DE19515420A1 - Sammelrohr für Wärmetauscher sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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

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.