DE3615300C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kühlrohr für Gegenstrom-,
Gleichstrom- und/oder Querstromkühler aus einem strangge
preßten oder stranggezogenen Flachrohrprofil mit zwei Schmal-
und Breitseiten, bei dem durch sich von Breitseite zu
Breitseite erstreckende Stege glatte Kanäle für den Durch
tritt eines Mediums ausgebildet sind, in denen in Strömungs
richtung verlaufende, von den Breitseiten des Flachrohrpro
fils ausgehende Halbstege vorgesehen sind.
Die Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren und ein
Werkzeug zur Herstellung dieser Kühlrohre.
Kühlrohre gemäß Oberbegriff des Hauptanspruchs sind aus
der US-PS 35 96 495 bekannt. Diese bekannten Kühlrohre sind
insgesamt wellenförmig ausgebildet, wobei die Halbstege und
die Stege in Durchströmungsrichtung im wesentlichen parallel
zueinander ausgebildet sind.
Aus der GB 21 59 265 A sind Kühlrohre mit zwei Schmal-
und Breitseiten bekannt, bei denen durch sich von Breitseite
zu Breitseite erstreckende Stege glatte Kanäle für den
Durchtritt eines Mediums ausgebildet sind, wobei auf den
Breitseiten im Bereich der glatten Kanäle einander gegenüber
liegend Noppen angebracht sind, die in diesem Bereich die
Kanäle verengen. Diese Kühlrohre weisen keine Halbstege auf.
Die mit durchgehenden und halben Stegen versehenen
bekannten Kühlerrohre werden im besonderen für Öl- und Ladeluftkühler
als Wärmeaustauscher vorgesehen. Diese Rohre gehören zu
der Klasse der technisch glatten Rohre, bei denen eine
schnelle Durchströmung des Mediums stattfindet; der ent
sprechende Wärmeaustausch ist für viele Anwendungsarten
zu gering und muß deshalb häufig durch unnötig große Di
mensionierung der Kühlerrohre kompensiert werden.
Der Vorteil der bekannten Kühlerrohre besteht in
ihrer leichten Herstellbarkeit durch Strangpressen oder
Strangziehen, wobei sie vorzugsweise aus Aluminium gefer
tigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrun
de, mit einfachen Mitteln und unter Einbehaltung der vor
teilhaften Herstellungsweise der bekannten Rohre solche
Kühlerrohre herzustellen, die einen wesentlich besseren
Wärmeaustausch ermöglichen; die zur Verfügung zu stellen
den Kühlerrohre sollen bei gleicher Dimensionierung we
sentlich bessere Wärmeaustauscheigenschaften besitzen. Da
rüber hinaus sollen die diesbezüglichen Herstellungsver
fahren und notwendigen Werkzeuge einfach sein und eine konti
nuierliche Produktion der Kühlerrohre ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst, d. h.,
daß die Halbstege in den ansich bekannten Kühlerrohren
nicht gerade sondern quer zu ihrer Längserstreckung wellen
förmig in der Durchströmungsrichtung ausgebildet sind. In den
Ansprüchen 1 bis 3 sind die erfindungsgemäßen Kühlerrohre
näher definiert. Die Ansprüche 4 und 5 betreffen erfin
dungsgemäße Verfahren, durch die Kühlerrohre gemäß den
Ansprüchen 1 bis 3 hergestellt werden können. Ein Werkzeug,
das für die zuvor beschriebenen Verfahren besonders geeignet
ist, wird in Anspruch 6 als erfinderisch beschrieben.
Durch die vorliegende Erfindung wird mit einfachen
Mitteln der Zugang zu Kühlerrohren eröffnet, die gegen
über den vergleichbaren vorbekannten Kühlerrohren erheb
lich verbesserten Wärmeaustausch aufweisen, weil durch
die erfindungsgemäßen Maßnahmen dem die Kühlerrohre durch
strömenden Medien eine quasi-turbulente Strömung aufge
zwungen wird. Dieses Ergebnis wird mit einfachen techni
schen Mitteln ermöglicht, wobei gleichzeitig kontinuier
liche und wirtschaftliche Massenproduktion der erfindungs
gemäßen Kühlerrohre möglich ist.
Die Erfindung wird anhand der Fig. 1
bis 5 näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schräge Aufsicht auf eine Ausführungs
form des erfindungsgemäßen Kühlerrohres im Aus
schnitt;
Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt durch den Kühlerrohr
ausschnitt gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform eines erfindungs
gemäßen Kühlerrohres im Ausschnitt;
Fig. 4 und 5 sind schematische Darstellungen erfindungsgemäßer
Werkzeuge zur Herstellung der erfindungsgemäßen
Kühlerrohre.
In Fig. 1 ist das stranggepreßte oder stranggezoge
ne Kühlerrohr 1 wiedergegeben. Im Kühlerrohr befinden
sich abwechselnd nebeneinander durchgehende 3 und hal
be Stege 4.
Auf der Oberfläche 2 und bevorzugt zusätzlich auf der
gegenüberliegenden Unterfläche werden Noppen 5 beidseitig des
Verbindungsstreifens 6 von Kühlerrohroberfläche 2 und
Halbstegen 4 derart angebracht, daß die Halbstege wellenför
mig verformt werden. Dieses erfolgt auch dadurch, daß die
Noppen, die rechts und links entlang dem gedachten Strei
fen 6 angebracht sind, gegeneinander versetzt sind.
Die entstandene Wellung wird hinsichtlich ihrer
"Wellenlänge" durch den Längsabstand der gegeneinander
versetzten Noppen und hinsichtlich ihrer "Amplitude" durch
die Noppentiefe bzw. den Noppendurchmesser definiert. Die
diesbezüglich optimalen Bedingungen können durch ein
fache Versuche von jedem Durchschnittsfachmann in Abhän
gigkeit vom Kühlrohrmaterial und der Kühlrohrdimensionie
rung gewählt werden.
Fig. 2 gibt einen Querschnitt durch eine besondere
Ausführungsform des Kühlrohrs gemäß
Fig. 1 wieder, wobei bei dieser Ausführungsform die
Noppen gegeneinander versetzt entlang des gedachten Strei
fens 6 gemäß Fig. 1 angeordnet sind.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2, bei der die
Bezugszeichen die vorgegebene Bedeutung besitzen, wird
deutlich, daß durch die versetzte Anordnung der Noppen 5
die Halbstege 4 wellenförmig verbogen werden. Die ebenfalls
mögliche zusätzliche Verformung der Oberfläche 2 und ggf. der
gegenüberliegenden Oberfläche des Kühlrohres durch entspre
chende Noppen im Bereich der Durchflußkanäle unter Verengung
dieser Kanäle ist bei dieser Figur zeichnerisch nicht
berücksichtigt.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform der er
findungsgemäßen Kühlrohre wiedergegeben. Bei den Kühlroh
ren dieser Systeme sind auf der Profiloberseite 2 ange
brachte Rippen 7 für Wärmetauscher erforderlich, die im
Gleich- und Gegenstromprinzip aufgebaut sind. Das abge
bildete Kühlrohr 1 enspricht mit Ausnahmen dieser Rippen
7 den erfindungsgemäßen Ausführungsformen gemäß
Fig. 1 und 2, wobei auch hier die Bezugszeichen die vorgegebe
ne Bedeutung besitzen.
Zusätzlich sind aber auch die Rippen 7 wellenförmig
verformt und zwar derart, daß "Wellenlänge" und "Amplitu
de" exakt definiert und völlig reproduzierbar sind. Die
ses ist für den Zusammenbau von Kühlsystemen, bestehend
aus den Kühlrohren gemäß Fig. 3 absolute Voraussetzung.
Auf welche Weise diese Ausführungsform der erfindungsge
mäßen Kühlrohre hergestellt werden kann, wird weiter un
ten beschrieben.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kühlrohre ge
mäß den Fig. 1 und 2 erfolgt zunächst in ansich be
kannter Weise durch Strangpressen oder Strangziehen der
Profile, beispielsweise aus Aluminium. Unmittelbar nach
dem Pressenaustritt wird die Noppenwalze 8 gemäß Fig. 4
derart montiert, daß sie auf das gepreßte Profil unter
Erzeugung der Noppen 5 in den
Kühlrohren einwirkt. Dieses kann auch zwei
seitig unter Verwendung zweier Walzen 8, zwischen denen
das Profil durchläuft, durchgeführt werden.
Die Noppenwalze 8 weist Noppen 9 auf, die auf der
Noppenwalze spiegelbildlich zu dem zu erzeugenden Noppen
muster auf der Hülle 2 der Kühlrohre
gemäß Fig. 1 bis 3 angeordnet sind. Über die genaue
Positionierung der Noppen, ihre Höhe (bzw. Durchmesser)
und über den Abstand der benachbarten Noppen zueinander
gelten die entsprechenden Angaben, die sich in den Be
schreibungen zu den Fig. 1 bis 3 finden. In entspre
chender Weise wird auch die besondere Ausführungsform der
Kühlrohre gemäß Fig. 3 hergestellt,
wobei die Wellung der Rippen 7 durch das Werkzeug gemäß
Fig. 5 erzeugt werden kann, das im übrigen zusätzlich
die Funktion des Werkzeugs gemäß Fig. 4 erfüllt. Dieses
Werkzeug wird in gleicher Weise positioniert und einge
setzt, wie es bei der Noppenwalze gemäß Fig. 4 beschrie
ben wurde. Dieses Walzenwerkzeug 10 besitzt darüber hi
naus eine umlaufende Rinne 11, die der Aufnahme und Ver
biegung einer der Rippen 7 dient. Bei Durchtritt des
stanggepreßten Profils mit den geraden Rippen 7 treten
diese in die wellenförmig verlaufenden Rinnen 11 ein und werden wellen
förmig verbogen; durch Wahl eines entsprechenden Umfangs der Walze
10 und/oder der Anzahl der Krümmungsbögen der Rinne 11
auf dem Umfang der Walze 10 kann exakt und mit großer
Genauigkeit reproduzierbar die "Wellenlänge" der Wellung
der Rippen 7 definiert werden. Hinsichtlich der Anord
nung und Wirkungsweise der Noppen 9 werden auf die ent
sprechenden Beschreibungsteile zur Fig. 4 verwiesen.
Claims (6)
1. Kühlerrohr für Gegenstrom- und/oder Querstrom
kühler aus einem stranggepreßten oder stranggezogenen Flach
rohrprofil mit zwei Schmal- und Breitseiten, bei dem durch
sich von Breitseite zu Breitseite erstreckende Stege glatte Ka
näle für den Durchtritt eines Mediums ausgebildet sind, in
denen in Strömungsrichtung verlaufende, von den Breitseiten
des Flachrohrprofils ausgehende Halbstege vorgesehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Halbstege (4) in Durchströmungsrichtung quer zu ihrer
Längserstreckung wellenförmig ausgebildet sind.
2. Kühlerrohr nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils rechts und links neben dem Grundrißprofil (6), das
durch die Halbstege (4) auf den Breitseiten des Flachrohrpro
fils (2) gebildet ist, gegeneinander versetzte Noppen (5) in das
Flachrohrprofil (2) eingepreßt sind, durch die die Halbstege (4)
wellenförmig verformt sind.
3. Kühlerrohr nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf der Außenseite des Flachrohrprofils (2) sich in Strö
mungsrichtung erstreckende Rippen (7) angeordnet sind, die
quer zu ihrer Längserstreckung wellenförmig ausgebildet sind.
4. Verfahren zum Herstellen eines Kühlerrohres, bei dem in ein
stranggepreßtes oder stranggezogenes Flachrohrprofil mit sich
von Breitseite zu Breitseite erstreckenden Stegen und dazwischen
angeordneten Halbstegen auf mindestens einer Seite des Flach
rohrprofils Noppen mit definiertem Abstand und definierter Tie
fe eingeprägt werden, nach mindestens einem der vorhergehenden
Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Noppen jeweils rechts und links neben dem Grundrißpro
fil eingeprägt werden, das durch die Halbstege auf den Breitsei
ten des Flachrohrprofils gebildet ist.
5. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
daß man auf der Außenseite des Flachrohrprofils angeordnete Längs
rippen quer zu ihrer Längserstreckung wellenförmig ausbildet.
6. Werkzeug zur Herstellung eines Kühlerrohres (1) mit wellenför
mig verformten Halbstegen (4) und wellenförmig verformten Längs
rippen (7) auf der Außenseite des Flachrohrprofils (2),
dadurch gekennzeichnet,
daß auf einer Walze (10) Noppen (9) definierten Abstandes und
definierter Höhe sowie ein wellenförmig, die Walze (10) umlau
fender Kanal (11) vorgesehen sind.
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