DE3619265A1 - Waermetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher der im Ober­ begriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung, nach Patent ....(Patentanmeldung P 35 32 493.7).

Der Gegenstand des Hauptpatentes besitzt eine Reihe von Vortei­ len, die insbesondere in geringem Bauraum im Bereich zwischen Rohrboden und Rippenblock, gleichmäßige Kraftverteilung im Ver­ bindungsbereich sowie hohe mechanische Festigkeit und Dichtheit der Rohrbodenverbindung zu sehen sind. Darüberhinaus wird eine günstigere Massenverteilung des Rohrbodens erreicht, was zu ei­ ner gleichmäßigeren Füllung beim Abspritzen des Rohrbodens und zu einem geringeren Einsatz von Material führt. Die gleichmäßige Massenverteilung des Materials zu beiden Seiten der Rohrboden­ ebene gewährleistet, daß der Rohrboden auch in seiner Längser­ streckung verzugsfrei, d.h. ohne Wölbung ist.

Bei der Anordnung gemäß dem Hauptpatent wird zunächst ein Rohr­ boden auf den Rohrenden einer Seite des Rohr-Rippen-Blocks mon­ tiert, während die anderen Enden der Wärmetauscherrohre an einer Anlagefläche abgestützt werden. Danach wird der Rohr-Rippen- Block umgedreht und der zweite Rohrboden aufgepresst.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Wärmetauscher bzw. dessen Rohrboden derart auszugestalten, daß das gleichzei­ tige Aufpressen beider Rohrböden mit annähernd gleicher Ein­ presstiefe der Rohrenden in die Ringnuten beider Rohrböden mög­ lich ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die in die Ringnut hineinragende und diese verjüngende Wölbung im Bereich des Endabschnittes auf der Wasserkasteninnen­ seite wird erreicht, daß beim Einpressen des Rohres das Rohrende an die Wölbung stößt und die Reib- bzw. Klemmkräfte ein weiteres Eindringen des Rohrendes in die Ringnut verhindern. Liegt nun das Rohrende in der Ringnut eines Rohrbodens an, aber noch nicht das entgegengesetzte Ende in dem zweiten Rohrboden, so wird bei gleichbleibender Kraftbeaufschlagung der Einpressvorgang nur an dem Rohrende weitergeführt, an dem das Rohrende noch nicht die Wölbung in der Ringnut erreicht hat. Aufgrund der bestehenden Toleranzen der Rohrlängen, die bei der Großserienherstellung von Wärmetauschern unvermeidlich sind, würde ein Einpressen bis zum Nutgrund zur Folge haben, daß das Kunststoffmaterial durch die Kerbwirkung reißt.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgegenstan­ des sind zwei Wölbungen vorgesehen, wobei die erste Wölbung, die die Ringnut verjüngt, näher am Nutgrund angeordnet ist, als eine zweite Wölbung, die die Ringnut erweitert. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß bei Rohren, deren Länge im oberen Toleranzbe­ reich liegt und somit die im Kunststoffmaterial auftretende Scherkraft eine unerwünschte Größe annehmen könnte, der radial außerhalb des Rohrendes liegende Teil des Abschnittes A aufgrund der zweiten Wölbung die Möglichkeit hat, sich radial auszudeh­ nen, wenn das Rohrende die erste Wölbung passiert.

Vorzugsweise sind die erste und die zweite Wölbung auf dersel­ ben Seite des Wandteils der Ringnut und in axialer Richtung ge­ sehen unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet. Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, daß die Wölbungen auf dem radial äußeren Wandteil der Ringnut angeordnet sind.

Damit das Rohr beim Einpressen in die Ringnut nicht zu kurz vor dem Nutgrund "abgebremst" wird, ist es zweckmäßig, die erste Wölbung vom Nutgrund in einem Abstand anzuordnen, der mindestens das dreifache, vorzugsweise das fünffache der Breite der Ringnut beträgt. Dieser Abstand bietet genügend Sicherheit um ein Reißen des Kunststoffmaterials am Nutgrund infolge Kerbwirkung zu ver­ hindern.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung besteht darin, daß der radial innerhalb des Wärmetauscherrohres liegende Teil des An­ schlußstutzens über die gesamte Länge des mittleren Abschnitts eine mindestens annäherd zylindrische Verdickung der Wandstärke aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt eines Rohrbodens mit einem Anschlußstutzen

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils aus Fig. 1 mit einem in die Ringnut eingepressten Rohrende.

In Fig. 1 ist ein Ausschnitt eines Rohrbodens 1 gezeigt, der eine Öffnung 2 zum Durchtritt des Wärmetauscherfluids aufweist. Der Rohrboden 1 besitzt einen die Öffnung 2 umgebenden Anschluß­ stutzen 3, der einen mittleren Abschnitt B sowie einen in den Anschlußkasteninnenraum hineinragenden Endabschnitt A und einen auf der Außenseite des Rohrbodens 1 befindlichen Abschnitt C umfaßt. In dem hülsenförmigen Anschlußstutzen 3 befindet sich eine axial zur Öffnung 2 angeordnete Ringnut 25, die von dem Abschnitt C ausgehend bis in den Abschnitt A hineinreicht. In der Ringnut 25 ist im Abschnitt A eine erste Wölbung 20 vorgese­ hen, die in die Ringnut 25 hineinragt und diese verjüngt. Die erste Wölbung 20 ist in einem bestimmten Abstand zu einem Nut­ grund 24 der Ringnut 25 angeordnet. Unmittelbar nach der ersten Wölbung 20 ist in Richtung auf den Abschnitt B eine zweite Wöl­ bung 21 in der Ringnut 25 vorhanden, wobei diese zweite Wölbung 21 die Ringnut erweitert. Im übrigen ist die Ringnut 25 so aus­ gebildet, daß ihre Wandteile über den größten Teil der Axiallän­ ge zylindrisch sind und an dem offenen Ende der Ringnut eine ko­ nische Erweiterung 6 vorgesehen ist. Die Breite der Ringnut 25 im Bereich der zylindrischen Wandteile ist mit s bezeichnet. Der innere Teil des Endabschnitts C ist an seinem Ende mit einem Konus 7 versehen. Mit ist die Tiefe der Ringnut 25 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößertem Maß­ stab und mit einem in die Ringnut 25 eingepressten Rohrende 8. Die in Fig. 2 verwendeten Bezugszeichen stimmen für gleiche Teile mit denjenigen in Fig. 1 überein. Wie aus Fig. 2 deut­ lich zu ersehen ist, ist das Rohrende 8 so tief in die Ringnut 25 eingepresst, daß es an der in die Ringnut 25 hineingerich­ teten Wölbung 20 anliegt. Ein weiteres Eindringen des Rohrendes 8 in die Ringnut 25 wäre nur durch wesentliche Erhöhung der Ein­ presskraft möglich, so daß durch die nach innen gerichtete Wöl­ bung 20 eine automatische "Abbremsung" des Rohrendes 8 beim Ein­ pressvorgang erreicht wird. Die sich an die nach innen gerich­ tete Wölbung 20 anschließende Wölbung 21, welche den Querschnitt der Ringnut 25 erweitert, verringert gleichzeitig den Material­ querschnitt des radial außerhalb der Ringnut 25 liegenden Teils des Abschnittes A des Rohrstutzens 3. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß bei erhöhter Kraftwirkung des Rohrendes 8 auf die Wölbung 20 eine Verformung des Kunststoffmaterials stattfin­ det, die eine Beschädigung des Kunststoffmaterials verhindert. Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, ist die erste Wölbung 20 in einem Abstand a zum Nutgrund 24 angeordnet, wobei der Ab­ stand a etwa das fünffache des Spaltes s der Ringnut 25 beträgt. Durch den Abstand a ist eine ausreichende Sicherheit geschaffen, damit auch bei extremen Rohrlängentoleranzen ein Eindringen des Rohrendes 8 bis zum Nutgrund 24 verhindert wird. Aus Gründen der Formbeständigkeit des radial innerhalb des Rohrendes 8 befindli­ chen Bereichs des Rohrstutzens 3 im Abschnitt B ist dieser Ab­ schnitt über seine gesamte Länge und teilweise auch im Abschnitt C so ausgeführt, daß dieser Teil 23 des Anschlußstutzens eine mindestens annähernd zylindrische Verdickung der Wandstärke auf­ weist.

Claims (6)

1. Wärmetauscher mit mindestens einem Wärmetauscherrohr, das endseitig in einem aus Kunststoff bestehenden Rohrboden flüs­ sigkeits- oder gasdicht gehalten ist, wobei der Rohrboden je Rohranschluß eine Öffnung zum Durchtritt des Wärmetauscher­ fluids vom Rohr in einen Anschlußkasten bzw. in umgekehrter Richtung aufweist und der Rohrboden im Bereich der Öffnungen je einen hülsenförmigen Anschlußstutzen aufweist, in dem eine sich koaxial zur Öffnung erstreckende und zum Wärmetauscher­ rohr hin offene Ringnut angeordnet ist, in die das Ende des Wärmetauscherrohres eingepresst ist, wobei die Ringnut an mindestens einem ihrer Wandteile eine radiale Wölbung auf­ weist und die hülsenförmigen Anschlußstutzen einen mittleren Abschnitt aufweisen, der sich in der Ebene des Rohrbodens befindet, und auf beiden Seiten des Rohrbodens Endabschnitte der Aschlußstutzen hervorstehen, nach Patent ....(Patent­ anmeldung P 35 32 493.7), dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wölbung (20) in die Ringnut (25) hineinragt und diese verjüngt und in dem Endabschnitt (A) angeordnet ist, der auf der Wasserkasteninnenseite liegt.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet daß zwei Wölbungen (20, 21) vorgesehen sind, wobei die erste Wölbung (20), die die Ringnut (25) ver­ jüngt, näher am Nutgrund (24) angeordnet ist als eine zweite Wölbung (21), die die Ringnut (25) erweitert.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste und zweite Wölbung (20, 21) auf derselben Seite des Wandteils (22) der Ringnut (25) ange­ ordnet sind und in axialer Richtung gesehen unmittelbar auf­ einander folgen.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Wölbungen (20, 21) auf dem radial äußeren Wandteil (22) der Ringnut (25) angeordnet sind.

5. Wandteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wölbung (20) vom Nutgrund einen Abstand (a) aufweist, der mindestens das drei­ fache, vorzugsweise das fünf- bis sechsfache der Breite (s) der Ringnut (25) beträgt.

6. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der radial in­ nerhalb des Wärmetauscherrohres (8) liegende Teil (23) des Anschlußstutzens (3) über die gesamte Länge des mittleren Ab­ schnittes (B) eine mindestens annähernd zylindrische Verdik­ kung der Wandstärke aufweist.