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Kühler, insbesondere für Kühlanlagen von Brennkraftmaschinen Kühler
werden durch Einlöten oder Einschweißen von Rohren und Lamellen zwischen den Wasserkammern
hergestellt. Für die Verwendung für Brennkraftmaschinenanlagen im Flugzeug sind
die aus Schwermetall bestehenden Kühler wegen ihres hohen Gewichtes schlecht geeignet.
Es wurde deshalb versucht, das Schwermetall durch Leichtmetall zu ersetzen, um eine
Sparstoff- und Gewichtsersparnis zu erzielen. Diese Versuche sind an der großen
Schwierigkeit gescheitert, Leichtmetalle korrosionsfest zu löten und zu schweißen:
Es wurde auch gorgeschlagen, Kühlerröhrchen aus Leichtmetall durch Walz- oder Preßverfahren
in den Wasserkammern zu befestigen. Bei solchen Kühlern ist es aber nicht möglich,
eine möglichst große Kühlfläche auf einem kleinen Raum unterzubringen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun einen Kühler aus Leichtmetall,
der ohne Anwendung von Schweiß- und Lötverfahren hergestellt wird und die Forderung
erfüllt, eine große Kühlfläche auf kleinem Raum bei niedrigem Gewicht unterzubringen.
Es kommen dünnwandige Metallrohre zur Verwendung, die nach Verarbeitung zu Austauschblöcken
zusammengesetzt werden. Der erfindungsgemäße Kühler besitzt im mittleren Teil flachgedrückte
Kühlerröhrchen. Die in den Kühlerkammern zu befestigenden kurzen Stücke der Rohrenden
sind auf einen kleineren Durchmesser verjüngt unter gleichzeitiger Wandstärkenerhöhung.
Durch diese Maßnahme
wird erreicht, daß der Kühler bei eine geringsten
Rohrzahl und. damit Herstellungs zeit die größte Kühlfläche auf kleinstem Raurr,
besitzt. Die Rohrzahl auf einen bestimmter: Raum ist durch die Teilung im Rohrboden
gegeben. Im Vergleich zu den eingezogenem Röhrchen würde man bei nichteingezogenen
und flachgedrückten Röhrchen bei der gleichen Teilung im Rohrboden nur etwa die
Hälfte an Kühlfläche unterbringen wie bei den erfindungsgemäßen Röhrchen. Es ist
aber zur Erzielung eines möglichst ,geringen Luft- und Stirnwiderstandes des Flugzeuges
erforderlich, auf möglichst kleiner Stirnfläche eine möglichst große Kühlfläche
unterzubringen.
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Durch das Einziehen der Kühlröhrchen ist es möglich, außerordentlich
dünnwandige Röhrchen zu verwenden, da durch das Einziehen stets eine geringe Wandstärkenverdickung
erfolgt, die aber ausreicht, um das Röhrchen mit genügender Festigkeit am Rohrboden
durch ein Walz- oder Preßverfahren zu befestigen.
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Die Herstellung der Kühlerröhrchen erfolgt derart, daß dünnwandige
Metallrohre von verhältnismäßig großem Durchmesser an ihren Enden durch Ziehen auf
einen wesentlich geringeren Durchmesser unter gleichzeitiger Erhöhung der Wandstärke
verjüngt werden und anschließend er dünnwandige Teil des Rohres mit dem großen Durchmesser
flachgedrückt wird. Es entsteht so ein Wärmeaustauschrohr von großer Oberfläche
bei verhältnismäßig kleinem Durchflußquerschnitt und bei der Verwendung von Leichtmetall
von geringem Gewicht. Die so erhaltenen Rohrkörper werden mit einem besonderen Werkzeug
in den Rohrböden in bekannter Weise befestigt.
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In der Zeichnung sind die Herstellungsstufen für die Kühlerröhrchen
und ein Kühler dargestellt. Es zeigen: Abb. i das Ursprungsrohr, Abb. 2 die eingezogenen
Rohrenden, Abb. 3 das eingezogene und flachgedrückte Rohr, Abb. q. die zugehörige
Seitenansicht, Abb. 5 einen aus den Rohren zusammengesetzten Kühler, Abb. 6 die
Anordnung :der Rohre im Grundriß, Abb. ; weitere Rohrformen.
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Aus dem dünnen, glatten Rohr a wird durch Einziehen der Rohrenden
b eine Erhöhung der Wandstärke an den Enden erzielt. Der nächste Bearbeitungsvorgang
ist das Flachdrücken des Rohres a zwischen den beiden eingezogenen Rohrenden. Wenn
z. B. als Ausgangsstück ein Aluminiumrohr von i o mm Außendurchmesser und o,5 mm
Wandstärke gewählt wird, so wird an den Enden auf 6 mm Außendurchmesser uni i mm
Wandstärke eingezogen. Nach den Drückern in eine flache Form hat der flach, a1 bei
der Ausführungsart als Kühler di, t enabmessungen 16 2 mm bei einen = ten Querschnitt
von 15 -; i mm.
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Der aus den Rohren a zusammengesetzt Kühler gemäß Abb. 5 ist nach
der Erfindung lötlos hergestellt. Er besitzt eine geringe Bau größe und trotzdem
eine große Kühl- odc: Austauschfläche, um eine gute Kühlung zi gewährleisten. Zwischen
den Wasserkam mern iz, o sind die Rohre a angeordnet. Di< Wasserkammern it, o
werden mit Flanschen an den Rohrböden c. befestigt und sind durcl Anker g gegeneinander
abgestützt. Die Anker er werden nicht ganz starr, sondern mi: einer gewissen Nachgiebigkeit
ausgeführt, die der verhältnismäßig großen Wärmedehnung bei Leichtmetallrohren Rechnung
trägt. Werden, wie im Beispiel, die Röhrchen a mit verhältnismäßig großer Länge
ausgeführt, so treten beim Anblasen mit hohen Luftgeschwindigkeiten :angefachte
Schwingungen der Röhrchena auf, was starken Lärm verursacht und die Lebensdauer
der Röhrchen herabsetzt. Um diese Störung zu verhindern, werden nachgiebige Halterungsstreifen
r zwischen die Röhrchen gesteckt, die die Röhrchen a seitlich gegeneinander abstützen
und schwingungsdämpfend wirken.
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In der Abb.6, die verschiedene Rohrformen in Netzen angeordnet zeigt,
ist ein Halterungsstreifen r dargestellt, der im Beispiel aus einem Stahldraht mit
darübergezogenenn Gummi besteht, jedoch auch aus anderem Stoff bestehen kann. Die
Röhrchenform s ist auch seitlich steif genug, um ein Schwingen zu vermeiden, doch
ist diese Form schwieriger zu bilden als das einfache Flachrohr a.
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Das beschriebene Verfahren gestattet dem Bekannten gegenüber die Herstellung
von Wärmeaustauschern, Kühlern u. ä wärmetechnischen Einrichtungen durch rein mechanische
Verbindungen, die weder Gefahren der Korrosion noch geringer Festigkeit ausgesetzt
sind. Die Druckfestigkeit derartiger Leichtmetallkühler ist höher, als sie bei den
mit Weichlötung zusammengesetzten Schwermetallkühlern ist; dabei ist die Herstellung
einfacher. Da nur unmittelbare Kühlflächen vorhanden sind, werden die Kühler trotz
einer Wandstärke der Aluminiumröhrchen von o,5 mm leichter als jede Schwermetallkühlerbauart,
bezogen auf gleiche Leistung. Bei gleicher Festigkeit wiegt ein erfindungsgem;if;
hergestellter Kühler mit o,5 mm Wandstärke: der Röhrchen 700,'o von dem eines weich
gelöteten Schwermetallkühlers; das bedeutet, daß bei einem zeitgemäßen Flugzeug,
in dem die üblichen Kühler für Wasser und 01 zusummen
z
r 6 kg wiegen, jetzt 65 kg an Gewicht und rund 200 kg an Sparmetall eingespart
werden können.