DE1751710B2

DE1751710B2 - Wärmeaustauscher

Info

Publication number: DE1751710B2
Application number: DE1751710A
Authority: DE
Inventors: Walter Paris Fieni
Original assignee: Francaise du Ferodo SA
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1967-07-21
Filing date: 1969-07-19
Publication date: 1979-02-22
Also published as: ES152062U; ES152062Y; DE1751710A1; US3583478A; GB1220738A; FR1577223A; DE1751710C3

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Wärmeaustauscher nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein solcher Wärmeaustauscher ist insbesondere für Klimaanlagen in Automobilen oder zur Motorkühlung bestimmt, wobei als primäres Kühlmittel in dem Wärmeaustauscher vorzugsweise Wasser zirkuliert, während das sekundäre, mit der Außenseite des Wärmeaustauschers in Berührung stehende Kühlmittel vorzugsweise Luft ist

Bei einem bekannten Wärmeaustauscher dieser Art (britische Patentschrift 7 24017) wird das einstückige Dichtungselement mit der Rohrplatte verbunden, insbesondere auf die Rohrplatte aufvulkanisiert, was einen gesonderten Arbeitsgang darstellt. Die Dichtungsstrecke zwischen einem Rohr und der Rohrplatte ist durch die Dicke der Rohrplatte bestimmt, so daß die Dichtungsstrecke sehr kurz ist. Darüber hinaus ist bei der bekannten Anordnung nicht sichergestellt, daß die Rohre nicht aus den Dichtungskragen herausgezogen werden können.

Bei einem anderen Wärmeaustauscher (britische Patentschrift 7 41 625) ist es bekannt, die Löcher einer Rohrplatte mit Kragen zu versehen, in welche Dichtungsmuffen eingesetzt sind. Es handelt sich hierbei um einzelne Dichtungsmuffen, die miteinander nicht verbunden sind, so daß die Übergangsstellen zwischen den Muffen und der Rohrplatte freiliegen, was die Dichtwirkung verringert. Über die Art der Festlegung der Rohre in den Dichtungsmuffen ist in der Entgegenhaltung nichts ausgesagt.

Es ist bei einem Wärmeaustauscher des weiteren bekannt (US-Patentschrift 28 80 018), die Enden der durch Löcher einer Platte unter Zwischenschaltung eines Dichtungsrings gesteckten Rohre in allen Richtunjen quer zur Längsrichtung der Rohre konisch aufzuweiten. Hierbei handelt es sich auch um einzelne Dichtungsringe, an deren Übergangsstellen zu der Platte die Dichtwirkung verschlechtert ist. Die Dichtungsstrecke zwischen Rohr und Rohrplatte ist dabei durch die Dicke der Rohrplatte bestimmt, was nur eine kurze Dichtungsstrecke ergibt.

Bei einem weiteren bekannten Wärmeaustauscher mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs I (russische Veröffentlichung »Automobiltechnische Zeitschrift«, 1961, Nr. 1, Seilen 24 bis 27) werden

ίο

die Enden der Rohre in die Dichtungskragen des Dichtungselements eingepreßt. Hierfür muß das Dichtungselement fest mit der Rohrplatte verbunden sein. Durch das Einpressen der Enden der Rohre in die Dichtungskragen allein wird keine ausreichende Dichtwirkung erreicht, auch besteht die Gefahr, daß die Rohre aus den Dichtungskragen herausgezogen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaustauscher der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der zwischen der Rohrplatte des Wasserkastens und den Rohren eine in Längsrichtung fixierte Dichtung ergibt, die in einfacher, vollmechanisierter Weise herstellbar ist, wobei trotz Vermeidung von Kleben und Löten eine maximale Dichtwirkung erreicht wird. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Kombination der Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Das lose auf die Rohrplatte aufgelegte Dichtungselement erfordert keinen gesonderten Befestigungsvorgang. Das zylindrische Aufweiten der Rohre im Bereich der Dichtungskragen ergibt eine erhöhte Dichtwirkung und wirkt einem Herausziehen der Rohre aus dem Dichtungskragen entgegen.

Dem Herausziehen der Rohre aus dem Dichtungskragen wird des weiteren entgegengewirkt, wenn die Stirnseiten der Rohre konisch aufgeweitet sind.

Als Material fL-r die Rohre kommt vorzugsweise Aluminium in Frage, während der Wasserkasten vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sein kann. Dabei kann dieser zusammen mit den Anschlußstutzen für den übrigen Kreislauf als ein Gußstück hergestellt sein, was die Herstellungskosten verringert. Beim Herstellen des Wasserkastens aus gepreßtem oder gespritztem Kunststoff kann eine Dichtungsfeder oder -fläche angebracht werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung bei einem als Wärmeaustauscher wirkenden Kühler erläutert.

F i g. 1 ist eine Seitenansicht des Kühlers,

Fig.2 ist eine Ansicht auf die Außenfläche eines Wasserkastens,

F i g. 3 ist ein Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 2, F i g. 4 ist eine Aufsicht eines Dichtungselements, Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 4,

Fig.6 ist ein Schnitt zum Erläutern eines Montageschritts und

F i g. 7 ist ein Schnitt durch die Verbindung der Rohre mit der Rohrplatte.

Der Kühler enthält einen Block parallel angeordneter Rohre 17, in denen das primäre Kühlmittel zirkuliert und an denen von dem sekundären Kühlmittel beaufschlagte Kühlflügel 10 angebracht sind. Die Rohre sind zwischen Wasserkästen 60 eingefügt, die durch Flansche mit dem restlichen Kreislauf des primären Kühlmittels verbunden sind.

Die Kühlflügel bestehen vorzugsweise aus dünnen Plättchen 10, beispielsweise aus Aluminium, die Löcher enthalten, die Kragen 12 (Fig. 7) aufweisen und der Durchführung der Rohre dienen.

Der Querschnitt der Rohre 17 kann kreisförmig oder auch oval sein, und zwar derart, daß die Abmessungen senkrecht zur Strömungsrichtung des primären Kühlmittels kleiner als in Strömungsrichtung sind.

Der Wasserkasten (Fig. 2 und 3) enthält eine Rohrplatte 20 bzw. 20', vorzugsweise aus Eisen, deren innere Fläche 21 eben und von einer vorstehenden Sicke 27, 22', 26' umschlossen ist. Diese verlängert sich in einen Umschlag 23 senkrecht zur Innenfläche 2V und

zur Sicke 22', Die innere Fläche 2V enthält Löcher 31, die mit Kragen 32' versehen sind, welche beispielsweise durch Tiefziehen hergestellt worden sind.

Die Rohrplatte 20 ist auf ihrer inneren Seite mit einem Dichtungselement 40 bedeckt, das aus einer Platte oder einer Folie aus Gummi o. dgl. (F i g. 4 und 5) besteht, wobei die Form des Dichtungselements der Form der Rohrplatte angepaßt ist Das Dichtungselement 40 besitzt daher einen Mittelteil 41, der von einem vorstehenden Rand umgeben ist, der sich nach hinten in einen Wulst 43 senkrecht zum Rand 42 und zum Mittelteil 41 fortsetzt. Das Dichtungselement 40 hat im wesentlichen gleichmäßige Stärke. Der Mittelteil 41 ist mit Durchbrüchen 45 versehen, die von Dichtungskragen 46 umgeben sind.

Zur Verbindung wird das Dichtungselement 40 einfach auf die Fläche der Rohrplatte 20 gelegt Der Rand 42 und der Wulst 43 finden dann Platz in dem durch die Sicke 22' und den Umschlag 23 begrenzten Raum. Die Abmessungen der Sicke 22 und des Wulstes 43 sind derart gewählt daß die Unterbringung unter leichtem Druck erfolgt so daß ohne v-eiteres ein genügender Zusammenhalt zwischen dem Dichtungselement und der Rohrplatte sichergestellt ist. Die Dichtungskragen 46 des Dichtungselements befinden sich auf der Innenseite entsprechend den Kragen 32' der Rohrplatte.

Zur Montage des Kühlers (F i g. 6) werden die Rohre 17 in die Löcher der Kühlflügel 10 eingeführt. Zur Herstellung des Klemmsitzes der Kragen 12 der so Kühlflügel 10 werden die Rohre 17 aufgeweitet. Hierzu wird beispielsweise eine sogenannte Olive durch die Rohre geführt oder es wird mittels einer Flüssigkeit im Inneren der Rohre ein Überdruck erzeugt. Die Rohre werden eines nach dem anderen mit ihren Enden in die Rohrplatten 20 und 20' eingesteckt die mit Dichtungselementen 40 bedeckt sind. Dann führt man unter Druck gleichzeitig an beiden Enden in jedes der Rohre eine» Dorn 90 (F i g. 6) ein, der einen ersten zylindrischen Teil 91 aufweist dem ein erster konischer Abschnitt 92 folgt, an den sich ein zweiter zylindrischer Abschnitt 93 anschließt dem wiederum ein zweker konischer Abschnitt 94 folgt Das Einführen vollzieht sich unter gleichzeitiger Annäherung der Dorne. Man erhält bei jedem Rohr Aufweitungen, so daß an jedem Ende ein kegelstumpfförmiger Obergang 95, ein zylindrischer Teil 96 und darauf folgend ein zweiter am Ende befindlicher kegelstumpfförmiger Abschnitt 97 entstehen. Die Abdichtung wird durch den iClemmsitz des Dichtungskragens 46 zwischen dem Kragen 32 der Rohrplatte und dem zylindrische Teil 96 der Rohre erreicht. Der kegelstumpfförmige Anschnitt 97 trägt zur Abdichtung bei und verhindert gleichzeitig, daß unter Einwirkung von Kräften, die im Sinne des Doppelpfeils / wirken, unter Druck stehende Flüssigkeit austriu.

Nach der Herstellung der Verbindung steht der erste Kühliiüge! 10i (F i g. 7) an seiner Außenfläche 28 mit der Fläche 26 der Rohrplatte 20 in Berührung.

Darauf werden die Wasserbehälter 60 angebaut, indem in einfacher Weise diese mit ihrem Rand auf die Rohrplatten 20 bzw. 20' aufgesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wärmeaustauscher mit mehreren Rohren, die von einem Wasserkasten ausgehen und durch mit Kragen versehene Löcher in einer Rohrplatte des Wasserkastens unter Zwischenlage der Dichtungskragen eines die Rohrplatte bedeckenden einstückigen Dichtungselements reichen, wobei die Kragen nach der von dem Wasserkasten abgewandten Seite der Rohrplatte gerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (40) lose auf die Rohrplatte (20) aufgelegt ist und daß die Enden der Rohre (17) in allen Richtungen quer zur Längsrichtung der Rohre in ihren in die Dichtungskragen (46) eingeführten Bereichen zylindrisch aufgeweitet sind.

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseiten der Rohre (17) konisch aufgeweitet sind.