DE19515420A1 - Sammelrohr für Wärmetauscher sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Sammelrohr für Wärmetauscher sowie Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Sammelrohr für Wärmetauscher mit
einem Rohrlängssegment, das senkrecht zur Rohrachse angeord
nete, hintereinander beabstandete, durch Brückenstege von
einander getrennte Aufnahmeschlitze aufweist, in die jeweils
ein offenendiges Flachrohr einsteckbar ist, das an der um
laufenden Verbindungsstelle mit dem jeweiligen Aufnahme
schlitz verlötbar ist.
Ein derartiges Sammelrohr ist in der Druckschrift EP 0 535 664 B1
beschrieben, in der ein als Endkammer eines
Sammelrohres für einen Wärmetauscher ausgewiesenes Rohr
längssegment mit einer Mehrzahl von senkrecht zur axialen
Richtung ausgerichteten Aufnahmeschlitzen versehen ist. Die
Aufnahmeschlitze dienen zum Einstecken von Flachrohren, die
zugleich Distanzrohre zwischen jeweils zwei Sammelrohren
eines Wärmetauschers darstellen sowie insbesondere von einem
durchströmenden Mittel mit hohem Druck beaufschlagt werden.
Es ist bekannt, daß die Übergangsbereiche der zwischen den
Aufnahmeschlitzen befindlichen Brückenstege zum Rohrmantel
kritische Stellen bezüglich der Festigkeit darstellen und
die Haltbarkeitsdauer eines Wärmetauschers beeinflussen.
Eine Stabilität der Brückenstege in den Übergangsbereichen
zum Rohrmantel soll in dem bekannten Sammelrohr dadurch er
reicht werden, indem einerseits die Brückenstege zentral auf
ihrem höchsten Niveau entweder leicht ebenflächig gepreßt
oder mit einer konkaven Stauchung versehen werden, die die
Brückenstege ins Rohrinnere versenken. Durch die Bogenrich
tungsänderung in Richtung zum Rohrinneren wird aber nur der
Richtungsverlauf der Übergangsbereiche zum Rohrmantel
geändert.
Andererseits sind im Innern des Rohrlängssegmentes zusätzli
che Quertrennwände quer zum Rohrlängssegment eingebracht,
wobei jeweils eine Quertrennwand einen vorgegebenen Brücken
steg und somit das Rohrlängssegment radial abstützt. Das
Einbringen der Quertrennwände sowie das zusätzliche Verpres
sen des Rohres im Bereich der Quertrennwände zur stabilisie
renden Halterung der Brückenstege stellen einen zusätzlichen
Aufwand dar.
Es ist ein weiteres Sammelrohr aus der Druckschrift EP 0 198 581 B1
bekannt, in der ein Wärmetauscher mit voneinander
beabstandeten, im wesentlichen parallel zueinander gerichte
ten Sammelrohren beschrieben ist, von denen jedes in seinem
Rohrlängssegment senkrecht zur Rohrachse zueinander beab
standete, durch Brückenstege voneinander getrennte Aufnah
meöffnungen, die in Form von Aufnahmeschlitzen ausgebildet
sein können, besitzt.
Die Aufnahmeöffnungen in dem Rohrlängssegment des einen Sam
melrohres sind zu denen in dem gegenüberliegenden Rohrlängs
segment des anderen Sammelrohres ausgerichtet angeordnet.
Offenendige Flachrohre zwischen den Sammelrohren sind in die
zugeordneten Aufnahmeöffnungen einsteckbar und an mit den
Aufnahmeschlitzen gemeinsamen Verbindungsstellen verlötet.
Jeder der Brückenstege ist sowohl in Quer- als auch in
Längsrichtung zur Rohrachse gewölbeartig (konvex), insbeson
dere weitgehend kugelkalottenartig ausgebildet, d. h. auch
die zwischen den Aufnahmeöffnungen vorhandenen Bereiche des
Rohrlängssegments sind gewölbeartig.
Um die mangelnde Festigkeit der kugelkalottenförmigen Brückenstege
in ihren Übergangsbereichen zum Rohrmantel auszu
gleichen, sind die Kanten der Aufnahmeöffnungen parallel zu
den einsteckbaren Flachrohren gerichtet senkrecht zur Rohr
achse abgewinkelt, denen Ausführung einen zusätzlichen Zeit-
und Kostenaufwand darstellt.
Bei Durchströmen des Wärmetauschers durch ein wärmetauschen
des Mittel werden beispielsweise entstehende Druckschwankun
gen unter anderem als Schwingungen und stoßartige Wellen auf
die gewölbten Brückenstege übertragen, wodurch schwach
verlötete Verbindungsstellen zwischen dem Flachrohr und dem
Sammelrohr gefährdet sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sammelrohr für
Wärmetauscher anzugeben, das ein geeignet geformtes, mit
Aufnahmeschlitzen versehenes Rohrlängssegment aufweist, das
ein einfaches Einsetzen und sicher haltbare, verlötbare Ver
bindungsstellen zu den einsteckbaren Flachrohren ermöglicht
und eine hohe Festigkeit der Übergangsbereiche der Brücken
stege zum Rohrmantel gewährleistet.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im erfindungsgemäßen
Sammelrohr die Brückenstege zwischen den Aufnahmeschlitzen
in je einer ihrer Brückensteghälften eine materialverfesti
gende Prägung aufweisen und die Brückenstege abgeflacht sind,
so daß das Rohrlängssegment im Querschnitt eine D-Form aufweist.
Die materialverfestigenden Prägungen verfestigen die Brückenstege
im wesentlichen in ihren Übergangsbereichen zum
Rohrmantel.
Die zu einem Brückensteg gehörenden materialverfestigenden
Prägungen sind vorzugsweise im jeweiligen randseitigen Vier
tel des Brückenstegs vorhanden.
Die Prägungen in den beiden Brückensteghälften, vorzugsweise
in den randseitigen Vierteln zum Rohrmantel stellen je nach
Höhe, Breite und Tiefe sowie Form ausgebildete Vertiefungen
dar.
Durch den Prägedruck und durch die infolge des Prägedruckes
erzielten Vertiefungen ist eine weitgehende Abflachung des
ursprünglichen oberen Rohrmantelbogens erreichbar.
Durch die zur Längsmittellinie des Rohrlängssegments paral
lel gerichteten, gleich beabstandeten Prägungen ist der die
obere Rohrmantelbogenform aufweisende Brückensteg als abge
flachte Rohrmantelform in Richtung zur Rohrachse verschoben.
Die Enden der Aufnahmeschlitze befinden sich durch deren
vorgesehene Länge in Relation zum Durchmesser des Rohres in
einem Schlitzendwinkel α von vorzugsweise ca. 30° zur Quer
schnittsabszisse beidseitig der Rohrachse.
Die beiden auf jeweils einem Brückensteg gegenüberliegenden,
materialverfestigenden Prägungen befinden sich in einem Prä
gungswinkel β von vorzugsweise 40° bis 60° zur Querschnitts
abszisse beidseitig der Rohrachse, wobei die Enden der zuge
ordneten Aufnahmeschlitze sich in einem Schlitzendwinkel α
von mindestens 10° weniger zum Prägungswinkel β am Rohrman
tel befinden.
Die materialverfestigenden Prägungen können breit- oder
schmalbandig, eckig, vorzugsweise dreieckig gekrümmt, mäan
derförmig oder dgl. sein.
Die Prägungen können auch insbesondere aus einem Prägepunkt
oder aus mehreren geradlinig hintereinander angeordneten
Prägepunkten bestehen.
Die Prägungen, deren Ausdehnung mehr länglich als breit aus
gebildet sind, sind mit ihrer länglichen Ausdehnung parallel
zur Längsmittellinie des Rohrlängssegments angeordnet.
Durch die beiden, den ursprünglich gewölbten Brückensteg in
Richtung der Rohrachse drückenden Prägungen, die vorzugswei
se im randseitigen Viertel des Brückensteges ansetzen, wird
das Rohrlängssegment als Ganzes genommen zu einer Rohrsenke
in Richtung zur Rohrachse hin abgeflacht, wobei die Breite
des Rohrlängssegments weitgehend der Länge der Aufnahme
schlitze entspricht. Dadurch ist in Längsrichtung das Rohr
längssegment weitgehend ebenflächig ausgebildet und bildet
mit dem unveränderten, dem Rohrlängssegment zugehörigen
Rohrmantel im Querschnitt eine D-Form.
Dabei sind die Aufnahmeschlitze nicht nur einfache Schlitze
schlechthin, sondern sie weisen nach unten, ins Rohrinnere
abgebogene, insbesondere senkrecht zur Rohrachse abgewinkel
te Schlitzkanten auf. Die zwei abgewinkelten Schlitzkanten
eines Aufnahmeschlitzes besitzen jeweils eine senkrecht zur
Rohrachse ausgerichtete, weitgehend ebene Fläche, die mit
den im wesentlichen ebenen Seitenflächen eines einsteckbaren
Flachrohres kontaktgewinnende Verbindungsflächen ergeben.
Die Aufnahmeschlitze weisen somit zweckmäßigerweise Schlitz
kanten auf, durch die beim Einstecken des Flachrohres Ver
kantungen vermieden werden und die die Flachrohre durch ihre
abgeflachten Flächen haltern.
Die Schlitzkantenenden an den jeweiligen Enden eines Aufnah
meschlitzes sind seitlich am Brückensteg zu flächigen Ver
scherungen verbreitert bzw. vergrößert, die den jeweiligen
Übergangsbereich zum Rohrmantel stabilisieren und eine zu
sätzliche Halterung für die einsteckbaren Flachrohre dar
stellen.
Die Verbindungsstellen zwischen den Aufnahmeschlitzen und
den jeweiligen Seitenflächen der Flachrohre sind derart aus
gebildet, daß ein umlaufender Verlötungsrand erreicht wird,
der weitgehend in einer Ebene liegt.
Das Rohrlängssegment ist beidseitig in axialer Richtung von
jeweils von der unveränderten, oberen Rohrmantelbogenform
aus sich absenkenden Übergängen begrenzt.
Das Sammelrohr besteht aus Metall, insbesondere aus Leicht
metall, vorzugsweise aus Aluminium bzw. aus einer Aluminium
enthaltenden Leichtmetallegierung.
Das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Sam
melrohres für einen Wärmetauscher besteht darin, daß ein
Metallrohr außenwandig längsseitig formschlüssig eingeklemmt
wird. Dann folgend werden in das Rohr quer zur Rohrachse
Aufnahmeschlitze gleichabständig gestanzt, so daß zwischen
den Aufnahmeschlitzen mindestens ein Brückensteg gebildet
wird. Darauffolgend wird auf den entstandenen Brückenstegen
jeweils in den beiden Brückensteghälften eine zur Längsmit
tellinie des Rohrlängssegmentes gleich beabstandete Prägung
vorgenommen, so daß in den Querschnitten des Rohrlängsseg
ments im wesentlichen ein D-förmiges Profil erreicht wird.
Die vertiefenden, materialverfestigenden Prägungen werden
vorzugsweise in den beiden randseitigen Vierteln des Brückenstegs
durchgeführt.
Um die D-Form leichter zu erreichen, können die Brückenstege
vor der Durchführung der Prägungen in Richtung zur Rohrachse
unter Druckaufwendung abgeflacht werden.
Das Sammelrohr bleibt solange während der Rohrlängssegment
formung, insbesondere der Rohrsenkenformung formschlüssig
eingeklemmt, bis alle durch die Prägungen vorgesehenen Ab
flachungen und Verfestigungen der Brückenstege erreicht
sind.
Mit den Prägungen wird vorteilhafterweise in den Übergangs
bereichen der Brückenstege zum Rohrmantel hin eine wesentli
che Verfestigung innerhalb des Rohrlängssegments erreicht.
Weiterentwicklungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mittels
mehrerer Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines aus zwei er
findungsgemäßen Sammelrohren bestehenden Wärmetau
schers,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Sammel
rohres,
Fig. 3 eine Draufsicht auf das Rohrlängssegment des erfin
dungsgemäßen Sammelrohres,
Fig. 4 einen Querschnitt längs der Linie A-A in Fig. 1 in
einem Aufnahmeschlitz des Rohrlängssegments des
Sammelrohres,
Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie B-B in Fig. 1 in
einem Brückenstegbereich des Rohrlängssegments des
Sammelrohres und
Fig. 6 einen Längsschnitt längs der Linie C-C in Fig. 2
mit einem in Längsrichtung abgeflachten Rohrlängs
segment.
In Fig. 1 wird eine perspektivische Darstellung eines aus
zwei erfindungsgemaßen Sammelrohren 1 und 27 bestehenden
Wärmetauschers 28 gezeigt. Die beiden Sammelrohre 1 und 27
sind voneinander beabstandet und parallel zueinander gerich
tet. Das erfindungsgemäße Sammelrohr 1 besitzt in seinem
Rohrlängssegment 2 senkrecht zur entsprechenden Rohrachse 3
zueinander beabstandete, durch die Brückenstege 7, 8 und 9
voneinander getrennte Aufnahmeschlitze 4, 5, 6 und 15.
Die Aufnahmeschlitze 4, 5, 6 und 15 in dem Rohrlängssegment
2 des einen Sammelrohres 1 sind zu denen in dem gegenüber
liegenden Rohrlängssegment 29 des anderen Sammelrohres 27
ausgerichtet angeordnet. Offenendige Flachrohre 31, 32, 33
und 34 zwischen den Sammelrohren 1 und 27 sind in die zuge
ordneten Aufnahmeschlitze 4, 5, 6 und 15 einsteckbar. Die
Flachrohre 31 bis 34 sind am Sammelrohr 1 an mit den Aufnah
meschlitzen 4, 5, 6 und 15 gemeinsamen Verbindungsstellen
35, 36, 37 und 38 verlötet.
Die folgenden Erläuterungen betreffen im wesentlichen das
Sammelrohr 1, da infolge der Symmetrie des Wärmetauscher
aufbaus die Betrachtungen in gleicher Weise für das Sammel
rohr 27 zutreffen.
In Fig. 2 ist eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Sam
melrohres 1 für den Wärmetauscher 28 dargestellt. Das Sam
melrohr 1 für den Wärmetauscher 28 ist mit dem Rohrlängsseg
ment 2 ausgestattet, das senkrecht zur Rohrachse 3 hinter
einander angeordnete, voneinander beabstandete, durch Brückenstege
7, 8 und 9 voneinander getrennte Aufnahmeschlitze
4, 5, 6 und 15 aufweist.
In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Rohrlängssegment 2 des
Sammelrohres 1 dargestellt, in der die Brückenstege 7, 8 und
9 zwischen den Aufnahmeschlitzen 4, 5, 6 und 15 in jeweils
einer Brückensteghälfte 39 und 40 parallel zur Längsmittel
linie 14 gerichtete, beabstandete, materialverfestigende
Prägungen, insbesondere schmalbandige Dünnprägungen 12, 13
und 20, 21 sowie 42, 43 aufweisen. Die Dünnprägungen 12, 13
und 20, 21 sowie 42, 43 verfestigen die Brückenstege 7, 8
und 9 in deren Übergangsbereichen 19, 23 zum Rohrmantel 41.
Dabei stellen diese materialverfestigenden Prägungen 12, 13
und 20, 21 sowie 42, 43 Vertiefungen in den Brückenstegen 7
bis 9 dar.
Die vertieften Prägungen 12, 13 und 20, 21 sowie 42, 43 kön
nen gegebenenfalls auch als ein Prägepunkt ausgeführt sein.
Vorzugsweise können die Prägungen auch aus mehreren in gera
der Richtung hintereinander angeordneten Prägepunkten
bestehen.
In Fig. 4 ist ein Querschnitt des Sammelrohres 1 längs der
Linie A-A in Fig. 2 im Aufnahmeschlitz 4 des Rohrlängsseg
mentes 2 gezeigt. Der Aufnahmeschlitz 4 weist wie die ande
ren Aufnahmeschlitze 5, 6 und 15 auch weitgehend unterseitig
gerade, flächenhafte Schlitzkanten 10 zur Erreichung einer
kontaktgewinnenden Verbindung zum zugeordneten, einsteckba
ren Flachrohr 31, 32, 33 sowie 34 auf.
Eine Schlitzkante 10 verbreitert bzw. vergrößert sich radial
an den jeweiligen seitlichen Enden des Brückensteges 7 zu
flächigen Verscherungen 11 und 18, die in den Übergangsbe
reichen 19 und 23 zum Rohrmantel 41 auch verfestigend wir
ken. Das trifft auch auf die Schlitzkanten 10 der anderen
Aufnahmeschlitze 5, 6 und 15 zu.
Die Enden des Aufnahmeschlitzes 4 liegen durch deren vorge
sehene Länge in Relation zum Durchmesser des Rohres 1 in
einem Schlitzendwinkel α von vorzugsweise 30° zur Quer
schnittsabszisse 24 beidseitig der Rohrachse 3.
Die materialverfestigenden Prägungen 12 und 13 in Fig. 4
sowie 20 und 21 in Fig. 5 setzen in einem Prägungswinkel β
von vorzugsweise ca. 60° zur Querschnittabszisse 24 beidsei
tig der Rohrachse 3 am Rohrmantel 41 an. Auch geringere Prä
gungswinkel β, z. B. 40° bis 45° sind entsprechend vorgesehe
ner Prägungen möglich, so daß erfindungsgemäß ein Prägungs
winkelbereich β von vorzugsweise 40° bis 60° angegeben werden
kann, wenn der Schlitzendwinkel α etwa 30° beträgt.
Durch die jeweils beiden, gleichzeitig durchgeführten
Prägungen 12, 13 und 20, 21 sowie 42, 43 auf den Brückenste
gen 7, 8 sowie 9 wird die ursprüngliche Rohrmantelbogenform
25 der Brückenstege 7, 8 und 9 im wesentlichen als verkürzte
und zugleich abgeflachte Rohrmantelform 26 ins Rohrinnere
radial versetzt.
Je nach Prägungswinkelansatz des Prägestempels am Rohrmantel
41 zu Beginn der Prägung und der Tiefe der Prägungen 12, 13
und 20, 21 sowie 42, 43 werden die Brückenstege 7, 8 und 9
zwischen den jeweils beiden Prägungen 12, 13 und 20, 21 so
wie 42, 43 mehr oder weniger abgeflacht, so daß durch die
jeweiligen beidseitigen Prägungen die Form der ursprüngli
chen Rohrmantelbogenform 25 zu einer nahezu abgeflachten
Rohrmantelform 26 in jedem Brückensteg 7, 8 und 9 verändert
wird.
In Fig. 5 ist ein Querschnitt längs der Linie B-B in Fig.
2, die mit der Mittellinie 22 (in Fig. 2) des Brückensteges
8 zusammenfällt, im Brückenstegbereich des Rohrlängssegments
2 dargestellt. Der Brückensteg 8 mit den Prägungen 20 und 21
stellt konturmäßig ebenfalls weitgehend eine D-Form dar.
Ebenso als D-Form im engeren Sinne sind die weitgehend un
terseitig geradlinigen Schlitzkanten 10 des Aufnahmeschlit
zes 4 in Gemeinsamkeit mit dem Rohrmantelbogen 41 des Sam
melrohres 1 ausgeführt, wie auch schon in Fig. 4 erkennbar
ist.
In Fig. 6 ist ein Längsschnitt des Sammelrohres 1 längs der
Linie C-C in Fig. 3 gezeigt. Das Sammelrohr 1 weist ein
abgeflachtes Rohrlängssegment 2 auf, das beidseitig von den
sich in axialer Richtung absenkenden Übergängen 16 und 17
begrenzt ist. Die Übergänge 16 und 17 gehen von der oberen
Rohrmantelbogenform 25 aus in eine abgeflachte Senke über,
deren Ebenflächigkeit von leichten Erhebungen der Brücken
stege 7, 8 und 9 zwischen den Aufnahmeschlitzen 4, 5, 6 und
15 unwesentlich verändert ist.
Das Rohrlängssegment 2 stellt somit eine verfestigte, im
wesentlichen flache Rohrsenke dar.
Die jeweiligen Bereiche: Brückensteg-Aufnahmeschlitz-
Brückensteg bzw. Brückensteg-Aufnahmeschlitz-Übergang haben
für die einsteckbaren Flachrohre 31, 32, 33 und 34 eine
Trichterform, durch deren Vorhandensein beim Einstecken der
Flachrohre 31, 32, 33 und 34 Verkantungen vermieden werden.
Ein Aufnahmeschlitz 4, 5, 6 oder 15 weist in seiner Längs
richtung beidseitig, zwei nach innen gebogene, insbesondere
abgewinkelte und parallel zueinander gerichtete Schlitzkan
ten 10 auf, die jeweils in einer umlaufenden Verbindungsflä
che 35, 36, 37 oder 38 enthalten sind, die im Kontakt zu der
umlaufenden Seitenfläche eines einsteckbaren Flachrohres 31,
32, 33 oder 34 (in Fig. 1) eine leicht verlötbare Verbindung
darstellt.
Die Verbindungsstellen zwischen den parallelen Schlitzkanten
10 einschließlich der Endseiten der Aufnahmeschlitze 4, 5, 6
und 15 und den jeweiligen umlaufenden Seitenflächen der
Flachrohre 31, 32, 33 und 34 sind derart zueinander flächen
kontaktierend ausgebildet, daß ein umlaufender, weitgehend
in einer Ebene befindlicher Verlötungsrand erreichbar ist.
Zusammenfassend sind die Aufnahmeschlitze 4, 5, 6 und 15
vorzugsweise umlaufend flächenartig ausgebildet, so daß mit
den Seitenflächen der einsteckbaren Flachrohre 31, 32, 33
und 34 umlaufende und sicher verlötbare Flächenkontakte er
reichbar sind.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Sammelrohre 1 und 27
wird mittels des nachfolgend dargestellten erfindungsgemäßen
Verfahrens durchgeführt. Dabei wird stellvertretend nur die
Herstellung des Sammelrohres 1 beschrieben:
Ein vorzugsweise aus Aluminium bestehendes Metallrohr 1 wird
außen an seiner Rohrmantelwandung längsseitig formschlüssig
eingeklemmt. Dann werden in das Rohr 1 quer zur Längsmittel
linie 14 gerichtete Aufnahmeschlitze 4, 5, 6 und 15 ge
stanzt, so daß Brückenstege 7, 8 und 9 gebildet werden. Da
nach werden auf den entstandenen Brückenstegen 7, 8 und 9 in
beiden Brückensteghälften 39 und 40 parallel zur Längsmit
tellinie 14 gerichtete und gleich beabstandete Prägungen 12,
13 und 20, 21 sowie 42, 43 vorgenommen, die die ursprüngli
che Rohrmantelbogenform 25 radial in Richtung zum Rohrinne
ren verschieben und gleichzeitig abflachen, so daß in den
Querschnitten des Rohrlängssegments 2 im wesentlichen D-
förmige Profile erreicht werden.
Das Metallrohr 1 wird, zweckmäßigerweise außenwandig im we
sentlichen in Höhe der vorgesehenen Endbereiche der Aufnah
meschlitze 4, 5, 6 und 15 am Rohrmantel 41 formschlüssig
eingeklemmt.
Die vertiefenden, materialverfestigenden Prägungen 12, 13
und 20, 21 sowie 42, 43 werden vorzugsweise in den beiden
randseitigen Vierteln der Brückenstege 7, 8 und 9
durchgeführt.
Um die D-Form leichter zu erreichen, können vorzugsweise die
Brückenstege 7, 8 und 9 vor der Durchführung der Prägungen
12, 13 und 20, 21 sowie 42, 43 in Richtung zur Rohrachse 3
unter Druckaufwendung abgeflacht werden.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Ausführung der Prägungen 12,
13 und 20, 21 sowie 42, 43 der Brückenstege 7, 8 und 9 des
Rohrlängssegments 2 in einem Prägungsvorgang.
Mit der Erreichung des im Querschnitt D-förmigen Rohrlängs
segmentes 2 wird eine stabile Verbindung zwischen den Sam
melrohren 1 und 27 und den Flachrohren 31 bis 34 erreicht,
die einem hohen Druck des durchströmenden Mittels gewachsen
ist. Die als kritische Stellen ausgewiesenen Übergangsberei
che 19 und 23 der Brückenstege 7, 8 und 9 zum Rohrmantel 41
hin erhalten durch die Prägungen 12, 13 und 20, 21 sowie 42,
43 eine wesentlich verbesserte Verfestigung, was die Halt
barkeitsdauer des Wärmetauschers 28 in vorteilhafter Weise
beeinflußt.
Bezugszeichenliste
1 Sammelrohr
2 Rohrlängssegment
3 Rohrachse
4 Aufnahmeschlitz
5 Aufnahmeschlitz
6 Aufnahmeschlitz
7 Brückensteg
8 Brückensteg
9 Brückensteg
10 Schlitzkante
11 Verscherung
12 Prägung
13 Prägung
14 Längsmittellinie
15 Aufnahmeschlitz
16 Übergang
17 Übergang
18 Verscherung
19 Übergangsbereich
20 Prägung
21 Prägung
22 Mittellinie
23 Übergangsbereich
24 Querschnittsabszisse
25 Rohrmantelbogenform
26 abgeflachte Rohrmantelform
27 Sammelrohr
28 Wärmetauscher
29 Rohrlängssegment
30 Rohrachse
31 Flachrohr
32 Flachrohr
33 Flachrohr
34 Flachrohr
35 Verbindungsfläche
36 Verbindungsfläche
37 Verbindungsfläche
38 Verbindungsfläche
39 Brückensteghälfte
40 Brückensteghälfte
41 Rohrmantel
42 Prägung
43 Prägung
α Schlitzendwinkel
β Prägungswinkel
2 Rohrlängssegment
3 Rohrachse
4 Aufnahmeschlitz
5 Aufnahmeschlitz
6 Aufnahmeschlitz
7 Brückensteg
8 Brückensteg
9 Brückensteg
10 Schlitzkante
11 Verscherung
12 Prägung
13 Prägung
14 Längsmittellinie
15 Aufnahmeschlitz
16 Übergang
17 Übergang
18 Verscherung
19 Übergangsbereich
20 Prägung
21 Prägung
22 Mittellinie
23 Übergangsbereich
24 Querschnittsabszisse
25 Rohrmantelbogenform
26 abgeflachte Rohrmantelform
27 Sammelrohr
28 Wärmetauscher
29 Rohrlängssegment
30 Rohrachse
31 Flachrohr
32 Flachrohr
33 Flachrohr
34 Flachrohr
35 Verbindungsfläche
36 Verbindungsfläche
37 Verbindungsfläche
38 Verbindungsfläche
39 Brückensteghälfte
40 Brückensteghälfte
41 Rohrmantel
42 Prägung
43 Prägung
α Schlitzendwinkel
β Prägungswinkel
Claims (21)
1. Sammelrohr für Wärmetauscher mit einem Rohrlängssegment,
das senkrecht zur Rohrachse in Längsrichtung beabstande
te, durch Brückenstege voneinander getrennte Aufnahme
schlitze aufweist, in die jeweils ein offenendiges
Flachrohr einsteckbar ist, das an der umlaufenden Ver
bindungsstelle mit dem jeweiligen Aufnahmeschlitz ver
lötbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Brückenstege (7; 8; 9) in je einem ihrer Brückensteghälften
(39, 40) eine materialverfestigende Prä
gung (12, 13; 20, 21; 42, 43) aufweisen und die Brückenstege
(7; 8; 9) abgeflacht ausgebildet sind, so daß
das Rohrlängssegment (2) im Querschnitt eine D-Form auf
weist.
2. Sammelrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zu einem Brückensteg (7; 8) gehörenden material
verfestigenden Prägungen (12, 13; 20, 21; 42, 43) vor
zugsweise im jeweiligen randseitigen Viertel des Brückenstegs
(7; 8; 9) vorhanden sind.
3. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß die materialverfestigenden Prägungen (12, 13, 20,
21; 42, 43) breit- oder schmalbandig, eckig, vorzugswei
se dreieckig, gekrümmt, mäanderförmig oder dgl. sind.
4. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß die Prägungen (12, 13; 20, 21; 42, 43) in Form eines
Prägepunktes, vorzugsweise als aus mehreren geradlinig
hintereinander angeordneten Prägepunkten erzeugte Prä
gung ausgeführt sind.
5. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß die Brückenstege (7; 8; 9) durch die Prägungen (12,
13; 20, 21; 42, 43) im randseitigen Viertel zum Rohrman
tel (41) hin im wesentlichen in ihren Übergangsbereichen
(19, 23) zum Rohrmantel (41) verfestigt sind.
6. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß sich die Enden der Aufnahmeschlitze (4, 5, 6, 15)
durch deren vorgesehene Länge in Relation zum Durchmes
ser des Rohres (1) in einem Schlitzendwinkel (α) von
vorzugsweise ca. 30° zur Querschnittsabszisse (24) beid
seitig der Rohrachse (3) befinden.
7. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß sich die beiden auf jeweils einem Brückensteg (7; 8;
9) gegenüberliegenden, materialverfestigenden Prägungen
(12, 13; 20, 21; 42, 43) sich in einem Prägungswinkel
(β) von vorzugsweise 40° bis 60° zur Querschnittsabszis
se (24) beidseitig der Rohrachse (3) befinden, wobei die
Enden der zugeordneten Aufnahmeschlitze (4, 5, 6, 15)
sich in einem Schlitzendwinkel (α) von mindestens 10°
weniger zum Prägungswinkel (β) am Rohrmantel (41)
befinden.
8. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß die materialverfestigenden Prägungen (12, 13; 20,
21; 42, 43) Vertiefungen in den Brückenstegen (7; 8; 9)
darstellen.
9. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß durch die zur Längsmittellinie (14) des Rohrlängs
segments (2) parallel gerichteten, gleich beabstandeten
Prägungen (12, 13; 20, 21; 42, 43) der die obere Rohr
mantelbogenform (25) aufweisende Brückensteg (7; 8; 9)
als abgeflachte Rohrmantelform (26) in Richtung der
Rohrachse (3) verschoben ist.
10. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß die Schlitzkanten (10) an den jeweiligen seitlichen
Enden eines Brückensteges (7; 8; 9) zu flächigen Ver
scherungen (11, 18) verbreitert sind, die den jeweiligen
Übergangsbereich (19, 23) zum Rohrmantel (41)
stabilisieren.
11. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß das Rohrlängssegment (2) in axialer Richtung von
sich jeweils von einer oberen Rohrmantelbogenform (25)
aus absenkenden Übergängen (16, 17) begrenzt ist.
12. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß das Rohrlängssegment (2) als Ganzes eine abgeflachte
Rohrsenke darstellt, deren Breite weitgehend der Länge
der Aufnahmeschlitze (4, 5, 6, 15) entspricht.
13. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß ein Aufnahmeschlitz (4; 5; 6; 15) in seiner Längs
richtung beidseitig, zwei nach innen gebogene, insbeson
dere abgewinkelte und parallel zueinander gerichtete
Schlitzkanten (10) aufweist, die jeweils in einer umlau
fenden Verbindungsfläche (35; 36; 37; 38) enthalten
sind, die zu der umlaufenden Seitenfläche eines ein
steckbaren Flachrohres (31; 32; 33; 34) eine leicht ver
lötbare Verbindung darstellt.
14. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß die umlaufenden Verbindungsflächen (35, 36, 37, 38)
längs der Schlitzkanten (10) und der Endseiten der Auf
nahmeschlitze (4, 5, 6, 15) und die jeweiligen umlaufen
den Seitenflächen der Flachrohre (31, 32, 33, 34) zuein
ander flächenkontaktierend angepaßt sind.
15. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß die Verbindungsstellen zwischen den parallelen
Schlitzkanten (10) der Aufnahmeschlitze (4; 5; 6; 15)
und den jeweiligen Seitenflächen der Flachrohre (31; 32;
33; 34) derart ausgebildet sind, daß ein umlaufender
Verlötungsrand erreichbar ist.
16. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß ein Aufnahmeschlitz (4; 5; 6; 15) umlaufend flächen
artig ausgebildet ist, so daß mit den Seitenflächen der
einsteckbaren Flachrohre (31; 32; 33; 34) umlaufende,
sicher verlötbare Flächenkontakte erreichbar sind.
17. Sammelrohr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß es aus Metall, insbesondere aus Leichtmetall, vor
zugsweise aus Aluminium, bzw. aus Aluminium enthaltener
Leichtmetallegierung besteht.
18. Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Sammel
rohres (1) für einen Wärmetauscher (28) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Metallrohr (1) außenwandig längsseitig form
schlüssig eingeklemmt wird, dann in das Rohr (1) quer
zur Rohrachse (3) gerichtete, vorzugsweise gleich beab
standete Aufnahmeschlitze (4, 5, 6, 15) gestanzt werden,
so daß Brückenstege (7, 8, 9) gebildet werden, darauf
folgend auf den entstandenen Brückenstegen (7, 8, 9)
eine in den Brückensteghälften (39, 40) vorgesehene und
zur Längsmittellinie (14) gleich beabstandete Prägung
(12, 13; 20, 21; 42, 43) vorgenommen wird, wobei das
Rohrlängssegment (2) abgeflacht wird, so daß in den
Querschnitten des Rohrlängssegments (2) D-förmige Profi
le erreicht werden.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß die vertiefenden, materialverfestigenden Prägungen
(12, 13; 20, 21; 42, 43) vorzugsweise in den beiden
randseitigen Vierteln der Brückenstege (7; 8; 9) durch
geführt werden.
20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß die Brückenstege (7, 8, 9) vor der Durchführung der
Prägungen (12, 13; 20, 21; 42, 43) in Richtung zur Rohr
achse (3) unter Druckaufwendung abgeflacht werden.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet,
daß das Metallrohr (1) außenwandig im wesentlichen in
Höhe der vorgesehenen Endbereiche der Aufnahmeschlitze
(4, 5, 6, 15) am Rohrmantel (41) formschlüssig einge
klemmt wird.
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8320 | Willingness to grant licenses declared (paragraph 23) | ||
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R071 | Expiry of right |