DE3119628A1 - Flachrohr-waermetauscher - Google Patents

Flachrohr-waermetauscher

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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
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    • F28D1/0535—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits the conduits being straight the conduits having a non-circular cross-section
    • F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators

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Description

-4- 15.5.1981
81-B-O6 EZDP/Ri/Bü.
Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG Mauserstr. 3/ D 7000 Stuttgart 30
FLACHROHR-WÄRMETAUSCHER
Die Erfindung bezieht sich auf einen Flachrohr-Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichneten Art.
Flachrohr-Wärmetauscher bestehen im allgemeinen aus einer Vielzahl von parallel angeordneten Flachrohren, die in Wasserkästen münden, und zwischen den Flachrohren befestigten Wellrippen. Neben dem jeweils äusseren Rohr sind unter Zwischenschaltung von Wellrippen Seitenteile befestigt, die zur Erhöhung der Steifigkeit des Wärmetauscherblocks und zur Befestigung des Wärmetauschers im Fahrzeug und der Aufnahme von Zusatzaggregaten am Wärmetauscher dienen.
Vor dem Löten eines derartigen Wärmetauschers wird der Wärmetauscherblock gespannt, damit eine gute Verbindung der Flachrohre mit den Wellrippen gewährleistet
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ist ο Hierzu werden Spannvorrichtungen verwendet, wie sie beispielsweise in der US-PS 2,627,241 beschrieben sind. Nach dem Löten wird der Wärmetauscher mit einem oder mehreren Zugankern versehen, die die beiden Seitenteile miteinanJ r verbinden.
Die Zuganker sind etwa in der Mitte zwischen den Wasserkästen angeordnet, da dort die Gefahr einer Verformung des Wärmetauschers, beispielsweise aufgrund hoher Drücke des Kühlmittels, am grössten ist. Die Zuganker bestehen üblicherweise aus einem Stahlband, dessen Enden durch öffnungen der Seitenteile greifen und nach dem Spannen umgebogen werden. Derartige Zuganker zum Spannen des WMrmetauscherblockes vor dem Löten zu verwenden, ist deshalb nicht günstig, weil durch die Änderung der Blockbreite beim Löten die Spannkraft verloren geht und ein Nachspannen des Stahlbandes nicht möglich ist.
Es sind auch bereits aus Draht bestehende Zuganker bekannt geworden, die durch öffnungen in Vorsprüngen der Seitenteile greifen. Die Enden der Zuganker sind mit Gewinden versehen, auf die Befestigungsmuttern geschraubt sind. Diese Zuganker können zum Spannen des Wärmetauscherblocks für das Löten verwendet und anschliessend entsprechend der Breitenänderung des Blocks mit Hilfe der Befestigungsmittel nachgespannt werden.
Eine derartige Zugankeranordnung ist insofern' ungün-
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stig, weil für die Vorsprünge der Seitenteile, die zur Aufnahme des Zugankers dienen, nicht überall der notwendige Bauraum zur Verfügung steht. Aus fertigungstechnischen Gründen ist der Materialverschnitt bei der Herstellung solcher Seitenteile grosser als bei blockbündigen Seitenteilen. Auch das Einfädeln des Zugankers in die öffnungen und das Drehen der Muttern beim Spannen und Nachspannen sind zeitintensive Arbeitsgänge. Schliesslich sind aus konstruktiven Gründen der- Optimierung des Zugankers Grenzen gesetzt, da der Zuganker zumindest die Stärke für ein entsprechendes Gewinde mindestens 3 mm - aufweisen muss, auch wenn dies hinsichtlich der erforderlichen Zugfestigkeit eine wesentliche Uberdimensionierung ist.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Flachrohr-Wärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 bezeichneten Art zu schaffen, bei dem eine separate Spannvorrichtung beim Löten des Blocks nicht erforderlich ist und bei dem der Zuganker auf einfache Weise montiert und nachgespannt werden kann. Ausserdem sollen sowohl das Seitenteil als auch der Zuganker möglichst materialsparend ausgestaltet sein.
Diese Aufgabe wird bei einem Flachrohr-Wärmetauscher der genannten Gattung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung wird eine hinsichtlich der Herstellungskosten günstigere Spannein-
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richtung mittels Zugankern geschaffen. Bezüglich der erforderlichen Zugfestigkeit ist für den Zuganker eine Drahtstärke von 2 mm Durchmesser ausreichend. Das Nachspannen des Zugankers erfolgt durch einfaches Weiterschieben des 7agankerendes in die nächste Rastkerbe völlig problemlos und zeitsparend.
Zweckmässigerweise haben die Seitenteile einen U-förmigen Querschnitt, da die Rastkerben sich leicht in den Schenkeln des U-Profils anordnen lassen. Sofern nur geringe Änderungen der Blockbreite auszugleichen sind, genügt es, dass ein Seitenteil mehrere Rastkerben und das andere Seitenteil eine Rastkerbe aufweist. Um eine grosse Anzahl von Verstellmöglichkeiten zu erhalten, ist es zweckmässig, an jedem der Seitenteile mehrere Rastkerben vorzusehen.
Zur Erleichterung des Verschiebens des Zugankers von einer Rastkerbe in die nächste ist es von Vorteil, dass jeweils zwischen zwei Rastkerben Schrägflächen angeordnet sind, wobei die Rastkerben zusammen mit den Schrägflächen sägezahnförmig ausgebildet sind. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Rastkerbenanordnung besteht darin, dass die Rastkerben in unterschiedliehen Abständen von der Grundfläche des Seitenteils angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, dass auch grössere Änderungen der Blockbreite ausgeglichen werden können und der Zuganker trotzdem annähernd senkrecht zur Längsrichtung der Rohre angeordnet i«t. Sofern die Rastkerben in gleichem Abstand von der
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Grundfläche des Seitenteils angeordnet sind, ist nur eine geringe Höhe des Seitenteils erforderlich.
Aus Rationalisierungsgründen und zur Vermeidung von Fehlern bei der Montage ist es zweckmässig, dass die beiden Seitenteile exakt gleiche Rastkerbenanordnungen aufweisen. Es besteht ausserdem die Möglichkeit, statt zwei einzelnen Zugankern, nämlich einem auf jeder Seite des Wärmetauscherblocks, einen einzigen U-förmigen Zuganker vorzusehen. Dieser ist an seinen Schenkeln mit den hakenförmigen Enden versehen, wobei der Steg in der Rastkerbe eines Seitenteils liegt und die Enden der Schenkel in Rastkerben des anderen Seitenteils greifen.
Als Zugankermaterial ist ein Stahldraht geeignet. Zur Vermeidung von Kontaktkorrosion ist ein Zuganker aus Messingdraht von Vorteil.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
Figur 1, einen Flachrohrkühler mit
Zuganker,
Figur 2, einen Schnitt nach der Linie
H-II in Figur 1,'
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Figur 3-, eine vergrösserte Darstellung
der Rastkerbenanordnung gemäss Figur 1,
Figur 4, eine Ausführungsvariante der
Rastkerbenanordnung,
Figur 5, eine Ausführungsvariante zu
Figur 2.
In Figur 1 ist ein Flachrohrkühler 1 in Querstrombauart gezeigt. Der Flachrohrkühler 1 umfasst eine Vielzahl parallel verlaufender Rohre 2, die jeweils in Wasserkästen 3 münden, ein oberes Seitenteil 4 und ein unteres Seitenteil 5, die parallel zu den Rohren angeordnet sind, sowie zwischen den Rohren 2 und den Seitenteilen 4,5 angeordnete Wellrippen 6. Die Seitenteile 4 und 5 sind mit ihren Enden an den Wasserkästen befestigt und weisen eine U-förmige Querschnittsform aufo to dem Seitenteil 4 und 5 sind etwa in der Mitte zwischen den Wasserkästen 3 mehrere Rastkerben vorgesehen, wobei die Rastkerben 7,8,9 am oberen Seitenteil 4 und die Rastkerben 10,11,12 am unteren Seiten·= teil 5 angeordnet sind.
In die Rastkerben 8 und 11 greifen die Enden eines beispielsweise aus Stahldraht bestehenden Zugankers 13, wobei die Form der Rastkerben dem Querschnitt des Zug-
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ankers 13 angepasst ist. Die Rastkerben 7 bis 12 sind unterschiedlich tief in die Seitenteile 4 und 5 eingeschnitten. Di-e Rastkerben 7 und 12 sind der Grundfläche des Seitenteils am nächsten angeordnet; die Rastkerben 9 und 10 haben den grössten Abstand zur Grundfläche des jeweiligen Seitenteils. Durch die Anordnung der Rastkerben ist die Möglichkeit gegeben, den Zuganker zu verstellen, wie dies beispielsweise durch die gestrichelten Linien 14 oder 15 angegeben ist.
Da die Abstände der auf dem oberen Seitenteil 4 angeordneten Rastkerben 7,8,9 zu den auf dem unteren Seitenteil 5 angeordneten Rastkerben 10,11,12 unterschiedlich sind, erfolgt durch Verschiebung des Zugankers in eine andere Rastkerbe ein weiteres Spannen des Kühlerblockes. Somit hat der Kühlerblock in der Stellung des Zugankers 13 gemäss Linie 15 die grösste Breite, in der gezeigten Stellung eine mittlere Breite und in der Stellung gemäss Linie 14 die geringste Breite. Selbstverständlich sind weitere Einstellmöglichkeiten gegeben, die nicht in der Zeichnung dargestellt sind, beispielsweise ein Eingreifen des Zugankers 13 in die Rastkerben 7 und 11 oder 7 und 10.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch den Flachrohrkühler gemäss der Linie II-II in Figur 1, wobei für gleiche Teile die Bezugszeichen aus Figur 1 übernommen sind. Aus dieser Darstellung ist deutlich zu sehen, dass die
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Seitenteile 4 und 5 einen U-förmigen Querschnitt haben. Zwischen den Seitenteilen 4 und 5 sind die Rohre 2 angeordnet. Auf jeder Seite des Kühlerblockes 1 ist ein Zuganker 13 angeordnet. Diese Zuganker 13 liegen mit ihren hakenförmigen Enden 13' in den Rastkerben und greifen hinter die Schenkel 4' bzw. 51 des U-Profils der Seitenteile 4 bzw. 5. Dadurch sind die Zuganker derart gesichert, dass sie sich auch beim Verschieben in eine andere Rastkerbe nicht vom Kühlerblock lösen.
In Figur 3 ist die Rastkerbenanordnung des oberen Seitenteils 4 aus Figur 1 vergrössert dargestellt. In dem Schenkel^1 des Seitenteils 4 sind die Rastkerben 7„8t9 mit unterschiedlichen Abständen S1/ S2, S3 von der Grundfläche des Seitenteils 4, aber mit gleichem seitlichen Abstand L angeordnet. Neben der ersten Rastkerbe 7 ist eine Aussparung 23 angeordnet, die tiefer im Schenkel 4' des Seitenteils 4 eingeschnitten ist als die erste Rastkerbe 7. Die Aussparung dient zum Einführen bei der Montage des Zugankers 13, wobei das hakenförmige Ende 13' in die Aussparung 23 gebracht und dann in die erste Rastkerbe 7 geschoben wird. Zwischen jeweils zwei Rastkerben 7,8,9 sind Schrägflächen 16 angeordnet, durch die ein Weiterschieben des Zugankers in die nächst höhere Rastkerbe vereinfacht wird. Die Gesamthöhe des Seitenteils 4 ist mit h.. bezeichnet. In der Rastkerbe 8 liegt das Ende 13· des Zugankers.
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In Figur 4 ist eine Rastkerbenanordnung gezeigt, bei der alle Rastkerben 17,18,19,20 den gleichen Abstand s von der Grundfläche des Seitenteils 4 und jeweils gleichen seitlichen Abstand L zueinander aufweisen. Auch bei dieser Anordnung sind zwischen jeweils zwei Rastkerben 17,18,19,20 Schrägflächen 16 vorgesehen, durch die sich eine sägezahnförmige Rastkerbenausbildung ergibt. Neben der ersten Rastkerbe 17 ist - wie auch in Figur 3 - eine tiefer eingeschnittene Aussparung 23 zum Einführen des Zugankers 13 vorhanden. Bezogen auf Figur 1 ist bei einer derartigen Anordnung darauf zu achten, dass alle Rastkerben 17,18,19,20 auf der rechten Seite der Schnittlinie II-II im Seitenteil 4 angeordnet sind. Die entsprechende Anordnung der Rastkerben im Seitenteil 5 erstreckt sich von der Linie II-II aus nach links.
Die in Figur 2 dargestellten Zuganker 13 können zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefasst werden, wie dies in Figur 5 gezeigt ist. Dabei hat ein Zuganker die Form eines schmalen U mit einem Steg 22, und dessen Schenkel sind mit hakenförmigen Enden 21' versehen. Im montierten Zustand liegt der Steg 22 der U-Form in einer Rastkerbe des Seitenteils 5, und die Enden 21' der Schenkel greifen in die Rastkerben des Seitenteils
Es 1st nicht unbedingt erforderlich, an beiden Seitenteilen 4,5 die Rastkerbenanordnung gemäss Figur 3 oder Figur 4 vorzusehen. Es genügt, wenn eines der
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Seitenteile diese Rastkerbenanordnung aufweist und das andere Seitenteil nur eine einzige Rastkerbe zur Aufnahme des Zugankers 13 besitzt. Dadurch ist zwar nur auf einer Seite des Kühlerblockes die Verstellmöglichkeit gegeben? dies kann aber je nach Anwendungsfall ausreichend sein.
Die Zuganker 13 können aus Stahldraht bestehen und einen Durchmesser von 2 mm haben. Sofern die Gefahr besteht, dass Kontaktkorrosion auftritt, ist als Zugankermaterial Messing besonders geeignet.
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Claims (1)

15.5.1981 81-B-O6 EZDP/Ri/BÜ.
Süddeutsche Kühlerfabrik Julius Fr. Behr GmbH & Co. KG,
3, D 7000 Stuttgart 30
Ansprüche
Flachrohr-Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge, bestehend aus einer Vielzahl parallel verlaufender Rohre, jeweils neben dem ersten und dem letzten Rohr befestigten Seitenteilen und zwischen den einzelnen Rohren und Seitenteilen angeordneten Wellrippen, bei dem mindestens ein die Seitenteile miteinander verbindender Zuganker vorgesehen ist, dadurch gekennzeich net, dass die Seitenteile (4,5) Rastkerben (7,8,9,10,11,12) aufweisen, wobei mindestens eines der Seitenteile (4,5) mit mindestens zwei Rastkerben (7,8,9?l0,il,12) versehen ist, und der Zuganker (13,21) hakenförmige Enden (13',2I1) aufweist, und die Enden (13',21') des Zugankers (13,21) in eine der Rastkerben (7,8,9,10,11,12) der Seitenteile (4,5J eingreifen.
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2. Flachrohr-Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Seitenteile (4,5) einen U-förmigen Querschnitt aufweisen und die Rastkerben (7,8,9,10,11,12) in Schenkeln (4',5') oder Winkeln der Seitenteile (4,5) angeordnet sind.
3. Flachrohr-Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Seitenteil (4) mehrere Rastkerben (7,8,9) und das andere Seitenteil (5) eine Rastkerbe aufweist.
4. Flachrohr-Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Seitenteile (4,5) mehrere Rastkerben (7,8,9 bzw. 10,11,12) aufweist.
5. Flachrohr-Wärmetauscher nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwischen zwei Rastkerben (7,8,9 bzw. 17,18,19,20) Schrägflächen (16) angeordnet sind, wodurch die Rastkerben (7,8,9 bzw. 17,18,19,20) zusammen mit den Schrägflächen (16) sägezahnförmig ausgebildet sind.
6. Flachrohr-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche
3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkerben (7,8,9 bzw. 10,11,12) in unterschiedlichen Abständen (s., s2, s3) von der Grundfläche des Seitenteils (4) angeordnet sind.
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ο Flachrohr-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkerben (17,18,19,20) in gleichem Abstand (s) von der Grundfläche des Seitenteils (4) angeordnet
8. Flachrohr-Wärmetauscher nach einem der Ansprüche
4 bis 7, dadurch gekennzeichne t , dass an beiden Seitenteilen (4,5) exakt gleiche Rastkerbenanordnungen (7,8,9 und 10,11,12) vorgesehen sind.
9. Flachrohr-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass ein U-förmlger Zuganker (21) vorgesehen ist, dessen Schenkel mit den hakenförmigen Enden (21') versehen sind, wobei ein Steg (22) der U-Form in der Rastkerbe eines Seitenteils (5) liegt, und die Enden (21') der Schenkel in Rastkerben des anderen Seitenteils (4) greifen.
Qo Flachrohr-Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass neben der ersten Rastkerbe (7,17) eine Aussparung (23) zum Einführen des hakenförmigen Endes (13',2I1) des Zugankers (13,21) angeordnet ist.
ic Flachrohr-Wärmetauscher nach einem der vorheryehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, dass der Zuganker (13,21) aus einem Stahl- oder Messingdraht besteht.
—4«,
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