DE3242842A1

DE3242842A1 - Rohrverteiler sowie verfahren zu dessen herstellung

Info

Publication number: DE3242842A1
Application number: DE19823242842
Authority: DE
Inventors: Alfred 8901 Merching Hüber
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1982-11-19
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1984-05-24

Description

Rohrverteiler sowie Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrverteilers, insbesondere Wärmetauscher-Sammelbehälters oder -rohrs mit profilierten Anschlußrohren, sowie einen nach diesem Verfahren gefertigten Rohrverteiler.
Nach dem Stand der Technik werden Ronrverteilersysteme mit zentralen Sammelbehältern oder -rohren in der Weise gefertigt, daß die Rohre in eine Öffnungen aufweisende Wand des Sammelbehälters oder -rohrs gesteckt und anschließend stoffschlüssig, beispielsweise durch Löten, verbunden werden, so daß ein Durchgang vom Sammelbehälter zum Innern des Rohrs geschaffen wird. Die Durchgangsöffnungen in der Sammelbehälterwand werden vor einem Einfädeln der Rohre durch Biren oder Erodieren ausgebildet, was eine aufwendige Belochungsprozedur ist. Die Einzelmontage der Rohre, insbesondere das Einfädeln, ist vergleichsweise umständlich, und zwar deshalb, weil zwischen Rohr und Durchgangsöffnung in der Wand ein enges Spiel (verschieblicher Paßsitz) vorhanden ist. Enge Toleranzen von Loch und Rohr müssen im Hinblick auf eine einwandfreie Lötung oder eine anderweitige Verbindung eingehalten werden.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines Rohrverteilers der eingangs genannten Art, das vorgenannte Nachteile überwindet und insbesondere eine einfache, problemlose und schnelle Montage von Anschlußrohren ermöglicht, die an einen Sammelbehälter oder an ein Sammelrohr angeschlossen sind.
Gelöst wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch, daß an die Anschlußrohre im Bereich zumindest eines Rohrendes Klötzchen angebracht werden, die das Rohrende umschließen, daß die Anschlußrohre im Bereich ihrer Klötzchen dicht aneinandergefügt angeordnet werden, so daß die Klötzchen eine Wand des Sammelbehälters oder -rohrs ausbilden, und daß die Verbindungsstellen der Klötzchen fluiddicht abgeschlossen werden.
Insbesondere werden die Klötzchen durch Metallsintern auf die Rohrenden aufgebracht, wobei pulverförmiges Sintergut in einer der gewünschten Kontur des Klötzchens weitgehend angenäherten Form um das Anschlußrohrende angeordnet und gasdicht gesintert wird. Die äußeren Kontaktflächen der Klötzchen werden vor einer Anordnung der Anschlußrohre insbesondere maßgenau bearbeitet. Als Bearbeitungsverfahren kommen Kaltschmieden, Prägen oder Profilschleifen in Frage.
Die Klötzchen weisen bevorzugterweise eine gleiche Außenquerschnittskonfiguration auf, um den Herstellungsvorgang zu vereinfachen. Der Außenquerschnitt ist insbesondere ein Sechseck und das Klötzchen weist insgesamt Wabenform auf.
Das Herstellungsverfahren wird vereinfacht, wenn die einzelnen mit Klötzchen versehenen Anschlußrohre schichtweise aufeinandergefügt werden, wobei die Klötzchen mosaiR-artig wandbildend dann aufeinander angeordnet sind.
Die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen zusammengefügten Klötzchen werden gasdicht insbesondere durch Hochtemperaturlöten oder Diffusionsverbinden abgeschlossen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn an U-förmig gebogene Anschlußrohre an beiden Enden Klötzchen angebracht werden. Eine Gruppe derartiger Profilrohre läßt sich dann schichtweise schnell zusammenfügen, wobei gleichzeitig eine Wand des Sammelbehälters oder -rohrs hergestellt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich mithin bei Serienfertigung zur Automatisierung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; es zeigt: Fig. 1 ein Rohr einer Rohrgruppe mit Klötzchen in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 bis 8 verschiedene Ausführungsformen von Klötzchen in zusammengesetzter Anordnung von Anschlußrohren, Fig. 9 ein Sammelrohr mit ebenen Wänden, die teilweise durch zusammengefügte Anschlußrohre mit Klötzchen gebildet sind, Fig.10 eine der Fig. 9 ähnliche Ansicht eines anderen Sammelrohrs mit Rundquerschnitt, und Fig.11 ein Sammelrohr mit Anschlußrohren, wobei die Wand des Sammelrohrs unterschiedlich dick ausgebildet ist.
An die Rohrenden 6 von U-förmig gebogenen Profilrohren eines Rohrverteilers 1 oder Wärmetauschers werden an beiden Enden Klötzchen 5 durch Metallsintern angebracht, wie dies insbesondere der Fig. 1 zu entnehmen ist. Dazu wird das pulverförmige Sintergut, z.B. eine Nickel-Basis-Legierung, in einer der gewünschten Kontur des Klötzchens 5 weitgehend angenäherten Form um das Rohrende 6 des Profilrohrs angeordnet und gasdicht gesintert, d.h. mit einer Sinterdichte >- 95 %.
Zum Fügen der Klötzcen 5 untereinander zu einer den Behälter bildenden Berandung mit integrierten Profilrohren ist es vorteilhaft, die Kontaktflächen maßgenau zu bearbeiten, z.B.
durch Kaltschmieden oder Prägen, eventuell auch durch Profilschleifen.
Durch einen automatisierbaren Prozeß werden schichtweise Rohrbogenreihen oder Anschlußrohrgruppen 2,3,4 aneinandergelegt und die angesinterten Klötzchen 5 untereinander verbunden. Die Verbindung der Klötzchen 5 kann-z.B. durch Hochtemperaturlöten erfolgen. In diesem Fall werden wäh- rend des schichtweisen Zusammensetzens einer Wärmetauschereinheit bereits tot- und Flußmittel in den Fugen deponiert, etwa über Lotfolien (vorprofiliert), oder über Lötpaste.
Diffusionsverbinden ist ein weiteres mögliches Fügeverfahren.
Erfindungsgemäß finden verschiedene Formen von Sinterklötzchen Verwendung, wie dies insbesondere den Fig.2-8 zu entnehmen ist. Die Klötzchen sind im wesentlichen wabenförmig ausgebildet und gleichkonfiguriert.
Die Formgebung der Klötzchen 5 ermöglicht einen mosaikartigen Aufbau einer Behälterwand mit eingeschlossenen Profilrohren.
Durch eine entsprechend angepaßte Dickenverteilung der Sinterklötzchen in Richtung der Rohrachse können Sammelbehälter oder -rohre 10 mit ebenen Wänden gemäß Fig.9 oder als kreisrundes oder auch als elliptisches Rohr gemäß den Fig. 10 bzw. 11 gefertigt werden.
Die Technik des Aussinterns der mosaikartigen Klötzchen 5 ermöglicht vorteilhafte Zugeständnisse hinsichtlich größerer Toleranzen bei Profilrohren.
Leerseite

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines Rohrverteilers, insbesondere Wärmetauscher-Sammelbehälters oder -rohrs mit profilierten Anschlußrohren, dadurch g e k e n n z.e i c h n e t , daß an die Anschlußrohre (2,3,4) im Bereich zumindest eines Rohrendes Klötzchen (5) angebracht werden, die das Rohrende (6) umschließen, daß die Anschlußrohre (2,3,4) im Bereich ihrer Klötzchen dicht aneinandergefügt angeordnet werden, so daß die Klötzchen eine Wand des Sammelbehälters oder -rohrs (10) ausbilden, und daß die Verbindungsstellen der Klötzchen fluiddicht abgeschlossen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Klötzchen (5) durch Metallsintern auf die Rohrenden (6) aufgebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die mit Klötzchen (5) versehenen Anschlußrohre schichtweise und paketartig wandbildend aufeinander angeordnet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß benachbarte Klötzchen (5) durch Hochtemperaturlöten oder Diffusion miteinander verbunden werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß an U-förmig gebogene Anschlußrohre (2,3,4) an beiden Enden Klötzchen (5) angebracht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß pulverförmiges Sintergut in einer der gewünschten Kontur des Klötzchens (5) weitgehend angenäherten Form um das Anschlußrohrende angeordnet und gasdicht gesintert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die äußeren Kontaktflächen der Klötzchen (5) vor einem Anordnen der Anschlußrohre (2,3,4) maßgenau bearbeitet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß Klötzchen (5) in gleicher Außenquerschnittskonfiguration ausgebildet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß als Außenquerschnittskonfiguration Sechseck- bzw. Wabenform gewählt ist.
10. Rohrverteiler, insbesondere Sammelbehälter oder -rohr mit Anschlußrohren, gefertigt nach einem der Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Anschlußrohre (2,3,4) zumindest an ihrem einen Rohrende (6) mit einem das R-ohrende aufnehmenden Klötzchen (5) versehen sind, die in ihrer Gesamtheit eine Wand des Sammelbehälters oder -rohrs (10) bilden.
11. Rohrverteiler nach Anspruch 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß Klötzchen (5) aus Sintergut vorgesehen sind.
12. Rohrverteiler nach Anspruch 10 oder 11, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Klötzchen (5) im wesentlichen Sechseckquerschnitt aufweisen.
13. Rohrverteiler nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dad#urch g e k e n n z e i c h n e t, daß U-förmig gebogene profilierte Anschlußrohre (2,3,4) vorgesehen sind.