EP1502068B1 - Wärmeübertrager, insbesondere wä rmeübertragermodul, für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Wärmeübertrager, insbesondere wä rmeübertragermodul, für ein kraftfahrzeug Download PDF

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EP1502068B1 EP03732278A EP03732278A EP1502068B1 EP 1502068 B1 EP1502068 B1 EP 1502068B1 EP 03732278 A EP03732278 A EP 03732278A EP 03732278 A EP03732278 A EP 03732278A EP 1502068 B1 EP1502068 B1 EP 1502068B1
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EP
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heat exchanger
breaking point
predetermined breaking
webs
side part
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Mahle Behr GmbH and Co KG
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Behr GmbH and Co KG
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    • 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
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements

Definitions

  • the invention relates to a heat exchanger, in particular a heat exchanger module, for a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • a heat exchanger is known from JP-A-11 325 783 ,
  • expansion beads are provided in the side part in conventional heat exchangers, such as in Fig. 3 is shown in the area highlighted by a circle.
  • the preparation of such strain beads requires special forming tools and an additional consumption of material due to the formed beads.
  • a heat exchanger for a motor vehicle with a heat exchanger module which has a side part with at least one predetermined breaking point.
  • the predetermined breaking point is preferably in the region of the tube forming or at an interface between the condenser part (in particular flat tube condenser) and the coolant cooling part (in particular coolant radiator) of the heat exchanger module.
  • the Sollburchstelle by webs, in particular by three webs, which are separated by means of V-shaped cutouts formed.
  • the webs have a width of 0.5 to 2 mm, in particular 1 to 1.5 mm, whereby the predetermined breaking point breaks even at relatively low loads and the flat tubes of the heat exchanger are protected.
  • the heat exchanger is designed such that an edge region of the side part is bent by approximately 90 ° along the longitudinal edge of the side part and interrupted in the region of the predetermined breaking point by cutouts.
  • the webs are bounded laterally by cutouts, at least one of which is edged in the direction of the webs, in particular at an angle of 90 ° or less, i. sharp-edged, is formed.
  • a heat exchanger in the form of a brazed all-aluminum heat exchanger module according to the invention comprises a flat tube condenser, a coolant radiator comprising a plurality of flat tubes and corrugated fins interconnected in a network structure, and two opposing side members 1, one of which is in the Fig. 1 and 2 is shown.
  • the side part 1 an aluminum sheet-metal bent part, has a substantially around the entire side part 1 circulating, by about 90 ° upwards, ie away from the flat tube condenser and coolant radiator, curved edge region 2.
  • the edge region 2 is interrupted in an end region 3 of the side part 1 by two cutouts 4, which are arranged on both longitudinal sides of the side part 1 and have two edges 5 and 5 '. In this case, the edge further away from the end region 3 is denoted by 5 and the edge lying closer to the end region 3 is denoted by 5 '.
  • the edge 5 Slightly spaced from the edge 5 is approximately symmetrically formed in each case an obliquely to the longitudinal axis of the side part 1 inwardly extending cutout 6 is provided, so that the two cutouts 6 are arranged in a V-shape.
  • the end region 3 and the central region of the side part 1 are connected to each other by means of three webs 7.
  • the webs 7 have a width of about 1.5 to 2 mm and form a predetermined breaking point 8.
  • the cutouts 4 and 6 are arranged such that in each case at least one sharp-edged corner region of the cutouts 4 and 6 defines a web 7, so that a high notch effect is achieved and thus already at relatively low voltages the breaking point 8 breaks.

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  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Wärmeübertrager, insbesondere ein Wärmeübertragermodul, für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein derartiger Wärmeübertrager ist bekannt aus JP-A-11 325 783 .
  • Bei Wärmeübertragern in Form eines Wärmeübertragermoduls, d.h. bei denen der Kondensator und der Kühlmittelkühler als eine Einheit über Wellrippen und Seitenteile miteinander verbunden sind, treten infolge von Temperaturwechseln und damit verbundenen zeitweise unterschiedlichen Temperaturniveaus im Wärmetauscher und Kühlmittelkühler Spannungen aufgrund der unterschiedlichen Wärme-Dehnungszustände auf, die zu Undichtheiten führen können. Ferner belasten die Temperaturwechsel und die damit verbundenen Spannungsänderungen die umgeformten Rohrenden der Flachrohre des Wärmeübertragermoduls, was auch hier zu Undichtheit führen kann.
  • Aus diesem Grund sind bei herkömmlichen Wärmeübertragern Dehnungssicken im Seitenteil vorgesehen, wie bspw. in Fig. 3 im durch einen Kreis hervorgehobenen Bereich dargestellt ist. Die Herstellung derartiger Dehnungssicken erfordert spezielle Umformwerkzeuge sowie einen zusätzlichen Verbrauch an Material infolge der ausgeformten Sicken.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen derartigen Wärmeübertrager zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Wärmeübertrager mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Erfindungsgemäß ist ein Wärmeübertrager für ein Kraftfahrzeug mit einem Wärmeübertragermodul, vorgesehen, der ein Seitenteil mit mindestens einer Sollbruchstelle aufweist. Dabei liegt die Sollbruchstelle vorzugsweise im Bereich der Rohrumformung oder an einer Schnittstelle zwischen dem Kondensatorteil (insbesondere Flachrohr-Kondensator) und dem Kühlmittelkühlteil (insbesondere Kühlmittelkühler) des Wärmeübertragermoduls.
  • Vorzugsweise wird die Sollburchstelle durch Stege, insbesondere durch drei Stege, die mittels V-förmig angeordneter Ausschnitte voneinander getrennt sind, gebildet.
  • Vorzugsweise weisen die Stege eine Breite von 0,5 bis 2 mm, insbesondere 1 bis 1,5 mm, auf, wodurch die Sollbruchstelle bereits bei relativ geringen Belastungen bricht und die Flachrohre des Wärmetauschers geschützt werden.
  • Vorzugsweise ist der Wärmeübertrager derart ausgebildet, dass ein Randbereich des Seitenteiles um ca. 90° entlang der Längskante des Seitenteiles gebogen und im Bereich der Sollbruchstelle durch Ausschnitte unterbrochen ist.
  • Vorzugsweise werden die Stege seitlich von Ausschnitten begrenzt, von denen mindestens einer in Richtung der Stege kantig, insbesondere mit einem Winkel von 90° oder weniger, d.h. scharfkantig, ausgebildet ist.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Darstellung eines Seitenteiles eines Wärmeübertragermoduls;
    Fig. 2
    eine Draufsicht auf einen Endbereich des Seitenteils von Fig. 1; und
    Fig. 3
    eine perspektivische Darstellung eines Seitenteiles eines Wärmeübertragermoduls gemäß dem Stand der Technik.
  • Ein erfindungsgemäßer Wärmeübertrager in Form eines gelöteten Ganzaluminium-Wärmeübertragermoduls weist einen Flachrohr-Kondensator, einen Kühlmittelkühler, welche eine Mehrzahl von in Art einer Netzstruktur miteinander verbundenen Flachrohren und Wellrippen umfassen, und zwei einander gegenüberliegende Seitenteile 1 auf, wovon eines in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.
  • Im folgenden wird auf Fig. 2 Bezug genommen, wobei die Ausgestaltung der Seitenteile 1 an beiden Enden im wesentlichen symmetrisch ist. Das Seitenteil 1, ein Aluminium-Blechbiegeteil, weist einen im wesentlichen um das ganze Seitenteil 1 umlaufenden, um ca. 90° nach oben, d.h. weg vom Flachrohr-Kondensator und Kühlmittelkühler, gebogenen Randbereich 2 auf. Der Randbereich 2 ist in einem Endbereich 3 des Seitenteils 1 von zwei Ausschnitten 4 unterbrochen, die auf beiden Längsseiten des Seitenteils 1 angeordnet sind und zwei Kanten 5 und 5' aufweisen. Hierbei wird die vom Endbereich 3 weiter entfernt angeordnete Kante mit 5 und die näher am Endbereich 3 liegende Kante mit 5' bezeichnet. Etwas beabstandet von der Kante 5 ist etwa symmetrisch ausgebildet jeweils ein schräg zur Längsachse des Seitenteils 1 nach innen verlaufender Ausschnitt 6 vorgesehen, so dass die beiden Ausschnitte 6 V-förmig angeordnet sind. Der Endbereich 3 und der mittlere Bereich des Seitenteils 1 sind mittels dreier Stege 7 miteinander verbunden. Die Stege 7 weisen eine Breite von ca. 1,5 bis 2 mm auf und bilden eine Sollbruchstelle 8. Hierbei sind die Ausschnitte 4 und 6 derart angeordnet, dass jeweils mindestens ein scharfkantig ausgebildeter Eckbereich der Ausschnitte 4 bzw. 6 einen Steg 7 begrenzt, so dass eine hohe Kerbwirkung erzielt wird und dadurch bereits bei relativ kleinen Spannungen die Sollbruchstelle 8 bricht. Dies erfolgt insbesondere bei einer Temperaturänderung, infolge der sich die Kühlmittel-Flachrohre, in Richtung der Blockhöhe, d.h. in Längsrichtung des Seitenteils, ausdehnen und dadurch besagte Spannung am Seitenteil auftritt und zu einem Sollbruch führt, wodurch die Kühlmittel-Flachrohre entlastet werden. Dabei ist das Seitenteil in Richtung der Blockbreite sehr stabil, so dass die Sollbruchstelle keinen Einfluss auf das Spannen (Kassettieren) des Wärmeübertragermoduls hat.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Seitenteil
    2
    Randbereich
    3
    Endbereich
    4
    Ausschnitt
    5,
    5' Kante
    6
    Ausschnitt
    7
    Steg
    8
    Sollbruchstelle

Claims (8)

  1. Wärmeüberträger für ein Kraftfahrzeug, der eine Mehrzahl von nach Art einer Netzstruktur miteinander verbundenen Rohren und Wellrippen aufweist, sowie mit zwei Seitenteilen (1), die die Rohre und Wellrippen auf gegenübediegenden Seiten einfassen, wobei an einem Seitenteil (1) mindestens eine Sollbruchstelle (8) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (8) durch Stege (7) gebildet wird, welche seitlich von Ausschnitten (4, 6) begrenzt werden, von denen mindestens einer in Richtung der Stege (7) kantig ausgebildet ist.
  2. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (8) im Bereich einer Rohrumformung angeordnet ist.
  3. Wärmeübertrager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmeübertrager ein Wärmeübertragermodul mit einem Kondensatorteil und einem Kühlmittelkühlteil aufweist, und dass die Sollbruchstelle (8) an einer Schnittstelle zwischen dem Kondensatorteil und dem Kühlmittelkühlteil angeordnet ist.
  4. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollbruchstelle (8) V-förmig ausgebildet ist.
  5. Wärmeübertrager nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (7) an den drei Ecken der V-förmigen Sollbruchstelle (8) angeordnet sind.
  6. Wärmeübertrager nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (7) eine Breite von 0,5 bis 2 mm, insbesondere 1 bis 1,5 mm, aufweisen.
  7. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Randbereich (2) des Seitenteiles (1) um ca. 90° entlang der Längskante des Seitenteiles (1) gebogen und im Bereich der Sollbruchstelle (8) durch Ausschnitte (4) unterbrochen ist.
  8. Wärmeübertrager nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausschnitte (4, 6) mindestens eine Kante (5) aufweisen, welche einen Winkel von 90° oder weniger aufweist.
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