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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Wärmetauscher
und insbesondere Wärmetauscher,
die eine Längssammelleitung,
wie beispielsweise eine Verteilungsleitung aufweisen, mit einer
Halterungsvorrichtung, die an die Sammelleitung angebracht ist.
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Hintergrund
der Erfindung
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Es
gibt viele bekannte Formen an Wärmetauschern,
die eine Sammelleitung aufweisen, welche eine Betriebsflüssigkeit
an und/oder von anderen Leitungsröhren des Wärmetauschers sammelt und/oder
verteilt. Es ist allgemein bekannt, dass man eine Halterungsvorrichtung
an solche Sammelleitungen zur Befestigung des Wärmetauschers auf einer Stützkonstruktion
anbringt oder zur Befestigung einer weiteren Komponente des Wärmetauschers.
Das
EP 0 484 004 -Patent
offenbart eine solche Leitungskonfiguration. In der Regel sind die
Halterungsvorrichtungen an die Sammelleitung angelötet, wobei
während
des Lötvorgangs
die Halterungen in Bezug auf die Sammelleitung gehalten werden müssen. Dies geschieht
normalerweise entweder mit Einspannmontagevorrichtungen oder durch
Heftschweißen der
Halterung an die Verteilungsleitung. Außerdem können an den Sammelleitungen
Halterungsvorrichtungsklemmen mit Schraubbefestigung zum Einsatz kommen,
welche die Komponenten der Halterung auf der Sammelleitung einspannen.
Wenngleich bezüglich
Sammelleitungsaufbauten diese Halterungsarten für deren beabsichtigten Zweck
akzeptabel sein können,
ist deren Verwendung in Bezug auf das Anbringen der Halterung auf
der Verteilungsleitung, auf das Ausrichten der Halterungsklemmen
mit der Verteilungsleitung, auf die Spanbearbeitung der Halterungsklemmen,
und/oder auf die Ausrichtungsfehler bei den Halterungen, bevor der
Lötvorgang
abgeschlossen werden kann, häufig
arbeitsintensiv.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Hauptaufgabe der Erfindung, eine neue und verbesserte Halterungsvorrichtung
für eine Sammelleitung
eines Wärmetauschers
und ein Verfahren zu deren Zusammenbau zur Verfügung zu stellen.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine Halterungsvorrichtung für eine Längssammelleitung
eines Wärmetauschers
bereitgestellt. Die Sammelleitung umfasst eine Längsachse und eine Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche, die
sich über
mindestens einen Abschnitt der longitudinalen Länge der Sammelleitung erstreckt.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist die Halterungsvorrichtung einen Körper auf,
der aus einem einzigen Materialstück ausgebildet ist. Der Körper umfasst
einen Befestigungslasche, ein sich gegenüberliegendes erstes und zweites
Wellenband, von denen jedes ein erstes Endsegment aufweist, das
von einem zweiten Endsegment beabstandet angeordnet ist, ein erstes
Brückensegment,
das die ersten Endsegmente des ersten und des zweiten Wellenbandes
verbindet, sowie ein zweites Brückensegment,
das die zweiten Endsegmente des ersten und zweiten Wellenbandes
verbindet. Die Befestigungslasche ist so ausgelegt, um die Halterungsvorrichtung
mit einer anderen Konstruktion als die Sammelleitung verbinden zu
können.
Das erste und das zweite gegenüberliegende
Wellenband bilden eine Aufnahmeöffnung
für die
Sammelleitung aus, die so geformt ist, um mit der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche der
Sammelleitung nominal konform gehen zu können. Das erste Wellenband
ist zu dem zweiten Wellenband der Länge nach durch die Halterung
beabstandet angeordnet, die auf der Sammelleitung angebracht ist.
Das erste Wellenband bildet einen ersten Abschnitt der Öffnung,
wobei das zweite Wellenband einen zweiten Abschnitt der Öffnung gegenüber zum
ersten Abschnitt ausbildet. Der Körper ist von einem ersten Betriebstatus
ausgehend permanent deformierbar, wenn die Wellenbänder die Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche in der
Sammelleitung mit einer Gleitsitzpassung gleitend aufnehmen, und
wenn in einem zweiten Betriebsstatus die Wellenbänder die Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche einspannen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Halterungsvorrichtung
einen Körper,
der aus einem einzigen Materialstück geformt ist und einen Befestigungslasche, wie
vorstehend erwähnt
wurde. Ein erstes, ein zweites und ein drittes Wellenband bilden
der Länge
nach beabstandete und koaxiale Sammelleitungs-Aufnahmeöffnungen, die
so ausgebildet sind, um mit der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche der
Sammelleitung nominell konform gehen zu können, wobei das erste, das
zweite und das dritte Wellenband jeweils ein erstes Endsegment aufweisen,
das von einem zweiten Endsegment beabstandet angeordnet ist. Ein
erstes Brückensegment
verbindet die ersten Endsegmente des ersten und des zweiten Wellenbandes;
ein zweites Brückensegment
verbindet die zweiten Endsegmente des ersten und des zweiten Wellenbandes;
ein drittes Brückensegment
verbindet die ersten Endsegmente des dritten und des zweiten Wellenbandes und
ein viertes Brückensegment
verbindet die zweiten Endsegmente des dritten und des zweiten Wellenbandes.
Das erste und das zweite Wellenband sind der Länge nach zueinander beabstandet
und mit den gegenüberliegenden
Seiten des zweiten Wellenbandes durch die Halterung, die auf der
Sammelleitung angebracht ist. Das erste und das zweite Wellenband
definieren eine erste von den Öffnungen, wobei
das zweite und das dritte Wellenband eine zweite Öffnung ausbilden,
die zu der ersten Öffnung längsgerichtet
beabstandet angeordnet ist. Der Körper ist von einem ersten Betriebstatus
ausgehend permanent deformierbar, wenn die Wellenbänder die Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche in die Sammelleitungs-Aufnahmeöffnung mit
einer Gleitsitzpassung gleitend aufnehmen, und in einem zweiten
Betriebsstatus, wenn die Wellenbänder
die Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche in den Sammelleitungs-Aufnahmeöffnungen
einspannen.
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Gemäß einem
weitergehenden Aspekt der Erfindung wird ein Sammelleitungs/Halterungsvorrichtungszusammenbau
für einen
Wärmetauscher, wie
vorstehend beschrieben, bereitgestellt, und umfasst zusätzlich einen
nach außen
sich erstreckenden Vorsprung, der auf der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche ausgebildet
ist. Des Weiteren ist mindestens ein Profilausschnitt in mindestens
einem Wellenband vorhanden. Der/Die Profilausschnitt/e nimmt/nehmen
die Vorsprünge
auf, der/die auf der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche ausgebildet
ist/sind.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren für den Zusammenbau
einer Halterungsvorrichtung mit einer Längssammelleitung eines Wärmetauschers
zur Verfügung
gestellt. Das Verfahren beinhaltet folgende Schritte:
- (a) Einführen
einer Sammelleitung in eine Öffnung,
die durch ein erstes und ein zweites sich gegenüberliegendes Wellenband einer
Halterungsvorrichtung ausgebildet wird;
- (b) Permanentdeformierung der Halterungsvorrichtung zur Reduzierung
einer Öffnungsdimension,
um das erste und das zweite Wellenband mit der Sammelleitung in
einen Einspannkontakt zu bringen; und
- (c) Permanentdeformierung der Sammelleitung zur Herstellung
eines Vorsprungs, der in einen Profilausschnitt des ersten und/oder
des zweiten Wellenbandes in Eingriff gelangt, die sich gegenüberliegen.
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Gemäß einem
weitergehenden Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren für den Zusammenbau einer
Halterungsvorrichtung mit einer Längssammelleitung eines Wärmetauschers
bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet folgende Schritte:
- (a) Einführen
einer Sammelleitung in eine Öffnung,
die durch ein erstes und ein zweites sich gegenüberliegendes Wellenband einer
Halterungsvorrichtung ausgebildet wird;
- (b) Permanentdeformierung der Halterungsvorrichtung zur Reduzierung
einer Öffnungsdimension,
um das erste und das zweite Wellenband mit der Sammelleitung in
einen Kontakt zu bringen; und
- (c) Bonden [Verbinden] von mindestens einem der Wellenbänder mit
der Sammelleitung nach dem Schritt (b) erfolgt ist.
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Weitere
Aufgaben, kennzeichnende Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen
aus der nachfolgenden Beschreibung in den Einzelheiten hervor, die
in Verbindung mit den zugehörigen
Zeichnungen sowie mit der vorstehenden Zusammenfassung und den anhängenden
Patentansprüchen
erfolgt.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist eine Vorderansicht
eines Wärmetauschers,
der eine Längssammelleitung
und eine Halterungsvorrichtung umfasst, welche die vorliegende Erfindung
darstellen.
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2 ist eine vergrößerte Teilansicht
der Längssammelleitung
und der Halterungsvorrichtung.
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3 ist eine perspektivische
Ansicht der in 1 gezeigten
Halterungsvorrichtung.
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4 ist eine Schnittansicht,
die entlang der Linie 4–4
der 2 entnommen ist,
welche die Halterungsvorrichtung in einem ersten Betriebsstatus zeigt.
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5 ist eine Draufsicht der
Halterungsvorrichtung.
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6 ist eine Schnittansicht,
welche der 4 ähnlich ist,
und welche die Halterungsvorrichtung in einem zweiten Betriebsstatus
zeigt.
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7 ist eine Schnittansicht,
welche der 4 und 6 ähnlich ist, und welche die
Halterungsvorrichtung, die Sammelleitung und einen Formwerkstücksatz zeigt,
der verwendet wird, um die Halterungsvorrichtung an die Sammelleitung
anzubringen; und
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8 ist eine perspektivische
Ansicht von einer weiteren Ausführungsform
der Halterungsvorrichtung.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Mehrere
exemplarische Ausführungsformen einer
Halterungsvorrichtung für
eine Längssammelleitung
sind in den Zeichnungen in Verbindung mit einem Paralleldurchfluss-Wärmetauscher 10 veranschaulicht,
die ein Paar Längssammelleitungen
in Form von zylinderförmigen
Röhrenverteilungsleitungen 12 und
eine Vielzahl von flach gerichteten Mehrfachanschlussröhren 14 umfassen,
die sich zwischen den Verteilungsleitungen 12 erstrecken,
sowie Serpentinenrippen 16 (die in
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1 schematisch dargestellt
sind), welche zwischen benachbarten Röhren 14 sich erstreckend verlaufen.
Es ist jedoch davon auszugehen, dass die Erfindung in weiteren Formen
von Wärmetauschern Anwendung
finden kann, die andere Arten an Sammelleitungen, Rippen und Wärmetauscherröhren oder
-leitungen einsetzen. Darüber
hinaus müssen die
Sammelleitungen im Querschnitt nicht zylinderförmig sein. Demzufolge ist keine
Einschränkung
in Bezug auf die Anwendung für
einen speziellen Wärmetauschertyp
beabsichtigt, außer
insofern, wie dies ausdrücklich
in den anhängenden
Patentansprüchen aufgeführt ist.
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Mit
Bezug auf 1 umfasst
jede der Verteilungsleitungen 12, die jeweils an deren
Seite einander zugewandt sind, eine Vielzahl von Röhrenschlitzen 18,
wobei die Röhrenschlitze 18 in
den sich gegenüberliegenden
Verteilungsleitungen zueinander ausgerichtet sind. Diese vielen
Röhren 14 werden
mit deren Enden 20 in den korrespondierenden Schlitzen 18 in
vollkommen geschlossener Beziehung aufgenommen. Eine Halterungsvorrichtung 30 ist
an mindestens einer der Verteilungsleitungen 12 angebracht.
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Mit
Bezug auf 2 weist die
Verteilungsleitung 12 eine Längsachse 32 auf, und
eine Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 auf, die sich
mindestens über
einen Abschnitt an der Längslänge der
Verteilungsleitung 12 erstreckt, wie dieser mit Phantomlinien 36 gekennzeichnet
ist. Bei der darzustellenden Ausführungsform ist die Verteilungsleitung 12 nominell
zylinderförmig,
wobei die Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 einen transversalen
Querschnitt aufweist, der nominell kreisförmig mit vereinzelten Unterbrechungen
ist, die aus der Formgebung der Röhrenschlitze 18 resultieren.
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Wie
am besten aus 3 zu ersehen
ist, weist die Halterungsvorrichtung 30 einen Körper 40 auf,
der aus einem einzigen Materialstück geformt ist, das in einer
Ausführungsform
aus Aluminium AA 3003-H14 besteht. Der Körper 40 umfasst eine
Befestigungslasche 42, die so ausgelegt ist, um die Halterungsvorrichtung
mit einer anderen Konstruktion als der Verteilungsleitung 12 verbinden
zu können. Der
Körper 40 umfasst
ferner ein erstes, ein zweites und ein drittes Wellenband 44, 46 und 48,
die jeweils ein Paar der Verteilungsleitungs-Aufnahmeöffnungen 50 und 51 bilden,
die so geformt sind, um mit der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 konform
gehen zu können.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform
weisen die Öffnungen 50 und 51 eine
nominell kreisrunde Form auf. Wie man am besten aus 5 ersehen kann, ist das erste 44 und
das dritte Wellenband 48 zu dem zweiten Wellenband 46 durch
ein Paar Schlitze 52 und 53 an den sich gegenüberliegenden
Seiten des zweiten Wellenbandes 46 längsseitig beabstandet. Der
Schlitz 52 weist eine Weite W1 auf, wobei bei dem Schlitz 53 die
Weite als W2 dargestellt ist. Wie am besten aus 4 zu ersehen ist, bilden das erste 44 und
das dritte Wellenband 48 die ersten Abschnitte 54 der
die Verteilungsleitungs-Aufnahmeöffnungen 50 und 51 aus,
die sich jeweils von Punkt A nach Punkt B linksläufig erstrecken. Das zweite
Wellenband 46 definiert zweite Abschnitte 55 der Öffnungen 50 und 51,
die sich von Funkt A nach Punkt B rechtsläufig erstrecken, und zwar gegenüberliegend
zu den ersten Abschnitten 54. Das erste Wellenband 44 weist
ein Paar Endsegmente 56 und 58 auf, die längs zur
Länge des
Wellenbandes 44 voneinander beabstandet angeordnet sind.
Das zweite Wellenband 46 umfasst ein Paar Endsegmente 60 und 62,
die längs
zur Länge
des Wellenbandes 46 voneinander beabstandet angeordnet
sind. Das dritte Wellenband 48 besitzt ein Paar Endsegmente 64 und 66,
die längs
zur Länge des
Wellenbandes 46 voneinander beabstandet angeordnet sind.
Ein erstes Brückensegment 68 umspannt
die Weite W1 des Schlitzes 52, um die ersten Endsegmente 56 und 60 des
ersten 44 und des zweiten Wellenbandes 46 zu verbinden.
Ein zweites Brückensegment 70 umspannt
die Weite W-1 des
Schlitzes 52, um die zweiten Endsegmente 58 und 62 des ersten
und des zweiten Wellenbandes 44 und 46 zu verbinden.
Ein drittes Brückensegment 72 umspannt die
Weite W2 des Schlitzes 53, um die ersten und zweiten Endsegmente 60 und 64 des
zweiten und des dritten Wellenbandes 46 und 48 zu
verbinden. Ein viertes Brückensegment 74 umspannt
die Weite W2 des Schlitzes 53, um die zweiten Endsegmente 62 und 66 des
zweiten 46 und des dritten Wellenbandes 48 zu
verbinden. Wie man am besten aus 4 ersehen
kann, weist jedes der Endsegmente 56, 58, 60, 62, 64 und 66 eine Übergangsverschmelzung bzw.
einen Durchbiegungsradius R auf, der die jeweiligen Wellenbänder 44, 46 und 48 in
deren jeweilige Brückensegmente 68, 70, 72 und 74 übergehen lässt. Wie
am besten aus 5 zu ersehen
ist, umfasst der Körper 40 der
Halterungsvorrichtung 30 ferner ein Paar Profilausschnitte 80,
die in Form von zylinderförmigen
Durchgangsbohrungen in dem Wellenband 46 dargestellt sind.
Wie aus 6 am besten
zu ersehen ist, nehmen diese Profilausschnitte 80 Vorsprünge 82 auf
(wovon nur einer in 6 dargestellt
ist), die in Form von Ausprägungen
veranschaulicht werden, die während
des Zusammenbauprozesses auf der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 der
Verteilungsleitung 12 ausgestaltet werden, und die sich
von dieser nach außen
erstrecken.
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Wie
man am besten aus 2 ersehen kann,
ist bei der veranschaulichten Ausführungsform jedes der Wellenbänder 44 und 48 so
angeordnet, dass es die Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 der
Verteilungsleitung 12 zwischen benachbarten Röhrenpaaren 14 und
Röhrenschlitzen 18 mit
der Halterungsvorrichtung 30 in Eingriff bringt, die auf
der Verteilungsleitung 12 angebracht ist. Es ist von Vorteil,
wenn das Wellenband 46, und die Profilausschnitte 80 gegenüber von
zumindest einem der Röhrenschlitze 18 mit
dem Wellenband 46 angeordnet sind, das die Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 in
Eingriff bringt.
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Vorteilhafterweise
kann die Halterungsvorrichtung 3O aus einem Flachstück aus einem
Plattenrohmaterial ausgestaltet sein, wobei zunächst die Schlitze 52 und 53 geformt
und dann die Wellenbänder 44, 46 und 48 entfaltet
werden, um die Öffnungen 50 und 51 in
deren gewünschter
Form auszubilden. Die Formgebung der Schlitze 52 und 53 und
die Entfaltung der Wellenbänder 44, 46, 48 können unter Anwendung
irgendeiner geeigneten Materialformtechnik ausgeführt werden.
Auf ähnliche
Art und Weise können
die Durchbiegungsradien R der Endsegmente 56, 58, 60, 62, 64 und 66 und
die Anordnung der Befestigungslasche 42 auch unter Einsatz
einer geeigneten Materialformtechnik ausgestaltet werden.
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Wie
am besten aus 4 zu ersehen
ist, weist die Halterungsvorrichtung 30 einen ersten Betriebsstatus
auf, wobei die Wellenbänder 44, 46 und 48 die
Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 (die in 4 mit Phantomlinien dargestellt
ist) in den Verteilungsleitungs-Aufnahmeöffnungen 50 und 51 mit
einer Gleitsitzpassung gleitend aufnehmen, um zu ermöglichen,
dass die Halterungsvorrichtung 30 auf der Verteilungsleitung 12 angebracht werden
kann. Wie am besten aus 6 zu
ersehen ist, weist die Halterungsvorrichtung 30 einen zweiten Betriebsstatus
auf, wobei der Körper 40 zu
dem ersten Betriebsstatus permanent deformiert bleibt, so dass die
Wellenbänder 44, 46 und 48 die
Halterungsvorrichtungs- Aufnahmeaußenfläche 34 in
den Verteilungsleitungs-Aufnahmeöffnungen 50 und 51 kontaktieren
und/oder einspannen. Genauer erklärt, bleibt der Körper 40 zur
Reduzierung von zumindest einer Dimension der Öffnungen 50 und 51 permanent
deformiert, um damit die Wellenbänder 44, 46 und 48 mit
der Verteilungsleitung 12 in Kontakt bringen zu können. Bei
der veranschaulichten Ausführungsform führt diese
permanente Deformierung von dem ersten Betriebsstatus ausgehend
zu einer Reduzierung der Umfangsbereiche der Öffnungen 50 und 51 und zu
einer Reduzierung der Querdurchmesser der Öffnungen 50 und 51 zumindest über selektierte
Abschnitte der Öffnungen 50 und 51.
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Wie
am besten aus 7 zu ersehen
ist, wird bei der bevorzugten Ausführungsform ein Formwerkstücksatz 90 verwendet,
um den Übergang
zwischen dem ersten und dem zweiten Betriebsstatus zustande zu bringen.
Der Formwerkstücksatz 90 umfasst
ein feststehendes Formwerkstück 92 und
ein bewegliches Formwerkstück 94,
das sich in Bezug auf das Formwerkstück 92 entlang einer
Achse 96 translatorisch bewegt, die durch eine Leitvorrichtung 98 zwischen
den Formwerkstücken 92 und 94 ausgebildet
wird. Die Leitvorrichtung 98 umfasst eine Führungssäule 100,
die sich von dem Formwerkstück 92 in
eine Bohrung 102 erstreckt, die in dem Formwerkstück 94 ausgebildet
ist. Das Formwerkstück 92 umfasst
eine Trägerfläche 104,
die mit dem Wellenband 46 nominell übereinstimmt. Das Formwerkstück 94 weist
zwei beabstandete Flächen
auf (wovon nur eine in 7 dargestellt
ist), die so ausgerichtet sind, um jeweils die Wellenbänder 44 und 48 kontaktieren zu
können,
und die dazu verwendet werden, um die permanent deformierte Form
der Wellenbänder 44 und 48 auszubilden.
Für diesen
Zweck umfasst jede der Flächen 104 zwei
Kontaktbereiche 106 und 108, die so ausgerichtet
sind, um die korrespondierenden Endsegmente 56, 64 und 58, 66 der
Wellenbänder 44 und 48 an
den Durchbiegungsradien R kontaktieren zu können, und um anschließend die
Wellenbänder 44 und 48 in
Bezug auf das Wellenband 46 permanent zu deformieren, und
zwar über
den Kontakt mit den Endsegmenten 56, 58, 64 und 66,
da die Formwerkstücke 92 und 94 zueinander
bewegt werden, um die Halterungsvorrichtung 30 in den zweiten
Betriebsstatus zu platzieren. Diese permanente Deformation umfasst
in der Regel die Bewegung der Wellenbänder 44 und 48 in
die Richtung zu dem Wellenband 46 und eine Reduzierung
des Größenumfangs der
Durchbiegungsradien R der Endsegmente 56, 58, 64 und 66.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform
trägt außerdem das
Formwerkstück 94 zwei
Montagedorne 110 (wovon nur einer in 7 dargestellt ist), von denen jeder so
ausgelegt ist, dass er sich durch einen Röhrenschlitz 18 erstrecken kann,
um mit dem Innenraum der Verteilungsleitung 12 in Eingriff
zu gelangen, der sich gegenüber
zum Röhrenschlitz 18 befindet,
und um einen der Vorsprünge 82 auf
der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 auszubilden,
so dass dieser sich in den korrespondierenden Profilausschnitt 80 erstrecken
kann, da sich die Formwerkstücke 92 und 94 zueinander
bewegt haben. Somit entstehen bei der veranschaulichten Ausführungsform
die permanente Deformation der Halterungsvorrichtung im zweiten Betriebsstatus
und die permanente Deformation der Verteilungsleitung 12 zur
Ausbildung des Vorsprungs 82 nahezu gleichzeitig. Es sei
jedoch angemerkt, dass in einigen Anwendungen es erstrebenswerter sein
kann, dass die Vorsprünge 82 durch
an weiteres Formwerkstück
ausgebildet werden, und zwar im zweiten Betriebsstatus entweder
vor oder nach der permanenten Deformation der Halterungsvorrichtung 30.
Bei einigen Anwendungen lässt
zum Beispiel die Ausrichtung der Befestigungslasche 42 in
Bezug auf jeden Röhrenschlitz 18,
durch welchen sich jeder Montagedorn 110 erstrecken muss,
nicht zu, dass sich jeder Dorn 110 durch den jeweiligen
Röhrenschlitz 18 erstrecken
kann, da sich das Formwerkstück 94 entlang
der Achse 96 translatorisch bewegt. In solch einem Fall
kann es die Formgebung der Vorsprünge 82 durch die Montagedorne 110 notwendig machen,
dass die Montagedorne entlang einer anderen Achse – als Achse 96 – translatorisch
bewegt werden, was sehr wahrscheinlich bei einem separaten Betriebsvorgang
für die
permanente Deformation der Halterungsvorrichtung 30 durch
das Formwerkstück 90 zu
erfolgen hat.
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Der
Umfang der permanenten Deformation der Halterungsvorrichtung 30 im
zweiten Betriebsstatus und die sich ergebende Kontaktkraft zwischen
der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 der Verteilungsleitung 12 und
jedes der Wellenbänder 44, 46 und 48 hängen von
den Anforderungen und der Konfiguration einer jeden Anwendung ab.
Bei vielen herkömmlichen
Wärmetauschern
sind zum Beispiel die Enden 20 der Wärmetauscherröhren 14 in
den Röhrenschlitzen 18 der
Verteilungsleitung 12 angelötet. Bei solchen Konstruktionen
kann es zweckmäßig sein,
eine Lötverbindung
zwischen der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 der Verteilungsleitung 12 und
einem oder mehreren der Wellenbänder 44, 46 und 48 auszubilden.
Bei solch einer Anwendung kann der Umfang der permanenten Deformation
der Halterungsvorrichtung 30 im zweiten Betriebsstatus
lediglich so viel wie nötig
sein, um zwischen der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 der
Verteilungsleitung und den Wellenbändern 44, 46 und 48 einen
eng anliegenden Passsitz herstellen zu können, damit die Halterungsvorrichtung
während
des Lötens
festgehalten wird, und damit eine geeignete Lötverbindung zur Ausgestaltung
ermöglicht
wird. Dieser eng anliegende Passsitz kann nur eine nominale Kontaktkraft
zwischen der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 und den Wellenbändern 44, 46 und 48 herstellen.
In der Tat können
bei einigen Anwendungen im ersten Betriebsstatus der Halterungsvorrichtung 30 die Öffnungen 50 und 51 einen
ausreichenden Engpasssitz aufweisen, um zu ermöglichen, dass für das Hartlöten die
Halterungsvorrichtung 30 in deren gewünschter Position nur durch
den Eingriff der Vorsprünge 82 in
den Profilausschnitten 80 beibehalten wird, ohne dass in
einem zweiten Betriebsstatus jemals die Halterungsvorrichtung 30 deformiert
werden müsste.
Bei vielen Wärmetauschern,
bei denen ein Hartlöten
zwischen den Wärmetauscherröhren 14 und
den Verteilungsleitungsschlitzen 18 angewendet wird, ist
es üblich,
dass die Röhren 14 und/oder
die Verteilungsleitung 12 mit Hartlötmaterial beschichtet werden
müssen.
In solch einem Fall gibt es die Möglichkeit, dass das Hartlötmaterial
an der Verbindung zwischen den Enden 20 der Wärmetauscherröhren 14 und
den Röhrenschlitzen 18 durch
Dochteinwirkung entfernt wird, welche zwischen der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 und
einem oder mehreren Wellenbändern 44, 46 und 48 erfolgen
kann. Zur Minimierung dieses Phänomens
kann es bei einigen Anwendungen wünschenswert sein, mit einer
Hartlötkomponente
eine oder mehrere der Oberflächen
der Wellenbänder 44, 46 und 48 zu
beschichten, welche die Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 der
Verteilungsleitung kontaktieren. Dies kann entweder durch das selektive
Ausbringen einer Lötlegierung
auf den Oberflächen
ausgeführt
werden, indem die Halterungsvorrichtung aus Feinblech ausgestaltet
wird, worauf auf einer von dessen Oberflächen oder auf beiden bereits
Lötmaterial
aufgebracht worden ist, oder indem ein Hartlötmaterial auf die Halterungsvorrichtung 30 aufgebracht
wird, nachdem diese geformt worden ist. Alternativ dazu, wie durch
die Phantomlinien in 4 dargestellt
ist, können
hervorstehende Ausbeulungen oder Ausprägungen 112 auf einer
oder mehreren Oberflächen
der Wellenbändern 44, 46 und 48 vorgesehen
werden, so dass damit ein ausreichender Anteil des Oberflächenbereiches
von der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 der
Verteilungsleitung 12 beabstandet ist, um dazwischen die Dochteinwirkung
zu verhindern oder zu minimieren. Für diesen Zweck können die
Ausprägungen 112 in Verbindung
mit dem Beschichten der Oberflächen eingesetzt
werden, auf denen die Ausprägungen 112 ausgebildet
werden.
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Bei
einigen Anwendungen kann es von Vorteil sein, dass die Halterungsvorrichtung
auf der Verteilungsleitung 12 festgehalten wird, ohne dass
man dabei auf irgendeine Lötverbindung
dazwischen angewiesen ist. Bei solchen Anwendungen muss die permanente
Deformation der Halterungsvorrichtung 30 im zweiten Betriebsstatus
einen ausreichenden Einspannkontakt zwischen der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 der
Verteilungsleitung 12 und den Wellenbändern 44, 46 und 48 zur Generierung
einer geeigneten Kontaktkraft bereitstellen, um die Halterungsvorrichtung
in deren gewünschter
Position auf der Verteilungsleitung 12 beibehalten zu können. Zweifelsohne
wird das erforderliche Einspannvolumen je nach Applikation variieren und
von den beteiligten Kräften
abhängen,
die auf den Wärmetauscher 10 und
die Halterungsvorrichtung 30 ausgeübt werden.
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Obgleich
es bevorzugt wird, dass die Durchbiegungsradien R der Endsegmente 56, 58, 64 und 66 kontaktiert
werden, um im zweiten Betriebsstatus die permanente Deformation
der Halterungsvorrichtung 30 zu erhalten, kann es bei einigen
Anwendungen von Vorteil sein, wenn die Halterungsvorrichtung 30 permanent
deformiert wird, indem andere Abschnitte der Halterungsvorrichtung 30 kontaktiert werden.
In der Tat kann jede beliebige permanente Deformation, die dazu
führt,
dass die Wellenbändern 44, 46 und 48 die
Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 in den Öffnungen 50 und 51 einspannen,
für viele
Anwendungen akzeptabel sein, und zwar unabhängig davon, welche Abschnitte
der Halterungsvorrichtung 30 während des Übergangs vom ersten in den
zweiten Betriebsstatus kontaktiert werden. Bei einigen Anwendungen
zum Beispiel kann es von Vorteil sein, die Endsegmente 56, 60 und 64 zu
kontaktieren, die zu deren jeweiligen Brückensegmenten 68 und 72 benachbart
angeordnet sind, um das Endsegment 60 nicht planar mit
den Endsegmenten 56 und 64 permanent zu deformieren.
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Obgleich
es bevorzugt wird, dass die Halterungsvorrichtung 30 die
Profilausschnitte 80 für
den Eingriff mit den Vorsprüngen 82 aufweist,
können aber
die Profilausschnitte 80 und die Vorsprünge 82 für manche
Anwendungen nicht erforderlich sein. Bei einigen Anwendungen beispielsweise
kann zwischen der Halterungsvorrichtung 30 und der Verteilungsleitung 12 die
Einspannkraft oder eine Lötverbindung ausreichen,
um die Halterungsvorrichtung 30 gegen Rotation in Bezug
auf die Verteilungsleitung 12 wegen der beteiligten Kräfte zu fixieren.
Im Hinblick auf ein weiteres Beispiel kann ein weiteres Konstruktionsmerkmal
der Halterungsvorrichtung 30, wie beispielsweise die Befestigungslasche 42,
einen weiteren Abschnitt des Wärmetauschers 10 kontaktieren, um
eine Rotation der Halterungsvorrichtung 30 in Bezug auf
die Verteilungsleitung 12 zu verhindern.
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Wenn
es auch ebenso bevorzugt ist, dass drei Wellenbänder 44, 46 und 48 vorhanden
sind, kann es bei einigen Anwendungen von Vorteil sein, eines der
Wellenbänder
wegzulassen, wie beispielsweise das Wellenband 48, wogegen
die Wellenbänder 44 und 46 beibehalten
werden. Andererseits kann es bei manchen Anwendungen wünschenswert sein,
dass ein oder mehrere Wellenbänder
zusätzlich zu
den drei dargestellten Wellenbändern 44, 46 und 48 der
veranschaulichten Ausführungsform
hinzugefügt
werden.
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Obzwar
Aluminium als ein annehmbares Material für die Halterungsvorrichtung 30 angeführt worden
ist, kann jedes beliebige Material verwendet werden, das für die Anforderungen
der speziellen Anwendung eine geeignete Stärke, Formbarkeit, Belastbarkeit
und ein passendes Elastizitätsmodul
aufweist.
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Wenn
auch darüber
hinaus die veranschaulichte Ausführungsform
eine spezifische Form bezüglich
der Befestigungslasche 42 darstellt, ist davon auszugehen,
dass diese spezifische Form für
eine Befestigungslasche 42 bezüglich der Halterungsvorrichtung 30 variieren
kann, was von der speziellen Anwendung abhängig ist, und dass die Befestigungslasche 42 jede
beliebige Form annehmen kann, die erforderlich wird, um ein geeignetes
Befestigungszusatzteil bei einer Konstruktion auszubilden, die eine andere
sein kann als die Verteilungsleitung 12, wie zum Beispiel
für eine
weitere Sammelleitung 12, eine Einsatzleitung in Zusammenhang
mit einem Wärmetauscher 10,
ein Rahmen für
die Tragunterstützung des
Wärmetauschers 10,
oder eine weitere Halterungsvorrichtung, die dann an die andere
Konstruktion hinzugefügt
wird.
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Wenn
ferner auch bei der veranschaulichten Ausführungsform der transversale
Querschnitt der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 und
der Öffnungen 50 und 51 nominell
kreisförmig sind,
können
andere Querschnittsformen bezüglich der
Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 und der Verteilungsleitungen 12 mit
der Halterungsvorrichtung 30 angepasst werden, wie schon vorstehend
angemerkt worden ist. Während
außerdem
die veranschaulichten Ausführungsformen
die Weite W1 und W2 der Schlitze 52 und 53 als
mit den Weiten der Wellenbänder 44 und 48 vergleichbar dargestellt
sind, kann es bei einigen Anwendungen erstrebenswert sein, dass
die Weiten W1 und W2 der Schlitze 52 und 53 verhältnismäßig größer als
die Wellenbänder 44, 46 und 48 sind.
Umgekehrt kann es in anderen Anwendungen wünschenswert sein, dass die
Schlitze 52 und 53 durch einfaches Längsteilen/Aufschlitzen
des Materials der Halterungsvorrichtung 30 ausgebildet
werden, ohne dass irgendein Material davon zur Ausgestaltung der
Schlitze 52 und 53 entfernt werden muss. Dies
würde zu
sehr schmalen Weiten W1 und W2 und zu sehr schmalen Brückensegmenten 68, 70, 72 und 74 führen. Es
sei jedoch angemerkt, dass die sehr schmalen Schlitze 52 und 53,
wie sie zum Beispiel durch Längsteilen/Aufschlitzen
geformt werden können,
zur Scherbeanspruchung/Werkstofftrennung der Halterungsvorrichtung
bei den Brückensegmenten 68, 70, 72 und 74 führen könnte, und
dass der Längsteilungs/Aufschlitzvorgang
die individuellen Querschnitte eines jeden Wellenbandes 44, 46 und 48 unerwünscht deformieren
könnte,
so dass die Wellenbänder
für den Eingriff
mit der Halterungsvorrichtungs-Aufnahmeaußenfläche 34 der Verteilungsleitung 12 keine
nominell flache Oberfläche
aufweisen, und so dass die Öffnungen 50 und 51 im
ersten Betriebsstatus nicht die gewünschte Größe aufweisen. Obgleich ferner die
veranschaulichte Ausführungsform
die Weiten W1 und W2 der Schlitze 52 und 53 darstellt,
als seien sie in deren Länge
in etwa gleich und symmetrisch, kann bei einigen Anwendungen gewünscht werden, dass
die Weite des Schlitzes 52 anders als die Weite des Schlitzes 53 hergestellt
wird, und/oder einen oder beide Schlitze 52 und 53 mit
Weiten zu versehen, die in deren Länge variieren. Obgleich außerdem die Durchbiegungsradien
R als im Wesentlichen gleich dargestellt sind, kann es für manche
Anwendungen erstrebenswert sein, dass ein oder mehrere der Durchbiegungsradien
R unterschiedlich zu den anderen sind. Bei einigen Anwendungen kann
auch gewünscht
sein, dass die Weite des Wellenbandes 46 in dessen Länge variiert.
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Während hinzukommt,
dass die veranschaulichte Ausführungsform
die Profilausschnitte 80 als zylinderförmige Durchgangsbohrungen zeigt,
kann für
einige Anwendungen gewünscht
sein, dass die Profilausschnitte 80 nicht ganz durch das
Wellenband 46 hindurchgehen, und/oder dass sie keine kreisrunden
Querschnittsformen aufweisen, sondern wie zum Beispiel rechtwinkelige
oder vieleckige Formen. Wenngleich außerdem die veranschaulichte Ausführungsform
zwei der Profilausschnitte 80 und Vorsprünge 82 aufzeigt,
kann es bei einigen Anwendungen wünschenswert sein, einen einzigen
Profilausschnitt 80 und nur einen Vorsprung 82 zu
verwenden, oder aber mehr als zwei Profilausschnitte 80 und
mehr als zwei Vorsprünge 82.
Obgleich ferner die veranschaulichte Ausführungsform die Profilausschnitte 80 darstellt,
als seien sie auf das ganze Wellenband 46 zu begrenzen,
kann es in manchen Anwendungen erstrebenswert sein, die Profilausschnitte 82 am
Rand des Wellenbandes 46 auszubilden, wie dies mit den
verdeckten Linien 84 in 5 dargestellt
ist. Obzwar schließlich
die veranschaulichte Ausführungsform
die Profilausschnitte 80 so darstellt, als könnten sie
nur in dem Wellenband 46 ausgebildet werden, kann in weiteren
Anwendungen gewünscht
sein, dass die Profilausschnitte 80 in jedem bzw. in beiden
der Wellenbänder 44 und 48 geformt werden,
und zwar als Zusatz oder als Alternative zur Ausgestaltung der Profilausschnitte 80 in
dem Wellenband 46.
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Folglich
sollte davon ausgegangen werden, dass die spezifischen Details eines
jeden der Elemente 42, 44, 46, 48, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 58, 60, 62, 64, 66, 68, 70, 72, 74 und 80 von
der Halterungsvorrichtung 30 und von dem zugehörigen Formwerkstücksatz 90 variieren
können,
was von den spezifischen Details des Wärmetauschers 10 und
der Verteilungsleitung 12 abhängig ist, an welche dieser angebracht
ist. Zum Beispiel können
die Querschnittsform oder -formen der Verteilungsleitung 12, die
Materialen der Verteilungsleitung 12 und der Halterungsvorrichtung 30,
die Kräfte,
denen die Halterungsvorrichtung 30 unterliegt, und der
Typ, die Abstände,
die Anzahl, wobei die Form bei den Wärmetauscherleitungen Röhren 14 sind,
alle eine Auswirkung auf die spezifischen Details der Halterungsvorrichtung 30 haben.
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Eine
alternative Ausführungsform
der Halterungsvorrichtung 30 ist in 8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
umfasst die Befestigungslasche 42 einen Satz Wellenbänder 120, 122 und 124, die
koaxiale Öffnungen 126 und 128 ausbilden,
die so geformt sind, um mit einer Befestigungslaschen-Aufnahmefläche auf
einer Konstruktion (nicht dargestellt) in etwa konform gehen zu
können,
die eine andere als die Verteilungsleitung 12 ist, wie
zum Beispiel eine Auslassverteilerröhre oder eine andere Sammelleitung.
Die Einzelheiten der Wellenbänder 120, 122 und 124 und
deren Zusammenbau mit der Befestigungslaschen-Aufnahmefläche an der
anderen Konstruktion sind im Wesentlichen mit den Einzelheiten und
dem Zusammenbau identisch, der schon vorstehend bezüglich der
Wellenbänder 44, 46 und 48 beschrieben
worden ist. Infolgedessen trifft die vorhergehende Beschreibung
in Zusammenhang mit den Wellenbändern 44, 46 und 48 und
deren Zusammenbau an der Verteilungsleitung 12 gleichermaßen wie
für die
Wellenbänder 120, 122 und 124 und
deren Zusammenbau mit der Befestigungslaschen-Aufnahmefläche an der
anderen Konstruktion zu. Ferner treffen die vorstehend beschriebenen
Detailmöglichkeiten
und der Aufbau der Wellenbänder 44, 46 und 48 gleichermaßen für die Wellenbänder 120, 122 und 124 zu
Demzufolge entfällt
in Bezug auf die Wellenbänder 120, 122 und 124 und
um der Kürze
willen eine wiederholende Erläuterung über die
zu informierenden Einzelheiten.