DE3121226A1

DE3121226A1 - Lochplatte fuer einen roehren-waermeaustauscher bei fluidumwaelzeinrichtungen

Info

Publication number: DE3121226A1
Application number: DE19813121226
Authority: DE
Inventors: Pierre 28400 Nogent le Rotrou Collgon
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1980-06-05
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1982-03-11
Also published as: FR2484071B1; FR2484071A1; US4360060A; IT1136636B; IT8122105A0; ES258866Y; ES258866U

Description

Lochplatte für einen Röhren-Wärmeaustauscher bei Fluid-

umwälzeinrichtungen

Die Erfindung betrifft eine Lochplatte für einen Röhren-Wärmeaustauscher bei Fluidumwälzexnrichtungen, die beispielsweise als Fluid eine Flüssigkeit umwälzen, und insbesondere eine Lochplatte nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Wärmeaustauscher sind bekannt, die beispielsweise als Kühler für Kühlkreisläufe bei Motorfahrzeugen verwendbar sind, und die ein Rippenrohr-Bündel aufweisen, in dessen Rippenrohren die Motorkühlflüssigkeit zirkuliert. Die Rippenrohre sind an wenigstens einem ihrer Enden mittels eines Sammlers abgestützt, der als Lochplatte ausgebildet ist, wobei in den Löchern bzw. Bohrungen die Rohrenden eingesetzt und abgedichtet gehalten sind. Auf dieser Platte ist ein Wasserkasten aufgesetzt, der wenigstens eine Einlaß- oder Auslaßleitung für die Flüssigkeit aufweisen kann und der mit seinen Rändern auf der Platte insbesondere mit Hilfe von Laschen bzw. Klammern oder aus der Platte gebogenen Rändern bzw. Dichträndern befestigt ist.

Die Lochplatte ist bisher eine ebene Metallplatte, die relativ dünn und im allgemeinen rechteckig ausgebildet ist.

Beim Unterdrucksetzen des Wärmeaustauschers und sogar beim Arbeiten des Wärmeaustauschers hat man festgestellt, daß der in dem Wasserkasten herrschende Druck dazu führen kann, daß sich das Mittelteil der Lochplatte durchbiegt. In einigen Fällen

ist die Durchbiegung bzw. Biegung sogar so stark, daß das Mittelteil der Platte zur Anlage auf den Endrippen der Rohre des Bündels kommen kann. Diese Biegung des Mittelteils der Lochplatte ist begleitet von einer Verschiebung der Winkelzone dieser Platte in Gegenrichtung. Unter diesen Bedingungen nehmen die den Winkelzonen der Lochplatte benachbarten Enden der Rohre den großen Teil der Verformungsbeanspruchungen auf, so daß die Gefahr besteht, daß die Dichtigkeit der Platte um die Enden dieser Rohre verlorengeht und der Wärmeaustauscher außer Betrieb gesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten den Verformungswiderstand der Lochplatte zu verbessern.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Hauptanspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Zu dem nach der Erfindung angestrebten Zweck schafft die Erfindung eine Lochplatte für einen Röhren-Wärmeaustauscher bei Fluidumwälzeinrichtungen, wobei die Rohrenden in die Löcher bzw. Bohrungen der Lochplatte eingesetzt und dicht gehalten sind. Diese Lochplatte zeichnet sich dadurch aus, daß die Platte allgemein gewölbt bzw. ausgebaucht oder durchgebogen ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Lochplatte in Richtung des Röhrenbündels des Wärmeaustauschers eingedrückt oder durchgebogen.

Da die Lochplatte eine Ausgangsdurchbiegung hat/ die der Durchbiegung entspricht, die die ebene Platte beim Unterdrucksetzen des Wärmeaustauschers erfährt, kann der Biegewiderstand der Lochplatte in überraschender Weise verbessert werden.

Man hat festgestellt, daß die Lochplatte nach der Erfindung den gleichen Biegewiderstand wie eine ebene Platte mit größerer Dicke oder einen besseren Biegewiderstand wie eine ebene Platte mit gleicher Dicke hat.

Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine Lochplatte nach der Erfindung,

Figuren 2 und 3 Schnittansichten längs den Linien II-II und III-III in Figur 1,

Figur 4 eine Draufsicht eines Ausschnitts einer Lochplatte gemäß einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung,

Figur 5 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie V-V in Figur 4, wobei die Lochplatte auf dem Röhrenbündel angebracht ist und den Wasserkasten des Wärmeaustauschers trägt,

Figur 6 eine Draufsicht eines Ausschnitts der Lochplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung,

Figur 7 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie VII-VII in Figur 6,

Figur 8 eine Figur 6 ähnliche Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform nach der Erfindung,

Figur 9 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie IX-IX in Figur 8,

Figur 10 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der Lochplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform nach der Erfindung, und

Figur 11 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie XI-XI in Figur 10.

Die schematisch in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Lochplatte nach der Erfindung ist eine dünne, etwa rechteckige Platte mit Rändern 2, die in Form eines U zum Anbringen eines Wasserkastens gebogen sind, dessen Ränder bzw. Dichtränder dicht in die in Form eines U gebogenen Ränder 2 einsetzbar sind.

Die Platte weist einen durchgebogenen bzw. gebogenen Mittelbereich 3 auf, in dem die Löcher bzw. Bohrungen 4 ausgebildet sind, die zur dicht schliessenden Aufnahme der Enden der Rippenrohre bestimmt sind, die den Hauptteil des Wärmeaustauschers bilden. Der Mittelbereich 3 ist über geneigte Flächen 5 mit den U-förmig gebogenen Rändern 2 an seinen Enden verbunden und der Mittelbereich 3 ist im wesentlichen eben. Diesseits der Enden 6 befinden sich

ebenfalls geneigte Ebenen 5, die mit den U-förmig gebogenen Rändern 2 verbunden sind.

Eine solche Lochplatte hält den dynamischen Drücken besser stand, die beim Betreiben des Wärmeaustauschers in dem Wasserkasten herrschen, und zwar besser als eine Lochplatte nach dem Stand der Technik, deren Mittelbereich etwa in der gleichen Höhe wie die Enden 6 liegt, und die Gefahr eines Lösens der in die Löcher 4 eingesetzten Rohre in der Nähe der geneigten Ebenen 5 ist im wesentlichen ausgeschaltet.

In Figur 4 ist ein Endahschnitt einer Lochplatte

10 gemäß einer Ausführungsform nach der Erfindung gezeigt, die aus einer dünnen, rechteckigen Metallplatte 11 ausgebildet ist, deren Ränder 12 in Form eines U (s. Figur 5) gebogen sind, um auf übliche Weise einen Wasserkasten 13 zu befestigen.

Die Platte 11 weist zwei parallele Längsreihen von Löchern 14 auf, die in Querrichtung paarweise ausgerichtet sind und deren senkrecht zur Platte

11 gekrümmten bzw. gebogenen Ränder zylindrische Bunde 15 bilden, die über die Platte auf der dem Wasserkasten 13 gegenüberliegenden Seite vorstehen.

Die Platte 11 ist auf ihrer gegenüberliegenden Fläche mit einer Folie 16 aus Kautschuk oder dergleichen überzogen, die eine Dichtungseinrichtung bildet.

Der Hauptteil des Wärmeaustauschers ist ein Rippenröhren-Bündel 19 von an sich bekannter Bauart, wo-

bei die Enden der Rippenrohre wenigstens eine Aufweitung oder Erweiterung oder sogar eine Doppelaufweitung 20, 21 haben, wie dies bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Diese Aufweitung oder diese Doppelaufweitung ermöglicht, daß das Rohrende 18 dicht in ein Loch bzw. eine Bohrung 14 der Platte 11 eingesetzt werden kann, wobei die Dichteinrichtung 16 in Höhe jedes Loches einen zylindrischen Rohrbund 22 bildet, der eng anliegend zwischen dem zylindrischen Bund 15 jedes Lochs der Platte und der Doppelaufweitung 20, 21 des jeweiligen Rohrs 18 angeordnet ist.

Die Lochplatte 11 ist im allgemeinen ausgebaucht bzw. gewölbt oder durchgebogen und weist eine Durchbiegung aut, die progressiv von ihren Rändern zum Mittelbereich größer wird, der als der Teil definiert werden kann, der alle Löcher 14 für die Montage der Rohrenden 18 mit Ausnahme von vier Löchern 14a in der Nähe der Ecken der Platte enthält. Vorzugsweise ist die Platte 11 auf der Seite der Bündel von Rohren 18, d.h. auf der dem Wasserkasten 13 gegenüberliegenden Seite durchgebogen.

Wie zuvor erwähnt, bewirkt der in dem Wasserkasten 13 herrschende dynamische Druck einerseits eine Verformung oder eine Durchbiegung der Platte 11, die geringer als bei einer ebenen Platte ist, und andererseits haben die Ecken der Platten 11 mit den Löchern 14A nicht die Tendenz, daß sie sich in Gegenrichtung, d.h. sich in Richtung des Wasserkastens verformen, wodurch vermieden wird, daß sich die in die Löcher 14A eingesetzten Endrohre lösen und der Wärmeaustauscher außer Betrieb gesetzt wird.

Bei dieser Ausführungsform sind die Flansche bzw. Bunde 15 der Löcher 14 von einer Ringwulst 25 umgeben/ die von einer Faltung bzw. Biegung der Platte 11 gebildet wird und deren Spitze in Höhe der nicht durchgebogenen Randteile der Platte 11 liegen. Die Wülste 25, die zwei zylindrische in Querrichtung nebeneinanderliegende zylindrische Bunde 15 umgeben, sind über einen ebenen Abschnitt 26 miteinander verbunden, der in derselben Höhe wie die Spitzen der Wülste liegt.

Die in den Figuren 6 und 7 gezeigte abgewandelte Ausfuhrungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Figuren 4 und 5 dadurch, daß die Spitzen der Wülste 25B, die die Bunde 15B der Löcher 14B der Platte HB umgeben und die in Höhe der nicht durchgebogenen Randteile der Platte 1TB liegen, wobei in Querrichtung zwei Wülste 25B ausgerichtet sind, miteinander über einen Abschnitt 26B verbunden sind, der tiefer als die Spitze der Wülste ausgebildet ist.

Die in den Figuren 8 und 9 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Figuren 6 und 7 dadurch, daß die Wülste 25C, die die Bunde 15C der Löcher 14C der Platte 11C umgeben, verbundgefaltet sind, was bedeutet, daß die Faltung der Platte 11C, die die jeweilige Wulst 25C bildet, auf dem Bund 15C angebracht ist.

Bei der in den Figuren 10 und 11 dargestellten Ausführungsform sind die Bunde 15D, die die Löcher 14D der Platte 11D begrenzen, ohne Ringwülste versehen.

Die Ausbildungsformen einer Lochplatte nach der Erfindung gemäß den Figuren 4 bis 9 ermöglichen, daß auf der Platte Rohre 18 angebracht werden können, die identisch wie jene ausgebildet sind, die auf einer ebenen Platte nach dem Stand der Technik angebracht sind. Die Ausbildungsform nach den Figuren 10 und 11 ermöglicht hingegen, daß Rohre angebracht werden können, deren Aufweitungen an den Enden in einer Höhe entsprechend der Höhe der Bunde 15D angeordnet sind, wobei sich die Rohre daher von jenen Rohren unterscheiden, die in eine ebene Platte nach dem Stand der Technik eingesetzt werden können.

Allgemein gesprochen können die Bunde, die in einer Lochplatte nach der Erfindung die .Aufnahmelöcher für die Rohrenden des Wärmeaustauschers bilden, alle in derselben Hohe oder in unterschiedlichen Höhen liegen.

Leers erte

Claims

Patentiinu jlh
Stcinsdüffstr. 21-22 - D 8(KK) München 22 · Tel 089/229441 · Telex: OV222UH

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Lochplatte für einen Röhren-Wärmeaustauscher bei Fluidumwalzeinrichtungen

Patentansprüche:

^ Lochplatte für einen Röhren-Wärmeaustauscher bei.. Fluidumwälzeinrichtungen, bei der die Rohrenden in Löchern der Platte eingesetzt und dicht gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10; 11; 11B; 11C; 11D) im allgemeinen eine gewölbte bzw. ausgebauchte oder durchgebogene Form hat.
2. Lochplatte nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die von der Platte (10; 11; 11B; 11C; 11D) in bezug zu den nicht durchgebogenen Rändern (2, 12) gebildete Durchbiegung ausgehend von den Rändern zum Mittelteil (3) progressiv größer wird.

10100 - Z/He
3. Lochplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10; 11; 11B; 11C; 11D) auf der Seite der Bündel von Rohren (18) durchgebogen ist.
4. Lochplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ränder der Löcher zylindrische Bunde bilden, dadurch gekennzeichnet, daß"die Bunde (15) Spitzen aufweisen, die in derselben Höhe wie die nicht durchgebogenen Randteile der Platte (10; 11; 11B; 11C; 11D) liegen (Figuren 4 und 5).
5. Lochplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Ränder der Löcher zylindrische Bunde bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bunde (15B) Spitzen haben, die diesseits der nicht durchgebogenen Randteile der Platte (11B) liegen (Figuren 6 und 7).
6. Lochplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Spitzen der Bunde (15B) sich in derselben Höhe befinden.
7. Lochplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Spitzen der Bunde (15B) sich in verschiedenen Höhen befinden.
8. Lochplatte nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennz eichnet, daß die Bunde (15, 15B, 15C) von Ringwülsten (25, 25B, 25C) umgeben sind, die von Faltungen der

Platte gebildet werden und die die Spitzen bilden.
9. Lochplatte nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Wülste (25C) im Verbund gefaltet sind (Figuren 6 und 7)·
10. Lochplatte nach Anspruch 8, dadurch g e kennz eichnet, daß die Wülste (25, 25B) nicht im. Verbund gefaltet sind.
11. Lochplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennz eichnet, daß zwei in Querrichtung benachbarte Wülste (25, 25B, 25C) miteinander durch einen ebenen Abschnitt (26, 26B, 26C) verbunden sind.
12. Lochplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ebene Abschnitt (26; 26B; 26C) in derselben Höhe wie die Spitzen der Wülste (25, 25B; 25C) befinden.
13. Lochplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ebene Abschnitt (26B) diesseits der Spitzen der Wülste (25B) befindet (Figuren 6 und 7).
14. RÖhren-Wärmeaustauscher, insbesondere für einen Kühlkreislauf eines Motorfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß er wenigstens eine Lochplatte (10; 11; 11B;'11C; 11D) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.