DE19832464A1 - Dichtungselement und Verfahren zum Abdichten von mit Rissen behafteten Wärmeübertragerrohren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dichtungselement zum Abdichten von mit Rissen im Bereich der Rohrenden behafteten Rohren von Wärmeübertragern, insbesondere von Kühlern für Kraftfahrzeuge, welche einen Rippenrohrblock und mindestens einen aus einem Wasserkastendeckel und einem Rohrboden bestehenden Wasserkasten aufweisen, wobei die Rohrenden (1a) mittels elastomerer Dichtungen (4) mit dem Rohrboden (2) verbunden sind, das Dichtungselement (10) im Bereich der Rohr-Rohrboden-Verbindung in dem Rohrende (1a) angeordnet ist, die Außenkontur des Dichtungselements (10) im wesentlichen korrespondierend mit der Innenkontur des Rohrendes (1a) ausgeführt ist und das Dichtungselement (10) im abzudichtenden Bereich des Rohrendes (1a) fasenartige Aussparungen (12) aufweist, die im Bereich der Risse (7, 8, 9) angeordnet und durch ein Dichtmittel ausgefüllt sind, wobei das Dichtungselement mindestens eine in Längsrichtung der Rohre (1) verlaufende Durchlaßöffnung (11) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungselement zum Abdichten von mit Rissen behafteten Wärmeübertragerrohren gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Abdichten von undichten Wärmeübertragerrohren.

Mechanisch gefügte Wärmeübertrager, insbesondere solche mit Flachroh­ ren, zeichnen sich unter anderem dadurch aus, daß die Verbindung der Rohrenden mit den Rohrböden mittels elastomerer Dichtungen erfolgt. Dabei werden während der Fertigung die Rohre in die Dichtungen eingeschoben und die Rohrenden aufgetulpt, um einen dichten Sitz der Rohrenden in dem Rohrboden zu erreichen. Während dieses Auftulpens kann es aufgrund von starken Verformungen zu einer Rißbildung im Bereich der Rohrenden kom­ men, was zu Undichtigkeiten führt.

Bisher wurden Wärmeübertrager, die derartige Fehler auch nur an einem einzigen der Rohre aufwiesen und daher die Anforderungen an die Dichtheit nicht erfüllen, ausgesondert, was zu erheblichen wirtschaftlichen Nachteilen geführt hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Vorliegen von lediglich ge­ ringen Fehlern der oben genannten Art eine Reparaturmöglichkeit zu schaf­ fen, mit der der ansonsten einwandfreie Wärmeübertrager derart behandelt werden kann, daß er sämtliche Anforderungen der fertigungstechnischen Endkontrolle erfüllt und somit voll einsatzfähig ist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit den Merkmalen des Anspruchs 5.

Erfindungsgemäß ist gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen, daß ein Dichtungselement, das mit den Rohren korrespondierend ausgeführt ist, in das jeweils mit Rissen behaftete Rohrende korkenartig eingeführt wer­ den kann. Die am Dichtungselement vorgesehenen Aussparungen dienen dabei im wesentlichen zur Aufnahmen von Dichtmittel und gewährleisten, daß das Dichtmittel während des Einführens des Dichtungselementes in das Rohrende kontrolliert in definierten Bereichen, in denen in der Regel die Risse begründet sind und in denen es zur Gewährleistung einer Abdicht­ funktion benötigt wird, verbleibt. Da das Dichtungselement mindestens eine Durchlaßöffnung in Längsrichtung der Rohre aufweist, bleibt ein Durchfluß von Kühlmittel durch das reparierte Rohr möglich. Es tritt lediglich eine ge­ wisse Verminderung des Rohrquerschnittes ein, was eine Verschlechterung der Rohrströmung in dem reparierten Rohr zur Folge hat. Diese Minderlei­ stung bewegt sich allerdings auf sehr geringem Niveau, so daß keine nen­ nenswerten Einflüsse auf die Gesamtwärmeübertragungsleistung des aus einer Vielzahl von Rohren bestehenden Wärmeübertragers zu erwarten ist.

Das Dichtungselement gemäß Anspruch 2 ist für Flachrohre besonders vor­ teilhaft, weil das Problem der Rißbildung während des Auftulpens der Roh­ renden insbesondere bei aus Flachrohren aufgebauten Wärmeübertragern auftritt.

In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 handelt es sich bei dem Dichtmittel um Silikon. Vor allem im Rahmen von Lebensdauer- und Festig­ keitsprüfungen zeigte sich, daß dieses Material in vorteilhafter Weise den gestellten Anforderungen entspricht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist das Dich­ tungselement als Kunststofformteil ausgebildet, das im Spritzgußverfahren hergestellt werden kann, was insbesondere die genaue Anpassung der Kontur an die jeweiligen Rohre und eine kostengünstige Herstellung be­ günstigt.

Erfindungsgemäß ist gemäß Anspruch 5 weiterhin vorgesehen, daß ein Dichtungselement nach einem der vorhergenannten Ansprüche mit einem Dichtmittel belegt wird, daß das Dichtungselement in das Rohr eingebracht wird, daß die Innenwand des Rohres mindestens in dem abzudichtenden Bereich durch das mit dem Dichtmittel belegte Dichtungselement bedeckt wird und daß das Rohr im Bereich der Aussparungen plastisch verformt wird. Diese Verformung geschieht in der Weise, daß das Rohrmaterial von außen nach innen in den Bereich der mit Dichtmittel ausgefüllten Aussparungen gedrückt wird und damit eine Abdichtung der Risse erzielt wird. Durch ein Belegen des Dichtungselements mit Dichtmittel vor dem Einbringen in das Rohrende wird insbesondere eine gute Verteilung des Dichtmittels innerhalb des Rohrendes gewährleistet, so daß eine gute Abdeckung des abzudich­ tenden Bereichs erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einiger in einen Rohrbo­ den eingefügten Rohrenden eines Wärmeübertragers, wo­ bei in eines der Rohrenden ein Dichtungselement einge­ bracht ist;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch ein Rohrende des Wärme­ übertragers;

Fig. 3 Einzelansichten des Dichtungselements;

Fig. 4 eine Draufsicht des Dichtungselements in Einbaulage in einem Rohrende, wobei das Rohrende im plastisch ver­ formten Zustand dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt perspektivisch einen Teilbereich eines Wärmeübertragers. Die­ ser weist parallel verlaufende Flachrohre 1 auf, die in einen Wasserkasten münden. Dieser Wasserkasten besteht aus einem Rohrboden 2 und einem Wasserkastendeckel 3. Der Rohrboden 2 wird auf der zur Wasserkastenin­ nenseite gerichteten Fläche durch eine in Fig. 2 dargestellte elastomere Dichtung 4 bedeckt.

Der Rohrboden 2 weist Durchzüge 5 auf, die mit den Rohren 1 korrespon­ dierend ausgeführt sind. Dabei besitzen die Durchzüge 5 gegenüber den Flachrohren 1 ein solches Übermaß, daß die mit den Durchzügen 5 korre­ spondierend ausgeführte elastomere Dichtung 4 mit einem Dichtkragen 4a neben dem Rohrboden 2 auch die Kontaktfläche zwischen dem Durchzug 5 und dem Flachrohr 1 bedeckt. Damit ist der Dichtkragen 4a zwischen dem Durchzug 5 und dem Flachrohrende Ia angeordnet und erfüllt dort eine Dichtfunktion.

Die Durchzüge 5 mit den dazugehörigen Dichtungen 4 sowie Dichtkragen 4a sind dabei derart bemessen, daß die Enden der Flachrohre 1 in einfacher Weise in diese eingebracht werden können. Um die für den Betrieb des Wärmeübertragers erforderliche Dichtheit zu gewährleisten, werden die En­ den der Flachrohre 1 im Bereich der Durchzüge 5 während der Fertigung des Wärmeübertragers aufgetulpt, indem sie aufgeweitet werden und sich deren Umfang damit in diesem Bereich vergrößert.

Während des Auftulpvorganges kommt es insbesondere im Bereich der bei­ den Schmalseiten 6 der Flachrohre 1 zu stärkeren Verformungen des Mate­ rials. Diese Verformungen können in Einzelfällen zur Bildung von unter­ schiedlich langen Rissen 7, 8, 9 in den Flachrohren führen. Derartige Risse können dann zu Undichtigkeiten der Flachrohre und damit letztlich zu Un­ dichtigkeit des gesamten Wärmeübertragers führen, was einen Einsatz in einem Kraftfahrzeug unmöglich macht. Daher wird ein Wärmeübertrager, bei dem ein solcher Defekt während der Fertigung festgestellt wird, ausgeson­ dert.

Zur Vermeidung einer solchen Aussonderung werden diese Risse in einem weiteren Fertigungsschritt verschlossen, so daß ein vollständiger Einsatz des Wärmeübertragers möglich wird. Dazu wird zunächst festgestellt, wel­ ches aufgrund von Rißbildung geschädigte Rohr für die Undichtigkeit ver­ antwortlich ist. Daran anschließend wird die Abdichtung durch eine Einbrin­ gung des erfindungsgemäßen Dichtungselements 10 durchgeführt.

Dieses Dichtungselement 10 ist gemäß Fig. 3 im wesentlichen korrespondie­ rend zu der Kontur der Flachrohre 1 ausgebildet. Darüber hinaus verfügt es über Durchlaßöffnungen 11, die sich parallel zur Längsrichtung der Flach­ rohre 1 durch das gesamte Dichtungselement 10 erstrecken und damit eine Durchflußmöglichkeit des Kühlmittels durch das Dichtungselement 10 hin­ durch gewährleisten. Des weiteren weist das Dichtungselement 10 fasenar­ tige Aussparungen 12 auf, von denen sich jeweils zwei an den Schmalseiten des Dichtungselements 10 befinden. Sie erstrecken sich über einen Teilbe­ reich des Dichtungselements 10 parallel zur Längsrichtung der Flachrohre 1,
Die Anordnung der Aussparungen beruht auf der Feststellung, daß die zu­ vorgenannten Risse 7, 8, 9 am häufigsten im gleichen Bereich der Rohren­ den 1a auftreten, und zwar bei Flachrohren im Übergangsbereich der Längsseiten zu den Schmalseiten der Rohrenden 1a. Daher sind die Aus­ sparungen in diesem Ausführungsbeispiel genau an diesen Stellen ange­ ordnet. Für andere Rißgestaltungen sind selbstverständlich auch entspre­ chend angepaßte Dichtungselemente vorstellbar, bei denen insbesondere die Aussparungen 12 entsprechend versetzt zu den Rißbereichen angeordnet sind.

Zur Abdichtung des defekten Rohrendes wird auf die fasenartige Ausspa­ rung 12 des Dichtungselements 10 zunächst ein Dichtmittel in Form von Sili­ kon aufgetragen und daran anschließend das Dichtungselement 10 in das Flachrohrende 1a eingeführt. Dabei wird es so weit in das Flachrohrende 1a eingebracht, bis die Anschlagfasen 13 auf den Anschlagbereich 14, der durch den Übergang des Flachrohres 1 vom unbehandelten zum aufgetulp­ ten Bereich gebildet wird, zum Aufliegen kommen. Anschließend wird das Flachrohr gemäß Fig. 4 im Bereich der fasenartigen Aussparungen 12 des Dichtungselements 10 in dieser eingebauten Position zusammengedrückt, so daß dieser zusammengedrückte Bereich 15 des Flachrohres 1 eng an die fasenartigen Aussparungen 12 herangedrückt wird und das Dichtmittel im Bereich der Risse gut verteilt wird. Zur Reinigung des Rohres von über­ schüssigem Silikon wird das Flachrohr 1 anschließend mit Pressluft ausge­ blasen.

Claims (5)

1. Dichtungselement zum Abdichten von mit Rissen im Bereich der Rohr­ enden behafteten Rohren von Wärmeübertragern, insbesondere von Kühlern für Kraftfahrzeuge, welche einen Rippenrohrblock und minde­ stens einen aus einem Wasserkastendeckel und einem Rohrboden be­ stehenden Wasserkasten aufweisen,

• - wobei die Rohrenden (1a) mittels elastomerer Dichtungen (4) mit dem Rohrboden (2) verbunden sind,
• - wobei das Dichtungselement (10) im Bereich der Rohr-Rohr­ boden-Verbindung in dem Rohrende (1a) angeordnet ist,
• - wobei die Außenkontur des Dichtungselements (10) im wesentlichen korrespondierend mit der Innenkontur des Rohrendes (1a) ausgeführt ist,
• - wobei das Dichtungselement (10) im abzudichtenden Bereich des Rohrendes (1a) fasenartige Aussparungen (12) aufweist, die im Be­ reich der Risse (7, 8, 9) angeordnet und durch ein Dichtmittel ausge­ füllt sind,
• - wobei das Dichtungselement mindestens eine in Längsrichtung der Rohre (1) verlaufende Durchlaßöffnung (11) aufweist.

2. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1) als Flachrohre ausgebildet sind.

3. Dichtungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel Silikon ist.

4. Dichtungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es als Kunststofformteil ausgebildet ist.

5. Verfahren zum Abdichten von mit Rissen behafteten Rohren von Wär­ meübertragern, insbesondere von Kühlern für Kraftfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein Dichtungselement (10) nach einem der vorhergenannten An­ sprüche mit einem Dichtmittel belegt wird,
• - daß das Dichtungselement (10) in das Rohrende (1a) eingebracht wird,
• - daß die Innenwand des Rohres (1) mindestens in dem abzudichten­ den Bereich durch das mit dem Dichtmittel belegte Dichtungselement (10) abgedeckt wird,
• - daß das Rohr (1) im Bereich der Aussparungen (12) des Dichtungs­ elements (10) plastisch verformt wird.