DE3615300C2 - - Google Patents

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.