DE4212070A1 - Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler, z. B. Ölkühler - Google Patents
Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler, z. B. ÖlkühlerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmeaustauscher, insbe
sondere Kühler, z. B. Ölkühler, der im Oberbegriff des An
spruchs 1 definierten Art.
Es sind Wärmeaustauscher dieser Art bekannt (WO 84/01 208), bei
denen die Sammler aus Zylinderrohren bestehen und die Trenn
wände als dem Innendurchmesser der Rohre angepaßte kreisför
mige Kappen gestaltet sind, die in Achsrichtung in die Rohre
eingeschoben und mit diesen durch Löten verbunden werden.
Diese Verschlußelemente, die mit ihrer äußeren Umfangsfläche
an der Innenfläche der Rohrwandung durch Löten befestigt werden,
haben eine große axiale Erstreckungsbreite. Eine solche ist
zumindest hinsichtlich der äußeren Umfangsfläche aufgrund der
Lötbefestigung auch notwendig, damit durch Löten eine feste
tragende Verbindung hergestellt werden kann; denn die endsei
tigen Verschlußelemente stehen mit ihrer Fläche unter dem im
Wärmeaustauscher herrschenden Druck des Mediums und sind ins
besondere bei hohem Mediumdruck mit entsprechenden großen
Kräften belastet, die die Lötbefestigung der endseitigen
Verschlußelemente vor allem auf Scherung belasten. Für die
Gewährleistung einer ausreichend großen Scherfestigkeit im
Bereich der Lötverbindung müssen somit die Kontaktflächen
der endseitigen Verschlußelemente möglichst groß bemessen
werden, was dann, wenn der Durchmesser durch denjenigen
der Sammlerrohre vorgegeben ist und nicht erhöht werden
kann, durch entsprechend großes Maß in Axialrichtung ver
wirklicht werden muß. Derartige relativ breite endseitige
Verschlußelemente innerhalb der rohrförmigen Sammler be
dingen, daß letztere entsprechend lang dimensioniert sind
und mit entsprechend langen Endabschnitten zu beiden Seiten
über den Bereich des Wärmeaustauschernetzes überstehen.
Dies bedingt nicht nur mehr Material sondern führt auch
zu einem größeren Platzbedarf des Wärmeaustauschers. Pro
bleme ergeben sich auch hinsichtlich der Herstellung; die
in die Rohre einzuschiebenden endseitigen Verschlußelemente
lassen sich nur schwer an der Stelle positionieren, und
dies reproduzierbar, an der sie durch Löten befestigt werden
sollen. Zumindest ist nicht gewährleistet, daß die axial
eingeschobenen Verschlußelemente bei jedem Wärmeaustauscher
jeweils an der gleichen Stelle der Sammlerrohre sitzen.
Soll die Lötung in einem Lotbad oder in einem Wärmebehand
lungsofen vorgenommen werden, so müssen im übrigen die in
Achsrichtung der Sammlerrohre eingesetzten Verschlußelemente
für den Transport des zusammengesteckten Bauteils und im
Wärmebehandlungsofen in ihrer Position gesichert werden,
um ein selbsttätiges Verrutschen zu verhindern. Auch dies
bringt Schwierigkeiten mit sich. Die Herstellung erweist
sich somit allein hinsichtlich der endseitigen Verschluß
elemente als schwierig und kompliziert. Von Nachteil ist
ferner, daß aufgrund des auf die Fläche der Verschlußelemen
te wirkenden Mediumdruckes im Betrieb des Wärmeaustauschers
die endseitigen Verschlußelemente und über diese die Löt
verbindung relativ großen Kräften ausgesetzt ist und somit
die Gefahr eines Abscherens und Undichtwerdens besteht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärmeaus
tauscher, insbesondere Kühler, z. B. Ölkühler, der im Ober
begriff des Anspruchs 1 genannten Gattung so auszubilden,
daß die Verschlußelemente schnell und einfach an reproduzier
bar gleicher Stelle eingebracht und platzsparend gestaltet
werden können.
Die Aufgabe ist bei einem Wärmeaustauscher, insbesondere
Kühler, z. B. Ölkühler, der im Oberbegriff des Anspruchs 1
definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im
Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Aus
bildung des jeweiligen Verschlußelements als Trennwand,
die etwa schwertartig in den Sammler durch einen Schlitz
quer zum Längsverlauf eingesetzt und darin befestigt ist,
können relativ querschnittsdünne Trennwände verwendet werden,
die - in Längsrichtung des jeweiligen Sammlers betrachtet -
nur wenig Platz benötigen, so daß im Bereich des entspre
chend gestalteten endseitigen Verschlußelementes die Samm
ler kürzer gehalten werden können. Dies führt zu einer Ma
terial-, Kosten- und Gewichtsersparnis. Durch die Schlitze
im Sammler, in die die Trennwände einzusetzen sind, sind
jeweilige Sollstellen für die Positionierung und Halterung
der Trennwände vorgegeben. Die Trennwände sind somit repro
duzierbar durch die Schlitze positioniert und fixiert. Die
Schlitze bilden sichtbare Montagestellen und fungieren im
übrigen auch noch als Führungen beim Einsetzen der Trenn
wände. Die Trennwände selbst lassen sich als querschnitts
dünne Scheiben gestalten, die somit einfach und kosten
günstig sind. Das Einsetzen der Trennwände in die Schlitze
ist ebenfalls schnell und einfach und somit kostengünstig
zu bewerkstelligen. Die Schlitzbreite und die Querschnitts
dicke der Trennwand lassen sich maßlich so aufeinander ab
stimmen, daß die in die Schlitze eingesetzten Trennwände
nach Einsetzen klemmend gehalten sind, so daß es schon des
wegen keiner zusätzlichen Sicherungsmittel bedarf, um die
eingesetzten Trennwände in Position zu halten, z. B. beim
Transport des aus Einzelbestandteilen zusammengesteckten
Wärmeaustauschers in ein Lötbad oder einen Wärmebehandlungs
ofen, um dort sämtliche Komponenten in einem Lötvorgang
durch Löten zu verbinden. Die erfindungsgemäße Gestaltung
ermöglicht im übrigen auch die Herstellung einer guten und
zuverlässig dichten Lötbefestigung. Von Vorteil ist auch,
daß jede Trennwand im Schlitz formschlüssig gehalten ist
und somit auf die Trennwand wirkende Kräfte dadurch form
schlüssig vorn Sammler aufgenommen werden und eine Lötver
bindung von diesen Kräften dadurch entlastet ist. Ein wei
terer Vorteil liegt darin, daß die Endbereiche der Sammler
außerhalb des endseitigen Abschlusses mittels der jeweiligen
Trennwände nicht unbedingt formgenau sein müssen und auch
nicht stirnseitig sauber abschließen müssen. Die über die
Außenfläche der Trennwand überstehenden Endabschnitte be
dürfen also keiner besonderen Bearbeitung oder Beachtung.
Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß diese über die Außen
fläche der endseitig abschließenden Trennwände überstehen
den Endabschnitte der Sammler noch für andere Gestaltungen
und Aufgaben frei zur Verfügung stehen. Z.B. kann man diese
Endabschnitte dafür heranziehen, den Wärmeaustauscher am
Befestigungsort zu halten oder zu befestigen. Auch lassen
sich an diesen Endbereichen irgendwelche Verbindungsmittel an
bringen, z. B. um mit dem Wärmeaustauscher andere Bauteile zu
verbinden oder letzteren an andere Bauteile anzuschließen.
Die abstehenden Endabschnitte kann man auch zur Bildung
von Bezugsflächen heranziehen, die eine reproduzierbare
Halterung rohrförmiger Sammler in Umfangsrichtung immer
an gleicher Stelle gewährleisten, was z. B. Vorteile beim
Zusammensetzen einzelner Elemente des Wärmeaustauschers
hat. Schon bei der Herstellung der Sammler kann dies von
Vorteil sein. Die für die einzusetzenden Trennwände benö
tigten Schlitze in den Sammlern lassen sich schnell und
einfach herstellen, z. B. gleichzeitig mit den übrigen
Schlitzen, in denen die Rohre des Wärmeaustauschernetzes
mit ihren gegenüberliegenden Enden aufgenommen und befestigt
werden. Die über die Außenfläche der endseitigen Trennwände
überstehenden Endabschnitte der Sammler lassen sich z. B.
auch zur Anbringung von Seitenteilen nutzen, die das Wärme
austauschernetz jeweils seitlich abschließen. Auch für
andere Zwecke lassen sich diese Endabschnitte vorteilhaft
nutzen.
In Schlitze des Sammlers einsetzbare und darin befestig
bare Unterteilungsplatten, die an geeigneter Stelle zwi
schen endseitig abgeschlossenen Sammlern eingebracht sind,
sind zum Unterteilen des Innenraumes der Sammler und zur
Bildung eines mehrflutigen Wärmeaustauschers bekannt
(EP-OS 360 362), wobei aber jeder Sammler an einem Ende
mittels eines herkömmlichen endseitigen Absperrstopfens
als Verschlußelement verschlossen ist und am gegenüber
liegenden Ende des gleichen Sammlers die Zuleitung für das
Medium bzw. Ableitung des Mediums erfolgt.
Weitere Erfindungsmerkmale und vorteilhafte Ausgestaltungen
ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 20.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend
allein zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen nicht wie
dergegeben, sondern statt dessen lediglich durch Nennung
der Anspruchsnummern darauf Bezug genommen, wodurch je
doch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle aus
drücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten
haben. Dabei sind alle in der vorstehenden und folgenden
Beschreibung erwähnten Merkmale sowie auch die allein aus
der Zeichnung entnehmbaren Merkmale weitere Bestandteile
der Erfindung, auch wenn sie nicht besonders hervorgeho
ben und insbesondere nicht in den Ansprüchen erwähnt sind.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen
gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnitte
ne Seitenansicht eines Wärmeaustauschers,
Fig. 2 eine schematische perspektivische
Ansicht des unteren Teils des Wärme
austauschers in Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des
unteren Teils des Wärmeaustauschers
in Fig. 1 und 2,
Fig. 4 einen schematischen Schnitt entlang
der Linie IV-IV in Fig. 3,
Fig. 5, 6 und 7 jeweils einen schematischen Schnitt
etwa entsprechend demjenigen in
Fig. 4 eines zweiten bzw. dritten
bzw. vierten Ausführungsbeispieles.
In Fig. 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines
Wärmeaustauschers 10 gezeigt, der insbesondere als Kühler,
z. B. Ölkühler, Wasserkühler od. dgl., gestaltet ist,
statt dessen jedoch ebensogut als Heizwärmetauscher,
Kondensator od. dgl. ausgebildet sein kann. Der Wärme
austauscher 10 weist zwei etwa rohrförmige Sammler 11 und
12 auf, die in Querabstand voneinander angeordnet sind
und z. B. etwa parallel zueinander verlaufen. Zumindest
einer der Sammler 11 und 12 besteht aus einem runden,
z. B. im Querschnitt kreiszylindrischen, Rohr. Beim ge
zeigten ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1 bis 4 be
stehen beide Sammler 11 und 12 jeweils aus einem kreis
zylindrischen Rohr 13 bzw. 14 mit zylindrischer
Sammlerwandung 15 bzw. 16. Bei einem anderen, nicht gezeig
ten Ausführungsbeispiel bestehen die Sammler 11, 12 statt
dessen aus Ovalrohren, Flachrohren od. dgl.
Zwischen den Sammlern 11 und 12 verlaufen Rohre 17, die
z. B. als Flachrohre ausgebildet sind, wobei lediglich das
in Fig. 1 rechte Rohr 17a und linke Rohr 17b, das zugleich
den seitlichen Abschluß bildet, ein von den übrigen Rohren
17 abweichendes Querschnittsmaß hat, insbesondere, wie
ersichtlich ist, größer im Querschnitt bemessen ist. Dabei
kann das in Fig. 1 rechte Rohr 17a für die Zuleitung eines
Mediums dienen, das bei der Gestaltung als Kühler zu kühlen
ist und im unteren Endbereich des Rohres 17a zugeführt
wird, wie durch den dortigen Pfeil 18 veranschaulicht ist.
Das in Fig. 1 links verlaufende Rohr 17b kann z. B. als
Überbrückungsleitung dienen, die in bestimmten Betriebs
zuständen z. B. mittels eines nicht gezeigten Ventils geöff
net wird und unter Überbrückung der Rohre 17 eine Verbindung
zwischen den beiden Sammlern 11 und 12 herstellt.
Alle Rohre 17, 17a und 17b sind mit den einander gegen
überliegenden Enden mit jeweils einem zugeordneten Sammler
11, 12 verbunden, so daß das Innere der Rohre 17, 17a, 17b
mit dem Inneren 19 bzw. 20 jedes Sammlers 11, 12 in Ver
bindung steht und ein Medium, das z. B. im Bereich des
Pfeiles 18 in das in Fig. 1 rechte Rohr 17a eingeleitet
und darüber dem in Fig. 1 oben angeordneten Sammler 11
zugeführt wird, einflutig, wie gezeigt, oder bei einem
anderen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel statt dessen
auch mehrflutig, das Innere 19 dieses Sammlers 11, das
Innere der Rohre 17 bzw. im Falle des Überbrückungsbetriebes
des Rohres 17b und das Innere 20 des Sammlers 12 durch
strömen kann, wie in Fig. 1 durch Pfeile verdeutlicht ist.
Das hier zur Zuführung des Mediums herangezogene rechte
Rohr 17a ist im unteren Endbereich durch den Sammler 12
hindurch und aus diesem herausgeführt, so daß in ein
facher Weise die Zuführung gemäß Pfeil 18 erfolgen kann.
Das Innere 20 des Sammlers 12 steht in diesem Bereich
nicht mit dem Inneren des Rohres 17a in Verbindung.
Die Sammler 11 und 12 sind je nach Bedarf im Bereich des
einen Endes oder beider Enden mittels Verschlußelementen
21 bzw. 22 verschlossen. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der in Fig. 1 obere Sammler 11 im Bereich beider Enden
mit jeweils einem Verschlußelement 21 verschlossen, das
im Bereich des rechten Endes bereits eingebracht und zur
Verdeutlichung im Bereich des linken Endes noch nicht
eingesetzt ist. In gleicher Weise ist der in Fig. 1 untere
Sammler 12 ebenfalls im Bereich beider Enden mittels eines
Verschlußelements 22 verschlossen, wobei auch hier das in
Fig. 1 rechts befindliche Ende bereits verschlossen ist,
während beim links befindlichen Ende das gleichartige Ver
schlußelement 22 noch nicht eingebracht gezeigt ist. Dies
dient der besseren Übersicht. Tatsächlich werden alle Ver
schlußelemente 21, 22, die benötigt werden, in die Sammler
11, 12 eingesetzt und letztere mit den Rohren 17, 17a, 17b
verbunden, wobei die gesamte Einheit dann z. B. in ein
Lötbad eingetaucht oder in einen Lötofen eingebracht wird
und dabei sämtliche Verbindungen zwischen den einzelnen
Teilen gleichzeitig durch Löten hergestellt werden, was
also auch für die Verbindung zwischen den Verschlußelemen
ten 21, 22 und den zugeordneten Sammlern 11 bzw. 12 gilt.
Es hängt von der besonderen Gestaltung und gewünschten Be
triebsweise des Wärmeaustauschers 10 ab, ob bei jedem
Sammler 11 bzw. 12 im Bereich beider Enden, wie in Fig. 1
gezeigt ist, oder in abgewandelter Form z. B. nur im
Bereich eines Endes ein jeweiliges Verschlußelement 21
bzw. 22 vorgesehen wird. Soll z. B. die Zufuhr des Mediums
am in Fig. 1 rechten oberen Ende des dortigen Sammlers 11
und dabei etwa koaxial zum Rohr erfolgen, so wird in diesem
Endbereich das Verschlußelement 21 nicht benötigt und
statt dessen dort der Zufuhranschluß für das Medium
angebracht. Dann ist der Sammler 11 nur am in Fig. 1
linken Ende mittels eines Verschlußelementes 21 verschlos
sen. Analog wird hinsichtlich des anderen Sammlers 12 ver
fahren, wenn z. B. im Bereich eines Endes und dabei etwa
koaxial zum Rohrverlauf die Ableitung des Mediums erfolgen
soll.
Die Verschlußelemente 21 und 22 beim ersten Ausführungs
beispiel in Fig. 4 sind alle gleichartig gestaltet, wes
wegen nachfolgend weitere Einzelheiten dazu insbesondere
anhand Fig. 3 und 4 und dem dortigen Verschlußelement 22
erläutert sind.
Das jeweilige Verschlußelement 21, 22 ist aus einer Trenn
wand 23 gebildet, die insbesondere als Scheibe ausgebildet
ist. Dabei kann die Querschnittsdicke der Trennwand 23,
insbesondere Scheibe, etwa der Querschnittsdicke der
Sammlerwandung 15 bzw. 16 entsprechen. Auf jeden Fall muß
der Querschnitt der Trennwand 23, insbesondere Scheibe,
nicht größer als derjenige der Sammlerwandung 15 bzw. 16
sein, sondern der Querschnitt kann je nach Gegebenheiten
sogar noch kleiner als derjenige der Sammlerwandung 15 bzw.
16 gewählt sein. Die jeweilige Trennwand 23, insbesondere
Scheibe, ist im jeweiligen Sammler 11, 12 insbesondere
durch Löten befestigt, z. B. Weichlöten oder Hartlöten.
Im einzelnen ist die jeweilige Trennwand 23, insbesondere
Scheibe, in den jeweiligen Sammler 11 bzw. 12 durch einen
jeweils zugeordneten Schlitz 25 im Sammler 11 bzw. Schlitz
26 im Sammler 12 in den Sammler 11 bzw. 12 in Richtung der
in Fig. 1 links angedeuteten Pfeile quer zum Längsverlauf
des Sammlers 11, 12 eingesetzt und in diesem befestigt.
Die jeweilige Trennwand 23, insbesondere Scheibe, ist so
mit etwa schwertartig eingebracht und wirksam. Der je
weilige Schlitz 25 bzw. 26 befindet sich in einem gewissen
Abstand vom jeweiligen Ende des Sammlers 11 bzw. 12,
so daß bei in den jeweiligen Schlitz 25 bzw. 26 einge
setztem Verschlußelement 21 bzw. 22, insbesondere einge
setzter scheibenförmiger Trennwand 23, noch ein von dort
abstehender Endabschnitt 27 bzw. 28 des jeweiligen Sammlers
11 bzw. 12 verbleibt, der über die dem Inneren 19 bzw. 20
abgewandte Außenfläche der Trennwand 23, insbesondere
Scheibe, übersteht. In vorteilhafter Weise kann dieser
überstehende Endabschnitt 27 bzw. 28 noch vielfältig ge
nutzt werden, wenn dies gewünscht wird. Der jeweilige
Endabschnitt 27 bzw. 28 ist auf jeden Fall für jede ge
wünschte Gestaltung frei und zugänglich. Er kann z. B.,
wie in Fig. 1 bis 4 veranschaulicht ist, ausgeklinkt
werden, um damit besonderen Wünschen zu entsprechen. Durch
die Ausklinkung sind z. B. Bezugsflächen geschaffen, die es
ermöglichen, die runden rohrförmigen Sammler 11, 12 in
Umfangsrichtung, bezogen auf ihre Längsachse, an irgend
welchen Anschlagteilen reproduzierbar auszurichten, z. B.
für die Montage, für den Zusammenbau etc. Die Ausklinkun
gen können auch zu anderen Zwecken nützlich sein. Auch
andere Gestaltungen der Endabschnitte 27, 28 sind möglich.
Diese können z. B. auch zur Verbindung anderer Teile, zur
Befestigung des Wärmeaustauschers 10 oder zur Anbringung
weiterer Teile an letzterem herangezogen werden, wobei man
sowohl in den zum Ende hin offenen Innenraum jedes Endab
schnittes 27, 28 z. B. axial mit entsprechenden Mitteln
eingreifen kann als auch quer dazu, z. B. durch Schlitze,
Bohrungen od. dgl., die im Endabschnitt 27 bzw. 28 vorge
sehen werden. Ersichtlich wird durch den Abschluß des
Inneren 19, 20 jedes Sammlers 11 bzw. 12 durch die jewei
lige Trennwand 23, insbesondere Scheibe, ein sehr geringer
Platz, in Axialrichtung jedes Sammlers 11, 12 gemessen,
benötigt. Das Längenmaß jedes Sammlers 11, 12 muß daher
bei dieser Form des endseitigen Abschlusses mittels der
Trennwand 23, insbesondere Scheibe, nicht größer als bei
bisher bekannten Gestaltungen gewählt werden, wobei man
zusätzlich dazu sogar noch die Endabschnitte 27, 28
gewinnt und die Breite des Wärmeaustauschernetzes, ge
messen vom Rohr 17a bis zum Rohr 17b, dadurch nicht redu
ziert werden muß. Die beschriebene Art des Abschlusses des
Inneren 19, 20 jedes Sammlers 11 bzw. 12 hat im übrigen
den Vorteil, daß die Enden der Sammler 11, 12, die in Ab
stand vom jeweiligen Schlitz 25 bzw. 26 verlaufen, nicht
exakt abgeschnitten und bearbeitet sein müssen, da derarti
ges für den dichten endseitigen Abschluß mittels der je
weiligen Trennwand 23, die in den Schlitz 25 bzw. 26 einge
setzt wird, nicht erforderlich ist. Auch dadurch wird die
Herstellung vereinfacht, was zu einer Kostenreduzierung
führt. Von Vorteil ist ferner, daß der Platz, an dem die
jeweilige Trennwand 23, insbesondere Scheibe, plaziert
werden soll, die das Innere 19 bzw. 20 abschließt, repro
duzierbar durch den Schlitz 25 bzw. 26 vorgegeben ist. Der
Schlitz 25 bzw. 26 bildet somit eine Sollposition für die
Trennwand 23 und zugleich zum etwa schwertartigen Einsetzen
jeder Trennwand 23 eine Führung, längs der die Trennwand
23 geführt an die richtige Stelle in den Sammler 11 bzw.
12 eingebracht wird. Die jeweilige Sollposition für die
Verschlußelemente 21, 22 jedes Sammlers 11 bzw. 12 ist
somit durch die Schlitze 25, 26 und die jeweilige Trenn
wand 23, insbesondere Scheibe, reproduzierbar festgelegt.
Für die Befestigung, z. B. durch Löten, muß im übrigen die
jeweils eingebrachte Trennwand 23, insbesondere Scheibe,
nicht mittels Hilfsmitteln od. dgl. besonders gehalten
und gesichert werden. Durch entsprechende maßliche Ab
stimmung der Schlitzbreite der Schlitze 25, 26 auf die
Querschnittsdicke der jeweiligen Trennwand 23, insbeson
dere Scheibe, kann ein Klemmsitz für jede in einen Schlitz
25, 26 eingesteckte Trennwand 23, insbesondere Scheibe,
erreicht werden.
Wie aus Fig. 1 bis 4 ersichtlich ist, durchsetzt der je
weilige Schlitz 25, 26 lediglich einen Teilbereich der
Sammlerwandung 15 bzw. 16. Dabei ist beim ersten
Ausführungsbeispiel für jede Trennwand 23 in Einsteckrich
tung dieser nur ein Schlitz 25 bzw. 26 in der zugeordneten
Sammlerwandung 15 bzw. 16 enthalten, anders als beim
dritten Ausführungsbeispiel in Fig. 6, worauf später noch
eingegangen werden wird.
Die jeweilige Trennwand 23 ist mit einem Randbereich, der
in Fig. 4 mit 29 veranschaulicht ist, im jeweiligen
Schlitz 26 aufgenommen und beidseitig gefaßt. Auf ihrem
übrigen, nicht im jeweiligen Schlitz 26 verlaufenden Rand
bereich, der in Fig. 4 mit 30 veranschaulicht ist, liegt
die Trennwand 23 mit ihrer stirnseitigen Umfangsfläche 31
an der zugewandten Innenfläche 32 der Sammlerwandung 16
an. Dadurch, daß die Trennwand 23 z. B. durch Löten im
Sammler 12 befestigt ist, ist im gesamten Anlagebereich
eine feste und vor allem auch dichte Verbindung erzielbar.
Besonders einfach, schnell und kostengünstig läßt sich
dabei eine Befestigung durch Löten dann vollziehen, wenn
die zu lötenden Teile lotplattiert sind, was bedarfsweise
auch für die jeweiligen Trennwände 23, insbesondere
Scheiben, der Fall sein kann.
Jede Trennwand 23 ist hinsichtlich des Konturenverlaufs
des im Schlitz 25, 26 aufgenommenen Randbereichs 29 dem
dortigen Konturenverlauf der Sammlerwandung 16, insbeson
dere der Außenfläche dieser, zumindest im wesentlichen
angepaßt. Bei genauer Anpassung schließt die äußere Um
fangsfläche des Randbereichs 29 jeder Trennwand 23 dann
im wesentlichen bündig mit der Außenfläche der Sammler
wandung 16 ab. Zwingend ist dies nicht unbedingt. Die
äußere Umfangsfläche des Randbereichs 29, der im Schlitz
25, 26 aufgenommen ist, kann im einen oder anderen Fall
in bezug auf die Außenfläche der Sammlerwandung 15, 16
auch tiefer verlaufen oder über diese Außenfläche über
stehen.
Jede Trennwand 23, insbesondere Scheibe, ist ferner hin
sichtlich des Konturenverlaufs des an der Sammlerwandung
16 innenseitig anliegenden anderen Randbereichs 30 dem
dortigen Konturenverlauf der Innenfläche 32 der Sammler
wandung 15, 16 angepaßt, so daß dort möglichst schon durch
Formschluß eine annähernd dichte Verbindung hergestellt
wird.
Ist jeder Sammler 11, 12 entsprechend dem ersten Ausfüh
rungsbeispiel in Fig. 1 bis 4 aus einem im Querschnitt
kreiszylindrischen Rohr 13 bzw. 14 gebildet, so ist die
Gestaltung der Schlitze 25, 26 und der jeweiligen Trenn
wand 23, insbesondere Scheibe, in Anpassung daran beson
ders einfach. In diesem Fall ist die jeweilige Trennwand
23, insbesondere Scheibe, rund, insbesondere kreisförmig,aus
gebildet. Der Schlitz 25, 26 im Sammler 11 bzw. 12 ist
dann zumindest im wesentlichen halbkreisförmig ausgebildet.
In Anpassung daran weist dann die jeweilige Trennwand
23 einen sich oberhalb des jeweiligen Halbmessers er
streckenden größeren halbkreisförmigen Teil 33 und einen
sich darunter erstreckenden kleineren halbkreisförmigen
Teil 34 auf. Mit letzterem voran ist die Trennwand 23
durch den Schlitz 25, 26 hindurch in den jeweiligen Samm
ler 11 bzw. 12 so einsetzbar, daß der kleinere Teil 34
mit seiner äußeren Umfangsfläche 31 des Randbereichs 30
an der Innenfläche 32 der Sammlerwandung 15, 16 anliegt
und der größere Teil 33 mit seinem Randbereich 29 im
Schlitz 25, 26 gehalten ist.
Wie sich insbesondere aus Fig. 1 ergibt, sind die Schlitze
25, 26 beim Sammler 11 bzw. 12 jeweils auf der gleichen
Seite in die Sammlerwandung 15 bzw. 16 eingebracht, in
der auch die übrigen, die zugewandten Enden der Rohre
17, 17a, 17b aufnehmenden Schlitze enthalten sind, so
daß also sämtliche Schlitze einschl. der Schlitze 25,
26 in einer Einspannung des Sammlers 11, 12 und von je
weils der gleichen Seite her, z. B. in einem Arbeitsgang,
eingebracht werden können. Dies vereinfacht die Fertigung
und führt zu einer Zeit- und Kostenersparnis. Wenn im Be
reich der Endabschnitte 27 und 28 irgendwelche Schlitze,
Ausklinkungen oder dergleichen gewünscht werden, lassen
sich auch diese ebenfalls beim gleichen Arbeitsgang mit
einbringen, was zu einer weiteren Vereinfachung führt.
Es versteht sich, daß aufgrund der beschriebenen besonderen
endseitigen Verschlußelemente 21, 22 die Sammler 11, 12
z. B. auch jeweils aus durchgehenden langen Rohren, die
als Langteile an gewünschter Stelle mit den Schlitzen zum
Einsetzen der Rohre 17, 17a und 17b und den Schlitzen 25,
26 versehen sind, gewonnen werden können, wobei man z. B.
jeweils dort, wo eine Durchtrennung zur Gewinnung der ein
zelnen Rohrabschnitte für die Sammler 11, 12 vorgenommen
werden soll, den Schlitzen 25, 26 entsprechende Schlitze
vorsieht und damit Sollmarkierungen für das Abtrennen der
Sammler 11, 12 von den Langteilen anbringt. Diese Sollmar
kierungen können nach dem Ablängen belassen werden, da
sie sich im Bereich der Endabschnitte 27, 28 befinden und
dort nicht störend sind. Sie können sich z. B. ähnlich den
in Fig. 1 endseitig sichtbaren Ausklinkungen darstellen.
Auch wenn dies beim Wärmeaustauscher 10 in Fig. 1 bis 4
nicht gezeigt ist, versteht es sich gleichwohl, daß in
Abstand vom jeweiligen Ende des Sammlers 11, 12 auch meh
rere Trennwände 23, insbesondere Scheiben, z. B. gleicher
Art, in den Sammler 11, 12 eingesetzt und darin befestigt
werden können, und sei es z. B. nur dazu, im Bereich des
Sammlers 11 oder 12 für den Einlaß des Mediums bzw. Aus
laß des Mediums eine vom übrigen Inneren 19 bzw. 20 ab
geteilte Kammer zu bilden.
Bei dem in Fig. 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel
sind für die Teile, die dem ersten Ausführungsbeispiel
entsprechen, um 100 größere Bezugszeichen verwendet, so
daß dadurch auf die Beschreibung des ersten Ausführungs
beispieles Bezug genommen ist.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 5 hat der darge
stellte Sammler 112 die Form eines Rohres 114, das einen
eckigen, z. B. viereckigen, und hierbei z. B. quadratischen
Rohrquerschnitt aufweist mit vier Sammlerwandungen 135 bis
138, von denen die einander gegenüberliegenden Sammlerwan
dungen 135 und 137 zueinander parallel verlaufen und ebenfalls
die Sammlerwandungen 136 und 138. Der zumindest eine
Schlitz 125 befindet sich dabei in der in Fig. 5 oberen
Sammlerwandung 138, die der Schlitz 126 durchsetzt. Die
Breite des Schlitzes 126 entspricht dabei dem Abstand, den
die Innenflächen 132 der schlitzfreien, einander gegenüber
liegenden Sammlerwandungen 135, 137 voneinander haben. Die
jeweils zugeordnete Trennwand 123 ist hierbei ebenfalls
viereckig, insbesondere rechteckig, und in Richtung des
Pfeiles etwa schwertartig in das Viereckrohr 114 durch
den Schlitz 126 hindurch einsteckbar. Die Breite der Trenn
wand 123 entspricht dabei der Breite des Schlitzes 126,
d. h. dem Abstand der Innenflächen der Sammlerwandungen
135, 137 voneinander. Die in Einsetzrichtung gemäß Pfeil
gemessene Höhe der Trennwand 123 ist jedoch größer als
das innere Abstandsmaß der Sammlerwandung 136 von der
Sammlerwandung 138, und zwar um die Querschnittsdicke der
Sammlerwandung 138 größer als dieses innere Abstandsmaß,
so daß bei eingesetzter Trennwand 123 diese mit einem obe
ren geradlinig verlaufenden Randbereich 129 innerhalb des
Schlitzes 126 aufgenommen und beidseitig gefaßt wird,
während der übrige Randbereich 130, der sich über die
drei übrigen Seiten der Trennwand 123 erstreckt, mit seiner
zum Inneren 120 des Rohres 114 weisenden Schmalfläche an
der jeweiligen Innenfläche 132 der Sammlerwandungen 135
bis 137 anliegt. Bei der Befestigung der Trennwand 123
durch Löten wird diese im Bereich dieser innen anliegenden
Schmalflächen und im Bereich des Randbereiches 129, der
beidseitig im Schlitz 126 gefaßt ist, mittels Lot mit dem
Rohr 114 verbunden, so daß eine feste und auch dichte
Verbindung entsteht.
Für das zweite Ausführungsbeispiel in Fig. 5 gilt gleicher
maßen wie für das erste Ausführungsbeispiel in Fig. 1 bis
4 im übrigen auch der Vorteil, daß aufgrund der formschlüs
sigen Halterung der Trennwand 23, 123 im zugeordneten
Schlitz 25, 26 bzw. 126 bereits dadurch eine Festlegung
der Trennwand 23, 123 im Sammler 11, 12, 112 erfolgt und
von der Trennwand 23, 123 selbst ohne eine sonstige Verbin
dung mit dem Sammler 11, 12 112 schon relativ große Kräfte
aufgenommen und in den Sammler 11, 12, 112 weitergeleitet
werden können, die sich bei unter Druck stehendem Medium
aus dem auf die Fläche der Trennwand 23, 123 wirkenden
Druck des Mediums ergeben. Aufgrund dieses formschlüssigen
Halts der Trennwand 23, 123 muß die Lötverbindung diese
Kräfte nicht zwingend aufnehmen. Die Gefahr einer etwaigen
Undichtigkeit, die aufgrund großer Druckbelastung sonst
durch diese stirnseitige Einlötung gegeben sein könnte,
entfällt somit.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel in Fig. 6 besteht der
Sammler 212 ebenfalls aus einem Rohr 214 mit Viereckquer
schnitt. In der Sammlerwandung 238 ist ein Schlitz 226
entsprechend Fig. 5 enthalten. Die Sammlerwandungen 235
und 237 verlaufen zueinander etwa parallel und haben den
gleichen Abstand wie in Fig. 5. Zusätzlich zum Schlitz
226 ist jedoch auch noch in der anderen Sammlerwandung
236, die der Sammlerwandung 238 gegenüberliegt, ein wei
terer Schlitz 246 enthalten, der genauso breit wie der
Schlitz 226 bemessen ist. Die rechteckige Trennwand 223
ist in den Sammler 212 durch den Schlitz 226 und den
zweiten Schlitz 246 in Richtung des Pfeiles und somit quer
zum Längsverlauf des Sammlers 212 eingesetzt und darin
befestigt. Die Breite der Trennwand 223 entspricht dabei
dem Abstand der Innenflächen der beiden Sammlerwandungen
235 und 237 voneinander. Die in Einsteckrichtung gemäß
Pfeil gemessene Höhe der Trennwand 223 entspricht abwei
chend vom Ausführungsbeispiel in Fig. 5 jedoch dem Außen
maß, gemessen zwischen der Außenseite der Sammlerwandung
236 und der Sammlerwandung 238, so daß bei eingesteckter
Trennwand 223 diese mit dem einen Randbereich 229 im Be
reich des Schlitzes 226 aufgenommen wird und mit einem
gleichartigen, gegenüberliegenden Randbereich 247 im zwei
ten Schlitz 246 aufgenommen wird. Hierbei wird somit die
eingesetzte Trennwand 223 formschlüssig an beiden Randbe
reichen 229 und 247 gehalten, die in Abstand voneinander
verlaufen, so daß ein noch besserer Halt der Trennwand
223 allein durch Formschluß im Sammler 212 erreicht ist
und die der Befestigung dienende Lötverbindung noch weiter
von auf die Trennwand 223 wirkenden Kräften entlastet ist.
Durch die beiden innerhalb einer Querebene in einer Flucht
verlaufenden Schlitze 226 und 246 ist außerdem die Ein
steckposition der Trennwand 223 noch genauer vorgegeben
und das Einstecken der Trennwand 223 noch weiter erleich
tert, weil nicht nur der zuerst durchsetzte Schlitz 226
beim Einsetzen eine Führung bildet, sondern auch der zweite
Schlitz 246, der die Sollposition für den anderen Randbe
reich 247 vorgibt.
Das vierte Ausführungsbeispiel in Fig. 7 unterscheidet
sich von demjenigen in Fig. 5 allein dadurch, daß die Breite
des Schlitzes 326 dem Außenabstand der Sammlerwandungen
335 und 337 voneinander entspricht. Der Schlitz 326 er
streckt sich also beidseitig auch noch über den Querschnitts
bereich der Sammlerwandung 335 und 337. In Anpassung daran
weist die Trennwand 323 an dem im Schlitz 326 aufgenommenen
Randbereich 329 beidseitige abstehende Schultern 350 auf,
die ebenfalls noch im Schlitz 326 aufgenommen werden.
Es versteht sich, daß auch beim Ausführungsbeispiel in
Fig. 7 etwa analog demjenigen in Fig. 6 in der Sammler
wandung 336 bedarfsweise noch ein zweiter Schlitz enthalten
sein kann, wobei dann die Trennwand 323 um die Querschnitts
dicke der Sammlerwandung 336 höher bemessen ist, so daß
im eingesetzten Zustand der Trennwand 323 deren in Fig. 7
unterer Randbereich dann in diesen zweiten Schlitz form
schlüssig eingreifen kann.
Bei allen beschriebenen Ausführungsbeispielen können die
Sammler 11, 12 und/oder die Rohre 17, 17a, 17b und auch
in Zwischenräumen zwischen den Rohren 17 verlaufende, etwa
zickzackförmige Abstrahlelemente 24, z. B. Lamellen, aus
einem Material mit gutem Wärmeleitvermögen bestehen, z. B.
aus Aluminium, Kupfer, Messing od. dgl. Gleiches gilt auch
für die Verschlußelemente 21, 22 in Form der Trennwände
23. Einzelne oder alle beschriebene Elemente des Wärme
austauschers können lotplattiert sein, wodurch die Her
stellung besonders vereinfacht wird.
Claims (20)
1. Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler, z. B. Ölkühler, mit
zwei in Querabstand voneinander angeordneten, etwa rohr
förmigen Sammlern (11, 12) und zwischen den Sammlern
(11, 12) verlaufenden Rohren (17), deren einander gegen
überliegende Enden mit jeweils einem zugeordneten Sammler
(11, 12) verbunden sind, so daß das Rohrinnere mit dem
Inneren (19, 20) jedes Sammlers (11, 12) in Verbindung steht
und ein Medium, das einem Sammler zugeführt wird, einflutig
oder mehrflutig das Innere (19) dieses Sammlers (11), das
Rohrinnere und das Innere (20) des anderen Sammlers durch
strömen kann, wobei die Sammler (11, 12) bedarfsweise im
Bereich zumindest eines Endes mittels Verschlußelementen
(21, 22) verschlossen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß das jeweilige Verschlußelement (21, 22) aus einer Trenn
wand (23; 123; 223; 323) gebildet ist, die in den Sammler
(11, 12; 112; 212; 312) durch einen Schlitz (25, 26; 126;
226, 246; 326) quer zum Längsverlauf des Sammlers (11, 12;
112; 212; 312) eingesetzt und darin befestigt ist.
2. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlitz (25, 26; 126; 226, 246; 326) lediglich
einen Teilbereich der Sammlerwandung (15, 16; 135 bis
138; 235 bis 238; 335 bis 338) durchsetzt.
3. Wärmeaustauscher nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß für jede Trennwand (23; 123; 223; 323) in Einsetz
richtung dieser ein Schlitz (25, 26; 126; 326) oder
mehrere Schlitze (226 und 246) in der Sammlerwandung
(15, 16; 135 bis 138; 235 bis 238; 335 bis 338) enthalten
sind.
4. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennwand (23; 123; 223; 323) mit einem Rand
bereich (29; 129; 229, 247; 329) im jeweiligen Schlitz
(25, 26; 126; 226, 246; 326) aufgenommen und beidseitig
gefaßt ist und auf ihrem übrigen, nicht im jeweiligen
Schlitz (25, 26; 126; 226, 246; 326) verlaufenden Rand
bereich (30; 130) an der Innenfläche (82; 132) der Samm
lerwandung (15, 16; 135 bis 138; 235 bis 238; 335 bis
338) anliegt.
5. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Trennwand (23; 123; 223; 323) hinsichtlich des
Konturenverlaufs des im Schlitz (25, 26; 126; 226, 246;
326) aufgenommenen Randbereichs (29; 129; 229, 247; 329)
dem dortigen Konturenverlauf der Sammlerwandung (15,
16; 138; 238, 236; 338), insbesondere der Außenfläche
dieser, zumindest im wesentlichen entspricht.
6. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß jede Trennwand (23; 123; 223; 323) hinsichtlich
des Konturenverlaufs des an der Sammlerwandung (15, 16;
135 bis 137; 235, 237; 335 bis 337) innenseitig anlie
genden Randbereichs (30; 130) dem dortigen Konturenver
lauf der Innenfläche (32; 132) der Sammlerwandung ent
spricht.
7. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Sammler (11, 12) aus einem runden,
z. B. im Querschnitt kreisförmigen, Rohr (13, 14) be
steht und die jeweilige Trennwand (23) in Anpassung
daran rund, z. B. kreisförmig, ausgebildet ist.
8. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der jeweilige Schlitz (25, 26) etwa halbkreisförmig
ist.
9. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Trennwand (23) einem größeren etwa
halbkreisförmigen Teil (33) und einen kleineren etwa
halbkreisförmigen Teil (34) aufweist und mit dem klei
neren Teil (34) voran durch den Schlitz (25, 26) hin
durch in den Sammler (11, 12) derart eingesetzt ist,
daß der kleinere Teil (34) an der Innenfläche (32) der
Sammlerwandung (15, 16) anliegt und der größere Teil
(33) im Schlitz (25, 26) gehalten ist.
10. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest ein Sammler (112; 212; 312) aus einem
eckigen, z. B. im Querschnitt viereckigen, insbesondere
rechteckigen oder quadratischen, Rohr (114; 214; 314)
gebildet ist.
11. Wärmeaustauscher nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß der zumindest eine Schlitz (126; 226, 246; 326) die
auf einer Seite verlaufende Sammlerwandung (138, 238,
236; 338) durchsetzt.
12. Wärmeaustauscher nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlitz (226, 246) zusätzlich die auf der gegen
überliegenden Seite verlaufende Sammlerwandung (236)
durchsetzt.
13. Wärmeaustauscher nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite des Schlitzes (126; 226, 246; 326) dem
Abstand entspricht, den die Innenflächen der schlitz
freien, einander gegenüberliegenden Sammlerwandungen
(135, 137; 235, 237; 335, 337) voneinander haben.
14. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Trennwand (123; 223; 323) eine Breite
aufweist, die dem Abstand der Innenflächen der schlitz
freien, einander gegenüberliegenden Sammlerwandungen
(135, 137; 235, 237; 335, 337) voneinander entspricht.
15. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Höhe der Trennwand (123; 223; 323), in Einsteck
richtung gemessen, je zu durchsetzenden Schlitz (126;
226, 246; 326) in der Sammlerwandung (138; 238, 236;
338) etwa um die Querschnittsdicke der den jeweiligen
Schlitz enthaltenden Sammlerwandung (138; 238, 236; 338)
größer als das dortige Innenmaß des Sammlers (112; 212;
312) bemessen ist.
16. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Breite des Schlitzes (326) dem Außenabstand der
Sammlerwandungen (335, 337) voneinander entspricht und
die Trennwand (323) an dem im Schlitz (326) aufgenomme
nen Randbereich (329) beidseitige abstehende, ebenfalls
im Schlitz (326) aufgenommene Schultern (350) aufweist.
17. Wärmeaustauscher, nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß die jeweilige Trennwand (23; 123; 223; 323) als
Scheibe ausgebildet ist.
18. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Querschnittsdicke der Trennwand (23; 123; 223;
323), insbesondere der Scheibe, etwa der Querschnitts
dicke der Sammlerwandung (15, 16; 135 bis 138; 235 bis
238; 335 bis 338) entspricht.
19. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Trennwand (23; 123; 223; 323), insbesondere
Scheibe, im jeweiligen Sammler (11, 12; 112; 212; 312)
durch Löten befestigt ist.
20. Wärmeaustauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine oder mehrere Trennwände (23; 12; 223; 323),
insbesondere Scheiben, in Abstand vom jeweiligen Ende
des Sammlers (11, 12; 112; 212; 312) in diesen einge
setzt und darin befestigt sind.
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