DE2429370B2

DE2429370B2 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE2429370B2
Application number: DE19742429370
Authority: DE
Inventors: Andre Meudon Hauts-De- Seine Chartet (Frankreich)
Original assignee: Sa Des Usines Chausson Asnieres Hauts-De-Seine (frankreich)
Current assignee: Sa Des Usines Chausson Asnieres Hauts-De-Seine (frankreich)
Priority date: 1973-07-25
Filing date: 1974-06-19
Publication date: 1979-01-11
Also published as: GB1477323A; DE2429370A1; BE815713A; IT1014711B; DE2429370C3; FR2238545B1; ES428634A1; FR2238545A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bekannte Lösungen entsprechend der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung sind bekannt (US-Patentschrift 21 64 629, DE-PS 4 06 622, US-PS 15 89 646 und DE-GMS 71 22 637). Bei den dort beschriebenen Lösungen erfolgt ein ausschließlich plastisches Verbiegen der Kragen, so daß diese nicht elastisch an der Rohraufweitung anliegen. Dadurch ergibt sich aber eine ungenügende Dichtung, die nach der deutschen Patentschrift 4 06 622 dadurch vermieden wird, daß der Kragen und der erweiterte Öffnungsrand w an den jeweils äußeren Kanten miteinander verschweißt sind. Dies stellt jedoch einen zusätzlichen kostenintensiven Bearbeitungsgang dar. Bei der US-Patentschrift 21 64 629 sind die Kragen so weit verlängert, daß sie um den Öffnungsrand des Rohres herumgebogen und ^r>> plastisch unter Einschluß des Öffnungsrandes verquetscht sind. Dadurch erfolgt eine ausschließlich plastische Verformung des Kragens zu beiden Seiten des aufgeweiteten Öffnungsrandes des Rohres, so daß Kragen und Rohrenden ohne Vorspannung aneinander- ·>·> liegen. Dieser Einquetschvorgang erfordert ein gesondertes Werkzeug und einen gesonderten Arbeitsvorgang, wie dies insbesondere in F i g. 4 dargestellt ist. Dieses Verfahren hat den weiteren Nachteil, daß die nach innen gebogenen Ränder der Kragen einen ^h> Strömungswiderstand bilden und die Funktion, d. h. die Strömungsverhältnisse des Wärmetauschers erheblich beeinflussen.

Bei dem deutschen Gebrauchsmuster 71 22 637 wird ebenfalls durch ein gesondertes Werkzeug durch Aufweiten des Rohrendes die aufgeweitete Rohröffnung gegen den Kragen der Rohrplatte gedrückt, wobei beide Teile plastisch verformt werden. Die dort gewählte Art der Anlage gewährleistet keine absolute Sicherung, woraus sich erklärt, daß zur sicheren Abdichtung eine zusätzliche Dichtung vorgesehen wird.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Gattung derart weiterzubilden, daß -mit einfachsten Mitteln bei vereinfachter Herstellung eine rein mechanische Verbindung der Rohre mit dem Wärmetauscher möglich und dabei eine wirkungsvolle Befestigung und Abdichtung gewährleistet ist

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale im Zusammenhang mit den Merkmalen des Oberbegriffs gelöst

Bei einem derartigen Wärmetauscher mit Wärmeabstrahlern, die insbesondere für Kühler bei Kraftfahrzeugen verwendet werden, weist die Rohrplatte im Verhältnis zum Durchmesser des Rohres und der Rohrwandung eine geringe Dicke auf. Dies ermöglicht auf einfache Weise die gesamte Rohrplatte zu einem Kragen im Bereich der Durchtrittsöffnungen aufzuweiten, wobei in einem Arbeitsgang der dadurch gebildete Kragen mit einer Rundung ausgebildet werden kann, deren konvexe Fläche auf die Durchtrittsöffnung gerichtet ist Dadurch ermöglicht sich zugleich ein leichtes Einführen des Rohres. Nun ist lediglich ein zweiter Arbeitsgang erforderlich, um das Rohr so aufzuweiten, daß das Rohrende an der konvexen Fläche des Kragens sich anlegt Durch das elastische Anliegen der Kragen besonderer Form an den Öffnungsrändern der Rohre ergibt sich nicht nur eine erhöhte selbstregulierende Befestigung, sondern darüberhinaus auch eine eine zusätzliche Dichtung vermeidende Abdichtung der Rohre gegenüber den Rohrplatten.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Schnitt eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Wärmetauschers mit Rohrbündeln,

Fig.2 einen Schnitt einer Ausführungseinzelheit in größerem Maßstab,

F i g. 3 einen der F i g. 1 entsprechenden Schnitt einer Weiterbildung der Erfindung und

F ig. 4 und 5 sind der Fig. 2 entsprechende Schnittansichten von zwei Ausführungsabwandlungen.

Der in Fig. 1 dargestellte Wärmetauscher mit Rohrbündeln enthält Rohre 1 mit Kreisquerschnits, welche in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind. Durch Rippen gebildete Abstrahler 2 sind auf die Rohre aufgeschoben und werden gegen die Außenwand derselben durch Kragen 2a gepreßt, welche jeden Rohrdurchtritt umgeben.

Die Enden der Rohre sind in Rohrplatten 3, 3a eingesetzt, auf welche Wasserkästen 4 bzw. 4a aufgesetzt sind. Die Rohrplatten sind vorzugsweise mit ihren Seiten durch Seitenwangen 5 bzw. 5a verbunden, welche durch Klammern oder elektrische Schweißpunkte festgelegt sind.

Die Wasserkästen 4 bzw. 4a sind aus Preßmasse hergestellt, vorzugsweise aus Kunstharz, während die Rohrplatten 3 bzw. 3a aus Stahl oder rostfreiem Stahl

bestehen.

Die Rohre 1 bestehen aus einer Aluminiumlegierung, obwohl sie auch aus Messing hergestellt werden können, während die Rippen der Abstrahler 2 vorzugsweise aus Aluminium sind. s

Wie in F i g. 2 dargestellt, werden die Rohrplatten so geformt, daß ihre für den Durchtritt eines jeden Rohres bestimmte öffnung 6 seitlich von einem Kragen 7 eingefaßt wird, welcher in der dargestellten Weise eingerollt wird, um wenigstens einen gebogenen Wulst zu bilden, dessen Konvexität der öffnung 6 zugewandt ist

Die Dicke der Rohrplatten wird so gewählt, daß die Kragen 7 nach ihrem Einrollen eine große Widerstandsfähigkeit gegen radial gerichtete Verformungskräfte haben.

Die Rohre 1 werden nach ihrem Einführen in die Rippen der Abstrahler 2 zweckmäßig etwas aufgeweitet, um eine innige Berührung zwischen ihrer Außenwand und den Kragen la der Rippen herzustellen. Hierauf werden die Rohrplatten 3 und 3a an den Enden der Rohre angebracht, und diese in Fig.! mit J1 bezeichneten Rohrenden werden anschießend durch Aufdornen, LJmbördeln oder auf andere Weise so verformt, daß ihre Außenwand sehr kräftig gegen die entsprechende Wand der eingerollten Kragen 7 gedruckt wird

Das Maß, um welches die Rohrenden Ii verformt werden, wodurch diese eine bleibende Verformung erfahren, wie dies dargestellt ist, erzeugt wenigstens -io eine elastische Verformung der eingerollten Kragen 7. Zweckmäßig bewirkt diese Verformung der Rohrenden 11 eine geringe Schwächung der Wand des Rohres, wie dies in Fig. 1 bei li, dargestellt ist Hierdurch wird sichergestellt, daß die Wand des Rohres sich innig an den eingerollten Kragen anschmiegt, welcher eine Matrize gebildet hat und sich außerdem im Zustand elastischer Verformung befindet so daß er eine zentripetale Kraft um das ganze Rohr herum ausübt Dadurch wird sichergestellt daß stets eine gute «o Abdichtung zwischen dem Rohr und der Rohrplatte selbst bei aufeinanderfolgenden Dehnungen und Zusammenziehungen der Rohre und dtr Rohrplatte besteht da dann jeder Kragen wie eine Ringfeder wirkt Wenn die Rohrplatte 3 aus Stahl hergestellt wird, wird sie zweckmäßig nach ihrer Anbringung an. den Rohren wenigstens auf ihrer dem Innern des Wasserkastens zugewandten Seite gegen Korrosion geschützt Hierfür kann sie mit einem Harz überzogen werden, z. B. durch Eintauchen in ein flüssiges Bad oder durch elektrostatisches Aufstäuben.

Fig.3 zeigt eine Weiterbildung, bei welcher die Rohrplatte 3| vor dem Einsetzen der Rohre auf ihren beiden Seiten mit einem Schutzharz überzogen wird. Dieses mit 8 bezeichnete Schutzharz ist z. B. ein Polyamid. Dieses Überziehen erfolgt vorzugsweise nach Bildung der eingerollten Kragen 7.

Das Einsetzen der Rohre 1 erfolgt dann in der vorstehend erläuterten Weise, wobei dann die Auflage 81 aus Kunstharz mit der Außenwand des Rohrs in Berührung kommt Die Zeichnung zeigt, daß diese Auflage 81 dann durch Zusammendrückung verformt wird, so daß sie, obwohl sie sehr dünn ist und größenordnungsmäßig 0,10 bis 0,40 mm beträgt wie eine Dichtung wirkt deren Wirksamkeit umso größer ist als die eingerollten Kragen ;:re Federwirkung um das ganze Rohr herum ausüben.

Bei der Ausführungsabwandlung der F i g. 4 besteht jede Rohrplatte 3 vorzugsweise aus rostfreiem Stahl und ist mit ihrer dem Wasserkasten abgewanoten Seite an einer Gegenplatte 9 aus gewöhnlichem Stahl befestigt Jedes Rohr wird dann in der unter Bezugnahme auf F i g. 2 beschriebenen Weise verformt, so daß die Außenwand des Rohrs sich gleichzeitig gegen einen eingerollten Kragen 7 der Rohrplatte 3 aus rostfreiem Stahl und einen entsprechenden eingerollten Kragen 7a an der Gegenplatte 9 legt. Diese Ausbildung erhöht die mechanische Festigkeit der Abdichtung zwischen den Rohren und den Rohrplatten erheblich, da, wie auf der Zeichnung dargestellt, die Wand des Rohrs bei li_a, Iu, an der Stelle der beiden eingerollten Kragen 7, Ta einer Walzwirkung ausgesetzt wird.

Gemäß Fig.5 ist jede Rohrplatte wie unter Bezugnahme auf F i g. 4 beschrieben hergestellt. Anstatt jedoch über eine verhältnismäßig große Höhe verformt zu werden, wie in Fig.4, erfährt das Rohr im wesentlichen eine z. B. durch Aufdornen hergestellte örtliche Verformung in der Dichtungsebene zwischen den eingerollten Kragen 7,7a Außerdem wird der Rand Udes Rohrs zweckmäßig erweitert

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Wärmetauscher, insbesondere Kühler für Kraftfahrzeuge, bei dem die Enden von Rohren in Öffnungen von Rohrplatten eingeführt sind, wobei s die Öffnungsränder als zu den Rohrenden hin gerichtete ringförmige Kragen ausgebildet sind, an denen aufgeweitete Ränder der Rohrenden anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragen (7) im Schnitt kreisbogenförmig ausgebildet sind und lediglich mit den konvexen Flächen an der Außenseite der Rohrenden (li) durch Aufweiten derselben elastisch anliegen.

2. Wärmetauscher nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jede Rohrplatte (3) mittels is einer Gegenplatte (9) doppelwandig ausgebildet ist und daß auf der den Rohrenden (li) abgewandten Seite der Rohrplatte (3) ebenfalls ein kreisbogenförmiger Kragen (7a) ausgebildet ist, an dessen konvexer Fläche das Rohr (1) anliegt.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1) in der zwischen den Wänden der Rohrplatte (3) und der Gegenplatte (9) liegenden Ebene in Richtung auf die Kragen (7, Ta)aufgeweitet sind.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwischen den Kragen (7, 7a) und den jeweiligen Rohraußenwänden eine Auflage (81) aus Kunstharz, Elastomer od. dgl. angeordnet ist

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (8,) als dünne Schicht von weniger als 0.S mm Dicke ausgebildet ist

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