DE3924180A1 - Fluid collection tank - is fastened onto end of tube bundle of heat exchanger - Google Patents

Abstract

The tank is esp. for a heat exchanger esp. for vehicles. It is fastened to one end of a bundle (7) of ribbed tubes (8). It is tubular (1), with an outer circumferential edge (5). It has a flat wall section (4) with openings (6), forming a fluid connection between tank and tube bundle. The openings are for sealed retention of the tube ends (12). USE/ADVANTAGE - More economical: standardised heat exchanger system for vehicles.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Flüssig­ keitssammelkasten, insbesondere für Wärmeaustau­ scher, besonders bei Kraftfahrzeugen.The present invention relates to a liquid collecting box, especially for heat build-up shear, especially in motor vehicles.

Derzeit gibt es zwei verschiedene Anordnungen von Flüssigkeitssammelkästen, von denen die eine aus einem Behälter besteht, der an einer der großen Flächen offen ist, und die andere aus einer rohrför­ migen Wand, die an den Enden durch zwei Böden ver­ schlossen ist.There are currently two different arrangements of Liquid collection boxes, one of which is made up of a container attached to one of the large ones Surfaces is open, and the other from a tubular wall, which ends at the ends through two floors is closed.

Diese verschiedenen Flüssigkeitssammelkästen sind dazu bestimmt, an wenigstens einem Ende eines Rip­ penrohrbündels angebracht zu werden, also entweder parallel zur Längsrichtung der Rohre und bei Anbrin­ gung an denselben durch Hartlötung, oder lotrecht zur gleichen Richtung bei Befestigung an den Rohren mit allen geeigneten Mitteln, wie z.B. durch mecha­ nische Montage, so daß ein Wärmeaustauscher ent­ steht.These are different liquid collection boxes destined to at least one end of a rip to be attached, so either parallel to the longitudinal direction of the pipes and when attached on them by brazing, or perpendicular in the same direction when attached to the pipes by any suitable means, e.g. by mecha African assembly, so that a heat exchanger ent stands.

Dazu sind die Rohrenden bei Flüssigkeitssammelkästen in Behälterform dicht angebracht und in einer Loch­ platte oder einem Sammler mit allen geeigneten Mit­ teln befestigt, wie z.B. durch Ausweitung der ge­ nannten Enden unter Einschaltung eines Dichtrings oder ohne einen solchen bzw. durch Hartverlötung der genannten Enden mit dem Sammler, wobei der genannte Sammler anschließend an der offenen Fläche des ge­ nannten Kastens angebracht und befestigt wird, wäh­ rend bei rohrförmigen Flüssigkeitssammelkästen die Enden der Rohre des Bündels dicht und unter Ein­ schaltung eines Dichtungsrings oder ohne einen sol­ chen in den Flüssigkeitssammelkasten durch Löcher hineinreichen, die in einem Teil der Rohrwandung des genannten Kastens vorgesehen sind und hier den Samm­ ler bilden.In addition, the pipe ends are with liquid collection boxes tightly attached in a container shape and in a hole plate or a collector with all suitable Mit  attached, e.g. by expanding the ge called ends with the engagement of a sealing ring or without such or by brazing the said ends with the collector, said Collector then on the open area of the ge named box is attached and secured, wäh rend in the case of tubular liquid collection boxes Ends of the tubes of the bundle tight and under on switching a sealing ring or without a sol holes in the liquid collection box reach into a part of the pipe wall of the mentioned box are provided and the collection here educate.

Die Anmelderin hat festgestellt, daß man je nach Art der Rohranbringung über beide Arten von Sammelkästen verfügen muß, entweder durch Einschaltung einer Lochplatte, oder direkt im genannten Kasten, während der Kasten im wesentlichen über das gleiche Rippen­ rohrbündel verfügt, welches auf Wunsch mit einem Sammelkasten in Behälterform oder einem rohrförmigen Sammelkasten versehen werden kann.The applicant has determined that depending on Art pipe installation via both types of collection boxes must have, either by engaging one Perforated plate, or directly in the box mentioned, while the box is essentially over the same ribs tube bundle, which with a Collection box in container form or a tubular Collection box can be provided.

Diese Notwendigkeit bringt eine komplizierte Verar­ beitung mit sich und setzt voraus, daß man über zwei Formen unterschiedlicher Fertigung verfügt, was eine Verteuerung der genannten Kästen bewirkt und einer Normierung der Bestandteile eines Wärmeaustauschers entgegensteht.This necessity is complicated processing with yourself and requires that you have two Forms of different manufacturing has what a Price increases of the boxes mentioned and one Standardization of the components of a heat exchanger opposes.

Die vorliegende Erfindung beseitigt diese Schwierig­ keiten, indem sie einen Flüssigkeitssammelkasten vorschlägt, der an einem Rippenrohrbündel angeordnet sein kann, und zwar ungeachtet der Art der Anbrin­ gung der Bündelrohre am genannten Kasten.The present invention overcomes this difficulty by placing a liquid collection box proposes that arranged on a finned tube bundle regardless of the type of attachment bundle tubes on the box mentioned.

Dazu ist der Flüssigkeitssammelkasten, insbesondere für einen Wärmeaustauscher, besonders für Kraftfahr­ zeuge, für die dichte Anbringung an wenigstens einem Ende eines Rippenrohrbündels bestimmt und dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Sammelkasten um einen rohrförmigen Kasten mit einer äußeren Umfangs­ kante handelt und daß der genannte Kasten wenigstens einen flachen Wandteil enthält, der mit Öffnungen versehen ist, die eine Flüssigkeitsverbindung zwi­ schen dem genannten Kasten und dem genannten Rippen­ rohrbündel gewährleisten.This is the liquid collection box, in particular for a heat exchanger, especially for motor vehicles for tight attachment to at least one Determined end of a finned tube bundle and thereby characterized that it is the collection box  a tubular box with an outer circumference edge and that the box mentioned at least contains a flat wall part with openings is provided, the liquid connection between between the box and the ribs Ensure tube bundles.

Dank dieser Anordnung kann dieser Sammelkasten so­ wohl an einem Rohrbündel angebracht sein, der mit einem Sammler versehen ist, als auch an einem Bündel ohne solchen.Thanks to this arrangement, this collection box can probably be attached to a tube bundle that with is provided to a collector, as well as on a bundle without such.

Die weiteren Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich beim Lesen der nachfolgenden Beschrei­ bung, worin auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgendes darstellen:The further advantages and features of the invention arise when reading the following description exercise, reference being made to the accompanying drawings is used, which represent the following:

Fig. 1 ist ein Teilschnitt, der den Flüssigkeits­ sammelkasten gemäß der Erfindung bei Anbringung an den beiden Arten von Rippenrohrbündeln zeigt. Fig. 1 is a partial section showing the liquid collection box according to the invention when attached to the two types of finned tube bundles.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, die eine Variante der Erfindung zeigt. Fig. 2 is a sectional view showing a variant of the invention.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linien A-A aus Fig. 2. FIG. 3 is a sectional view taken along lines AA in FIG. 2.

Die Fig. 1 zeigt einen Flüssigkeitssammelkasten 1 mit einer rohrförmigen Wand 2, die an den Enden durch flache Wände 3, 3′ verschlossen ist. Fig. 1 shows a liquid collection box 1 with a tubular wall 2 , which is closed at the ends by flat walls 3 , 3 '.

Die rohrförmige Wand 2 weist einen, hier flach aus­ geführten, Wandteil 4 auf, der sich von einem Punkt in Nähe eines der Enden 3 bis zu einem Punkt in Nähe des anderen Endes 3′ erstreckt und parallel zur all­ gemeinen Längsachse des von der rohrförmigen Wandung 2 gebildeten Hohlvolumens verläuft.The tubular wall 2 has a, here flat out, wall part 4 , which extends from a point near one of the ends 3 to a point near the other end 3 'and parallel to the general longitudinal axis of the tubular wall 2 formed hollow volume runs.

Der Flüssigkeitssammelkasten ist am Umfang mit einer vorspringenden äußeren Umfangskante 5 versehen, die hier im wesentlichen in der Verlängerung der flachen Wand 4 angeordnet ist. The liquid collection box is provided on the circumference with a projecting outer peripheral edge 5 , which is arranged here essentially in the extension of the flat wall 4 .

Wie aus Fig. 1 besser ersichtlich, besitzt die Wand 4 zylindrische Öffnungen 6, hier mit kreisförmigem Querschnitt, deren Funktion in der nachfolgenden Beschreibung erläutert wird.As better seen in FIG. 1 has the wall 4 of cylindrical openings 6, here circular cross-section, whose function is explained in the following description.

Dieser Flüssigkeitssammelkasten 1 eignet sich, wie bereits erwähnt, zur Anbringung an wenigstens einem Ende eines Bündels von Rohren 7 mit Rippen 8, die hier lotrecht zur Längsrichtung der genannten Rohre angeordnet und daran durch alle geeigneten Mittel befestigt sind, wie z.B. durch Hartlötung oder mechanische Montage, während die genannten Rohre von allgemein zylindrischer Form sind und in diesem Fal­ le einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.As already mentioned, this liquid collection box 1 is suitable for attachment to at least one end of a bundle of tubes 7 with fins 8 , which are arranged here perpendicular to the longitudinal direction of the said tubes and are attached thereto by all suitable means, such as, for example, by brazing or mechanical assembly , while the said tubes are generally cylindrical in shape and in this case have a circular cross-section.

Falls dieses Bündel von Rohren 7 mit Rippen 8 zur direkten Anbringung am Kasten 1 geeignet ist, insbe­ sondere an der Wandung 4, wie in der Figur durch I bezeichnet, so dient die flache Wand 4 als Lochplat­ te oder Sammler für die dichte Anbringung des Bün­ delendes.If this bundle of tubes 7 with fins 8 is suitable for direct attachment to the box 1 , in particular on the wall 4 , as indicated by I in the figure, the flat wall 4 serves as a perforated plate or collector for the tight attachment of the well delendes.

Dazu ist die Außenseite 9 der Wand 4 auf an sich bekannte Weise mit einem Elastomermantel oder einer Abdichtung 10 versehen, die zylindrische Muffen 11 aufweist, welche lotrecht überstehen und zur Einfüh­ rung in die Öffnungen 6 der Wand 4 geeignet sind.For this purpose, the outside 9 of the wall 4 is provided in a manner known per se with an elastomer jacket or a seal 10 which has cylindrical sleeves 11 which protrude perpendicularly and are suitable for introduction into the openings 6 of the wall 4 .

Sobald dieser Mantel mit den entsprechenden Muffen an seinem Platz ist, werden die kreisförmigen Enden 12 der Rohre 7, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Öffnungen 6, jedoch etwas größer als der Innendurchmesser der Muffen 11, in die ge­ nannten Muffen hineingedrückt, die in den genannten Öffnungen angeordnet sind, und zwar bis in eine vor­ her festgelegte Position, so daß eine dichte Verbin­ dung zwischen dem Flüssigkeitssammelkasten 1 und den Enden der genannten Rohre gewährleistet ist.As soon as this jacket with the corresponding sleeves is in place, the circular ends 12 of the tubes 7 , the diameter of which is smaller than the diameter of the openings 6 , but somewhat larger than the inner diameter of the sleeves 11 , are pressed into the sleeves mentioned are arranged in the said openings, namely in a before fixed position, so that a tight connec tion between the liquid collection box 1 and the ends of the said pipes is guaranteed.

Dieser gleiche Flüssigkeitssammelkasten mit den gleichen Abmessungen der Öffnungen 6 kann unverän­ dert am Ende eines Bündels von Rohren 7 mit Rippen 8 angebracht werden, welches in der Figur durch II gekennzeichnet ist und im wesentlichen die gleichen Rohre und Rippen wie weiter oben beschrieben ent­ hält.This same liquid collection box with the same dimensions of the openings 6 can unchanged be attached to the end of a bundle of tubes 7 with fins 8 , which is characterized in the figure by II and holds essentially the same tubes and fins as described above ent.

Wie aus der Figur besser ersichtlich, weist dieses Bündel von Rohren 7 mit Rippen 8 in Nähe des Endes eine Lochplatte oder einen Sammler 20 auf, der sich von der Platte 4 des Kastens 1 unterscheidet und am genannten Bündel auf dichte Weise in Nähe der Enden 21 der Rohre 7 durch alle geeigneten Mittel befe­ stigt ist, wie z.B. durch Hartlötung, wie in der Figur dargestellt.As can be seen more clearly from the figure, this bundle of tubes 7 with fins 8 near the end has a perforated plate or collector 20 which differs from the plate 4 of the box 1 and on the said bundle in a tight manner near the ends 21 the tubes 7 are attached by any suitable means, such as by brazing, as shown in the figure.

Dieser Sammler 20 ist am Kreisumfang mit einer Rille 22 versehen, die in der Richtung, die der Richtung der Rippen 8 entgegengesetzt ist, offen ist und im wesentlichen die gleichen Abmessungen aufweist wie die Kante 5 des Kastens 1, wobei der Sammler in Höhe der Verbindung zu den Rohren 7 Bundelemente 23 auf­ weist, die lotrecht zum genannten Sammler überstehen und zu den Rippen 8 des Rohrbündels hin gerichtet sind.This collector 20 is provided on the circumference with a groove 22 which is open in the direction opposite to the direction of the ribs 8 and has essentially the same dimensions as the edge 5 of the box 1 , the collector at the level of the connection to the tubes 7 has collar elements 23 which protrude perpendicularly to the collector mentioned and are directed towards the ribs 8 of the tube bundle.

Nach Einlegen eines Dichtungsrings 24 in die Rille 23 des Sammlers 20 wird der Flüssigkeitskasten 1 in der Nähe des Endes des Rohrbündels 7 mit Rippen 8 auf eine solche Weise angebracht, daß sich die äuße­ re Umfangskante 5 des genannten Kastens im Innern der Rille 23 befindet und auf der Dichtung 24 auf­ liegt und daß die Enden 21 der Rohre 7 sich mit den Öffnungen 6 decken und in diese hineinreichen, so daß zwischen den Rändern der genannten Öffnungen und dem Außenumfang der genannten Rohre ein Raum beste­ hen bleibt.After inserting a gasket 24 into the groove 23 of the collector 20 of the fluid box 1 in the vicinity of the end of the tube bundle 7 with ribs 8 is mounted in such a manner that top of the outer re peripheral edge 5 is of said box in the interior of the groove 23 and lies on the seal 24 and that the ends 21 of the tubes 7 coincide with the openings 6 and extend into them so that a space remains between the edges of the said openings and the outer circumference of the said tubes best hen.

Der Sammler 20 wird dann dicht an der Kante 5 des Kastens 1 durch einen Stab 25 befestigt, wodurch einerseits die Dichtung 24 zwischen der Kante 5 und dem Boden der Rille 23 zusammengedrückt und anderer­ seits der Sammler 20 fest mit dem Kasten 1 verbunden wird.The collector 20 is then fastened to the edge 5 of the box 1 by a rod 25 , whereby on the one hand the seal 24 between the edge 5 and the bottom of the groove 23 is compressed and on the other hand the collector 20 is firmly connected to the box 1 .

Aufgrund dessen entsteht, nachdem die Dichtheit rund um den Kasten 1 durch Zusammendrücken der Dichtung gewährleistet ist, eine dichte Verbindung zwischen den Enden der Rohre 21 und dem genannten Kasten, in diesem Falle infolge des Durchtritts der Flüssigkeit durch den Raum, der zwischen den Rohren und den Öff­ nungen 6 besteht.As a result, after the tightness around the box 1 is ensured by compressing the seal, a tight connection between the ends of the tubes 21 and the said box, in this case due to the passage of the liquid through the space between the tubes and the openings 6 there .

Dank dieses Flüssigkeitssammelkastens 1 besteht daher die Möglichkeit, an beiden Arten von Rippen­ rohrbündeln, einem mit Sammler und einem ohne Samm­ ler, den gleichen Kasten anzubringen.Thanks to this liquid collection box 1, it is therefore possible to install the same box on both types of fins, one with collector and one without collector.

Die Fig. 2 und 3 zeigen eine besondere Ausfüh­ rungsart der Erfindung, bei der die Enden der Rohre, die in die an der flachen Wandung vorgesehenen Öff­ nungen eindringen, eine andere Querschnittsform auf­ weisen als das weiter oben beschriebene Rohrbündel, welches in Fig. 1 durch II bezeichnet ist, sowie einen im wesentlichen unterschiedlichen Sammler. Figs. 2 and 3 show a special exporting DAtIoN of the invention in which the ends of tubes which penetrate voltages in the space provided on the flat wall Publ a different cross-sectional shape to have, as the above-described tube-bundle, which in Fig. 1 is designated by II, and a substantially different collector.

Dieses Bündel enthält, wie weiter oben beschrieben, einen Sammler 20, der mit einer am Umfang verlaufen­ den Rippe 22 versehen ist, die sich zur Aufnahme eines Dichtungsrings 24 eignet.As described further above, this bundle contains a collector 20 which is provided with a rib 22 which extends around the circumference and is suitable for receiving a sealing ring 24 .

Dieser Sammler ist für die dichte Anbringung an Roh­ ren 30 und insbesondere in Nähe von deren Enden 31 geeignet.This collector is suitable for the tight attachment to Roh ren 30 and in particular near the ends 31 thereof.

Wie aus Fig. 3 besser ersichtlich, haben diese Roh­ re einen länglichen Querschnitt mit zwei parallel laufenden Flanken 32, die miteinander durch halb­ kreisförmige Teile 33 verbunden sind, und sind in zwei Reihen entsprechend einer Richtung angeordnet, die orthogonal zur Längsrichtung des Kastens 1 ver­ läuft. As better seen in FIG. 3, these raw have re an elongated cross section with two parallel flanks 32, which are interconnected by semi-circular portions 33, and are arranged in two rows corresponding to a direction orthogonal ver to the longitudinal direction of the box 1 running.

Unter weiterer Bezugnahme auf Fig. 2 verlaufen die Rohre 30 und insbesondere deren Enden 31 dicht durch den Sammler 20 in den Bundelementen 34, die lotrecht im Verhältnis zum genannten Sammler überstehen und der Fläche 9 der Wand 4 zugewandt sind.With further reference to FIG. 2, the tubes 30 and in particular their ends 31 run tightly through the collector 20 in the collar elements 34 , which protrude perpendicularly in relation to the said collector and face the surface 9 of the wall 4 .

Bei dieser Anordnung des Sammlers 20 unterscheidet sich die Konfiguration der Öffnungen 6 von den zuvor beschriebenen Ausführungsarten.With this arrangement of the collector 20 , the configuration of the openings 6 differs from the previously described embodiments.

Tatsächlich sind die vorderen Abmessungen der beiden Bundreihen 34 so beschaffen, daß es praktisch schwierig ist, eine Öffnung 6 im Verhältnis zu jedem Ende 31 der Rohre 30 zu realisieren.In fact, the front dimensions of the two rows of collars 34 are such that it is practically difficult to create an opening 6 in relation to each end 31 of the tubes 30 .

Dazu ist vorgesehen, bei der Bearbeitung des Sammel­ kastens 1 in der Herstellungsform nur eines der Bau­ teile auszutauschen, wodurch Öffnungen von längli­ cher Form hergestellt werden können, deren Abmessun­ gen so beschaffen sind, daß die größte Abmessung größer ist als die vordere Abmessung von zwei Bund­ reihen 34 und daß die andere Abmessung größer ist als die Abmessung der Breite eines Bundelements.For this purpose, it is intended to exchange only one of the construction parts in the processing of the collecting box 1 in the manufacturing mold, whereby openings of oblong shape can be made, the dimensions of which are such that the largest dimension is greater than the front dimension of two Collar rows 34 and that the other dimension is larger than the dimension of the width of a collar element.

Bei der Anbringung des Sammelkastens 1 am Ende des Rohrbündels reichen somit die Bundelemente 34 und die Enden 31 in die Längsöffnungen 6 in einem Ab­ stand zu den Flanken der genannten Öffnungen hinein, wie bereits oben beschrieben, und diese Öffnungen gewährleisten nach dichter Anbringung der Kante 5 des Sammelkastens 1 in der Rille 22 des Sammlers eine dichte Verbindung zwischen dem Sammelkasten 1 und den Enden 31 der Rohre 30.When attaching the collecting tank 1 at the end of the tube bundle, the collar elements 34 and the ends 31 thus extend into the longitudinal openings 6 in a position from the flanks of the openings mentioned, as already described above, and these openings ensure after tight attachment of the edge 5 of the header 1 in the groove 22 of the header a tight connection between the header 1 and the ends 31 of the tubes 30th

Die vorliegende Erfindung beschränkt sich nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern schließt sämtliche Varianten ein.The present invention is not limited to the described embodiments, but includes all variants.

Insbesondere kann davon ausgegangen werden, daß die Kante 5 zur Befestigung aller Bestandteile des so gebildeten Austauschers dienen kann, wie z.B. der Traversen.In particular, it can be assumed that the edge 5 can be used to fasten all components of the exchanger thus formed, such as the crossbeams.

Claims (7)

1. Flüssigkeitssammelkasten, insbesondere für Wärme­ austauscher, besonders für Kraftfahrzeuge, bestimmt zur dichten Anbringung an wenigstens einem Ende eines Bündels (7) aus Rippenrohren (8), da­ durch gekennzeichnet, daß der Sammelkasten ein rohrförmiger Kasten (1), versehen mit einer äußeren Umfangskante (5), ist und daß der genannte Kasten wenigstens einen flachen Wandteil (4) enthält, der mit Öffnungen (6) versehen ist, welche eine Flüssigkeitsverbindung zwischen dem ge­ nannten Kasten und dem genannten Bündel herstellen.1. Liquid collection box, especially for heat exchangers, especially for motor vehicles, intended for tight attachment to at least one end of a bundle ( 7 ) of finned tubes ( 8 ), characterized in that the collection box is a tubular box ( 1 ) provided with an outer Circumferential edge ( 5 ), and that said box contains at least one flat wall part ( 4 ) which is provided with openings ( 6 ) which establish a fluid connection between said box and said bundle. 2. Sammelkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Öffnungen (6) um zylindrische Öffnungen handelt.2. Collection box according to claim 1, characterized in that the openings ( 6 ) are cylindrical openings. 3. Sammelkasten nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen zur dichten Aufnahme der Enden (12) der Rohre (7) geeignet sind.3. Collection box according to one of the preceding claims, characterized in that the openings for the tight reception of the ends ( 12 ) of the tubes ( 7 ) are suitable. 4. Sammelkasten nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der separate Sammler (20, 30), da das Bündel (7) mit Rippenrohren (8) dicht an einem separaten Sammler (20, 30) angebracht ist, dicht an der äußeren Um­ fangskante (5) befestigt ist, und daß die Enden (21, 31) der Rohre (7) in die Öffnungen (6) hineinrei­ chen. 4. Collection box according to one of claims 1 or 2, characterized in that the separate collector ( 20 , 30 ), since the bundle ( 7 ) with finned tubes ( 8 ) is attached close to a separate collector ( 20 , 30 ), tightly the outer peripheral edge ( 5 ) is fixed, and that the ends ( 21 , 31 ) of the tubes ( 7 ) in the openings ( 6 ) chen. 5. Sammelkasten nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (21, 31) in einem Abstand von den Rändern der Öffnungen (6) angeordnet sind.5. Collection box according to claim 4, characterized in that the ends ( 21 , 31 ) are arranged at a distance from the edges of the openings ( 6 ). 6. Sammelkasten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Öffnungen (6) um solche von länglicher Form handelt.6. Collection box according to claim 1, characterized in that the openings ( 6 ) are of elongated shape. 7. Sammelkasten nach einem der Ansprüche 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante (5) zur Befestigung der den Austauscher bildenden Teile dient.7. Collection box according to one of claims 1 or 4, characterized in that the edge ( 5 ) serves to fasten the parts forming the exchanger.