die für ein Wärmetauschermodul wie dasjenige bestimmt ist, das in 1 dargestellt ist;
3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III der in 2 dargestellten Lamelle;
4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV der in 2 dargestellten Lamelle;
5 ist eine teilweise Draufsicht einer Lamelle gemäß einer Ausführungsvariante, die einen umgebogenen Verstärkungsteil umfasst;
6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie VI-VI der 5; und
7 ist eine Draufsicht einer Lamelle, die für ein Wärmetauschermodul mit drei zugehörigen Wärmetauschern bestimmt ist.
Das in 1 dargestellte Wärmetauschermodul besteht aus zwei zugehörigen Wärmetauschern, das heißt einem Kühler 1 eines Wärmemotors eines Kraftfahrzeugs und einem Klimaanlagenkondensator 2, wobei diese zwei Wärmetauscher im Allgemeinen eben sind.
Der Kühler 1 besteht bekannterweise aus einem Körper 3, der aus einem Bündel paralleler, insbesondere vertikaler Rohre für die Zirkulation von Fluid hergestellt ist, das zwischen zwei Sammelkästen angebracht ist, einem Eintrittssammelkasten 4 und einem Austrittssammelkasten 5, wobei die Sammelkästen 4 und 5 entlang von zwei parallelen Seiten des Körpers angeordnet sind und mit Eintritts- und Austrittsrohrstutzen 6 für ein Kühlfluid versehen sind.
Der Kondensator 2 besteht ebenso aus einem Körper, der mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet ist, der aus einem Bündel paralleler, insbesondere vertikaler Rohre für die Zirkulation eines Fluids hergestellt ist, das zwischen zwei Sammelkästen 8 und 9 angebracht ist, wobei die Sammelkästen entlang von zwei parallelen Seiten des Körpers 7 angeordnet sind und mit Eintritts- und Austrittsrohrstutzen 10 für das Kühlmittelfluid versehen sind.
Die Wärmetauscher 1 und 2 sind über ihre Körper 3 beziehungsweise 7 mittels ihnen gemeinsamen Lamellen 11 zusammengefügt. Diese Lamellen sind auf herkömmliche Weise an den Rohren der zwei Wärmetauscher zum Beispiel durch Hartlöten angebracht.
In 2 ist eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Lamellenteils dargestellt, der für ein erfindungsgemäßes Wärmetauschermodul bestimmt ist, wie zum Beispiel das in 1 dargestellte, das zwei zugehörige Wärmetauscher umfasst. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III der in 2 dargestellten Lamelle.
Die Lamelle 11, von der in 2 nur ein Teil dargestellt ist, weist in Wirklichkeit die Form eines länglichen Rechtecks mit einer ersten Breitseite 14 und einer zweiten Breitseite 16 auf. Die Lamelle besitzt die Form einer dünnen Blechplatte, die im Allgemeinen aus Aluminium besteht. Diese Platte ist durch längliche rechtwinklige Perforationen 22, die auch als Löcher bezeichnet werden, in einen ersten Teil 18 und einen zweiten Teil 20 unterteilt. Die Löcher 22 belassen zwischen sich feine Blechbänder, die im Folgenden als Brücken 24 bezeichnet werden und die die Verbindung zwischen den Teilen 18 und 20 erhalten.
Der erste Teil der Lamelle 11 umfasst geschlossene Perforationen 26, die für den Durchtritt der Rohre des Kühlers 1 bestimmt sind. Der zweite Teil 20 der Lamelle 11 umfasst längliche Einschnitte 28, die für die seitliche Einführung der Rohre des Bündels des Klimaanlagenwärmetauschers 2 bestimmt sind. Zwischen den Ausschnitten 26 des Teils 18 und zwischen den Einschnitten 28 des Teils 20 sind Lüftungsschlitze 30 vorgesehen. Der Zweck dieser Lüftungsschlitze ist es, eine turbulente Strömung der Luftstromfäden zu erzeugen, um den Wärmeaustausch zwischen dem Luftstrom und der Oberfläche der Lamelle 11 zu verbessern. Die Teile 18 und 20 der Lamelle umfassen Abstandshalter 31, die in Form von ausgestellten Teilen des Blechs ausgebildet sind, um zwischen den Lamellen einen minimalen Freiraum für die Luftzirkulation aufrechtzuerhalten.
Die Brücken 24 umfassen erfindungsgemäß eine plastische Deformation des Metallblechs, das die Platte der Lamelle bildet. Das Blech ist so deformiert, dass es sich zumindest teilweise über und/oder unter der Ebene der Lamelle 11 erstreckt. Gemäß einer in 3 im Querschnitt dargestellten ersten Ausführungsform, die ebenso im Querschnitt in 4 dargestellt ist, die einen Längsquerschnittsansicht der Lamelle entlang der Linie IV-IV der 2 bildet, besteht der deformierte Teil aus einer Ausbuchtung 32 zumindest eines Teils der Brücke. Die Ausbuchtung 32 erhöht das Biegemoment der Brücke des Metallblechs, die den Teil 18 und den Teil 20 der Lamelle verbindet. Der Effekt besteht darin, die Lamelle zu versteifen, wodurch somit jede Biegung seiner Oberfläche im Moment der Einführung der Rohre in die Perforationen 26 vermieden wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Ränder 34 der Brücke 24 im rechten Winkel zu einer Seite der Oberfläche der Lamelle umgebogen, wie man im Querschnitt in 4 sehen kann. Der Effekt der umgebogenen Ränder 34 besteht ebenso darin, wie die Ausbuchtung 32 die Brücke 24 zu versteifen, indem ihr Biegemoment erhöht wird.
In 5 und 6 sind eine Draufsicht beziehungsweise eine Schnittansicht einer Ausführungsvariante des umgebogenen Randes dargestellt. Bei dieser Variante weist der umgebogene Rand der Brücke 24 eine gebogene Form auf, zum Beispiel eine Kreisbogenform. Der Effekt dieser Modifikation besteht darin, die dargestellte Länge der Randleiste 36 zu erhöhen und folglich ihre Steifheit zu verbessern.
In den 1 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Wärmetauschermoduls beschrieben, das aus zwei zugehörigen Wärmetauschern besteht. Es ist jedoch evident, dass das Wärmetauschermodul der Erfindung mehr als zwei Wärmetauscher umfassen könnte, zum Beispiel drei oder mehr. Das Wärmetauschermodul könnte aus einem Kühler des Wärmemotors, einem Klimaanlagenkondensator und einem Ladeluftkühler, einem Abgaskühler oder auch einem Schmierölkühler des Motors bestehen. In diesem Fall sind die Lamellen allen Wärmetauschern des Wärmetauschermoduls gemeinsam, anstatt zwei Wärmetauschern gemeinsam zu sein.
In 7 ist eine Draufsicht einer Lamelle 41 dargestellt, die für ein Wärmetauschermodul mit drei zugehörigen Wärmetauschern bestimmt ist. Die Lamelle 41 umfasst auf einer ihrer länglichen Seiten Einschnitte 43, die für das Einführen von Rohren 44 eines Wärmetauschers zum Beispiel eines Kühlers des Wärmemotors des Fahrzeugs bestimmt ist. Auf ihrer anderen länglichen Seiten umfasst die Lamelle 41 Perforationen 45, die tiefer sind als die Perforationen 43 und die für die Einführung zweier Reihen von Rohren 46 und 47 bestimmt sind. Perforationen 48 von im Wesentlichen quadratischer oder rechtwinkliger, länglicher Form sind zwischen den zwei Teilen des Wärmetauschers vorgesehen. Brücken 50, die zwischen den Perforationen 48 ausgebildet sind, umfassen einen deformierten Teil, der zum Beispiel umgefaltet oder tiefgezogen ist und der denjenigen ähnlich ist, die in Bezug auf die 2 bis 5 beschrieben wurden.
Bei dem in 7 dargestellten Beispiel umfasst die Lamelle 41 nur eine Reihe von Perforationen 48, weil es keinen Wärmeaustausch zwischen den Rohren 46 und den Rohren 47 gibt, da diese letzteren in einen gemeinsamen Schlitz 45 ohne Material zwischen ihnen eingeführt sind. Bei einer Variante, bei der die Rohre 46 und 47 anstelle in die Einschnitte 45 in geschlossene Perforationen eingeführt werden, kann die Lamelle zwei Reihen von parallelen Perforationen umfassen, wie beispielsweise die Perforationen 48, die drei unterschiedliche Wärmeaustauschbereiche beherbergen, wobei die Brücken zwischen diesen Perforationen jeweils erfindungsgemäße Verstärkungen umfassen.
Zusammenfassung
Die Lamelle für ein Wärmetauschermodul besteht aus einer Metallplatte, die im Großen und Ganzen eine Ebene bildet und in zumindest zwei Teile (16, 18) unterteilt ist, die durch jeweilige Rohrbündel durchquert werden können, und wobei die Lamellenteile (16, 18) durch im Allgemeinen längliche Löcher (22) getrennt sind, die in der Dicke der Metallplatte ausgebildet sind und zwischen denen sich Materialbänder erstrecken, die Brücken (24) zwischen den Lamellenteilen (16, 18) bilden. Die Brücken weisen eine plastische Deformation auf, die einen Verstärkungsteil bildet, der sich außerhalb der Ebene der Lamelle erstreckt. Die plastische Deformation kann aus einer Ausbuchtung (32) oder einem umgebogenen Rand (34) bestehen.
(2)

Claims

Lamelle für ein Wärmetauschermodul, die aus einer Metallplatte besteht, die im Großen und Ganzen eine Ebene bildet und in zumindest zwei Teile (18, 20) unterteilt ist, die durch Löcher (22) getrennt sind, die in der Dicke der Metallplatte ausgebildet sind und zwischen denen sich Materialbänder erstrecken, die Brücken (24) zwischen den Lamellenteilen (18 und 20) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücken (24) eine plastische Deformation (32, 34, 36) aufweisen, die einen Verstärkungsteil bildet, der sich außerhalb der Ebene der Lamelle erstreckt.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsteil aus einer Ausbuchtung (32) besteht.
Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsteil aus zumindest einem umgebogenen Rand (34, 36) besteht.
Modul nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die umgebogenen Ränder (36) gekrümmt sind.
Wärmetauschermodul mit zumindest zwei Wärmetauschern (1, 2) mit jeweils einem Körper (3, 7), der mit Rohren zur Zirkulation eines Fluids versehen ist und außerdem Kühllamellen (11, 41) umfasst, die den zwei Wärmetauschern (1, 2) gemeinsam sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Lamellen (11, 41) mit einem der Ansprüche 1 bis 4 konform sind.