DE20210209U1 - Wärmeaustauschernetz - Google Patents

Description

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DE 8326 Patentanwalt

Diplom-Physiker

Reinfried Frhr. v. Schorlemer

Karthäuserstr. 5A 34117 Kassel Allemagne

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Autokühler GmbH & Co. KG, 34369 Hofgeismar
Wärmeaustauschernetz

Die Erfindung betrifft ein Wärmeaustauschernetz der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Wärmeaustauschernetze werden häufig in Plattenbauweise hergestellt, indem aus Platten und diese auf Abstand haltenden, quadratische, rechteckige oder konvexe (ballige) Querschnitte aufweisenden Profilen oder Leisten ein Stapel gebildet und die verschiedenen Bauteile des Stapels dann durch Löten miteinander verbunden werden. Da solche Netze von wenigstens zwei Wärmeaustauschmedien durchströmt werden sollen, werden einander gegenüber liegende und paarweise zugeordnete Profile im Stapel abwechselnd an den Längs- oder Querrändern der Platten angeordnet, um dadurch in Längs- oder Querrichtung verlaufende Strömungskanäle zu bilden. Die Profile können daher aus geraden, langen Stäben durch Ablängen erhalten werden, was sowohl ihre Herstellung als auch die Stapelbildung erleichtert. Nach der Herstellung des Netzes werden an dessen Längs- und/oder Querenden zusätzliche Sammelkästen angebracht, die der Zu- bzw. Abführung der wärmeaustauschenden Medien dienen.

Eine derartige Bauweise weist noch verschiedene Nachteile auf. Diese bestehen insbesondere darin, daß sich relativ hohe Materialkosten für die Sammelkästen ergeben, ein hoher Arbeitsaufwand für das Vorbereiten der Schweißnähte und für den Schweißvorgang

selbst beim Anbringen der Sammelkästen erforderlich ist und ein vergleichsweise großer Bauraum benötigt wird.

Zur Vermeidung dieser Probleme sind Wärmeaustauschemetze mit integrierten Sammelkästen bekannt (z. B. DE 196 28 561 Cl), bei denen die Platten an ihren Rändern mit umlaufenden, bei der Stapelbildung aufeinander steckbaren Abkantungen versehen und dadurch die zwischen ihnen gebildeten Strömungskanäle beim Lötvorgang umlaufend abgedichtet werden. Die integrierten Sammelkästen werden dadurch erhalten, daß die Platten mit aufeinander ausgerichteten Durchbrechungen versehen werden. Diese werden jeweils mit den einen der beiden Strömungskanäle verbunden und gegen die jeweils anderen Strömungskanäle mit zwischen den Platten angeordneten, ring- oder scheibenförmigen Dichtmitteln abgedichtet, so daß senkrecht zu den Plattenebenen angeordnete, rohrförmige Durchgänge entstehen. Eine derartige Schalenbauweise ist zwar im Hinblick auf den Platzbedarf des Wärmeaustauschers vorteilhaft, im Hinblick auf die Dauerfestigkeit und eine dauerhafte Dichtigkeit jedoch insbesondere bei den genannten Anwendungen nicht frei von Mängeln.

Zur Vermeidung auch dieser Mängel sind Wärmeaustauschernetze der eingangs bezeichneten Gattung bekannt geworden, bei denen die Platten an ihren Rändern mit umlaufenden Elastomerdichtungen auf Abstand gehalten werden (DE 39 10 070 Al). Zur Sicherstellung einer ausreichenden Lagestabilität werden die Elastomerdichtungen in an den Plattenoberflächen ausgebildete Nuten eingelegt. Zur weiteren Verbesserung der Lagestabilität der Elastomerdichtungen bei der Stapelbildung können diese paarweise mit speziellen Kupplungselementen verbunden werden (DE 42 39 049 Cl). Derartige Wärmeaustauschernetze bringen allerdings den Nachteil mit sich, daß die Dichtungen nicht ausreichend korrosionsfest und temperaturstabil und damit nicht für alle Anwendungszwecke geeignet sind. Außerdem erfordern derartige Wärmeaustauschernetze sowohl zusätzliche Arbeitsschritte bei der Herstellung, z. B. zwecks Ausbildung der Nuten, als auch zusätzliche Bauteile bei der Fertigung, z. B. von Zugankern od. dgl. zwecks mechanischer Verspannung des Plattenstapels zu einem zusammenhängenden Block. Ein Ersatz der umlaufenden, flexiblen Gummidichtungen durch starre, an den Ecken auf Stoß anzuordnende Profile ist nicht

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möglich, weil diese bei Anwendung der üblichen Fertigungs- und Montagetoleranzen an den Stoßstellen kaum dicht zu bekommen sind.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung das technische Problem zugrunde, das Wärmeaustauschernetz der eingangs bezeichneten Gattung so auszubilden, daß es durchweg aus korrosions- und temperaturunempfindlichen Werkstoffen herstellbar ist, keinen komplizierten Aufbau hat und mit üblichen Lötverfahren unter Einhaltung üblicher Fertigungs- und Montagetoleranzen herstellbar ist.

Zur Lösung dieses Problems dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die erfindungsgemäßen Dichtmittel einerseits je nach Bedarf wie bei Anwendung von Gummidichtungen mit Bögen und/oder Ecken versehen werden können, ohne daß dort die Gefahr besteht, daß sich Undichtigkeiten beim Löten ergeben. Andererseits können die erfindungsgemäßen Dichtmittel aus einem den übrigen Teilen des Wärmeaustauschernetzes entsprechenden Material, vorzugsweise Aluminium, hergestellt und daher mit den übrigen Bauteilen des Netzes durch Löten verbunden werden. Die Form der Dichtungen ist dabei frei gestaltbar, da etwaige, durch Biegungen, Ecken od. dgl. bewirkte Durchmesserveränderungen des Dichtmittels aufgrund der nachfolgenden, durch Pressen bewirkten Kalibrierung unschädlich gemacht werden. Dadurch ist unabhängig von der jeweiligen Form sichergestellt, daß die Dichtmittel durchgehend die erforderliche Sollhöhe aufweisen.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. 25

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Platte für ein Wärmeaustauschernetz nach einem ersten 30

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Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine Draufsicht auf ein erstes erfindungsgemäßes Dichtelement; Fig. 3 eine Seitenansicht des Dichtelements nach Fig. 2; Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV - IV der Fig. 2;

Fig. 5 und 6 je eine Draufsicht und Seitenansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Dichtelements;

Fig. 7 und 8 Draufsichten auf mit Dichtelementen nach Fig. 2 bis 6 und Turbulatoreinlagen belegte Platten nach Fig. 1;

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine obere Endplatte für das Wärmeaustauschemetz nach dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 10 und 11 zwei Anschlußflansche für das Wärmeaustauschernetz nach dem ersten Ausführungsbeispiel;
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Fig. 12 eine Draufsicht auf ein fertig montiertes Wärmeaustauschemetz nach dem ersten Ausführungsbeispiel;

Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie XIII - XIII der Fig. 12; 25

Fig. 14 einen Schnitt längs der Linie XIV - XIV der Fig. 12;

Fig. 15 und 16 Draufsichten auf je eine Platte und Endplatte für ein Wärmeaustauschernetz nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 30

Fig. 17 bis 20 den Fig. 2 bis 4 entsprechende Ansichten weiterer erfindungsgemäßer

Dichtelemente;

Fig. 21 und 22 Draufsichten auf mit Dichtelementen nach Fig. 17 bis 20 und Turbulatoreinlagen belegte Platten nach Fig. 15;
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Fig. 23 eine Draufsicht auf ein fertig montiertes Wärmeaustauschernetz nach dem zweiten Ausführungsbeispiel; und

Fig. 24 eine Hinteransicht des Wärmeaustauschernetzes nach Fig. 23.

Fig. 1 zeigt eine Wärmeaustauscher-Platte 1 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschernetzes. Die Platte 1 hat einen im wesentlichen rechteckigen Umriß und ist im Bereich ihrer vier Ecken 2 mit je einer hier kreisförmigen Durchbrechung 3 versehen. Die vier Ecken 2 sind vorzugsweise längs eines gleichförmigen, z. B. über 90° erstreckten Bogens abgerundet.

Ein erfindungsgemäßes Dichtmittel 4 besteht gemäß Fig. 2 bis 4 aus einem plastisch verformbaren Stab- oder Drahtmaterial, vorzugsweise einem Draht mit rundem Querschnitt. Das Dichtmittel 4 weist eine Länge auf, die im wesentlichen der Länge des Umfangsrandes der Platte 1 entspricht, und wird nach dem Ablängen von einer Drahtrolle od. dgl. zunächst in die aus Fig. 2 ersichtliche Form gebogen, die der Kontur des äußeren Randes der Platte 1 entspricht. Da die Platte 1 an den Ecken 2 gerundet ist, kann das Dichtmittel 4 in eine entsprechend runde Form gebogen werden, so daß es ebenfalls gerundete Ecken 5 erhält und keine Knickstellen entstehen. Die nach dem Formen aneinander stoßenden beiden Enden des Dichtmittels 4 werden im Bereich einer Stoßstelle 6 (Fig. 2) durch Schweißen oder Löten fest miteinander verbunden, so daß sich ein rundum geschlossener Rahmen 7 ergibt.

Wie in Fig. 4 mit einer strichpunktierten Linie 8 angedeutet ist, besitzt das Dichtmittel 4 anfangs einen kreisrunden Querschnitt. Der Durchmesser des Dichtmittels 4 ist dabei so gewählt, daß er zunächst größer ist, als dem gewünschten Abstand der Platten 1 in einem

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fertig montierten und verlöteten Stapel entspricht. Um dennoch den gewünschten Plattenabstand zu ermöglichen, wird das in die Form nach Fig. 2 gebrachte und im Bereich der Stoßstelle 6 verschweißte Dichtmittel 4 anschließend in einer Presse auf eine Sollhöhe h gebracht, die dem gewünschten Plattenabstand entspricht. Diese Kalibrierung erfolgt in einer Presse, in der in Richtung der in Fig. 3 eingezeichneten Pfeile auf das Stab- oder Drahtmaterial eingewirkt wird, bis dieses in Stapelrichtung die Sollhöhe h hat. Die Art des Umformvorgangs und die dabei angewendete Temperatur sind an den jeweiligen Werkstoff des Dichtmittels anzupassen. Wichtig ist allein, daß das ursprünglich ein Übermaß gegenüber der Sollhöhe h aufweisende Drahtmaterial nach dem im plastischen Zustand erfolgenden Umformen den aus Fig. 4 ersichtlichen, kissenförmigen Querschnitt annimmt und seine Ober- und Unterseite zwei im Abstand h angeordnete, vorzugsweise parallele oder leicht konvexe Ebenen 9 bilden, die sich bei der Stapelbildung an zugeordnete Platten 1 anlegen und beim Lötvorgang als Lötflächen dienen.

Fig. 5 und 6 zeigen ein zweites Dichtmittel 10 in Form einer Lochscheibe oder eines kreisrunden Rings, dessen Ober- und Unterseite zwei im Abstand h angeordnete, vorzugsweise parallele Ebenen 11 bilden, die sich ebenfalls an zugeordnete Platten 1 anlegen und als Lötflächen dienen. Das Dichtmittel 10 kann auf dieselbe Art und Weise wie das Dichtmittel 4 hergestellt werden. Alternativ kann es aber auch z. B. durch Stanzen aus einer Platte hergestellt werden, die in engen Toleranzen eine der Sollhöhe h entsprechende Dicke aufweist. Der Innendurchmesser des Dichtmittels 10 entspricht vorzugsweise dem Durchmesser der Durchbrechungen 3 (Fig. 1).

Fig. 7 zeigt eine entsprechend Fig. 1 ausgebildete Platte la, die zur Herstellung eines Strömungskanals für ein Kühlmedium, z. B. von Wasser oder einer Wasser/Glykol-Mischung dient. Die Platte la wird auf ihrer Oberseite und längs ihres äußeren Randabschnitts mit einem entsprechend Fig. 2 bis 4 geformten und durch einen Preßvorgang kalibrierten Dichtmittel 4 und im Bereich von zwei Durchbrechungen 3a und 3b mit je einem Dichtmittel 10 nach Fig. 5 und 6 belegt. In dem von den Dichtmitteln freigelassenen Bereich werden geeignet zugeschnittene, an sich bekannte Turbulatoreinlagen 12 angeordnet, die der Verwirbelung des durchströmenden Mediums und der Vergrößerung

der wärmeaustauschenden Flächen dienen. Die Höhe der Turbulatoreinlagen 12 entspricht der Sollhöhe h.

Fig. 8 zeigt eine entsprechend Fig. 1 ausgebildete Platte Ib zur Herstellung eines Strömungskanals für ein zu kühlendes Medium, beispielsweise das von einem Retarder kommende Hydrauliköl. Die Platte Ib wird auf ihrer Oberseite analog zu Fig. 7 mit einem Dichtmittel 4 und mit zwei Dichtmitteln 10 belegt, wobei die Dichtmittel 10 allerdings im Bereich von zwei Durchbrechungen 3c und 3d angeordnet werden, die bei der Platte la nach Fig. 7 nicht mit einem entsprechenden Dichtmittel 10 versehen wurden. Außerdem wird die Platte Ib an von den Dichtmitteln 4, 10 freien Stellen mit Turbulatoreinlagen 14 belegt, deren Höhen der Sollhöhe h entsprechen.

Während im Ausführungsbeispiel eine untere Endplatte des herzustellenden Wärmeaustauschernetzes eine den Platten 1 entsprechende Kontur besitzt, jedoch keine Durchbrechung 3 aufweist, ist eine obere Endplatte 15 für das Netz in Fig. 9 dargestellt. Sie unterscheidet sich von der Platte 1 im wesentlichen dadurch, daß sie an ihren Längsenden mit zusätzlichen Montageösen 16 versehen ist und auf ihrer oberen Oberfläche vorstehende Positionierungszapfen 17 aufweist, die z. B. aus durch Prägen oder Stanzen aus dem Plattenmaterial herausgedrückten Erhebungen bestehen. Vier Durchbrechungen 18 entsprechen den Durchbrechungen 3 der Platten 1 und liegen an denselben Stellen wie diese.

Schließlich zeigen Fig. 10 und 11 zwei plattenförmige Anschlußflansche 19 und 20, die den Montageösen 16 entsprechende Montageösen 21 und den Positionierungszapfen 17 zugeordnete Positionierungslöcher 22 aufweisen. Die Anschlußflansche 19, 22 können in der aus Fig. 12 ersichtlichen Weise von oben auf die Endplatte 15 derart aufgelegt werden, daß ihre Positionierungslöcher 22 zugeordnete Positionierungszapfen 17 in sich aufnehmen, während ihre Montageösen 21 auf den Montageösen 16 und in ihnen ausgebildete Durchbrechungen 23 auf den Durchbrechungen 18 der Endplatte zu liegen kommen.

Außerdem zeigen Fig. 9 bis 11, daß die Durchbrechungen 18, 23 für die beiden wärme-

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austauschenden Medien unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Entsprechendes könnte bei Bedarf auch für die Durchbrechungen 3 gelten.

Fig. 13 und 14 zeigen den Zusammenbau der beschriebenen Bauteile zu einem Wärmeaustauschernetz 25. Ausgehend von einer unteren Endplatte 26, die keine Durchbrechungen aufweist, werden abwechselnd Platten Ib und la und diesen aufliegende Dichtmittel 4, 10 und Turbulatoreinlagen 12, 14 nach Fig. 8 übereinander gestapelt. Dabei bilden die Platten Ib im Bereich der Turbulatoreinlagen 14 zusammen mit den jeweils auf ihnen aufliegenden Platten la Strömungskanäle für das eine Medium. Diese Strömungskanäle sind im rechten Teil der Fig. 14 durch die den Durchbrechungen 3c zugeordneten Dichtmittel 10 gegenüber dem darüber befindlichen, mit den Turbulatoreinlagen 12 versehenen Strömungskanälen für das andere Medium abgesperrt, die ihrerseits im linken Teil der Fig. 14 durch die den Durchbrechungen 3a zugeordneten Dichtmittel 10 gegen die zuerst genannten Strömungskanäle mit den Turbulatoreinlagen 14 abgesperrt sind.

Dadurch bilden die übereinander liegenden Durchbrechungen 3a und die sie verbindenden Dichtmittel 10 einen ersten, nur dem einen Medium zugänglichen Sammelraum 27 und die übereinander liegenden Durchbrechungen 3c und die sie verbindenden Dichtmittel 10 einen zweiten, nur dem anderen Medium zugänglichen Sammelraum 28, wie durch eingezeichnete Pfeile angedeutet ist. Beide Sammelräume 27, 28 enden bei den Anschlußflanschen 19 bzw. 20, die mit ihren Positionierungslöchern 22 auf den zugehörigen Positionierungszapfen 17 der oberen Endplatte 15 aufsitzen, und können dort mittels einer nicht dargestellten Leitung an die jeweils zugehörige Baueinheit angeschlossen werden. Dabei versteht sich, daß die in Fig. 14 nicht dargestellten Durchbrechungen 3b, 3d (Fig. 1) bzw. 18, 23 (Fig. 9 bis 11) je einen weiteren Sammelraum bilden, so daß für jedes Medium je ein Eintritts- und Austrittssammelraum vorhanden ist. Im übrigen werden die Platten 1 am äußeren Umfang durch die Dichtmittel 4 auf Abstand gehalten.

Nach der aus Fig. 14 ersichtlichen Stapelbildung in einem dafür geeigneten Lötrahmen od. dgl. wird der gesamte Stapel z. B. in ein Lötbad od. dgl. gegeben, um die verschiedenen Bauteile durch Löten fest miteinander zu verbinden. Alternativ ist es aber auch möglich, die verschiedenen Teile ganz oder zumindest teilweise durch Schweißen, Kleben oder

sonstwie miteinander zu verbinden, wobei sich Kleben insbesondere bei Anwendung von Teilen aus Kunststoff eignet.

Ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 15 bis 24 dargestellt ist, unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 14 hauptsächlich dadurch, daß es nur zwei in die Platten integrierte Sammelräume für eines der beiden Medien aufweist, während zwei weitere Sammelkästen für das andere Medium unmittelbar seitlich an die Platten angesetzt sind.

Fig. 15 zeigt eine Wärmeaustauscher-Platte 31 zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschernetzes. Die Platte 31 hat einen im wesentlichen rechteckigen Umriß und weist an zwei einander diagonal gegenüber liegenden, vorzugsweise analog zu Fig. 1 gerundeten Ecken 32 je eine Durchbrechung 33 auf. An den beiden anderen, ebenfalls einander diagonal gegenüber liegenden Ecken ist die Platte 31 dagegen mit Abflachungen 34 versehen, wobei hier Durchbrechungen fehlen. Eine obere Endplatte 35 ist gemäß Fig. 16 einerseits mit auf die Durchbrechungen 33 auszurichtenden Durchbrechungen 36 versehen, andererseits dort, wo bei den Platten 31 die abgeflachten Ecken 34 liegen, mit üblichen, eckig ausgeformten 90°-Ecken 37 sowie bei Bedarf mit Montageösen 38 versehen. Eine untere Endplatte ist vorzugsweise im Umriß wie die Endplatte 35 ausgebildet, weist jedoch keine Durchbrechungen auf.

Analog zu Fig. 1 bis 8 sind den äußeren Randabschnitten der Platten 31 erste und zweite Dichtmittel 39 und 40 (Fig. 17 bis 20) zugeordnet, die zweckmäßig aus Stab- oder Drahtmaterial, insbesondere rundem Draht bestehen. Dabei sind die Dichtmittel 39 nach Fig. 17 zu ringsum geschlossenen Rahmen 41 geformt, die eine den äußeren Umfangsrändern der Platten 31 entsprechende Kontur besitzen und daher zwei den Ecken 32 zugeordnete, einander diagonal gegenüber liegende Ecken 42 sowie den Abflachungen zugeordnete, ebenfalls einander diagonal gegenüber liegende Abflachungen 43 aufweisen. Die zweiten Dichtmittel 40 besitzen dagegen gemäß Fig. 19 die Form von Winkelelementen 44, die je zwei Schenkel aufweisen, die längs einer Ecke 45 verbunden sind, die eine den Ecken 42 der ersten Dichtmittel 39 entsprechende, im wesentlichen über 90° er-

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streckte Rundung aufweisen.

Im Hinblick auf die Querschnitte und die Herstellung der Dichtmittel 39, 40 gilt dasselbe wie die für die Dichtmittel 4 nach Fig. 1 bis 14. Wie Fig. 20 zeigt, weisen die Dichtmittel 39, 40 ursprünglich vorzugsweise kreisrunde, durch eine strichpunktierte Linie 46 angedeutete Querschnitte auf, die zunächst ein Übermaß im Vergleich zu einem gewünschten Abstand der Platten 31 aufweisen und dann durch Pressen auf einen Querschnitt gebracht werden, der einer vorgewählten Sollhöhe h entspricht. Dabei werden die Dichtmittel 39, 40 analog zu Fig. 1 bis 14 zunächst vorgeformt, an etwaigen Stoßstellen 47 ihrer Enden (Fig. 17) durch Löten oder Schweißen fest miteinander verbunden und dann durch Pressen auf die Sollhöhe h kalibriert, wodurch sie mit parallelen bzw. konvexen, als Lötflächen verwendeten Ebenen 48 versehen werden.

Im Bereich der Durchbrechungen 33 (Fig. 15) können analog zu Fig. 1 bis 14 weitere Dichtmittel, z. B. die Dichtmittel 10 vorgesehen werden.

Fig. 21 und 22 entsprechen im wesentlichen den Fig. 7 und 8. Dabei zeigt Fig. 21 eine entsprechend Fig. 15 ausgebildete Platte 31a zur Herstellung eines Strömungskanals, der z. B. für ein Kühlmedium, insbesondere Wasser bestimmt ist. Zu diesem Zweck wird die Platte 31a an ihrem Umfangsrand mit einer einen geschlossenen Rahmen bildenden Dichtung 39 nach Fig. 17 und in dem von ihr umschlossenen Raum mit einer zwei Durchbrechungen 33a freilassenden Turbulatoreinlage 49 versehen. Dagegen wird eine Platte 31b nach Fig. 22 an ihrem Rand mit zwei Dichtmitteln 40a, 40b nach Fig. 18 belegt. Das Dichtmittel 40a erstreckt sich dabei in gerader Form vom einen Ende einer Abflachung 43a bis zur nächsten Ecke 42b der Platte 31b, folgt dort deren Rundung und erstreckt sich dann in gerader Form bis zum Ende der in dieser Richtung folgenden Abflachung 43b. In entsprechender, jedoch im wesentlichen spiegelbildlicher Weise erstreckt sich das andere Dichtmittel 40b vom anderen Ende der Abflachung 43b über eine der Ecke 45a gegenüber liegende Ecke 45b bis zum zweiten Ende der Abflachung 43b.

Das hat beim Auflegen einer weiteren Platte 31 zur Folge, daß die Dichtmittel 40a, 40b dann einen von beiden Platten gebildeten Strömungskanal für das andere Medium, z. B.

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Öl, ringsum nur teilweise abdichten und im Bereich der Abflachungen 43a, 43b jeweils eine zum Ein- und Austritt dieses Mediums geeignete Öffnung freilassen. Damit dieses Medium nicht auch durch die Durchbrechungen 33b ein- bzw. ausfließen kann, sind hier jeweils zur Abdichtung die Dichtmittel 10 vorgesehen.

An den von den Dichtmitteln 40a, 40b frei bleibenden Flächen sind die Platten 31b mit Turbulatoreinlagen 50 belegt, die wie die verschiedenen Dichtmittel eine der Sollhöhe h entsprechende Höhe aufweisen.

Die Stapelbildung aus den Platten 31a und 31b nach Fig. 21 und 22 erfolgt analog zu Fig. 14. Da die Platten abwechselnd übereinander gestapelt werden, folgt einem Strömungskanal, der zu den Abflachungen 34a hin offen und zu den Durchbrechungen 33b hin verschlossen ist (Fig. 22), ein Strömungskanal, der zu den Abflachungen 34 hin verschlossen und zu den Durchbrechungen 33a hin offen ist (Fig. 21).

Ein derartig hergestelltes Wärmeaustauschernetz 51 ist in Fig. 23 und 24 dargestellt. Es enthält die obere Endplatte 35 nach Fig. 16 mit den Ecken 37. Entsprechend ist in Fig. 24 eine untere, von Durchbrechungen freie Endplatte 52 ausgebildet. Die Platten 31 erstrecken sich an den den Ecken 37 zugeordneten Stellen nur jeweils bis zu den in Fig. 23 gestrichelt angedeuteten Abflachungen 34. Dadurch entstehen zwischen den von den Ecken 37 der oberen und unteren Endplatten 35, 52 definierten Bereichen jeweils Räume mit dreieckigen Querschnitten, die erfindungsgemäß nach außen hin durch Winkelprofile 54, 55 verschlossen werden. Deren Schenkel werden einerseits mit den Endplatten 35, 52 und andererseits an ihren etwas über die genannten Räume überstehenden Enden mit den zwischen den Endplatten 35, 52 angeordneten Platten 31 durch Löten abgedichtet verbunden. Die Winkelprofile 54, 55 umschließen dadurch jeweils einen Raum, der oben und unten durch die Endplatten 35 und 52 und seitlich durch die Winkelprofile 54, 55 fest und abgedichtet verschlossen ist. Zur Seite der Abflachungen 34 bzw. 34a hin sind diese Räume nur mit denjenigen Strömungskanälen verbunden, denen die zweiten Dichtmittel 40a, 40b nach Fig. 22 zugeordnet sind, während die Strömungskanäle, die mit den ersten, im Bereich der Abflachungen 34 durchgehenden Dichtmitteln 39 abgeschlossen sind, zu

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den genannten Räumen hin abgedichtet sind.

Nach dem analog zu Fig. 14 erfolgenden Lötvorgang wird somit ein Wärmeausitauschernetz 51 erhalten, bei dem die von den Durchbrechungen 33 gebildeten Durchgänge zwei Sammelräume 56a, 56b für den Durchtritt des einen Mediums und die von den Winkelprofilen umschlossenen Räume je einen Sammelkasten 57a, 57b für das andere Medium bilden. Dabei können die Sammelkästen 57a, 57b durch je eine Öffnung in den Winkelprofilen 54, 55 an einen Anschlußstutzen 58 angeschlossen sein, um das betreffende Medium zu- bzw. abzuführen. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß die Sammelkästen 57a, 57b in einem und demselben Herstellungsschritt angebracht werden können und nicht nachträglich durch Schweißen od. dgl. befestigt werden müssen.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die auf vielfache Weise abgewandelt werden können. Insbesondere stellen die aus Fig. 2 bis 4 und 17 bis 20 ersichtlichen Formen der erfindungsgemäßen Dichtungen nur Beispiele dar, die in Abhängigkeit von den im Einzelfall vorgesehenen Platten weitgehend beliebig verändert werden können, ohne daß wie bei der Anwendung gerader Profile oder Leisten die Gefahr besteht, daß sich Undichtigkeiten ergeben. Das gilt selbst dann, wenn die Dichtmittel im Bereich der Ecken 45 mit eckig ausgebildeten Winkeln anstatt mit den Rundungen 5, 42, 45 versehen werden. Weiter wurden die Wärmeaustauschernetze nur am Beispiel von je zwei wärmeaustauschenden Medien beschrieben. Es ist jedoch klar, daß durch entsprechende Ergänzung von weiteren Durchbrechungen und diesen zugeordneten Dichtmitteln weitere Strömungskanäle und diesen zugeordnete Sammelräume geschaffen werden können, so daß sich Wärmeaustauschernetze herstellen lassen, die von drei oder mehr wärmeaustauschenden Medien durchströmt sind. Dabei können natürlich die Wärmeaustauschernetze auch für andere als die beispielhaft angegebenen Medien verwendet und die Durchbrechungen 3 in einer anderen als der dargestellten Weise einander zugeordnet werden (z.B. jeweils diagonal). Außerdem können die als Eintritts- und Austrktsöffnungen wirkenden Durchbrechungen 18, 23 usw. natürlich je nach Bedarf sämtlich in der oberen Endplatte 15 oder in der unteren Endplatte 26 oder teils in der oberen und teils in der unteren Endplatte 15, 26 ausgebildet sein. Weiter können für die Dichtungen 4, 10, 39

und 40 andere Materialien, insbesondere Stäbe oder Drähte mit dreieckigen, ovalen oder sonstigen Querschnitten verwendet werden, sofern sie sich nach den Umformvorgängen und den dabei auftretenden Materialstauchungen bzw. -einschnürungen durch einfache Maßnahmen wie z.B. durch Pressen auf vorgewählte Sollhöhen kalibrieren lassen. Weiter können die verschiedenen Bauteile insbesondere aus den beim Bau von Wärmeaustauschern üblichen Materialien hergestellt werden, wozu insbesondere mit Lotplattierungen versehene Platten und/oder Turbulatoreinlagen aus Aluminium, Kupfer oder Kupferlegierungen, Stahl oder Edelstahl zählen, die mit Plattierungen aus Aluminium oder anderen Materialien wie z.B. Kupfer versehen sind. Außerdem können die verschiedenen Teile ganz oder teilweise aus Kunststoff gefertigt sein und/oder durch Kleben und/oder Schweißen miteinander verbunden werden. Schließlich versteht sich, daß die verschiedenen Merkmale auch in anderen als den dargestellten und beschriebenen Kombinationen angewendet werden können.

Claims (15)

1. Wärmeaustauschernetz mit einer Mehrzahl von in einem Stapel übereinander angeordneten Platten (1, 31) zur Bildung von Strömungskanälen für wenigstens zwei Wärmeaustauschmedien, wobei die Platten (1, 31) durch zumindest teilweise längs Bögen und/oder Ecken (5, 42, 45) verlaufende, vorgewählte Sollhöhen (h) aufweisende Dichtmittel (4, 39, 40) auf Abstand gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmittel (4, 39, 40) aus mit Übermaß längs der Bögen und/oder Ecken (5, 42, 45) geformtem und durch Pressen auf die vorgewählte Sollhöhe (h) gebrachtem Stab- oder Drahtmaterial hergestellt und mit den Platten (1, 31) verbunden sind.

2. Wärmeaustauschernetz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß erste Dichtmittel (4, 39) als an äußeren Rändern der Platten (1, 31) umlaufende Rahmen (7, 41) ausgebildet und die Platten (1, 31) innerhalb der von den Rahmen (7, 41) umgrenzten Bereiche mit zur Bildung von Sammelräumen (27, 28; 56a, 56b) bestimmten Durchbrechungen (3, 33) versehen sind.

3. Wärmeaustauschernetz nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Durchbrechungen (3, 33) zweite, zwischen den Platten (1, 31) angeordnete und als Ringe ausgebildete Dichtmittel (10) vorgesehen sind.

4. Wärmeaustauschernetz nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1) im wesentlichen rechteckige oder quadratische Umrisse und in den dadurch gebildeten vier Ecken (2) je eine Durchbrechung (3) aufweisen und das zwischen aufeinander folgenden Plattenpaaren abwechselnd Paare von Durchbrechungen (3a, 3b bzw. 3c, 3d) und diesen zugeordneten, zweiten Dichtmitteln (10) jeweils einen Sammelraum (27, 28) für eines der Wärmeaustauschmedien bilden.

5. Wärmeaustauschernetz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Endplatten (15) des Stapels mit Anschlußflanschen (19, 20) für die Wärmeaustauschmedien versehen sind.

6. Wärmeaustauschernetz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endplatten (15) und die Anschlußflansche (19, 20) mit ineinander greifenden Positioniermitteln (17, 22) versehen sind.

7. Wärmeaustauschernetz nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen aufeinander folgenden Paaren von Platten (31) abwechselnd zu Rahmen (41) geformte Dichtmittel (39) und an äußeren Rändern der Platten (31) nur teilweise umlaufende Dichtmittel (40) angeordnet sind, die zwischen sich nach außen führende Öffnungen frei lassen.

8. Wärmeaustauschernetz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es mit innen liegenden, durch Durchbrechungen (33) in den Platten (31) gebildeten Sammelräume (56a, 56b) und mit außen liegenden, mit den Öffnungen verbundenen Sammelkästen (57a, 57b) versehen ist.

9. Wärmeaustauschernetz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Öffnungen versehenen Plattenpaare im Bereich der Durchbrechungen (33) mit weiteren, als Ringe ausgebildeten Dichtmitteln (10) versehen sind.

10. Wärmeaustauschernetz nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte (31) zwei Durchbrechungen (33) aufweist.

11. Wärmeaustauschernetz nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen im Bereich von mit Abflachungen (34) versehenen Ecken der Platten (31) vorgesehen und die außen liegenden Sammelkästen (57a, 57b) durch an Ränder der Öffnungen angesetzte, über die Höhe des Stapels durchlaufende Winkelprofile (54, 55) gebildet sind.

12. Wärmeaustauschernetz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelprofile (54, 55) mit je einem Anschluß (58) für ein Wärmeaustauschmedium versehen sind.

13. Wärmeaustauschernetz nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zu Rahmen und Ringen geformten Dichtmittel (4, 10, 39) an Stoßstellen (6, 47) zwischen aneinander stoßenden Enden durch Löten oder Schweißen geschlossen sind.

14. Wärmeaustauschernetz nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1, 31) und die Dichtmittel (4, 10, 39, 40) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.

15. Wärmeaustauschernetz nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1, 31) mit einem Lotmaterial plattiert sind.