DE4442040A1 - Wärmetauscher mit einem Sammelrohr - Google Patents
Wärmetauscher mit einem SammelrohrInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher mit einem Sam
melrohr nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Ver
fahren zur Herstellung eines Schlitzes in einem derartigen
Sammelrohr nach dem Oberbegriff des Anspruches 12.
Ein derartiger Wärmetauscher ist aus der US 5 265 672 be
kannt, die zwei parallele Sammelrohre zeigt, zwischen denen
fluiddurchströmte Flachrohre angeordnet sind. Die Flach
rohre münden jeweils in einen Schlitz im Sammelrohr, der in
einer Ebene etwa senkrecht zur Längsachse des Sammelrohrs
angeordnet ist. Das Wärmetauscherfluid durchströmt zur Ab
gabe der Wärme die Flachrohre, wobei die Sammelrohre als
Verbindung zweier benachbarter Flachrohre dienen. An den
axialen Enden der Sammelrohre sind verstärkt ausgebildete
Halteschienen angeordnet, die durch die Schlitze in die
Sammelrohre geführt sind und als Trennwand den Innenraum
des Sammelrohres axial verschließen. Die Schlitze sind an
ihren Schmalseiten von parallel zueinander angeordneten
Schlitzwänden des Sammelrohrs begrenzt, wobei sich die
Schlitzwände etwa längs einer Tangente zu einem Kreis um
die Rohrlängsachse erstrecken. Die vom Abstand der
Schlitzwände bestimmte Schlitzlänge entspricht dabei dem
Innendurchmesser des Sammelrohrs, um zu gewährleisten, daß
ein Flachrohr oder ein Verschlußelement wie eine Trennwand
problemlos in den Schlitz eingeführt werden kann. Das ein
geführte Bauteil ist dabei über die Länge der zueinander
parallel angeordneten Schlitzwände an den Schmalseiten des
Schlitzes umgriffen und kann beispielsweise durch Löten
fest mit dem Sammelrohr verbunden werden.
Diese Verbindung hat den Nachteil, daß die für ein Verbin
den von Sammelrohr und eingestecktem Bauteil vorhandene
Länge der Schlitzwand sehr gering ist, da diese von dem In
nendurchmesser und dem Außendurchmesser des Sammelrohrs ab
hängt und maximal von einer Rohrmittelebene bis zum
Schnittpunkt der Schlitzwand mit dem Außenmantel des Sam
melrohrs reicht. Die Verbindung von Sammelrohr und einra
gendem Bauteil muß innerhalb dieser beschränkten
Schlitzwandlänge erfolgen.
Mit zunehmendem Abstand von der Rohrmittelebene werden die
Schlitzwände immer dünner und grenzen etwa spitzwinklig an
den Außenmantel des Sammelrohrs. Im Bereich des Außenman
tels besteht die Gefahr, daß die Schlitzwände die erforder
liche Stabilität nicht mehr aufbringen und das Material
einreißen kann, wofür bereits vergleichsweise geringe Kräf
te verantwortlich sein können, die beispielsweise beim Ein
stecken eines Flachrohres in den Schlitz entstehen können.
Im Falle eines Einreißens ist eine dichte und druckfeste
Verbindung nicht sichergestellt, so daß das gesamte Sammel
rohr ausgetauscht werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wärme
tauscher mit einem Sammelrohr anzugeben, mit dem bei ge
ringstmöglichem Durchmesser und hoher Druckfestigkeit eine
stabile und dichte Verbindung eines seitlich einmündenden
Bauteils gewährleistet ist; zudem soll ein Verfahren ange
geben werden, mit dem ein Sammelrohr für einen derartigen
Wärmetauscher gefertigt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher erfindungsgemäß
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich des Verfah
rens mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst.
Da die Schlitzwände identisch sind mit den verformten Wän
den des Sammelrohrs, weisen sie über ihre gesamte Wandlänge
eine konstante Wandstärke auf. Die Schlitzwände sind daher
gegenüber dem Stand der Technik erheblich stabiler
ausgebildet, wodurch die Gefahr eines Materialversagens we
sentlich reduziert ist.
Ein derartiger Schlitz ist erfindungsgemäß dadurch her
stellbar, daß zunächst ein Schlitz mit kleinerer Schlitz
länge als der Sammelrohr-Innendurchmesser eingebracht wird,
beispielsweise durch Sägen, Fräsen, Stanzen oder ähnliches,
und in einem zweiten Schritt die die Schmalseiten des
Schlitzes begrenzenden Sammelrohrwände mit Hilfe eines
Schlitzstempels bis auf die endgültige Schlitzlänge ver
größert und kalibriert werden. Derartige Schlitze sind pro
duktionstechnisch schnell und einfach herzustellen.
Die aufgeweiteten Schlitzwände erstrecken sich zweckmäßig
zumindest von einer Mittelebene durch das Sammelrohr bis zu
einem Schnittpunkt der Tangente an der Schlitzwand mit dem
Außenmantel des Sammelrohrs. Hierfür wird in einem ersten
Schritt ein Schlitz in das Sammelrohr eingebracht, dessen
Schlitzlänge zumindest um die doppelte Wandstärke des Sam
melrohrs gegenüber dem Innendurchmesser des Sammelrohrs
vermindert ist. Es ist dadurch sichergestellt, daß das in
den Schlitz eingesteckte Bauteil über eine Mindestlänge an
seinen Schmalseiten von den Schlitzwänden gehalten ist, und
aufgrund der größeren Verbindungsfläche das Bauteil lage
sicher gehalten und eine druckdichte Verbindung hergestellt
werden kann.
In einer vorteilhaften Ausführung ist am Innenmantel des
Sammelrohrs im Bereich der Schlitzebene eine umlaufende,
den Schlitzboden bildende Nut ausgebildet, deren Nutgrund
einen größeren Abstand zur Längsachse aufweist als der
Rohrinnenmantel. In diese radial aufgeweitete Nut ist ein
Flachrohr oder eine Trennwand einsteckbar, das bzw. die
eine größere Breite als der Innendurchmesser des Sammel
rohrs aufweist. Die aufgeweitete Nut kann mit Hilfe des
Schlitzstempels hergestellt werden, der in den Rohrinnen
raum versenkt wird und den Schlitzboden radial nach außen
drückt. Die Nut verläuft dabei in einem Halbkreis kon
zentrisch zum Innenmantel des Sammelrohrs; die sich an den
Halbkreis anschließenden Endabschnitte der Nut sind vor
teilhaft von den Schlitzwänden gebildet.
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, daß der Ab
stand des Nutgrundes der aufgeweiteten Nut zum Rohrinnen
mantel in Richtung Schlitzboden sich immer weiter ver
ringert, so daß die in maximaler Entfernung zur Schlitz
öffnung liegende Seite des Innenmantels nicht bzw. nur ge
ringfügig aufgeweitet ist.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführung sind die Schlitzwände
gegenüber dem Rohrinnenmantel radial nach außen versetzt,
so daß zwischen den Schlitzwänden und dem Rohrinnenmantel
eine Schulter gebildet ist, durch die die Einstecktiefe des
in das Sammelrohr seitlich einzuführenden Bauteils begrenzt
ist.
Das Sammelrohr kann einen von der Kreisform abweichenden,
insbesondere einen bezüglich einer Querschnittslängsachse
symmetrischen Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt ist
zweckmäßig aus zwei Kreisabschnitten mit unterschiedlichem
Radius gebildet, die durch gerade, etwa parallel zur Quer
schnittslängsachse ausgerichtete Wandabschnitte miteinander
verbunden sind. Die Schlitzöffnung kann an dem Kreisab
schnitt mit größerem Radius eingebracht sein, wobei sich
die Schlitzwände an den geraden Wandabschnitten erstrecken.
Die Einstecktiefe ist durch den der Schlitzöffnung gegen
überliegenden Kreisabschnitt mit kleinerem Radius begrenzt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie vorteilhafte Aus
gestaltungen sind nachstehend anhand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Sammelrohr entlang der
Schlitzebene mit umgeformten Schlitzwänden,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Sammelrohr nach Fig. 1 im
Bereich der Schlitzöffnung,
Fig. 3 einen Querschnitt durch ein Sammelrohr mit umlau
fender, radial aufgeweiteter Nut,
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Sammelrohr nach Fig. 3,
Fig. 5 eine der Fig. 3 vergleichbare Darstellung mit einer
umlaufenden Nut in anderer Ausführung,
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Sammelrohr mit radial
nach außen versetzten Schlitzwänden,
Fig. 7 einen Querschnitt durch ein Sammelrohr mit einer
von der Kreisform abweichenden Querschnittsgestalt,
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung des Sammelrohrs
nach Fig. 7 mit eingeschobenem Flachrohr,
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines axial
größeren Abschnittes des Sammelrohrs nach Fig. 7,
Fig. 10 eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 9,
Fig. 11a bis 11c jeweils einen Querschnitt durch ein Sammelrohr
während der verschiedenen Stufen des Herstellungs
prozesses,
Fig. 12 einen Schlitzstempel zur Aufweitung der Schlitz
wände.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt quer zur Längsachse 5 eines ein
stückig gefertigten Sammelrohres 2, das in einem nicht nä
her dargestellten Wärmetauscher 1 eingesetzt ist. Das Sam
melrohr 2 weist einen Schlitz 3 auf, der in einer Ebene 4
etwa senkrecht zur Längsachse 5 des Sammelrohrs liegt. Über
die axiale Länge des Sammelrohrs sind mehrere, parallel an
geordnete Schlitze eingebracht, in die Flachrohre einsteck
bar sind, die von Wärmetauscherfluid durchströmt sind. Das
Wärmetauscherfluid eines Flachrohrs fließt in den Innenraum
des Sammelrohrs und wird in das benachbarte Flachrohr umge
lenkt. Zur Erzielung einer eindeutigen, mäanderförmigen
Strömungsführung durch benachbarte Flachrohre sind in wei
tere Schlitze im Sammelrohr Trennwände einsteckbar, die den
Sammelrohrquerschnitt dicht verschließen.
Die Schmalseiten des Schlitzes 3 sind von parallel zueinan
der angeordneten Schlitzwänden 8a, 8b des Sammelrohrs 2 be
grenzt, die sich etwa längs einer Tangente 9a, 9b zu einem
im Rohrinnenmantel 14 liegenden Kreis 10 um die Rohrlängsachse 5
erstrecken. Die Schlitzlänge a ist vom Abstand der
Schlitzwände 8a, 8b bestimmt und entspricht dem Innendurch
messer d des Sammelrohrs 2.
Die Schlitzwände 8a, 8b sind aus den umgeformten Wänden
11a, 11b des Sammelrohrs 2 gebildet und weisen über ihre
Wandlänge 1 eine konstante Wandstärke s auf. Die Außen
seiten 12a, 12b der Schlitzwände verlaufen größtenteils
außerhalb des Außenmantels 13 des Sammelrohrs 2. In den
Schlitz 3 ist ein Flachrohr mit gleichem Querschnitt wie
der Querschnitt des Schlitzes einsteckbar, wobei die Ein
stecktiefe von einer Rohrmittelebene 15 begrenzt ist, die
zwischen dem halbkreisförmigen Schlitzboden 16 und den sich
daran anschließenden Schlitzwänden 8a, 8b verläuft. Für den
Fall, daß der Rohrquerschnitt dicht abgeschlossen werden
soll, wird eine Trennwand in den Schlitz eingeschoben, die
am Innenmantel 14 des Sammelrohrs im Bereich des Schlitzes
anliegt. Flachrohre und Trennwände können durch Löten fest
im Schlitz verankert werden.
Mit dieser Ausbildung des Schlitzes im Sammelrohr ist es
möglich, daß der Außendurchmesser des Sammelrohrs die
Schlitzlänge a lediglich um die doppelte Wandstärke s
überschreitet. Die Wandstärke der Schlitzwände 8a, 8b, die
im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 identisch ist mit der
Wandstärke s des Sammelrohrs, ist über die gesamte Länge 1
der Schlitzwände konstant; die Schlitzwände können daher
auch im Bereich ihrer axial offenen Enden hohe Querbe
lastungen aufnehmen, ohne daß die Gefahr eines Material
bruches besteht. Auch ist die Gefahr einer Rißbildung bei
der Aufweitung der Schlitzwände auf ihr Endmaß a entschei
dend verringert. Der Berstdruck eines derart ausgebildeten
Sammelrohres kann bis zu 120 bar und gegebenenfalls auch
mehr betragen.
In Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Sammelrohr 2 im Be
reich des Schlitzes 3 dargestellt. Die Schlitzwände 8a, 8b
können in Form einer Schlitznut 25 teilkreisförmig ausge
bildet sein, in die das entsprechend geformte Flachrohr
bzw. die Trennwand einsteckbar ist. Die Schlitznut 25 er
laubt ein sicheres Einführen des einzusteckenden Bauteils
entlang der Schlitzebene 4.
Die Schlitzwände 8a, 8b erstrecken sich vorteilhaft zumin
dest von der Rohrmittelebene 15 bis zu einem Schnittpunkt A
bzw. B der Tangenten 9a und 9b mit dem Außenmantel 13 des
Sammelrohrs, um sicherzustellen, daß das Flachrohr bzw. die
Trennwand über eine Mindestlänge im Schlitz 3 gehalten ist.
In den Fig. 3 und 4 ist eine weitere vorteilhafte Ausge
staltung des Schlitzes im Sammelrohr gezeigt. Am Innenman
tel 14 des Sammelrohrs 2 ist im Bereich der Schlitzebene 4
eine umlaufende, den Schlitzboden 16 bildende Nut 17 ausge
bildet, deren Nutgrund 18 einen größeren Abstand c zur
Rohrlängsachse 5 aufweist als der Rohrinnenmantel 14. Der
Nutgrund 18 bildet einen konzentrischen Kreis zum Innenman
tel 14 und ist gegenüber dem Innenmantel um den Betrag der
Nuttiefe t radial nach außen versetzt. Die axialen Endab
schnitte 19a, 19b der Nut 17 sind dabei zweckmäßig von den
Schlitzwänden 8a, 8b gebildet, wobei die halbkreisförmige
Nut 17 in die tangential anliegende Schlitznut 25 übergeht.
In die Nut 17 kann vorteilhaft eine Trennwand eingeschoben
werden, die bis herab zum Schlitzboden 16 sicher im Schlitz
3 geführt ist. Fig. 4 ist zu entnehmen, daß die
Schlitzwandaußenseiten 12a, 12b infolge der radial aufge
weiteten Nut 18 über den Außenmantel 13 des Sammelrohrs 2
hinausragen. Die Schlitzlänge a ist gegenüber dem
Rohrinnendurchmesser d um den doppelten Betrag der Nuttiefe t
vergrößert.
Das Sammelrohr der Fig. 5 weist ebenfalls eine radial auf
geweitete, in der Schlitzebene 4 liegende Nut 17 auf, wobei
die Nuttiefe t zwischen Nutgrund 18 und Rohrinnenmantel 14
mit zunehmender Distanz von der Schlitzöffnung 20 hin zum
Schlitzboden 16 sich verringert. Wie in der rechten Bild
hälfte der Fig. 5 dargestellt, kann die Nuttiefe t voll
ständig auf Null zurückgehen, das heißt daß der Nutgrund 18
in den Innenmantel 14 übergeht; gemäß der in der linken
Bildhälfte gezeigten Ausführung kann die Nuttiefe t am
Schlitzboden 16 ein Restmaß aufweisen. Die Schlitzlänge a
ist vom Abstand der Schlitzwände 8a, 8b bestimmt.
In Fig. 6 ist eine weitere zweckmäßige Ausbildung des
Schlitzes 3 im Sammelrohr 2 gezeigt. Die Schlitzwände 8a,
8b sind gegenüber dem Rohrinnenmantel 14 radial um einen
Betrag f nach außen versetzt; zwischen dem Rohrinnenmantel
14 und den Schlitzwänden ist eine Schulter 21a, 21b gebil
det, die vorteilhaft als rampenförmiger Übergang zwischen
Schlitzwand und Innenmantel schräg abfällt. Durch die ram
penförmige Ausbildung der Schulter sind Materialspannungen
gering gehalten, die durch die Schlitzvergrößerung in der
Rohrwand des Sammelrohrs entstehen können. An der Schulter
21a, 21b kann das in den Schlitz 3 eingesteckte Flachrohr
abgestützt werden, wodurch eine fest vorgegebene Einsteck
tiefe bestimmt ist. Die Schulter 21a, 21b hindert zudem
flüssiges Lötgut daran, während des Lötvorganges zwischen
den Schlitzwänden 8a, 8b und den Schmalseiten des Flachroh
res abzufließen und in den Innenraum des Sammelrohrs 2 ein
zutreten. Die Schlitzlänge a ist bei dieser Ausbildung um
den doppelten Betrag des Versatzes f zwischen Innenmantel
und Schlitzwand gegenüber dem Rohrinnendurchmesser d erwei
tert.
Die Fig. 7 bis 10 zeigen jeweils ein Sammelrohr mit einem
von der Kreisform abweichenden Querschnitt. Der Querschnitt
ist vorteilhaft bezüglich einer Querschnittslängsachse 22
symmetrisch ausgebildet, Fig. 7. Er ist aus zwei Kreisab
schnitten 27, 28 mit unterschiedlichem Radius r, R zusam
mengesetzt, die durch zwei gerade, etwa parallel zur Quer
schnittslängsachse 22 ausgerichtete Wandabschnitte 26a, 26b
miteinander verbunden sind. Die Schlitzöffnung 20 ist
zweckmäßig an dem Kreisabschnitt 28 mit größerem Radius R
eingebracht, wobei sich die Schlitzwände 8a, 8b an den ge
raden Wandabschnitten 26a, 26b erstrecken und insbesondere
gegenüber dem Rohrinnenmantel 14 radial nach außen um den
Betrag f versetzt sind. Die Schlitzlänge a ist daher gegen
über der Innenbreite des Sammelrohres - entlang der Quer
achse 23 gemessen - um den doppelten Betrag f erweitert.
Die Schlitzwände 8a, 8b erstrecken sich zu beiden Seiten
der Querachse 23.
Diese Ausbildung des Sammelrohres hat den Vorteil, daß die
Bauhöhe h des Sammelrohrs 2 je nach Länge der Wandabschnit
te 26a, 26b variiert werden kann. Fallen die Wandabschnitte
26a, 26b ganz weg, ist die Bauhöhe h bei gleicher Quer
schnittsfläche des Sammelrohrs im Vergleich zu einem runden
Rohrquerschnitt verringert. Der Kreisabschnitt 28 mit ver
größertem Radius R liegt in Form eines leicht abgerundeten
Deckels beidseitig zur Schlitzöffnung 20 an, wodurch die
Bauhöhe h vermindert ist.
Die perspektivische Darstellung der Fig. 8 zeigt das Sam
melrohr nach Fig. 7 mit einem in den Schlitz 3 eingesteck
ten Flachrohr 6, das als Mehrkammerprofil mit mehreren
parallelen Einzelkanälen 29 ausgebildet ist. Die Schmalsei
ten des Flachrohrs 6 sind leicht abgerundet ausgebildet und
werden in den Schlitznuten 25 der Schlitzwände 8a, 8b ge
führt.
Fig. 9 zeigt eine weitere perspektivische Darstellung des
Sammelrohrs 2 aus Fig. 7, wobei ein größerer axialer Ab
schnitt des Sammelrohrs dargestellt ist. In das Sammelrohr
sind mehrere parallele, etwa in gleichem Abstand angeord
nete Schlitze 3 eingebracht, die wie vorbeschrieben ent
weder radial nach außen versetzte Schlitzwände oder eine
radial aufgeweitete Nut aufweisen. Neben einem Flachrohr 6
sind in die Schlitze Trennwände 7a und 7b einsetzbar, die
eine an den Innenraum des Rohres im Bereich des Schlitzes
angepaßte Kontur aufweisen.
Die Trennwand 7a ist als Platte ausgebildet, deren Dicke
etwa der Schlitzbreite entspricht und die etwa Rechteckge
stalt mit halbkreisförmigem Endabschnitt aufweist; die
Trennwand 7a ist in einen gemäß Fig. 3 oder 5 ausgebildeten
Schlitz einsteckbar. Die Trennwand 7b weist ebenfalls eine
etwa rechteckförmige Gestalt auf, wobei der Endabschnitt
als Kreisabschnitt mit kleinerem Durchmesser als die Recht
eckbreite ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich im Über
gangsbereich des Kreisabschnitts zum Rechteck eine Schul
ter, die komplementär zur Schulter 21a, 21b des Schlitzes
nach Fig. 6 bzw. Fig. 7 ausgebildet ist.
Das Sammelrohr der Fig. 9 weist über den gesamten gezeigten
Abschnitt die gleiche unrunde Querschnittsgestalt auf; ge
mäß einer nicht dargestellten Ausführung kann es auch
zweckmäßig sein, lediglich einzelne Segmente des Sammel
rohrs im Bereich der Schlitze unrund auszubilden und die
übrigen Sammelrohrabschnitte kreisförmig zu fertigen. Die
unrunden Abschnitte können hierbei durch Umformen herge
stellt werden.
Fig. 10 zeigt eine Seitenansicht der Darstellung nach Fig.
9, wobei ein weiterer Schlitz 3′ am Sammelrohr 2 angeordnet
ist, der sich auf der gegenüberliegenden Seite eines vor
hergehenden Schlitzes 3 befindet. Eine wechselseitige An
ordnung der Schlitze auf gegenüberliegenden Seiten des Sam
melrohrs kann insbesondere für den Fall zweckmäßig sein,
daß in die Schlitze auf einer Sammelrohrseite Flachrohre
eingesteckt werden und in die Schlitze auf der gegenüber
liegenden Seite Trennwände eingeschoben werden.
In den Fig. 11a bis 11c ist ein Verfahren zur Herstellung
eines Schlitzes in einem Sammelrohr dargestellt. Fig. 11a
zeigt einen Schnitt durch ein unverformtes Sammelrohr 2, in
das in Fig. 11b ein Schlitz 3 durch Sägen, Fräsen, Stanzen
oder ähnliches eingebracht wird. Der in einem ersten
Schritt eingebrachte Schlitz 3 (Fig. 11b) weist eine
kleinere Schlitzlänge e als der Sammelrohr-Innendurchmesser
d auf. Das Sammelrohr weist daher im Bereich des Schlitzes
Kreisabschnittsform auf, die über eine Halbkreisform
hinausreicht. In einem zweiten Schritt werden die die
Schmalseiten des Schlitzes 3 begrenzenden Sammelrohrwände
11a, 11b mittels eines Schlitzstempels 24 auf die endgül
tige Schlitzlänge a vergrößert und kalibriert, siehe Fig.
11c. Die Sammelrohrwände 11a, 11b bilden die parallel zu
einander angeordneten Schlitzwände 8a, 8b.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die im ersten Schritt einge
brachte Schlitzlänge e zumindest um die doppelte Wandstärke
s des Sammelrohrs 2 gegenüber dem Sammelrohr-Innendurchmes
ser d vermindert ist. Dadurch ist sichergestellt, daß bei
einer Vergrößerung der Sammelrohrwände auf das Endmaß der
Stirnbereich der Schlitzwände 8a, 8b außerhalb des Außen
mantels 13 des Sammelrohrs 2 liegt.
Mit Hilfe des Schlitzstempels 24 können die Schlitzwände
8a, 8b so weit radial nach außen versetzt werden, daß die
vom Abstand der Schlitzwände 8a, 8b bestimmte Schlitzlänge
a größer ist als der Sammelrohr-Innendurchmesser d, siehe
hierzu Fig. 6 und 7. Der Schlitzstempel 24 ist hierfür ähn
lich wie die vorbeschriebene Trennwand 7b aufgebaut, er be
steht aus einem etwa rechteckförmigen Grundkörper 30, an
den sich ein an den Rohrquerschnitt angepaßter, etwa halb
kreisförmiger Endabschnitt 31 anschließt. Der Endabschnitt
31 weist vorteilhaft einen geringeren Durchmesser als der
rechteckförmige Grundkörper 30 des Schlitzstempels 24 auf,
wobei der Durchmesser zweckmäßig um den doppelten Betrag
der Wandstärke s verringert ist.
Wie in Fig. 11c dargestellt ist, kann zwischen Grundkörper
30 und Endabschnitt 31 ein Zwischenabschnitt 32 in den
Schlitzstempel 24 eingesetzt sein, der etwa die Länge 1 der
Schlitzwände 8a, 8b aufweist und die gleiche Breite hat wie
der Durchmesser des Endabschnitts 31.
Gemäß Fig. 12 kann sich der Endabschnitt 31 auch direkt
über einen schrägen Übergang 33 an den Grundkörper 30 an
schließen; mit einem derartigen Schlitzstempel 24 können
vorteilhaft die radial nach außen versetzten Schlitzwände
8a, 8b der Fig. 6 bzw. 7 hergestellt werden, wobei der End
abschnitt 31 den gleichen Durchmesser wie der Sammelrohr-
Innendurchmesser aufweist und vollständig in den Sammel
rohr-Innenraum versenkt wird.
Für den Fall, daß der Endabschnitt 31 des Schlitzstempels
24 einen größeren Durchmesser aufweist als der Sammelrohr-
Innendurchmesser, kann eine in der Schlitzebene 4 liegende,
radial am Innenmantel 14 des Sammelrohrs umlaufende Nut 17
eingedrückt werden, Fig. 3 und 5.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das Verfahren findet
zweckmäßig Anwendung bei Ganzmetall-Wärmetauschern wie Öl
kühlern, Ladeluftkühlern, in Heizkörpern und Flachrohrkon
densatoren, unabhängig davon, ob diese einflutig oder mehr
flutig ausgestaltet sind.
Claims (15)
1. Wärmetauscher mit einem Sammelrohr, in das mindestens
ein Schlitz (3) eingebracht ist, der in einer Ebene (4)
etwa senkrecht zur Längsachse (5) des Sammelrohrs (2)
liegt und in den ein fluiddurchströmtes Flachrohr (6),
eine Trennwand (7a, 7b) oder dgl. einsteckbar ist,
wobei die Schmalseiten des Schlitzes (3) von parallel
zueinander angeordneten Schlitzwänden (8a, 8b) des
Sammelrohrs (2) begrenzt sind, die sich etwa längs
einer Tangente (9a, 9b) zu einem Kreis (10) um die
Rohrlängsachse (5) erstrecken und die vom Abstand der
Schlitzwände (8a, 8b) bestimmte Schlitzlänge (a)
zumindest dem Sammelrohr-Innendurchmesser (d)
entspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzwände (8a, 8b)
aus verformten Wandabschnitten (11a, 11b) des
Sammelrohrs (2) gebildet sind, die über ihre Wandlänge
(1) eine konstante Wandstärke (s) aufweisen, und die
Schlitzwand-Außenseiten (12a, 12b) größtenteils
außerhalb des Sammelrohr-Außenmantels (13) liegen.
2. Wärmetauscher nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzwände (8a, 8b)
sich zumindest von einer Rohrmittelebene (15) bis zu
einem Schnittpunkt (A, B) der Tangente (9a, 9b) mit dem
Rohr-Außenmantel (13) erstrecken.
3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß am Rohr-Innenmantel (14) im
Bereich der Schlitzebene (4) eine umlaufende, den
Schlitzboden (16) bildende Nut (17) ausgebildet ist,
deren Nutgrund (18) einen größeren Abstand (c) zur
Rohrlängsachse (5) aufweist als der Rohr-Innenmantel
(14).
4. Wärmetauscher nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Endabschnitte
(19a, 19b) der Nut (17) von den Schlitzwänden (8a, 8b)
gebildet sind.
5. Wärmetauscher nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Nutgrund (18) kon
zentrisch zum Rohr-Innenmantel (14) verläuft.
6. Wärmetauscher nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Nuttiefe (t) vom Nut
grund (18) zum Rohr-Innenmantel (14) mit zunehmender
Distanz zur Schlitzöffnung (20) sich verringert.
7. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzwände (8a, 8b)
gegenüber dem Rohr-Innenmantel (14) radial nach außen
versetzt sind und zwischen den Schlitzwänden (8a, 8b)
und dem Rohr-Innenmantel (14) eine Schulter (21a, 21b)
gebildet ist.
8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (2) einen
von der Kreisform abweichenden, insbesondere einen be
züglich einer Querschnittslängsachse (22) symmetrischen
Querschnitt aufweist.
9. Wärmetauscher nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt aus zwei
Kreisabschnitten (27, 28) mit unterschiedlichem Radius
(r, R) gebildet ist, die durch gerade, etwa parallel
zur Querschnittslängsachse (22) ausgerichtete Wandab
schnitte (26a, 26b) miteinander verbunden sind.
10. Wärmetauscher nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzöffnung (20) an
dem Kreisabschnitt (28) mit größerem Radius (R) einge
bracht ist und die Schlitzwände (8a, 8b) sich an den
geraden Wandabschnitten (26a, 26b) erstrecken.
11. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei axial aufeinanderfol
gende Schlitze (3, 3′) auf gegenüberliegenden Seiten
des Sammelrohrs (2) angeordnet sind.
12. Verfahren zur Herstellung eines Schlitzes (3) in einem
Sammelrohr (2) eines Wärmetauschers (1), der in einer
Ebene (4) etwa senkrecht zur Sammelrohr-Längsachse (5)
liegt und in den ein fluiddurchströmtes Flachrohr (6),
eine Trennwand (7a, 7b) oder dgl. einsteckbar ist,
wobei die Schlitzlänge (a) zumindest dem Sammelrohr-
Innendurchmesser (d) entspricht und der Schlitz (3)
durch Sägen, Fräsen, Stanzen oder ähnliches hergestellt
wird,
dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt ein
Schlitz (3) mit kleinerer Schlitzlänge (e) als der Sam
melrohr-Innendurchmesser (d) eingebracht wird und in
einem zweiten Schritt die die Schmalseiten des
Schlitzes (3) begrenzenden Sammelrohrwände (11a, 11b)
mittels eines Schlitzstempels (24) auf die endgültige
Schlitzlänge (a) vergrößert und kalibriert werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Schritt ein
Schlitz (3) in das Sammelrohr (2) eingebracht wird,
dessen Schlitzlänge (e) zumindest um die doppelte Wand
stärke (s) des Sammelrohrs (2) gegenüber dem Rohr-
Innendurchmesser (d) vermindert ist.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzwände (8a, 8b)
von dem Schlitzstempel (24) so weit radial nach außen
versetzt werden, daß die vom Abstand der Schlitzwände
(8a, 8b) bestimmte Schlitzlänge (a) größer ist als der
Rohr-Innendurchmesser (d).
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Schlitzstempel (24)
eine in der Schlitzebene (4) liegende, radial am Innen
mantel (14) des Sammelrohrs (2) umlaufende Nut (17)
eingedrückt wird.
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