DE3133756C2

DE3133756C2 - Doppelrohrkühler

Info

Publication number: DE3133756C2
Application number: DE19813133756
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Martin; Kurt 7251 Mönsheim Scharpf
Original assignee: Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1980-10-10
Filing date: 1981-08-26
Publication date: 1985-04-25
Also published as: DE3133756A1

Abstract

Durch die Erfindung wird ein Doppelrohrkühler beschrieben, der aus mindestens einem Doppelrohr besteht, vorzugsweise aus Aluminium, welches aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Rohren aufgebaut ist, an deren Endbereiche Verteilerstutzen angeordnet sind, die einen Hals mit einem senkrecht zu den Rohrachsen verlaufenden Zufuhrkanal aufweisen, über den das zu kühlende Öl od.dgl. dem Doppelrohr zugeführt bzw. entnommen wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Verteilerstutzen als ein mit zylindrischen Anschlußbereichen koaxial an die Enden des das Doppelrohr bildenden Innen- und Außenrohres ansetzbarer Verschlußstopfen ausgebildet ist, der mit einer mit dem Zuführkanal in Verbindung stehenden Kammer versehen ist, die zwischen den Anschlußbereichen für die Rohre liegt. Die Vorteile der Erfindung liegen darin, daß der Verteilerstutzen in der Art eines Verschlußstopfens lediglich über die Endbereiche des Doppelrohres gestülpt zu werden braucht und dort sicher gehalten wird, so daß ein Verschweißen des das Doppelrohr bildenden Innen- und Außenrohres nicht mehr notwendig ist. Auch muß der Verteilerstutzen selbst nicht mehr zur axialen Sicherung mit dem Außenrohr verlötet oder verschweißt werden. Dadurch können z.B. Aluminiumrohre für das Doppelrohr verwendet werden, die hohe Wärmetauscherwirkungsgrade zu verwirklichen erlauben.

Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelrohrkühler nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Solche Doppelrohrkühler sind bekannt. Sie werden beispielsweise zur Kühlung des Schmieröls von Motoren oder des Getriebeöls in Drehmomentwandlern, automatischen Getrieben und dgl. in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Um die Wärmetauschkapazität hochzuhalten ist es bekannt, Doppelrohre aus Kupfer oder Aluminium vorzusehen, in denen das öl im Zwischenraum zwischen den Rohren geführt und daher von innen und von außen gekühlt wird. Das zu kühlende öl o. dgl. wird bei den bekannten Bauarten über Verteilerstutzen, die an den Randbereichen der Doppelrohre angeordnet sind, diesen zugeführt. Hierzu werden die Doppelrohre im Bereich ihrer Enden miteinander verschweißt. Der Verteilerstutzen wird dann auf das äußere Rohr aufgelötet. Aus der DE-OS 26 12 416 ist ein solcher Doppelrohrkühler bekannt, bei dem der Verteilerstutzen aus zwei Teilen aufgebaut ist. Eine dichte Verbindung zwischen dem Verteilerstutzen und dem äußeren Rohr wird dabei dadurch hergestellt, daß durch Einschrauben des Halses des Verteilerstutzens ein Umbug sich dichtend an diesen anlehnt wobei der Abschluß um so besser geschieht, je mehr der Hals in den Verteilerstutzen eingeschraubt wird.

Der Nachteil dieser bekannten Bauarten lie.gt darin, daß nach dem Verschweißen oder Verlöten der beiden Rohrenden eine Innenreinigung der Rohre vorgenom men werden muß, was recht umständlich ist Außerdem treten wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem üblicherweise zur Kühlung verwendeten Wasser und dem zu kühlenden •Öl mechanische Spannungen auf, die oft im Bereich der Lötstellen Undichtheiten hervorrufen. Bekannte Doppelrohrkühler können zur Reinigung auch nur umständlich oder überhaupt nicht zerlegt werden.

Bekannt ist auch ein Wärmetauscher (GB-PS 1590196), bei dem eine Vielzahl von konzentrischen Rohren vorgesehen ist die aiie mit ihren Enden auf Anschlußstutzen verschiedener Durchmesser aufgeschoben sind. Dabei ist dort jeder Dichtstelle jeweils eine Ringnut zugeordnet die über radiale Kanäle mit dem Innenraum verbunden ist so daß Leckflüssigkeit abgeführt werden kann. Wärmetausche? dieser Art sind gegenüber Doppelrohrölkühlern verhältnismäßig kompliziert aufgebaut Sie lassen sich wegen ihres andersartigen Aufbaues auch nicht für den eingangs genannten Zweck verwenden..

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Doppelrohrkühler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Verteilerstutzen ohne einen Lot- oder Schweißvorgang auf den Doppelrohren gehalten werden können, ohne daß die Herstellung zu aufwendig wird und ohne daß temperaturbedingte Undichtheiten zu befürchten sind.

Die Erfindung besteht bei einem Vertcilcrstulzcn nach dem Oberbegriff des Anspruch 1 in den kennzeichnenden Merkmalen dieses Anspruchs 1. Durch dic- se Ausgestaltung kann der Vertcilerstutzcn in einfacher Weise als Steckverbinder an die Enden der das Doppclrohr bildenden Rohre angesetzt werden. Die Rohre müssen nicht mehr endseitig verschweißt werden. Auch ein Lötvorgang wird überflüssig. Die Dichtringe können in einfacher Weise aufgebracht werden. Schließlich ist gegenüber den bekannten Anschlußstutzen eine gleichmäßigere Durchströmung über den ganzen zylindrischen Raum der Innenkammer möglich, ohne daß jedoch die Herstellung zu aufwendig wird.

Zum besseren Aufschieben des Verteilerstutzens auf das Doppelrohr dienen die Merkmale des Anspruches 2. Eine kostengünstige Herstellung ist durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 möglich. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Verteilerstutzen, der auf ein teilweise gezeigtes Doppelrohr montiert ist und

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßcn Vcrteilerstutzen einer anderen Ausführiingsform, der auf ein teilweises gezeigtes Doppclrohr montiert ist.

In Fig. I ist ein Doppclrohrkühlcr gezeigt der aus

einem mit 1 bezeichneten Doppelrohr aufgebaut ist, von dem ein Teil zu erkennen ist. Am Ende des Doppelrohres 1 ist ein Vcrteilerstutzen 4 aufgeschoben, der als einstückiger Körper ausgebildet ist. Der Verteilerstutzcn 4 ist mit einem Hals versehen, der eine Zufuhröffnung 6 aufweist, durch welche das zu kühlende Öl in den Bereich zwischen die beiden Rohre^ und 3 des Doppelrohrcs 1 eingeleitet werden kann. Üblicherweise befindet sich zwischen den Rohren 2 und 3 eine mit 7 bezeichnete Turbulenzeinlage. Solche Doppelrohrkühler werden in Wasserkästen eingesetzt, wobei die Kühlung des Öles dann dadurch erfolgt, daß das sich zwischen den Rohren befindende Öl sowohl von innen a's auch von außen vom Kühlwasser umströmt wird.

Der einstückige Körper des Verteilerstutzens 4 ist mit einer koaxial zur Rohrachse A-A vorgesehenen Bohrung 13 versehen, die zwei Bereiche b und c unterschiedlichen Durchmessers aufweist. Der Bereich mit dem kleineren Durchmesser c weist in Richtung der nicht gezeigten Rohrenden und besitzt einen Durchmesser dh der dem Außendurchmesser des inneren Rohres 3 des Doppelrohres 1 entspricht Dieser Bereich bildet den zylindrischen Anschlußbereich für das Innenrohr. Daran schließt sich ein Bereich b an, in dem eine Kammer 17 gebildet ist, die zwischen den Rohren 2 und 3 liegt.

Das Außenrohr 2 ist von außen über den am Verteilerstutzen ausgebildeten zylindrischen Stutzen 18 gestülpt, wodurch am Umfangsbereich dieses Stutzens 18 der Anschlußbereich d für das Außenrohr entstanden ist. An diesem zylindrischen Stutzen ist eine umlaufende, radial nach außen weisende Ringnut 9c eingebracht, die zur Aufnahme eines nicht näher gezeigten Dichtringes dient, der eine zuverlässige Abdichtung bewirken kann. Der Anschlußbereich c für das Innenrohr weist eine nach innen gerichtete Ringnut 9b auf, in die ein Dicht· ring cinlcgbar ist. Im axialen Verlauf der Bohrung innerhalb des VtTteilcrstutzens 4 in Richtung auf das Doppelrohr 1 hin schließt sich an den Anschlußbereich c für das innere Rohr 3 der mittlere Bereich b an, der aus einer Bohrung größeren Durchmessers als der Durchmesser im Anschlußbereich für das Innenrohr besteht. Dadurch wird die Kammer 17 gebildet, die mit der Zufuhröffnung 6 verbunden ist. Beim Einleiten der zu kühlenden Flüssigkeil umströmt diese daher das Innenrohr 2 im Bereich der Kammer 17 und wird in den zwischen den beiden Rohren 2 und 3 gebildeten Kanal eingeleitet. Zur besseren Einführung des Innenrohres ist auch hierbei der Übergang Sa von der Kammer zum Anschlußbercich c abgeschrägt ausgebildet. Auf der Außenseite des Vcrteilcrstutzens ist eine umlaufende, als Anschlag dienende Erhebung 19 ausgebildet. Beim Aufstülpen des Vcrteilcrslutzens gelangt das Außenrohr 2 dann zum einen an dieser Erhebung 19 und an einer Stelle auch am Hals 5 zum Anschlag, so daß ein weiteres Einschieben nicht mehr möglich ist. Dabei ist die Erhebung 19 an korrespondierender Stelle zu der Anschlagstein des Aiißenrohres 2 am Hals 5 des Verteilerstutzens angeordnet.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel nach 1·' i g. 1, bei der der von den beiden Doppelrohren gebildeten Kanal eineft relativ großen Querschnitt aufweist, in den eine entsprechend hohe Turbulenzeinlage eingelegt ist, ist bei der« Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 der gebildete Kanal zwischen Außen- und Innenrohr relativ schmal gehalten, in den eine niedrigere Turbulenzeinlage eingelegt ist. Das Innenrohr 3 ist am Ende in dem Bereich, in dem der Ve 'toilerstutzen 4 aufgeschoben ist, verjüngt ausgebildet. Die Anschrägungen 9d, die am zum Doppelrohr 1 hinweisenden Ende des Kragens 18 ausgebildet sind, dienen zum einen der besseren Einführung des Innenrohres in die Bohrung im Verteilerstutzen 4, und zum anderen stellen sie eine Begrenzung des Kanals dar. in welchem die zu kühlende Flüssigkeit von der Kammer 17 dem Doppelrohr zugeführt wird. Es wird dadurch dafür gesorgt, daß an dem Bereich, an dem das Innenrohr von seinem verjüngt ausgebildeten Endbereich in den Bereich größeren Durchmessers übergeht, keine Querschnittsverengung für die durchströmende Flüssigkeit auftritt

Durch die Verwendung derartiger, erfindungsgemäßer Verteilerstutzen kann das Zusammenschweißen der beiden Rohre 2 und 3 am Ende entfallen, wodurch die sonst notwendige innenreinigung der Rohre nach den Schweißarbeiten ebenfalls überflüssig wird. Muß der Doppelrohrkühler nach längerem Betrieb einmal gereinigt werden, so kann hierzu der Ver*.r^:lerstufzen äußerst einfach abgenommen werden, die Reinigung kann erfolgen und danach der Verteilerstutzen wiederum sehr einfach und mit sicherem und zuverlässigem Sitz aufgesteckt werden. Da keine Schweißarbeiten notwendig sind, eignet sich ein solcher Verteilerstutzen insbesondere in Verbindung mit Aluminiumrohren, mit Hilfe derer sich Gewichtseinsparungen erzielen lassen. Ebenso können unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten infolge unterschiedlicher Temperaturgradienten nicht mehr zu Spannungen an eventuell vorhandenen Schweißnähten führen, die bei bekannten Bauarten zu Undichtigkeiten geführt haben. Diese unterschiedlichen Ausdehnungen zwischen Verteilerstutzen und dem Doppelrohr können insbesondere über die in den Ringnuten vorgesehenen Dichtringe ausgeglichen werden.

Ein solcher Verteilerstutzen kann einfach und billig als Druckgußteil hergestellt sein. Es kann aber auch günstig sein, ihn als Strangpreßteil im Gesenk zu pressen oder zu formen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anschlußstück für einen Doppelrohrkühler, der aus mindestens einem Doppelrohr besteht, das aus zwei konzentrisch ineinander angeordneten Rohren aufgebaut ist, an deren Endbereichen die Anschlußstücke in Form von Verteilerstutzen angeordnet sind, die mit einem Hals mit einem senkrecht zu den Rohrachsen verlaufenden Zuführkanal versehen sind, über den die zu kühlende Flüssigkeit dem Doppelrohr zuführbar oder abführbar ist und bei dem der Verteilerstutzen mit zylindrischen Anschlußbereichen koaxial an die Enden des das Doppelrohr bildenden Innen- und Außenrohres dicht angesetzt ist und mit einer mit dem Zuführkanal in Verbindung stehenden Kammer versehen ist, die zwischen den Anschlußbereichen für die Rohre liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (17) Teil einer koaxial zu der Achse (A-A) der Rohre (2, 3) verlaufenden Bohrung (13) ist die auf einer Seite der Einmündung des Zuführkanales (6) mit dem Anschlußbereich (c) für das Innenrohr versehen ist, im Bereich (b) des Zuführkanales einen Durchmesser (dzj aufweist, der kleiner als d?r Innendurchmesser (d\) des äußeren Rohres, aber größer als der Außendurchmesser (dz) des inneren Rohres (3) ist, daß der Anschlußbereich (d) für das Außenrohr (2) außen liegender Teil eines die Bohrung (13) umgebenden Stutzens (18) .it, und daß alle Anschlußbereiche (c, d) für die Rohre mit Ringnuten (?% 9b, 9c) zum Einsetzen von Dichtringen (15) versehen sind.

2. Anschlußstück nach Ansp~;ich 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Obergang der Bohrung (13) von dem die Kammer (17) bildenden mittleren Bereich (b) zum Anschlußbereich (c) für das Innenrohr sowie die Enden der Bohrung (13) mit einer Abschrägung (8a, Sd) versehen ist.

3. Anschlußstück nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung als Druckgußteil erfolgt ist

4. Anschlußstück nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Herstellung durch Pressen oder Formen im Gesenk als Strangpreßprofil erfolgt ist