DE69203387T2

DE69203387T2 - Wärmeaustauscher mit rohrförmigen Endkammern mit Querwänden und Methode zu seiner Herstellung.

Info

Publication number: DE69203387T2
Application number: DE69203387T
Authority: DE
Inventors: Gauyer Philippe Le
Original assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 1991-05-14
Filing date: 1992-05-12
Publication date: 1995-12-21
Anticipated expiration: 2012-05-13
Also published as: MX9202224A; EP0514248B1; FR2676535A1; ES2075642T3; FR2676535B1; JPH0666491A; EP0514248A1; US5233756A; DE69203387D1

Description

Die Erfindung betrifft Wärmetauscher der Bauart, mit mindestens einer Fluidkammer mit rohrförmiger Wandung, die von mindestens einer Querwand in Abteile aufgeteilt ist und mit einer Vielzahl van parallelen Rohren, von denen jedes mit einem Abteil der Fluidkammer über eine Öffnung in der rohrförmigen Wandung kommuniziert.
Ein solcher Wärmetauscher, der besonders als Kondensator in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen eingesetzt werden kann, wird in EP-A-0 377 936 beschrieben. In diesem bekannten Wärmetauscher weist die rohrförmige Wandung sich gegenüberliegende Schlitze auf, wobei jede Querwand seitlich durch einen dieser Schlitze eingeführt wird und einen derart geeigneten Umriß aufweist, der es erlaubt, daß sie in Anlage mit den Rändern des Schlitzes kommt. Die so festgelegte Querwand wird dann mit der rohrförmigen Wandung verlötet. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Herstellung der rohrförmigen Wandung wegen des Anbringens der Schlitze erschwert wird, und die Querwand erhält dadurch eine unregelmäßige Form. Außerdem besteht wegen dieser Schlitze ein zusätzliches Undichtigkeitsrisiko.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines in der Einleitung definierten Wärmetauschers, wobei jede Querwand in die rohrförmige Wandung über ein offenes Ende in der letzteren eingeführt wird, um die Querwand an den Platz zu bringen, den sie einnehmen soll, und die rohrförmige Wandung zu beiden Seiten der Querwand verformt wird, um letztere festzulegen.
Insbesondere können die Enden der rohrförmigen Wandung durch zusätzliche Querwände geschlossen werden, die ebenfalls durch Verformung der rohrförmigen Wandung festgelegt werden.
Vorzugsweise wird die rohrförmige Wandung während des Verformens zum Inneren der Fluidkammer hin eingedrückt.
Vorzugsweise wird die rohrförmige Wandung an die Querwand und/oder an die Rohre gelötet, so daß Dichtigkeit auf das in dem Wärmetauscher zirkulierende Fluid gewährleistet ist, wobei dieses Löten insbesondere durch Schmelzen einer metallischen schmelzbaren Beschichtung, die auf wenigstens einem der zu lötenden Teile vorgesehen ist, erfolgen kann.
Wenn die rohrförmige Wandung vor der Verformung ein gleichmäßiges Innenprofil aufweist und sie die Querwand nur auf einem geringen Teil ihres Umfangs umgibt, ist es vorteilhaft, daß die Verformung der rohrförmigen Wandung sie praktisch über ihren gesamten Umfang in Kontakt mit der Querwand bringt. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die rohrförmige Wandung aus einem gerollten Werkstoffblatt besteht, dessen zwei gegenüberliegende Ränder entlang einer Mantellinie der Wandung unter Bildung eines nach innen gehenden Wulstes miteinander verbunden - insbesondere miteinander verschweißt - sind.
Ziel der Erfindung ist es ebenfalls, einen Wärmetauscher bereitzustellen, der mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt werden kann, wobei er mindestens eine Fluidkammer, die von mindestens einer Querwand in Abteile aufgeteilt ist und eine Vielzahl von parallelen Rohren umfaßt, von denen jedes mit einem Abteil der Fluidkammer über eine Öffnung in derselben kommuniziert und wobei die Fluidkammer mit einer rohrförmigen mit den oben genannten Öffnungen durchsetzten Wandung ausgestattet ist, die den Rand der Querwand umgibt und zu beiden Seiten von dieser Querwand verformt ist, um letztere festzulegen.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und aus den beigefügten Zeichnungen, in denen folgendes dargestellt ist:
- Figur 1 ist der Querschnitt einer Teilansicht des erfindungsgemäßen Wärmetauschers;
- Figur 2 ist eine Schnittansicht längs der Linie II - II von Figur 1; und
- Figur 3 ist eine Teilansicht in perspektivischer, teilweise abgebrochener Darstellung.
Der beschriebene Wärmetauscher, der insbesondere als Kondensator in der Klimaanlage des Karosseriegehäuses eines Kraftfahrzeuges vorgesehen ist, besteht aus einer Fluidkammer 1 mit rohrförmiger Wandung 2, die eine Vielzahl von Öffnungen 3 aufweist, in die jeweils ein Rohr 4 mit in Querrichtung der Fluidkammer länglichen Querschnitt greift, wobei die Rohre 4 parallel zueinander sind und senkrecht zur Längsrichtung der Fluidkammer verlaufen. Ein Ende 5 eines jeden Rohrs 4 befindet sich im Inneren der Fluidkammer 1, wobei das andere Ende sich im Inneren einer anderen Fluidkammer (nicht dargestellt) befinden kann, die identisch mit der Fluidkammer 1 ist und sich in paralleler Anordnung zur letzteren befindet. Zwischenlagen 6, die aus sinusförmig gebogenen Streifen von Metallblech bestehen, befinden sich in den Intervallen zwischen den Rohren 4, um mit diesen einen therinischen Kontakt herzustellen.
In diesen Abbildungen ist die rohrförmige Wandung 2 an den Öffnungen 3 zum Inneren der Fluidkammer hin eingedrückt, wobei nach außen zeigende Ausbuchtungen 7 gebildet werden.
Wie allgemein bekannt, kann die Vertiefung im Bereich zwischen zwei Öffnungen 3 fehlen, wobei das Profil wie das der rohrförmigen Wandung 2 ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß befinden sich im Inneren der Fluidkammer Querwände, d.h. zwei Abschlußwände 8a und 8b (allgeiaein mit 8 bezeichnet), die mit der rohrförmigen Wandung 2 in Verbindung stehen, um den Innenraum der Fluidkammer zu begrenzen und Zwischenwände 9a, 9b (allgemein mit 9 bezeichnet), die diesen Innenraum in verschiedene Abteile 10a, 10b, 10c, 10d aufteilen (10b und 10c beziehen sich auf zwei verschiedene Abteile oder auf das gleiche je nach dem, ob oder ob nicht wenigstens eine andere Querwand - nicht dargestellt - zwischen den Querwänden 9a und 9b vorhanden ist). Jede Wandung 8 und 9 wird durch Verformungen 11 der rohrförmigen Wandung 2 an ihren Platz festgelegt. In dem erläuterten Beispiel sind diese Verformungen ins Innere der Fluidkammer vorspringende Hohlkehlen, die durchgehend über den Umfang der Kammer verlaufen. Zwei Hohlkehlen 11 sind für jede Querwand so vorgesehen, daß sie auf beiden Seiten der letzteren in Längsrichtung der Fluidkammer angeordnet sind. Diese Hohlkehlen können durch Verformungen einer anderen Bauart, die nicht durchgehend über den Umfang verlaufen, ersetzt werden.
Der äußere Rand der Querwände 8 und 9 wird so verlötet, daß Dichtigkeit in Bezug auf die Innenfläche der Rohrwandung 2 erzielt wird und die Außenfläche der Rohre 4 wird so verlötet, daß Dichtigkeit in Bezug auf die Ränder der Öffnung 3 erzielt wird.
Zur Herstellung des Wärmetauschers wird von einer rohrförmigen zylindrischen Wandung 2 ausgegangen, die einen gleichmäßigen inneren deutlich kreisrunden Querschnitt aufweist, der außerdem groß genug für das Einführen in Längsrichtung der Querwände 8 und 9 ist, deren Umriß ebenfalls kreisrund ist. Jede Querwand wird durch eines der offenen Enden der rohrförmigen Wandung eingeführt und in Längsrichtung bis zur vorgesehenen Stelle geschoben. Danach werden die Hohlkehlen 11 oder andere Verformungen und Ausbuchtungen 7, die die Querwände am Platz festlegen, gearbeitet. Die Verformungen können mit allen bekannten Mitteln durchgeführt werden (Rollwerkzeug, Quetschwerkzeug usw....).
Die rohrförmige Wandung 2 besteht häufig aus einem gerollten Werkstoffblatt, daß zusammengesetzt, insbesondere Stoß auf Stoß geschweißt ist, mit einem sich nach innen wölbenden Wulst. Die Querwände können somit nur dann in die rohrförmige Wandung eingeschoben werden, wenn der Innendurchmesser der letzteren mindestens dem der Querwände - die Stärke des Wulstes noch dazu gerechnet - entspricht, so daß auf einem erheblichen Teil des Umfangs ein ausreichend großer Zwischenraum zwischen dem äußeren Rand der Querwände und der Innenfläche der rohrförmigen Wandung besteht. Es ist also von Vorteil, wenn die Verformung der rohrförmigen Wandung zur Beseitigung dieses Zwischenraums ausreichend ist, so daß das nachträgliche dichte Verlöten des Randes der Querwände dadurch erleichtert wird.
Nach Verformung der rohrförmigen Wandung und Erzeugen der Öffnungen 3 werden durch diese die Enden 5 der Rohre 4, die gegen die Innenfläche der rohrförmigen Wandung bis zum Anschlag geschoben werden, in die Fluidkammer 1 eingeführt (siehe Figur 2).
Die Dichtigkeit zwischen der Außenfläche der Rohre 4 und den Öffnungen 3 einerseits und zwischen dem Rand der Querwände 8 und 9 und der Innenfläche der rohrförmigen Wandung 2 andererseits wird durch Löten mittels einer metallischen schmelzbaren Beschichtung erzielt, die durch Erhitzen des zusammengesetzten Wärmetauschers zum Schmelzen gebracht wird. Diese Beschichtung wird vorzugsweise auf der Außenwand der rohrförmigen Wandung 2 zu ihrer Verbindung mit den Rohren aufgetragen sowie auf den Querwänden zu deren Verbindung mit der rohrförmigen Wandung. Eine solche Beschichtung wird möglichst nicht auf der Innenfläche der rohrförmigen Wandung aufgetragen, weil dadurch die Enden der Rohre teilweise verstopfen könnten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, mit wenigstens einer Kammer für ein Fluid (1) mit rohrförmiger Wandung (2), die von mindestens einer Querwand (9a, 9b) in Abteile (10a-10d) aufgeteilt ist, und mit einer Vielzahl von parallelen Rohren (4), von denen jedes mit einem Abteil der Fluidkammer über eine Öffnung (3) in der genannten rohrförmigen Wandung kommuniziert, dadurch gekennzeichnet, daß jede Querwand in die rohrförmlge Wandung über ein offenes Ende in derselben eingeführt wird, um sie an den Platz zu bringen, den sie einnehmen soll, und daß die rohrförmige Wandung zu beiden Seiten der Querwand verformt wird, um letztere festzulegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der rohrförinigen Wandung durch zusätzliche Querwände (8a, 8b) verschlossen werden, die ebenfalls durch Verformung der rohrförmigen Wandung festgelegt werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verformens der rohrförmigen Wandung diese zum Inneren der Sammelkammer hin eingedrückt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Wandung in fluiddichter Weise an die Querwand und/oder an die Rohre gelötet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötung durch Schmelzen einer metallischen schmelzbaren Beschichtung, die auf wenigstens einem der zu lötenden Teile vorgesehen ist, durchgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Wandung vor der Verformung ein unregelmäßiges Innenprofil aufweist, wobei sie die Querwand im Abstand auf einem erheblichen Teil ihres Umfangs umgibt, und daß die Verformung die erstere praktisch über ihren gesamten Umfang in Kontakt mit der Querwand bringt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Wandung aus gerolltem Werkstoff besteht, dessen zwei gegenüberliegende Ränder entlang einer Mantellinie der Wandung miteinander verbunden sind.

8. Wärmetauscher, der mit dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellt werden kann, mit wenigstens einer Fluidkammer (1), die von wenigstens einer Querwand (9a, 9b) in Abteile (10a-10d) aufgeteilt ist und mit einer Vielzahl von parallelen Rohren (4), von denen jedes mit einem Abteil der Fluidkammer über eine Öffnung (3) in derselben kommuniziert und wobei sie eine rohrförmige, mit den genannten Öffnungen durchsetzte, Wandung (2) besitzt, die den Rand der Querwand umgibt und zu beiden Seiten der Querwand verformt (11) ist, um letztere festzulegen.