DE2909514A1

DE2909514A1 - Roehrenwaermetauscher und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2909514A1
Application number: DE19792909514
Authority: DE
Inventors: Erwin Kluck
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1979-03-10
Filing date: 1979-03-10
Publication date: 1980-09-18
Also published as: GB2051337A; FR2451562A1; FR2451562B3; GB2051337B

Description

VOLKSWAG ENWERK

AKTIENGESELLSCHAFT 3180 Wolfsburg

unsere Zeichen: K 2665
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Röhrenwärmetauscher und Verfahren zu seiner Herstellung

Sie Erfindung bezieht sich auf einen Röhrenwärmetauscher mit von einem flüssigen Wärmetransportmittel durchströmten Rohren und mit im wesentlichen senkrecht zu den Bohrachsen in dichtem Abstand voneinander auf den Rohren gehaltenen, lamellenförmigen Leitblechen für ein die Bohre umspülendes gasförmiges Warmetransportmittel, wobei die Leitbleche durchgestellter an dem Außenumfang der Bohre dicht anliegende, ringbundförmige Kragen aufweisen, und auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Röhrenwärmetauschers.

Bei insbesondere aus Leichtmetallwerkstoffen bestehenden Röhrenwärmetauschern der eingangs erwähnten Bauart, die beispielsweise als Wasserkühler für wassergekühlte Motoren von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden, wird die Wärme von den vom Mütorkühlwasser durchströmten Bohren über die an dem Außenumfang der Bohre anliegenden Kragen der Luftleitbleche auf die letzteren und von dort auf die Kühlluft übertragen. Bei der Herstellung dieser Röhrenwärmetauscher werden die Leitbleche an den Bohr durchtritt s-

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Vorsitzender Vorstand: Toni SdunDdcer, Vorsitzender ■ Horst Badesmann - Prol. Dr. tedin. Ernst Fiele ■ Dr. Jur. Peter Frerk

des Aufsichtsrsts: Günter Hartwich · Horst Münzner ■ Dr. rer. pol. Werner P. Schmidt Sottlieb M. Strobl · Prof. Dr. fer. pol. Friedrich Thomee

Hans Birnbaum Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wolfsburg HRB

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stellen auf einen gegenüber dem Rohraußendurchmesser geringeren Durchmesser vorgelocht, wobei die gegenüber dem Eohraußendurchmesser verbleibende Durchmesserdifferenz zur Bildung der an den Rohraußendurchmessern dicht anliegenden Kragen verwendet wird, die durch senkrecht zur Leitblechebene gerichtete Durchstellungen gebildet sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, eine Verbesserung der Kühlleistung solcher Höhrenwärmetauscher ohne Vergrößerung des Materialaufwandes zu erreichen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Kragen an ihren Enden in einzelne Zungen übergehen, die in eine von den Bohrachsen wegweisende Richtung umgebogen sind. Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird also die von der Kühlluft umspülte Wärmeübergangsfläche vergrößert. Das dafür erforderliche Material wird dem zuvor bei der Lochung als Abfall anfallenden Material entnommen, so daß jedenfalls kein die Herstellungskosten vergrößernder Materialmehraufwand erforderlich ist.

I¹Ur den Wärmeübergang am günstigsten wäre es dabei, wenn die Zun- .gen in eine im wesentlichen etwa auf der Mitte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Leitblechen liegende Ebene umgebogen sind.

Zweckmäßig wäre es weiterhin, wenn die Zungen gleichmäßig über den Umfang der Kragen verteilt angeordnet sind und wenn sie eine von den Bohrachsen radial nach außen abnehmende Breite aufweisen wurden.

Schließlich schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Röhrenwärmetauschers vor, gemäß dem die Leitbleche an den Bohrdurchtrittsstellen auf einen gegenüber dem Bohraußendurchmesser wesentlich geringeren Durchmesser vorgelocht werden, darauf mit einem Stempel konzentrisch zu den Löchern flache Näpfchen mit die Kragen bildenden ümfangsbereichen geformt

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werden, anschließend mit einem Schneidstempel mehrere über den Umfang verteilte, radial verlaufende Einschnitte in die Böden der Näpfchen eingeprägt werden und dann die so entstandenen Zungen zunächst senkrecht zur Leitblechebene durchgestellt und schließlich noch in eine im wesentlichen parallel zu der Leitblechebene verlaufende Ebene umgebogen werden.

Durch die Erfindung wird insgesamt gesehen durch Vergrößerung der Kühlfläche auf der Luftseite eine Verbesserung der Kühlleistung des Wärmetauschers erreicht, wobei der dazu notwendige Materialmehraufwand aus dem bisherigen Materialabfall gewonnen wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargeste It, das im folgenden näher beschrieben wird. Die Zeichnung zeigt in

Figur 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines Luftleitbleches eines erfindungsgemäßen Röhrenwärmetauschers und

Figur 2 einen Schnitt gemäß den Schnittlinien II-II nach Figur 1.

In der Zeichnung sind mit 1 die aus relativ dünnem Aluminiumblech bestehenden, lamellenförmigen Luftleitbleche bezeichnet, die mit einem vorgegebenen Abstand voneinander auf die das flüssige Wärmetransportmittel, insbesondere Kühlwasser, führenden Aluminiumrohre 2 aufgezogen sind. Die Verbindung der Luftleitbleche 1 mit den Wasserrohren 2 erfolgt in der Weise, daß im Bereich der Eohrdurchtrittsstellen an den Luitleitblechen senkrecht zu ihrer Ebene zylindrische Kragen 3 durchgestellt sind, die an den Rohraußendurchmessern zur dichten Anlage kommen. Diese dich« te Anlage an den Rohraußendurchmessern wird im allgemeinen dadurch erreicht, daß die Rohre nach dem Auffädeln der Luftleitbleche in ihrem Außendurchmesser bis zur Anlage an den zylindrischen Kragen der Luftleitbleche 1 aufgeweitet werden.

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Der Abstand der einzelnen Luftleitbleche voneinander wird durch hier nicht veiter gezeigte Ausstellungen an der Oberfläche der Luftleitbleche erreicht, die beispielsweise durch Anbringen sogenannter Reißlöcher gebildet werden.

Erfindungsgemäß setzen sich nun die zylindrischen Kragen 3 in einzelne Zungen 4 fort, die in eine sternförmig von den Rohrachsen wegweisende Richtung umgebogen sind. Diese Zungen sind, wie aus der Figur 1 näher hervorgeht, gleichmäßig über den umfang der Kragen verteilt und weisen eine von den Rohrachsen radial nach außen abnehmende Breite auf. Zweckmäßig ist es dabei, wenn die Zungen in eine im wesentlichen etwa auf der Mitte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Leitblechen liegende Ebene umgebogen sind, wie es beispielsweise aus der Figur 2 ersichtlich ist. In diesem Fall ragen sie in einen Bereich der zwischen den Luftleitblechen durchtretenden Luftströmung hinein, die gegenüber den Luftleitblechen gleichweit entfernt ist und somit die niedrigste Temperatur aufweist, was einen günstigen Wärmeübergang auf die Zungen sichert.

Bei der Herstellung dieser Zungen kann man in der Weise vorgehen, daß die Leitbleche an den Rohrdurchtrittsstellen auf einen Durchmesser vorgelocht werden, der noch geringer ist als es bisher zur Bildung der zylindrischen Kragen 3 üblich und erforderlich war. So wird beispielsweise bei der Verwendung von Rohren mit einem Außendurchmesser von 8 Millimetern auf einen Durchmesser von etwa 3,5 Millimeter vorgelocht, während zur Bildung des zylindrischen Kragens ein Durchmesser von etwa 6,7 Millimetern üblich war. Konzentrisch zu diesen Löchern werden dann in einem zweiten Arbeitsgang Näpfchen durchgestellt, deren Seitenwände die später zur Anlage an den Rohren 2 kommenden Kragen 3 bilden. An dem Boden dieser Näpfchen werden dann mittels eines Schneidstempels strahlenförmig d. h. radial verlaufende und über den Umfang gleichmäßig verteilte Einschnitte geprägt, die von den Lochrändern bis

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zu den Kragen reichen. Anschließend werden die durch diese Einschnitte gebildeten radialen Zungen von einem Stempel senkrecnt zur Ebene der Luftleitbleche durchgestellt. Zum Schluß werden durch einen weiteren Stempel die durchgestellten Zungen noch in eine von den Rohrachsen bzw* den Kragenachsen wegweisende Richtung umgebogen, und zwar möglichst in eine Ebene, dieetwa auf der Mitte zwischen zwei benachbarten Leitblechen liegt.

Schließlich werden die so hergestellten Luftleitbleche auf die Aluminiumrohre des Höhrenwärmetauschers aufgezogen, wobei der Abstand zwischen den einzelnen Luftleitblechen durch die oben bereits erwähnten Reißloch-AufStellungen bestimmt wird. Eine innige Verbindung des Rohraußendurchmessers mit den Kragen der Luftleitbleche erfolgt schließlich durch Aufweiten der Rohre bis zur Anlage an den Kragen.

Ein so gefertigter Röhrenwärmetauscher weist gegenüber den bisher bekannten Ausführungen eine wesentlich größere wärmeübertragende Fläche auf der Luftseite auf, die die Kühlleistung eines solchen Wärmetauschers erheblich ansteigen läßt. Dabei spielt auch die Tatsache eine Rolle, daß die gegebenenfalls gekrümmten Flächen der Zungen eine Verwirbelung der zwischen den Luftleitblechen durchtretenden Luft bewirken.

In der Zeichnung ist ein kreisförmiger Querschnitt der Rohre vorgesehen, wie dies im allgemeinen auch der Fall ist. Die Erfindung ist jedoch auch bei anderen denkbaren Rohrquersennitten, beispielsweise bei ovalen oder elliptischen Querschnitten, ohne Einschränkung anwendbar.

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Claims

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AKTIENGESELLSCHAFT

3180 Wolfsburg

Unsere Zeichen: K 2665

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ANSPRÜCHE

Röhrenwärmetauscher mit von einem flüssigen Wärmetransportmittel durchströmten Rohren und mit im wesentlichen senkrecht zu den Rohrachsen in dichtem Abstand voneinander auf den Rohren gehaltenen, lamellenförmigen Leitblechen für ein die Rohre umspülendes gasförmiges Wärmetransportmittel, wobei die Leitbleche durchgestellte, an dem Außenumfang der Rohre dicht anliegende, ringbundförmige Kragen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragen (3) an ihren Enden in einzelne Zungen (4) übergehen, die in eine von den Rohrachsen wegweisende Richtung umgebogen sind.
2. Röhrenwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (4) in eine im wesentlichen etwa auf der Mitte zwischen zwei aufeinanderfolgenden Leitblechen (1) liegende Ebene umgebogen sind.

3· Röhrenwärmetauscher nach Anspruch 1 oder- 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (4) gleichmäßig Über den Umfang der Kragen (3) verteilt angeordnet sind.

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Vorsitzender Vorstand: Toni Sdimilcker, Vorsitzender ■ Horst Badesmann ■ Prof. Dr. tedin. Ernst Fiala · Dr. jur. Peter Frerk

das Aufsichtsrats: Günter Hartwich · Horst Münzner · Dr. rer. pol. Werner P. Sdimiüt Gottlieb M. Strobl · Proi. Dr. rer. pol. Friedrich Thornee

Hans Birnbaum Sitz der Gesellschaft: Wolfsburg Amtsgericht Wollsburg HRB

4· Röhrenwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (4) eine, von den Rohrachsen radial nach außen abnehmende Breite aufweisen.

5· Verfahren zur Herstellung eines Röhrenwärmetauschers nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Leitbleche (1) an den Rohrdurchtrittsstellen auf einen gegenüber dem Rohraußendurchmesser wesentlich geringeren Durchmesser vorgelocht werden, daß darauf von einem Stempel konzentrisch zu den Löchern Näpfchen mit die Kragen (3) bildenden Umfangsbereichen geformt werden, daß anschließend mit einem Stempel in die Böden der Näpfchen von den Lochrändern ausgehend und bis zu den Kragen reichend mehrere über den Umfang verteilte, radial verlaufende Einschnitte eingeprägt werden, daß dann die so entstandenen Zungen (4) zunächst senkrecht zur Leichtblechebene durchgestellt und schließlich noch in eine im wesentlichen parallel zu der Leitblechebene verlaufende Ebene umgebogen werden.

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