CH616224A5

CH616224A5 - Heat exchanger.

Info

Publication number: CH616224A5
Application number: CH466977A
Authority: CH
Inventors: Alfred Wahl
Original assignee: Alusuisse
Priority date: 1977-04-14
Filing date: 1977-04-14
Publication date: 1980-03-14
Also published as: BE865910A; SE7804197L; FR2387430A1; IT1095961B; DE2810969A1; IT7822233A0

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher, insbesondere zur Anwendung im Motoren- und Maschinenbau, z. B. zur Kühlung von Motor- und Maschinenteilen, wobei der Wärmeaustauscher aus einem Gehäuse aus Metall sowie aus in demselben angeordneten Kühlrohren besteht, durch welche zum Wärmeaustausch mit dem die Rohre umgebenden flüssigen Medium eine Flüssigkeit in einem Kreislauf hindurchgefördert wird, und wobei im Gehäuse zwei in einem Abstand voneinander angeordnete Metall-Lochscheiben vorgesehen sind, in deren gegenüberstehenden Bohrungen jeweils ein Rohr eingesetzt und mit den Lochscheiben verbunden ist.

Das Gehäuse des Wärmeaustauschers besteht in bekannter Weise aus drei lösbar miteinander verbundenen Teilen, nämlich einem Bodenteil, einem zylindrisch geformten Zwischenteil sowie aus einem Deckteil. In dem Gehäuse sind je eine Metall-Lochscheibe zwischen dem unteren Ende des zylindrischen Zwischenteiles und dem Bodenteil sowie zwischen dem oberen Ende des zylindrischen Zwischenteiles und dem Deckteil angeordnet, wobei durch die Bohrungen der beiden Scheiben Rohre hindurchgeführt und entsprechend dem zur Anwendung gelangenden Metall entweder mit den Wandungen der Bohrungen verschweisst oder hartverlötet sind. Bekannt ist es weiterhin, zwischen den Wandungen der an den Scheiben angeordneten Bohrungen sowie den Aussenwandun-gen der Rohre Dichtungsringe einzusetzen.

Den bekannten Wärmeaustauschern der vorbezeichneten Art haften im wesentlichen der Nachteil an, dass die Herstellung derselben sehr aufwendig ist, da beispielsweise für die Massenfertigung solcher Wärmeaustauscher erhebliche Investitionskosten für Vorrichtungen zum Verschweissen oder Verlöten der Rohre mit den Scheiben erforderlich sind, welche den Stückpreis verhältnismässig hoch heraufsetzen. Auch die Anwendung von Dichtungsringen, beispielsweise O-Ringen, hat sich wegen des hierfür erforderlichen Aufwandes an Vorrichtungen zur Montage derselben an den zu dichtenden Stellen in der Praxis nicht als brauchbar erwiesen.

Bei den vorerwähnten Schweiss- und Lötverbindungen zwischen den Wandungen der Borhungen der Lochscheiben und den Rohren hat sich weiterhin als nachteilig erwiesen, dass die bei den Erwärmungen bis max. 150°C auftretenden Dilatationen - der Rohre einerseits sowie der Lochscheiben andererseits - von den Schweiss- oder Lötverbindungen erst mit Hilfe von verhältnismässig aufwendigen Konstruktionen aufgenommen werden können, um die hierdurch entstehenden Risse und/oder Undichtheiten an den betreffenden Stellen zu vermeiden.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher zu schaffen, mit welchem die den bekannten Wärmeaustauschern anhaftenden vorbeschriebenen Nachteile vermieden werden. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass mindestens die Wandungen der Bohrungen der beiden Metall-Lochscheiben mit einer aufvulkanisierten Schicht aus gummiartigem Material ausgekleidet sind, welche einer Klemmverbindung der Rohre mit den beiden Metall-Lochscheiben sowie einer Abdichtung von durch die beiden Lochscheiben hermetisch voneinander getrennten drei Kammern dient.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Darstellungsweise und zwar:

Fig. 1 eine Seitenansicht auf einen Wärmeaustauscher, teilweise geschnitten, und

Fig. 2 einen Schnitt durch den in der Fig. 1 gezeigten Wärmeaustauscher gemäss der Linie II-II in Fig. 1.

Gemäss den Fig. 1 und 2 besteht das Metallgehäuse 2 des Wärmeaustauschers 1 beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung und ist aus drei lösbar miteinander verbundenen Teilen, nämlich einem Bodenteil 3, einem zylindrisch geformten Zwischenteil 4 und einem Deckteil 5, zusammengesetzt.

Zwischen dem oberen Ende des zylindrisch geformten Zwischenteils 4 und dem Deckteil 5 einerseits sowie zwischen dem unteren Ende des zylindrisch geformten Zwischenteiles 4 und dem Bodenteil 3 andererseits ist jeweils in einer hierfür vorgesehenen ringförmigen Ausnehmung 6 eine Bohrungen 7 aufweisende Metall-Lochscheibe 8 eingesetzt. Die beiden Metall-Lochscheiben 8 sind mindestens im Bereich der Wandungen der Bohrungen 7 mit einer in einem Arbeitsgang aufvulkanisierten Schicht 9 aus gummiartigem Material ausgekleidet, welche einer Klemmverbindung der Rohre mit den beiden Metall-Lochscheiben 8 sowie einer Abdichtung der durch die beiden Metall-Lochscheiben 8 hermetisch voneinander getrennten Kammern 13 und 14 bzw. 14 und 15 dient.

Die ringförmige Ausnehmung 6 am Deckel 5 und dem Zwischenteil 4 einerseits sowie diejenige am Bodenteil 3 und dem Zwischenteil 4 andererseits sind derart ausgebildet, dass in diesen jeweils ein Dichtungsring 16, beispielsweise ein O-Ring, sowie die äusseren, ringförmigen Bereiche der beiden Metall-Lochscheiben 8, welche gemäss Fig. 1 auf einer Seite -in der gleichen Weise wie die Wandungen der Bohrungen 7 -mit einer aufvulkanisierten Schicht 9 aus gummiartigem Material ausgekleidet sind, aufgenommen werden können.

Durch die jeweils im unteren und oberen Bereich des Gehäuses 2 gegenüberstehenden, mit der Schicht 9 überdeckten Wandungen der Bohrungen 7 der Metall-Lochscheiben 8 ist ein Rohr 10 hindurchgeschoben, dessen Enden 11 und 12 konisch verjüngt sind und geringfügig über die untere und obere Lochscheibe 8 hinausragen. Die Innendurchmesser der Bohrungen 7, deren Wandungen mit der Schicht 9 überdeckt sind, sowie die Aussendurchmesser der Rohre 10 sind so bemessen, dass die Rohre durch die Bohrungen 7 hindurchgeschoben werden können und in der Endstellung gemäss Fig. 1 mit der Schicht 9 durch Reibungsschluss und Klemmung verbunden sind, wodurch diese Schicht 9 eine Dichtung zwischen s

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der Aussenwand eines Rohres 10 und der Wand einer der Bohrungen 7 der Lochscheiben 8 bildet.

Im fertig montierten Zustand ist das Gehäuse 2 des Wärmeaustauschers 1, wie bereits erwähnt, durch die beiden Metall-Lochscheiben 8 in drei Kammern geteilt, und zwar in eine obere Kammer 13, eine mittlere Kammer 14 und in eine untere Kammer 15. Die untere Kammer 15 ist mit der oberen Kammer 13 durch die Rohre 10 verbunden. Durch die mittlere Kammer 14, welche völlig hermetisch von der unteren Kammer 15 und der oberen Kammer 13 getrennt ist, strömt beispielsweise Öl, welches über einen am Zwischenteil 4 angeordneten Einlass 17 und Auslass 18 der mittleren Kammer 14 zugeführt bzw. von derselben abgeführt wird. Im oberen Deckteil 5 sind dagegen ein Einlass 19 und ein Auslass 20 für die Kühlflüssigkeit, wie beispielsweise Wasser, vorgesehen. Die Kühlflüssigkeit wird durch den Einlass 19 der oberen Kammer 13 zugeführt und von dieser durch eine vorbestimmte Anzahl von Rohren 10 in die untere Kammer 15 und von derselben wieder durch eine vorbestimmte Anzahl von Rohren 10 in die obere Kammer 13 geleitet. Dieser Vorgang wird beispielsweise bei einem bekannten Wärmeaustauscher mehrmals wiederholt, bevor das Öl nach erfolgtem Wärmeaustausch mit dem zu kühlenden flüssigen Medium wieder durch den Auslass 18 aus der mittleren Kammer 14 abgeführt wird.

Die Erfindung ist nicht nur auf das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. Es ist beispielsweise im Sinne der Erfindung auch möglich, nur die Wandungen der Bohrungen 7 mit einer aufvulkanisierten gummiartigen Schicht 9 zu überdecken sowie ferner die beschichteten Seiten der beiden Metall-Lochstreifen 8 nicht in der oberen und unteren Kammer 13 bzw. 15, sondern in der mittleren Kammer 14 anzuordnen, wenn dieses erwünscht ist.

Der erfindungsgemäss ausgebildete Wärmeaustauscher ist in vorteilhafter Weise aus einer korrosionsfesten Aluminiumlegierung herzustellen, wobei besonders auf die kostspieligen Vorrichtungen zum Elektronenstrahlschweissen verzichtet werden kann und wodurch sich der Wärmeaustauscher besonders gut für die Massenfertigung eignet.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Wärmeaustauscher, insbesondere zur Anwendung im Motoren- und Maschinenbau, z.B. zur Kühlung von Motor-und Maschinenteilen, wobei der Wärmeaustauscher aus einem Gehäuse aus Metall sowie aus in demselben angeordneten Kühlrohren besteht, durch welche zum Wärmeaustausch mit dem die Rohre umgebenden flüssigen Medium eine Flüssigkeit in einem Kreislauf hindurchgefördert wird, und wobei im Gehäuse zwei in einem Abstand voneinander angeordnete Metall-Lochscheiben vorgesehen sind, in deren gegenüberstehenden Bohrungen jeweils ein Rohr eingesetzt und mit der Lochscheibe verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die Wandungen der Bohrungen (7) der beiden Metall-Lochscheiben (8) mit einer aufvulkanisierten Schicht (9) aus gummiartigem Material ausgekleidet sind, welche einer Klemmverbindung der Rohre (10) mit den beiden Metall-Lochscheiben (8) sowie einer Abdichtung von durch die beiden Lochscheiben (8) hermetisch voneinander getrennten drei Kammern (13,14 und 15) dient.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seite der beiden Metall-Lochscheiben (8) und die Wandungen der Bohrungen (7) mit einer aufvulkanisierten Schicht (9) aus gummiartigem Material ausgekleidet sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Metall-Lochscheibe (8) aufvulkanisierte gummiartige Schicht (9) im Wärmeaustauscher zwischen den beiden Metall-Lochscheiben (8) und der inneren Gehäusewandung eine Dichtung bildet.