DE20303139U1 - Device for heat transfer - Google Patents
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Abstract
Description
03-B-035 26.02.03 G-I P/G R03-B-035 26.02.03 G-I P/G R
BEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 StuttgartBEHR GmbH & Co. KG Mauserstraße 3, 70469 Stuttgart
&igr; &ogr; Vorrichtung zur Wärmeübertragung &igr;&ogr; Device for heat transfer
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Wärmeübertragung und insbesondere einen Verdampfer insbesondere für eine Fahrzeugklimaanlage mit wenigstens einem Sammelkasten, der wenigstens zwei Sammelkammem aufweist. Obwohl die Erfindung im folgenden mit Bezug auf den Verdampfer einer Fahrzeugklimaanlage beschrieben wird, sei darauf hingewiesen, dass dieser Einsatzzweck nicht beschränkend zu verstehen ist, sondern dass der erfindungsgemäße Wärmeübertrager ebenso in anderen Klimaanlagen und dergleichen mehr eingesetzt werden kann.The invention relates to a device for heat transfer and in particular to an evaporator, in particular for a vehicle air conditioning system, with at least one collecting box which has at least two collecting chambers. Although the invention is described below with reference to the evaporator of a vehicle air conditioning system, it should be noted that this intended use is not to be understood as limiting, but that the heat exchanger according to the invention can also be used in other air conditioning systems and the like.
0 Derartige, oben genannte, Vorrichtungen zur Wärmeübertragung sind aus dem Stand der Technik bekannt. Aus der DE 198 26 881 A1 ist ein Wärmeübertrager bekannt, der einen Sammelkasten aus Blech aufweist, der aus einer vorbereiteten Platine geformt ist. Der Sammelkasten ist in Längsrichtung in zwei Kammern unterteilt, wobei in den Boden des Sammelkastens 5 die Enden von zwei Reihen hintereinander angeordneter Flachrohre eingesetzt sind, die von der zu kühlenden Luft durchströmt werden. Die Sammelkammern weisen Seitenwände auf, wobei die benachbarten Seitenwände der beiden Sammelkammern parallel zueinander ausgerichtet sind und direkt aneinander anliegen und dort miteinander und mit dem Boden verlötet sind, 0 um die Dichtigkeit des Sammelkastens zu gewährleisten.0 Such devices for heat transfer as mentioned above are known from the prior art. DE 198 26 881 A1 discloses a heat exchanger which has a collecting box made of sheet metal which is formed from a prepared circuit board. The collecting box is divided lengthwise into two chambers, with the ends of two rows of flat tubes arranged one behind the other being inserted into the base of the collecting box 5, through which the air to be cooled flows. The collecting chambers have side walls, with the adjacent side walls of the two collecting chambers being aligned parallel to one another and lying directly against one another and being soldered to one another and to the base in order to ensure that the collecting box is leak-tight.
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Aus der DE 100 56 074 A1 ist ein Wärmeübertrager bekannt, bei dem die Anschlussflansche nicht wie sonst üblich an den Stirnenden des Sammelkastens, sondern auf einem Längsseitenabschnitt angeordnet sind, wodurch ein einfacher Aufbau ohne zusätzliche Bauteile erzielbar ist. Auch bei einem derartigen Wärmeübertrager sind die benachbarten Seitenwände der zwei Kammern flächig parallel zueinander ausgerichtet und werden miteinander und mit dem Boden des Sammelkastens verlötet.A heat exchanger is known from DE 100 56 074 A1 in which the connection flanges are not arranged on the front ends of the collecting box as is usual, but on a long side section, which allows a simple structure without additional components. In such a heat exchanger, the adjacent side walls of the two chambers are aligned parallel to each other and are soldered to each other and to the bottom of the collecting box.
Nachteilig bei den im Stand der Technik bekannten Wärmeübertragern ist, dass relativ enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen, um den &iacgr;&ogr; Ausschuss gering zu halten.A disadvantage of the heat exchangers known in the state of the art is that relatively tight manufacturing tolerances must be maintained in order to keep the amount of waste to a minimum.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wärmeübertrager zur Verfügung zu stellen, bei dem größere Fertigungstoleranzen möglich sind.It is therefore the object of the present invention to provide a heat exchanger in which larger manufacturing tolerances are possible.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch den Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object of the present invention is solved by claim 1. Preferred developments are the subject of the subclaims.
Ein Wärmeübertrager gemäß der vorliegenden Erfindung kann insbesondere als Verdampfer für eine Fahrzeugklimaanlage eingesetzt werden. Der Wärmeübertrager umfasst wenigstens einen Sammelkasten mit wenigstens zwei Sammelkammern, wobei im wesentlichen jede Sammelkammer jeweils im 0 wesentlichen durch eine Bodeneinrichtung und eine Oberteileinrichtung begrenzt wird. Die Oberteileinrichtung einer ersten Sammelkammer umfasst eine erste mittlere Seitenwand, und die Oberteileinrichtung der zweiten Sammelkammer umfasst eine zweite mittlere Seitenwand.A heat exchanger according to the present invention can be used in particular as an evaporator for a vehicle air conditioning system. The heat exchanger comprises at least one collecting box with at least two collecting chambers, each collecting chamber being essentially delimited by a base device and an upper part device. The upper part device of a first collecting chamber comprises a first central side wall, and the upper part device of the second collecting chamber comprises a second central side wall.
Die erste mittlere Seitenwand ist wenigstens über einen Abschnitt benachbart zu der zweiten mittleren Seitenwand angeordnet.The first central side wall is disposed adjacent to the second central side wall over at least a portion.
Wenigstens über einen Teil einer Höhe des Sammelkastens nimmt ein seitlicher Abstand der ersten mittleren Seitenwand von der zweiten mittleren Seitenwand mit der Höhe über der Bodeneinrichtung zu.At least over a portion of a height of the collecting box, a lateral distance of the first middle side wall from the second middle side wall increases with the height above the floor device.
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Der erfindungsgemäße Wärmeübertrager hat viele Vorteile.The heat exchanger according to the invention has many advantages.
Dadurch, dass der Sammelkasten wenigstens zwei Sammelkammern aufweist, die wenigstens über einen Abschnitt nebeneinander angeordnet sind, wird es ermöglicht, einen zweireihigen Verdampfer vorzusehen, wobei die durch den Verdampfer tretende Luft erst an einer ersten Reihe von Flachrohren und anschließend an einer zweiten Reihe von Flachrohren vorbeitritt.The fact that the collecting box has at least two collecting chambers which are arranged next to one another over at least a section makes it possible to provide a two-row evaporator, wherein the air passing through the evaporator first passes a first row of flat tubes and then a second row of flat tubes.
Jede Sammelkammer wird durch die Bodeneinrichtung und durch eine Oberteileinrichtung begrenzt, wobei hier unter dem Begriff "Oberteileinrichtung" die Begrenzung der Sammelkammer oberhalb der Bodeneinrichtung &iacgr;&ogr; zu verstehen ist. Die Oberteileinrichtung kann eine oder zwei Seitenwände und eine Deckenwand oder auch eine durchgehend gekrümmte (z.B. halbkreisförmig gestaltete) Wand oder dergleichen umfassen.Each collection chamber is delimited by the base device and by an upper part device, whereby the term "upper part device" is understood here to mean the delimitation of the collection chamber above the base device. The upper part device can comprise one or two side walls and a ceiling wall or also a continuously curved (e.g. semi-circular) wall or the like.
Dadurch, dass die Sammelkammern nebeneinander angeordnet sind und die "mittleren" Seitenwände, das heißt die rechte Seitenwand der linken Sammelkammer und die linke Seitenwand der rechten Sammelkammer, ihren seitlichen Abstand von der Bodeneinrichtung aus vergrößern, wird ein sich von der Bodeneinrichtung aus vergrößernder Spalt erzielt.By arranging the collection chambers next to each other and the "middle" side walls, i.e. the right side wall of the left collection chamber and the left side wall of the right collection chamber, increasing their lateral distance from the floor device, a gap that increases from the floor device is achieved.
Dadurch wird ein besserer Flussmitteltransport und in der Folge eine bessere Aktivierung des Lotes in dem Spalt und somit an den mittleren Seiten-0 wänden und der Bodeneinrichtung erzielt, wenn der Sammelkasten verlötet wird.This results in better flux transport and, as a result, better activation of the solder in the gap and thus on the central side walls and the base assembly when the header box is soldered.
Mit "mittleren" Seitenwände sind hier die nebeneinander liegenden Seitenwände (auch "Kontaktseitenwände", da diese nahezu bzw. eventuell teilweise in Kontakt miteinander stehen) der ersten und zweiten Sammelkammer gemeint. Demzufolge sind die äußeren Seitenwände bei einem Zweikammer-Sammelkasten die Seitenwände außen, also die Seitenwände, neben denen keine Sammelkammer angeordnet ist. Wenn ein Sammelkasten drei Sammelkammern aufweist, sind beide Seitenwände der Sammelkammern in der Mitte sogenannte "mittlere" Seitenwände, da jeweils benachbart eine &ogr; weitere Sammelkammer angeordnet ist.The term "middle" side walls here refers to the side walls that are next to each other (also called "contact side walls" because they are almost or possibly partially in contact with each other) of the first and second collection chambers. Accordingly, the outer side walls of a two-chamber collection box are the outside side walls, i.e. the side walls next to which there is no collection chamber. If a collection box has three collection chambers, both side walls of the collection chambers in the middle are so-called "middle" side walls because there is another collection chamber next to each one.
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Ein sich auf die Bodeneinrichtung zu verschmälernder Spalt begünstigt insbesondere in der Aufwärmphase den Flussmitteltransport beim Verlöten zur Bodeneinrichtung nach innen hin. Bei konventionellen, das heißt parallelen, Seitenwänden muss der Abstand zwischen den parallelen Wänden sehr genaue eingehalten werden, da der Abstand die Kapillarwirkung beeinflusst.A gap that narrows towards the base device promotes the transport of flux during soldering towards the base device inwards, particularly during the warm-up phase. With conventional, i.e. parallel, side walls, the distance between the parallel walls must be maintained very precisely, as the distance influences the capillary effect.
Mit einem erfindungsgemäßen Wärmeübertrager sind die einzuhaltenden Fertigungstoleranzen geringer, da sich der Abstand des Spaltes kontinuierlich über der Höhe ändert und somit auch bei ungenaueren Fertigungstoleranzen in geeignetem Abstand eine Spaltgröße ergibt, die eine positive Kapillarwirkung aufweist.With a heat exchanger according to the invention, the manufacturing tolerances to be observed are smaller, since the distance of the gap changes continuously over the height and thus, even with less precise manufacturing tolerances, a gap size that has a positive capillary effect is obtained at a suitable distance.
Durch die günstigeren Fertigungstoleranzen können die Kosten für das Herstellungsverfahren gesenkt werden, wobei sich gleichzeitig eine geringere Ausschussrate ergibt. Je nach Abstimmung zwischen Genauigkeit der Fertigungstoleranz und Kosten für das Herstellungsverfahren kann die Ausschussrate gering gewählt werden, oder die Ausschussrate ist etwas höher als ein mögliches Minimum, wobei durch die günstigeren Fertigungstoleranzen bedingt die Herstellungskosten aber insgesamt sinken.The more favorable manufacturing tolerances can reduce the costs of the manufacturing process, while at the same time resulting in a lower scrap rate. Depending on the balance between the accuracy of the manufacturing tolerance and the costs of the manufacturing process, the scrap rate can be set low, or the scrap rate can be slightly higher than a possible minimum, although the more favorable manufacturing tolerances mean that the overall manufacturing costs are reduced.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der seitliche Abstand der ersten und der zweiten mittleren Seitenwand bzw. der Kontaktseitenwände im wesentlichen V-förmig. Ein kontinuierlicher und streng monoton steigender Abstandsverlauf ist vorteilhaft, da dadurch im wesentlichen unabhängig von den Fertigungstoleranzen sich immer ein geeigneter seitlicher Abstand ergibt.In a preferred development of the invention, the lateral distance between the first and second middle side walls or the contact side walls is essentially V-shaped. A continuous and strictly monotonically increasing distance profile is advantageous because this always results in a suitable lateral distance, essentially independent of the manufacturing tolerances.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an wenigstens einer Seitenwand wenigstens eine Stabilitätseinrichtung oder eine Verteileinrichtung angeordnet. Eine Stabilitätseinrichtung erhöht die Stabilität. Eine Verteil- oder eine Stabilitätseinrichtung kann an einer mittleren oder auch an einer äußeren Seitenwand vorgesehen sein.In a further preferred development of the invention, at least one stability device or distribution device is arranged on at least one side wall. A stability device increases stability. A distribution or stability device can be provided on a middle or also on an outer side wall.
Es ist ebenso möglich, dass eine oder mehrere Verteil- oder auch Stabilitätseinrichtungen sowohl auf einer oder beiden mittleren SeitenwändenIt is also possible that one or more distribution or stability devices are installed on one or both middle side walls
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und/oder auf einer oder mehreren Außenseitenwänden angeordnet sind. Die Verteil- oder auch Stabilitätseinrichtungen können in dem Innenraum der Sammelkammern und/oder im Raum außerhalb vorgesehen sein oder sich innerhalb und außerhalb der Sammelkammern erstrecken.and/or are arranged on one or more external side walls. The distribution or stability devices can be provided in the interior of the collection chambers and/or in the space outside or can extend inside and outside the collection chambers.
Vorzugsweise ist eine Längsrichtung an wenigstens einer Verteil- oder Stabilitätseinrichtung im wesentlichen senkrecht zu der Bodeneinrichtung ausgerichtet, so dass sich die Verteil- oder Stabilitätseinrichtung vorzugsweise näherungsweise im wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche der Bodeneinrichtung erstreckt.Preferably, a longitudinal direction on at least one distribution or stability device is aligned substantially perpendicular to the floor device, so that the distribution or stability device preferably extends approximately substantially perpendicular to the surface of the floor device.
&iacgr;&ogr; In einer bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens eine Verteil- oder Stabilitätseinrichtung als Vertiefungseinrichtung ausgebildet und kann beispielsweise als Rinneneinrichtung oder Einkerbung oder dergleichen geformt sein.&iacgr;&ogr; In a preferred development, at least one distribution or stability device is designed as a recess device and can be shaped, for example, as a channel device or notch or the like.
Dabei ist es möglich, dass die Vertiefungseinrichtung eine Vertiefung in der Außenoberfläche einer Seitenwand einer Sammelkammer ist, die sich beispielsweise von der Bodeneinrichtung aus bis in eine bestimmte Höhe über der Bodeneinrichtung erstreckt. Die Vertiefungseinrichtung kann dabei beispielsweise V-förmig oder auch U-förmig ausgeführt sein, wobei die Breite des U, das heißt die Breite zwischen den Schenkeln des U, um ein Vielfaches größer sein kann als die Tiefe des U.It is possible for the recess device to be a recess in the outer surface of a side wall of a collecting chamber, which extends, for example, from the base device to a certain height above the base device. The recess device can be V-shaped or U-shaped, for example, whereby the width of the U, i.e. the width between the legs of the U, can be many times greater than the depth of the U.
Möglich sind beispielsweise Verhältnisse von Vertiefungsbreite zu Vertiefungshöhe von 1:10 bis 100:1, wobei bevorzugt der Bereich von etwa 1:5 bis 80:1 ist. Bei kerbenartigen Vertiefungseinrichtungen ist ein Verhältnis eher im Bereich 1:1 bevorzugt, während insbesondere bei rillenartigen Vertiefungseinrichtungen auch erheblich größere Werte möglich sind.For example, ratios of recess width to recess height of 1:10 to 100:1 are possible, with the range being preferably from about 1:5 to 80:1. In the case of notch-like recess devices, a ratio in the range of 1:1 is preferred, while considerably larger values are also possible, particularly in the case of groove-like recess devices.
5 Insbesondere, aber nicht nur, durch spanlose Fertigungsverfahren hergestellte Vertiefungseinrichtungen oder Stabilitätseinrichtungen im allgemeinen erhöhen die Stabilität in seitlicher Richtung der Seitenwände und somit der Sammelkammern insgesamt.5 In particular, but not only, recesses or stability devices produced by non-cutting manufacturing processes in general increase the stability in the lateral direction of the side walls and thus of the collection chambers as a whole.
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Verteileinrichtungen erleichtem das Verteilen des Flussmittels und des Lötmittels. Distribution devices facilitate the distribution of flux and solder.
Dadurch wird ebenfalls ein verbessertes Fertigungsverfahren erzielt, da die Fertigungstoleranzen bei gleichbleibender oder sogar noch geringerer Ausschussrate reduziert werden können.This also results in an improved manufacturing process, as manufacturing tolerances can be reduced while maintaining or even reducing scrap rates.
Vertiefungseinrichtungen auf den Außenseiten der mittleren Seitenwände bzw. der Kontaktwände sind vorteilhaft, da dadurch sichergestellt wird, dass sich zwischen den Seitenwänden bzw. Schenkeln der Sammelkammern ein Kapillarspalt ausbildet, der je nach Breite der Vertiefungseinrichtung auch &iacgr;&ogr; großflächig ausgebildet sein kann. Derartige Kapillarspalte, das heißt sowohl schmale als auch großflächige, begünstigen den Flussmitteltransport beim Verlöten, so dass eine zuverlässige Lötverbindung zwischen den Seitenwänden untereinander und der Bodeneinrichtung erzielbar ist.Recesses on the outside of the middle side walls or the contact walls are advantageous because they ensure that a capillary gap is formed between the side walls or legs of the collecting chambers, which can also be large-area depending on the width of the recess. Such capillary gaps, i.e. both narrow and large-area ones, promote the transport of flux during soldering, so that a reliable soldered connection can be achieved between the side walls and the base device.
Bei typischen Flachrohrverdampfern für die Klimaanlagen von Automobilen kann die Höhe der Vertiefungen zwischen etwa 0,05 und 0,4 mm betragen, wobei die Breite in dem Bereich zwischen 0,05 mm und 8 oder 10 mm oder noch mehr betragen kann. Hier sei darauf hingewiesen, dass sich diese Zahlenangaben nur auf ein konkretes Beispiel beziehen. Bei solchen und auch bei anderen Flachrohrverdampfern oder auch Verdampfern im allge-0 meinen sind sowohl kleinere als auch größere Abmessungen möglich.In typical flat-tube evaporators for automobile air conditioning systems, the height of the recesses can be between about 0.05 and 0.4 mm, while the width can be in the range between 0.05 mm and 8 or 10 mm or even more. It should be noted here that these figures only refer to a specific example. For these and other flat-tube evaporators or evaporators in general, both smaller and larger dimensions are possible.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung steht wenigstens eine Verteileinrichtung oder wenigstens eine Stabilitätseinrichtung nach außen vor, wobei bevorzugt wenigstens eine Verteil- oder Stabilitätseinrichtung von einer Seitenwand wenigstens einer Sammelkammer nach außen vor-5 steht. Besonders bevorzugt steht wenigstens eine Stabilitätseinrichtung auf einer der mittleren Seitenwände bzw. der Kontaktseitenwände nach außen vor, so dass an der Stelle einer Stabilitätseinrichtung der seitliche Abstand (bzw. Spalt) zwischen den beiden mittleren Seitenwänden verringert ist.In a further preferred development of the invention, at least one distribution device or at least one stability device protrudes outwards, with at least one distribution or stability device preferably protruding outwards from a side wall of at least one collection chamber. Particularly preferably, at least one stability device protrudes outwards on one of the middle side walls or the contact side walls, so that at the location of a stability device the lateral distance (or gap) between the two middle side walls is reduced.
Bevorzugt ist wenigstens eine Verteil- oder Stabilitätseinrichtung als Sicken-&ogr; einrichtung ausgebildet, welche besonders bevorzugt spanlos gefertigt wird.Preferably, at least one distribution or stability device is designed as a beading device, which is particularly preferably manufactured without cutting.
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Besonders bevorzugt wird eine Mehrzahl von Verteil- oder Stabilitätseinrichtungen vorzugsweise abstandsgleich über wenigstens einem Abschnitt oder auch der gesamten Länge wenigstens einer Sammelkammer verteilt vorgesehen, wobei die Stabilitätseinrichtungen abwechselnd auf den nach außen zeigenden Flächen der mittleren Seitenwand der ersten Sammelkammer und der mittleren Seitenwand der zweiten Sammelkammer angeordnet sein können. Ebenso ist es möglich, dass alle Stabilitätseinrichtungen nur auf einer mittleren Seitenwand bzw. an einer Sammelkammer vorgesehen sind.Particularly preferably, a plurality of distribution or stability devices are provided, preferably distributed at equal distances over at least one section or the entire length of at least one collection chamber, wherein the stability devices can be arranged alternately on the outward-facing surfaces of the middle side wall of the first collection chamber and the middle side wall of the second collection chamber. It is also possible for all stability devices to be provided only on one middle side wall or on one collection chamber.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nimmt eine Tiefe einer Verteil- oder Stabilitätseinrichtung mit dem Abstand von der Bodeneinrichtung zu. Beispielsweise kann die Tiefe, das heißt der senkrechte Abstand von äußerem Maß der Stabilitätseinrichtung zu Seitenfläche, in der Nähe der Bodeneinrichtung ein Drittel der maximalen Tiefe betragen. Bei nach außen vorstehenden Stabilitätseinrichtungen ist es dann die Höhe gegenüber der Seitenwand, während bei Vertiefungseinrichtungen als Stabilitätseinrichtungen die Tiefe der Vertiefungseinrichtung gegenüber der Seitenwand gemeint ist.In a preferred development of the invention, a depth of a distribution or stability device increases with the distance from the base device. For example, the depth, i.e. the vertical distance from the external dimension of the stability device to the side surface, can be a third of the maximum depth near the base device. In the case of stability devices that protrude outwards, it is then the height relative to the side wall, while in the case of recessed devices, stability devices mean the depth of the recessed device relative to the side wall.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist in einem Kontaktbereich der mittleren Seitenwände mit der Bodeneinrichtung eine Vertiefung in der Bodeneinrichtung vorgesehen, wobei diese Vertiefung beispielsweise als Bodensicke ausgeführt sein kann, um beispielsweise eine Führung für die Enden der Seitenwände darzustellen.In a preferred development of the invention, a recess is provided in the base device in a contact area of the middle side walls with the base device, wherein this recess can be designed, for example, as a base bead in order to represent, for example, a guide for the ends of the side walls.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens ein Flachrohr im Bereich einer Flanke eine geringere Wandstärke auf als in einem Bereich der Rundung bzw. des Radius.In a further preferred development of the invention, at least one flat tube has a smaller wall thickness in the region of a flank than in a region of the curve or radius.
Diese Weiterbildung ist sehr vorteilhaft, da durch die spezielle Rohrgeometrie am Flachrohr mit dem verstärkten Radius ein geringes Flachrohrgewicht bei hoher Festigkeit erzielbar ist. Daraus resultiert ein leichteres Rohr und somit insgesamt ein geringes Gesamtgewicht. Dadurch sind auch geringere 0 Gesamtkosten erzielbar.This development is very advantageous because the special geometry of the flat tube with the reinforced radius allows a low flat tube weight with high strength. This results in a lighter tube and therefore a low overall weight. This also means lower overall costs can be achieved.
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Vorzugsweise ist die Wandstärke des Flachrohrs im Bereich der Flanken um 10 % oder 20 % oder mehr geringer als in einem Bereich des Radius.Preferably, the wall thickness of the flat tube in the area of the flanks is 10% or 20% or more less than in an area of the radius.
Vorzugsweise ist das Verhältnis der Wandstärken im Bereich von Wandstärke im Radius zu Wandstärke an der Flanke in einem Bereich von etwa 1,2 bis 3 und besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen etwa 1,4 und 2.Preferably, the ratio of the wall thicknesses in the range of wall thickness in the radius to wall thickness on the flank is in a range of about 1.2 to 3 and particularly preferably in a range between about 1.4 and 2.
In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Wandstärke des Flachrohrs im Bereich der Flanken an wenigstens einer Stelle etwa 0,2 bis 0,4 und vorzugsweise 0,3 mm aufweisen. Vor allem in dieser Ausgestaltung beträgt die Wandstärke des Flachrohrs im Radiusbereich dann an wenigstens einer Stelle zwischen 0,4 und 0,7 mm und vorzugsweise etwa 0,5 bis 0,6 mm.In one embodiment of the invention, the wall thickness of the flat tube in the area of the flanks can be approximately 0.2 to 0.4 and preferably 0.3 mm at at least one point. In this embodiment in particular, the wall thickness of the flat tube in the radius area is then between 0.4 and 0.7 mm and preferably approximately 0.5 to 0.6 mm at at least one point.
Dadurch, dass die Wandstärke im Bereich der Flanken reduziert wird, wird insgesamt ein erheblicher Teil des Gewichts der Flachrohre eingespart.By reducing the wall thickness in the flank area, a considerable amount of the weight of the flat tubes is saved overall.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Oberteileinrichtung einstückig gefertigt, so dass die mittlere und die äußere Seitenwand und die obere Deckenwand der Oberteileinrichtung einstückig sind.In a preferred development of the invention, at least one upper part device is manufactured in one piece, so that the middle and the outer side wall and the upper ceiling wall of the upper part device are in one piece.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Oberteileinrichtung oder sind zwei Oberteileinrichtungen einstückig mit der Bodeneinrichtung gefertigt. Dann ist es möglich, mit einem Sammelkasten, der zwei Sammeleinrichtungen umfasst, aus einer vorgefertigten Platine durch zum Beispiel Biegen den im wesentlichen gesamten Sammelkasten einstükkig herzustellen.In a preferred development of the invention, at least one upper part device or two upper part devices are manufactured in one piece with the base device. It is then possible to use a collecting box that comprises two collecting devices to produce the essentially entire collecting box in one piece from a prefabricated plate by bending, for example.
Um die Unterteilung des Sammelkastens in wenigstens zwei Kammereinrichtungen zu bewerkstelligen, ist es möglich, den Sammelkasten einteilig dergestalt auszuführen, dass die sich an das Bodenelement anschließenden Seitenelemente in Richtung des Bodenelements gekrümmt werden, und schließlich miteinander sowie mit dem Bodenelement verbunden werden.In order to achieve the division of the collecting box into at least two chamber devices, it is possible to design the collecting box in one piece in such a way that the side elements adjoining the base element are curved in the direction of the base element and are finally connected to one another and to the base element.
Zu diesem Zwecke ist es nötig, die Seitenelemente miteinander und mit dem Bodenelement dauerhaft zu verbinden, beispielsweise zu verlöten. So ist esFor this purpose, it is necessary to permanently connect the side elements to each other and to the base element, for example by soldering.
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&zgr;. B. bekannt, die Seitenelemente derart auszuführen, dass sie im wesentlichen lotrecht auf das Bodenelement zulaufen, und daher miteinander sowie mit dem Bodenelement flächig verlötet werden können.&zgr;. For example, it is known to design the side elements in such a way that they run essentially perpendicular to the base element and can therefore be soldered to one another and to the base element over a large area.
Die Bodeneinrichtung kann in der Weise vorbereitet werden, dass diese die gewünschten Abmessungen oder auch die benötigten Öffnungen oder Aussparungen für die Verbindung mit den Seiten- bzw. Oberteileinrichtungen aufweist. Da der Sammelkasten bereits vor dem endgültigen Verlöten in seine endgültige Form gebracht werden kann, ergibt sich auch vor dem Löten schon eine hohe Festigkeit der Einrichtung.The base assembly can be prepared in such a way that it has the desired dimensions or the required openings or recesses for connecting to the side or top assembly. Since the collecting box can be brought into its final shape before the final soldering, the assembly is already very strong before soldering.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Anschlussöffnung der Wärmeübertragung auf einem Längsseitenabschnitt des Sammelkastens angeordnet, wobei es ebenso möglich ist, dass eine Anschlussöffnung an einer Stirnseite eines Sammelkastens angeordnet ist oder dass beide Anschlussöffnungen an der Stirn- oder auf einer oder beiden Längsseiten des Sammelkastens vorgesehen sind.In a preferred development of the invention, at least one connection opening for the heat transfer is arranged on a longitudinal side section of the collecting box, wherein it is also possible for one connection opening to be arranged on a front side of a collecting box or for both connection openings to be provided on the front side or on one or both longitudinal sides of the collecting box.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Sammelkasten mit zwei Reihen hintereinander angeordneter Wärmeübertragungsrohre verbunden. Ebenso ist es möglich, dass auch drei oder noch mehr Reihen an Wärmeübertragungsrohren mit dem Sammelkasten verbunden sind. Vor-&ogr; zugsweise ist für jede Reihe von Wärmeübertragungsrohren eine Sammelkammer vorgesehen, aber es ist auch möglich, dass für jeweils beispielsweise zwei (oder drei oder mehr) Rohrreihen von Wärmeübertragungsrohren eine Sammelkammer vorgesehen ist.In a preferred development of the invention, the collecting box is connected to two rows of heat transfer pipes arranged one behind the other. It is also possible for three or more rows of heat transfer pipes to be connected to the collecting box. Preferably, a collecting chamber is provided for each row of heat transfer pipes, but it is also possible for a collecting chamber to be provided for each, for example, two (or three or more) rows of heat transfer pipes.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist wenigstens eine Seitenwand mit wenigstens einer Lascheneinrichtung oder dergleichen versehen, die in Aussparungen der Bodeneinrichtungen eingesteckt ist. Dabei kann der Einsteckpunkt verstemmt werden. Ebenso kann der Verstemmungspunkt in der Führungssicke nach dem Umformen des Sammlers gestanzt werden. Ein Verstemmen des Einsteckpunktes vor dem Lösten bietet den Vorteil einer &ogr; festen Verbindung der zu verlötenden Teile.In a preferred development, at least one side wall is provided with at least one tab device or the like, which is inserted into recesses in the base devices. The insertion point can be caulked. The caulking point can also be punched in the guide bead after the collector has been formed. Caulking the insertion point before loosening offers the advantage of a &ogr; firm connection of the parts to be soldered.
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Vorzugsweise ist an wenigstens einem und besonders bevorzugt an beiden Stirnenden der Sammelkammern ein Abschlussdeckel angeordnet.Preferably, a cover plate is arranged on at least one and particularly preferably on both ends of the collecting chambers.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass eine Führungssicke für die Trennwand vorgesehen ist, so dass die Trennwand im wesentlichen nicht verkanten kann und sich eine verbesserte Anlage der Trennwand am Sammler durch die U-förmige Einfassung ergibt. Durch eine U-förmige Einfassung oder Sicke im Bereich der Anlageflächen der Seitenwände bzw. Schenkel ergeben sich ebenfalls größere Verlötflächen.Furthermore, it is preferred that a guide bead is provided for the partition wall so that the partition wall cannot essentially tilt and the U-shaped surround results in improved contact between the partition wall and the collector. A U-shaped surround or bead in the area of the contact surfaces of the side walls or legs also results in larger soldering surfaces.
Durch die Kombination eines zum Beispiel V-förmigen Spalts zwischen den inneren Seitenwänden der beiden Sammelkammern und weiteren Verteiloder Stabilitätseinrichtungen in Form von hervorstehenden Sicken oder Vertiefungen ergibt sich die Möglichkeit eines größeren Toleranzfeldes, so dass bei einem konkreten Beispiel der Spaltabstand am geöffneten Ende des V-Spaltes um bis zu 50 % variieren und sich zwischen 0,15 und 0,23 mm bewegen kann, während er am unteren Ende an der Bodeneinrichtung zwischen 0,05 und 0,11 mm liegt.The combination of, for example, a V-shaped gap between the inner side walls of the two collecting chambers and further distribution or stability devices in the form of protruding beads or depressions results in the possibility of a larger tolerance field, so that in a specific example the gap distance at the open end of the V-gap can vary by up to 50% and range between 0.15 and 0.23 mm, while at the lower end on the floor device it is between 0.05 and 0.11 mm.
Durch die Stabilitätseinrichtungen wird sichergestellt, dass immer ein ausreichender Kapillarspalt für den Flussmitteltransport vorhanden ist, unabhängig von fertigungsbedingten Formabweichungen.The stability devices ensure that there is always a sufficient capillary gap for flux transport, regardless of production-related shape deviations.
0 Zu kleine bzw. zu große Spalte bei konventionellen Wärmeübertragern behindern den Flussmitteltransport insbesondere in der Aufwärmphase, so dass engere Fertigungstoleranzen eingehalten werden müssen oder ein größerer Ausschuss in Kauf genommen wird.0 Gaps that are too small or too large in conventional heat exchangers hinder the flux transport, especially during the warm-up phase, so that tighter manufacturing tolerances must be maintained or a larger amount of rejects must be accepted.
Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden im folgenden in bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen:Further advantages and possible applications of the invention are described below with reference to the drawings, in which:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wärmeübertragers gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform;Figure 1 is a perspective view of a heat exchanger according to the invention according to a first preferred embodiment;
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Figur 2 eine Teilansicht des Sammelkastens aus dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1;Figure 2 is a partial view of the collecting box from the embodiment according to Figure 1;
Figur 3 eine Teilansicht eines Oberteils des Sammelkastens nach Figur 2; Figur 4 den Sammelkasten nach Figur 1 im Schnitt; Figur 5 das Detail A aus Figur 2;Figure 3 is a partial view of an upper part of the collecting box according to Figure 2; Figure 4 is a sectional view of the collecting box according to Figure 1; Figure 5 is detail A from Figure 2;
Figur 6 eine schematische Seitenansicht eines Teils des Sammelkastens des Wärmeübertragers nach Figur 1;Figure 6 is a schematic side view of part of the collecting box of the heat exchanger according to Figure 1;
Figur 7 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Sammelkastens;Figure 7 is a schematic representation of a second embodiment of a collecting box;
Figur 8 eine schematische Seitendarstellung einer dritten Ausführungsform eines Sammelkastens eines Wärmeübertragers;Figure 8 is a schematic side view of a third embodiment of a collecting box of a heat exchanger;
Figur 9 ein Teil einer geschnittenen Aufsicht A-A auf den Sammelkasten nach Figur 8;Figure 9 is a part of a sectional view A-A of the collecting box according to Figure 8;
Figur 10 ein erfindungsgemäßes Flachrohr im Schnitt; und Figur 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßenFigure 10 shows a flat tube according to the invention in section; and Figure 11 shows a further embodiment of a flat tube according to the invention.
Wärmeübertragers in Seitenansicht.Heat exchanger in side view.
Ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wärmeübertragers, der als Verdampfer für eine Fahrzeugklimaanlage ausgeführt ist, wird nun mit Bezug auf die Figuren 1 bis 7 dargestellt.A first embodiment of the heat exchanger according to the invention, which is designed as an evaporator for a vehicle air conditioning system, is now shown with reference to Figures 1 to 7.
0 Der in Figur 1 perspektivisch dargestellte Wärmeübertrager umfasst einen oberen Sammelkasten 2, einen unteren Sammelkasten 11 mit dazwischen angeordneten Wärmeübertragungsrohren 9.0 The heat exchanger shown in perspective in Figure 1 comprises an upper collecting box 2, a lower collecting box 11 with heat transfer tubes 9 arranged between them.
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Der obere Sammelkasten 2 umfasst eine erste Sammelkammer 3 und eine dazu parallele zweite Sammelkammer 4, deren Stirnseiten mit Deckeln 5 verschlossen sind. Auf einer Längsseite 8 des ersten Sammelkastens 3 ist der Zulauf 6 und der Ablauf 7 für das zu verdampfende Kühlmedium vorgesehen. The upper collecting box 2 comprises a first collecting chamber 3 and a second collecting chamber 4 parallel thereto, the front sides of which are closed with covers 5. The inlet 6 and the outlet 7 for the cooling medium to be evaporated are provided on a long side 8 of the first collecting box 3.
An dieser Stelle sei jedoch darauf hingewiesen, dass Zu- und Ablauf nicht nur auf einer Längsseite 8 einer oder beider Sammelkammer(n) des Sammelkastens 3 vorgesehen sein können, sondern dass es auch möglich ist, dass der Zulauf an einer Längsseite des ersten Sammelkastens vorgesehen ist und der Ablauf auf einer Längsseite des zweiten Sammelkastens.At this point, however, it should be noted that the inlet and outlet can not only be provided on a longitudinal side 8 of one or both collection chamber(s) of the collection box 3, but that it is also possible for the inlet to be provided on a longitudinal side of the first collection box and the outlet on a longitudinal side of the second collection box.
Ebenso ist es auch möglich, dass Zu- und Ablauf an den Stirnseiten einer oder beider Sammelkammern vorgesehen sind, so wie es in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11 dargestellt ist, bei dem Zu- und Ablauf an den Stirnseiten der beiden Sammelkammern des Sammelkastens vorgesehen sind.It is also possible for the inlet and outlet to be provided on the front sides of one or both collection chambers, as shown in the embodiment according to Figure 11, in which the inlet and outlet are provided on the front sides of the two collection chambers of the collection box.
Bei dem in Figur 2 vergrößert dargestellten Detail ist der Boden 12 des Sammelkastens 2 und ein Oberteil 13 der ersten Sammelkammer 3 abgebildet. The detail shown enlarged in Figure 2 shows the bottom 12 of the collecting box 2 and an upper part 13 of the first collecting chamber 3.
Das Oberteil 13 der ersten Sammelkammer 3 ist hier im Ausführungsbeispiel 0 einstückig mit dem Boden 12 des Sammelkastens gefertigt. Auch das zweite Oberteil 23 kann einstückig mit dem Boden 12 gefertigt sein.The upper part 13 of the first collecting chamber 3 is manufactured here in the embodiment 0 as one piece with the base 12 of the collecting box. The second upper part 23 can also be manufactured as one piece with the base 12.
Das Oberteil 13 der ersten Sammelkammer 3 umfasst eine äußere Seitenwand 14, eine obere Wand 16 und eine mittlere Seitenwand 15, die hier im Ausführungsbeispiel etwa in der Mitte des Sammelkastens 2 angeordnet ist.The upper part 13 of the first collection chamber 3 comprises an outer side wall 14, an upper wall 16 and a middle side wall 15, which in the exemplary embodiment is arranged approximately in the middle of the collection box 2.
Durch Umbiegen eines seitlichen Randbereiches des Bodens 12 entsteht das Oberteil 13 mit der äußeren Seitenwand 14, der mittleren Seitenwand und der oberen Seitenwand 16, wobei der Übergang zwischen den einzelnen Wandbereichen fließend ist. Die in der Mitte des Bodens 12 liegende "mittlere" Seitenwand 15 wird dabei durch das Ende des einstückigen Bauteils ge-By bending a side edge area of the base 12, the upper part 13 is created with the outer side wall 14, the middle side wall and the upper side wall 16, whereby the transition between the individual wall areas is fluid. The "middle" side wall 15 located in the middle of the base 12 is formed by the end of the one-piece component.
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bildet. Durch die Verwendung von Biegehilfselementen 100, 100', wie vorzugsweise Sicken oder Einprägungen kann das Material an die zu biegenden Stellen leichter und mit besserer Kontrolle gebogen werden. Dabei ist es zweckmäßig, wenn das Biegehilfselement eine Wandstärkereduzierung bewirkt, so daß an dieser Stelle der Biegevorgang erleichtert erfolgen kann. Erfindungsgemäß kann das Biegehilfselement innerhalb des Sammelkastens und/oder außerhalb des Sammelkastens in die Wandung eingebracht werden. By using bending aids 100, 100', such as preferably beads or indentations, the material can be bent more easily and with better control at the points to be bent. It is expedient if the bending aid reduces the wall thickness so that the bending process can be carried out more easily at this point. According to the invention, the bending aid can be introduced into the wall inside the collecting box and/or outside the collecting box.
Die Figur 2 zeigt, daß die Bodeneinrichtung und die Oberteileinrichtung aus einem Teil gefertigt sind, wobei zumindest an Stellen, in welchen die Bodeneinrichtung und die Oberteileinrichtung und/oder die Oberteileinrichtung und eine Seitenwand (siehe Figur 4 )aneinander angrenzen Biegehilfselemente 100, 100', 101, 101' vorgesehen sind. Dabei sind die Biegehilfselemente wand stärke red u zierte Bereiche, wie vorzugsweise einzelne oder eine Mehrzahl von Linien und/oder Punkten.Figure 2 shows that the base device and the upper part device are made from one part, with bending aid elements 100, 100', 101, 101' being provided at least at locations where the base device and the upper part device and/or the upper part device and a side wall (see Figure 4) adjoin one another. The bending aid elements are areas with reduced wall thickness, such as preferably individual or a plurality of lines and/or points.
Die Wandstärkereduzierung der Biegehilfselemente liegt vorzugsweise im Bereich von 10 % bis 50 % gegenüber der normalen Wandstärke. Besonders zweckmässig ist es, wenn die Reduzierung im Bereich von 20 % bis % gegenüber der normalen Wandstärke ist.The wall thickness reduction of the bending aid elements is preferably in the range of 10% to 50% compared to the normal wall thickness. It is particularly useful if the reduction is in the range of 20% to % compared to the normal wall thickness.
&ogr; Wie in Figur 3 zu erkennen, weist das Ende der mittleren Seitenwand 15 Laschen 18 auf, die über das Ende der mittleren Seitenwand 15 hinausstehen und bei der Fertigung in entsprechende Aussparungen 19 im Bodenbereich des Sammelkastens eingesteckt werden. Dort werden die Laschen 18 vorzugsweise mit dem Boden 12 verstemmt, so dass sich ein fester Sitz des 5 Oberteils 13 und der mittleren Seitenwand 15 mit dem Bodenelement 12 ergibt. Das gewährleistet eine gute und dauerhafte Verlötung der einzelnen Elemente miteinander, da sich während des Lötvorgangs keine Teile gegeneinander bewegen können. Das ist auch vergrößert in Figur 5 dargestellt.&ogr; As can be seen in Figure 3, the end of the middle side wall 15 has tabs 18 which protrude beyond the end of the middle side wall 15 and are inserted into corresponding recesses 19 in the base area of the collecting box during manufacture. There, the tabs 18 are preferably caulked to the base 12 so that the upper part 13 and the middle side wall 15 are firmly seated with the base element 12. This ensures good and permanent soldering of the individual elements to one another, since no parts can move against one another during the soldering process. This is also shown enlarged in Figure 5.
In dem Boden 12 des Sammelkastens 2 sind Rohraufnahmen 17 für die an-0 zuschließenden Flachrohre 9 vorgesehen.In the bottom 12 of the collecting box 2, pipe receptacles 17 are provided for the flat pipes 9 to be connected.
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In einem Endbereich der ersten Sammelkammer 3 und der zweiten Sammelkammer 4 sind jeweils in den mittleren Seitenwänden 15 und 25 Überströmöffnungen 21 vorgesehen, die ein Überströmen des Kältemittels von der ersten Sammelkammer 3 zur zweiten Sammelkammer 4 bzw., je nach Ausführungsform, in umgekehrter Richtung, zu ermöglichen.In an end region of the first collecting chamber 3 and the second collecting chamber 4, overflow openings 21 are provided in the middle side walls 15 and 25, respectively, which allow the coolant to flow from the first collecting chamber 3 to the second collecting chamber 4 or, depending on the embodiment, in the opposite direction.
In Figur 4 ist eine Seitenansicht des geschnittenen Sammelkastens 2 dargestellt, bei dem im Boden 12 im Kontaktbereich mit den mittleren Seitenwänden 15 und 25 Laschen 18 in Aussparungen 19 gesteckt und dort verstemmt sind, um das Verlöten zu erleichtern. Insgesamt weist der Sammelkasten 2 &iacgr;&ogr; eine Höhe 69 auf.Figure 4 shows a side view of the sectioned collecting box 2, in which lugs 18 are inserted into recesses 19 in the base 12 in the contact area with the middle side walls 15 and 25 and are caulked there in order to facilitate soldering. Overall, the collecting box 2 has a height of 69.
In Figur 6 ist eine schematische, nicht maßstabsgetreue Seitenansicht des Kontaktbereichs der mittleren Seitenwand 15 und der mittleren Seitenwand 25 mit dem Boden 12 des Sammelkastens 2 dargestellt. Während am Kontaktpunkt mit dem Boden 12 ein seitlicher Abstand 33 vorgesehen ist, ist in einem Höhenabstand 29 von dem Boden 12 ein seitlicher Abstand 32 der mittleren Seitenwände vorhanden.Figure 6 shows a schematic, not to scale side view of the contact area of the middle side wall 15 and the middle side wall 25 with the base 12 of the collecting tank 2. While a lateral distance 33 is provided at the contact point with the base 12, a lateral distance 32 of the middle side walls is present at a height distance 29 from the base 12.
Im Ausführungsbeispiel ist für den Abstand 33 eine Entfernung von 0,1 mm vorgesehen, und in einer Höhe 29 von etwa 10 mm beträgt der Abstand ungefähr 0,3 mm, so dass der Öffnungswinkel zwischen den mittleren Wän-0 den 15 und 25 etwa 1° beträgt. Der V-förmige Spalt 22 ermöglicht eine zuverlässige Kapillarwirkung beim Verlöten.In the exemplary embodiment, a distance of 0.1 mm is provided for the distance 33, and at a height 29 of approximately 10 mm the distance is approximately 0.3 mm, so that the opening angle between the middle walls 15 and 25 is approximately 1°. The V-shaped gap 22 enables a reliable capillary effect during soldering.
In der Höhe 29 über der Bodeneinrichtung 12 ist in der ersten Sammelkammer 10 eine Knickstelle 10 und in der zweiten Sammelkammer 4 eine Knickstelle 20 vorgesehen, wie auch in der nicht so schematischen Zeichnung gemäß Figur 4 zu erkennen. Während die äußeren Seitenwände 14 bzw. ohne erkennbaren Übergangspunkt in Deckenwände 16 bzw. 26 übergehen, sind im Ausführungsbeispiel die mittleren Seitenwände 15 bzw. 25 an der Knickstelle 10 bzw. 20 deutlich von den Deckenwänden 16 bzw. 26 abgesetzt. At a height 29 above the floor device 12, a kink point 10 is provided in the first collecting chamber 10 and a kink point 20 is provided in the second collecting chamber 4, as can also be seen in the not so schematic drawing according to Figure 4. While the outer side walls 14 or merge into the ceiling walls 16 or 26 without a recognizable transition point, in the exemplary embodiment the middle side walls 15 or 25 are clearly separated from the ceiling walls 16 or 26 at the kink point 10 or 20.
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In Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Sammelkastens 2 dargestellt, bei dem gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Auch dieser Sammelkasten 2 umfasst eine erste Sammelkammer 3 und eine zweite Sammelkammer 4, die jeweils mittlere Seitenwände 15 bzw. 25 umfassen.Figure 7 shows a further embodiment of a collecting box 2, in which the same parts are provided with the same reference numerals. This collecting box 2 also comprises a first collecting chamber 3 and a second collecting chamber 4, which each comprise central side walls 15 and 25, respectively.
In dem V-förmigen Spalt 22 ist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Sicke 31 bzw. sind mehrere Sicken 31 vorgesehen, die regelmäßig in gewissen Abständen über der Länge des Sammelkastens 2 angeordnet sind.In this embodiment, a bead 31 or several beads 31 are provided in the V-shaped gap 22, which are regularly arranged at certain intervals over the length of the collecting box 2.
Die einzelnen Sicken 31 können beispielsweise nur auf der Außenseite der &iacgr;&ogr; mittleren Seitenwand 25 vorgesehen sein, es ist jedoch bevorzugt, dass sie abwechselnd auf der Außenseite der mittleren Wand 15 und der mittleren Wand 25 vorgesehen sind. Durch fertigungstechnische Verhältnisse bedingt können die Sicken allerdings auch nur auf einer Außenseite einer mittleren Seitenwand (15 oder 25) vorgesehen sein.The individual beads 31 can, for example, only be provided on the outside of the middle side wall 25, but it is preferred that they are provided alternately on the outside of the middle wall 15 and the middle wall 25. Due to manufacturing conditions, the beads can also be provided only on one outside of a middle side wall (15 or 25).
Die äußere Form der Sicke 31 ist im wesentlichen auch V-förmig, so dass sie im Bereich des Bodens 12 eine kleinere Tiefe, d. h. einen kleineren Abstand von der Außenseite der Wand aufweist als im oberen Bereich in dem Abstand 29 in der Höhe des Knickpunktes 20. Die Ausmaße der Sicke 31 können an dem Spalt 22 derart angepasst werden, dass die Tiefe im Bodenbe-0 reich etwa 0,1 mm und in der Höhe 29 über dem Boden 12 etwa 0,3 mm beträgt. Die Höhe 59 der Sicke muss nicht, aber kann mit der Höhe 29 der Knickpunkte 10, 20 übereinstimmen.The external shape of the bead 31 is also essentially V-shaped, so that in the area of the base 12 it has a smaller depth, i.e. a smaller distance from the outside of the wall, than in the upper area at the distance 29 at the height of the bending point 20. The dimensions of the bead 31 can be adapted to the gap 22 such that the depth in the base area is approximately 0.1 mm and at the height 29 above the base 12 approximately 0.3 mm. The height 59 of the bead does not have to, but can, correspond to the height 29 of the bending points 10, 20.
Es sind allerdings auch andere Maße möglich, so dass diese Zahlenangaben nur beispielhaft zu verstehen sind. Insbesondere ist es möglich, dass die 5 Abmessungen der Sicke um einen gewissen Prozentanteil kleiner sind als die Abmessungen 32 bzw. 33, die den vorgesehenen Abstand der Seitenwände 15 und 25 definieren. Dann garantieren die Sicken einen Mindestabstand. However, other dimensions are also possible, so these figures are only examples. In particular, it is possible that the 5 dimensions of the bead are a certain percentage smaller than the dimensions 32 or 33, which define the intended distance between the side walls 15 and 25. In this case, the beads guarantee a minimum distance.
Zusätzlich zum Ausführungsbeispiel gemäß der Figuren 1 bis 6 ist im Aus-&ogr; führungsbeispiel gemäß Figur 7 im Kontaktbereich der Seitenwände 15 undIn addition to the embodiment according to Figures 1 to 6, in the embodiment according to Figure 7 in the contact area of the side walls 15 and
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25 mit dem Boden 12 eine Vertiefung 30 mit einer Tiefe 34 von dem Ausführungsbeispiel 0,1 mm, vorgesehen. Die Vertiefung 30 erleichtert die Fertigung des Sammelkastens 2, da die Enden der Seitenwände 15 und 25 vor dem Verlöten in die Vertiefung 30 geführt werden und sich somit ein seitlieher Halt ergibt.25 with the base 12, a recess 30 with a depth 34 of 0.1 mm in the embodiment is provided. The recess 30 facilitates the manufacture of the collecting box 2, since the ends of the side walls 15 and 25 are guided into the recess 30 before soldering, thus providing lateral support.
Durch die Sicken 31 entstehen großflächige Kapillarspalte, die ein gutes Verteilen des Flussmittels und des Lötmittels erlauben. Weiterhin erfüllen die Sicken 31 die Funktion eines Abstandshalters zwischen den Außenseiten der mittleren Seitenwände 15 und 25. Es wird zuverlässig gewährleistet, &iacgr;&ogr; dass der Abstand nicht zu gering ist, um eine zuverlässige Lötverbindung sicherzustellen.The beads 31 create large capillary gaps that allow the flux and solder to be distributed well. The beads 31 also serve as a spacer between the outer sides of the middle side walls 15 and 25. This reliably ensures that the distance is not too small to ensure a reliable solder connection.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 8 und 9 sind als Rinnen 35 ausgeführte Stabilitätseinrichtungen vorgesehen. Die Rinnen 35 weisen eine Tiefe 36 auf, die im Ausführungsbeispiel 0,1 mm beträgt. Analog zu dem Ausführungsbeispiel mit den Sicken 31 gemäß Figur 7 kann auch im Ausführungsbeispiel mit den rinnenartigen Vertiefungen 35 gemäß Figuren 8 und 9 die Tiefe der Rinnen sich mit dem Abstand von dem Boden 12 des Sammelkastens verändern.In the embodiment according to Figures 8 and 9, stability devices designed as grooves 35 are provided. The grooves 35 have a depth 36, which in the embodiment is 0.1 mm. Analogous to the embodiment with the beads 31 according to Figure 7, the depth of the grooves can also change with the distance from the base 12 of the collecting tank in the embodiment with the groove-like depressions 35 according to Figures 8 and 9.
Auch in diesem Ausführungsbeispiel gibt die Oberflächenprofilierung, die 0 durch die Rinnen 35 entsteht, dem bzw. den Oberteil(en) 13 bzw. 23 der beiden Sammelkammern 3, 4 Stabilität.Also in this embodiment, the surface profiling created by the grooves 35 provides stability to the upper part(s) 13 or 23 of the two collecting chambers 3, 4.
Die Rinnen 35 erfüllen die Funktion des Verteilens von Fluss- und Lötmittel, so dass eine sichere Verbindung der Seitenwände 15 und 25 mit dem Boden 12 ermöglicht wird.The grooves 35 fulfill the function of distributing flux and solder, so that a secure connection of the side walls 15 and 25 with the base 12 is possible.
5 Wie schon im vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist im Kontaktbereich der mittleren Seitenwände 15 und 25 und des Bodens 12 eine Vertiefung 30 vorgesehen.5 As in the previous embodiment, a recess 30 is provided in the contact area of the middle side walls 15 and 25 and the base 12.
Figur 9 zeigt eine geschnittene Aufsicht A-A aus Figur 8.Figure 9 shows a sectional view A-A of Figure 8.
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In Figur 9 sind die rinnenförmigen Vertiefungen 35 aus der Aufsicht erkennbar. In diesem Ausführungsbeispiel sind die rinnenförmigen Vertiefungen 35 auf beiden mittleren Seitenwänden 15 und 25 angeordnet.In Figure 9, the channel-shaped depressions 35 can be seen from above. In this embodiment, the channel-shaped depressions 35 are arranged on both middle side walls 15 and 25.
Die Rinnen sind in diesem Ausführungsbeispiel durch Stauchung des Materials beim Biegeprozess zur Formherstellung entstanden, so dass sich auf jeder der Außenseiten der mittleren Seitenflächen die dargestellten Vertiefungen ergeben.In this embodiment, the grooves were created by compressing the material during the bending process to produce the mold, so that the depressions shown are created on each of the outer sides of the middle side surfaces.
Es ist eine Mehrzahl von Vertiefungen vorgesehen, die hier auch bei den mittleren Seitenwänden den gleichen Abstand 61 zueinander aufweisen. Die &iacgr;&ogr; Vertiefungen auf der Seitenwand 15 sind gegenüber den Vertiefungen auf der Seitenwand 25 um ein Maß 62 seitlich verschoben, das vorzugsweise der Hälfte des Abstandes 61 entspricht.A plurality of recesses are provided, which here also have the same distance 61 from one another in the middle side walls. The recesses on the side wall 15 are laterally displaced relative to the recesses on the side wall 25 by a distance 62, which preferably corresponds to half the distance 61.
Auch in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 8 und 9 ist der Abstand 33 im Kontaktbereich der Seitenwände mit dem Boden der Abstand der beiden Seitenwände voneinander etwa ein Drittel des Abstandes in der Höhe 29 der Knickpunkte 10 und 20.Also in the embodiment according to Figures 8 and 9, the distance 33 in the contact area of the side walls with the floor, the distance between the two side walls from each other, is approximately one third of the distance at the height 29 of the bending points 10 and 20.
Figur 10 zeigt ein Flachrohr 40 für einen Wärmeübertrager für eines der Ausführungsbeispiele.Figure 10 shows a flat tube 40 for a heat exchanger for one of the embodiments.
Das Flachrohrweist Außenabmessungen senkrecht zur Strömungsrichtung 0 eines Kältemittels von einer Länge 41 von 30 mm und einer Breite 42 von 3 mm auf. Es sind aber auch andere Abmessungen möglich. Im Bereich des Radius bzw. der Rundungen 43 hat die Wandstärke ein Maß 44 von 0,55 mm, während im Bereich der Flanken 49 eine deutlich geringere Wandstärke 45 von 0,3 mm vorliegt.The flat tube has external dimensions perpendicular to the flow direction 0 of a coolant of a length 41 of 30 mm and a width 42 of 3 mm. However, other dimensions are also possible. In the area of the radius or curves 43, the wall thickness has a dimension 44 of 0.55 mm, while in the area of the flanks 49 there is a significantly smaller wall thickness 45 of 0.3 mm.
5 Das Flachrohr ist über der Breite in eine Anzahl von 8 Strömungskammern unterteilt, wobei die mittleren 6 eine Innenbreite von 3,2 mm aufweisen. Die Trennwände 46 haben eine Breite 47 von 0,3 mm.5 The flat tube is divided across its width into a number of 8 flow chambers, the middle 6 having an internal width of 3.2 mm. The partitions 46 have a width 47 of 0.3 mm.
: &ogr;&bgr;&bgr;&idigr;)3: &ogr;&bgr;&bgr;&idigr;)3
#26*02.03 # 26*02.03
G-IP/Gr -18-G-IP/Gr-18-
Durch die erheblich unterschiedlichen Wandstärken von Radiusbereich zu Flankenbereich wird insgesamt ein deutlich geringeres Gesamtgewicht des Flachrohrs erzielt, da im Bereich der Radien 43 eine relativ große Wandstärke vorliegt, während im Bereich der Flanken eine solche Wandstärke nicht erforderlich ist.Due to the considerably different wall thicknesses from radius area to flank area, a significantly lower total weight of the flat tube is achieved overall, since there is a relatively large wall thickness in the area of the radii 43, while such a wall thickness is not required in the area of the flanks.
Die Figur 11 stellt eine Seitenansicht eines Wärmeübertragers 60 dar, der ebenfalls Sammelkästen 2 und 11 umfasst.Figure 11 shows a side view of a heat exchanger 60, which also comprises collecting boxes 2 and 11.
Mit Trennwänden 50 und 51 sind die Sammelkästen 2 und 11 in mehrere Längsabschnitte unterteilt, so dass sich ein mäanderförmiger Strömungsweg &iacgr;&ogr; des Verdampfungsmediums über dem Wärmeübertrager 60 ergibt.The collecting boxes 2 and 11 are divided into several longitudinal sections by partition walls 50 and 51, so that a meandering flow path &iacgr;&ogr; of the evaporation medium over the heat exchanger 60 is created.
In diesem Ausführungsbeispiel sind die Anschlüsse 6 und 7 für Zu- und Ablauf auf den Stirnseiten des Sammelkastens 2 an den Sammelkammern 3 und 4 vorgesehen.In this embodiment, the connections 6 and 7 for inlet and outlet are provided on the front sides of the collecting box 2 at the collecting chambers 3 and 4.
Bezüglich der weiteren Ausgestaltung des Wärmeübertragers und insbesondere der Ausgestaltung und der Strömungsverhältnisse der Sammelkästen und des übrigen Wärmeübertragers wird auf die DE 19 82 688 A1 der Anmelderin und insbesondere die Spalte 1, Zeile 1, bis Spalte 6, Zeile 16 in Verbindung mit den Figuren 1 bis 6 verwiesen, deren Offenbarungsgehalt hier mit aufgenommen wird.With regard to the further design of the heat exchanger and in particular the design and flow conditions of the collecting boxes and the rest of the heat exchanger, reference is made to the applicant's DE 19 82 688 A1 and in particular column 1, line 1, to column 6, line 16 in conjunction with figures 1 to 6, the disclosure content of which is included here.
0 Ebenso können weitere Details des Wärmeübertragers auch gemäß der DE 100 56 074 A1 der Anmelderin verwirklicht sein, wie dort in Spalte 1, Zeile 1, bis Spalte 8, Zeile 22 mit Bezug auf die Figuren 1 bis 5 beschrieben worden ist, deren Inhalt ebenfalls in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung mit aufgenommen wird.0 Likewise, further details of the heat exchanger can also be implemented according to the applicant's DE 100 56 074 A1, as described therein in column 1, line 1, to column 8, line 22 with reference to Figures 1 to 5, the content of which is also included in the disclosure content of this application.
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