DE2705178B2 - Wärmetauscher, insbesondere für Verdampfer oder Kondensatoren für Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, der aus einem flachen, serpentinenförmig gebogenen Rohr besteht - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher, insbesondere einen Verdampfer oder Kondensator für Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, der aus einem flachen metallischen, mehrfach serpentinenförmig gebogenen, in Richtung der Querschnittlängsseiten angeströmten Rohr besteht, das zwischen rundgebogenen Rohrkrümmern geradlinige Abschnitte aufweist.

Wärmetauscher der genannten Art gehen auf eine Entwicklung der amerikanischen Firma Modine Mfg. Co. zurück, welche in dem Prospekt »Modine ALFUSE« dieser Firma aus dem Fahre 1964 beschrieben ist. Der in diesem Prospekt dargestellte Wärmetauscher ist von serpentinenförmig gebogenen Rohren gebildet, die geradlinige Abschnitte aufweisen, welche durch runde Endkrtlmifief miteinander verbunden sind. Zwischen den geraden Abschnitten der serpentinenförmig gebogenen Rohre sind gewellte Kühlrippen eingeschweißt. Bei der Verwendung eines Wärmetauschers der bekannten Art in Kraftfahrzeugen stellt sich insbesondere das Problem, daß die von dem Wärmetauscher eingenommene Grundfläche auf ein Minimum herabzusetzen ist. Bei den bekannten Wärmetauschern wird der auf der Grundfläche beruhende Platzbedarf im wesentlichen von dem Krümmungsradius der Krümmer bedingt, weil die beiden geraden Abschnitte, die jeden Krümmer mit den an der gegenüberliegenden Seite befindlichen Krümmern verbinden, einen Abstand gleich dem Durchmesser des Krümmers haben. Somit bestimmt der Krümmungsradius der Krümmer die Breite des Wärmeteuscbers und damit seinen Platzbedarf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Ό einen Wärmetauscher der vorgenannten Art zu schaffen, der eine verkleinerte frontale Grundfläche und damit einen verkleinerten Platzbedarf besitzt

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zumindest in den Bereichen der auf einer Seite vorhandenen Krümmer der kleinste Abstand zwischen zwei geradlinigen, nebeneinanderliegenden und durch denselben Krümmer verbundenen Abschnitten geringer ist als der Durchmesser des Krümmers und etwa 50% von diesem beträgt Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unieransprüchen.

Die Erfindung betrifft ferner ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung des oben bezeichneten Wärmetauschers, wobei von einem Halbfabrikat ausge-2¹" gangen wird, welches aus einem serpentinenförmig gebogenen, flachen Rohr besteht, bei dem geradlinige Abschnitte durch Krümmer miteinander verbunden sind. Das Verfahren besteht nun darin, daß zwischen den geraden Abschnitten und im Inneren der Krümmer steife Abstandsstücke angeordnet werden und daß auf die an den Enden des Halbfabrikats liegenden geraden Abschnitte ein Druck ausgeübt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt ^j5 F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Halbfabrikats, das für die Herstellung des erfindungsgemäßen Wärmetauschers verwendet wird;

F i g. 2 einen schematischen Achsschnitt einer Preßvorrichtung, die für die Verfonr-'jng des in Fig. I dargestellten Halbfabrikats verwendet wird;

F i g. 2A zwei Abstandsstücke, wie sie in der Vorrichtung gemäß F i g. 2 verwendet werden;

Fig.3 die Vorrichtung gemäß Fig.2 nach Beendigung des Preßvorganges;

^4/5 Fi g. 4 eine perspektivische Ansicht eines mittels der in den F i g. 2 und 3 gezeigten Vorrichtung hergestellten Wärmetauschers;

Fi g. 5 in perspektivischer Ansicht ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des in Fig.4 dargestellten Wär ^v> metauschers;

Fig,6 und Fig.7 zwei den Fig.2 und 3 analoge Ansichten der Vorrichtung zur Herstellung des in F i g. 5 dargestellten Wärmetauschers.

In den F i g. 1 bis 4 ist ein Halbfabrikat gezeigt, das aus einem mehrfach in sich selbst serpentimnförmig gebogenen flachen Metallrohr besteht. Das Halbfabrikat Sumfaßt geradlinige Abschnitte f,die untereinander durch runde Endkrümmer 2 verbunden sind. Der Abstand B zwischen den geradlinigen Abschnitten 1 ist gleich dem Durchmesser A bzw. dem doppelten Krümmungsradius der Krümmer 2. Das in der Fig. 1 dargestellte Halbfabrikat S wird in eine in den Fig.2 und 2A schematisch wiedergegebene Preßvorrichtung gegeben.

^h'ⁱ Diese Vorrichtung umfaßt ein Gelenk 3, welches aus zwei beweglichen entgegengesetzten Elementen 4 und 5 besteht, wobei deren Bewegung sich gegenseitig beeinflußt. Zwischen den Elementen 4 und 5 wird das in

Fig. J dargestellte Halbfabrikat 5 eingefügt, wobei Abstandsstacke 6 zwischen den Serpentinen des Halbfabrikates angeordnet werden. Jedes Abstandsstück besteht aus einem plattenförmigen Element 7, welches an einem Ende eine zylindrische Verdickung 8 aufweist (F ig. 2A),

Die Stärke des plattenförmigen Teiles 7, die mit C gekennzeichnet wird, ist im wesentlichen geringer als der Durchmesser A der Krümmer 2, In der Praxis kann die Stärke C etwa 50% dieses Durchmessers betragen. Der mit D gekennzeichnete Durchmesser des zylindrischen Teiles 8 ist hingegen im wesentlichen gleich dem Durchmesser A der Krümmer 2. Wie in Fig.2 dargestellt, werden die Abstandsstücke 6 in verschiedenen Stellungen im Innern des Halbfabrikats der F i g. 1 angeordnet Durch gegenseitige Annäherung der Elemente 4 und 5 erfolgt eine gegenseitige Annäherung der geradlinigen Abschnitte 1 des Halbfabrikats S und auch eine Annäherung der Krümmer 2, bis sie sich berühren. Die Endstellung der Krümmer ist in F i g. 3 mit 2a Angegeben. Somit ergibt sich nach Abschluß des Preßvorganges ein neues Halbfabrikat, bei welchem die Abstände zwischen den angrenzenden, durch, ein und denselben Krümmer verbundenen geradlinigen Abschnitten gleich Csind, d.h. etwa gleich der Hälfte des Durchmessers der Krümmer selbst Daher wird der Platzbedarf des Wärmetauschers gegenüber jenem des ursprünglichen Halbfabrikats wesentlich vermindert.

Um die Herstellung des Wärmetauschers zu vervolliständigen, werden in an sich bekannter Weise die Endanschlüsse 9 und 10 sowie die Wärmetauscherrippen 1 im Bereich der geradlinigen Abschnitte 1 angebracht

Bei der in den Fi g. 5 bis 7 dargestellten Ausführungsform ist ein Wärmetauscher wiedergegeben, bei dem zwei gleiche Elemente 12 und 13 ineinandergefügt und mit gemeinsamen Endansehlflssen versehen sind, die in Fig,5 nt't 99 und 100 gekennzeichnet werden. Für die Herstellung eines der Elemente 12 oder 13 wird ein Ausgangs-Halbfabrikat wie das in Fig, I dargestellte Halbfabrikat und eine Preßvorrichtung wie die in den F i g. 2 und 3 gezeigte Vorrichtung verwendet Wie aus den Fig,6 und 7 ersichtlich ist, werden in diese Preßvorrichtung entsprechende Abstandsstücke 6 eingeführt, die abwechslungsweise mit plattenförmigen

ίο Abstandsstücken 14 mit einer Stärke B gleich dem Durchmesser A der Krümmer des Ausgangs-Halbfabrikats ergänzt werden. Nach Beendigung des Preßvorganges erhält man ein Element, bei welchem die geradlinigen Abschnitte 1 im Bereich der auf einer Seite gelegenen Krümmer Abstände aufweisen, die gleich sind wie die ursprünglichen Abstände des Halbfabrikats, d. h. gleich dem Abstand B, während die von den auf der gegenüberliegenden Seite befindlichen Krümmer ausgehenden geradlinigen Abschnitte einen gegenseitigen

2u Abstand C besitzen, der etwa dem »Vert von 50% des Durchmessers der Krümmer des Ausgmgs-Haibfabrikats entspricht (F i g. 7).

Diese zweite Ausführungsform ist insofern besonders nützlich, weil der Wärmetauscher gemäß F i g. 5 bei gleichem Platzbedarf und gleichem Abstand zwischen den geradlinigen Abschnitten gegenüber dem Wärmetauscher der Fig.4 der durchlaufenden Flüssigkeit einen nur halb so langen Weg mit doppeltem Durchgangsquerschnitt anbietet. Auf diese Weise erzielt man eine erhebliche Verminderung der Verluste an Innenfüllung. Diese zweite Ausführungsform erweist sich als besonders zweckmäßig, wenn es sich um Wärmetauscher mit großer Oberfläche handelt die in der Anwendungsform der Fig.4 eine übermäßige

J5 Länge an flachem Rohr erforderlich machen würde.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   t. Wärmetauscher, insbesondere Verdampfer oder Kondensator für Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, der aus einem flachen metallischen, mehrfach serpentinenförmig gebogenen, in Richtung der Querschnittlängsseiten angeströmten Rohr besteht, das zwischen rundgebogenen Rohrkrümmern geradlinige Abschnitte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in den Bereichen der auf einer Seite vorhandenen Krümmer (2) der kleinste Abstand (C) zwischen zwei geradlinigen nebeneinanderliegenden und durch denselben Krümmer verbundenen Abschnitten (1) geringer ist als der Durchmesser (A) des Krümmers (2) und etwa 50% von diesem beträgt

   Z Wärmetauscher gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich jedes Krümmers (2a) der kleinste Abstand (C) zwischen zwei geradlinigen nebeneinander liegenden Abschnitten (1). die durch denselben Krümmer verbunden sind, geringer ist als der Durchmesser (A) des Krümmers und etwa 50% von diesem beträgt

   3. Wärmetauschanlage mit zwei Wärmetauschern gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus diesen so zusammengesetzt ist, daß die jeweils gegenüber dem Krümmerdurchmesser der schmalen Bereiche der geraden Rohrabschnitte innerhalb der jeweils anderen Bereiche der geraden Rohrabschnitte des anderen Wärmetauschers liegen, die einen Abstand gegeneinander aufweisen, der dem Krümmungsdurchmesser entspricht.

   4. Verfahren zur Hersteäung von Wärmetauschern, ausgehend von ünem Halbfabrikat, welches aus einem serpentinenförmig ^ebogenen, flachen Rohr besteht, bei dem geradlinige Abschnitte durch Krümmer miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet daß zwischen den geraden Abschnitten und im Innern der Krümmer steife Abstandsstücke angeordnet werden und daß auf die an den Enden des Halbfabrikats liegenden geraden Abschnitte ein Druck ausgeübt wird.