DE4232376A1 - Wärmetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher, der im Oberbe­ griff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung. Aus EP-A-0 284 463 ist ein Wärmetauscher bekannt, bei dem die Enden der Wärmetauscherrohre in Öffnungen des Rohrbodens aufgenommen sind. Hierzu ist der Rohrbo­ den mit einer im wesentlichen als Platte ausgebildeten Gummidichtung versehen, die zur Aufnahme der Rohrenden Gummihülsen besitzt, durch welche eine Abdichtung zwischen Rohr und Rohrboden erreicht wird. Ein auf den Rohrboden aufsetzbarer Wasserkasten besitzt eine Trenn­ wand, die sich in Richtung auf den Rohrboden erstreckt und im mon­ tierten Zustand einen zwischen den Rohrenden befindlichen Abschnitt der Gummidichtung gegen den Rohrboden drückt. Auf diese Weise um­ schließt der betreffende Abschnitt der Gummidichtung das freie Ende der Trennwand, wodurch eine Abdichtung der Kammern erreicht wird. Die bekannte Anordnung ist wegen der aufwendig gestalteten Gummi­ platte mit der Vielzahl von Hülsen, aufwendig in der Herstellung. Aus der DE-U-86 30 847 ist ein Wärmetauscher bekannt, bei dem die Enden der Wärmetauscherrohre direkt in Durchzügen des metallischen Rohrbodens aufgenommen und beispielsweise durch radiales Aufweiten befestigt sind. Bei einer solchen Ausführung bedeckt die Gummidich­ tung ebenfalls einen geringen Teil der Rohrbodenfläche, so daß die Wärmetauscherflüssigkeit unmittelbar mit dem Rohrboden in Berührung kommt. Ist bei einem solchen Wasserkasten eine Trennwand vorgesehen, so können bereits geringe Durchbiegungen des Rohrbodens zu einer spürbaren Undichtigkeit führen, wodurch zwar keine Flüssigkeit nach außen dringt, jedoch von einer in die andere Kammer innerhalb eines Wasserkastens treten kann.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen einfach aufge­ bauten und kostengünstig herstellbaren Wärmetauscher zu schaffen, bei dem auch im Falle von Rohrbodendurchbiegungen die Trennwand­ dichtheit gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Eine bevorzugte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß zwei parallele Dichtlippen vorgesehen sind, die jeweils am unteren Ende der seitlichen Begrenzung des Steges angeformt sind. Durch diese doppelten Dichtlippen wird nicht nur eine zweifache Ab­ dichtung erreicht, sondern wesentlich ist auch, daß jede Dichtlippe seitlich so ausweichen kann, daß sie vom Flüssigkeitsdruck im Was­ serkasten gegen die entsprechende Fläche des Rohrbodens gedrückt wird und dadurch die Dichtheit zusätzlich erhöht wird. Bei einer solchen Ausbildung ist es vorteilhaft, daß die Unterseite des Steges zwischen den Dichtlippen konkav geformt ist. Damit das untere Ende der Trennwand exakt in der Mitte des Steges positioniert ist und auch ein seitliches Verrutschen ausgeschlossen wird, ist es zweckmä­ ßig, daß die Oberseite des Steges eine längliche Vertiefung auf­ weist, in die die Trennwand eindringt. Die Vertiefung sollte dabei vorteilhafterweise schräg verlaufende Seitenwände besitzen, wobei der Winkel zwischen den Seitenwänden ca. 90° beträgt.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend an­ hand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Rohrboden;

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine als Dichtrahmen gestaltete Gummi­ dichtung;

Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 1;

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung der Einzelheit V in Fig. 1;

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Schnittes entlang der Linie VI-VI in Fig. 2;

Fig. 7 einen von der Trennwand gegen den Rohrboden gespannten Steg der Gummidichtung;

Fig. 8 und Fig. 9 eine alternative Ausführung zu Fig. 6 und Fig. 7.

Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen metallischen Rohrbo­ den 10, der entlang seines Umfangsrandes 11 eine nutförmige Vertie­ fung 12 besitzt. In regelmäßigen Abständen sind über die Länge des Rohrbodens verteilt Durchzüge 13 vorgesehen, die zur Aufnahme der Enden von Wärmetauscherrohren dienen. Während jeweils im Bereich zwischen den Durchzügen 13 eine Versteifungssicke 14 vorgesehen ist, besitzt ein Abschnitt 15 zwischen den seitlich der Mittelebene ange­ ordneten Durchzügen 13′ eine im wesentlichen ebene Form. Am Umfangs­ rand 11 sind hochstehende Blechstreifen 16 vorgesehen, die zur Ver­ bindung von Rohrboden und Wasserkasten mittels Bördelung dienen.

In Fig. 2 ist eine als rechteckiger Dichtrahmen 18 gestaltete Gummi­ dichtung 17 gezeigt, wobei in der Mitte der langen Seiten des Dichtrahmens 18 ein einstückig mit diesem hergestellter Steg 19 an­ geordnet ist. Dieser Steg 19 verläuft bei in die Vertiefung 12 ein­ gelegtem Dichtrahmen 18 entlang dem ebenen Abschnitt 15 zwischen den Durchzügen 13′.

Die Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2. Daraus ist ersichtlich, daß die Gummidichtung 17 im Bereich des Dichtrahmens 18 einen runden Querschnitt besitzt und der Steg 19 ge­ genüber der Dichtrahmenebene erhöht angeordnet ist. Auf die Quer­ schnittsform des Steges 19 wird später noch näher eingegangen.

In Fig. 4 ist der Schnitt durch den Rohrboden 10 entlang der Linie IV-IV in Fig. 1 in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Bezugszei­ chen stimmen mit denjenigen der Fig. 1 überein. Aus dieser Darstel­ lung ist ersichtlich, daß im Abschnitt 15 der Rohrboden 10 zwischen den Vertiefungen 12 vollständig eben ist. Durch Einwirkung mechani­ scher oder hydraulischer Kräfte kann es jedoch zu leichten Durchbie­ gungen in Richtung des ebenen Abschnitts 15 kommen, die ohne entsprechende Maßnahmen zu Undichtheiten führen würden. Zur Vermei­ dung von Undichtheiten infolge Durchbiegungen des Rohrbodens, dient der Steg 19 der Gummidichtung 17, gemäß Beschreibung in Fig. 2 und 3.

Aus den Fig. 5, 6 und 7 wird deutlich, wie die Trennwanddichtheit auf dem Rohrboden erzeugt wird. Dabei wird zunächst der in Fig. 6 vergrößert dargestellte Steg 19 der Gummidichtung auf die ebene Flä­ che des Abschnitts 15 in Fig. 5 aufgelegt. Aus der Darstellung in Fig. 6 wird deutlich, daß der Steg 19 eine Querschnittsform mit par­ allelen Seitenflächen 20 besitzt. An der Oberseite 21 ist eine läng­ liche Vertiefung 22 in Form einer sich entlang des Steges 19 er­ streckenden Nut vorgesehen, wobei die Vertiefung 22 schräg verlau­ fende Seitenwände 23 besitzt. Der Winkel α, in dem die Seitenwände 23 zueinander angeordnet sind, beträgt ca. 90°. Am unteren Ende der Seitenfläche 20 ist jeweils eine Dichtlippe 24 angeformt, die sich nach unten, d. h. in Richtung auf den Rohrboden, erstreckt. Zwischen den Dichtlippen 24 ist die Unterseite 25 des Steges 19 konkav ge­ formt, wobei die Höhe h der konkaven Form - bezogen auf die unterste Kante der Dichtlippen 24 - ca. 1 mm beträgt.

Nachdem die Gummidichtung 17 gemäß Fig. 2 und 3 in den in Fig. 1 dargestellten Rohrboden 10 eingelegt ist und sich somit der in Fig. 6 dargestellte Steg 19 auf dem ebenen Abschnitt 15 in Fig. 5 befin­ det, wird der - in der Zeichnung nicht dargestellte - Wasserkasten aufgesetzt. Dabei gelangt ein freies Ende 26 einer Trennwand 27 zur Anlage an dem Steg 19, und zwar im Bereich der Vertiefung 22. Das Ende 26 preßt somit den Steg 19 gegen den Rohrboden 10, wodurch die Dichtlippen 24 seitlich ausweichen. Wenn nun infolge von Durchbie­ gungen des Bodens, der Abstand zwischen dem ebenen Abschnitt 15 und dem vorderen Ende 26 der Trennwand 27 größer wird, so hebt im mitt­ leren Bereich der Steg 19 vom Rohrboden ab, wohingegen die Dichtlip­ pen 24 in dichtender Anlage an dem Rohrboden bleiben.

In den Fig. 8 und 9 ist eine alternative Ausführungsform zu den Fig. 6 und 7 gezeigt. Fig. 8 zeigt einen einfacher gestalteten Steg 28, dessen Oberkante 29 eben ist und an dessen Unterkante Dichtlippen 30 mit der dazwischen befindlichen konkaven Form 25 besitzt. Wie Fig. 9 zeigt, wird auch bei einem auf diese Weise gestalteten Steg 28 bei Aufdrücken der Trennwand 27, diese sich in die Oberkante 29 eindrüc­ ken, so daß dort eine Vertiefung 31 entsteht. Die Dichtlippen 30 weichen seitlich nach außen auf dem Rohrboden aus, so daß der Steg 28 großflächig zur Anlage kommt. Bei Durchbiegungen des Rohrbodens 10 wird durch die Dichtlippen 30 ebenso die Trennwanddichtheit ga­ rantiert, wie dies bei der Ausführung zu Fig. 7 der Fall ist.

Claims (6)

1. Wärmetauscher mit einer Vielzahl von Rohren, deren Enden durch mechanisches Fügen in einem Rohrboden (10) befestigt sind und mit mindestens einem Wasserkasten, der auf dem Rohrboden (10) befestigt und mittels einer sich entlang des Randes (11) des Rohrbodens (10) erstreckenden Gummidichtung (17) abgedichtet ist, und mit einer Trennwand (27) im Wasserkasten, die sich in Richtung auf den Rohrboden (10) erstreckt und in einen zwi­ schen den Rohrenden befindlichen Abschnitt der Gummidichtung (17) dringt, dadurch gekennzeichnet, daß die Gummidichtung (17) als Dichtrahmen (18) und der zwischen den Rohrenden be­ findliche Abschnitt der Gummidichtung (17) als Steg (19) aus­ gebildet ist, der sich zwischen zwei parallelen Seitenkanten des Rohrbodens (10) erstreckt und nur mit seinen Enden an dem Dichtrahmen (18) angebunden ist, und daß der Steg (19) auf seiner dem Rohrboden (10) zugewandten Seite mindestens eine, sich in Längsrichtung des Steges (19) erstreckende Dichtlippe (24, 30) aufweist, die von der Trennwand (27) an dem Rohrboden angedrückt wird und dabei seitlich zur Druckrichtung der Trennwand (27) ausweicht.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei parallele Dichtlippen (24, 30) vorgesehen sind, die je­ weils am unteren Ende der Seitenflächen (20) des Steges (19, 28) angeformt sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Steges (19, 28) zwischen den Dichtlippen (24, 30) konkav geformt ist.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe h der konkaven Form (25) - bezogen auf die unterste Kante der Dichtlippe (24, 39) - 0,5 mm bis 1,5 mm, vorzugsweise 1 mm beträgt.

5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (21) des Steges (19) eine längliche Vertiefung (22) aufweist, in die die Trennwand (27) eindringt.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (22) schräg verlaufende Seitenwände (23) aufweist, wobei der Winkel (α) zwischen den Seitenwänden (23) ca. 90° beträgt.