DE2952724A1 - HEAT EXCHANGER - Google Patents
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Description
DR.-ING. H. H. WILHELM - DIPL.-ING. H. DAUSTERDR.-ING. H. H. WILHELM-DIPL.-ING. H. DAUSTER
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Anmelder; Applicant ;
Süddeutsche Kühlerfabrik
Julius Fr. Behr GmbH + Co. KG
Mauserstrasse 3Süddeutsche Kühlerfabrik
Julius Fr. Behr GmbH + Co. KG
Mauserstrasse 3
7000 Stuttgart 307000 Stuttgart 30
WärmetauscherHeat exchanger
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit mindestens einem Rohrboden, der zusammen mit an seine Schmalseiten angrenzenden Seitenteilen durch umgebogene Laschen mit einem Wasserkasten o.dgl, verbunden ist, die um einen Rand des Wasserkastens herumgebogen sind.The invention relates to a heat exchanger with at least one tube sheet, which together with adjacent to its narrow sides Side parts by bent tabs with a water tank or the like, is connected, which are bent around an edge of the water box.
Es sind solche Wärmetauscher bekannt (DE-AS 24 49 045) , bei denen die Teile des Wärmetauschkörpers lediglich durch Umbiegen der Lappen zusammengefügt und gehalten werden können und nur zusätzlich noch ein Lötvorgang vorgenommen werden kann. Bei den bekannten Bauarten sind die Seitenteile zwar als nach außen offene U-Profile ausgebildet, die verhältnismäßig fest ausgebildet sein können, im Bereich ihrer Befestigung aber sind die Schenkel des Ü-Profiles ausgeschnitten, und es findet eine Befestigung an den Rohrbögen lediglich durch die nach oben umgebogenen Lappen statt, die auch noch an der Unterseite der den Rand des Wasserkastens aufnehmenden Nut am Rand des Rohrbodens anliegen. Nachteilig ist Such heat exchangers are known (DE-AS 24 49 045) in which the parts of the heat exchanger body can be joined and held together by bending the tabs and only a soldering process can also be carried out. In the known designs, the side parts are designed as outwardly open U-profiles, which can be relatively solid, but in the area of their attachment, the legs of the U-profile are cut out, and it is attached to the pipe bends only by the instead of bent over flaps, which also rest on the underside of the groove receiving the edge of the water tank on the edge of the tube sheet. Is disadvantageous
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bei diesen Bauarten daher/ daß im Bereich der Verbindungsstelle zwischen Seitenteil und Rohrboden bzw. Wasserkasten keine ausreichende Festigkeit vorhanden sein kann und daß solche Wärmetauscher insbesondere dann, wenn sie in Fahrzeugen eingesetzt werden sollen, durch die ständig auftretenden Erschütterungen undicht werden können, wenn nicht, wie vorher erwähnt, ein zusätzlicher Lötvorgang vorgenommen wird. Die umgebogenen Lappen alleine halten insbesondere, wenn Biegebelastungen durch ein Verformen des Wärmetauschkörpers aus seiner Rechteckform auf die Verbindungsstellen eingeleitet werden, eine Dauerbefestigung nicht aus.with these types of construction therefore / that in the area of the connection point between the side part and the tube sheet or water tank there is no sufficient Strength can be present and that such heat exchangers especially when they are used in vehicles should, through the constantly occurring vibrations can leak, if not, as mentioned before, an additional one Soldering process is carried out. The bent flaps hold alone especially when bending loads caused by deformation of the Heat exchanger body are introduced from its rectangular shape to the connection points, a permanent attachment is not.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher so aufzubauen, daß er ohne Lötarbeiten maschinell hergestellt werden kann und dennoch große Festigkeit und Steifigkeit im Bereich der Rohrboden-Seitenteil-Verbindung besitzt.The invention is therefore based on the object of a heat exchanger to be built in such a way that it can be machined without soldering and still has great strength and rigidity in the area of the tube sheet-side part connection.
Die Erfindung besteht darin, daß mit den Seitenteilen ein mindestens teilweise eine Längsseite des Rohrbodens übergreifender Verstärkungsteil verbunden ist, der an seinem oberen Rand ebenfalls mit Laschen versehen ist und den Rand des Wasserkastens übergreift. Durch diese Ausgestaltung wird an den Ecken des Wärmetauschkörpers eine Versteifung gegen Biegekräfte erreicht, die ein Lösen der Laschenklemmverbindung auch beim Auftreten von Erschütterungen sicher verhindert. Der Verstärkungsteil kann dabei vorteilhaft im Bereich der an der zwischen Längs- und Schmalseite gelegenen Kante mit dem Seitenteil fest verbunden, beispielsweise punktverschweißt sein. Dieser Befestigungsvorgang läßt eine Vorfertigung von Seitenteil und Verstärkungsteil zu, so daß beim anschließenden Zusammenfügen von Rohrboden, Wasserkasten und Seitenteil keine Schweiß- oder Lötarbeiten mehr erforderlich sind. Der Verstärkungsteil kann in besonders vorteilhafter Weise U-förmig ausgebildet sein und mit seinem mittleren Stegteil an der Schmalseite und mit beiden Schenkeln an den Längsseiten anliegen. Diese Ausgestaltung ergibt eine besonders gute Versteifung, die sich hervorragend für die angestrebte lötlose Verbindung eignet. Ein besonders guter Zusam-The invention consists in that at least one with the side panels partially a longitudinal side of the tube sheet overlapping reinforcement part is connected, which also at its upper edge is provided with tabs and overlaps the edge of the water tank. This configuration is at the corners of the Heat exchanger body achieved a stiffening against bending forces that a loosening of the tab clamp connection even when the occurrence of Safely prevents vibrations. The reinforcement part can advantageously be located in the area between the longitudinal and narrow side located edge firmly connected to the side part, for example spot welded. This fastening process allows a prefabrication of the side part and reinforcement part, so that when the tube sheet and water box are subsequently joined together and side part no more welding or soldering work is required. The reinforcement part can be particularly advantageous Way be U-shaped and with its middle web part on the narrow side and with both legs the long sides. This configuration results in a particularly good stiffening, which is excellent for the desired solderless connection is suitable. A particularly good relationship
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menhalt zwischen Verstärkungsteil und Seitenteil kann auch noch dadurch erreicht werden, daß der Stegteil plattenförmig ausgebildet ist und mit dem Seitenteil verschweißt wird und dadurch daß die Schenkel als rechtwinklige Dreiecke ausgebildet sind, deren Katheten an dem Seitenteil bzw. an dem Rand des Wasserkastens anliegen. Es ergibt sich dann mit verhältnismäßig wenig Materialaufwand die erwünschte Verstärkung in den Eckbereichen, die an sich bei Kühlern mit einem gesonderten äußeren Rahmen bekannt ist. Bei Wärmetauschern der hier zu betrachtenden Gattung, die in möglichst einfacher Weise maschinell und lötlos zusammengefügt werden sollen, bringt der Einsatz des U-förmig aufgebauten Verstärkungsteiles aber besondere Vorteile. Auch das Seitenteil kann als U-Profil ausgebildet sein, dessen Schenkel aber nach innen auf die Schenkel des Verstärkungsteiles zugerichtet sind und mit diesen verschweißt, vorzugsweise punktverschweißt, werden können. Diese Ausgestaltung ergibt eine besonders stabile Form.Content between the reinforcement part and the side part can also be achieved in that the web part is plate-shaped is and is welded to the side part and that the legs are designed as right triangles, the catheters of which rest on the side part or on the edge of the water tank. It then results with relatively little Material expenditure the desired reinforcement in the corner areas, which is known per se in radiators with a separate outer frame is. In the case of heat exchangers of the type under consideration here, which are assembled in the simplest possible way by machine and without soldering should be, the use of the U-shaped reinforcement part brings particular advantages. Also the side part can be designed as a U-profile, but whose legs are aligned inwards towards the legs of the reinforcement part are and can be welded to them, preferably spot welded. This configuration results in a particularly stable one Shape.
Um keine großen Herstellungstoleranzen einhalten zu müssen, ist es zweckmäßig, wenn die Stegfläche und die Schenkelflächen des Verstärkungsteiles an den Schnittkanten durch Schlitze voneinander getrennt sind, weil auf diese Weise die so entstandenen, rechtwinklig zueinander stehenden Einzelteile ohne weiteres an die entsprechenden Flächen des U-förmigen Seitenteiles angepaßt und mit diesen verbunden werden können. Vorteilhaft ist es auch, wenn Steg- und Schenkelteile des Verstärkungsteiles mit Laschen versehen sind, die sowohl unter als auch über den Rand des Wasserkastens fassen. Eine ganz besonders vorteilhafte Ausführungsform, die einen einwandfreien verschiebungssicheren Sitz des Seitenteiles an den anderen Teilen ergibt, kann dadurch geschaffen werden, daß die Laschen von Steg- und Schenkelteilen in die Zwischenräume der um den Rand des Wasserkastens greifenden Lappen des Rohrbodens eingefügt sind. Dieser Ausgestaltung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die ohnehin vorhandenen Zwischenräume zwischen den Lappen des Rohrbodens, die zur Verbindung mit dem WasserkastenIn order not to have to adhere to large manufacturing tolerances, it is useful if the web surface and the leg surfaces of the Reinforcement part are separated from each other at the cut edges by slots, because in this way the resulting, at right angles to each other items easily adapted to the corresponding surfaces of the U-shaped side part and can be connected to them. It is also advantageous if the web and leg parts of the reinforcement part have tabs are provided, which grasp both under and over the edge of the water tank. A particularly advantageous embodiment, which ensure a perfect, non-shifting fit of the side part results in the other parts can be created in that the tabs of the web and leg parts in the spaces the tabs of the tube sheet reaching around the edge of the water tank are inserted. The realization lies in this configuration based on the fact that the spaces between the lobes of the tube sheet that are already present, which are used to connect to the water tank
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dienen, auch gleichzeitig zu einer Lagensicherung des Verstärkungsteile und der Seitenteile ausgenutzt werden können. Es ergibt sich dann nämlich eine Art Verzahnung zwischen den Lappen /verschiedener Teile, die zu einer besonders guten Festigkeit beiträgt.serve, also at the same time to secure the position of the reinforcement parts and the side panels can be used. There is then a kind of interlocking between the lobes / different Parts that contribute to particularly good strength.
Weitere Vorteile und Merkmale des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigenFurther advantages and features of the subject matter of the invention result can be derived from the following description of exemplary embodiments which are shown in the drawing. Show it
Fig. 1 eine schematische Frontansicht eines erfindungsgemäß aufgebauten Wärmetauschers,Fig. 1 is a schematic front view of an inventive built-up heat exchanger,
Fig. 2 die vergrößerte Darstellung einer Ecke des Wärmetauschers der Fig. 1 teilweise aufgeschnitten,FIG. 2 shows the enlarged representation of a corner of the heat exchanger of FIG. 1 partially cut open,
Fig. 3 die Stirnansicht der in der Fig. 2 gezeigten Ecke des Wärmetauschers in Richtung des Pfeiles III in der Fig. 1 gesehen,3 shows the end view of the corner of the heat exchanger shown in FIG. 2 in the direction of arrow III in FIG. 1 seen
Fig. 4 den Schnitt durch eine andere Ausführungsform eines für den Wärmetauscher der Fig. 1 verwendbaren Verstärkungsteiles, FIG. 4 shows the section through another embodiment of a reinforcement part that can be used for the heat exchanger of FIG. 1,
Fig. 5 die Draufsicht auf den Verstärkungsteil der Fig. 4, Fig. 6 eine weitere Variante eines Verstärkungsteiles undFIG. 5 shows the plan view of the reinforcement part of FIG. 4, FIG. 6 shows a further variant of a reinforcement part, and FIG
Fig. 7 die Draufsicht auf die Hälfte des Verstärkungsteiles der Fig. 6.FIG. 7 shows the plan view of half of the reinforcement part from FIG. 6.
In der Fig. 1 ist ein Wärmetauscher, beispielsweise ein Kühler für den Motor eines Kraftfahrzeuges gezeigt, der aus zwei Wasserkästen 1 und 2, zwei Seitenteilen 3 und 31 sowie aus zwei schematisch angedeuteten Rohrboden 4, 4' aufgebaut ist, dieIn Fig. 1, a heat exchanger, for example a cooler for the engine of a motor vehicle is shown, which is composed of two water tanks 1 and 2, two side parts 3 and 3 1 and two schematically indicated tube sheets 4, 4 ', which
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zwischen sich die nicht näher dargestellten Rohre für das Wärmetauschermedium und die diese umgebenden rippenförmigen Wärmetauschflächen halten.between them the tubes, not shown in detail, for the heat exchanger medium and hold the rib-shaped heat exchange surfaces surrounding them.
Wie aus den Fig. 2 und 3 hervorgeht, besitzt der Wasserkasten 1, der beispielsweise aus Kunststoff hergestellt sein kann, einen umlaufenden Rand 5, der in eine umlaufende Nut 7 des Rohrbodens 6 eingesetzt ist, die nach außen von einem hochstehenden Rand 8 des Rohrbodens abgegrenzt ist, der über den Rand 5 umbiegbare Lappen 9 aufweist. Zur Abdichtung von Wasserkasten 1 und Rohrboden 6 ist in die Nut 7 eine umlaufende, verformbare Dichtung 20 eingelegt, die über den Rand 5 mittels der Lappen 9 verformt wird. Das Seitenteil 3 ist selbst in der Art eines U-Profiles ausgebildet und reicht mit seinen beiden Schenkeln 3a in den Bereich der Längsseiten des Wärmetauschers herein. Die Stirnfläche des Seitenteiles 3 und die Schenkel 3a umgreifen dabei außen den Stegteil 10 und die beiden Schenkelteile 10a eines U-förmig ausgebildeten Verstärkungsteiles 11 und sind mit diesen Teilen jeweils an den Punkten 12 in bekannter Weise punktförmig verschweißt. Das Verstärküngsteil 11 und das Seitenteil 3 bzw. in analoger Weise das Teil 31 sind daher vor dem Zusammenbau mit den Rohrboden 6 und dem Wasserkasten 1 zu einer in sich stabilen Baueinheit vorgefertigt.As can be seen from FIGS. 2 and 3, the water tank 1, which can be made of plastic, for example, has a circumferential edge 5 which is inserted into a circumferential groove 7 of the tube sheet 6, which extends outward from an upstanding edge 8 of the tube sheet is delimited, which has flaps 9 that can be bent over the edge 5. To seal the water tank 1 and tube sheet 6, a circumferential, deformable seal 20 is inserted into the groove 7 and is deformed over the edge 5 by means of the tabs 9. The side part 3 is itself designed in the manner of a U-profile and extends with its two legs 3a into the region of the longitudinal sides of the heat exchanger. The end face of the side part 3 and the legs 3a grip around the outside of the web part 10 and the two leg parts 10a of a U-shaped reinforcement part 11 and are point-welded to these parts at points 12 in a known manner. The reinforcement part 11 and the side part 3 or, in an analogous manner, the part 3 1 are therefore prefabricated prior to assembly with the tube sheet 6 and the water tank 1 to form an inherently stable structural unit.
Sowohl die Schenkelteile 10a als auch der Stegteil 10 des Verstärkungsteiles 11 weisen an ihrem oberen Rand 13, der leistenförmig ausgebildet ist, über den Rand 5 des Wasserkastens 1 gebogene Laschen 14 auf, die jeweils so ausgebildet und ausgelegt sind, daß sie sich in die Zwischenräume zwischen den Lappen 9 des Rohrbodens 6 einfügen. Die Laschen 14 und 9 bilden daher eine Art Verzahnung und ergeben einen sicheren Halt gegen Längsverschiebung der Verstärkungsteile 11 gegenüber Wasserkasten 1 und Rohrboden 6. Dadurch werden auch die Seitenteile 3 an den anderen beiden Teilen gesichert, ohne daß ein Lötvorgang notwendig ist.Both the leg parts 10a and the web part 10 of the reinforcement part 11 have tabs 14 bent over the edge 5 of the water tank 1 on their upper edge 13, which is designed in the form of a strip which are each designed and designed so that they fit into the spaces between the tabs 9 of the tube sheet 6. The tabs 14 and 9 therefore form a type of toothing and provide a secure hold against longitudinal displacement of the reinforcement parts 11 compared to water tank 1 and tube sheet 6. This also secures the side parts 3 on the other two parts without a Soldering process is necessary.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 sind sowohl die Schenkelteile 10a als auch der Stegteil 10 des Verstärkungsteiles noch mit weiteren Laschen 15 versehen, die aus den entsprechenden Teilen herausgestanzt und nach innen unter den Rand 5 des Wasser-In the embodiment of FIGS. 2 and 3, both the leg parts 10a and the web part 10 of the reinforcement part are also provided with further tabs 15, which are made from the corresponding parts punched out and inwards under the edge 5 of the water
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kastens 1 gebogen sind. Die Befestigung wird auf diese Weise besonders gut. Wie den Fig. 2 und 3 außerdem zu entnehmen ist/ sind im Bereich unterhalb des Randes 5 des Wasserkastens 1 Biegungen 16 vorgesehen, die in an sich bekannter Weise Wärmedehnungen zwischen Seitenteilen 3 und Wasserkasten 1 bzw. Rohrboden 6 ausgleichen sollen. Die Flächen der Schenkelteile 10a und des Stegteiles 10 sind durch parallel zu den Kanten zwischen Stirn- und Längs-Seiten des Wärmetauschers verlaufende Schlitze voneinander getrennt, so daß Stegteil 10 und Schenkelteile 10a sich leichter an die Flächen der Schenkel 3a und des Seitenteiles 3 anlegen lassen, um verschweißt zu werden.box 1 are bent. The attachment becomes special this way Well. As can also be seen in FIGS. 2 and 3, 1 bends are / are in the area below the edge 5 of the water tank 16 are provided, which compensate for thermal expansions between side parts 3 and water tank 1 or tube sheet 6 in a manner known per se should. The surfaces of the leg parts 10a and of the web part 10 are parallel to the edges between the front and longitudinal sides of the heat exchanger extending slots separated from each other, so that the web part 10 and leg parts 10a are easier can be applied to the surfaces of the legs 3a and the side part 3 in order to be welded.
In der Fig. 4 und 5 ist ein Verstärkungsteil 11" gezeigt, das im wesentlichen ebenso aufgebaut ist, wie das Verstärkungsteil 11 der Fig. 2 und 3, so daß gleiche Teile auch mit gleichen Bezugszeichen versehen worden sind. Das in der Fig. 4 und 5 gezeigte Verstärkungsteil weist ebenfalls nach innen gerichte Sicken 16 zur Aufnahme von Wärmedehnungen auf und unterscheidet sich nur dadurch von dem Verstärkungsteil 11 der Fig. 2 und 3, daß der Stegteil 10' wesentlich kürzer als die Schenkelteile 10a1 ausgebildet ist. Es fehlt auch die beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und 3 vorgesehene Aussparung 18 in der Mitte der Schenkelteile 10a. Die in den Fig. 4 und 5 gezeigte Ausführung des Verstärkungsteiles 11' eignet sich besonders für kleine Wärmetauscher.4 and 5, a reinforcing part 11 ″ is shown, which is essentially constructed in the same way as the reinforcing part 11 of FIGS. 2 and 3, so that the same parts have been given the same reference numerals 5 and 5 also has inwardly directed beads 16 for absorbing thermal expansions and only differs from the reinforcement part 11 of FIGS. 2 and 3 in that the web part 10 'is made significantly shorter than the leg parts 10a 1. It is also missing the recess 18 in the middle of the leg parts 10a provided in the embodiment of Figures 2 and 3. The embodiment of the reinforcement part 11 'shown in Figures 4 and 5 is particularly suitable for small heat exchangers.
Während bei den beiden Ausführungsbeispielen der Fig. 2 und 3 bzw. 4 und 5 das Seitenteil 3 außen um den Stegteil 10, 10' bzw. außen um die Schenkelteile 10a, 10a1 herumgelegt ist, wird es bei der Ausführungsform der Fig. 6 an die Innenseite des Stegteiles 10"' angelegt und dort verschweißt. Im übrigen ist der prinzipielle Aufbau gleich.While in the two exemplary embodiments of FIGS. 2 and 3 or 4 and 5, the side part 3 is wrapped around the outside around the web part 10, 10 'or around the outside around the leg parts 10a, 10a 1 , it is on in the embodiment of FIG the inside of the web part 10 '''and welded there. Otherwise, the basic structure is the same.
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- 1980-12-03 IT IT26405/80A patent/IT1134571B/en active
- 1980-12-26 FR FR8027614A patent/FR2472734B1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2449045B2 (en) * | 1973-12-13 | 1977-11-17 | S.A. Des Usines Chausson, Asnieres, Hauts-De-Seine (Frankreich) | ARRANGEMENT FOR CONNECTING THE PIPE PLATES, THE SIDE PARTS AND THE WATER BOX OF A HEAT EXCHANGER |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: BEHR GMBH & CO, 7000 STUTTGART, DE |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |