DE68904023T2 - Schnellverbindungsvorrichtung fuer die endkammer eines waermetauschers. - Google Patents

Description

• Eine solche Einheit ist in der FR-A 2 579 308 beschrieben. Sie ist bestimmt für einen Wärmetauscher, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, enthaltend ein Rohrbündel, welches entweder aus U-Rohren besteht, die die beiden Endkammern miteinander verbinden, oder aus geraden Rohren, die in zwei Gruppen unterteilt sind, welche jeweils die beiden Kammern mit einer weiteren Endkammer verbinden, die der ersteren gegenüberliegt. Diese Schnellverbindungsvorrichtung ersetzt die klassischen Vorrichtungen mit einem Einlaufansatz und einem Auslaufansatz, die an zwei von der Endkammer entfernten Stellen vorspringen und woran in separaten Operationen Schläuche oder Duritleitungen angebracht werden.
• Bei dieser bekannten Einheit ist die Trennwand vollständig in Längsrichtung der Endkammer angeordnet, die sie demzufolge in seitlich liegende Kammern unterteilt. Nun möchte man häufig die Endkammer durch eine Trennwand, die sich wenigstens teilweise in Querrichtung erstreckt, in länglich nebeneinanderliegende Kammern unterteilen.
• Zweck der Erfindung ist es, die bekannte Einheit einer solchen Anordnung anzupassen.
• Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der genannte flache Längsteil der Trennwand mit wenigstens einem Querteil verbunden ist, so daß die Endkammer in Längsrichtung unterteilt wird.
• Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele und aus den beigefügten Zeichnungen, die folgendes darstellen:
• - Figur 1 ist eine Schnittansicht einer Einheit gemäß der Erfindung, die teilweise den zugehörigen Wärmetauscher zeigt, betrachtet in Querrichtung zur Endkammer entlang der Linie I-I aus Figur 2.
• - Figur 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II aus Figur 3.
• - Figur 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III aus Figur 2.
• - Figur 4 ist eine Teil-Vorderansicht entsprechend Figur 2.
• - Figur 5 ist eine Ansicht gleich der in Figur 1, betrachtet entlang der Linie V-V aus Figur 6, in Verbindung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel.
• - Figur 6 ist eine Ansicht gleich der in Figur 2, betrachtet entlang der Linie VI-VI aus Figur 7.
• - Figur 7 ist eine Schnittansicht nur des Verbindungsorgans, betrachtet entlang der Linie VII-VII aus Figur 6.
• - Figur 8 ist eine, teilweise herausgebrochene, perspektivische Ansicht der in den Figuren 5 und 6 dargestellten Endkammer.
• - Figur 9 ist eine schematische Teil-Schnittansicht entlang der Linie IX-IX aus Figur 10 des Wärmetauschers in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• - Figur 10 ist eine teilweise und schematische Vorderansicht des Wärmetauschers nach Figur 9 und
• - Figur 11 ist eine schematische Teil-Schnittansicht entlang der Linie XI-XI aus Figur 9, die den Wärmetauscher und das zur Befestigung daran bereite Verbindungsorgan zeigt.
• In der nachfolgenden Beschreibung beziehen sich die Begriffe oben, unten, vorn und hinten auf die Elemente, wie sie in den Figuren 2, 4, 6 und 10 zu sehen sind, wobei die Endkammer über dem Rohrbündel des Wärmetauschers angeordnet ist und diese Rohre vertikal verlaufen, während die Verbindung durch eine Bewegung des Verbindungsorgans von vorn nach hinten bewerkstelligt wird.
• Die Figuren 1 bis 4 veranschaulichen teilweise einen Kraftfahrzeug-Wärmetauscher, enthaltend eine obere Endkammer 1, die mit einem Sammler 2 verbunden ist, durch den die oberen Enden der Rohre 3 eines Bündels verlaufen, welches sich aus Rohren zusammensetzt, die vertikal ausgerichtet sind und jeweils im wesentlichen über die gesamte Breite der Endkammer 1 verlaufen. Die Rohre 3 kommunizieren mit dem unteren Ende mit einer unteren Endkammer (nicht dargestellt). Die Endkammer ist innen durch eine in Querrichtung verlaufende Trennwand 8 in zwei Kammern 6 und 7 unterteilt. Die Trennwand 8, die aus einem Stück mit der Endkammer gepreßt ist, weist eine gerade untere Kante 9 auf, die sich in Querrichtung über die gesamte Breite der Endkammer erstreckt und mit der hinteren 1a und vorderen 1b Längswand derselben verbunden ist. Die Kante 9 ruht auf dem Sammler 2 zwischen zwei aneinander angrenzenden Rohren 3 mit Hilfe einer Dichtung, die aus einer Elastomerfolie 10 besteht und auch die Abdichtung der Rohrdurchtritte gewährleistet.
• Die Trennwand 8 enthält einen Teil 8a, der in einer vertikalen Querebene zur Endkammer liegt und sich über die gesamte Breite der Endkammer bis zu einer bestimmten Höhe ab Kante 9 erstreckt, wo er auf den unteren Teil des Stutzens 12 trifft, der weiter unten beschrieben wird. Jenseits beginnt ein Teil 8b, der in der gleichen Ebene liegt und sich vertikal erstreckt, bis er auf den ebenfalls weiter unten beschriebenen Stutzen 11 trifft, und horizontal von der hinteren Wand 1a bis zur vertikalen Längsebene verläuft, die einen dritten Teil 8c der Trennwand enthält, mit dem sie verbunden ist. Der Teil 8c erstreckt sich in Figur 2 nach rechts, ausgehend von der Ebene der Teile 8a und 8b, zwischen den Stutzen 11 und 12, womit er verbunden ist.
• Die Verbindungsvorrichtung gemäß der Erfindung enthält einen Innenstutzen 11 und einen Außenstutzen 12, die aus einem Stück mit der Endkammer bestehen und von hinten nach vorn verlaufen. An dem nach vorne gerichteten freien Ende besitzen die Innenfläche des Innenstutzens 11 und die Außenfläche des Außenstutzens 12 kreisförmige Querschnitte, wobei der erste dieser Kreise innerhalb des zweiten liegt. Der Innenstutzen 11 begrenzt auf der Innenseite einen inneren Durchtritt 13 für das Medium, der mit der Kammer 7 kommuniziert, und die beiden Stutzen begrenzen dazwischen einen Außendurchtritt 14 des Stutzens 11, der mit der Kammer 6 kommuniziert. Der Durchtritt 14 umschließt den Stutzen 11 nicht vollständig und die beiden Stutzen sind miteinander längs einer Erzeugenden auf der rechten Seite der Figur 2 verbunden. Der Stutzen 12 besitzt einen vollständig kreisförmigen Querschnitt vom freien Ende bis zur vorderen Wand 1b der Endkammer. Jenseits dieser Wand ist er an einem Teil des Kreisumfangs zwischen der oberen Wand 1c der Endkammer und der Ebene der Teile 8a und 8b der Trennwand, links von letzterer, unterbrochen. Jenseits der Ebene des Teils 8c der Trennwand ist der Stutzen an einem weiteren Teil des Kreisumfangs, rechts von der Ebene 8a, 8b und bis zum Zusammentreffen mit dem Stutzen 11, unterbrochen. Am verbleibenden Teil der Umfangsabmessung, der im wesentlichen der oberen Hälfte des Gesamtkreisumfangs entspricht, setzt sich der Stutzen 12 bis zur hinteren Seitenwand der Endkammer fort, die das Ende des Stutzens verschließt.
• Ausgehend vom freien Ende setzt sich der Stutzen 11 über den gesamten Kreisumfang bis zur Ebene des Trennwandteils 8c fort. Jenseits setzt sich nur die obere Hälfte dieses Stutzens bis zur hinteren Seitenwand der Endkammer fort, woran er auf dichte Weise angeschlossen ist. In diesem Bereich verläuft der Stutzen 11 im wesentlichen tangential zum Teil 8b der Trennwand.
• Die dargestellte Schnellverbindungsvorrichtung enthält ein Verbindungsorgan 15, welches an seinem der Endkammer zugewandten Ende einen Innenstutzen 16 und einen Außenstutzen 17 aufweist, die so bemessen und angeordnet sind, daß sie in das Innere des Innenstutzens 11 bzw. auf die Außenseite des Außenstutzens 12 der Endkammer passen. Zwischen den Stutzen 12 und 17 ist eine Dichtung 18 eingesetzt. Der Stutzen 16 setzt sich in zylindrischer Form über die gesamte Länge des Organs 15 bis zu einem offenen Ende 19 fort, welches zur Aufnahme eines Schlauchs bestimmt ist. Der Stutzen 17 kommuniziert gegenüber der Endkammer mit einem Stutzen 20 mit schräger Achse und mit gleichem Durchmesser wie der Stutzen 16 zum Zweck des Anschlusses eines weiteren Schlauchs.
• Der Stutzen 16 ist im oberen Teil seines Umfangs und an einem Teil seiner Länge, beginnend mit dem der Endkammer zugewandten Ende, durch einen dritten Stutzen 21 von kleinerem Durchmesser unterbrochen, der ebenfalls zum einteiligen Verbindungsorgan 15 gehört. Der Stutzen 21 setzt sich jenseits des Endes des Stutzens 16 im Innern der Endkammer fort oder sein Ende ist durch einen festen Stöpsel 22 unverschiebbar verschlossen. Außerhalb der Endkammer ist der Stutzen 21 im rechten Winkel in einer Ebene umgebogen, die parallel zur Ebene der Achsen der Stutzen 16 und 20 verläuft, das heißt in einer horizontalen Ebene, und ist am freien Ende 23 offen, um an einen Schlauch angeschlossen werden zu können. Der Stutzen 21 ist für den Anschluß an einen Entgasungskreislauf zum Ausdehnungsgefäß 5 bestimmt. Er tritt in eine Aussparung ein, die zu diesem Zweck in dem Innenstutzen 11 der Endkammer vorgesehen ist, und weist in Nähe des Stöpsels 22 eine seitliche Öffnung 24 auf, durch die er mit einer vertikalen Bohrung 25 kommuniziert, die in dem Teil angebracht ist, den die Endkammer und das Ausdehnungsgefäß bilden, und mündend einerseits in das Innere des letztgenannten und andererseits in die Aussparung des Stutzens 11.
• Das Verbindungsorgan 15 weist elastische Klammern 30 auf, die mit Rippen 31 des Teils zusammenwirken, welches die Endkammer und das Ausdehnungsgefäß für die gegenseitige Verriegelung der beiden Teile bildet.
• In den Figuren 5 und 6 ist eine Endkammer 101, ein Sammler 102, ein Rohrbündel 103, ein Ausdehnungsgefäß 105 zu sehen, die den entsprechenden Elementen in den Figuren 1 bis 3 gleichen.
• Die Endkammer 101 ist innen in zwei Kammern 106 und 107 durch eine Trennwand 108 unterteilt, die damit ein einziges Teil bildet und deren Form insbesondere aus Figur 8 hervorgeht. Die Trennwand 108 weist eine gerade untere freie Kante 109 auf, die sich in Querrichtung von der hinteren Seitenwand 101a zur vorderen Seitenwand 101b der Endkammer erstreckt. Die Kante 109 wirkt auf dichte Art und Weise mit dem Sammler 102 unter den gleichen Bedingungen zusammen wie die Kante 9 der Trennwand 8 mit dem Sammler 2. Ein ebener Teil 108a der Trennwand 108 erstreckt sich lotrecht zur Ebene des Sammlers 102 über die gesamte Breite der Endkammer und über einen Teil von deren Höhe. Auf diesen Teil 108a folgt ein weiterer Teil 108b, der in der gleichen Ebene liegt und sich über einen Teil der Breite der Endkammer erstreckt, von deren hinterer Wand 101a bis zur oberen Wand 101c der Endkammer, in dieser Höhe bestehend aus dem oberen Teil eines Stutzens 112, der aus einem Stück mit der Endkammer besteht und horizontal sowie quer zur Längsrichtung der letzteren ausgerichtet ist. Der Stutzen 112 ist am vorderen Ende 112a offen.
• Ein weiterer Stutzen 111 von vollständig zylindrischer Form besteht aus einem Stück mit der Endkammer. Dieser Stutzen liegt im Innern des Stutzens 112, koaxial zu demselben. Er ist an dem nach vorne gerichteten Ende 111a ebenfalls offen und verläuft im wesentlichen tangential zum Teil 108b der Trennwand.
• Die Trennwand 108 weist einen Teil 108c auf, der in einer Ebene liegt, die in Längsrichtung, vertikal und lotrecht zur Ebene der Teile 108a und 108b, verläuft. Dieser Teil 108c steht mit dem Teil 108b, dem Stutzen 112 und dem Stutzen 111 über das hintere desselben in Verbindung. Er begrenzt in Höhe der Ebene der Teile 108a und 108b nach hinten den ringförmigen Raum zwischen den Stutzen 111 und 112, der mit der Kammer 106 kommuniziert, während sich die Kammer 107 hinter dem Teil 108c fortsetzt und mit dem Innenraum des Stutzens 111 kommuniziert.
• Die Verbindungsvorrichtung gemäß den Figuren 5 bis 7 enthält ein einteiliges Verbindungsorgan 115, welches nur in Figur 7 dargestellt ist und dazu dient, mit den Stutzen 111 und 112 zusammenzuwirken, um die Kammern 106 und 107 mit einem externen Medienkreislauf zu verbinden. Das Organ 115 weist auf der der Endkammer zugewandten Seite zwei am Ende offene koaxiale Stutzen 116 und 117 auf, die jeweils im Innern des Stutzens 111 bzw. außerhalb des Stutzens 112 angebracht werden, wobei sich der Stutzen 116 über das Ende des Stutzens 117 hinaus erstreckt. Der Stutzen 116 hat eine im wesentlichen zylindrische Form über die gesamte Länge des Verbindungselements und nimmt am hinteren Ende einen Schlauch 140 auf, der durch hier nicht dargestellte Mittel befestigt ist, um die Verbindung zum äußeren Kreislauf herzustellen. Der durch die Stutzen 116 und 117 definierte ringförmige Raum ist nach hinten über den größten Teil des Kreisumfangs durch einen Wandteil 141 begrenzt und kommuniziert am verbleibenden Teil des Kreisumfangs mit einem zylindrischen Stutzen 120, dessen Achse im Verhältnis zu den Stutzen 116 und 117 schräg ist und der zur Aufnahme eines Schlauchs 142 dient. Ein dritter Stutzen 121, der im Innern der Stutzen 116 und 117 koaxial zu diesen verläuft, ist am hinteren Ende ebenfalls offen und springt gegenüber dem Stutzen 116 vor. Vorne bildet der Stutzen 121 einen 90º- Bogen, tritt durch den Stutzen 116 hindurch und endet an dessen Außenseite und vor der Wand 141, um einen Schlauch 143 aufzunehmen. Der Stutzen 121 wird im koaxialen Teil zum Stutzen 116 durch radiale Rippen 144 festgehalten, die ihn mit letzterem verbinden. Ein bogenförmiges Stück 122, welches mit der Endkammer verklebt oder verschweißt ist, bedeckt das offene hintere Ende des Stutzens 121 und gewährleistet die Verbindung zwischen der Innenseite des Stutzens und dem Ausdehnungsgefäß 105 mittels einer Bohrung 125, die der Bohrung 25 der Vorrichtung aus den Figuren 1 bis 4 entspricht. Der Stutzen 121 dient dazu, an das Ausdehnungsgefäß 105 einen Entgasungskreislauf anzuschließen, zu dem der Schlauch 143 gehört.
• Eine Dichtung 118, elastische Zungen 130 sowie Rippen 131 haben die gleichen Funktionen wie die jeweiligen Elemente 18, 30 und 31 in den Figuren 1 bis 4.
• Außerdem kann vorgesehen werden, zwischen den Stutzen 111 und 116 sowie zwischen dem Stutzen 121 und dem Teil 122 Dichtungen anzuordnen.
• In den Figuren 9 bis 11 ist schematisch eine Endkammer 201 dargestellt, die durch ihre äußere Form der weiter oben beschriebenen Endkammer 101 gleicht, bestehend aus einem einzigen Stück mit einem Ausdehnungsgefäß 205, welches dem Gefäß 105 gleicht. Die Endkammer 201 ist mit einem Sammler 202 und einem mit Rippen 204 versehenen Rohrbündel 203 verbunden. Im Gegensatz zu den weiter oben beschriebenen Ausführungsarten besteht das Rohrbündel aus zwei Reihen von Rohren, die in der Breite der Endkammer nebeneinanderliegen. Die Zahl der Reihen könnte auch mehr als zwei betragen.
• Das Innere der Endkammer ist durch eine Trennwand 208, deren untere Kante 209 auf dichte Weise mit dem Sammler 202 zusammenwirkt, in zwei Kammern 206 und 207 unterteilt. Wie in Figur 11 zu sehen, hat der Querschnitt der Trennwand 208 in einer horizontalen Ebene S-Form, wobei diese Trennwand aus drei lotrecht zueinander verlaufenden vertikalen flachen Teilen besteht, die sich jeweils von der Kante 209 zu der oberen Wand der Endkammer erstrecken, mit der sie verbunden sind. Ein Teil 208c ist in Längsrichtung der Endkammer ausgerichtet und tritt zwischen den beiden Rohrreihen 203 hindurch. Ein zweiter Teil 208d, der lotrecht zur vorgenannten verläuft, verbindet eines von dessen Längsenden mit der hinteren Wand 201a der Endkammer. Schließlich verläuft der dritte Teil 208e, der parallel zum Teil 208d angeordnet ist, zwischen dem dem Teil 208c gegenüberliegenden Ende und der vorderen Wand 201b der Endkammer. Der Teil der Trennwand 208c weist eine kreisförmige Öffnung 208f auf, an deren Kante ein zylindrischer Stutzen 211 angeschlossen wird, der vom Teil 208c aus nach vorn verläuft und am vorderen Ende offen ist. Ein Stutzen 212, der koaxial zum Stutzen 211 verläuft und außerhalb desselben angeordnet ist und der am vorderen Ende ebenfalls offen ist, steht am unteren Teil mit der vorderen Wand 201b der Endkammer in Verbindung und bildet im oberen Teil eine Überhöhung der oberen Wand der Endkammer, die sich bis zur hinteren Wand 201a erstreckt, mit der sie in Verbindung steht. Das Innere des Stutzens 212 kommuniziert mit der Kammer 206, die sich über den Teil 208d der Trennwand hinaus und vor den Teil 208c erstreckt, während das Innere des Stutzens 211 mit der Kammer 207 kommuniziert, die sich über den Teil 208e und hinter den Teil 208c erstreckt. Eine vertikale Bohrung 225, die den weiter oben beschriebenen Bohrungen 25 und 125 gleicht, mündet mit dem oberen Teil in das Ausdehnungsgefäß 205 und kommuniziert über den unteren Teil mit einem Stutzen 250, der koaxial zu den Stutzen 211 und 212 verläuft und einen geringeren Durchmesser aufweist als diese. Der Stutzen 250 erstreckt sich von der hinteren Wand 201a der Endkammer und öffnet sich am vorderen Ende zum Innern der Endkammer.
• Das in Figur 11 dargestellte Verbindungsorgan 215 ist im wesentlichen gleich dem Verbindungsorgan 115 aus Figur 7. Die Stutzen 216 und 217 und ein Stutzen 221, der dem Stutzen 121 entspricht, wirken jeweils mit den Stutzen 211, 212 bzw. 250 der Endkammer zusammen, um die Kammern 207 und 206 an einen äußeren Kreislauf und das Ausdehnungsgefäß 205 an einen Entgasungskreislauf anzuschließen.
• Die Schnellverbindungsvorrichtung gemäß den Figuren 9 bis 11 kann wegen des Trennwandteils 208c, der in Längsrichtung angeordnet ist und am Sammler liegt, nicht mit einer einzigen Reihe von Rohren verwendet werden und erfordert wenigstens zwei Reihen von Rohren. Andererseits können die Vorrichtungen gemäß den Figuren 1 bis 8 alle mit einer einzigen Reihe von Rohren oder mit wenigstens zwei Reihen von Rohren zum Einsatz kommen. Im übrigen weisen die verschiedenen Ausführungsarten der Vorrichtung die gleichen Eigenschaften im Hinblick auf Einfachheit und Schnelligkeit bei der Herstellung der Verbindung auf.

Claims (10)

1. Einheit, bestehend

- aus einer Endkammer für einen Wärmetauscher, enthaltend eine Einlaufkammer und eine Auslaufkammer für das Medium (6, 7), die voneinander durch eine Trennwand (8) getrennt sind, welche eine freie Kante (9) aufweist, wobei die Endkammer zwei Stutzen besitzt, nämlich einen Innenstutzen (11) und einen Außenstutzen (12), die den Innenstutzen im wesentlichen umschließen, zur Begrenzung eines Innen- bzw. eines Außendurchtritts am Innenstutzen, die jeweils mit den beiden Kammern in Verbindung stehen, wobei der Innenstutzen direkt mit einem flachen Teil (8c) der Trennwand verbunden ist, die sich in Längsrichtung der Endkammer erstreckt, und

- aus einem einteiligen Verbindungsorgan (15), versehen mit zwei Stutzen (16, 17), die dazu geeignet sind, jeweils mit dem Innen- bzw. Außenstutzen der Endkammer zusammenzuwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte flache Längsteil der Trennwand wenigstens mit einem Querteil (8a, 8b) verbunden ist, so daß die Endkammer in Längsrichtung unterteilt wird.

2. Einheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkammer und das Verbindungsorgan Mittel (30, 31) zur gegenseitigen Verriegelung in Verbindungsposition aufweisen.

3. Einheit nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenstutzen direkt mit der Außenwand der Endkammer verbunden ist.

4. Einheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Querteil (8a, 8b) der Trennwand flach ist und die genannte freie Kante (9) aufweist, welche sich über die gesamte Breite der Endkammer zwischen der genannten freien Kante und dem Außenstutzen erstreckt, weiterhin über einen Teil dieser Breite, von einer Seitenwand zum Längsteil (8c) der Trennwand, jenseits des Außenstutzens.

5. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querteil (8a, 8b) der Trennwand sich in Höhe der freien Kante (9) bis zum Innenstutzen (12) erstreckt und daß der Außendurchtritt letzteren nur teilweise umschließt.

6. Einheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Querteil (108a, 108b) der Trennwand sich in Höhe der freien Kante (109) bis zur Außenwand der Endkammer erstreckt und daß der Außendurchtritt den Innenstutzen (111) vollständig umschließt.

7. Einheit nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querteil der Trennwand im wesentlichen tangential zum Innenstutzen verläuft.

8. Einheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Längsteil (208c) der Trennwand mit zwei Querteilen (208d, 208e) verbunden ist, die mit den beiden Längsenden jeweils an die beiden Seitenwände (201a, 201b) der Endkammer (201) anschließen.

9. Einheit nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsorgan einen Entgasungsstutzen (21) enthält, der an den Enden des Innen- und des Außenstutzens (11, 12), die der Endkammer (1) zugewandt sind, übersteht.

10. Einheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Entgasungsstutzen im Innern der Endkammer mit einer Verbindungsleitung (25) für ein von den beiden Kammern der Endkammer getrenntes Ausdehnungsgefäß kommuniziert.