DE3045087C2 - Wärmeaustauscher - Google Patents

Description

50

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einem bekannten Wärmeaustauscher der vorgenannten Art sind der Zuganker und die diesen abstützender. Teile derart ausgebildet, daß der Zuganker nur in gespanntem Zustand des Wärmetauschernetzes in die Seitenwangen eingesetzt werden kann. Nach dem Einsetzen des Zugankers bleibt der zum Zusammenpressen des Wärmeaustauschernetzes erwünschte Druck nur als Restdruck unter Ausnutzung der Elastizität des Wärmeaustauschernetzes erhalten (DE-OS 07 636).

Bei einem Wärmeaustauscher ist auch bekannt, die Ränder zweier muldenförmig gebogener, Rippen aufweisender Rippenplatten mittels Bolzen miteinander zu verbinden, die an ihren vom Kopf abgewandten Enden jeweils eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Spannkeiles haben (DE-GM 19 53 645).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, erst beim Einsetzen des Zugankers in den Wärmeaustauscher die gewünschte Druckkraft auf das Wärmeaustauschernetz aufzubringen. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst Hierzu sind der Zuganker und die zum Einsetzen des Zugankers dienenden Abschnitte an den Seitenwangen derart ausgebildet daß der Zuganker in den Wärmeaustauscher eingesetzt werden kann, wenn dessen Wärmeaustauschernetz spannungsfrei ist, und daß durch Bewegen des Zugankers in seine Spannlage die auf das Wärmeaustauschernetz aufzubringende Druckkraft erzeugt wird, wobei dafür Sorge getragen ist daß der Zuganker in seiner Spannlage verbleibt Die Anordnung eines Spannkeiles an einer der Seitenwangen des Wärmeaustauschers ist ohne Schwierigkeiten und ohne großen Aufwand möglich. Die Erfindung ist durch eine verhältnismäßig einfache Bauform zu verwirklichen. Zum Einsetzen des Zugankers und zum Spannen des Wärmeaustauschernetzes ist kein Werkzeug erforderlich. Die Seitenwangen können unter Vermeidung des Ausbeulens des Netzes spielfrei daran angelegt werden.

Wenn die Selbsthemmung zwischen dem Zuganker und dem Spannkeil nicht ausreicht, um den Zuganker in seiner Spannlage zu halten, werden die Merkmale des Anspruches 2 angewandt.

Gemäß den Merkmalen des Anspruches 3 ist der Spannkeil am Rand einer geschlossenen Ausnehmung angeordnet, in welche das Ende des Zugankers mit seinem Kopf voraus eingesetzt werden kann.

Der Spannkeil kann unter Benutzung der Merkmale des Anspruches 4 an dem dem Wärmeaustauschernetz unmittelbar benachbarten Teil der Seitenwange angeordnet sein.

Die Merkmale des Anspruches 5 betreffen eine nachträglich anbringbare Lagesicherung für den Zuganker.

In der Beschreibung und der Zeichnung ist ein mittels jeweils vier Zugankern unter Spannung gehaltener Wärmeaustauscher als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines hochkant gestellten Wärmeaustauschers im Schrägbild,

F i g. 2 einen Ausschnitt aus F i g. 1 in größerem Maßstab, jedoch bei einem flach liegenden Wärmeaustauscher,

F i g. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel in gleicher Darstellung wie F i g. 2.

F i g. 4 einen Ausschnitt aus einem dritten Ausführungsbeispiel bei hochkant gestelltem Wärmeaustauscher ebenfalls im Schrägbild wieder in anderem Maßstab,

F i g. 5 ein viertes Ausführungsbeispiel in gleicher Darstellung wie F i g. 4.

Der in Fig. 1 dargestellte Wärmeaustauscher hat ein Wärmeaustauschernetz, das aus paarweise angeordneten flachen Kühlrohren 1 und dazwischen angeordneten zickzackförmigen Leitblechen oder Lamellen 2 gebildet ist An den beiden Enden des Wärmeaustauschernetzes sind im Querschnitt U-förmige Seitenwangen 3 und 4 angeordnet, die mit ihrem Stegen an den jeweils benachbarten Lamellen 2 anliegen. Das Wärmeaustauschernetz wird mit Hilfe von Zugankern 5 unter der gewünschten Spannung gehalten, die hierauf eine Druckkraft ausüben. Auf jeder der großflächigen Seiten des Wäi meaustauschcrs sind zwei Zuganker 5 angeord-

Der Zuganker 5 hat im wesentlichen im rechten Winkel abgebogene Enden, von denep das eine Ende mit einem Kopf 6 und das andere Ende mit einem Kopf 7 versehen ist. Im Bereich des Kopfes 7 ist das abgebogene Ende des Zugankers 5 als Vierkant 8 ausgebildet

An den beiden Schenkeln 9 der Seitenwange 4 sind jeweils zwei schlüssellochförmige, durchgehende Ausschnitte 10 vorgesehen. Durch den im Querschnitt m größten Abschnitt 11 des Ausschnittes 10 geht der Kopf 7 des Zugankers hindurch. Im schmalen Teil des Ausschnittes ID ist auf Seiten des Wärmeaustauschernetzes aus Kühlrohren 1 und Leitblechen 2 ein zu den Achsen der Kühlrohre 1 schräg verlaufender Spannkeil '5 mit der Abstützkante 12 vorgesehen, die zwei Stufen 13 hat. Vom Abschnitt 11 aus gesehen entfernt sich mit zunehmendem Abstand von diesem Abschnitt jeder der durch die Stufen 13 unterbrochene Teil der schrägen Abstützkante 12 von dem Wärmeaustauschernetz 1, 2.

In den beiden Schenkeln 15 der Seitenwange 3 sind ebenfalls je zwei schlüssellochartige Ausschnitte 16 vorgesehen, deren Längsachsen jedoch senkrecht zur Achse der Seitenwange 3 angeordnet sind. Durch den größten Abschnitt 17 der Ausschnitte 16 kann jeweils der Kopf 6 des Zugankers 5 hindurchgesteckt werden.

Unterhalb des Wärmeaustauschernetzes 1, 2 ist ein strichpunktiert dargestellter Wasserkasten 18 angeordnet. Ein entsprechend ausgebildeter, nicht dargestellter Wasserkasten ist auf der Oberseite des Wärmeaustau- 3ü schernetzes 1,2 vorgesehen.

Das aus den Kühlrohren 1 und den Lamellen oder Leitblechen 2 bestehende Wärmeaustauschernetz sowie die Seitenwangen 3 und 4 werden wie in F i g. 1 gezeigt zusammengestellt. Es werden dann die Zuganker 5 in der Weise unabhängig voneinander eingesetzt, daß deren Köpfe 6 zunächst in die weiteren Abschnitte 17 der Ausschnitte 16 der Seitenwange 3 und nach Verschieben in die im Querschnitt kleineren Bereiche dieser Ausschnitte die Köpfe 7 der Zuganker 5 in die *o Abschnitte 11 der Ausschnitte 10 eingesetzt werden. Die Seitenwangen 3 und 4 und deren Ausschnitte 16 bzw. 10 sowie die Zuganker 5 mit ihren Köpfen 6,7 sind hierbei derart ausgebildet, daß die eingehängten Zuganker 5 zunächst noch spannungslos sind. Die die Köpfe 7 aufweisenden Enden der Zuganker 5 werden dann nach unten in Richtung des Pfeiles A in F i g. 2 so weit verschoben, daß das Wärmeaustauschernetz 1, 2 unter der gewünschten Druckkraft steht. Die die Köpfe 7 aufweisenden Enden der Zuganker 5 werden in ihrer ⁵" jeweiligen Spannlage an einer der Stufen 13 des Ausschnittes 10 gehalten und können daher nicht zum Abschnitt 11 zurückkehren, wodurch die auf das Wärmeaustauschernetz 1, 2 ausgeübte Druckkraft aufgehoben würde.

Bei den folgenden Ausführungsbeispielen werden für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen benutzt, wobei jedoch Abwandlungen dieser Teile durch einen Kleinbuchstaben bezeichnet sind.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 hat 6ö der im Schenkel 9a befindliche Ausschnitt 10a eine gebogene Abstützkante 12a, die im Bereich ihres vom Abschnitt 11 abgewandten Endes mit winkelförmigen Rastausnehmungen 13a versehen ist. Das den Kopf 7 aufweisende abgebogene Ende des Zugankers 5 ist ebenfalls als Vierkant 8 ausgebildet, der in gleicher Weise wie bei dem vorbeschriebenen Auslührungsbeispiel mit der gebogenen Abstützkante 12a und einer der Rastausnehmungen 13a zusammenwirkt

Während beim ersten und zweiten Ausführungsbeispiel die Ausschnitte 10 bzw. 10a und 16 in den Schenkeln 9 bzw. 9a bzw. 15 der Seitenwangen 4 bzw. 3 vorgesehen sind, befinden sich beim dritten und vierten Ausführungsbeispiel die hier mit 106 bzw. 10c oder 166 bzw. 16c bezeichneten Ausschnitte in den Stegen 226 bzw. 22c der Seitenwangen 4-b bzw. 4c oder in den Stegen 216 bzw. 21 c der Seiten wangen 36 bzw. 3c.

Beim dritten Ausführungsbeispiel nach F i g. 4 ist aus den Ausschnitten 10Zj bzw. 16b jeweils ein Stützlappen 23 bzw. 24 um 90" derart ausgebogen, daß dieser Lappen parallel zu den Schenkeln der Seitenwangen 4b bzw. 3b verläuft Die Stützlappen 23 anschließend an den Abschnitt 116 hat schräge Abstützkanten 126 wie das erste Ausführungsbeispiel, die ebenfalls von Stufen 136 unterbrochen sind. Der Stützlappen 24 im Steg 216 hat einen von außen zi gänglichen Einschnitt 25, in der ein Ende des Zugankers 5, wie in der Zeichnung dargestellt einsetzbar ist Der Zuganker durchsetzt den Ausschnitt 166 in der Seitenwange 36 und den Ausschnitt 106 in der Seitenwange 46 und liegt mit seinem Vierkant 8 an einem der abgestuften Teile der schrägen Abstützkante 126 an, wobei der Kopf 7 des Zugankei s 5 den Stützlappen 23 hintergreift Der Pfeil B zeigt die Richtung, in welcher der Kopf 7 des Zugankers 5 bewegt werden muß, um die gewünschte Druckkraft auf das Wärmeaustauschernetz 1,2 auszuüben.

Während bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen die Zuganker jeweils mit angebogenen Enden ausgebildet sind, hat der Zuganker 5c des vierten Ausführungsbeispieles nach F i g. 5 gerade Enden, an denen sich jeweils der Kopf 6 bzw. 7 befindet. Die hier mit 10c und 16c bezeichneten und in den Stegen 22c, 21c der Seitenwangen 4c bzw. 3c eingeschnittenen Ausschnitte sind jeweils schlüssellochartig ausgebildet. An den Rändern des Ausschnittes 10c sind Stützlappen 23c und 23d aufgebogen, die durchgehende schräge Abstützkanten 12c aufweisen, die derart geneigt an dem Steg 22c angeordnet sind, daß sie sich von diesem mit größer werdendem Abstand vom größten Durchmesser des Ausschnittes 10c immer weiter entfernen.

Die Köpfe 6 bzw. 7 des Zugankers 5 werden in zusammengebautem Zustand des Wärmeaustauschers durch die größten Durchmesser der Ausschnitte 10c bzw. 16c hindurchgesteckt, so daß sich die Köpfe 6 bzw. 7 des Zugankers, wie in F i g. 5 dargestellt, jeweils auf der Außenseite befinden. Das dem Kopf 6 benachbarte Ende des Zugankers 5c liegt auf dem Grund des lotrecht angeordneten Ausschnittes 16c an, wogegen in nicht gespanntem Zustand des Wärmeaustauschernetzes 1, 2 der Kopf 7 des Zugankers im Bereich des Abschnittes Uc des Ausschnittes 10c an den Abstützkanten 12c lose anliegt. Wird der Kopf 7 des Zugankers 5c in Richtung des Pfeiles C bewegt, so wird auf das Wärmeaustauschernetz eine Druckkraft aufgebracht. Nachdem die Druckkraft die gewünschte Größe erreicht hat, werden im Bereich des Abschnittes ilc des Ausschnittes 10c, wie gestrichelt dargestellt, die Lappen 23c, 23d derart nach innen gebördelt, daß eine Engstelle 26 entsteht, die verhindert, daß sich der Zuganker 5c aus seiner S^annlage entfernt.

Die vorstehende Beschreibung für die Anbringung eines Zugankers an einem Wärmeaustauscher gilt natürlich auch für die Anbringung der übrigen Zuganker, welche alle in gleicher Weise in ihre Spannlage gebracht werden.

Durch entsprechende Gestaltung der schrägen

Abstützkanten 12, 12a, \2b, 12c und/oder der an diesen angeordneten Stufen 13,13a, 136 können fertigungsbedingte Toleranzen in den Breiten der Wärmeaustauschernetze 1,2 in einfacher Weise ausgeglichen werden. Die Zuganker 5, 5c können dabei jeweils die gleiche Länge und Ausbildung aufweisen. Beim Spannen des Wärmeaustauschernetzes 1, 2 werden dessen Federungseigenschaften ausgenützt. Die am Wärmeaustauschernetz 1,2 anliegenden Seitenwangen 3,3b, 3c und 4, 4a, 4i>, 4c verhindern zusammen mit den Zugankern 5,5c ein Ausbeulen des Wärmeaustauschernetzes 1, 2 im Betrieb.

Da bei den Ausführungsbeispielen nach den F i g. 4 und 5 die Zuganker an den mittleren Teilen der U-förmigen Seitenwangen 36, 3c bzw. 46, 4c anliegen, sind deren Schenkel frei und können an flächigen Teilen befestigt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Wärmeaustauscher, insbesondere Wasserkühler für ein Kraftfahrzeug, mit gegenseitig parallel verlaufenden, einzeln oder bündelweise angeordneten Rohren, zwischen denen bzw. den Rohrbündeln zickzackförmige Leitbleche angeordnet sind, mit beisei tig des durch die Rohre und die Leitbleche gebildeten Wärmeaustauschernetzes angeordneten Seitenwangen und mit mindestens einem die Seitenwangen miteinander verbindenden und diese durchsetzenden Zuganker, dadurch gekennzeichnet, daß an einer der Seitenwangen (4) ein auf eines der Enden des Zugankers (5) zur Wirkung bringbarer und mit der Seiienwange einsiückiger Spannkeil (12) angeordnet ist und daß eine Einrichtung (13) zum Halten des Zugankers in seiner am Spannkeil vorgesehenen Spannlage vorgesehen ist

2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (13) zum Halten des Zugankers (5) in seiner Spannlage mindestens eine am Spannkeil (12) angeordnete Stufe ist

3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des an der Seitenwange (4) vorgesehenen Spannkeiles (12) ein schlüssellochartiger Ausschnitt (10) vorgesehen ist, in dessen im Durchmesser größten Abschnitt (11) eines der Enden des Zugankers (5) einsetzbar ist, und daß in dem von dem im Durchmesser größten Abschnitt abgewandten Abschnitt des Ausschnittes die Spannlage des Zugankers vorgesehen ist.

4. Wärmeaustauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein im 3ereich des Ausschnittes (lOtyaus der Ebene des den Ausschnitt aufnehmenden Abschnittes der Seitenwange {4b) herausgebogener Stützlappen (23) als Spannkeil vorgesehen ist (F i g. 4 und 5).

5. Wärmeaustauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in durch den Zuganker (5c) gespanntem Zustand des Wärmeaustauschernetzes aus Kühlrohren (1) und Leitblechen (2) der dem im Durchmesser größten Abschnitt des schlüssellochartigen Ausschnittes (iOc) benachbarte Teil des Stützlappens (23c, i2d) dem Ausschnitt zu eingebogen ist (F ig. 5).