DE2435736A1

DE2435736A1 - Verfahren zur herstellung von strahlkoerpern mit rohrbuendeln, und mittels desselben hergestellter strahlkoerper

Info

Publication number: DE2435736A1
Application number: DE2435736A
Authority: DE
Inventors: Andre Chartet
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1973-09-06
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1975-03-13
Also published as: GB1482288A; FR2243037A1; ES429686A1; BE817395A; FR2243037B1; IT1017842B

Description

OR.-ING. DIPL.-ING. M. SC. DH-»H»1. DH. OIH -»KV» HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

SOGIETE ANOlTYME DES USINES CHAUSSON

Verfahren zur Herstellung von Strahlkörpern mit Rohrbündeln, und mittels desselben hergestellter Strahlkörper.

Die Erfindung betrifft im wesentlichen die Strahlkörper, welche in Fahrzeugen für die Kühlung von Wärmekraftmotoren oder für die Heizung des Passagierraums dieser Fahrzeuge benutzt werden. Sie kann jedoch auch andere Anwendungen finden, und es ist wohlverstanden, daß die Erfindung ganz allgemein auf alle Wärmeaustauscher angewandt werden kann, welche e.in Bündel von Rohren aufweisen, auf welche die Flüssigkeit von an den Enden dieser Rohre angebrächten Behältern verteilt wird.

Die an den Enden der Rohre eines Strahlkörper— rohrbündels angebrachten Behälter werden meistens durch Rohrplatten gebildet, welche mit den Rohren dicht verbunden sind und hierauf ihrerseits dicht mit Wasserkästen vereinigt werden, in welche die verschiedenen Rohre münden.

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Die dichte Verbindung zwischen einer Rohrplatte und den Rohren ist verhältnismässig leicht herzustellen, da diese Rohrplatten an die Rohre gleichzeitig mit den Strahlelementen angeschweisst oder hart angelötet werden können. Die dichte Vereinigung der Rohrplatten mit den Wasserkästen wirft jedoch häufig verwickelte Probleme für die Ausführung der geschweissten oder hart gelöteten Verbindungen auf. Die Technik der Herstellung der Strahlkörper hat dazu geführt, die Rohrplatten mit den Wasserkästen durch rein mechanische Mittel zu vereinigen, wobei zwischen diesen beiden Teilen verformbare . Dichtungen angeordnet werden, welche sich am Umfang der Rohrplatten erstrecken, und gegen welche der untere Teil des seitlichen ! Mantels der Wasserkästen gedrückt wird. Damit die Abdichtung vollkommen ist, muß die Pressung mit Hilfe von Klammern oder Klauen erfolgen, welche sich über den ganzen Umfang der Rohr- ^: platten und der Wasserkästen erstrecken, was praktisch zur FoI-■ ge hat, daß der Auseinanderbau eines derartigen Strahlkörpers sehr schwierig oder sogar unmöglich ist, was jede Reparatur bei einem Leck zwischen einem Wasserkasten und der entsprechenden Rohrplatte verhindert.

Es ist auch vorgeschlagen worden, die durch

die Rohrplatten und die Wasserkästen gebildete Anordnung durch einen einzigen rohrförmigen Teil zu bilden, welcher einen Behälter bildet, dessen eine Wand gelocht ist, um auf das Ende der Rohre aufgeschoben werden zu können. Es wird dann· zwischen der ein jedes Loch des Behälters abgrenzenden Wand und der entsprechenden Wand der Rohre eine sich gegen die Außenwand der Rohre legende Dichtung angeordnet. Diese Ausbildung ist zufriedenstellend, sie erfordert jedoch, die Bündel der Strahlkörper mit Rohren mit Kreisquerschnitt herzustellen, da es praktisch bei einer Massenfertigung nicht möglich ist, eine gute Abdichtung mit Hilfe von verformbaren Dichtungen zu erzielen, welche Rohre mit einem rechteckigen oder ovalen Querschnitt umgeben, da der von der Dichtung auf die Wand des Rohrs ausgeübte Druck nicht gleichnässig wäre.

Die Erfindung löst vollständig die durch die

oben erläuterten Schwierigkeiten bedingte Aufgabe und ermöglicht, in einer einfach zu verwirklichenden Fabrikation Strahlkörperbündel mit Rohren beliebigen Querschnitts zu benutzen, wobei

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einstückige, an dem Ende der Rohre angebrachte Behälter verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch

gekennzeichnet, daß man die Rohre mit den Strahlelementen vereinigt, daß man an den Enden der Rohre gelochte Platten anbringt, daß man die so gebildete Anordnung durch Schweissung, Hartlötung oder Kleben so vereinigt, daß sie ein einstückiges Ganzes bildet, bei welchem die Rohre jenseits der gelochten Platten vorspringen, daß man an den gelochten Platten nachgiebige verformbare, die Rohre umgebende Dichtungen anbringt, daß man auf die Enden der Rohre Behälter aufschiebt, welche eine Wand haben, welche entsprechend der Anordnung der Rohre gelocht ist, und daß man von diesen Behältern einen Druck auf die auf den gelochten Platten ruhenden Dichtungen ausüben lässt, derart, daß die Dichtungen verformt werden und die Abdichtung zwischen den gelochten Platten und der entsprechenden Wand der Behälter sichern.

Ein erfindungsgemäßer, mittels des obigen

Verfahrens hergestellter Strahlkörper ist dadurch gekennzeichnet, daß er gelochte Platten, welche auf die Enden der Rohre aufgeschoben und dicht an diesen befestigt sind, wenigstens eine verformbare Dichtung, welche jedes Rohr umgibt und an den gelochten Platten anliegt, zwei Behälter, deren jeder eine gelochte, auf die Enden der Rohre aufgeschobene Wand besitzt, und zwei Seitenteile, welche die Enden der beiden Behälter verbinden und sie in einem Abstand halten, in welchem ihre gelochten Wände die ein jedes Rohr umgebende Dichtung verformen, aufweist.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemässen Strahlkörpers.

Fig· 2 ist eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemässen Strahlkörpers unter Wegbrechung von Teilen.

Fig. 3 ist eine von der Seite gesehene Teilansicht einer Ausführungseinzelheit.

Fig. 4 ist ein schematischer Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 2.

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Fig. 5 ist eine geschnittene Teilansicht

einer Ausführungsabwandlung des Strahlkörpers der Fig. J in größerem Maßstab.

Fig. 6 ist eine auseinandergezogene Teil-

ansicht, welche einen Arbeitsschritt beim Zusammensetzen des Strahlkörpers der vorhergehenden Figuren zeigt.

Fig. 7 ist eine geschnittene Teilansicht einer Ausführungseinzelheit.

Fig. 8 und 9 sind von oben gesehene Teilansichten von -zwei Ausführungsabwandlungen eines Organs des Strahlkörpers·

Fig. 10 und 11 sind Schnitte längs der linien X-X bzw. XI-XI der Fig. 8 bzw. 9.

Der schematisch in Fig. 1 dargestellte

Strahlkörper weist Umlaufrohre 1 auf, welche vorzugsweise einen rechteckigen oder ovalen Querschnitt haben. Die Erfindung kann Jedoch auch mit Umlaufrohren mit Kreisquerschnitt angewandt werden. Die Rohre sind in an sich bekannter Weise miteinander durch Abstrahlelemente verbunden, welche vorzugsweise durch gewellte Bänder gebildet werden. Diese Bänder können jedoch gegebenenfalls durch auf die Rohre 1 aufgeschobene Rippen ersetzt werden.

An ihren Enden sind die Rohre 1 in Rohrdurchlässe von gelochten Platten 3 eingesteckt, welche sozusagen falsche Rohrplatten bilden.

Das durch die Rohre 1, die Abstrahlelemente

2 und die gelochten Platten 3 gebildete Strahlkörperbündel kann aus beliebigen, in der Technik üblichen Metallen hergestellt sein. So können z.B. die Rohre aus Messing, die Abstrahlelemente aus Kupfer und die gelochten Platten aus Stahl sein. Das gesamte Bündel kann auch aus Aluminiumlegierung hergestellt werden, wobei vorzugsweise die Rohre, die Abstrahlelemente und die gelochten Platten miteinander je nach der Art der sie bildenden Metalle durch Schweissung oder Hartlötung vereinigt sind.

Die Zeichnung zeigt, daß die Rohre 1 erheblich über die gelochten Platten 3 hinaus vorspringen.

Für die Erfindung ist wichtig, daß die ge-JLoclifcsn Platten 3 dichtjiait der Wand der Rohre 1 vereinigt wer-

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den und sich nicht verschieben, d.h. gegenüber den .Rohren glei- " ten können, wenn das Bündel geschweisst oder hartgelötet wird» Dieses Ergebnis kann leicht erhalten werden, da die Rohre, die Abstrahlelemente und die gelochten Platten ein homogenes, praktisch unverformbares Ganzes bilden, wenigstens innerhalb der Grenzen der Beanspruchungen, welchen das Bündel ausgesetzt sein kann.

Die gelochten Platten 3 bilden Anlageflächen für nachgiebige verformbare Dichtungen 4, welche auf verschiedene V/eise gebildet sein können. Fig. 8 bis 11 zeigen zwei Ausführungsformen dieser Dichtungen.

Gemäß Fig. 8 und 10 wird die Dichtung

durch eine dünne Membran 5 mit Wulsten 6 gebildet, deren Querschnitt- kreisförmig sein kann, wie in Fig. 10 dargestellt, und welche so geformt sind, daß sie jeden Rohrdurchlaß in den gelochten Platten 3 umgeben. Es ist zwar nicht unbedingt erforderlich, aber zweckmässig, daß der Wulst 6 einen kleinen Abstand von der Aussenwand eines jeden Rohrs 1 hat, weshalb, wie in Fig. 10 dargestellt, die Membran 5 hei 5a innerhalb des Wulstes 6 vorspringt.

Bei der Ausführungsform der Fig. 9 wird

die Dichtung einfach durch eine z.B. aus Gummi bestehende Platte 7 gebildet, in welcher Ausschnitte 8 angebracht sind, deren Abmessungen gleich denen der .Rohre 1 und vorzugsweise etwas grosser als diese sind.

Das jenseits einer jeden Dichtung 4 vorspringende Ende der Rohre 1 ist in Lochungen 8 von Behältern 9 eingeführt, welche vorzugsweise aus Pressmasse, ζ·Β. einem Kunstharz, hergestellt sind.

Erfindungsgemäß ist es wichtig, daß die

Behälter 9 eine möglichst große Steifigkeit besitzen, damit insbesondere ihre die Lochungen 8 enthaltende Wand 9a sich nicht durchbiegen kann.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, bilden

die Behälter 9 gleichzeitig je eine Rohrplatte und einen Wasserkasten. An ihrem seitlichen Ende bilden die Behälter 9 Elemente 10 für den gegenseitigen Eingriff oder die Verankerung, welche. in Fig. 1 in Form von zylindrischen Köpfen dargestellt sind, aber auch eine beliebige andere Form haben können..

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Die Eingriffs- oder Verankerungselemente 10

dienen zum Halten der gelochten Enden 11 bzw. 12 von Seitenteilen 15, welche zweckmässig aus einem Werkstoff bestehen, dessen Ausdehnungskoeffizient höchstens gleich dem des Werkstoffs der Rohre 1 ist. Die Länge der Seitenteile 13 ist so gewählt, daß sie die beiden Behälter 9 fest gegen die Dichtungen 4 drücken, welche ihrerseits durch die gelochten Platten 3 gehalten werden.

Auf diese Weise werden die Dichtungen 4

elastisch verformt und gewährleisten die Abdichtung zwischen der Wand 9a der Behälter 9 und der Oberseite der gelochten Platten 3.

Gewünschtenfalls können Riegel 14 an das Ende der Behälter 9 angesetzt werden, um jede Verschiebung der Seitenteile 13 zu verhindern. Diese Riegel können auf beliebige Weise ausgebildet sein. Fig. 1 zeigt sie in Form von Muttern, welche auf einen jeden Behälter 9 seitlich verlängernden Gewindestift 15 aufgeschraubt sind.

Fig. 2 bis 7 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemässen Strahlkörpers. Dieser weist, wie oben beschrieben, ein Bündel aus Rohren 1, Äbstrahlelemente 2 und zwei gelochte Platten 3 auf.

Die hier mit 9^. und 9_? bezeichneten Behälter

werden durch rohrförmige Formpreßstücke aus Kunstharz- gebildet, welche einen von ihrer Mündung 16 bis zu ihrem Boden 17 allmählich abnehmenden Querschnitt besitzen. Diese Ausbildung ermöglicht außer der Erleichterung der Ausformung der Behälter infolgjs ihres abnehmenden Querschnitts eine bessere Verteilung für die Flüssigkeit auf die verschiedenen Rohre 1 des Bündels.

Fig« 2 zeigt_f daß bei dem dargestellten Beispiel die Behälter ^^ 9₂ seitlich von dem Strahlkörper angeordnet sind, anstatt unten und oben an demselben, wie in Fig.1. Ferner zeigt Fig. 2, daß die beiden Behälter 9₁» 9₂ in entgegengesetzter Anordnung angeordnet sind und verschiedene Zubehörteile bilden, insbesondere Zufuhr- und Abfuhrstutzen 18, Befestigungslaschen 19 usw..

An der Stelle seiner Mündung bildet jeder Behälter 9₁, 9₂ einen Fußteil 20_s von dessen Abschlußrand heruntergezogene Ränder 21 ausgehen, welche Verri&gelungsrampen

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bilden, welche den Rampen der Fußteile der Füllstutzen von Kühlern ähnlich sind.

Der Boden 17 eines jeden Behälters bildet

einen vorspringenden Kopf 22, z.B. mit Kreisquerschnitt, und auf der Seite eines jeden Behälters ist in der Nähe des Bodens 17 ein seitlicher Ansatz 2$ vorhanden.

Fig. 7 zeigt, daß der Fußteil 20 innen eine Schulter 24 "bildet, welche als Abstützung für einen Kranz 25 dient, innerhalb welchem ein Stutzen 26 befestigt ist, welcher oben so geformt ist, daß ein Verschlußstöpsel 27 eingesetzt werden kann.

Der Stöpsel 27 ist nicht an der Stelle der

Mündung eines jeden der beiden Behälter 9*i 9 ο erforderlich, so daß der Stutzen 26 der Fig. 7 dann durch einen einfachen Stöpsel 28 ersetzt werden kann, wie in dem rechten Teil der Fig. 2 dargestellt.

Der den Stutzen 26 tragende Kranz 25 und

der an der Basis des Stöpsels 28 gebildete Kranz 25a bilden Anlageflächen für eine z.B. aus Gummi bestehende Dichtung 29·

Die in Fig. 2 mit 13., bezeichneten Seitenteile 13 der Fig. 1 können zweckmässig identisch ausgebildet sein und bilden an einem Ende einen Verriegelungskranz 30, welcher auf den Stutzen 26 aufgeschoben wird und an seinem Umfang heruntergezogene Ränder 31 (Fig. 7) bildet, von welchen Klauen 32 (Fig. 4) ausgehen. An dem anderen Ende bildet jeder Seitenteil eine Haube 33, in deren Boden ein offener Bund 34- mit dem gleichen Durchmesser wie der Kopf 26 gebildet ist. Auf einer Seite bildet die Haube 33 Verriegelungslaschen 34, welche durcii umgebogene Abstützteile 35 verlängert werden.

Der Zusammenbau des Strahlkörpers erfolgt folgendermaßen:

Nach Herstellung des Bündels mit den Rohren

1, den Abstrahlelementen 2 und den gelochten Platten 3 werden die Dichtungen 4 auf das Ende der jenseits der gelochten Platten 3 vorspringenden Rohre aufgesetzt. Nach diesem ersten Arbeit sschritt setzt man die beiden Behälter 9., 9₂ i*¹ entgegengesetzter Anordnung auf das überstehende Ende der Rohre 1.

Der nächste Arbeitsschritt besteht darin, in die Fußteile 20 die Kränze 25 des Stutzens 26 und des Stöp-

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-8- ;

sels 28 so einzusetzen, daß sich diese gegen die Schultern 24 ■ legen, Schliesslich wird, wie oben ausgeführt, eine Dichtung j auf jeden Kranz 25 aufgelegt.

Der nächste Schritt besteht in der Anbringung der beiden Seitenteile 13/j· Hierfür werden die Seitenteile etwa rechtwinklig gegenüber ihrer normalen Stellung angesetzt, wie bei 13a,j in Fig. 4 dargestellt· Die Klauen 32 liegen dann zwischen den Rampen 21. Hierauf wird jeder Seitenteil in dem Sinn des Pfeils f,. verdreht, so daß sich die Klauen 32 gegen die Rampen 21 legen, wodurch ein Druck auf die entsprechende Dichtung 29 ausgeübt wird.

Am Ende der Drehung legen sich die Anlageteile 35 der Verrie ge lungs laschen 34 gegen den Ansatz 23 einer Rampe, wie bei 23a in Fig. 4 dargestellt. Hierdurch werden die beiden Behälter einander genähert und üben einen Druck auf die sich an den gelochten Platten 3 abstützenden Dichtungen 4 aus. Am Ende der Drehbewegung nimmt die Haube 33 eines jeden Seitenteils die in Fig. 5 strichpunktiert dargestellte Stellung 33a ein, in welcher sich der Bund 34 gerade über dem vorspringenden Kopf 22 befindet.

Hierauf wird ein Druck gemäß dem Pfeil f₂ ausgeübt, wobei die Anlageteile 35 der Laschen 34 über den Ansatz 23 hinausgleiten und so die Haube an dem Boden des Behälters verriegeln.

Aus der Zeichnung geht hervor, daß die beiden Behälter 9^, 9₂ in einer genauen gegenseitigen Stellung gehalten werden, in welcher die Dichtungen 4 zwischen den gelochten Platten 31 und den entsprechenden Abschnitten der Behälter 9,., 9₂ verformt werden.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Verfahren zur Herstellung von Strahlkörpern mit Rohrbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß Rohre (1) mit Abstrahlelementen (2) vereinigt werden, daß an den Enden der Rohre gelochte Platten (3) angebracht werden, daß die so gebildete Anordnung durch Schweissen, Hartlöten oder Kleben so '. vereinigt wird, daß ein einstückiges Ganzes entsteht, in wel- ' ehern die Rohre (1) jenseits der gelochten Platten (3) vorspringen, daß an den gelochten Platten nachgiebige, verformbare, die Rohre umgebende Dichtungen (4) angebracht werden, daß auf die Enden der Rohre Behälter (9| 9^» 9₂) mit einer Wand aufgeschoben werden, welche entsprechend der Anordnung der Rohre gelocht ist, und daß man mittels der Behälter einen Druck auf die auf den gelochten Platten liegenden Dichtungen ausübt, derart, daß die Dichtungen verformt werden und die Abdichtung zwischen den gelochten Platten und der entsprechenden Wand der Behälter herstellen.

2· Mittels des Verfahrens nach Anspruch 1 hergestellter Strahlkörper mit durch Abstrahleiemente verbundenen Rohren, gekennzeichnet durch auf die Enden der Rohre aufgeschobene, an diesen dicht befestigte gelochte Platten (3)_f ■wenigstens eine ein jedes Rohr umgebende und an den gelochten Platten (3) anliegende verformbare Dichtung (4), zwei Behälter (9» 9., 9p) mit je einer auf die Enden der Rohre (1) aufgeschobenen gelochten Wand (9a), und zwei Seitenteile (13) > welche die Enden der beiden Behälter verbinden und diese in einem solchen Abstand halten, daß ihre gelochten Wände (9a) die ein jedes Rohr umgebende Dichtung verformen,

3. Strahlkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter an ihren Enden Verriegelungsabschnitte (10, 15) für die entsprechenden Enden (11) der sie vereinigenden Seitenteile (13) bilden.

4. Strahlkörper nach Anspruch 2 oder 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1) des Bündels einen beliebigen rechteckigen, ovalen, kreisförmigen oder anderen Querschnitt haben, wobei die an den an den Enden der verschiedenen Rohre angebrachten gelochten Platten (3) anliegenden Dichtungen WiI-

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ste (6) bilden, welche jedes Rohr in einem gewissen Abstand von der Aussenwand desselben umgeben.

5· Strahlkörper nach einem der Ansprüche 2 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter aus einem in einer Form geformten Kunststoff hergestellt sind, wobei jeder Behälter an seinen Enden einerseits einen mit äusseren Verriegelungsrampen (21) versehenen Fußteil (20) und andererseits einen axialen Kopf (22) und wenigstens einen seitlichen Ansatz (23) bildet, wobei die beiden Behälter in entgegengesetzter Anordnung angeordnet und durch Seitenteile vereinigt sind, welche an einem Ende einen mit den Rampen (21) des Fußteile eines Behälters zusammenwirkende Verriegelungsklauen (^2) bildenden Kranz (30) und an dem anderen Ende eine Haube (33) besitzen, welche den vorspringenden Kopf und den seitlichen Ansatz des anderen Behälters übergreifen.

6. Strahlkörper nach einem der Ansprüche 2 bis

5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen jeder gelochten Platte 3 und jedem Behälter angeordnete Dichtung (4) Wülste mit einer der Form der Rohre entsprechenden Form bildet, welche durch' eine dünne Membran vereinigt sind, welche beiderseits einer durch jeden Wulst gehenden Mittelebene vorspringt.

7, Strahlkörper nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen einer jeden gelochten Platte und einem jeden Behälter angeordnete Dichtung durch eine dicke Platte (7) aus einem nachgiebigen Werkstoff gebildet wird, in welcher Öffnungen (8^ gebildet sind, deren Form der der Rohre entspricht·

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