DE4229393A1

DE4229393A1 - Wärmetauscher mit einer Steckverbindung

Info

Publication number: DE4229393A1
Application number: DE19924229393
Authority: DE
Inventors: Rudolf Goerlich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-09-03
Filing date: 1992-09-03
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2012-09-04
Also published as: DE4229393C2; FR2695199A1; FR2695199B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der DE-OS 38 33 262 ist ein Wärmetauscher bekannt, bei dem der Wasserkasten und der Rohrboden, jeweils aus Kunststoff, durch eine Steckverbindung miteinander verbunden sind. Diese besteht aus einer umlaufenden Rinne und einem umlaufenden, in die Rinne eingreifenden Flansch, wobei Flansch und Rinne mit einander verklebt sind. Die Außenwand der Rinne ist als Rast haken ausgebildet, das nach Abbinden des Klebers abgebrochen wird. Zum Abdichten dient eine Dichtleiste, die in eine Nut des Flan sches eingreift.

Bei dieser Ausführungsform erweist es sich als nachteilig, daß die ineinandergreifenden Teile eine hohe Maßgenauigkeit aufwei sen müssen bzw. eine Klebeverbindung oder ein zusätzliches Dichtelement benötigen, damit die notwendige Dichtheit gewähr leistet ist.

Auf die Steckverbindung wirken im Betrieb dazuhin sehr hohe thermische und mechanische Kräfte, die ein Verschieben der ineinandergesteckten Teile und damit Undichtheit bewirken können.

Die Verklebung erfordert einen zusätzlichen Arbeitsaufwand und kann auch durch Alterung des Klebers ein allmähliches Undicht werden der Steckverbindung bewirken.

Klebstoffe und Gummidichtungen sind zusätzliche Werkstoffe, die die Materialvielfalt erhöhen und das Recycling und die Entsorgung erheblich stören.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Steckver bindung der eingangs genannten Art, die einfach und wirt schaftlich herstellbar ist, bei der Rohrboden und Wasserkasten ohne zusätzliche Dichtstoffe direkt miteinander verbunden werden und eine flüssigkeitsdichte Verbindung gewährleisten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Merkmal gelöst.

Die erfindungsgemäße Verzahnung zwischen Rohrboden und Wasser kasten verhindert eine Relativbewegung zwischen diesen Teilen, so daß eine flüssigkeitsdichte Verbindung erhalten bleibt. Beim Zusammenstecken der Teile wird gewährleistet, daß die umlaufende Dichtleiste jeweils mit der umlaufenden Dichtnut übereinstimmt. Die Verzahnung von zwei parallelen Seiten bewirkt also die Übereinstimmung zwischen Dichtnut und Dichtleiste der dazu senkrechten Seiten. Ohne diese Anpassung müßten die Teile in einer wesentlich erhöhten Maßgenauigkeit gefertigt werden.

Die in den Unteransprüchen gekennzeichneten Merkmale sind weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

So ist für das Verhältnis der Teilung der Verzahnung und der Teilung der Durchgangsbohrungen für die mit dem Rohrboden ver bundenen Rohre ein ganzzahliges Vielfaches vorgesehen. Damit lassen sich bei der Herstellung verschieden großer Rohrböden gleiche Werkzeuge in modularer Ausführung verwenden. Die zusätzliche Haltenut des Flansches dient zur Aufnahme einer Nasenleiste der Rinne, so daß sich im ineinandergesteckten Zustand zusammen mit den übrigen ineinandergreifenden Teilen eine schwenkfeste Verbindung ergibt. Der Wasserkasten steht unter hohem Innendruck, pulsiert und versucht sich aufzublähen, so daß auf die Steckverbindung verschwenkende Kräfte wirken, die versuchen, die ineinandergesteckten Teile gegeneinander zu ver schieben.

Diese Schwenk- und Verschiebebewegung wird durch die erfindungs gemäße Ausführung ohne Notwendigkeit einer Verklebung sicher verhindert.

Dazu dient auch das umlaufende Rastorgan, das gleichzeitig als Klemm- und Haltering ausgebildet ist, der durch seine geschlos sene Ausführung den Rohrboden und den Wasserkasten sicher mit einander verspannt.

Die Einschnitte an Rinne und Flansch weisen erfindungsgemäß eine verschiedene Tiefe auf, was zu einer Erhöhung der Scherfestig keit führt und die Aufnahme von größeren Querkräften erlaubt. Die Trennwände des Wasserkastens bzw. Ausgleichsbehälters sind an ihrem freien Ende mit einem abgesetzten Ansatz versehen, der in Form einer Nut-Federverbindung in einen Schlitz des Rohrbodens eingreift. Der Eingriff kann dabei entweder als Gleit- oder Preßpassung ausgeführt werden.

Durch die Trennwände ist die Unterteilung des Wärmetauschers in getrennt regelbare Bereiche auf bekannte Weise möglich.

Als weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann der Rohrboden entweder mit einem umlaufenden Flansch oder einer umlaufenden Rinne versehen sein. Diese Rinne entspricht dem Profil des Wasserkastens und damit lassen sich zwei Rohrboden ineinanderstecken, so daß eine modulare Aneinanderreihung von Wärmetauschern zur Erhöhung der Übertragungsleistung möglich ist. Ebenso lassen sich mehrere Wärmetauscher durch passende Kupplungs stücke miteinander verbinden.

Die erfindungsgemäße Steckverbindung, die mit üblichen Ferti gungseinrichtungen hergestellt werden kann und eine einfache Montage erlaubt, läßt sich auch bei anderen Bauteilen, wie z. B. beim Ausgleichsbehälter für das Kühlwasser vorteilhaft verwenden.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 Teilschnitt durch eine Steckverbindung nach Linie I-I in Fig. 2

Fig. 2 Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1

Fig. 3-5 Teilschnitte durch Ausführungsbeispiele einer Aneinan derreihung von zwei Wärmetauschern, schematisch.

Der in Fig. 1 teilweise dargestellte Wärmetauscher 1 weist einen Wasserkasten 2 aus Kunststoff auf, der über eine Steck verbindung 3 mit einem Rohrboden 4 aus Kunststoff verbunden ist. Im Rohrboden 4 sind in bekannter Weise die Wärmetauscher- Rohre 5 in Durchgangsbohrungen 5′ befestigt.

An seinem Rand ist der Wasserkasten 2 mit einer umlaufenden Rinne 6 versehen, in der eine Dichtleiste 7 angeordnet ist.

In die Rinne 6 greift ein Flansch 8 ein, der am Außenrand von Rohrboden 4 umlaufend angeordnet ist. Dieser Flansch 8 weist eine Dichtnut 9 auf, in die die Dichtleiste 7 dichtend eingreift.

Parallel zur Dichtnut 9 verläuft in der Innenseite von Flansch 8 eine umlaufende Haltenut 10, in die eine an der Innenwand der Rinne 6 angeordnete Nasenleiste 11 eingreift.

Sowohl die Dichtnut 9 und Haltenut 10 als auch die beiden Ein schnitte 12 und 13 der Rinne 6 weisen eine verschiedene Tiefe auf und sind stufenförmig gegeneinander abgesetzt.

Die Außenwand 14 der Rinne 6 ist als umlaufendes Rastorgan 15 ausgebildet, dessen Rasthaken 15 mit einem Vorsprung 16 von Flansch 8 zusammenwirkt und das gleichzeitig als Klemm- und Halte ring zwischen Rohrboden 4 und Wasserkasten 2 dient.

Wie auch Fig. 2 zeigt, ist zwischen Rinne 6 und Flansch 8 eine umlaufende Verzahnung 17 vorgesehen und dabei ist die Rinne 6 an ihrer Außenwand 14 mit nach innen gerichteten, kammartigen Rippen 18 versehen, die in Taschen 19 von Flansch 8 eingreifen.

Eine Schräge 21 an Flansch 8 und Schräge 22 an Rinne 6 dienen zum bequemen Zusammenfügen der Steckverbindung 3.

Für das Verhältnis der Teilung T₁ der Verzahnung 17 und der Teilung T₂ der mit dem Rohrboden 4 verbundenen Rohre 5 ist ein ganzzahliges Vielfaches vorgesehen.

Wie Fig. 1 zeigt, weist die Trennwand 23 im Wasserkasten 2 an ihrem freien Ende einen abgesetzten Teil, d. h. eine Feder 24 auf, die in eine Nut 25 im Rohrboden 4 eingreift. Je nach Bedarf kann diese Nut-Federbindung mit einer Gleit- oder Preß pressung versehen sein.

Fig. 3 zeigt eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung, bei der zwei oder mehrere Wärmetauscher 1, 27 modulartig inein andergesteckt werden können.

Zu diesem Zweck ist der Rohrboden 4, wie oben beschrieben, mit einem Flansch 8 versehen. Ein weiterer Rohrboden 28 weist jedoch eine Rinne 6 auf, die somit mit Flansch 8 von Wärme tauscher 26 zusammengefügt werden kann.

Damit wird auf einfache Weise eine Aneinanderreihung von Wärme tauschern und damit Erhöhung der Übertragungsleistung erzielt. Anstelle von zwei können auf diese Weise auch mehrere Wärme tauscher aneinandergefügt werden.

Fig. 4 zeigt zwischen den beiden Wasserkästen 2 ein als Ausgleichsbehälter 29 ausgebildetes Kupplungsstück 30, das beidseitig Rinnen 6 aufweist. In diese lassen sich die Flansche 8 von Rohrböden 4 einstecken, die wieder Teile von Wärmetau schern 1 bilden.

Im Kupplungsstück 30 sind Trennwände 31 mit Durchbrüchen 32 und mit Nut-Federverbindungen 24, 25 mit Rohrböden 4 sowie eine dazu senkrechte Zwischenwand 33 vorgesehen.

Der Ausgleichsbehälter 29 überragt bei waagrechter Lage der Wärmetauscher 1 die Wasserkästen 2 und bildet somit Aus gleichsräume 29′. In diese münden die Bohrungen 34 von mindestens einem Anschlußstutzen 35, so daß der Ausgleichsbehälter 29 mit Ein/Auslaßanschlüssen für getrennte Wasserkreisläufe ver sehen ist.

Durch die modulartige Aneinanderreihung von beliebig vielen Wärmetauschern 1 lassen sich die Rohre 5 kurz halten, so daß ihre Wärmedehnung ein bestimmtes Maß nicht überschreitet und somit die sichere Verbindung Rohrboden 4 / Rohr 5 gewährleistet ist.

Fig. 5 zeigt die Aneinanderreihung von Wärmetauschern 1 mit einem gekrümmten Kupplungsstück 36, das wieder beidseitig Rinnen 6 aufweist und somit mit Rohrböden 4 verbunden werden kann. Dabei läßt sich eine Aneinanderreihung von Wärmetauschern 1 den räum lichen Erfordernissen beim Einbau anpassen.

Claims

1. Wärmetauscher mit einer Steckverbindung zwischen Rohrboden und Wasserkasten aus Kunststoff, bei der ein umlaufender Flansch in eine umlaufende Rinne eingreift, mit einer Dicht nut im Flansch zur Aufnahme einer Dichtleiste, wobei die Außenwand der Rinne als Rastorgan ausgebildet ist, dessen Rastbacken mit dem Flansch zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindung (3) mit einer quer zu ihrer Längserstreckung eingreifenden Ver zahnung (17) zwischen Flansch (8) und Rinne (6) versehen ist.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Außenwand (14) der Rinne (6) nach innen gerichtete, kammartige Rippen (18) aufweist, die in ent sprechende Taschen (19) des Flansches (8) eingreifen.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der Teilung T₁ der Verzahnung (17) und der Teilung T₂ der Durchgangsbohrungen (5′) für die Rohre (5) ein ganzzahliges Verhältnis vorgesehen ist.

4. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Flansch (8) parallel zur Dichtnut (9) eine weitere Haltenut (10) vorgesehen ist, in die eine an der Innenwand der Rinne (6) angeordnete Nasenleiste (11) eingreift.

5. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß das Rastorgan (15) als ein sich über den gesamten Umfang der Steckverbindung (3) er streckender, umlaufender Klemmring ausgebildet ist.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtnut (9) und die Haltenut (10) im Flansch (8) und die an die Dichtleiste (7) angrenzenden Einschnitte (12, 13) in der Rinne (6) eine stufen förmig abgesetzte Tiefe aufweisen.

7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Trennwänden (23) des Wasserkastens (2) und dem Rohrboden (4) eine Nut-Federver bindung vorgesehen ist, wobei die Feder (24) mit Gleit- oder Preßpassung in die Nut (25) eingreift.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohrboden (28) mit einer umlaufenden Rinne (6) mit Dichtleiste (7) versehen ist, die mit dem Flansch (8) eines zweiten Rohrbodens (4) eine Steckver bindung (3) bildet.

9. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kupplungsstück (30, 36) zu beiden Seiten mit je einer umlaufenden Rinne (6) mit Dicht leiste (7) versehen ist, die mit dem Flansch (8) eines Rohr boden (4) eine Steckverbindung (3) bildet.

10. Wärmetauscher nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß das Kupplungsstück (30) mit den Rohrbö den (4) als Ausgleichsbehälter (29) ausgebildet ist, dessen Ausgleichsräume (29′) über Bohrungen (34) mit Anschluß stutzen (35) verbunden ist.