[0007] Die Erfindung wird nachfolgend in drei Ausführungsbeispielen beschrieben.
Die beiliegenden Figuren zeigen in
Fig.1 Seitenansicht einer Lamelle;
Fig. 2 Draufsicht auf die Lamelle aus Fig. 1;
Fig. 3 Schnitt A-A aus Fig. 1;
Fig. 4 Schnitt C-C aus Fig. 1;
Fig. 5 Schnitt D-D aus Fig. 1;
Fig. 6 Perspektivischer Blick auf diese Lamelle;
Fig. 7 Seitenansicht einer Wellrippe;
Fig. 8 Draufsicht;
Fig. 9 Schnitt A-A aus Fig. 7;
Fig.10 Perspektivischer Blick auf die Wellrippe;
Fig.11 Seitenansicht (a) und Draufsicht (b) auf eine Lamelle mit Wellen und Schnitten.
Die abgebildeten Wärmetauschkörper sind aus einem Aluminiumband hergestellt worden.
Sie könnten jedoch auch aus einem anderen geeigneten Metall bestehen.
Die Herstellung geschieht so, dass zunächst die Strukturen
5 in das Metallband eingeprägt werden, wobei die Strukturen
5 in Bandlängsrichtung einen Abstand voneinander haben. Die Größe des Abstandes entspricht
im Ausführungsbeispiel aus den Fig. 1 bis 6 etwa den späteren Scheitelpunkten
2, die im Anschluß daran durch Biegung des Bandes in Querrichtung geschaffen werden.
Es wurde in den Ausführungsbeispielen lediglich eine einzige Welle dargestellt, wobei
jedoch absolut klar ist, dass der Wärmetauschkörper
1 aus einer beliebigen Anzahl von Wellen besteht, so dass eine erste und eine zweite
Ebene, gebildet aus den Scheitelpunkten
2, vorhanden sind.
Das Ausführungsbeispiel aus den Fig. 1 bis 6 zeigt eine Lamelle, die als Inneneinsatz
in einem Kanal eines Ölkühlers angeordnet ist, was jedoch nicht ausführlich gezeigt
wurde, weil die Anordnung von Lamellen in aus Platten gestapelten Wärmetauschern eine
gut bekannte Maßnahme darstellt. Zur Fig. 1 gehören auch stirnseitige Ansichten auf
das im Bild linke und rechte Ende der Lamelle. Auf der im Bild rechten Ansicht der
Fig. 1 wurde lediglich oben und unten je eine Wärmetauscherwand
3 angedeutet, die zu den bereits erwähnten Platten gehört und die in der erwähnten
ersten und zweiten Ebene angeordnet sind. Zwischen den beiden Wärmetauscherwänden
3 ist der genannte Kanal ausgebildet, in dem bei einem Ölkühler das Öl fließt. Im nicht
gezeigten nach oben oder nach unten benachbarten Kanal, der identisch sein kann, fließt
das Kühlmittel. Die schrägen Strukturen
5 in den Flanken
4 des Wärmetauschkörpers
1 sind in diesem Ausführungsbeispiel Sicken
6. In der Beschreibung wird aus Gründen der Klarheit auch weiterhin von Sicken
6 gesprochen, obwohl die Aneinanderreihung derselben auch als Wellung der Flanken
4 angesehen werden könnte. Die Sicken
6 in einer Flanke
4 besitzen einen Abstand
16 voneinander, wobei der Abstand
16 in allen Flanken
4 vorzugsweise gleich groß sein sollte. Betragsmäßig liegt der Abstand
16 im Bereich von etwa 10 mm und wird in anderen Einsatzfällen auch größer oder etwas
kleiner sein. Jedenfalls handelt es sich hier nicht um eine sehr feine Rippung, wie
die in der US 3 298 432, die lediglich eine Oberflächenrauhigkeit erzeugt. Aus der
Fig. 1 ist zu sehen, dass die Sicken
6 in der vorderen Flanke
4 zur Vertikalen
14 nach links geneigt sind. In der hinteren Flanke
4, die nur teilweise sichtbar ist, sind die Sicken
6 nach rechts geneigt, wodurch die Anordnungsrichtung
15 der Sicken
6 auf der vorderen Flanke
4 sich mit der Anordnungsrichtung
15 der Sicken
6 auf der hinteren Flanke
4 kreuzt. Im Ausführungsbeispiel sind die Neigungswinkel α der Sicken
6 zur Vertikalen
14 in der vorderen und in der hinteren Flanke
4 etwa gleich groß. Eine Kreuzung der Anordnungsrichtung
15 ergibt sich jedoch beispielsweise auch dann, wenn die Sicken
6 in nur einer der Flanken
4 um den Neigungswinkel α gekippt sind und in der anderen Flanke
4 in Richtung der Vertikalen
14 angeordnet sind. Auch deshalb handelt es sich vorliegend lediglich um ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel. Wie aus Fig. 3 zu sehen ist, ergeben sich durch die beschriebene
Anordnung der Sicken
6 zwischen den beiden Flanken
4, die einen Strömungskanal
20 begrenzen, in Strömungsrichtung Erweiterungen
10 und Einschnürungen
11 des Strömungskanals
20. Dies kann auch durch Vergleich der linken mit der rechten stirnseitigen Ansicht
auf die Enden der Lamelle in Fig. 1 erkannt werden. In der linken Ansicht ist eine
Erweiterung
10 zu sehen, während in der rechten Ansicht eine Einschnürung
11 erkennbar ist. Der auffälligste größenmäßige Unterschied zwischen den Erweiterungen
10 und den Einschnürungen
11 stellt sich etwa in der halben Wellenhöhe h ein, in der sich der in Fig. 3 gezeigte
Schnitt A-A befindet. Wie die Fig. 4 und 5 (Schnitte D-D und C-C) deutlich zeigen,
ist oben und unten weniger Unterschied zwischen den Einschnürungen
11 und den Erweiterungen
10 festzustellen, so dass dort eher ein gewellter Strömungskanal
20 mit fast parallelen Flanken
4 zu sehen ist. Die Sicken
6 reichen über den gesamten Abstand zwischen der ersten und zweiten Ebene gebildet
aus den Scheitelpunkten
2. Die Länge
L der Sicken
6 ist jedoch wegen ihrer Schräglage größer als die erwähnte Wellenhöhe
h zwischen diesen Ebenen. Die Scheitelpunkte
2 haben etwa einen u - förmigen Querschnitt und sind nicht gesickt, wie aus der Draufsicht
in Fig. 2 zu erkennen ist.
Ein zweites Ausführungsbeispiel ist in den Fig. 7 bis 10 abgebildet. Dabei handelt
es sich um eine Wellrippe, die von Kühlluft durchströmt wird und zwischen den Flachrohren
eines luftgekühlten Wärmetauschers angeordnet ist.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der eingangs erwähnte, im Vorfertigungsstadium der
Wellrippe vorhandene Abstand zwischen den Strukturen
5 (7) in Bandlängsrichtung deutlich größer als das Bogenmaß der Scheitelpunkte
2, die etwa halbkreisförmig ausgebildet sind. Deshalb ist beispielsweise in den Fig.
7 und 10 zu sehen, dass die Strukturen
5 (7) oben und unten nicht unmittelbar bis an die Scheitelpunkte
2 heranreichen, sondern deutlich vorher enden.
In Fig. 10 wurden zwei Wärmetauscherwände
3 angedeutet, die jeweils eine Breitseite der nicht gezeigten Flachrohre darstellen
sollen. Zwischen benachbarten Flanken
4 befindet sich jeweils ein Strömungskanal
20. Die Wellrippe ist in ihren Flanken
4 mit Schnitten
7 versehen, wobei sich die Anordnungsrichtung
15 der Schnitte
7 in einer Flanke
4 mit der Anordnungsrichtung
15 der Schnitte
7 in der benachbarten Flanke
4 schneidet. Wie aus den genannten Figuren erkennbar ist, wurden in diesem Ausführungsbeispiel
zwei Gruppen
A,
B von Schnitten
7 vorgesehen, ohne dass die Anzahl der Gruppen auf zwei beschränkt ist. In den beiden
Gruppen
A und
B haben die Schnitte
7 einen gleich großen Neigungswinkel α, sind aber entgegengesetzt geneigt. Die vorstehende
Beschreibung geht insbesondere aus der Fig. 7 hervor, die auf der rechten Seite in
einem Ausschnitt auch die im Bild hintere Flanke
4 zeigt. In der
A - Gruppe sind die Schnitte
7 nach rechts geneigt und in der
B - Gruppe nach links. Zwischen den beiden Gruppen
A,
B ist ein Bereich
13 vorhanden, in dem die Flanken
4 ohne Struktur ausgebildet sind. In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen befindet
sich im Bereich
13 eine Versteifungssicke. In anderen nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kann dieser
Bereich
13 ausgeschnitten sein, um die beiden Gruppen
A und
B thermisch voneinander besser zu trennen. In solchen Fällen handelt es sich dann um
zwei verschiedene Wärmetauscher, wobei die Gruppe
A zum ersten Wärmetauscher und die Gruppe
B zum zweiten Wärmetauscher gehört. Wie die Fig. 9 besonders deutlich macht, sind die
Schnitte
7 innerhalb der Gruppen
A und
B in den Flanken
4 parallel zueinander angeordnet, d. h., sie sind in gleicher Richtung aus der Oberfläche
der Flanken
4 herausgestellt worden. Ferner haben alle Schnitte
7 einen gleich großen Anstellwinkel β. Jedoch sind die Schnitte
7 in der Gruppe
A nach rechts
r herausgestellt worden und in der Gruppe
B nach links
I, so dass ein in den Strömungskanal
20 eintretender Luftstrahl (Pfeil) in der Gruppe
A zu einem wesentlichen Teil nach oben in den nicht gezeigten anschließenden Strömungskanal
20 geleitet wird und in der Gruppe
B nach unten in den dortigen ebenfalls nicht gezeigten Strömungskanal
20.
Wie insbesondere aus Fig. 7 erkennbar ist, ist die Länge
L der Schnitte
7 am Anfang und am Ende der Gruppe
A und
B kürzer als im Hauptstrukturenbereich
55, der hier mit dem dritten Schnitt
7 beginnt. Die Schnitte
7 sollten vor dem Bereich
21 vor derseitlichen Kante
22 der Flanke
4 enden um eine ausreichende Steifigkeit der Wellrippe zu erreichen.
In einem dritten Ausführungsbeispiel (siehe Fig. 11a und 11b) handelt es sich um eine
Lamelle wie sie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Sie kann von Kühlluft
oder auch von Öl durchströmt werden. Die Lamelle ist in einem Kanal eines Wärmetauschkörpers
eingesetzt. Hierbei handelt es sich um eine Lamelle, die Strukturen
5 (
6,
7) aufweist. Diese Strukturen
5 (
6,
7), deren Anordnungsrichtung
15 mit der Vertikalen
14 den Neigungswinkel α einschliesst, sind auf einer Flanke
4 parallel zueinander angeordnet. In gegenüberliegenden Flanken
4 jedoch kreuzen sich die jeweiligen Anordnungsrichtungen
15. Das Besondere dieser Lamellen ist, dass sie zusätzlich zu den Sicken
6 auch noch Schnitte
7 besitzen. Durch die dadurch entstehende Turbulenz konnte die Wärmetauscheffizienz
weiter verbessert werden. Diese Schnitte
7 sind alle um den gleichen Winkel δ aus der Lamelle ausgestellt, so dass das sie durchströmende
Medium von einem Strömungskanal
20 in die benachbarten Strömungskanäle
20 gelangen kann. Die Höhe h der Schnitte
7 ist kleiner als die Wellenhöhe
h der Lamelle, um eine ausreichende Stabilität der Lamelle zu gewährleisten. Der Abstand
17 der Schnitte
7 sollte vorzugsweise gleich groß sein wie der Abstand
16 der Sicken
6. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegen die Schnitte
7 zwischen den einzelnen Sicken
6, sie können sich jedoch auch an anderen Positionen auf der Flanke
4 befinden. Wobei darauf verzichtet wurde dies im Einzelnen zu zeigen. In den Bereich
21 vor der Kante
22 sollten die Schnitte
7 im Gegensatz zu den Sicken
6 nicht hineinreichen, so dass die letzten Schnitte
7 kürzer als die Schnitte
7 im Hauptstrukturenbereich
55 sind.