DE2449079C3 - Heat exchanger - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge, entspre- _4n chend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a heat exchanger, in particular radiator for motor vehicles, corresponding _4n accordingly to the preamble of claim 1.

Bei derartigen Apparaten, ist es sehr wichtig, daß die Seitenwangen fest an den Rohrplatten befestigt werden können, um jede axiale Verschiebung der Rohrplatten gegeneinander sowie gegenüber den Umlaufrohren zu _4i verhindern, aber auch keine Gefahr besieht, daß die Rohrplatten während der Herstellung des Kühlers gegenüber den .Seitenwangen kippen.In such apparatus, it is very important that the side walls can be firmly attached to the tube plates in order to prevent any axial displacement of the tube plates with respect to one another and with respect to the _{circulation tubes} , but also that there is no risk of the tube plates facing each other during manufacture of the cooler Tilt the side cheeks.

In der Technik ist es üblich, daß das Ende der Seilenwangen an den Rohrplatten durch einen oder _w mehrere .Schweißpunkte befestigt wird. Eine ausreichende Fesiigkcil wird jedoch erzielt, wenn die Schweißpunkte genügend weil voneinander entfernt liegen. Wenn nur ein .Schweißpunkt möglich ist, arbeitel dieser auf Torsion, wenn eine der Rohrplatten _M gegenüber den Seitenwangen zu schwenken sucht, was nolweixligerweise /u einem Bruch des Schweißpunktes führt. Wenn zwei .Schweißpunkte ausgeführt werden können, welche jedoch /u nahe beieinander liegen, bleibt der obige Nachteil bestehen, wenn er auch verringcrl wirdIn the art, it is common that the end of the rope cheeks is fixed to the tube plates by one or several .Schweißpunkte _w. Sufficient stability is achieved, however, if the welding points are sufficiently distant from one another. If only one .Schweißpunkt is possible, this work on torsion when one of the tube plates _M tries to pivot with respect to the side walls, which leads to breakage of the welding point. If two welding points can be made which, however, are close to each other, the above disadvantage remains even if it is also reduced

Bei einem modernen Kühler, bei welchen die Rohrplatten-insbesondere-bei -ciner-Rohrreihel'elne geringe Breite haben, wird es .sehr schwierig, mehr als einen Schwcißpunkl auszuführen. Dieser Nachteil wird noch bei solchen Kühlern verstärkt, die Wasserkästen aus Formpreßmasse besitzen, welche in eine Umfangsnut der Rohrplatte eingesetzt werden, und derenIn the case of a modern cooler, in which the tube plates-especially in the case of -ciner-tube rows have a narrow width, it becomes very difficult to make more than one focus. This disadvantage will still reinforced in such coolers, which have water tanks made of molding compound, which in a circumferential groove the tube plate are used, and their

M) Randleiste eine Dichtung zustimmendriickt. Damit nämlich die die Dichtung enthaltende Nut, welche durch Ziehen in der Rohrplatte gebildet wird, keine die Dichtigkeit beeinträchtigende Ziehfehler aufweist, ist es notwendig, große Krümmungshalbmesser für denjenigen Abschnitt der Nut vorzusehen, welcher die sich längs der großen Seiten erstreckenden geradlinigen Abschnitte mit den sich längs der kleinen Seiten erstreckenden geradlinigen Abschnitten verbinden soll, wie dies bei dem Wärmetauscher nach der GB-PS 9 14 539 der Fall ist. M) Edge strip presses a seal. In order that the groove containing the seal, which is formed by drawing in the tube plate, does not have any drawing errors which impair the tightness, it is necessary to provide large curvature radii for that section of the groove which the straight sections extending along the large sides with the is intended to connect straight sections extending along the small sides, as is the case with the heat exchanger according to GB-PS 9 14 539.

Infolge dieser Krümmungen mit großem Halbmesser ist der sich längs der kleinen Seilen der Rohrplatte erstreckende geradlinige Abschniu äußerst kurz, so daß bei Bildung einer von dem äußeren Rand der Rohrplatte ausgehenden vorspringenden Lasche längs einer jeden kleinen Seilt, diese Lasche notwendigerweise eine sehr kleine Länge hat, aber trotzdem das einzige Element bildet, an welches die entsprechende Lasche einer Seitenwange angelötet werden kann.As a result of these large radius curvatures, it is along the small cables of the tube plate extending straight section extremely short, so that with the formation of a projecting tab extending from the outer edge of the tubesheet along each small ropes, this flap is necessarily very short in length, but still the only element forms, to which the corresponding tab of a side wall can be soldered.

In der Praxis kommt es häufig vor, daß der an jeder Seite der kleinen Seiten freigelassene geradlinige Abschnitt eine 15 mm nicht übersteigende Länge hat, so daß die vorspringende Lasche, welche in normaler Weise gebildet werden kann, nicht langer sein kann. Dadurch wird es unmöglich mehrere elektrische Schweißpunkte zur Verbindung dieser vorspringenden Lasche mit der Seilenwange auszuführen.In practice it often happens that the rectilinear section left free on each side of the small sides has a length not exceeding 15 mm, so that the protruding tab, which is in normal Wise can be formed, can no longer be. This makes it impossible to have multiple electrical ones Execute welding points to connect this protruding flap to the rope cheek.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen Wärmetauscher der genannten Gattung derart weiterzubilden, daß hinsichtlich einer guten Befestigung der Seitenwangen mit den Rohrplatten an der Schmalseite des Wärmetauschers mindestens zwei Schweißpunkte in einem für die Festigkeit der Verbindung ausreichenden Absland angebracht werden können.The object of the invention is therefore to develop a heat exchanger of the type mentioned in such a way that that with regard to a good attachment of the side walls with the tube plates on the narrow side of the heat exchanger at least two welding points in one sufficient for the strength of the connection Absland can be attached.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ergebenden Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by what emerges from the characterizing part of claim 1 resulting features solved.

Durch diese Losung wird eine ebene Zone großer Länge an der Stelle einer jvden Keinen Seite der Rohrplatte abgegrenzt in der eine Befestigung der Seitenwange mit der Rohrplatte durch wenigstens zwei Schweißpunkte mit einem solchen gegenseitigen Abstand erfolgen kann, daß jede Verschwenkung der Rohrplatte gegenüber den Seitenwangen verhindert wird.This solution makes a flat zone larger Length at the point of either side of the Tube plate delimited in the one fastening of the side wall to the tube plate by at least two Welding points can be made with such a mutual distance that any pivoting of the Tube plate opposite the side walls is prevented.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. Es zeigtFurther advantageous refinements emerge from the subclaims. The invention is described below explained with reference to the drawing. It shows

F i g. I eine geschnittene Seitenansicht eines Endes eines Wärmelauschers.F i g. I is a sectional side view of one end a heat exchanger.

Fig. 2 eine teilweise schematische, längs der Linie 11-11 der F i g. I gesehene Seitenansicht.Fig. 2 is a partially schematic, along the line 11-11 of FIG. I seen side view.

F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Draufsicht,F i g. 3 one of the F i g. 2 corresponding top view,

F i g. 4 ist ein der Fig. I entsprechender Schnitt einer abgewandelten Ausführungsform undF i g. 4 is a section corresponding to FIG modified embodiment and

Fig. 5 ist eine längs der Linie V-V der Fig.4 gesehene Seilenansicht.Figure 5 is a rope view taken along line V-V of Figure 4.

Der dargestellte Wärmelauscher besitzt Rohre 1, deren Enden in Rohrdurchläße 2 von Rohrplatten 3 eingcführt_sind, die an ihrem Umfang eine durchlaufcn-"dc Nut 4 zur'Aufnahmccincr verformbaren Dichtung 5 und des unteren Umfangsrandcs 6 eines Wasserkastens 7 aus Formpi'cßmassc, z. B, einem Kunstharz, abgrenzen. Die Zeichnung zeigt, daß der Umfangsrand 6 des Wasserkästens auf seiher Oberseite eine Arilägefläche 6/1 besitzt.The heat exchanger shown has tubes 1, the ends of which are introduced into pipe passages 2 of pipe plates 3, which have a continuous passage on their circumference Groove 4 zur' Aufnahmccincr deformable seal 5 and the lower peripheral edge 6 of a water tank 7 from Formpi'cßmassc, z. B, a synthetic resin. The drawing shows that the peripheral edge 6 of the water tank on its upper side is an Arilägefläche 6/1 owns.

Die Rohrplatten 3 sind zur Konstanthaltung ihres gegenseitigen Abstandes miteinander durch Seitenwangen 8 verbunden, damit die Verbindung zwischen den Enden der Rohre 1 und den Rohrplatten 3 keinen mechanischen, sie beschädigenden, Beanspruchungen ausgesetzt wird. Die Seitenwangen 8. von denen nur eine einzige auf der Zeichnung sichtbar ist, müssen in an sich bekannter Weise an den beiden kleinen Seiten der Rohrplatten 3 angebracht werden, damit sie die Stirnfläche des Wärmetauschers vollständig freilassen, damit die Luft oder ein anderes Strömungsmittel frei zwischen den Rohren 1 über die z. B. durch gewellte Zwischenglieder 9 gebildeten Strahlglieder strömen kann.The tube plates 3 are to keep their mutual distance constant from one another by side walls 8 connected so that the connection between the ends of the tubes 1 and the tube plates 3 no mechanical stresses that can damage them. The side cheeks 8th of which only only one visible on the drawing must be in at are known way to be attached to the two small sides of the tube plates 3 so that they Completely free the face of the heat exchanger so that the air or another fluid is free between the tubes 1 via the z. B. flow through corrugated intermediate members 9 formed jet members can.

Die Nut 4, in welcher die Dichtung 5 sowie der Umfangsrand 6 eines jeden Wasserkastens angeordnet sind, muß notwendigerweise eine Krümmung großen Halbmessers besitzen, um die die großen Seiten der Rohrplatte einfassenden geradlinigen Abschnitte 4i mit dem eine jede kleine Seite einfassenden geradlinigen Abschnitt zu verbinden. In Fig. 3 sind diese Krümmungen mit dem Halbmesser Rbezeichnet.The groove 4, in which the seal 5 and the peripheral edge 6 of each water tank are arranged, must necessarily have a curvature of large radius in order to connect the straight sections 4i which surrounds the large sides of the tube plate to the straight section which surrounds each small side. These curvatures are denoted by the radius R in FIG. 3.

Infolge des Vorhandenseins der Krümmungen mit dem Halbmesser R besitzt der äußere aufsteigende Rand 10 der Rohrplatte 3 an der Stelle der kleinen 2^ Seiten einen geradlinigen Abschnitt, dessen Länge / offensichtlich sehr klein ist und z. B. 15 mm bei einer Rohrplatte bei der die kleine Rechteckseite etwa 47 mm beträgt. Dies ist ein häufiger Fall bei Wärmetauschern mit nur einer einzigen Rohrreihe. In diesem Fall muß nämlich, damit die durch Ziehen in der Rohrplatte 3 bebildete Nut 4 genau ist und eine gute Anlage der Dichtung 5 ermöglicht, der Halbmesser R der Krümmungen etwa 15 mm betragen.As a result of the presence of the curvatures with the radius R , the outer rising edge 10 of the tube plate 3 has a straight section at the location of the small 2 ^ sides, the length of which / is obviously very small and z. B. 15 mm for a tube plate in which the small side of the rectangle is about 47 mm. This is a common case in heat exchangers with only a single row of tubes. In this case, so that the groove 4 formed by drawing in the tube plate 3 is precise and enables the seal 5 to rest properly, the radius R of the curvatures must be about 15 mm.

Um über einen Abschnitt größerer Länge verfügen zu können, ist der äußere Rand 10 an jeder der beiden kleinen Seiten der Rohrplatte 3, wie in Fig. 1 dargestellt, durch eine Verbreiterung 10a verlängert, welche an den unteren Abschnitt des äußeren Randes 10 durch gebogene Abschnitte 10t. IO2 angeschlossen ist, die ihrerseits gemäß Halbmesser rgewölbt sind, welche erheblich kleiner als der Halbmesser R sind. Die Halbmesser r betragen z. B. größenordnurigsmäßig 8 mm. während die Halbmesser R größenordnungsmäßig 15 mm betragen. Es sind dann an den beiden kleinen 4i Seiten der Rohrplatten 3 ebene Zonen Z verfügbar, welche angenähert die durch den schraffierten Teil der F i g 2 dargestellte Form haben. Die so gebildete ebene Zone besitzt in ihrem breitesten Abschnitt eine Länge L weiche erheblich größer als die oben definierte Länge / ist und größenordnungsmäßig 30 mm betragen kann.In order to be able to have a section of greater length, the outer edge 10 is extended on each of the two small sides of the tube plate 3, as shown in FIG 10t. IO2 is connected, which in turn are arched according to radius r, which are considerably smaller than the radius R. The radius r are z. B. 8 mm in size. while the radius R is of the order of 15 mm. There are then available on the two small 4i sides of the tube plates 3 flat zones Z , which have approximately the shape shown by the hatched part of FIG. The flat zone thus formed has in its widest section a length L which is considerably greater than the length / is defined above and can be of the order of magnitude of 30 mm.

Der Abschnitt großer Länge L der Zone Z dient als Anlagefläche für eine Lasche 11. welche an jedem Ende einer jeden .Seitenwange 8 jenseits einer Anlagefläche 12 gebildet ist, wek hr sich gegen die Unterseite des die v> The section of great length L of zone Z serves as a contact surface for a tab 11, which is formed at each end of each .Seitenwange 8 on the other side of a contact surface 12, which is against the underside of the v>

3030th

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40 Nut 4 bildenden Abschnittes der Rohrplatte legt. 40 sets the groove 4 forming section of the tube plate.

Fig. 1 und 2 zeigen, daß die Rohrplatte 3 über der Lasche 11 eine Zunge 13 bildet, welche auf die Oberseite 14a eines Ansatzes 14 umgebogen werden soll, der von der Anlagefläche 6a des Umfangrandes 6 an jeder der beiden kleinen Seiten des Wasserkastens 7 ausgeht.Fig. 1 and 2 show that the tube plate 3 over the Tab 11 forms a tongue 13, which on the top 14a of a projection 14 to be bent over from the contact surface 6a of the peripheral edge 6 on each of the both small sides of the water tank 7 goes out.

In entsprechender Weise sind Zungen 15 von dem äußeren Rand 10 einer jeden Rohrplatte an den großen Seiten derselben gebildet, um, wie in dem linken Teil der F i g. 2 dargestellt ist, auf die Anlagefläche 6a umgebogen zu werden, wodurch die Dichtung 5 zusammengedrückt wird.In a corresponding manner, tongues 15 are from the outer edge 10 of each tube plate to the large ones Sides thereof formed to, as in the left part of FIG. 2 is shown on the contact surface 6a To be bent, whereby the seal 5 is compressed.

Die die widerstandsfähigen Elemente des Kühlers bildenden Seitenwangen 8, die insbesondere jede Verschiebung der Rohrplatten 3 gegeneinander sowie gegenüber den Rohren 1 verhindern sollen, sind an der Verbreiterung 10a durch elektrische Schweißpunkte 16 befestigt, welche infolge der großen Länge L dieser Verbreiterung voneinander entfernt sein können, wodurch jede Kippgefahr der Rohrplatte gegenüber den Seitenwangen ausgeschlossen v. J und wodurch auch die von den elektrischen Schwerpunkten ίό aufzunehmenden Kräfte begrenzt werden, da diese voneinander entfernt sind, v/obei diese Kräfte und die Kippgefahr noch durch das Vorhandensein der von einer jer^n Seitenwange gebildeten Anlagefläche 12 verringert werden, gegen welche sich die Unterseite der Rohrplatte 3 legt.The side cheeks 8, which form the resistant elements of the cooler and which in particular are intended to prevent any displacement of the tube plates 3 relative to one another and relative to the tubes 1, are attached to the widening 10a by electrical welding points 16 which, due to the great length L of this widening, can be spaced apart, whereby any risk of tipping of the tube plate with respect to the side walls is excluded v. J and whereby the forces to be absorbed by the electrical centers of gravity ίό are limited, since they are distant from one another, v / obei these forces and the risk of tipping are still reduced by the presence of the contact surface 12 formed by one of the side walls, against which the Underside of the tube plate 3 lays.

F i g. 4 und 5 zeigen eine leichte Ausführungsabwandlung, bei welcher der Wasserkasten nicht mehr so geformt zu werden braucht, daß er die von der Anlagefläche 6a aus vorspringenden Ansätze 14 aufweist.F i g. 4 and 5 show a slight design modification, in which the water tank no longer needs to be shaped so that it has the Has contact surface 6a from projecting lugs 14.

Wie vorher ist eine von dem äußeren Rand 10 der Rohrplatte 3 auf jeder ihrer kleinen Seiten ausgehende Verbreiterung 10a vorhanden, um eine ebene Zone Z mit der Länge L abzugrenzen, welche die Befestigung der Lasche 11 der Seitenwange 8 mit Hilfe von elektrischen Schweißpunkten 16 oder von Klammern oder Nieten gestattet.As before, there is a widening 10a extending from the outer edge 10 of the tube plate 3 on each of its small sides in order to delimit a flat zone Z with the length L , which the fastening of the tab 11 of the side wall 8 by means of electrical welding points 16 or from Clamps or rivets permitted.

In der Zone Z ist ein Ausschnitt 17 gebildet, um uniriiitelbar über dem Abschnitt kleiner Länge / eine Lasche 13i abzugrenzen, welche wie in Fig.4 dargestellt, auf die Anlagefläche 6a des Randes 6 des Wasserkastens 7 umgebogen werden soll.A cutout 17 is formed in zone Z in order to delimit uniriiitelbar over the section of small length / a tab 13i which, as shown in FIG.

Damit die Lasche 13i zugänglich ist, ist eine Öffnung 18 in jeder Lasche 11 der Seitenwange 8 ausgebildet.So that the tab 13i is accessible, there is an opening 18 formed in each tab 11 of the side wall 8.

Die Erfindung kann dahingehend abgewandelt werden, daß insbesondere die Laschen 11 der Seitenwangen zusätzlich mit den kleinen Seiten einer jeden Rohrplatte 3 durch eine Lötung oder eine Hartlötung verbunden werden können, wenn die Seitenwangen angebracht werden, bevor das gesamte Bünde¹ se'ötet oder hartgelötet wird.The invention can be modified in such a way that in particular the tabs 11 of the side cheeks can additionally be connected to the small sides of each tube plate 3 by soldering or brazing if the side cheeks are attached before the entire ^{collar 1 is} soldered or brazed .

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge, mit seitlichen Abstützplatten, die an den kleinen Seiten der im wesentlichen rechteckför- ■> mig ausgebildeten länglichen Rohrplatten befestigt sind, die zur Aufnahme des unteren Randes eines Wasserkastens eine Umfangsnut innerhalb eines äußeren umgebogenen Randes aufweisen, deren kurze und lange Bereiche jeweils durch einen gebogenen Bereich mit großem Radius miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand (10) jeder Rohrplatte (3) eine sich über den größten Teil der jeweiligen kleinen Seite des Randes erstreckende Verbreiterung (XQa) ΐϊ aufweist, deren Seitenränder mit dem äußeren Rand der Rohrplatte (3) durch gebogene Abschnitte (10i. lOj) verbunden sind, deren Radien (r) kleiner als die Radien (R)der gebogenen Bereiche der Umfangsnut (4) sind und daß im Bereich der Verbreiterung eine Lasche (11) flt.-r seitlichen Abslützplatten durch zwei im Abstand /ucinunderiiegende Befestigungspunkie (16) mit dem äußeren Rand der jeweiligen Rohrplatte verbunden ist.1. Heat exchangers, in particular radiators for motor vehicles, with lateral support plates which are attached to the small sides of the essentially rectangular shaped elongated tube plates which have a circumferential groove within an outer bent edge for receiving the lower edge of a water tank short and long areas are each connected to one another by a curved area with a large radius, characterized in that the outer edge (10) of each tube plate (3) has a widening (XQa) ΐϊ extending over most of the respective small side of the edge whose side edges are connected to the outer edge of the tube plate (3) by curved sections (10i. lOj) whose radii (r) are smaller than the radii (R) of the curved areas of the circumferential groove (4) and that in the area of the widening a flap (11) flt.-r lateral support plates through two spaced-apart fastening points (16) with the outer edge of the respective tube plate is connected. 2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn/eichnet, daß die Befestigungspunkte Schweißpunku- (16) sind.2. Heat exchanger according to claim 1, characterized in that the fastening points Welding points (16) are. i. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn/eichnet, daß die Verbreiterung (iOii) eine abgebogene Zunge (13) aufweist, die auf einem Ansät/(14)des Wasserkastens (7) aufliegt. i. Heat exchanger according to Claim 1 or 2, characterized in that the widening (iOii) has a bent tongue (13) which rests on a seed / (14) of the water tank (7). 4. Wärmet.: jscher nach Anspruch 3, dadurch gekenn/eichnet, daß die Zung= aus einer in der Verbreiterung vorgesehenen Ausnehmung (17) abgebogen ist. ü4. Wärmet .: jscher according to claim 3, characterized in that the tongue = from one in the Enlargement provided recess (17) is bent. ü