DE2509717B2

DE2509717B2 - Dichtung für einen Rohrboden von flüssigkeitsdurchströmten Leichtmetall-Wärmetauschern und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2509717B2
Application number: DE19752509717
Authority: DE
Inventors: Erwin 3052 Bad Nenndorf Kluck
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1975-03-06
Filing date: 1975-03-06
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2509717A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für einen Rohrboden von flüssigkeitsdurchströmten Leichtmetall-Wärmetauschern, der in seinem mittleren Bereich durchgestellte Kragen zur flüssigkeitsdichten Befestigung von die Flüssigkeit transportierten Rohren aufweist und der an seinen Rändern zur flüssigkeitsdichten Verbindung mit den Seitenwänden eines einen Flüssigkeitssammelbehälter bildenden Kastens ausgebildet ist und auf ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Um das aufwendige und umständliche Löten von Leichtmetall-Wärmetauschern (ζ. Β. US-PS 22 29 207) zu vermeiden, ist es bereits bekannt, die die Flüssigkeit transportierenden Rohre durch Aufweiten ihrer Enden an den durchgestellten Kragen der Rohrböden zu befestigen. Eine flüssigkeitsdichte Befestigung wird dabei dadurch erreicht, daß zwischen der Rohraußenwand und der Innenwand des durchgestellten Kragens ein elastisches Dichtmittel vorgesehen ist, das bei einer bekannten Ausführung (DE-OS 17 51 710) aus einer einheitlichen, auf den Rohrboden aufgelegten Dichtungsplatte aus einem elastischen Material besteht Diese Dichtungsplatte ist in ihrer Form dem Rohrboden angepaßt und weist entsprechend der Zahl der durchgestellten Kragen des Rohrbodens ringförmige Ansätze zum Eingriff in diese Kragen auf. Auch der Rand der Dichtungsplatte wird als Dichtungsmittel zwischen dem Rohrboden und den auf diesem Rohrboden aufgesetzten Seitenwänden des den Flüssigkeitssammelbehälter bildenden Kastens herangezogen. Nachteilig sn dieser Ausführung ist unter anderem, daß bei nicht sorgfältigem Einlegen dieser für alle Dichtungsstellen gemeinsamen Dichtungsplatte bei der Montage des Wärmetauschers leicht Undichtigkeiten entstehen, die zu einem Ausfall des gesamten Wärmetauschers führen.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht daher darin, unter Vermeidung der Nachteile der bereits bekannten Ausführungen eine Dichtung für einen Rohrboden von flüssigkeitsdurchströmten Leichtmetall-Wärmetauschern zu schaffen, die einfach und ohne großen Aufwand herzustellen ist und die eine weitgehende Dichtheit des Wärmetauschers bei vereinfachter Montage der Rohre ermöglicht

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die Dichtung durch ein örtlich begrenzt nur im Bereich der Befestigungs- bzw. Verbindungsstellen des Rohrbodens mit den Rohren bzw. den Seitenwänden aufgebrachtes und fest haftendes gummiiilastisches Dichtmaterial gebildet ist. Dabei kann das Dichtmaterial im Bereich der Verbindungsstellen des Rohrbodens mit den Rohren vorzugsweise als zylindrischer Auftrag an der Innenfläche der durchgestellten Kragen angebracht sein, an denen die Rohre im Bereich ihrer Enden durch plastische Aufweitung zur Anlage kommen. Zur Erleichterung der Montage der Rohre kann die Innenkontur des zylindrischen Dichtungsauftrages zweckmäßigerweise konisch mit zum Flüssigkeitssammelbehälter. hin kleiner werdenden Durchmesser ausgeführt sein. Im Bereich der Verbindungsstellen des Rohrbodens mit den Seitenwänden des Behälters sollte das Dichtmaterial in einer am Rand des Rohrbodens umlaufenden Sicke angebracht sein, in die die Seitenwände des Flüssigkeitssammelbehälters eingreifen.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Dichtung, die als örtlich begrenzt aufgetragenes, auf dem Rohrboden fest haftendes gummielastisches Dichtmaterial ausgeführt ist, wird die bei den bekannten Ausführungen vorhandene, für alle Dichtstellen gemeinsame Dichtungsplatte umgangen und durch die infolge des Haftens des Dichtmaterials auf dem Rohrboden erzeugte feste Verbindung zwischen Rohrboden und Dichtung ein Verrutschen oder Verschieben der Dichtung bei der Montage ausgeschlossen. Dadurch entfällt die Gefahr des fehlerhaften Einlegens der

Dichtung und es kann weder durch Druckschwankungen noch beim Einführen der Rohre zu einer Verschiebung der Dichtung an den Dichtstellen und damit zu Undichtigkeiten kommen.

Ein weiteres wesentliches Merkmai der Erfindung besteht darin, daß das Dichtmaterial aus einem in pastösem Zustand aufgetragenen PVC-Plastisol auf Einkomponentenbasis besteht, das durch einen anschließenden Wärmestoß zu einem dauerelastischem Material ausgehär'et ist. Es ist jedoch auch möglich, anstelle des Einkomponentenmaterials ein Zweikomponentenmaterial auf Epoxidharzbasis zu verwenden, dessen Komponenten nach dam Zusammenbringen an den Dichtstellen durch Reaktion zu einem dauerelastischen Material ausgehärtet sind.

Ein Verfahren zur Herstellung einer Dichtung für einen Rohrboden der vorstehend bezeichneten Art besaht gemäß der Erfindung darin, daß das Dichtmaterial in pastösem Zustand im Bereich der Dich ,.stellen auf den Rohrboden aufgetragen wird und daß der Rohrboden anschließend kurzzeitig auf eine Temperatur von 140° bis 200⁰C, vorzugsweise 160° C, erwärmt wird. Dadurch wird das vorzugsweise aus einem PVC-Plastisol auf Einkomponentenbasis bestehende Dichtmaterial zu einer dauerelastischen und fest auf dem Rohrboden haftenden Dichtung ausgehärtet. Um die Haftfähigkeit des Dichtmaterials auf dem Rc hrboden noch zu erhöhen, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vor dem Auftrag des Dichtmaterials der Rohrboden mit einem Haftprimer behandelt werden.

Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtung ergibt sich gegenüber den bisher bekannten Verfahren eine Verbilligung sowohl durch Gewichts- als auch durch Teileeinsparung. Außerdem fällt die Gefahr von Arbeitsfehlern durch fehlerhaftes Einlegen der Dichtung weg, ebenso wie die Möglichkeit der Verschiebung der Dichtung infolge von Druckschwankungen, da die erfindungsgemäße Dichtung aufgrund des örtlich begrenzten Auftrages des Dichtungsmaterials in pastöser Form und der erst anschließend erfolgenden Aushärtung zu einem dauerelastischen Material ein inniger und fester Kontakt mit dem Rohrboden erzielt wird, der ein Verrutschen der Dichtung an den Dichtungsstellen ausschließt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Dichtung besteht darin, daß durch deren feste Verbindung mit dem Rohrboden ohne größere Schwierigkeiten eine mechanisierte Montage des Wärmetauschers, d. h. ein Zusammenfügen der Rohre und Rohrboden mit Hilfe von automatisch arbeitenden Maschinen, durchgeführt werden kann.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung in teils schematischer Darstellungsweise in

F i g. 1 einen Querschnitt durch einen Teil des Rohrbodens während der Herstellung der Dichtung und

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Rohrboden mit einem in einem durchgestellten Kragen flüssigkeitsdicht befestigten Rohr sowie einer an dem Rand des Rohrbodens flüssigkeitsdicht gehaltenen Seitenwand eines den Flüssigkeitssammelbehälter bildenden Kastens.

In den Zeichnungen ist jeweils mit 1 ein Rohrboden eines flüssigkeitsdurchsti'ömten Wärmetauschers, beispielsweise eines Wasserkühlers eines Kraftfahrzeuges, bezeichnet. Der Rohrboden 1 weist mehrere im Abstand voneinander angeordnete durchgestellte Kragen 2 zur Halterung von in parallelen Reihen angeordneten flüssigkeitsdurchströmteri Rohren 14 auf. Am Rand des Rohrbodens 1 ist eine urnlaufende Sicke 3 vorgesehen, die von einer aufgestellten Seitenwand 4 begrenzt ist Am oberen Ende der Seitenwand 4 sind im Abstand voneinander angeordnete Laschen 5 angebracht, die, wie aus der F i g. 2 näher ersichtlich ist, zur Halterung einer mit einem Absatz 19 versehenen Suitenwand 17 umgebogen werden können. An der Innenseite der durchgestellten Kragen 2 des Rohrbodens 1 ist ein aus einem elastischen Dichtungsmaterial bestehender und fest an dem Rohrboden haftender Dichtungsauftrag 6 vorgesehen, der an seiner Innenkontur 13 leicht konisch ausgeführt ist Die umlaufende Sicke 3 des Rohrbodens 1 bildet das Bett für einen Dichtungsauftrag 7, der ebenso wie der Dichtungsauftrag 6 aus einem elastischen, fest an dem Rohrboden haftenden Dichtungsmaterial hergestellt ist.

Die Herstellung dieser Dichtungen 6 und 7 erfolgt nun in der Weise, daß das vorzugsweise aus einem PVC-Plastisol auf Einkomponentenbasis bestehende Dichtmaterial in pastösem Zustand an den Dichtungsstellen auf den Rohrboden aufgetragen wird und daß dieses anschließend kurzzeitig auf eine Temperatur von etwa 140 bis 200⁰C, vorzugsweise 16O⁰C, erwärmt wird. Während die Dichtung 7 in ihrer Form durch die Sicke 3 bestimmt ist, wird, wie aus der F i g. 1 näher hervorgeht, zur Bildung der Form der Dichtung 6 eine Vorrichtung verwendet, bei der in einer mittels eines Flansches 10 auf einer Konsole 9 abgestützten Hülse 8 ein Bolzen 11 axial verschiebbar gehalten ist, der den inneren Kern zur Bildung der im wesentlichen zylindrischen Dichtung 6 am durchgestellten Kragen 2 darstellt. Der obere Teil 12 des Bolzens 11 ist dabei leicht konisch ausgeführt, so daß die Innenkontur 13 der Dichtung 6 sich in Richtung nach oben zu verjüngt. Durch diese konische Ausbildung der Innenkontur der Dichtung 6 wird das Einführen der in den durchgestellten Kragen 2 des Rohrbodens 1 zu befestigenden Rohre 14 erleichtert.

In der F i g. 2 ist der entsprechende Teil des Rohrbodens 1 in dem betriebsbereiten Zustand gezeigt, wobei in dem durchgestellten Kragen 2 ein Rohr 14 flüssigkeitsdich·. befestigt ist. Dabei ist das mit Luftleitblechen 15 versehene Rohr 14 von unten her in die Dichtung 6 am Kragen 2 eingeführt und anschließend durch einen Aufweitvorgang flüssigkeitsdicht befestigt worden. Dabei ist die an der Innenseite des Kragens 2 haftende Dichtung 6 elastisch zusammengepreßt worden. Das Aufweiten der Rohre kann entweder unter Zuhilfenahme eines sogenannten Aufweitdornes erfolgen, der durch das Rohr gezogen wird, wobei dessen Außendurchmesser vergrößert wird, oder aber es kann eines der in den älteren Patentanmeldungen P 24 03 009.9 oder P 24 18 146.2 beschriebenen Aufweitverfahren herangezogen werden, bei denen die Aufweitung der Rohre durch einen in deren Innern erzeugten Überdruck erzielt wird. Dabei können auch die in der F i g. 2 mit 16 bezeichneten ringförmigen Auswölbungen beiderseits der Dichtungsstelle im Bereich des Kragens 2 des Rohrbodens 1 gebildet werden, die für einen sicheren Halt und für eine bessere Dichtung sorgen. Die Verbindung der Seitenwand 17 eines Jen Flüssigkeitssammelbehälter bildenden, hier nicht weiter gezeigten Kastens mit dem Rohrboden 1 geschieht dadurch, daß die an den Seitenwänden 4 des Rohrbodens 1 angebrachten Laschen 5 über den seitlichen Absatz 19 umgebogen werden, wobei die untere Kante 18 der Seitenwände 17 in die elastische

Dichtung 7 eindringt.

Auf diese Weise ist der Rohrboden sowohl mit den Seitenwänden des Flüssigkeitssammelbehälter-Kastens als auch mit den einzelnen die Flüssigkeit transportierenden Rohren flüssigkeitsdicht verbunden.

Als bevorzugtes Material kann ein PVC-Plastisol auf Einkomponentenbasis verwendet werden. Zur weiteren Verbesserung der Haftfähigkeit empfiehlt es sich, den Rohrboden an den Auftragsstellen zuvor mit einem Haftprimer zu behandeln. Nach dem Aushärten bei ca.

16O⁰C ist das Material ausreichend elastisch, temperaturbeständig und für den Betrieb beispielsweise mit Kühlerflüssigkeit geeignet. Anstelle dessen kann auch ein Zweikomponentenmaterial auf Epoxidharzbasis verwendet werden, bei dem die beiden Komponenten ebenfalls in pastösem Zustand an der Dichtstelle zusammengebracht werden, wobei die Aushärtung durch die beim Zusammenbringen der Komponenten verursachte Reaktion erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Dichtung fur einen Rohrboden von flüssigkeitsdurchströmten Leichtmetall-Wärmetauschern, der in seinem mittleren Bereich durchgestellte Kragen zur flüssigkeitsdichten Befestigung von die Flüssigkeit transportierenden Rohren aufweist und der an seinen Rändern zur flüssigkeitsdichten Verbindung mit den Seitenwänden eines einen Flüssigkeitssammelbehälter bildenden Kastens ausgebildet ist, gekennzeichnet durch ein örtlich begrenzt nur im Bereich der Befestigungs- bzw. Verbindungsstellen des Rohrbodens (1) mit den Rohren (14) bzw. den Seitenwänden (17) aufgebrachtes und nur an diesem fest haftendes gummielastisches Dichtmaterial.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmaterial als zylindrischer Auftrag an der Innenfläche der durchgestellten Kragen (2) angebracht ist, an denen die Rohre (14) im Bereich ihrer Enden durch plastische Aufweitung zur Anlage kommen.

3. Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenkontur (13) des zylindrischen Dichtungsauftrages (6) konisch mit zum Flüssigkeitssammelbehälter hin kleiner werdendem Durchmesser ausgeführt ist.

4. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmaterial in einer am Rand des Rohrbodens (1) umlaufenden Sicke (3) angebracht ist, in die die Seitenwände (17) des Flüssigkeitssammelbehälters eingreifen.

5. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmaterial aus einem in pastösem Zustand aufgetragenen PVC-Plastisol auf Einkomponentenbasis besteht, das durch einen anschließenden Wärmestoß zu einem dauerelastischen Material ausgehärtet ist.

6. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtrdaterial aus einem Zweikomponentenmaterial auf Epoxidharzbasis besteht, dessen Komponenten nach dem Zusammenbringen an den Dichtstellen durch Reaktion zu einem dauerelastischen Material ausgehärtet sind.

7. Verfahren zur Herstellung einer Dichtung für einen Rohrboden gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmaterial in pastösem Zustand im Bereich der Dichtstellen auf den Rohrboden (1) aufgetragen wird und daß der Rohrboden anschließend kurzzeitig auf eine Temperatur von 140—200-C, vorzugsweise 160⁰C, erwärmt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrboden (1) vor dem Auftrag des Dichtmaterials mit einem Haftprimer behandelt wird.