EP2098813A2 - Method for manufacturing heat transfer devices - Google Patents
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- EP2098813A2 EP2098813A2 EP09150894A EP09150894A EP2098813A2 EP 2098813 A2 EP2098813 A2 EP 2098813A2 EP 09150894 A EP09150894 A EP 09150894A EP 09150894 A EP09150894 A EP 09150894A EP 2098813 A2 EP2098813 A2 EP 2098813A2
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- European Patent Office
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- housing
- heat transfer
- parts
- inner housing
- transfer devices
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- 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
- F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
- F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D17/00—Pressure die casting or injection die casting, i.e. casting in which the metal is forced into a mould under high pressure
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- 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
- F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
- F28D9/0031—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one heat-exchange medium being formed by paired plates touching each other
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
- F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
- F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
- F28F3/048—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of ribs integral with the element or local variations in thickness of the element, e.g. grooves, microchannels
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- 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
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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
- F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
- F28F2255/14—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes molded
- F28F2255/143—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes molded injection molded
Definitions
- the invention relates to a method for producing heat transfer devices with U-shaped flow-through inner housing, which are each composed of an upper part and a lower part and with outer housings which are arranged around the inner housing, that between the inner housings and the outer housings each a coolant channel is formed , wherein at least one of the inner housing or outer housing is produced by die-casting.
- Heat transfer devices are well known using different manufacturing methods. Especially in the field of automotive and engine technology, heat transfer devices are becoming increasingly important. They are used both for cooling recirculated exhaust gas and for charge air cooling or oil cooling. By using such heat transfer devices, for example, the temperature of the gas guided to the cylinder can be reduced and thus the filling of the cylinders and the efficiency of the internal combustion engines can be improved.
- heat transfer devices Among other methods of making heat transfer devices, it is known to mold die-cast shells having fins formed thereon into heat transfer devices.
- the use of die-cast aluminum to produce such heat transfer devices has the advantages of high cooling efficiencies while cost-effectively manufacturing.
- a heat transfer device having a U-shaped flow-through housing, so that input and Outlet of the gas to be cooled at the head side of the heat transfer device are arranged side by side.
- This heat transfer device is constructed of an inner housing and an outer housing, which are pushed into each other. Both the outer housing and the inner housing consist of a top and a lower part, which are joined together by welding prior to assembly of the inner housing with the outer housing.
- the inner housing disclosed here has at its upper part and at its lower part in each of the projecting through the gas to be cooled channel ribs, which extend in cross section of the inner housing alternately from the upper parts or from the lower part into the channel.
- the upper part is designed lid-shaped, while the lower part has a pot shape.
- Such an embodiment thus has the disadvantages that additional slides must be used in a second processing level, resulting in additional costs.
- the rib spacing in the region of the inlet and outlet must be chosen to be relatively large, since for reasons of strength, the distance between the ribs of a part must not be chosen too small. While ribs of the top and bottom alternately point into the channel after assembly in the region of the lid to keep the fin spacing small, such an embodiment includes ribs extending into the channel from above in the region of the inlet or outlet such a production is not possible.
- the efficiency of the heat transfer device should also be improved.
- a first housing part in which two lower parts of the inner housing or the outer housing are formed, is manufactured in a die-casting process, wherein the two lower parts are arranged at their top sides, on which the inlets and outlets of the inner housings, are connected together in a common cross-section and in a later method step, the first housing part is separated along the common cross-section.
- a second housing part in which two upper parts of the inner housing or the outer housing are formed, produced in a die-casting process, wherein the two upper parts at their top sides, where the entries and exits of the inner housing are arranged, in a common cross-section with each other are connected, then the first and the second housing part placed on each other and the two housing parts are interconnected, whereby two inner housing or outer housing are formed, which are arranged at their respective head sides, where the inlets and outlets of the inner housing in the common cross section and then the first is separated with the second housing part along the common cross-section of the inner housing or the outer housing.
- the separation of the housing parts takes place mechanically, in particular by sawing. Such a separation is easy to carry out without great expense.
- connection of the two housing parts by welding, in particular friction stir welding, which is particularly suitable when connecting two parts in die-cast aluminum and leads to leakage-free components.
- the pressure casting molds of the two housing parts of the inner housing are formed such that extend from the upper parts and the lower parts in cross section of the inner housing in all rows of ribs alternately ribs in the limited by the inner housing channels.
- the upper part of the inner housing is designed so that the ribs of the upper part protrude into the intermediate space between the ribs of the lower part.
- the two lower parts 2, 3 lie with their respective head side 6, are formed at the entrances 7 and 8 outlets of the two lower parts 2, 3, against each other.
- This head side 6 is thus open after a separation of the two lower parts 2, 3.
- gas can flow through the channel 20 as far as a deflection 21 and from there flow back to the outlet 8.
- a central wall 9 separates the inflowing gas flow from the outflowing gas flow, so that the incoming gas is forced to flow through this lower part 2, 3 in a U-shaped manner.
- the head sides 6 of the two lower parts 2, 3 thus have a common cross-section 10, in which the inlets 7 and 8 outlets are arranged and on which the two lower parts 2, 3 can be separated from each other.
- a separation is preferably carried out mechanically, for example by sawing or the like.
- FIG. 2 shows in addition to the first housing part 1, a second housing part 11, in which two to the lower parts 2, 3 from FIG. 1 matching tops 12, 13 are formed.
- a second housing part 11 in which two to the lower parts 2, 3 from FIG. 1 matching tops 12, 13 are formed.
- the upper parts only the slides in the indicated arrow directions 4, 5 can be removed from the die-cast part during the die-casting process. Lateral slides are not needed.
- FIG. 3 It can be seen that in the second housing part 11, in the two upper parts 12, 13, in each case a groove 14 is formed, into which later the middle walls 9 of the lower parts 2, 3 extend, so that a closed over the entire height middle wall to U shaped forced flow of the heat transfer device can be achieved.
- each first rib 17 protrudes from the lower part 2, 3 into the channel 20 and every second rib 22 protrudes from the upper part 12, 13 into the channel 20.
- a production by die casting are the resulting small distances between the ribs 17, 22 in one of the two parts not possible because a Schieberentformung at such small distances to the rupture of the ribs 17, 22 would result.
- the method used here for producing such heat transfer devices now has the steps of initially producing the first housing part 1 with the two lower parts 2, 3 formed therein by die casting and subsequently or simultaneously a correspondingly fitting second housing part 11 with the upper parts 12, 13 , is produced by die-casting, in each case only two slides are used, which are removed in the opposite direction from the workpiece.
- the two housing parts 1, 11 are then placed on each other and joined together by welding, in particular by friction stir welding, whereby two inner housing 18, 19 are formed. It is clear that the resulting weld over both lower parts 2, 3 and tops 12, 13 can be performed in a single pass completely circumferential. A placement or discontinuation of a corresponding tool is no longer necessary here. Also, no weld ends on the head sides 6, as would be the case with such a construction, when the lower and upper shells 2, 3; 12, 13 would be poured individually. Such weld ends are to be avoided since no straight closed head side 6 would be reached. Also, component resistance problems would occur when performing a friction stir weld. In the embodiment shown, this strength is achieved by the directly adjacent second inner or outer housing 18, 19, so that two inner housing 18, 19 can be made with a weld.
- an unillustrated outer housing can be produced, which is also designed in two parts, that consists of a lower part and a shell. These could also be welded together in the same way and then separated.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungsvorrichtungen mit U-förmig durchströmten Innengehäuse, welche jeweils aus einem Oberteil und einem Unterteil zusammengesetzt werden und mit Außengehäusen, die derart um die Innengehäuse angeordnet werden, dass zwischen den Innengehäusen und den Außengehäusen jeweils ein Kühlmittelkanal ausgebildet wird, wobei zumindest eines der Innengehäuse oder Außengehäuse im Druckgussverfahren hergestellt wird.The invention relates to a method for producing heat transfer devices with U-shaped flow-through inner housing, which are each composed of an upper part and a lower part and with outer housings which are arranged around the inner housing, that between the inner housings and the outer housings each a coolant channel is formed , wherein at least one of the inner housing or outer housing is produced by die-casting.
Wärmeübertragungsvorrichtungen sind allgemein bekannt, wobei unterschiedliche Herstellungsverfahren verwendet werden. Insbesondere im Bereich der Automobil-und Motorentechnik gewinnen Wärmeübertragungsvorrichtungen zusehends an Wichtigkeit. Sie werden sowohl zur Kühlung rückgeführten Abgases als auch zur Ladeluftkühlung oder Ölkühlung benutzt. Durch die Verwendung derartiger Wärmeübertragungsvorrichtungen kann beispielsweise die Temperatur des zum Zylinder geführten Gases herabgesetzt werden und somit die Füllung der Zylinder und der Wirkungsgrad der Verbrennungsmotoren verbessert werden.Heat transfer devices are well known using different manufacturing methods. Especially in the field of automotive and engine technology, heat transfer devices are becoming increasingly important. They are used both for cooling recirculated exhaust gas and for charge air cooling or oil cooling. By using such heat transfer devices, for example, the temperature of the gas guided to the cylinder can be reduced and thus the filling of the cylinders and the efficiency of the internal combustion engines can be improved.
Neben anderen Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungsvorrichtungen ist es bekannt, im Druckguss hergestellte Schalen mit daran ausgebildeten Rippen zu Wärmeübertragungsvorrichtungen zusammen zu setzen. Die Verwendung von Aluminiumdruckguss zur Herstellung derartiger Wärmeübertragungsvorrichtungen birgt die Vorteile hoher Kühlervlirkungsgrade bei gleichzeitig kostengünstiger Herstellung.Among other methods of making heat transfer devices, it is known to mold die-cast shells having fins formed thereon into heat transfer devices. The use of die-cast aluminum to produce such heat transfer devices has the advantages of high cooling efficiencies while cost-effectively manufacturing.
So wird in der
Zur Herstellung derartiger Teile im Druckgussverfahren ist es notwendig, das Unterteil mit einer oberen Gehäuseteilwand im Bereich der Kopfseite auszuführen, da ansonsten keine umlaufende Schweißnaht erreicht werden könnte. Dies bedeutet jedoch gleichzeitig, dass ein zusätzlicher seitlicher Schieber, der zur Kopfseite entfernt wird, benötigt wird, um ein derartiges Unterteil herzustellen. Ein weiterer Schieber wird in Erstreckungsrichtung der Rippen nach oben aus dem Untereil herausgeführt.For the production of such parts in the die-casting process, it is necessary to carry out the lower part with an upper housing part wall in the region of the head side, since otherwise no circumferential weld seam could be achieved. At the same time, however, this means that an additional lateral slide, which is removed to the head side, is needed to produce such a lower part. Another slider is led out in the extension direction of the ribs upwards out of the lower part.
Eine derartige Ausführung weist somit die Nachteile auf, dass zusätzliche Schieber in einer zweiten Bearbeitungsebene verwendet werden müssen, wodurch zusätzliche Kosten entstehen. Zusätzlich muss der Rippenabstand im Bereich des Ein- und Auslasses relativ groß gewählt werden, da aus Festigkeitsgründen der Abstand zwischen den Rippen eines Teils nicht zu klein gewählt werden darf. Während nach dem Zusammenbau im Bereich des Deckels abwechselnd Rippen aus dem Oberteil und dem Unterteil in den Kanal weisen, um den Rippenabstand klein zu halten, ist eine derartige Ausführung von Rippen, die von oben im Bereich des Einlasses oder Auslasses in den Kanal reichen, bei einer derartigen Herstellung nicht möglich.Such an embodiment thus has the disadvantages that additional slides must be used in a second processing level, resulting in additional costs. In addition, the rib spacing in the region of the inlet and outlet must be chosen to be relatively large, since for reasons of strength, the distance between the ribs of a part must not be chosen too small. While ribs of the top and bottom alternately point into the channel after assembly in the region of the lid to keep the fin spacing small, such an embodiment includes ribs extending into the channel from above in the region of the inlet or outlet such a production is not possible.
Dies verschlechtert den Wirkungsgrad der Wärmeübertragungsvorrichtung und birgt einen hohen Aufwand bezüglich der Herstellung der Schweißnähte beim Zusammenbau der beiden Teile. Des Weiteren entstehen hohe Werkzeugkosten durch das seitlich zu entformende Schieberelement und die zusätzliche Bearbeitungsebene.This deteriorates the efficiency of the heat transfer device and involves a great deal of effort in producing the welds when assembling the two parts. Furthermore, high tooling costs arise due to the laterally evacuated slide element and the additional machining plane.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verstellung einer Wärmeübertragungsvorrichtung bereitzustellen, bei der auf eine zweite Schieberentformungsrichtung und somit auf den zweiten Schieber verzichtet werden kann, und zusätzlich auch im Einlass- und Auslassbereich Rippen ausgebildet werden können. Somit soll auch der Wirkungsgrad der Wärmeübertragungsvorrichtung verbessert werden.It is therefore an object of the invention to provide a method for adjusting a heat transfer device can be dispensed with in a second Schieberentformungsrichtung and thus on the second slide, and also in the inlet and outlet ribs can be formed. Thus, the efficiency of the heat transfer device should also be improved.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein erstes Gehäuseteil, in dem zwei Unterteile der Innengehäuse oder der Außengehäuse ausgebildet sind, in einem Druckgussvorgang hergestellt, wird, wobei die beiden Unterteile an ihren Kopfseiten, an denen die Eintritte und die Austritte der Innengehäuse angeordnet sind, in einem gemeinsamen Querschnitt miteinander verbunden sind und in einem späteren Verfahrensschritt das erste Gehäuseteil entlang des gemeinsamen Querschnitts getrennt wird. Durch ein derartiges Verfahren können die Unterteile beim
Druckgussvorgang derart entformt werden, dass ein seitlich an der Kopfseite zu entfernende Schieber entfallen kann und somit die Werkzeugkosten und der Herstellungsaufwand reduziert werden können.This object is achieved in that a first housing part, in which two lower parts of the inner housing or the outer housing are formed, is manufactured in a die-casting process, wherein the two lower parts are arranged at their top sides, on which the inlets and outlets of the inner housings, are connected together in a common cross-section and in a later method step, the first housing part is separated along the common cross-section. By such a method, the lower parts in the
Die casting process are removed from the mold so that a laterally to be removed on the head side slide can be omitted and thus the tool costs and the production cost can be reduced.
In einem weiterführenden Verfahren wird ein zweites Gehäuseteil, in dem zwei Oberteile der Innengehäuse oder der Außengehäuse ausgebildet sind, in einem Druckgussvorgang hergestellt, wobei die beiden Oberteile an ihren Kopfseiten, an denen die Eintritte und Austritte der Innengehäuse angeordnet sind, in einem gemeinsamen Querschnitt miteinander verbunden sind, anschließend das erste und das zweite Gehäuseteil aufeinander gesetzt und die beiden Gehäuseteile miteinander verbunden werden, wodurch zwei Innengehäuse oder Außengehäuse gebildet werden, die an ihren jeweiligen Kopfseiten, an denen die Eintritte und Austritte der Innengehäuse angeordnet sind, in dem gemeinsamen Querschnitt miteinander verbunden sind, und daraufhin das erste mit dem zweiten Gehäuseteil entlang des gemeinsamen Querschnitts der Innengehäuse oder der Außengehäuse getrennt wird. Dies bedeutet, dass nach dem Druckgießen der beiden Oberteile und der beiden Unterteile diese durch eine gemeinsame geschlossene umlaufende Schweißnaht miteinander verbunden werden können, welche um den gesamten Umfang des Gussteils führt. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Oberteil nicht mehr als reines Deckelteil ausgeführt werden muss, welches mit einer umlaufenden Schweißnaht befestigt werden muss. Somit kann, auch durch den Entfall des seitlichen Schiebers, die Geometrie im Einlass- und Auslassbereich der beiden Innen- oder Außengehäuse freier gewählt werden. Insgesamt ergibt sich eine Verkürzung der Schweißnahtlängen sowie der Ein- und Austauchphasen beim Schweißen, wodurch reduzierte Prozesszeiten und somit geringere Herstellkosten erreicht werden.In a further method, a second housing part, in which two upper parts of the inner housing or the outer housing are formed, produced in a die-casting process, wherein the two upper parts at their top sides, where the entries and exits of the inner housing are arranged, in a common cross-section with each other are connected, then the first and the second housing part placed on each other and the two housing parts are interconnected, whereby two inner housing or outer housing are formed, which are arranged at their respective head sides, where the inlets and outlets of the inner housing in the common cross section and then the first is separated with the second housing part along the common cross-section of the inner housing or the outer housing. This means that after the pressure casting of the two upper parts and the two lower parts, these can be connected to each other by a common closed circumferential weld, which leads around the entire circumference of the casting. This results in the advantage that an upper part no longer has to be designed as a pure cover part, which must be fastened with a circumferential weld. Thus, even through the elimination of the lateral slide, the geometry in the inlet and outlet of the two inner or outer housing can be chosen freely. Overall, there is a shortening of the weld seam lengths and the input and Ausschauchphasen during welding, whereby reduced process times and thus lower production costs can be achieved.
In bevorzugter Weise erfolgt die Trennung der Gehäuseteile mechanisch, insbesondere durch Sägen. Eine derartige Trennung ist ohne großen Kostenaufwand einfach durchzuführen.Preferably, the separation of the housing parts takes place mechanically, in particular by sawing. Such a separation is easy to carry out without great expense.
Vorzugsweise erfolgt die Verbindung der beiden Gehäuseteile durch Schweißen, insbesondere Rührreibschweißen, was sich insbesondere beim Verbinden zweier Teile in Aluminiumdruckguss eignet und zu Leckage freien Bauteilen führt.Preferably, the connection of the two housing parts by welding, in particular friction stir welding, which is particularly suitable when connecting two parts in die-cast aluminum and leads to leakage-free components.
In einer weiteren Verbesserung des Verfahrens werden die Druckgussformen der beiden Gehäuseteile des Innengehäuses derart ausgebildet, dass sich von den Oberteilen und den Unterteilen im Querschnitt der Innengehäuse in allen Rippenreihen abwechselnd Rippen in die durch die Innengehäuse begrenzten Kanäle erstrecken. Dies bedeutet, dass auch im Bereich des Einlasses und Auslassens nun das Oberteil des Innengehäuses so ausgeführt wird, dass die Rippen des Oberteils in den Zwischenraum zwischen die Rippen des Unterteils ragen. Eine derartige Anordnung der Rippen ist bei den bekannten im Druckgussverfahren hergestellte Wärmeübertragungsvorrichtungen dieser Art nicht möglich, da in diesem Bereich die Schweißnaht des Deckels angeordnet war. Eine andere Anordnung einer umlaufenden Schweißnaht, die die notwendige Festigkeit sichert, war in diesen Ausführungen nicht möglich.In a further improvement of the method, the pressure casting molds of the two housing parts of the inner housing are formed such that extend from the upper parts and the lower parts in cross section of the inner housing in all rows of ribs alternately ribs in the limited by the inner housing channels. This means that now also in the region of the inlet and outlet, the upper part of the inner housing is designed so that the ribs of the upper part protrude into the intermediate space between the ribs of the lower part. Such an arrangement of the ribs is not possible in the known die-cast heat transfer devices of this type, since the weld seam of the cover was arranged in this region. Another Arrangement of a circumferential weld, which ensures the necessary strength, was not possible in these versions.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird nach der Trennung der Innengehäuses und/oder der Außengehäuse jeweils eines der Innengehäuse von der Kopfseite in eines der Außengehäuse geschoben und das Innengehäuse anschließend mit dem Außengehäuse verbunden. Hierdurch wird der Zusammenbau des gesamten Gehäuses auf einfache Art und Weise fertig gestellt.In a further embodiment of the method, after separation of the inner housing and / or the outer housing, in each case one of the inner housing is pushed from the head side into one of the outer housing, and the inner housing is subsequently connected to the outer housing. As a result, the assembly of the entire housing is completed in a simple manner.
Ein derartiges Verfahren zur Herstellung einer Wärmeübertragungsvorrichtung ist im Vergleich zu bekannten Herstellungsverfahren einfach und kostengünstig durchzuführen, wobei geringe Prozesszeiten und Werkzeugkosten die Folge sind. Zusätzlich wird ein hoher Kühferwirkungsgrad erreicht und die Prozesszeiten zur Herstellung reduziert.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben:
-
zeigt eine dreidimensionale Darstellung eines ersten Gehäuseteils, welches zwei Unterteile eines Innengehäuses einer Wärmeübertragungsvorrichtung bildet.Figur 1 -
zeigt eine dreidimensionale Darstellung des ersten und eines zweiten Gehäuseteils, vor dem Zusammenbau.Figur 2 -
zeigt eine Kopfansicht des Innengehäuses einer Wärmeübertragungsvorrichtung nach dem Zusammenbau von Oberteil und Unterteil und der Trennung der beiden Innengehäuse.Figur 3 - In der
ist einFigur 1erstes Gehäuseteil 1 dargestellt, in dem zwei jeweils U-förmig 2, 3 ausgebildet sind. Diesesdurchströmbare Unterteile erste Gehäuseteil 1 wird im
Druckgussverfahren hergestellt, wobei durch die 4, 5 die Entformungsrichtung der benötigten Schieber zum Druckgießen diesesPfeile ersten Gehäuseteils 1 dargestellt sind.
An embodiment is shown in the drawings and is described below:
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FIG. 1 shows a three-dimensional representation of a first housing part, which forms two lower parts of an inner housing of a heat transfer device. -
FIG. 2 shows a three-dimensional representation of the first and a second housing part, prior to assembly. -
FIG. 3 shows a top view of the inner housing of a heat transfer device after assembly of upper part and lower part and the separation of the two inner housing. - In the
FIG. 1 afirst housing part 1 is shown, in which two U-shaped through-flowable 2, 3 are formed. Thislower parts first housing part 1 is in
Die casting process produced by 4, 5, the Entformungsrichtung the required slide for die casting thisarrows first housing part 1 are shown.
Die beiden Unterteile 2, 3 liegen dabei mit ihrer jeweiligen Kopfseite 6, an der Eintritte 7 und Austritte 8 der beiden Unterteile 2, 3 ausgebildet sind, gegeneinander. Diese Kopfseite 6 ist somit nach einer Trennung der beiden Unterteile 2, 3 offen. Durch den jeweiligen Eintritt 7 kann bei der späteren Nutzung der Wärmeübertragungsvorrichtung Gas einströmen durch den Kanal 20 bis zu einer Umlenkung 21 strömen und von dort zurück zum Austritt 8 strömen. Eine Mittelwand 9 trennt den einströmenden Gasstrom vom ausströmenden Gasstrom, so dass das eintretende Gas gezwungen wird, dieses Unterteil 2, 3 U-förmig zu durchströmen. Somit wird es möglich, den Eintritt 7 und den Austritt 8 nebeneinander anzuordnen.The two
Die Kopfseiten 6 der beiden Unterteile 2, 3 weisen somit einen gemeinsamen Querschnitt 10 auf, in dem die Eintritte 7 und Austritte 8 angeordnet sind und an dem die beiden Unterteile 2, 3 voneinander getrennt werden können. Eine solche Trennung erfolgt vorzugsweise mechanisch, beispielsweise durch Sägen oder Ähnliches.The head sides 6 of the two
Die
In
Das hier angewendete Verfahren zum Herstellen von derartigen Wärmeübertragungsvorrichtungen weist nun die Schritte auf, dass zunächst das erste Gehäuseteil 1 mit den darin ausgebildete beiden Unterteilen 2, 3 im Druckgussverfahren hergestellt wird und anschließend oder gleichzeitig ein entsprechend passendes zweites Gehäuseteil 11 mit den Oberteilen 12, 13, im Druckgussverfahren hergestellt wird, wobei jeweils lediglich zwei Schieber verwendet werden, die in entgegengesetzter Richtung aus dem Werkstück entfernt werden.The method used here for producing such heat transfer devices now has the steps of initially producing the
Die beiden Gehäuseteile 1, 11 werden anschließend aufeinander gesetzt und durch Schweißen, insbesondere durch Rührreibschweißen, miteinander verbunden, wodurch zwei Innengehäuse 18, 19 gebildet werden. Es wird deutlich dass die hierbei entstehende Schweißnaht über beide Unterteile 2, 3 bzw. Oberteile 12, 13 in einem Durchgang komplett umlaufend geführt werden kann. Ein Aufsetzen oder Absetzen eines entsprechenden Werkzeuges ist hier nicht mehr nötig. Auch entstehen keine Schweißnahtenden an den Kopfseiten 6, wie es bei einer derartigen Konstruktion der Fall wäre, wenn die Unter- und Oberschalen 2, 3; 12, 13 einzeln gegossen würden. Solche Schweißnahtenden sind zu vermeiden, da keine gerade geschlossene Kopfseite 6 erreichbar wäre. Auch würden Probleme bezüglich der Bauteilfestigkeit bei der Durchführung einer Rührreibschweißnaht auftreten. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird diese Festigkeit durch das direkt angrenzende zweite Innen- beziehungsweise Außengehäuse 18, 19 erreicht, so dass zwei Innengehäuses 18, 19 mit einer Schweißnaht hergestellt werden können.The two
Im Fall einer Herstellung einzelner Innengehäuse oder Außengehäuse wäre bei der Konstruktion somit darauf zu achten, dass im Bereich der Kopfseiten, wie bereits vorbeschrieben, das jeweilige Ende der Schweißnaht vor der letzten Rippenreihe liegen müsste. Dies bedeutet, dass in einem derartigen Fall das Oberteil, 12, 13 lediglich als Deckel ausgeführt werden könnte, an dem keine Rippen 22 ausgebildet werden könnten, die in den Bereich des Eintritts 7 bzw. des Austritts 8 ragen würden. Dadurch entstände im Ein- und Austrittsbereich jeweils eine Rippenreihe 16 mit einer geringeren Anzahl von Rippen 17, die lediglich aus dem Unterteil 2, 3 in den Kanal 20 ragen, wodurch der Kühlerwirkungsgrad bei derartigen Wärmeübertragungsvorrichtungen geringer ist.In the case of a production of individual inner housing or outer housing, it should thus be ensured in the construction that, in the region of the head sides, as already described above, the respective end of the weld seam would have to lie in front of the last row of ribs. This means that, in such a case, the
Nach dem Zusammenschweißen der Oberteile 12, 13 mit den Unterteilen 2, 3 der Innengehäuse 18, 19 werden die beiden entstehenden Innengehäuses 18, 19 entlang des gemeinsamen Querschnitts 10 mechanisch voneinander getrennt.After welding together the
Selbstverständlich kann auf gleiche Weise auch ein nicht dargestelltes Außengehäuse hergestellt werden, welches ebenfalls zweiteilig ausgeführt ist, also aus einem Unterteil und einem Oberteil besteht. Diese könnten auch in gleicher Weise miteinander verschweißt und anschließend getrennt werden.Of course, in the same way, an unillustrated outer housing can be produced, which is also designed in two parts, that consists of a lower part and a shell. These could also be welded together in the same way and then separated.
Zur Fertigstellung einer Wärmeübertragungsvorrichtung wäre dann nach dem Trennen der beiden Außengehäuse und Innengehäuse, 18, 19 das Innengehäuse in das Außengehäuse zu schieben, um eine fertige Wärmeübertragungsvorrichtung zu erhalten.To complete a heat transfer device then, after separating the two outer casings and
Die Herstellung mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren ist somit im Vergleich zu bekannten Ausführungen deutlich optimiert, da die gesamte Schweißnahtlänge sowie die notwendigen Ein- und Austauchphasen zur Herstellung der Wärmeübertragungsvorrichtung deutlich verkürzt werden. Des Weiteren werden die bisher benötigten, seitlich zu entfernenden Schieber im Druckgussverfahren eingespart, so dass auch Werkzeugkosten entfallen. Gleichzeitig wird durch die mögliche Anordnung eng nebeneinander liegender Rippen in dem Bereich des Eintritts 7 bzw. Austritts 8 der Kühlerwirkungsgrad deutlich erhöht.The production with this method according to the invention is thus significantly optimized compared to known embodiments, since the entire weld length and the necessary input and Ausschauchphasen for the production of the heat transfer device can be significantly reduced. Furthermore, the hitherto required, laterally to be removed slides are saved in the die casting process, so that also eliminates tooling costs. At the same time, the possible arrangement of closely juxtaposed ribs in the region of the
Es sollte deutlich sein, dass konstruktive Änderungen bezüglich der Ausführung eines derartigen Wärmetauschers möglich sind.It should be clear that design changes with respect to the design of such a heat exchanger are possible.
Claims (6)
dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Gehäuseteil (1), in dem zwei Unterteile (2, 3) der Innengehäuse (18, 19) oder der Außengehäuse ausgebildet sind, in einem Druckgussvorgang hergestellt wird, wobei die beiden Unterteile (2, 3) an ihren Kopfseiten (6), an denen die Eintritte (7) und die Austritte (8) der Innengehäuse (18, 19) angeordnet sind, in einem gemeinsamen Querschnitt (10) miteinander verbunden sind und in einem späteren Verfahrensschritt das erste Gehäuseteil (1) entlang des gemeinsamen Querschnitts (10) getrennt wird.Process for the production of heat transfer devices with U-shaped through-flowed inner housings (18, 19), which are each composed of an upper part (12, 13) and a lower part (2, 3) and outer casings which are so around the inner housing (18, 19 ) are arranged, that between the inner housings (18, 19) and the outer housings each a coolant channel is formed, wherein at least one of the inner housing (18, 19) or outer housing is produced by die-casting,
characterized in that a first housing part (1), in which two lower parts (2, 3) of the inner housing (18, 19) or the outer housing are formed, is produced in a die casting process, wherein the two lower parts (2, 3) at their Head sides (6) on which the inlets (7) and the outlets (8) of the inner housing (18, 19) are arranged, in a common cross-section (10) are interconnected and in a later process step, the first housing part (1) along of the common cross section (10) is separated.
dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Gehäuseteil (11), in dem zwei Oberteile (12, 13) der Innengehäuse (18, 19) oder der Außengehäuse ausgebildet sind, in einem Druckgussvorgang hergestellt wird, wobei die beiden Oberteile (12, 13) an ihren Kopfseiten (6), an denen die Eintritte (7) und Austritte (8) der Innengehäuse (18, 19) angeordnet sind, in einem gemeinsamen Querschnitt (10) miteinander verbunden sind, anschließend das erste Gehäuseteil (1) und das zweite Gehäuseteil (11) aufeinander gesetzt und die beiden Gehäuseteile (1, 11) miteinander verbunden werden, wodurch zwei Innengehäuse (18, 19), oder Außengehäuse gebildet werden, die an ihren jeweiligen Kopfseiten (6), an denen die Eintritte (7) und Austritte (8) der Innengehäuse (18, 19) angeordnet sind, in dem gemeinsamen Querschnitt (10) miteinander verbunden sind, und daraufhin das erste Gehäuseteil (1) mit dem zweiten Gehäuseteil (11) entlang des gemeinsamen Querschnitts (10) der Innengehäuse (18, 19) oder der Außengehäuse getrennt wird.Process for the production of heat transfer devices according to claim 1,
characterized in that a second housing part (11), in which two upper parts (12, 13) of the inner housing (18, 19) or the outer housing are formed, is produced in a die-casting process, wherein the two upper parts (12, 13) at their Head sides (6) on which the inlets (7) and outlets (8) of the inner housing (18, 19) are arranged, in a common cross-section (10) are interconnected, then the first housing part (1) and the second housing part (11) is placed on top of one another and the two housing parts (1, 11) are connected to one another, whereby two inner housings (18, 19) or outer housings are formed, which at their respective head sides (6), at which the inlets (7 ) and outlets (8) of the inner housing (18, 19) are arranged in the common cross section (10) are interconnected, and then the first housing part (1) with the second housing part (11) along the common cross section (10) Inner housing (18, 19) or the outer housing is separated.
dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung der Gehäuseteile (1, 11) mechanisch, insbesondere durch Sägen erfolgt.Method for the production of heat transfer devices according to claim 1 or 2,
characterized in that the separation of the housing parts (1, 11) takes place mechanically, in particular by sawing.
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der beiden Gehäuseteile (1, 11) durch Schweißen, insbesondere Rührreibschweißen, verfolgt.Method for producing heat transfer devices according to one of claims 2 or 3,
characterized in that the connection of the two housing parts (1, 11) by welding, in particular friction stir welding, tracked.
dadurch gekennzeichnet, dass die Druckgussformen der beiden Gehäuseteile (1, 11) derart ausgebildet werden, dass sich von den Oberteilen (12, 13) und den Unterteilen (2, 3) im Querschnitt der Innengehäuse (18, 19) in allen Rippenreihen (16) abwechselnd Rippen (17, 22) in die durch die Innengehäuse (18, 19) begrenzten Kanäle (20) erstrecken.Method for producing heat transfer devices according to one of the preceding claims,
characterized in that the die-casting molds of the two housing parts (1, 11) are formed in such a way that, in cross-section, of the upper parts (12, 13) and the lower parts (2, 3) in all rib rows (16, 19) ) alternately ribs (17, 22) in the through the inner housing (18, 19) limited channels (20) extend.
dadurch gekennzeichnet, dass nach der Trennung der Innengehäuses (18, 19) und/oder der Außengehäuse jeweils eines der Innengehäuse (18, 19) von der Kopfseite eines der Außengehäuse in eines der Außengehäuse geschoben wird und anschließend das Innengehäuse (18, 19) mit dem Außengehäuse verbunden wird.Method for producing heat transfer devices according to one of the preceding claims,
characterized in that after the separation of the inner housing (18, 19) and / or the outer housing in each case one of the inner housing (18, 19) from the head side of the Outside housing is pushed into one of the outer housing and then the inner housing (18, 19) is connected to the outer housing.
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