DE3728969A1

DE3728969A1 - Waermetauscher mit lamellenrippen

Info

Publication number: DE3728969A1
Application number: DE19873728969
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hesse
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1987-08-29
Filing date: 1987-08-29
Publication date: 1989-03-09
Also published as: DE3870102D1; EP0305665B1; EP0305665A1; US5117905A; DE8717766U1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit Lamellenrippen, die durch ausgeformte Kragen der Lamellenrippen im Abstand voneinander und parallel zueinander gehalten sind und die in Durchzügen der Kragen von parallel zueinander verlaufenden Rohren durchdrungen sind, wobei jeweils der Innendurchmesser des Durchzugs an den Außendurchmesser des Rohrs angepaßt ist und am Außenumfang des Rohres mindestens teilweise anliegt.

Bei solchen Wärmetauschern sind die ausgeformten Kragen der Lamellen zur Sicherstellung des Abstands derselben voneinander in der Lamellenfläche verteilt angeordnet. Dies bewirkt zwar eine gute Durchwirbelung der durch den Wärmetauscher hinduchströmenden Kühlluft bedingt aber auch einen entsprechenden Durchströmwiderstand. Ein solcher ist aber insbesondere bei den langsamen Fahrgeschwindigkeiten von Fahrzeugen im Stadtverkehr unerwünscht. Soll für die Lamellenrippen zur Erhöhung der Festigkeit ein härteres Material verwendet werden, so neigen die Ränder der ausgeformten Kragen, zum Reißen, da die Verformungsfähigkeit des Materials höherer Festigkeit überfordert ist. Risse in den Lamellenrippen stören den Wärmefluß, erhöhen den Durchströmungswiderstand, fördern die Korrosion und vermindern dadurch die Lebensdauer des Wärmetauschers.

In Vermeidung der geschilderten Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß die einzelnen Lamellenrippen durch die Kragen möglichst exakt auf Abstand gehalten werden, ohne daß die Kragen den Durchströmungswiderstand der Kühlluft erhöhen, wobei auch bei Verwendung von Werkstoffen höherer Festigkeit eine Rißbildung im verformten Material sicher vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß am durchgezogenen Rand des Durchzugs am Umfang verteilt Zungen angeordnet sind, daß die freien Enden der Zungen in einem Winkel zum den Durchzug durchragenden Rohr abgewinkelt sind und daß diese abgewinkelten Zungen Distanzanlageflächen für die anschließende parallele Lamellenrippe abgeben. Damit wird durch die Distanzanlageflächen neben der exakten Abstandseinhaltung gleichzeitig noch durch die Berührungsflächenvergrößerung im Rohrbereich die Wärmeleitung verbessert. Die Zwischenräume zwischen den Lamellenrippen sind sonst frei von Distanzhaltern, so daß die Kühlluft mit optimal geringem Durchströmwiderstand durchstreichen kann.

Eine variable Rippenteilung kann dadurch erreicht werden, daß die Zungen in einem Winkel unter 90° abgewinkelt werden, z.B. um 45°. Dann wird der Abstand der Lamellenrippen größer als bei einer Abwinklung von 90°.

Ein besonders exakter Lamellenabstand kann dadurch erreicht werden, daß der Abstand der Distanzanlageflächen von der Lamellengrundfläche durch ein Kalibrierpressen bei allen Distanzanlageflächen der Lamellenrippe gleich gemacht wird.

Dadurch, daß in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser die Anzahl der angeordneten Zungen bei größerem Rohrdurchmesser größer ist als bei kleinerem Rohrdurchmesser, kann die erforderliche Verformung optimal niedrig gehalten werden, so daß auch bei der Verarbeitung von Lamellenrippenwerkstoffen höherer Festigkeit keine Rißbildung auftritt.

Zur Erzielung möglichst großer Anlageflächen für den Wärmeübergang am das den Wärmeträger führende Rohr ist die größte Außenabmessung der Ausstanzung vor dem Durchziehen kleiner als der Außendurchmesser des Rohrs. Beim Durchziehen entsteht dann ein zylindrischer Rand, an den sich die Zungen stirnseitig anschließen.

Zur Herstellung der Lamellenrippen für einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art werden die Lamellenrippen zuerst mit sternförmigen Ausstanzungen versehen, dann werden die Ränder dieser Ausstanzungen mit ihren durch die Sternform gebildeten Zungen um 90° mittels Durchziehstempeln verformt und anschließend werden die Zungen über mindestens einen wesentlichen Teil ihrer Länge zur Bildung der Distanzanlageflächen nach außen abgewinkelt.

Dadurch, daß die Zungen bei der Herstellung der Ausstanzung freigestanzt und dazu die Außenkontur der Ausstanzung sternartig ausgebildet ist, muß der Lamellenrippenwerkstoff beim Durchziehen zur Bildung des Kragens nicht sehr stark verformt werden, so daß auch härteres Rippenmaterial verwendet werden kann, um so Kühlerbeschädigungen im robusten Betrieb und bei Reinigungsarbeiten möglichst gering zu halten.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen anhand der beigefügten Zeichnungen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. In den beigefügten Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 eine Teildraufsicht auf eine Ausstanzung einer Lamellenrippe,

Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3, 4 den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellungen des zweiten Arbeitsschrittes nach dem Durchziehen des Rands der Ausstanzung,

Fig. 5, 6 den Fig. 1 und 2 bzw. 3 und 4 entsprechende Darstellungen des letzten Arbeitsgangs beim Herstellen der Lamellenrippen mit umgebogenen Zungen, wobei in Fig. 6 das einen Wärmeträger führende Rohr eingezeichnet ist und

Fig. 7 bis 11 den Fig. 1 bis 6 entsprechende Darstellungen einer anderen Ausführungsform mit kleinerer Ausstanzung und entsprechend weniger am Umfang der Ausstanzung angeordneten Zungen.

Für alle entsprechenden Teile werden in der nachfolgenden Beschreibung die gleichen Bezugszeichen verwendet.

In der nur partiell in Draufsicht in Fig. 1 dargestellten Lamellenrippe 1 aus Blech ist eine etwa sternförmige Ausstanzung 2 mit am Umfang verteilten Zungen 3 eingebracht. Im Durchziehverfahren ist dann der Randbereich der Ausstanzung 2 mit den Zungen 3 gemäß den Fig. 3 und 4 durchgezogen und bildet so einen in den Ausführungsbeispielen kreisrunden Durchzug 2′ mit einem zylindrischen Teil 4, an den sich die Zungen 3 fluchtend anschließen. Die Zungen 3 selbst werden anschließend gemäß den Fig. 5 und 6 über einen wesentlichen Teil ihrer Länge um 90° abgewinkelt, wobei durch ein Kalibrierpressen der Abstand 5, der durch die Abwinkelung gebildeten Distanzanlageflächen 6 von der Lamellengrundfläche 7 bei allen so gebildeten Kragen 8 der Lamellenrippen gleich gemacht wird.

Die so hergestellten Lamellenrippen 1 werden dann auf parallel zueinander verlaufende Rohre parallel zueinander zur Bildung des Wärmetauschers angeordnet. Durch die Distanzanlageflächen 6 werden die einzelnen Lamellenrippen 1 in gleichem Abstand voneinander gehalten, wobei der Außendurchmesser 10 des Rohrs 9 dem Innendurchmesser 11 des Kragens 8 entspricht. Durch Aufweitung der Rohre 9 wird zur Erzeugung eines guten Wärmeübergangs ein Preßsitz erzeugt.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 bis 6 weist die Ausstanzung 2 sechs Zungen 3 auf, während beim in den Fig. 7 bis 11 dargestellten Ausführungsbeispiel für Lamellenrippen 1 mit Rohren 9 mit kleinerem Durchmesser bei jeder Ausstanzung 2 nur drei Zungen 3 vorgesehen sind. Im Prinzip ist aber die Gestaltung entsprechend der Ausführungsform der Fig. 1 bis 6 so, daß sich eine nähere Beschreibung hier erübrigt.

Claims

1. Wärmetauscher mit Lamellenrippen (1), die durch ausgeformte Kragen (8) der Lamellenrippen (1) im Abstand voneinander und parallel zueinander gehalten sind und die in Durchzügen (2′) der Kragen (8) von parallel zueinander verlaufenden Rohren (9) durchdrungen sind, wobei jeweils die Innendurchmesser des Durchzugs (2′) an den Außendurchmesser des Rohrs (9) angepaßt ist und am Außenumfang des Rohrs (9) mindestens teilweise anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß am durchgezogenen Rand des Durchzugs (2′) am Umfang verteilt Zungen (3) angeordnet sind, daß die freien Enden der Zungen (9) in einem Winkel zum den Durchzug (2′) durchragenden Rohr (9) abgewinkelt sind und daß diese abgewinkelten Zungen (9) Distanzanlageflächen (6) für die anschließende Lamellenrippe (1) abgeben.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der abgewinkelten Zungen (9) gegenüber dem Rohr (9) 90° beträgt.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (5) der Distanzanlageflächen (6) von der Lamellengrundfläche (7) durch ein Kalibrierpressen bei allen Distanzanlageflächen (6) der Lamellenrippe (1) gleich ist.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser die Anzahl der angeordneten Zungen (3) bei größerem Rohrdurchmesser größer ist als bei kleinerem Rohrdurchmesser.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die größte Außenabmessung der Ausstanzung (2) vor dem Durchziehen kleiner ist als der Außendurchmesser (10) des Rohrs.

6. Verfahren zur Herstellung der Lamellenrippe (1) für einen Wärmetauscher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellenrippen (1) mit sternförmigen Ausstanzungen (2) versehen, dann die Ränder dieser Ausstanzungen (2) mit ihren durch die Sternform gebildeten Zungen (3) um 90° mittels Durchziehstempeln zu Kragen durchgezogen und anschließend die Zungen (3) über mindestens einen wesentlichen Teil ihrer Länge zur Bildung der Distanzanlageflächen (6) nach außen abgewinkelt werden.