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WO2008151680A1 - Wärmetauscher - Google Patents

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Publication number
WO2008151680A1
WO2008151680A1 PCT/EP2008/001951 EP2008001951W WO2008151680A1 WO 2008151680 A1 WO2008151680 A1 WO 2008151680A1 EP 2008001951 W EP2008001951 W EP 2008001951W WO 2008151680 A1 WO2008151680 A1 WO 2008151680A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flat tubes
heat exchanger
longitudinal edges
edges
projections
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2008/001951
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Roll
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
Priority to EP08716457A priority Critical patent/EP2167895B1/de
Publication of WO2008151680A1 publication Critical patent/WO2008151680A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-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
    • F28D1/02—Heat-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
    • F28D1/04—Heat-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
    • F28D1/053—Heat-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
    • F28D1/0535—Heat-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
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
    • 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
    • F28F9/04—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
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
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    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0082—Charged air coolers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D2021/008—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for vehicles
    • F28D2021/0091—Radiators
    • F28D2021/0094—Radiators for recooling the engine coolant

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, comprising flat and narrow sides having flat tubes and ribs which form a block and having the further features listed in the preamble of claims 1 and 2, respectively.
  • the heat exchanger described in the preamble is known, for example, from DE 198 19 247 A1 and also from WO 2006/133748 A1.
  • the projections provided in the first-mentioned reference correspond to openings in the tubesheets.
  • a provisional cohesion of the items is provided before performing the soldering process.
  • the effort for soldering auxiliary device can therefore be reduced.
  • a certain disadvantage of this heat exchanger is that there is still a significant overhang of the tubesheet over the ribbed flat tube block which could be considered unnecessary space requirements.
  • the ratio of the cross-sectional area occupied by the flat tubes is not optimal in comparison to the entire cross-sectional area of the heat exchanger or its tube plates, so that improvements are possible with regard to efficient space utilization of the heat exchanger.
  • this heat exchanger could be regarded as insufficiently equipped for thermal cycling.
  • projections have been provided, which are, however, inserted into the ends of the flat tubes, in each case in the region of the narrow sides thereof. It has already been proven that this heat exchanger has considerable advantages over other solutions. However, it is desirable to have suitable back-up solutions available, for example in the event that the heat exchanger known from this reference should not be able to cope with the most extreme requirements with regard to the thermal cycling.
  • the object of the invention is to provide heat exchangers available which in part have an even higher resistance to Expect thermal cycling or at least sufficient resistance, with relatively good thermal performance.
  • a production-friendly, in particular a flexible design can be assumed.
  • the narrow sides of the flat tubes at the longitudinal edges of the tube sheet abutment and because the projections engage in the longitudinal edges, the projections sit between the flat tubes and border the narrow sides the resistance to thermal cycling was comparatively further improved, because the particularly vulnerable area of the narrow sides of the flat tubes was significantly strengthened, and amplified without additional, the cost and weight-increasing, reinforcing parts must be used, as it has been proposed several times in other publications.
  • each Tlachrohrende is bordered or supported in the narrow sides of two projections, so that the improvement of the resistance is traceable.
  • the projections may indeed have been known in the prior art, but are the prior art, the projections in corresponding openings (slots) in the tube sheets and provide Therefore, according to the proposal, on the other hand support the projections according to claim 3 at the bottom of the deformed longitudinal edges or they are trapped therein. Openings in the tube sheets are not provided, which is why the mentioned risk is eliminated by the invention.
  • Tube sheets was significantly improved.
  • a second solution according to the invention provides that the narrow sides of the
  • the tube sheet and the collection box are either one piece or at least formed in two pieces.
  • Embedding are spaced grooves or slots.
  • Fig. 1 shows a perspective, partially exploded view of a portion of adeflüsskühlers invention.
  • Fig. 2 shows the
  • FIG. 3 shows the part according to FIG. 1 in the assembled state and FIG. 4 shows the detail A from FIG. 3.
  • FIG. 5 shows the detail according to FIG. 2 from a different perspective.
  • FIG. 6 shows a representation similar to FIG. 1 but using the example of FIG.
  • FIG. 8 shows a representation similar to FIG. 3 but using the example of FIG
  • FIG. 10 shows a perspective view of a part of an intercooler and FIG. 11 shows the detail E from FIG. 10.
  • Figs. 12 and 13 show an embodiment with a one-piece
  • FIGS. 14-17 show a further embodiment with grooves in the edges of the collecting box, which serve for embedding the narrow sides of the flat tubes.
  • the embodiments shown are directed to completely made of metal, preferably from suitable aluminum sheets, producible heat exchangers, for example for use in motor vehicles.
  • the aluminum sheets have appropriate solder coatings. After the manufacture and assembly of the individual parts of the heat exchanger and after appropriate pretreatment, these are then joined in a single CAB brazing process (not shown).
  • the heat exchanger consists of wide and narrow sides flat tubes 1 and ribs 2, which form a block and, in the embodiment, of two tube sheets 3 each having at least two deformed longitudinal edges 30 and two collecting tanks 4. In the illustrations, only one side of the heat exchanger has been shown.
  • the openings 31 must be formed in the tube sheets 3 to directly on the longitudinal edge 30 zoom, which is best seen in FIGS. 6 and 7, because there in the foreground one of the openings 31 to see is, in which no flat tube 1 is yet.
  • the formed longitudinal edges 30 have been formed as lying below the tube bottom surface 35 channel 30.
  • the above-mentioned projections 41 engage at the edges 40 of the collecting box 4 in the longitudinal edges 30, wherein the projections 41 sit between the flat tubes 1.
  • two projections 41 each support a flat tube 1 on its broad sides, but directly towards the narrow sides, from.
  • the flat tubes 1 and the ribs 2 are combined to form a flat tube ribbed block.
  • the tube sheets 3 with deformed longitudinal edges 30 are placed at the ends of the flat tubes 1.
  • the collecting boxes 4 are set with their edges 40, on which projections 41 are arranged at intervals, to the edges 30 of the tubesheets 3.
  • the longitudinal edges 30 of the tubesheets 3 are brought into contact with the narrow sides of the flat tubes 1 in the course of the so-called "winding up" of the tubesheets 3.
  • the projections 41 are in contact with the longitudinal edges 30 and with the Flat tubes 1 brought, the projections 41 are inserted into the spaces between the flat tubes 1.
  • the projections 41 having longitudinal edges 40 of the collecting tank 4 are internally applied to the edges 30 of the tube sheet 3, wherein the projections 41 are inserted into the spaces between adjacent flat tubes 1.
  • the longitudinal edges 30 have been provided with a suitable bevel 33 or the like, so that the edges of the collecting box 4 can be more easily inserted into the longitudinal edges 30 of the tube bottom 3.
  • auxiliary devices are used which either in principle do not differ from the hitherto customary auxiliary devices or which can be modeled by the person skilled in the art.
  • Figs. 1 and 6 further show, it has been provided in these embodiments to reshape not only the longitudinal edges 30 of the tube sheet 3, but also their transverse edges 32.
  • Executions remain the transverse edges 32 substantially without deformation, so that the tube sheets 3 can be produced from endless metal strips, which are cut to the required length.
  • side parts then close the frontal openings of the collecting tanks 4.
  • Fig. 1 a further alternative was merely indicated.
  • the suggestion consists in only two slots 36 in the opposite longitudinal edges 30 of the tube bottom 3.
  • the slots 36 can be understood as a continuation of the openings 31.
  • such slots 36 are arranged.
  • the narrow sides of the flat tubes 1 sit in these slots 36, so that they are preferably flush with the outside of the formed longitudinal edges 30.
  • the longitudinal edges 40 of the collecting box 4 are then attached from the outside (not shown) to the longitudinal edges 30 of the tube bottom 3.
  • the longitudinal edges 40 of the collecting box are preferably formed without projections 41.
  • Figs. 12 and 13 show a possible embodiment of a heat exchanger in which the tube sheet 3 and the collecting box 4 are formed as one piece.
  • This tube sheet / collecting box has a connecting seam, for example a solder joint 45, which is located on the central longitudinal axis of the heat exchanger.
  • the narrow sides of the flat tubes 1 bear against the inside of the longitudinal edges 40 of the tube bottom / collecting tank.
  • the flat tubes are further bordered by the edges of the openings 31 of the inwardly bent tubesheet.
  • This embodiment also has sufficient resistance to thermal cycling for many applications. It is also easy to manufacture.

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

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, bestehend aus Breit - und Schmalseiten aufweisenden Flachrohren (1) und aus Rippen (2), die einen Block bilden und aus wenigstens einem Rohrboden (3) / Sammelkasten (4) mit wenigstens zwei umgeformten, gegenüberliegenden Längsrändern (30, 40), dadurch gekennzeichnet, dass an Rändern (40) des Sammelkastens (4) in Abständen angeordnete Vorsprünge (41) angeordnet sind, dass die Schmalseiten der Flachrohre (1) an den Längsrändern (30) des Rohrbodens (3) bzw. des Sammelkastens anliegen und verbunden sind, wobei die Vorsprünge (41) in die Längsränder (30) eingreifen und zwischen den Flachrohren (1) sitzen. Die Erfindung betrifft auch ein Herstellungsverfahren. Sie führt unter anderem zu gegen Temperaturwechselbelastungen recht widerstandsfähigen und kostengünstig herstellbaren Wärmetauschern.

Description

Wärmetauscher
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, bestehend aus Breit - und Schmalseiten aufweisenden Flachrohren und aus Rippen, die einen Block bilden und der die weiteren im Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 2 aufgeführten Merkmale aufweist. Der im Oberbegriff beschriebene Wärmetauscher ist beispielsweise aus der DE 198 19 247 A1 und auch aus der WO 2006 / 133748 A1 bekannt. Die in der zuerst genannten Referenz vorgesehenen Vorsprünge korrespondieren mit Öffnungen in den Rohrböden. Dadurch wird ein provisorischer Zusammenhalt der Einzelteile vor der Durchführung des Lötprozesses zur Verfügung gestellt. Der Aufwand für Löt- Hilfsvorrichtung kann deshalb reduziert werden. Ein gewisser Nachteil dieses Wärmetauschers besteht darin, dass immer noch ein deutlicher Überstand des Rohrbodens über den Rippen-Flachrohr-Block vorhanden ist, der als unnötiger Raumbedarf angesehen werden könnte. Ferner ist das Verhältnis der von den Flachrohren eingenommenen Querschnittsfläche im Vergleich zur gesamten Querschnittsfläche des Wärmetauschers bzw. dessen Rohrböden nicht optimal, sodass bezüglich einer effizienten Raumausnutzung des Wärmetausches Verbesserungen möglich sind. Darüber hinaus könnte dieser Wärmetauscher gegenüber Temperaturwechselbelastungen als nicht ausreichend gerüstet angesehen werden. In der an zweiter Stelle genannten Referenz sind ebenfalls Vorsprünge vorgesehen worden, die jedoch in die Enden der Flachrohre gesteckt werden, und zwar jeweils im Bereich von deren Schmalseiten. Es hat sich bereits erwiesen, dass dieser Wärmetauscher erhebliche Vorteile gegenüber anderen Lösungen besitzt. Allerdings ist es wünschenswert, geeignete back - up - Lösungen zur Verfügung zu haben, beispielsweise für den Fall, dass der aus dieser Referenz bekannte Wärmetauscher bezüglich der Temperaturwechselbelastungen extremsten Anforderungen nicht gewachsen sein sollte. Gewöhnlich treten bei extremsten Belastungen Schäden, beispielsweise Brüche oder dergleichen, im Verbindungsbereich der Flachrohre mit den Rohrböden und zwar meistens an oder in der Nähe der Schmalseiten der Flachrohre auf. Der bekannte Wärmetauscher könnte als in dem erwähnten Bereich gefährdet angesehen werden, beispielsweise dann, wenn beabsichtigt wird, die Wanddicke der Flachrohre drastisch zu reduzieren.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Wärmetauscher zur Verfügung zu stellen, die zum Teil eine noch höhere Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechselbelastungen oder zumindest eine ausreichende Widerstandsfähigkeit erwarten lassen, bei vergleichsweise guten wärmetechnischen Werten. Als Nebeneffekt kann ein herstellungsfreundliches, insbesondere auch ein flexibles Design angenommen werden. Erfindungsgemäße Lösungen ergeben sich bezüglich des Wärmetauschers durch den Einsatz der Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 2. Die erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren sind Gegenstand des Anspruchs 15 oder des Anspruchs 17. Weil - gemäß der bevorzugten erfindungsgemäßen Lehre - die Schmalseiten der Flachrohre an den Längsrändern des Rohrbodens anliegen und weil die Vorsprünge in die Längsränder eingreifen, wobei die Vorsprünge zwischen den Flachrohren sitzen und die Schmalseiten einfassen, wurde die Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechselbelastungen vergleichsweise weiter verbessert, denn der besonders gefährdete Bereich der Schmalseiten der Flachrohre wurde deutlich verstärkt, und zwar verstärkt, ohne dass zusätzliche, die Kosten und das Gewicht steigernde, Verstärkungsteile zum Einsatz kommen müssen, wie es in noch anderen Veröffentlichungen bereits mehrfach vorgeschlagen wurde. Einerseits liegen gemäß der Erfindung die Schmalseiten der Flachrohre nämlich an den Längsrändern an und sind damit verbunden und andererseits ist jedes T^lachrohrende im Bereich der Schmalseiten von zwei Vorsprüngen eingefasst bzw. abgestützt, sodass die Verbesserung der Widerstandsfähigkeit nachvollziehbar ist.
Das gemäß der bevorzugten Lehre vorgesehene Teilmerkmal, wonach die Vorsprünge zwischen den Flachrohren sitzen, mag zwar aus dem Stand der Technik an sich bekannt gewesen sein, jedoch befinden sich beim bekannten Stand der Technik die Vorsprünge in korrespondierenden Öffnungen (Schlitzen) in den Rohrböden und stellen deshalb ein potentielles Risiko für Undichtigkeiten dar. Vorschlagsgemäß stützen sich hingegen die Vorsprünge gemäß Anspruch 3 am Grund der umgeformten Längsränder ab oder sie sind darin eingeklemmt. Öffnungen in den Rohrböden sind nicht vorgesehen, weshalb das erwähnte Risiko durch die Erfindung eliminiert wird.
Da gemäß der Erfindung - wie bereits erwähnt - die Schmalseiten der Flachrohre am Längsrand der Rohrböden innen anliegen, fällt der Überstand des Rohrbodens über den Block aus Flachrohren und Rippen äußerst minimal aus, weshalb das einleitend erwähnte Verhältnis der von den Flachrohren eingenommenen Querschnitte im Vergleich zum gesamten Querschnitt des Wärmetauschers bzw. zu dessen
Rohrböden deutlich verbessert wurde.
Eine zweite erfindungsgemäße Lösung sieht vor, dass die Schmalseiten der
Flachrohre in den Rändern des Rohrbodens/Sammelkastens entweder eingebettet und mit den Rändern verbunden sind oder dort lediglich anliegen und verbunden sind ohne eingebettet zu sein, wobei der Rohrboden und der Sammelkasten entweder einstückig oder wenigstens zweistückig ausgebildet sind. Zum Zwecke der
Einbettung sind im Abstand angeordnete Nuten oder Schlitze vorhanden.
Vorsprünge, wie in der ersten Lösung beschrieben, sind hier nicht nötig. Auch dieser Vorschlag stellt einen Wärmetauscher mit ausreichender Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechselbelastungen zur Verfügung, und er ist mit wettbewerbsfähigen Kosten realisierbar.
Weitere Merkmale sind in zahlreichen abhängigen Patentansprüchen enthalten, die als an dieser Stelle detailliert aufgeführt anzusehen sind. Darüber hinaus ergeben sich die Merkmale und deren weit reichenden Vorteile aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die anhand der beiliegenden Zeichnungen vorgenommen wird.
Die Figuren zeigen Folgendes:
Fig. 1 zeigt eine perspektivische, teilweise auseinander gezogene Darstellung eines Teils eines erfindungsgemäßen Kühlflüssigkeitskühlers. Die Fig. 2 zeigt die
Einzelheit F aus Fig. 1.
Fig. 3 zeigt das Teil gemäß Fig. 1 in zusammengebautem Zustand und die Fig. 4 zeigt die Einzelheit A aus Fig. 3. Die Fig. 5 zeigt die Einzelheit gemäß Fig. 2 aus einer anderen Perspektive. Fig. 6 zeigt eine Darstellung ähnlich der Fig. 1 jedoch am Beispiel eines
Ladeluftkühlers und die Fig. 7 zeigt die Einzelheit D aus Fig. 6.
Fig. 8 zeigt eine Darstellung ähnlich der Fig. 3 jedoch am Beispiel eines
Ladeluftkühlers und die Fig. 9 zeigt die Einzelheit C aus Fig. 8.
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Ladeluftkühlers und die Fig. 11 zeigt die Einzelheit E aus Fig. 10.
Die Fig. 12 und 13 zeigen ein Ausführungsbeispiel mit einem einteiligen
Sammelkasten.
Die Fig. 14 - 17 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel mit Nuten in den Rändern des Sammelkastens, die zur Einbettung der Schmalseiten der Flachrohre dienen. Die gezeigten Ausführungsbeispiele richten sich auf vollständig aus Metall, vorzugsweise aus geeigneten Aluminiumblechen, herstellbare Wärmetauscher, beispielsweise zur Verwendung in Kraftfahrzeugen. Die Aluminiumbleche weisen zweckmäßige Lotbeschichtungen auf. Nach der Herstellung und Montage der Einzelteile des Wärmetauschers und nach entsprechender Vorbehandlung werden diese dann in einem einzigen CAB - Lötprozess verbunden, (nicht gezeigt) Der Wärmetauscher besteht aus Breit - und Schmalseiten aufweisenden Flachrohren 1 und aus Rippen 2, die einen Block bilden und, im Ausführungsbeispiel, aus zwei Rohrböden 3 mit jeweils wenigstens zwei umgeformten Längsrändern 30 und mit zwei Sammelkästen 4. In den Darstellungen wurde nur eine Seite des Wärmetauschers gezeigt. Am nicht gezeigten anderen Ende des Wärmetauschers befinden sich demnach ein weiterer Rohrboden 3 und ein Sammelkasten 4, die identisch mit den gezeigten ausgebildet sein können. An den Rändern 40 des Sammelkastens 4 sind in Abständen angeordnete Vorsprünge 41 angeordnet. Die bis hierher beschriebene Ausbildung ist aus dem Stand der Technik bekannt. Wie vielleicht aus den Darstellungen gemäß den Fig. 1 bzw. 2, hauptsächlich aus Fig. 4 sowie 5 und 6, am besten zu sehen ist, liegen die Schmalseiten der Flachrohre λ an den im Wesentlichen vertikalen Längsrändern 30 des Rohrbodens 3 innen an. Dort wo die Schmalseiten anliegen, liegt nach dem Löten auch eine haltbare und dichte Verbindung vor, weil durch diese Maßnahme ein ausreichendes Lotangebot bereitgestellt wird. Damit jedoch die Anlage der Schmalseiten gewährleistet werden kann, müssen die Öffnungen 31 in den Rohrböden 3 bis unmittelbar an den Längsrand 30 heran ausgebildet sein, was aus den Fig. 6 und 7 am besten erkennbar ist, weil dort im Vordergrund eine der Öffnungen 31 zu sehen ist, in der sich noch kein Flachrohr 1 befindet. Außerdem hat man die umgeformten Längsränder 30 als unterhalb der Rohrbodenfläche 35 liegende Rinne 30 ausgebildet. Weiter wurde vorgesehen, dass die oben erwähnten Vorsprünge 41 an den Rändern 40 des Sammelkastens 4 in die Längsränder 30 eingreifen, wobei die Vorsprünge 41 zwischen den Flachrohren 1 sitzen. Wie außerdem erkennbar ist, stützen dabei jeweils zwei Vorsprünge 41 jeweils ein Flachrohr 1 an dessen Breitseiten, jedoch unmittelbar zu den Schmalseiten hin, ab. Es versteht sich, dass beim Löten nicht nur eine Verbindung der Schmalseiten am Längsrand, wie vorstehend bereits erläutert wurde, sondern auch eine feste und dichte Verbindung der Vorsprünge 41 im Längsrand 30 und der Vorsprünge 41 mit den Flachrohren 1 vorgenommen wird. Um Letzteres zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Abmessungen der Abstände zwischen den Vorsprüngen 41 etwa den Außenmaßen zwischen den Breitseiten der Flachrohre 1 entsprechen. Die Formgebung der Vorsprünge 41 wird so vorgesehen, dass das Gleiten der Vorsprünge 41 in die Abstände zwischen den Flachrohren 1 einerseits erleichtert ist, andererseits aber auch zu perfekten Anlagen sowohl an den Flachrohren als auch im Längsrand 30 führt. Die Vorgehensweise beim Zusammenbau des Wärmetauschers, soweit sie sich nicht bereits aus den vorstehenden Erläuterungen ergeben sollte, ist folgende:
Die Flachrohre 1 und die Rippen 2 werden zu einem Flachrohr - Rippen - Block zusammengelegt. Die Rohrböden 3 mit umgeformten Längsrändern 30 werden an die Enden der Flachrohre 1 gesetzt. Die Sammelkästen 4 werden mit ihren Rändern 40, an denen in Abständen angeordnete Vorsprünge 41 ausgebildet sind, an die Ränder 30 der Rohrböden 3 gesetzt. Die Längsränder 30 der Rohrböden 3 werden im Zuge des so genannten „Aufziehens" der Rohrböden 3 auf die Flachrohrenden in Kontakt mit den Schmalseiten der Flachrohre 1 gebracht. Beim anschließenden Montieren der Sammelkästen 4 werden die Vorsprünge 41 in Kontakt mit den Längsrändern 30 und mit den Flachrohren 1 gebracht, wobei die Vorsprünge 41 in die Abstände zwischen den Flachrohren 1 gesteckt werden.
Konkret werden die die Vorsprünge 41 aufweisenden Längsränder 40 des Sammelkastens 4 innen an die Ränder 30 des Rohrbodens 3 angelegt, wobei die Vorsprünge 41 in die Zwischenräume zwischen benachbarten Flachrohren 1 gesteckt werden. Wie beispielsweise die Fig. 2 zeigt, wurden die Längsränder 30 mit einer geeigneten Abschrägung 33 oder dergleichen versehen, damit sich die Ränder des Sammelkasten 4 leichter in die Längsränder 30 des Rohrbodens 3 einfügen lassen.
Zur Durchführung dieser Herstellungsschritte in der Serienfertigung werden HilfsVorrichtungen eingesetzt, die sich entweder im Prinzip nicht von den bisher üblichen HilfsVorrichtungen unterscheiden oder die vom Fachmann nachempfunden werden können.
Wie beispielsweise die Fig. 1 und 6 weiterhin zeigen, wurde in diesen Ausführungsbeispielen vorgesehen, nicht nur die Längsränder 30 des Rohrbodens 3 umzuformen, sondern auch deren Querränder 32. In nicht gezeigten anderen Ausführungen bleiben die Querränder 32 im Wesentlichen ohne Umformung, sodass die Rohrböden 3 aus endlosen Blechstreifen herstellbar sind, die auf die benötigte Länge zugeschnitten werden. Nicht gezeigte Seitenteile verschließen dann die stirnseitigen Öffnungen der Sammelkästen 4. In der Fig. 1 wurde eine weitere Alternative lediglich angedeutet. Die Andeutung besteht in lediglich zwei Schlitzen 36 in den gegenüberliegenden Längsrändern 30 des Rohrbodens 3. Die Schlitze 36 können als Fortsetzung der Öffnungen 31 verstanden werden. Tatsächlich sind bei der ansonsten nicht gezeigten Alternative über die ganze Länge des Rohrbodens 3 hinweg, in Abständen, die den Abständen der Flachrohre 1 entsprechen, solche Schlitze 36 angeordnet. Die Schmalseiten der Flachrohre 1 sitzen in diesen Schlitzen 36, sodass sie vorzugsweise bündig mit der Außenseite der umgeformten Längsränder 30 sind. Die Längsränder 40 des Sammelkastens 4 werden dann von außen (nicht gezeigt) an die Längsränder 30 des Rohrbodens 3 angesetzt. In diesem alternativen Fall sind die Längsränder 40 des Sammelkastens vorzugsweise ohne Vorsprünge 41 ausgebildet.
Die Fig. 12 und 13 zeigen eine mögliche Ausführung eines Wärmetauschers, bei dem der Rohrboden 3 und der Sammelkasten 4 als ein Stück ausgebildet sind. Dieser Rohrboden/Sammelkasten besitzt eine Verbindungsnaht, beispielsweise eine Lötverbindungsnaht 45, die sich auf der Mittellängsachse des Wärmetauschers befindet. Wie die Abbildungen weiter erkennen lassen, liegen die Schmalseiten der Flachrohre 1 innen an den Längsrändern 40 des Rohrbodens/Sammelkastens an. Die Flachrohre sind ferner von den Rändern der Öffnungen 31 des nach innen gebogenen Rohrbodens eingefasst. Auch diese Ausführung weist für zahlreiche Anwendungen eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechselbelastungen auf. Sie ist auch herstellungsfreundlich.
Im Unterschied zu den Fig. 12 und 13 wurden im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 14 - 17 wieder wenigstens zweiteilige Rohrböden / Sammelkästen eingesetzt. In den Längsrändern 40 des Sammelkastens 4 wurden Nuten 47 eingeprägt, die in Abständen angeordnet sind, die den Abständen der Flachrohre 1 entsprechen. Jede Nut 47 dient zur Einbettung einer Schmalseite der Flachrohre 1. Da auch in den Nuten 47 eine Lotbeschichtung vorhanden ist, werden hier sehr feste Lötverbindungen erwartet, und es wird eine vergleichsweise höhere Widerstandsfähigkeit gegen Temperaturwechselbelastungen erwartet.

Claims

Patentansprüche
1. Wärmetauscher, bestehend aus Breit - und Schmalseiten aufweisenden Flachrohren (1) und aus Rippen (2), die einen Block bilden und aus wenigstens einem Rohrboden (3) / Sammelkasten (4) mit wenigstens zwei umgeformten, gegenüberliegenden Längsrändern (30, 40), dadurch gekennzeichnet, dass an Rändern (40) des Sammelkastens (4) in Abständen angeordnete Vorsprünge (41) angeordnet sind, dass die Schmalseiten der Flachrohre (1) an den Längsrändern (30) des Rohrbodens (3) bzw. des Sammelkastens anliegen und verbunden sind, wobei die Vorsprünge (41) in die Längsränder (30) eingreifen und zwischen den Flachrohren (1) sitzen.
2. Wärmetauscher, bestehend aus Breit - und Schmalseiten aufweisenden Flachrohren (1) und aus Rippen (2), die einen Block bilden und aus wenigstens einem Rohrboden (3) / Sammelkasten (4) mit wenigstens zwei umgeformten, gegenüberliegenden Längsrändern (30, 40), dadurch gekennzeichnet, dass die Schmalseiten der Flachrohre (1) in den Rändern (30 oder 40) des Rohrbodens/Sammelkastens entweder eingebettet und mit den Rändern verbunden sind oder dort lediglich anliegen und verbunden sind ohne eingebettet zu sein, wobei Rohrboden (3) und Sammelkasten (4) entweder einstückig oder wenigstens zweistückig ausgebildet sind.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einbettung der Schmalseiten der Flachrohre (1) in Abständen angeordnete Nuten (47) oder Schlitze in den Längsrändern vorgesehen sind.
4. Wärmetauscher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich die Vorsprünge (41) entweder im Grund der umgeformten Längsränder (30) abstützen oder darin eingeklemmt sind.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (41) sowohl mit den Längsrändern (30) als auch mit den Flachrohren (1) verbunden sind.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der Abstände zwischen den Vorsprüngen (41) etwa den Außenmaßen zwischen den Breitseiten der Flachrohre (1) entsprechen.
7. Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umgeformten Längsränder (30) rinnenartig ausgebildet sind, wobei der Grund der Rinne (30) unterhalb der in den Sammelkasten (4) weisenden Rohrbodenfläche (35) liegt.
8. Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrboden (3) Öffnungen (31) zur Aufnahme je eines Flachrohrendes (1) aufweist, wobei die Öffnungen (31) sich bis in die Rinne (30) hinein, unmittelbar bis an den Rand (30), erstrecken.
9. Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrböden (3) neben den umgeformten Längsrändern (30) auch umgeformte Ränder (32) an deren Querseiten aufweisen.
TO. Wärmetaucher nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohrböden (3) nur an den beiden Längsseiten umgeformte Ränder (30) aufweisen, sodass sie aus einem Blechstreifen mit beliebiger Länge herstellbar sind.
11. Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sammelkasten (4) stirnseitige Öffnungen aufweist.
12. Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher an sich bekannte Seitenteile aufweist, die sich über die Länge der Flachrohre (1) erstrecken und die stirnseitigen Öffnungen der Sammelkästen (4) verschließen.
13. Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (41) so geformt sind, dass das Einführen derselben zwischen die Enden der Flachrohre (1) unterstützt wird.
14. Wärmetauscher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher vorzugsweise als luftgekühlter Ladeluftkühler oder als Kühlflüssigkeitskühler einsetzbar ist.
15. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers mit folgenden Schritten: Flachrohre und Rippen werden zu einem Flachrohr-Rippen -Block zusammengelegt; Rohrböden/Sammelkästen mit umgeformten Längsrändern werden an die Enden der Flachrohre gesetzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsränder der Rohrböden in Kontakt mit den Schmalseiten der Flachrohre gebracht werden, dass Sammelkästen mit ihren Rändern, an denen in Abständen angeordnete Vorsprünge ausgebildet sind, an die Ränder der Rohrböden gesetzt werden, und dass die Vorsprünge in Kontakt mit den Längsrändern und mit den Flachrohren gebracht werden, wobei die Vorsprünge in die Abstände zwischen den Flachrohren gesteckt werden.
16. Herstellungsverfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die die Vorsprünge aufweisenden Längsränder des Sammelkastens vorzugsweise von innen an die Ränder des Rohrbodens angelegt werden, wobei die Vorsprünge in die Zwischenräume zwischen benachbarten Flachrohren gesteckt werden.
17. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers mit folgenden Schritten: Flachrohre und Rippen werden zu einem Flachrohr-Rippen -Block zusammengelegt; Rohrböden/Sammelkästen mit umgeformten Längsrändern werden an die Enden der Flachrohre gesetzt; dadurch gekennzeichnet, dass die Längsränder mit in Abständen angeordneten Nuten (47) oder Schlitzen versehen werden, und dass die Schmalseiten der Flachrohre in die Nuten oder Schlitze eingebettet werden.
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