DE3047411C2 - Wärmeaustauscher - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umschriebenen Art.

Aus der CH-PS 5 27 403 ist ein Wärmeaustauscher der vorerwähnten Art bekannt, dessen Wärmeaustauscherrohre aus je zwei parallelen, mit Abstand zueinander angeordneten Platten mit einem dazwischengefügten U-förmigen Abschlußstreifen gebildet sind. Zwischen je zwei benachbarten Rohren ist eine Luftlamelle und im Endbereich der Rohre ein Abdeckstreifen angeordnet. Die vorgenannten Teile werden in einer bestimmten Reihenfolge zu einem Paket zusammengestellt und anschließend zu einer festen Baugruppe zusammengelötet. Diese Baugruppe wird mit einem einseitig offenen Sammelkasten fest verbunden, derart, daß die offenen Enden der Rohre unmittelbar in den Sammelkasten münden. Die feste Verbindung der Baugruppe mit dem Sammelkasten wird durch Schweißung hergestellt. Die Sch'.veißarbeiten sind relativ teuer und wirken sich deshalb nachteilig auf die Herstellungskosten des Wärmeaustauschers aus. Darüber hinaus müssen die Schweißarbeiten sehr sorgfältig ausgeführt werden, um eine absolute Dichtheit der Schweißnaht zu erreichen.

Es ist auch ein Kühler für eine Brennkraftmaschine bekannt (DE-GM 72 29 162), dessen Flachrohre beidenends in Rohrboden befestigt sind, die nach Art eines Baukastensystems aus gleich ausgebildeten länglichen Rohrbodenteilen zusammengesetzt sind. Bei einer Ausführungsform dieses bekannten Kühlers liegt zwischen je zwei benachbarten Flachrohrenden ein Rohrbodenteil. Die beiden Längsseiten eines jeden Rohrbodenteils sind mit einer dem halben Umfang eines Flachrohres entsprechenden Einbuchtung versehen., so daß jedes Flachrohrende in den beiden einander zugeordneten Einbuchtungen zweier benachbarter Rohrbodenteile liegt An jedem zusammengesetzten Rohrboden ist ein Sammelkasten durch Löten oder Schweißen befestigt Diese Verbindungsart setzt ein sorgfältiges Arbeiten beim Zusammensetzen des Rohrbodens und zudem eine zusätzliche Bearbeitung der dem Kasten zugeordneten Kante des Rohrbodens vor dem Löten oder Schweißen voraus.

Bsi gattungsfremden Wärmeaustauschern kennt man Befestigungsarten für den Sammelkasten, die auf das Löten oder Schweißen verzichten. So sind aus der DE-OS 27 03 528 und DE-AS 24 49 045 Wärmeaustauscher bekannt, bei denen die Rohre in aus jeweils einer Blechplatte gefertigten Rohrboden sitzen. Die Rohrboden weisen am Umfangsrand eine umlaufende U-förmige Nut auf, in welche eine Dichtung eingelegt und darauf der Sammelkasten mit seinem Fuß aufgesetzt ist. Bei dem erstgenannten Wärmeaustauscher ist der Sammelkasten mittels einer Schnappverbindung an dem Rohrboden befestigt. Der aus der DE-AS 24 49 045 bekannte Wärmeaustauscher weist an seinem Rohrbodenrand überstehende Zungen auf, die nach dem Aufsetzen des Sammelkastens mit dessen Fuß in Eingriff gebracht werden. Da bei diesen bekannten Anordnungen der Rohrboden einerseits einteilig ausgebildet ist, andererseits die Abdichtung im Verbindungsbereich wegen der gleichmäßigen Ausbildung der Auflageflächen für die Dichtung keinerlei Schwierigkeiten bereitet, geben diese Wärmeaustauscher keine Anregung zur Anwendung der bei ihnen verwirklichten Technik hinsichtlich der Befestigung des Sammelkastens und der Abdichtung im Verbindungsbereich auch bei eintm gattungsgemäßen Wärmeaustauscher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen gattungsgemäßen Wärmeaustauscher eine wirtschaftliche Befestigungsart des Sammelkastens und eine einfache Möglichkeit zur Erzielung einer sicheren Abdichtung im Verbindungsbereich zu erreichen.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelost.

Durch das Anordnen von Befestigungslappen an den Abdeckstreifen kann der Sammelkasten ohne teure Schweißarbeiten mit den Rohren und den Abdeckstreifen fest verbunden werden, so daß die Herstellungskosten gesenkt werden können. Der Sammelkasten braucht nicht aus schweißbarem Material zu bestehen; er kann beispielsweise aus Kunststoff relativ kostengünstig hergestellt sein. Durch die Verwendung einer elastischen Dichtung aus nicht selbstfließender Dichtmasse werden die geometrischen Unregelmäßigkeiten an der durch die Rohrenden und die Abdeckstreifen gebildeten Auflagefläche ausgeglichen, so daß eine sichere Abdichtung ohne vorherige Bearbeitung dieser Fläche erreicht wird. Der Sammelkasten kann bei Bedarf, beispielsweise zu Reparaturzwecken abgenommen und wieder mit den Rohren und Abdeckstreifen verbunden werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Wärmeaustauscher ersichtlich. Es zeigt

F i g. 1 in perspektivischer Darstellungsweise einen

Teil eines Wärmeaustauschers,

Fig.2 einen der bei der Anordnung nach Fig. 1 verwendeten Abdeckstreifen,

F i g. 3 in gleicher Darstellungsweise wie in F i g. 1 einen Teil eines Wärmeaustauschers reif abgeändertem Kastenfuß und entsprechend ausgebildeten Befestigungslappen,

Fig.4 einen gemäß der Ausführung nach Fig.3 verwendeten Abdeckstreifen.

In Fig. 1 der Zeichnung bedeutet 1 eine Anzahl von flachen Rohren, von denen jedes in an sich bekannter Weise aus zwei Platten 2 und 3 und zwischen diesen in den Randbereichen angeordneten Profilstäben 4 zusammengesetzt ist In jedes Rohr 1 ist zur Verbesserung der Wärmeübertragungsleistung eine Lamelle 5 eingelegt

Wie aus der Zeichnung weiter ersichtlich, sind die Rohre 1 parallel und mit Abstand zueinander angeordnet Der Abstand zwischen je zwei benachbarten Rohren 1 wird durch profilierte Abdeckstreifen 6 gesichert, die im Endbereich der Rohre so positioniert sind, daß die Oberseite des Stegs mit den die Rohrmündung bildenden Kanten der Platten 2 und 3 bündig ist. Ferner ist zwischen je zwei benachbarten Rohren 1 eine zickzackförmige Lamelle 7 gelegt, die ebenfalls der Verbesserung der Wärmeübertragungsleistung dient. Die Abdeckstreifen 6 verhindern ein Vermischen des zwischen den Rohren 1 strömenden Wärmeaustauschermediums mit dem in den Rohren geführten Wärmeaustauschermedium. Dem im wesentlichsten aus den Rohren 1 und den Abdeckstreifen 3 gebildeten Wärmeaustauschernetz ist an den Schmalzseiten je ein Seitenteil 8 fest zugeordnet.

In Fig.2 der Zeichnung ist ein Abdeckstreifen 6 gesondert dargestellt, wie er sowohl zwischen dem Seitenteil 8 und dem folgenden Rohr 1 als auch zwischen den Rohren 1 verwendet wird. Der Abdeckstreifen 6 hat zwei Schenkel 9 und 10, die an den Platten 2 bzw. 3 anliegen. An jedem Abdeckstreifen 6 sind ferner zwei Befestigungsslappen 11 und 12 ausgebildet, welche den nachfolgend noch beschriebenen Zweck haben.

Mit dem Wärmeaustauschernetz aus den Rohren 1 und den Abdeckstreifen 6 ist ein einseitig offener Sammelkasten 13 fest und dicht verbunden, derart, daß die Rohre 1 unmittelbar in diesen Kasten münden. Die Verbindung des Sammelkastens 13 mit diesem Netz wird mittels der vorerwähnten, mit den Abdeckstreifen 6 einstückig ausgebildeten Befestigungslapprn 11 und 12 hergestellt, welche über den Kastenfuß 14 geschlagen sind. Die an den Enden des Netzes angeordneten Seitenteile 8 weisen im Bedarfsfalle, wenn beispielsweise die Netztiefe ein bestimmtes Maß überschreitet, zweckmäßigerweise ebenfalls Befestigungslappen 15 auf, die in gleicher Weise wie die Befestigungsleppen 11 und 12 am Kastenfuß 14 angreifen. Durch die einstückige Ausbildung der Befestigungslappen 11 und 12 bzw. 15 mit den Abdeckstreifen 6 bzw. Seitenteilen 8 entfallen lose Befestigungselemente, wodurch die Montage des Wärmeaustauschers erleichtert wird. Zwischen dem Kastenfuß 14 und dem Wärmeaustauschernetz ist eine relativ weiche Dichtung 16 eingelegt, welche durch die Befestigungslappen 11 und 12 sowie 15 unter einem bestimmten Anpreßdruck steht und dadurch die Dichtheit an der Verbindungsstelle gewährleistet Zur Erhöhung der Dirhtwirkung und Fixierung der Dichtung 16 ist in der der Baugruppe aus Rohren 1 und Abdeckstreifen 6 zugewandten Fläche des Kastenfußes 14 eine Längsnut 17 vorgesehen, welche einen Teil dieser Dichtung aufnimmt

Der in F i g. 1 der Einfachheil halber nur teilweise dargestellte Wärmeaustauscher weist an dem anderen nicht gezeigten Ende ein weiteres, mit dem Seitenteil 8 übereinstimmendes Seitenteil auf. Ferner hat der

to Wärmeaustauscher an seinem unteren, ebenfalls nicht gezeigten Ende einen zweiten, entsprechend dem Sammelkasten 13 ausgebildeten Kasten, der in gleicher Weise wie jener mit dem Wärmeaustauschernetz verbunden ist.

Zum Zusammenbau des Wärmeaustauschers wird mit den Teilen 2 bis 8 zunächst eine Baugruppe zusammengestellt und diese Teile werden anschließend durch einen Lötvorgang fest miteinander verbunden. Danach wird die Dichtung 16 auf die freien Stirnkanten der Rohre 1 und auf die Stege der Abdeckstreifen 6 aufgelegt und auf diese wiederum der Sammelkasten 13 aufgesetzt. Während dieser mit einem bestimmten Druck gegen die Baugruppe gedrückt wird, wobei ein Teil der Dichtung 16 die Nut 17 ausfüllt, werden die Befestigungslappen 11 und 12 bzw. 15 der Abdeckstreifen 6 und der Seitenteile 8 auf den Kastenfuß 14 umgelegt, wodurch eine feste und dichte Verbindung des Sammelkastens 13 mit der Baugruppe 1 bis 8 hergestellt ist.

Das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 und 4 ist im Prinzip in der gleichen Weise aufgebaut wie der vorbeschriebene Wärmeaustauscher. So sind zwischen je zwei an sich bekannten benachbarten Rohren 18 ein Abdeckstreifen 19 und eine zickzackförmige Lamelle 20 vorgesehen. Abweichend von der ersten Ausführung schließt sich an den Steg des Abdeckstreifens 19 beidenends eine nutartige Ausbauchung 21 bzw. 22 an, und auf diese wiederum folgt je ein Befestigungslappen 23 bzw. 24. Der dem Wärmeaustauschernetz zugeordnete Sammelkasten 25 weist an seinem Kastenfuß 26 einen umlaufenden Vorsprung 27 auf, der von den Ausbauchungen 21 bzw. 22 der Abdeckstreifen 19 aufgenommen wird. Eine unter dem Kastenfuß 26 über Eck eingespannte Dichtuhng 28 liegt teilweise ebenfalls in den Ausbauchungen 21 und 22.

Entsprechend den Seitenteilen 8 bei der Anordnung nach F i g. 1 sind auch bei der Ausführung nach F i g. 3 zwei Seitenteile vorgesehen, die jedoch der Einfachheit halber nicht dargestellt sind. Die_%se Seitenteile sind im

>" Bedarfsfalle in ihrem dem Kastenfuß 26 zugeordneten Bereich so ausgebildet, daß sie etwa in der Art wie die Abdeckstreifen 29 mit dem Sammelkasten 25 verbunden werden können.

Beim Zusammenbau des Wärmeaustauschers nach Fig. 3 wird in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführung vorgegangen, d. h., es wird zunächst eine feste Baugruppe aus den erwähnten Seitenteilen sowie den Teilen 18, 19 und 20 gebildet. Hierauf wird die Dichtung 28 und der Sammelkasten 25 angeordnet.

Beim anschließenden Umlegen der Befestigungslappen 23 und 24 auf den Kastenfuß 26 wirken die Ausbauchungen 21 und 22 als Gegenhalt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Wärmeaustauscher mit mehreren parallel und mit Abstand zueinander angeordneten flachen Rohren, deren breite Seiten einander zugewandt sind, und mit zwischen je zwei benachbarten Rohren in deren Endbereich eingefügten, je für sich einzelnen Abdeckstreifen, die mit den Rohren eine feste Baugruppe bilden, ferner mit mindestens einem einseitig offenen Sammelkasten, der mit seiner offenen Kastenseite die Rohrmündungen überdeckt und dessen Fuß mit den Rohrenden und den Abdeckstreifen fest und dicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Abdeckstreifen (6; 19) einstückig mit diesem ausgebildete Befestigungslappen (11, 12; 23, 24) vorgesehen sind, die am Kastenfuß (14; 26) angreifen und den Sammelkasten (13; 25) mit den Rohren (1; 18) und den Abdeckstreifen (6; 19) fest verbinden, und daß zwischen dem Kastenfuß (14; 26) und den Rohren (1; 18) und Abdeckstreifen (6; 19) eine elastische Dichtung (16) aus einer nicht selbstfließenden Dichtmasse angeordnet ist

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der den Rohren (1) und Abdeckstreifen (6) zugewandten Fläche des Kastenfußes (14) eine Längsnut (17) vorgesehen ist, die mindestens einen Teil des Querschnitts der Dichtung (16) aufnimmt

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungslappen (23, 24) eine nutartige Ausbauchung (21, 22) aufweisen, die einen umlaufenden, die Rohrenden seitlich übergreifenden Vorsprung (27) des Kastenfußes (26) und einen Teil der Dichtung (28) aufnehmen.