DE7229162U - Heat exchangers, in particular coolers for an internal combustion engine - Google Patents
Heat exchangers, in particular coolers for an internal combustion engineInfo
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Description
DlPL.-»NG. H. FINK PATENTANWALT · D 7300 ESSLINGEN BEI STUTTGART · HINDFM9URGSTRASSE DlPL .- »NG. H. FINK PATENTANWALT · D 7300 ESSLINGEN NEAR STUTTGART · HINDFM9URGSTRASSE
2. August 1972 Be P 6027August 2, 1972 Be P 6027
Kühlerfabrik Längerer & Reich, 702*1 Bernhausen/Filder, Echterdinger Straße 57Radiator factory Längerer & Reich, 702 * 1 Bernhausen / Filder, Echterdinger Strasse 57
"wärmeaustauscher* insbesondere Kühler für eine Brennkraftmaschine""heat exchanger * in particular cooler for a Internal combustion engine "
Die Erfindung betrifft einen Wärmeaustauscher, insbesondere Kühler für eine Brennkraftmaschine, mit oberem und unterem Rohrboden, mit zwischen den Rohrböden und senkrecht zu diesen angeordneten sowie in die Rohrböden mündenden Rohren.The invention relates to a heat exchanger, in particular a cooler for an internal combustion engine, with an upper and lower Tube sheet, with tubes arranged between the tube sheets and perpendicular to them and opening into the tube sheets.
Bei einem bekannten Wärmeaustauscher ist der Rohrboden einstückig ausgebildet und muß für jede KühlergröJäe mit einem besonderen Werkzeug hergestellt werden.In a known heat exchanger, the tube sheet is made in one piece and must have a special one for each radiator size Tool to be made.
Die Erfindung hat einen Wärmeaustauscher zur Aufgabe, bei dem Rohrböden unterschiedlicher Größen nach Art eines Baukastensystems aus Rohrbodenteilen gebildet werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß'der Rohrboden mehrfach unterteilt ausgebildet ist und daß jeder der Rohrbodenteile an seiner dem benachbarten Rohrbodenteil zugewandten Seite einen Befestigungswandteil hat. Durch die Unterteilung des Rohrbodens in einzelne Rohrbodenteile als Bauelemente ergibt sich eine Ver-The invention has a heat exchanger for the task, in which tube sheets of different sizes in the manner of a modular system can be formed from tube sheet parts. According to the invention, this object is achieved in that the tube sheet is several times is formed divided and that each of the tube sheet parts has a fastening wall part on its side facing the adjacent tube sheet part Has. The subdivision of the tube sheet into individual tube sheet parts as structural elements results in a
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steifung des Rohrbodens und eine Verringerung der Spannung an den Anschlußstellen der Rohre. Die Gefahr der Entstehung von Breitenunterschieden zwischen dem Rohrboden einerseits und dem Rohrregister andererseits wahrend des Verbindungsvorganges, insbesondere durch Löten wird verringert. Dies ist besonders vorteilhaft bei stabilen, dickwandigen Rohren und bei in ihrer Form im wesentlichen unnachgiebigen Lamellen. Weiterhin verringert die Verwendung einzelner Bauelemente die Zahl der zum Herstellen der Rohrbodenteile notwendigen Werkzeuge. Unterschiedliche Breiten von Wärmeaustauschern werden durch unterschiedliche Stückzahlen von Rohrbode..teilen als Bauelemente erreicht. stiffening of the tube sheet and a reduction in tension at the connection points of the tubes. The danger of emergence of differences in width between the tube sheet on the one hand and the pipe register on the other hand during the connection process, especially by soldering is reduced. This is particularly advantageous with stable, thick-walled pipes and with lamellas that are essentially rigid in their shape. Furthermore, the use of individual components reduces the number of to Manufacture of the tube sheet parts necessary tools. Different widths of heat exchangers are made by different Number of pieces of Rohrbode..teile achieved as components.
Bei einer bevorzugten Bauform sind die Rohrbodenteile jeweils gleich ausgebildet und in jedem Rohrbodenteil sind in der Breite des Wärmeaustauschers gesehen höchstens fünf Rohre nebeneinander angeordnet. Am besten ist es, wenn jedem Rohrbodenteil in der Breite nur ein Rohr zugeordnet ist, wobei in der Tiefe des Wärmeaustauschers mehr als ein Rohr vorhanden sein kann.In a preferred design, the tube sheet parts are each made the same and in each tube sheet part are in the The width of the heat exchanger is at most five tubes arranged side by side. It is best if each tube sheet part only one tube is assigned in the width, it being possible for more than one tube to be present in the depth of the heat exchanger.
Um vor dem Zusammenlöten der Teile des Wärmeaustauschers schon eine feste Verbindung von Teilen zu erreichen, können nebeneinander angeordnete Rohrbodenteile formschlüssig miteinander verbunden werden.In order to achieve a firm connection of the parts before the parts of the heat exchanger are soldered together, side by side arranged tube sheet parts are positively connected to one another.
Eine bevorzugte Ausbildung eines Rohrbodenteiles ist dessen napfförmige Gestaltung. Ss kann auch ein Rohr in der Teilungsfläche zweier benachbarter Rohrbodenteile liegen, wobei das Rohrbodenteil eine auch am Außenumfang des Rohres anliegende Befestigungswand hat.A preferred embodiment of a tube sheet part is its cup-shaped design. A tube can also lie in the division surface of two adjacent tube sheet parts, the tube sheet part has a fastening wall that also rests on the outer circumference of the pipe.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. In dieser ist ein Kühler für eine Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der ErfindungFurther advantages of the invention emerge from the others Claims, the description and the drawing. In this is a cooler for an internal combustion engine of a motor vehicle as an embodiment of the subject matter of the invention
72291S2-4.»7872291S2-4. »78
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schematisch dargestellt. Es zeigenshown schematically. Show it
Pig. 1 ein Schrägbild eines Kühlers,Pig. 1 an oblique view of a cooler,
Pig. 2 einen Ausschnitt aus einem Kühler bei abgenommenem Wasserkasten ebenfalls im Schrägbild, aber in größerem Maßstab,Pig. 2 shows a section from a cooler with the water tank removed also in oblique view, but on a larger scale,
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Pig. 2, Fig. 4 ein Rohrbodenteil,3 shows a section along line III-III in Pig. 2, 4 shows a tube sheet part,
Fig. 5 einen Schnitt entsprechend Fig. 3 durch ein anderes AusfUhrungsbeispiel,5 shows a section corresponding to FIG. 3 through another exemplary embodiment,
Fig. 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI in Fig. 5,6 shows a section along line VI-VI in FIG. 5,
Fig. 7 und 8 je; eine andere Art von Rohrbodenteilen in gleicher Darstellung wie Fig. 4.Figures 7 and 8 each; another type of tube sheet parts in the same Representation as in Fig. 4.
Der Wasserrohrkühler nach Fig. 1 hat einen oberen WasserkastenThe water pipe cooler according to Fig. 1 has an upper water tank
1 und einen unteren Wasserkasten 2. Die beiden Wasserkästen 1 und 2 sind an Rohrböden 3 und Ί, z.B. durch Löten, Schweißen oder dgl. befestigt. Zwischen den Rohrböden 3 und k erstrecken sich nebeneinander angeordnete« flache Rohre 5» wobei in der Tiefe des Kühlers gesehen mehrere Rohre 5 hintereinander angeordnet sein können. Zw.schen den Rohren 5 sind gewellte Kühllamellen 6 angeordnet. Der Wasserrohrkühler hat noch Rahmenseitenteile 7 und 8, die mindestens mit den Wasserkästen 1 und1 and a lower water tank 2. The two water tanks 1 and 2 are attached to tube sheets 3 and Ί, for example by soldering, welding or the like. "Flat tubes 5" arranged next to one another extend between the tube sheets 3 and k , it being possible for several tubes 5 to be arranged one behind the other when viewed in the depth of the cooler. Corrugated cooling fins 6 are arranged between the tubes 5. The water pipe cooler still has frame side parts 7 and 8, which at least with the water tanks 1 and
2 verbunden sind. Die Teile 3 bis 8 sind durch Löten miteinander verbunden.2 are connected. Parts 3 to 8 are connected to one another by soldering.
Der Rohrboden 3 bzw, 4 ist in napfförmige, jeweils gleich ausgebildete Rohrbodenteile 10 unterteilt (Fig. 4). Das Rohrbodenteil 10 hat eine ringsumlaufende Seitenwand gleicher Höhe, wobei die den einz.elnenden Rohrbodenteilen zugekehrten Seitenwände als Befestigungswandteile ausgebildet sind. Es ist auch möglich, die einander benachbarten Seitenteile der Roh.rbodenteile niederer auszubilden. Im Boden jedes Rohrbodenteiles ist ein Rohr 5 aufgenommen, wobei entsprechend Fig. 3 der Boden des Rohrbodenteiles ins Napfinnere eingezogen oder entsprechend Fig. 5 nach außen gerichtet ist. Solche sogenannten Durchzüge werden bei Rohrbodenteilen kleinerer Wanddicke angewandt, während bei Rohr-The tube sheet 3 or 4 is cup-shaped, each of the same design Tube sheet parts 10 divided (Fig. 4). The tube sheet part 10 has a circumferential side wall of the same height, the The side walls facing the tube sheet parts to be individualized are designed as fastening wall parts. It is also possible that Adjacent side parts of the raw floor parts lower to train. A tube 5 is received in the bottom of each tube sheet part, the base of the tube sheet part corresponding to FIG. 3 drawn into the interior of the bowl or according to FIG. 5 is directed outside. Such so-called passages are used for tube sheet parts with a smaller wall thickness, while for tube sheets
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bodenteilen mit größerer Wanddicke eine stirnseitige Verbindung vorgesehen sein kann. Der Boden jedes Rohrbodenteiles umgibt das Rohr auf seinem ganzen Umfang und ist mit diesem verlötet.floor parts with greater wall thickness an end connection can be provided. The bottom of each tube sheet part surrounds the pipe over its entire circumference and is soldered to it.
, Die Befestigun,gswandteile benachbarter Rohrbodenteile sind miteinander ebenfalls verlötet, wobei eine geringe Schräge der Seitenwände H jedes Rohrbodenteiles einen keilförmigen Spalt bildet, wodurch die Ausbreitung des Lotes begünstigt wird. Die Kühllamellen 6 sind in bekannter Weise ebenfalls durch Löten mit den Rohren 5 verbunden. Anstelle einer Lötverbindung können andere Verbindungsarten, insbesondere Kleben oder dgl, gewählt werden., The fastening, wall parts of adjacent tube sheet parts are with each other also soldered, with a slight slope of the side walls H of each tube sheet part creating a wedge-shaped gap forms, whereby the spread of the solder is favored. The cooling fins 6 are also made by soldering in a known manner connected to the tubes 5. Instead of a soldered connection, other types of connection, in particular gluing or the like, can be selected will.
Wenn jedem Rohr 5 ein Rohrbodenteil 10 zugeordnet ist und die Seitenwände des Rohrbodenteiles in gleicher Weise mit einem Lot beschichtet sind wie die Rohre 5 und/oder die Kühllamellen 6, so verringert sich die Breite des Kühlers während des Lötvorganges im Bereich der Rohrböden 3 und *j in gleicher Weise wie im Bereich der Rohre 5 und Kühllamellen 6, so daß nicht wie bei bekannten Wärmeaustauschern die Rohre 5 um so mehr der Mitte zu gebogen sind, je weiter sie außen liegen. Hierdurch verringern sich auch die Spannungen an den Anschlußstellen der Rohre an den Rohrbodenteilen. Dies ist bei stabilen starken Rohren und bei Lamellen, die nicht in ihrer Form nachgeben können, von besonderem Vorteil. Von Vorteil ist ferner, daß bei gleich ausgebildeten Rohrbodenteilen 10 für. unterschiedlich breite Wärmeaus tau;-- -her nur ein Werkzeug zum Herstellen der Rohrbodenteile erforderlich ist. Die Rohrbodenteile können stirnseitig auch hintereinander angeordnet sein. Es ist auch möglich, in einem Rohrbodenteil mehrere Rohre 5 hintereinander anzuordnen. Die mir ihren Längsseitenwänden aneinander angelöteten Rohrbodenteile ergeben eine Versteifung des Rohrbodens.If a tube sheet part 10 is assigned to each tube 5 and the side walls of the tube sheet part in the same way with a solder are coated like the tubes 5 and / or the cooling fins 6, the width of the cooler is reduced during the soldering process in the area of the tube sheets 3 and * j in the same way as in the area of the tubes 5 and cooling fins 6, so that the tubes 5 are not bent all the more towards the center, as in known heat exchangers are the further out they are. This also reduces the stresses at the connection points of the tubes on the tube sheet parts. This is particularly important in the case of stable, strong pipes and in the case of fins that cannot give way in terms of their shape Advantage. It is also advantageous that with the same tube sheet parts 10 for. heat dew of different widths; - -her only a tool for making the tube sheet parts is required. The tube sheet parts can also be arranged one behind the other at the front be. It is also possible to arrange several tubes 5 one behind the other in a tube sheet part. The me of their long side walls Tube sheet parts soldered to one another result in a stiffening of the tube sheet.
Um die Rohrbodenteile schon vor dem Löten miteinander verbinden zu können, sind entsprechend Fig. 5 und 6 an den Rohrbodenteilen Haltelappen IiJ vorgesehen, die entsprechend Fig. 5In order to be able to connect the tube sheet parts to one another before soldering, the tube sheet parts are in accordance with FIGS. 5 and 6 Retaining tabs IiJ are provided, corresponding to FIG. 5
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■η die obere Kante der Längsseitenwand des benachbarten Pohrbodenteile3 umgelegt werden.■ η the upper edge of the long side wall of the neighboring one Pohrbodenenteile3 are turned over.
Während bei den Rohrbodenteilen nach den Fig. 2 bis 5 die Trennungsebene dieser Teile zwischen den Rohren verläuft, geht bei den Rohrbodenteilen nach den Fig. 7 und 8 die Trennebene jeweils durch die Achse der Rohre hindurch. Hierdurch ergeben sich Rohrbodenteile anderer Gestalt als in Fig. 4 dargestellt. Das Rohrbodenteil 10b nach Fig. 7 hat nur an seinen beiden Endteilen in Draufsicht U-förmige Seitenwandteile 11b, deren in Trennungsebene liegenden Teile jeweils zum Verbinden mit dem benachbarten Rohrbodenteil dienen. Zur Aufnahme zweier benachbarter Rohre jeweils mit dem halben Querschnitt sind beiderseits Einbuchtungen 16 vorgesehen, die Seitenwandteile geringerer Höhe als die endseitig angebrachten Seitenwandteile aufweisen. Während die Seitenwandteile 16 nach Fig. 7 vom Boden des Rohrbodenteiles 10b nach oben gezogen sind, so daß sich eine Ausbildung ähnlich der nach Fig. 3 ergibt, sind die die Ausnehmungen 16 begrenzenden Seitenwandteile bei dem Rohrbodenteil 10c nach Fig. 8 nach unten gerichtet, so daß sich im Bereich der Rohre 5 beim zusammengebauten Kühler eine Ausbildung ähnlich der nach Fig. 5 und 6 ergibt. Die enaseitigen Seitenwandteile lic sind ebenfalls ii Draufsicht U-förmig ausgebildet, wobei jedoch die Schenkel des U jeweils nach außen ragen. Es ist auch möglich, den Rohrbodenteil eben und so dick auszubilden, daß seine Seitenfläche als Befestigungsteil dient. Die Trennflächen zwischen den Rohrbodenteilen brauchen nicht durch die Rohrachse hindurchzugehen, sondern können auch daneben verlaufen. Insbesondere bei flachen Rohren verläuft die Trennebene längs einem ebenen Teil der Außenwand des Rohres.While in the tube sheet parts according to FIGS. 2 to 5, the plane of separation of these parts runs between the tubes, goes in the tube sheet parts according to FIGS. 7 and 8, the parting plane through the axis of the tubes. This results tube sheet parts of a different shape than shown in FIG. 4. The tube sheet part 10b according to FIG. 7 has only on his two end parts in plan view U-shaped side wall parts 11b, their parts lying in the plane of separation each for connecting serve with the adjacent tube sheet part. To accommodate two adjacent pipes, each with half the cross-section, are on both sides Indentations 16 are provided, the side wall parts of less height than the side wall parts attached to the ends exhibit. While the side wall parts 16 of FIG. 7 are pulled up from the bottom of the tube sheet part 10b, so that a Training similar to that of FIG. 3 results, which are the recesses 16 delimiting side wall parts in the tube sheet part 10c according to FIG. 8 directed downwards, so that in the area of the tubes 5 when the cooler is assembled, a configuration similar to that of FIGS. 5 and 6 results. The enas-sided side wall parts lic are also designed in a U-shape from above, with however, the legs of the U protrude outwards. It is also possible to make the tube sheet part flat and thick enough to that its side surface serves as a fastening part. The interfaces between the tube sheet parts do not need through the To go through the pipe axis, but can also run next to it. The parting line runs particularly in the case of flat pipes along a flat part of the outer wall of the pipe.
Mindestens zwei Befestigungswandteile 11b des Rohrbodenteiles 10b haben jeweils ein Durchgangsloch 18, durch daa ein Zuganker hindurchsteckbar ist, der zum Verbinden mehrerer Rohr- At least two fastening wall parts 11b of the tube sheet part 10b each have a through hole 18 through which a tie rod can be inserted, which is used to connect several tube
■ ■ I I ι■ ■ I I ι
• I• I
• I . t• I. t
1*114 '1 * 114 '
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bodenteile dient. Es ist auch mSglich, an den Rohrbodenteilen Formschlußverbindungen vorzusehen, von denen jede ein Loch und einen diesem angepaßten, vorzugsweise darin einrastbaren Vorsprung aufweist.serving floor parts. It is also possible on the tube sheet parts To provide form-locking connections, each of which has a hole and a hole adapted to this, preferably snap-in therein Has projection.
Obwohl die Rohrbodenteile 10 vorzugsweise gleich groß ausgebildet sind, ist auch ein Baukastensystem möglich, das mehrere Größen von Rohrbodenteilen aufweist.Although the tube sheet parts 10 are preferably designed to be of the same size, a modular system is also possible that includes several Has sizes of tube sheet parts.
Der Wärmeaustauscher ist auch für die Kühlung anderer Medien, zfB. öl, geeignet.The heat exchanger is also used for cooling other media, such as oil-f, are suitable.
Claims (1)
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