DE1551440C - Rohrenkuhler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Röhrenkühler mit Rohrboden, .die mit Kopfkammern dicht verbunden sind, wobei die Verbindung aus einem in das Innere der Kopfkammer vorspringenden Kopfkammerflansch, einer zwischen dem Kopfkammerflansch und dem Rohrbodenflansch angeordneten, aus elektrisch isolierendem und elastischem Werkstoff bestehenden Dichtung, einem auf der der Kopfkammer abgewandten Seite des Rohrbodenflansches angeordnete» losen Spannflansch, sowie den Spannflansch und den Kopfkammerflansch durchdringenden Spannschrauben bestellt.

Die 'Kopfkammern und Rohrböden bekannten Röhrenkühler bestehen oft aus verschiedenen Werkstoffen. Dabei ist stets mit dein Auftreten von Kontaktkorrosion zu rechnen. Um elektrolytischen Zerstörungen durch galvanische Ströme vorzubeugen, ist es bekannt, zwischen den beiden verschiedenen Metallen Kurzschlußvorrichtimgeii anzubringen (schweizerische Patentschrift 85 941). Die Erfindung geht aus von einer bekannten Dichtungsverbindung zwischen einem Kopfkaminerflansch und einem Rohrbodenflansch mit den eingangs genannten Merkmalen (britische Patentschrift 537 170), bei der die Spannschrauben den Spannflansch,-dun Rohrbodenflansch, eine Gummidichtung und den Kopfkaninierflansch durchgreifen. Somit ist keine Vorsorge gegen Kontaktkorrosion am Rolirbodenflansch getroffen. Ferner wird bei der bekannten Dichtung infolge der Anordnimg der Spannschrauben nicht ohne weiteres ein gleichmäßiges Anpressen der Dichtung erzielt. Andererseits ist es auch bekannt (deutsche Patentschrift 402 945), bei der Verspannung eines Rohrbodenflansches zwischen einem Kopfkaminerflansch und einem Gehäuseflansch die Spannschrauben außerhalb des Bereichs des Rohrbodenflansches anzuordnen. Mit dieser Maßnahme allein wird jedoch Kontaktkorrosion am Rolirbodenflansch nicht verhindert.

Demgegenüber liegt die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe darin, die Verbindung zwischen dem Kopfkaminerflansch und dem Rohibodenflansch so auszubilden, daß keine Koiitaktkorrosion auftreten kann und außerdem eine sichere Dichtwirkimg bei einfacher und zweckmäßiger Montage erzielt wird.

Diese Aufgabe ist ausgehend von dem bekannten Röhrenkühler der eingangs geschilderten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtung, im Querschnitt U-förmig, beide Seiten des Rohrbodenflansches umfaßt, Dichtung und Rolirbodenflansch in eine Uinfangsaiisnehmung des Kopfkammerflansches stellungsbestimnieiid eingreifen und die Spannschrauben außerhalb des Bereichs der Dichtung angeordnet sind, wobei der äußere Bereich des losen Spannflansches am Kopfkaminerflansch und sein innerer Bereich nur an der Dichtung anliegt.

Bei dieser Anordnung ist der Rohrboden von tier Kopfkammer sowie den Befestigimgsteilen, d. h. tier Spannschraube und dem losen Spannflansch, völlig getrennt, so daß Kontaktkorrosionen nicht aultreten können und Rohrboden und Kopfkammer aus verschiedenen Metallen hergestellt sein können, wobei man für die Kopfkammer Werkstoffe, beispielsweise Aluminium, verwenden kann, die sich für günstige 1 lerstellungsverfahren eignen.

Ferner kann sich beim Zusammenbau die Dichtung nicht aus ihrer ordnungsgemäßen Lage verschieben. Der Rolirbodenflansch bleibt gegenüber dem Kopfkammerflansch in einer ausgerichteten Lage. Eine gleichmäßige Spannung der Dichtung über den gesamten Umfang ist dadurch erzielt, daß der äußere Bereich des losen Spannflansches unmittelbar am Kopfkaminerflansch anliegt und die Stärke der Dichtung sowie des Rohrbodenflansches und der Ausnehmung im Kopfkammerflansch so gewählt ist, daß die Dichtung, durch den inneren Bereich des

ίο Spannflanschcs in dem erforderlichen Maße zusammengedrückt wird. Dabei kann die Dichtung auch nicht beschädigt werden und ist der Zusammenbau wesentlich vereinfacht.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung kann der Rohrboden zum Bilden des Rohrbodenflansches gegen die Kopfkammer hin abgekröpft sein. Diese Maßnahme ist an sich bekannt (britische Patentschrift 358 179). In dem betrachteten Zusammenhang ist jedoch die Ausbildung vorteilhaft, da die [Dichtung auch den abgekröpften Steg zwischen Rohrboden und Rolirbodenflansch umfassen kann und damit die Dichtwirkung vergrößert wird.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Uinfangsaiisnehmung des Kopfkummerflansches auf der Innenseite von einem Unifangsvorsprung begrenzt sein, der an einem Schenkelende der Dichtung anliegt. Auch durch diese Maßnahme wird die Dichtwirkung vergrößert und außerdem das Ausrichten des Rohrbodens beim Zusammenbaii erleichtert.

Es folgt nun in Verbindung mit der Zeichnung eine Beschreibung der Erfindung an Hand eines Ausführiingsheispicls. In der Zeichnung ist

F' i g. 1 ein Querschnitt durch den oberen Teil eines Röhrenkühlers mit Kopfkammer und Rohrboden,

F i g. 2 eine Teilansicht der Kopfkammer von unten gesehen.

Ein vorzugsweise aus Kupfer, Messing, oder einem ähnlichen Werkstoff bestehender Rohrboden Jl weist einen ebenen Abschnitt 33 auf, in dem die mit Kühlrippen 21 versehenen Röhren 19 durch Löten, Schweißen, oder ein ähnliches bekanntes Verfahren flüssigkeitsdicht angeordnet sind. Um den Umfang des ebenen Abschnitts 33 herum erstreckt sich ein Hingebogener Steg 35, an dem sich ein nach außen abgebogener Rolirbodenflansch 37 mit einer Außenkante 38 anschließt.

Eine Kopfkammer 39 ist flüssigkeitsdicht mit dein Rohrboden 31 verbunden. Die Kopfkammer bestellt aus einem länglichen aus geeignetem Werkstoff, wie /.. B. Aluminium, im Spritzgußverfahren hergestellten Flauptteil 41, das sich über die gesamte Breite ties Rohrbündel erstreckt. Das Haiiptteil 41 ist an beiden Enden durch je eine Kappe 43 abgeschlossen (Fig. 2). Es besteht keine Gefahr der Kontaktkorrosion, so daß Aluminium oder andere ähnliche Werkstoffe in Verbindung mit Rohrböden aus Kupfer oder Messing Verwendung finden können.
Die Kopfkammer 39 ist mit einem Anschlußflansch für die zu kühlende Flüssigkeit und mit einer tier Länge nach verlaufenden Zwischenwand 49 versehen, durch die zwei Kammern abgeteilt werden. ■ Durch tliese Zwischenwand wird der Wirkungsgrad des Kühlmittelunilaiifs zum Rohrbündel 13 verbessert und verhindert, daß das Kühlmittel nur durch einzelne Rohre des Rohrbündel strömt.

Die Zwischenwand 49 weist eine Anzahl von Öffnungen 51 auf, die einen Flüssigkeitsdurchlaß zwi-

sehen den beiden Kammern bilden und gestatten, daß das eingefüllte Kühlmittel unmittelbar in den Wärmeaustauscher gelangen kann. Wenn sich die Kühlmitteltemperatur erhöht und damit das Volumen des Kühlmittels zunimmt, dient die am Einfüllstutzen gelegene Kammer zur Aufnahme des vergrößerten Flüssigkeitsvolumens.

Wenn das Hauptteil 41 durch ein Spritzgußverfahren hergestellt wird, können gleichzeitig bei diesem Verfahren zwei Nuten 48 ausgebildet werden, die zur Aufnahme der Zwischenwand 49 dienen. Die Kopfkammer 39 ist durch die mit 55 bezeichnete Befestigungs- und Abdichtanordnung mit dem Rohrboden 31 verbunden.

Diese Befestigung weist eine einstückige, elastische, U-förmig ausgebildete Dichtung 57 auf, die auf den Rohrbodenflansch 37 aufgesetzt ist. Die Dichtung 57 besteht aus einem ersten Schenkel 59, der auf einer Seite des Rohrbodenflansches 37 liegt, sowie aus einem zweiten Schenkel 61, der an der gegenüberliegenden Seite dieses Flansches 37 anliegt. Beide Schenkel der Dichtung sind durch einen Steg 62 miteinander verbunden, der an der Außenkante 38 des Rohrbodenflansches 37 anliegt. Auf diese Weise wird der Rohrbodenflansch 37 vollkommen von der elastischen Dichtung 37 umfaßt. Die Schenkel der Dichtung sind etwas langer als der Rohrbodenflansch 37 und umfassen daher noch die gegenüberliegenden Seiten des Steges 35. Diese Dichtung ist aus einem beliebigen, geeigneten Werkstoff, z. B. aus Neopron oder Kunststoff, hergestellt, der gegenüber der abzudichtenden Flüssigkeit undurchlässig und außerdem elektrisch nicht leitend ist.

Zur Aufnahme der Dichtung ist an dem offenen Ende der Kopfkammer ein Kopfkammerflansch 67 ausgebildet, der sich nach innen zum Rohrbodenflansch 37 hin erstreckt. Dadurch wird die Breite der Kopfkammer nicht vergrößert, was bei außen gelegenen Flanschen der Fall wäre.

Der Kopfkammerflansch 67 kann mit dem länglichen Hauptteil 41 spritzgegosssen oder auch getrennt von diesem hergestellt und dann durch Löten oder eine andere Metallverbindung mit dem Hauptteil verbunden werden.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich ist, kann der Kopfkammerflansch 67 auch an den Abschlußkappen 43 bei deren Herstellung vorgesehen werden, so daß nach Befestigung der Abschußkappen 43 am Hauptteil 41 ein ununterbrochener Kopfkammerflansch 67 entsteht.

Der Kopfkammerflansch 67 weist an seiner Unterseite eine nutenförmige durchgehende Umfangsausnehmung 69 auf, deren Tiefe etwas geringer als die Dicke der Dichtung 57 ist, die in der Ausnehmung aufgenommen ist, wobei der erste Schenkel 59 am Boden der Ausnehmung anliegt, so daß der Rohrbodenflansch 37 gegenüber dem Kopfkammerflansch 67 isoliert ist.

Am Kopfkammerflansch 67 ist außerdem an der Innenseite ein zum Rohrboden 31 hin gerichteter Umfangsvorsprung 70 vorgesehen, der die Ausnehmung 69 als innere Seitenwand begrenzt, und den Steg 35 des Rohrbodens 31 überlappt, wobei das umgebogene freie Ende des Schenkels 59 der Dichtung am Umfangsvorsprung 70 anliegt. Der Kopfkammerflansch 67 weist eine die Ausnehmung 69 umgebene äußere Seitenwand 72 auf, an der der Steg 62 der Dichtung 57 anliegt und die Außenkante 38 des Rohrbodenflansches 37 gegenüber dem Kopfkammerflansch 67 isoliert.

Im Kopfkammerflansch 67 ist außerhalb der Ausnehmung 69 eine T-förmige Nut 71 in der Auflagefläche 77 vorgesehen, die einen im Querschnitt breiteren Abschnitt 73 und einen schmaleren Abschnitt 75 aufweist.

Für den Zusammenbau sind die Abschlußkappen 43 mit nach außen mündenden Verlängerungen 79

ίο der T-Nuten 71 versehen, die einen Zugang zu den Nuten 71 bilden.

An der Auflagefläche 77 des Kopfkammerflansches 67 liegt ein flachstabförmiger Spannflansch 81 mit einer Fläche 82 an, der aus einem oder aus mehreren Stücken bestehen kann, die eine rechteckige Anordnung ergeben. Die Fläche 82 des Spannflansches 81 steht nach innen über die Auflagefläche 77 vor und greift an dem Schenkel 61 der Dichtung 57 an. Der Spannflansch ist von dem Rohrbodenflansch durch den Schenkel 61 der Dichtung und von dem Steg 35 durch das freie abgebogene Ende des Schenkels 61 der Dichtung 57 isoliert. Da der Abstand zwischen der Auflagefläche 77 und der Ausnehmung 69 geringer ist als die gemeinsame Dicke des Rohrbodenflansches 37 und der beiden Schenkel der Dichtung 57 zusammengenommen, wird die Dichtung 57 zusammengedrückt und eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Rohrboden und der Kopfkammer hergestellt.

Außerdem wird der Steg 35 zwischen der Seitenkante 83 des Spannflansches 81 und dem Vorsprung 70 des Flansches 57 gehalten. Die Seitenkante 83 des Spannflansches 81 ist durch das freie abgebogene Ende des Schenkels 61 der Dichtung 57 vom Steg 35 des Rohrbodens 31 getrennt. Der Abstand zwischen der Seitenkante 83 und dem Vorsprung 70 ist geringer als die gemeinsame Dicke des Steges 35 des Rohrbodens 31 und der beiden Schenkel 59 und 61 der Dichtung 57 zusammengenommen. Aus diesem Grunde steht die Dichtung unter Kompression. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Ausrichtung der Kopfkammer zum Rohrboden gewährleistet.

Da weder der Spannflansch 81, noch der Kopfkammerflansch 67 in Berührung mit dem Rohrboden 31 stehen, ist die gesamte Kopfkammer gegenüber dem Rohrboden 31 isoliert und damit die Möglichkeit der Kontaktkorrosion vermieden. Aus diesem Grunde können verschiedene Werkstoffe Verwendung finden und Herstellungsverfahren wie z. B.

Spritzgießen für die Bestandteile in Anwendung kommen.

Zur Befestigung des Spannflansches 81 an der Auflagefläche 77 zur Erzielung einer dichtenden Berührung mit der Dichtung 57 sind in dem Spannflansch in regelmäßigen Abständen Löcher 85 vorgesehen, durch die Schäfte 91 von in den Nuten 71 mit ihren Köpfen 89 gehaltenen Spannschrauben 87 durchgesteckt sind, auf die Muttern 93 aufgeschraubt sind.

Da der Spannflansch in Anlage an die Auflagefläche 77 gebracht wird, ist ein ungleichmäßiges Spannen der Dichtung vermieden. Da sich die Spannschrauben 87 innerhalb der Nuten 71 befinden, ist die Ausrichtung der Teile des Kühlers wesentlich vereinfacht. Die Spannschrauben 87 können frei in den Nuten verschoben werden, so daß sie genau mit den Löchern 85 des Spannflansches 81 ausgerichtet werden können.

Wie in F i g. 1 gezeigt, dienen die Spannschrauben ferner dazu, einen Stützrahmen 25 an der Kopfkammer zu befestigen, um eine starre Halterung für das Rohrbündel zu gewährleisten. Die Schenkel 29 der Versteifungswinkel 27 sind mit dem Spannflansch ausgerichtet und mittels der Spannschrauben 87 befestigt. Die Verbindung zwischen dem am anderen Ende der Röhren 19 angeordneten Rohrboden und einer unteren Kopfkammer kann in entsprechender Weise erfolgen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Röhrenkühler mit Rohrboden, die mit Kopfkammern dicht verbunden sind, wobei die Verbindung aus einem in das Innere der Kopfkammer vorspringenden Kopfkammerflansch, einer zwischen dem Kopfkammerflansch und dem Rohrbodenflansch angeordneten, aus elektrisch isolierendem und elastischem Werkstoff bestehenden Dichtung, einem auf der der Kopfkammer abgewandten Seite des Rohrbodenflansches angeordneten losen Spannflansch, sowie den Spannflansch und den Kopfkammerflansch durchdringenden Spannschrauben besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (57), im Querschnitt U-förmig, beide Seiten des Rohrbodenflansches (37) umfaßt, Dichtung und Rohrbodenflansch in eine Umfangsausnehmung (69) des Kopfkammerflansches (67) stellungsbestimmend eingreifen und die Spannschrauben (87) außerhalb des Bereichs der Dichtung angeordnet sind, wobei der äußere Bereich des losen Spannflansches (81) am Kopfkammerflansch und sein innerer Bereich nur an der Dichtung anliegt.

2. Röhrenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrboden (31) zur Bildung des Rohrbodenflansches (37) gegen die Kopfkammer (39) hin abgekröpft ist.

3. Röhrenkühler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsausnehmung (69) des Kopfkammerflansches (67) auf der Innenseite von einem Umfangsvorsprung (70) begrenzt ist, der an einem Schenkelende der Dichtung (57) anliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen