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