EP0732560B1 - Doppelrohrwärmetauscher und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

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EP0732560B1
EP0732560B1 EP96103446A EP96103446A EP0732560B1 EP 0732560 B1 EP0732560 B1 EP 0732560B1 EP 96103446 A EP96103446 A EP 96103446A EP 96103446 A EP96103446 A EP 96103446A EP 0732560 B1 EP0732560 B1 EP 0732560B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pipe
heat exchanger
double
exchanger according
pipe heat
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP96103446A
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English (en)
French (fr)
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EP0732560A3 (de
EP0732560A2 (de
Inventor
Karl-Heinz Dipl-Ing. Staffa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Behr GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
Publication of EP0732560A2 publication Critical patent/EP0732560A2/de
Publication of EP0732560A3 publication Critical patent/EP0732560A3/de
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Publication of EP0732560B1 publication Critical patent/EP0732560B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/02—Header boxes; End plates
    • F28F9/0234—Header boxes; End plates having a second heat exchanger disposed there within, e.g. oil cooler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/10—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically
    • F28D7/106—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged one within the other, e.g. concentrically consisting of two coaxial conduits or modules of two coaxial conduits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S165/00—Heat exchange
    • Y10S165/916—Oil cooler

Definitions

  • the invention relates to a double tube heat exchanger from two coaxially nested tubes, in particular Made of aluminum that form together at their ends of a flow channel lying between them is tightly connected are, where appropriate in the flow channel Turbulence insert is used, as well as a method for its Manufacturing
  • Double tube heat exchangers of this type are known. So shows For example, DE-OS 30 21 240 one made of stainless Steel existing double tube heat exchanger, in which the two Steel pipes at their ends using a fusion welding process are interconnected. For this purpose is there the inner tube expanded in its end area, and so far that the expanded part of the inner tube over a certain Length runs parallel to the outer tube. In this area the welding is done. Between the two pipes sits a turbulence insert.
  • this double tube heat exchanger In the manufacture of this double tube heat exchanger the procedure is such that after the Attach to fittings on the outer tube using a Hump welding process the two tubes with the help of a device are pushed into each other at a distance, then the ends of the inner tube by applying pressure like that be widely expanded that they on the outer tube for the purpose of Apply welding.
  • Such a method of manufacture is proportionate complex.
  • From DE-OS 26 12 416 is a similarly constructed double tube heat exchanger known in which also the ends of the Inner tube bent outwards for the purpose of welding until they are in contact with the outer tube.
  • the invention has for its object a double tube heat exchanger of the type mentioned and a procedure to propose its manufacture, in particular for the Use of aluminum as a starting material are suitable make a complex assembly process unnecessary and also avoid the risk of corrosion.
  • a double-tube heat exchanger is used to solve part of this task of the type mentioned at the beginning at least one of at least on both ends of the tubes one of the tubes protruding circumferential beaded collar provided is whose height is the difference in the radii of the inner wall corresponds to the outer and the outer wall of the inner tube and where the bundle is tightly soldered to the pipe wall they are concerned with. Need through this design the two tubes are only pushed axially one above the other the necessary annulus is already involved in this process forms between the tubes. A separate alignment is not necessary because the bundles take over this alignment.
  • the bundles also serve for tight soldering, whereby according to the invention provided and explained later
  • Nocolok soldering process is expedient (see SAE Technical Paper Series, Claydon and Sugihara, Brazing Aluminum Automotive Heat Exchanger Assemblies Using a Non-Corrosive Flux Process, International Congress & Exposition Detroit USA, February 28 to March 4, 1983) is used using a flux that according to soldering is not corrosive and therefore its residues also do not need to be removed. It is necessary that at least one of the pipes to be merged later from a suitable one there is solder-plated material and to the soldered Places with Nocolok flux. It can either both pipes or only one plated accordingly become. It is also possible to close the turbulence insert plate.
  • each bead-like collar can from the material of the pipe shortly before its end in Art a surrounding bead. It is possible making sure that each tube has a bead at only one end is, the beads then when inserting the Pipes face each other and the flow channel between them lock in. But it is also possible, only one Pipe with two beads and the other pipe smooth allow. Rolling to form the beads is also possible.
  • the new double tube heat exchanger is particularly suitable as Oil cooler for installation in a water box of a cooler for an automobile engine.
  • a double-tube heat exchanger designed as a double-tube oil cooler, which consists of an outer tube (1) and an inner tube (2) each made of solder-plated aluminum.
  • the tubes are made from a flat material bent after plating to form a tube and joined with a longitudinal weld.
  • Two connecting pieces (3 and 4) are placed on the outer tube in a manner known per se, through which oil, for example hot engine or transmission oil, in the direction of the arrows (5) into an annular flow channel (6) between the outer tube and the inner tube (1 or 2) can be performed, which is to be cooled by a second heat exchange medium, in the exemplary embodiment water, which is guided through the inner tube (2) and enters it in the direction of the arrow (7).
  • the oil flows through the inlet connection (3) and through an inlet opening (not shown) in the pipe (1) and leaves this flow channel through the outlet connection (4) and through one also not shown opening in the outer tube (1).
  • the flow channel (6) is provided with a turbulence insert (8) which is designed in a known manner.
  • the flow channel (6) is delimited on the outside by a circumferential bead-like collar (9) which is pressed out in the form of a circumferential sikke (see also FIG. 2) from the inner tube (2) in the region of the left end (2a) thereof.
  • the height (h) (Fig.
  • the double tube oil cooler of FIG. 1 proceeded so that first the inner tube (2) in the area both ends with the beads pressed out Collars (9 or 10) is provided. The inner tube (2) or that The outer tube (1) is then provided with flux and after arranging the turbulence insert (8) between the collars (9 and 10) the outer tube (1) is pushed on axially. It will then generally an expansion of the inner tube (2) is also provided to the turbulence plate (8) in the annular Flow channel (6) in a solderable system on the pipe walls bring to. Then the arrangement so made heated to the necessary temperature in the soldering furnace so that tight solder joints in the area of the bundles (9 and 10) and of course also in the area of the attached connecting piece (3 and 4) arise. After cooling, the double tube heat exchanger is finished.
  • Fig. 4 shows a variant in that here a smooth Outer tube (1) (as in Fig. 1) is provided, however, that Inner tube (2 ') rolled outward at its left end Bund (11) has dimensions of that of the federal government (9) correspond. Also through this rolled collar (11) becomes a system and guidance of the outer tube (1) during assembly reached. At the same time, this collar (11) serves as a sealing point after the soldering process. Also in this embodiment can the inner tube (2 ') at both ends with a outside rolled collar (11). It is also possible the arrangement of only the left rolled covenant shown (11) while the outer tube (1) rolled one inward Has collar on the right side, so that an assembly like in Fig. 3 is possible.
  • the outer tube (2) rolled inwards Bunde has, like that in principle also with the 1 possible in the technical reversal where the bundles (9 and 10) are not from the inner tube outwards, but inwards from the outer tube (1) are.
  • All embodiments ensure easy assembly and are particularly suitable for the manufacture of double tube heat exchangers made of aluminum and for soldering using the no-colok process.
  • 5 and 6 is an advantageous embodiment of the new double tube heat exchanger shown in that the double tube heat exchanger there as an oil cooler directly into one the cooler header boxes for the engine coolant are installed.
  • a double-tube cooler (12) for this purpose.
  • a collecting box (13) not shown - because known - coolant cooler installed for a motor vehicle engine.
  • the collecting box (13) is known from its lower end (13a) completed by a tube sheet, not shown, and it therefore takes place along the axes (14) in the tube sheet opening, but also not shown pipes, an inflow of the outer tube (1) of the double tube oil cooler (12) instead.
  • the flow of the coolant also penetrates - if suitable Arrangement of the double tube cooler for the inlet or return nozzle the collecting box (13 - the interior of the inner tube (2).
  • the outer tube (1) Provide an opening (15) in at least two places and then you have the edge of this hole with usual Middle pulled out like a collar and in the form of the beaded edge (16) flanged around an opening in the collecting box (13).
  • a connecting piece (3 ') has then been placed, the same as the flanged edge (16) with the collecting box (13) is soldered tight.
  • the collecting box in the exemplary embodiment (13) also made of a solder-plated aluminum, so that it is sufficient for the production, the appropriate flux in the area of the edge (16) and in the area of the seated Bake the connector (3 ') to apply using the Nocolok process a complete tight soldering of the double tube cooler (12) (as also explained in the previous figures is) and the connection between this double tube cooler and the collecting box (13) and its connecting piece (3 ').
  • the outer tube (1) is of course except the Opening (15) with the connecting piece (3 ') also another, Assigned in Fig. 5 opening, not shown, which in attached to the collecting box (13) in the same way and with this is soldered so that, as in the examples of FIG. 1 to 4, through the connecting piece (3 ') the oil to be cooled in the space between the outer tube (1) and inner tube (2) supplied and again through the connection piece, not shown can be dissipated.
  • the advantage of the embodiment shown in FIG. 5 is that a cooler made entirely of aluminum with can be made available to a double tube oil cooler, on which no other materials are used, so that a easy recycling is possible.
  • FIG. 6 shows an embodiment largely similar to that of Fig. 5. The only difference is that here the of the Opening (15) from the outwardly drawn neck (17) of the double tube cooler (12 ') not around the edge of a corresponding opening flanged around in the collecting box (13 '), but in one corresponding recess (18) of the connecting piece (3 '') pressed in is.
  • This neck (17) can also be in the groove (19) inside the connection piece (3 '').
  • This embodiment also enables the whole Cooler including double tube cooler is made of aluminum, perfect recycling.
  • the collecting box (13) can either - as in FIGS. 5 and 6 shown - half-shell-shaped and with an additional Metal base can be soldered or made in one piece a solder-plated tube or two soldered together Half shells to be made.

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Description

Die Erfindung betrifft einen Doppelrohrwärmetauscher, bestehend aus zwei koaxial ineinandergesetzten Rohren, insbesondere aus Aluminium, die an ihren Enden miteinander zur Bildung eines zwischen ihnen liegenden Strömungskanales dicht verbunden sind, wobei in den Strömungskanal gegebenenfalls eine Turbulenzeinlage eingesetzt ist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung
Doppelrohrwärmetauscher dieser Art sind bekannt. So zeigt beispielsweise die DE-OS 30 21 240 einen aus nichtrostendem Stahl bestehenden Doppelrohrwärmetauscher, bei dem die beiden Stahlrohre an ihren Enden mit Hilfe eines Schmelzschweißverfahrens miteinander verbunden sind. Zu diesem Zweck ist dort das innere Rohr in seinem Endbereich aufgeweitet, und zwar so weit, daß der aufgeweitete Teil des Innenrohres über eine bestimmte Länge parallel zum Außenrohr verläuft. In diesem Bereich ist die Schweißung vorgenommen. Zwischen beiden Rohren sitzt eine Turbulenzeinlage. Bei der Herstellung dieses Doppelrohrwärmetauschers wird dabei so vorgegangen, daß nach dem Anbringen an Anschlußstücken am Außenrohr mit Hilfe eines Buckelschweißverfahrens die beiden Rohre mit Hilfe einer Vorrichtung auf Abstand ineinandergeschoben werden, wonach dann die Enden des inneren Rohres durch Anwendung von Druck so weit aufgeweitet werden, daß sie am Außenrohr zum Zweck der Verschweißung anliegen. Eine solche Herstellungsart ist verhältnismäßig aufwendig.
Aus der DE-OS 26 12 416 ist ein ähnlich aufgebauter Doppelrohrwärmetauscher bekannt, bei der ebenfalls die Enden des Innenrohres zum Zweck der Verschweißung nach außen aufgebogen werden, bis sie am Außenrohr anliegen.
Bei einer anderen Bauart nach der DE 39 12 534 A1 werden die Enden des Außenrohres so weit eingezogen, daß sie am Innenrohr durch ein Schutzgasschweißverfahren befestigt werden können. Auch bei dieser Bauart ist aber zunächst eine koaxiale Ausrichtung der beiden Rohre erforderlich. Vor allen Dingen besteht die Gefahr einer Korrosion der Schweißnähte, wenn nicht ein relativ aufwendiges, korrosionsbeständiges Ausgangsmaterial vorgesehen wird.
Aus der DE 31 33 756 C2 schließlich ist eine Bauart eines Doppelrohrwärmetauschers mit zwei koaxialen Rohren und einer dazwischen angeordneten Turbulenzeinlage bekannt, bei der die beiden Rohre durch ein stirnseitig aufsteckbares Anschlußstück sowohl auf Abstand gehalten, als auch gegeneinander abgedichtet sind. Diese Bauart macht einen Schweißvorgang nicht notwendig, jedoch die Herstellung und die Montage eines verhältnismäßig aufwendigen Aufsteckendstückes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Doppelrohrwärmetauscher der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu seiner Herstellung vorzuschlagen, die insbesondere für die Verwendung von Aluminium als Ausgangsmaterial geeignet sind, einen aufwendigen Montagevorgang überflüssig machen und auch die Gefahr einer Korrosion vermeiden.
Zur Lösung eines Teiles dieser Aufgabe wird ein Doppelrohrwärmetauscher der eingangs genannten Art vorgeschlagen, bei dem an beiden Enden der Rohre mindestens ein von mindestens einem der Rohre abragender umlaufender wulstartiger Bund vorgesehen ist, dessen Höhe der Differenz der Radien der Innenwand des äußeren und der Außenwand des inneren Rohres entspricht und bei dem die Bunde dicht mit der Rohrwand verlötet sind, an der sie anliegen. Durch diese Ausgestaltung brauchen die beiden Rohre nur axial übereinandergeschoben werden, wobei sich bei diesem Vorgang bereits der notwendige Ringraum zwischen den Rohren bildet. Eine gesonderte Ausrichtung ist nicht notwendig, da die Bunde diese Ausrichtung übernehmen. Die Bunde dienen gleichzeitig zur dichten Verlötung, wobei nach dem erfindungsgemäß vorgesehenen und später noch erläuterten Verfahren zweckmäßig das sogenannte Nocolok-Lötverfahren (siehe SAE Technical Paper Series, Claydon und Sugihara, Brazing Aluminium Automotive Heat Exchanger Assemblies Using a Non-Corrosive Flux Process, International Congress & Exposition Detroit USA, 28. Februar bis 04. März 1983) verwendet wird, bei dem ein Flußmittel verwendet wird, das nach dem Löten nicht korrodierend ist und dessen Rückstände daher auch nicht entfernt zu werden brauchen. Es ist notwendig, daß zumindest eines der später ineinanderzufügenden Rohre aus geeignetem lotplattiertem Material besteht und an den zu verlötenden Stellen mit Nocolok-Flußmittel versehen wird. Es können entweder beide Rohre oder nur eines entsprechend plattiert werden. Möglich ist es auch, die Turbulenzeinlage zu plattieren.
In Weiterbildung der Erfindung kann jeder wulstartige Bund aus dem Material des Rohres kurz vor dessen Ende in der Art einer umlaufenden Sicke herausgedrückt sein. Möglich ist es dabei, daß jedes Rohr nur an einem Ende mit einem Wulst versehen wird, wobei die Wülste dann beim Ineinanderstecken der Rohre einander gegenüberliegen und zwischen sich den Strömungskanal einschließen. Möglich ist es aber auch, nur ein Rohr mit zwei Wulsten zu versehen und das andere Rohr glatt zu lassen. Auch ein Rollieren zur Bildung der Wülste ist möglich.
Bei der Herstellung eines Doppelrohrwärmetauschers der vorher genannten Art hat sich ein Verfahren als besonders vorteilhaft erwiesen, bei dem an mindestens einem der Rohre zunächst im Bereich der Enden aus dem Rohrmaterial bundartige Wülste herausgedrückt werden, dann mindestens eines der Rohre vor oder nach dem Herausdrücken der Wülste oder gegebenenfalls auch die Turbulenzeinlage mit einem Nocolok-Flußmittel beaufschlagt wird, dann die beiden Rohre übereinandergeschoben und durch die Wülste auf Abstand gehalten werden, wonach dann die so aneinandergehaltenen Rohre zum Zweck des Verlötens erhitzt werden.
Der neue Doppelrohrwärmetauscher eignet sich besonders als Ölkühler zum Einbau in einen Wasserkasten eines Kühlers für einen Kraftfahrzeugmotor.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen Doppelrohrwärmetauscher nach der Erfindung in einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2
eine vergrößerte Darstellung des linken Endes des Wärmetauschers der Fig. 1,
Fig. 3
einen Doppelrohrwärmetauscher nach der Erfindung in einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 4
eine Detaildarstellung des linken Endes eines Doppelrohrwärmetauscher in einer dritten Variante,
Fig. 5
einen in den Sammelkasten eines Kühlers eines Kraftfahrzeugmotors integrierten Doppelrohrkühler nach der Erfindung und
Fig. 6
eine Variante eines in einen Sammelkasten nach Fig. 5 eingebauten Doppelrohrkühlers.
In der Fig. 1 ist ein als Doppelrohrölkühler ausgebildeter Doppelrohrwärmetauscher gezeigt, der aus einem Außenrohr (1) und einem Innenrohr (2) jeweils aus lotplattiertem Aluminium besteht. Die Rohre sind dabei aus einem nach dem Plattieren zur Rohrform gebogenen und mit einer Längs-Schweißnaht zusammengefügten Flachmaterial hergestellt. Auf das Außenrohr sind dabei in an sich bekannter Weise zwei Anschlußstutzen (3 und 4) aufgesetzt, durch die im Sinn der Pfeile (5) Öl, beispielsweise heißes Motor- oder Getriebeöl, in einen ringförmigen Strömungskanal (6) zwischen Außenrohr und Innenrohr (1 bzw. 2) geführt werden kann, das durch ein zweites Wärmetauschmedium, im Ausführungsbeispiel Wasser, gekühlt werden soll, das durch das Innenrohr (2) geführt wird und im Sinn des Pfeiles (7) in jenes eintritt. In dem ringförmigen Strömungskanal (6) zwischen den Rohren (1 und 2) strömt das Öl durch den Einlaßstutzen (3) und durch eine nicht näher gezeigte Eintrittsöffnung im Rohr (1) ein und verläßt diesen Strömungskanal durch den Auslaßstutzen (4) und durch eine ebenfalls nicht näher gezeigte Öffnung im Außenrohr (1). Der Strömungskanal (6) ist mit einer Turbulenzeinlage (8) versehen, die in bekannter Weise ausgebildet ist. Der Strömungskanal (6) wird nach außen durch einen umlaufenden wulstartigen Bund (9) begrenzt, der in der Form einer umlaufenden Sikke (siehe auch Fig. 2) aus dem Innenrohr (2) im Bereich des linken Endes (2a) desselben herausgedrückt ist. Die Höhe (h) (Fig. 2) dieses Bundes (9) entspricht dabei der Differenz der Radien (r1) der inneren Wand des Außenrohres (1) und dem Radius (r2) der Außenwand des Innenrohres (2), wobei ein Spiel in der Größenordnung von 1/10 - 2/10 mm verbleibt, um bei der Montage das Ineinanderschieben der Rohre leicht zu ermöglichen und ein Abschaben der Flußmittel- bzw. Lötschicht bei diesem Vorgang zu vermeiden.
Bei der Herstellung des Doppelrohrölkühlers der Fig. 1 wird so vorgegangen, daß zunächst das Innenrohr (2) im Bereich seiner beiden Enden mit den sickenförmig herausgedrückten Bunden (9 bzw. 10) versehen wird. Das Innenrohr (2) oder das Außenrohr (1) werden dann mit Flußmittel versehen und nach dem Anordnen der Turbulenzeinlage (8) zwischen den Bunden (9 und 10) wird das Außenrohr (1) axial aufgeschoben. Es wird dann in der Regel noch ein Aufweiten des Innenrohres (2) vorgesehen werden, um das Turbulenzblech (8) in dem ringförmigen Strömungskanal (6) in eine verlötbare Anlage an den Rohrwandungen zu bringen. Danach wird die so hergestellte Anordnung im Lötofen auf die notwendige Temperatur erhitzt, so daß dichte Lötstellen im Bereich der Bunde (9 und 10) und natürlich auch im Bereich der aufgesetzten Anschlußstutzen (3 und 4) entstehen. Nach dem Abkühlen ist der Doppelrohrwärmetauscher fertig.
Es ist auch möglich, eine beidseitig lotplattierte Turbulenzeinlage (8) im Bereich des Strömungskanals ausschließlich mit Flußmittel zu beaufschlagen. In diesem Fall werden dann nur noch die äußeren Ringspalte der Rohre mit Flußmittel bepinselt. Das zum Erreichen eines dichten Doppelrohrkühlers notwendige Lot kommt dabei (größtenteils) von dem entsprechenden lotplattierten Rohr.
Die Fig. 3 zeigt eine Abwandlung insofern, als hier das Außenrohr (1') im Bereich seines rechten Endes mit einem sikkenartig nach innen gedrückten umlaufenden Bund (10') versehen ist, während das Innenrohr (2) ausschließlich an seinem linken Ende mit dem nach außen gerichteten Bund (9) versehen ist. Beide Bunde (9 und 10') sind dabei so, wie der Bund (9) und wie vorher beschrieben, dimensioniert, so daß sich bei der Herstellung, die Turbulenzeinlage (8) in Rohrform auf das Innenrohr (2) aufschieben läßt, bis sie am Bund (9) zur Anlage kommt. Danach kann das Außenrohr (1') axial von rechts nach links, d.h. in Richtung des Pfeiles (7) auf das Innenrohr (2) und auf die Turbulenzeinlage (8) aufgeschoben werden, bis die Rohrenden fluchten. Der Lötvorgang wird dann in der gleichen Weise durchgeführt, wie vorher erläutert. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß sich auch die Turbulenzeinlage axial aufschieben läßt, so daß eine verhältnismäßig einfache Montage möglich wird.
Die Fig. 4 zeigt eine Variante insofern, als hier ein glattes Außenrohr (1) (wie in Fig. 1) vorgesehen ist, daß jedoch das Innenrohr (2') an seinem linken Ende einen nach außen rollierten Bund (11) aufweist, dessen Abmessungen jenen des Bundes (9) entsprechen. Auch durch diesen rollierten Bund (11) wird eine Anlage und Führung des Außenrohres (1) bei der Montage erreicht. Gleichzeitig dient dieser Bund (11) als Abdichtstelle nach dem Lötvorgang. Auch bei dieser Ausführungsform kann das Innenrohr (2') an beiden Enden mit einem nach außen rollierten Bund (11) versehen werden. Möglich ist auch die Anordnung nur des gezeigten linken rollierten Bundes (11), während das Außenrohr (1) einen nach innen rollierten Bund an der rechten Seite aufweist, so daß eine Montage wie in Fig. 3 möglich ist. Schließlich ist natürlich auch noch die Variante denkbar, daß das Außenrohr (2) nach innen rollierte Bunde aufweist, wie das im Prinzip aber auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 in der technischen Umkehrung möglich ist, bei der die Bunde (9 und 10) nicht vom Innenrohr nach außen, sondern vom Außenrohr (1) nach innen gerichtet sind.
Alle Ausführungsformen sichern eine einfache Montage zu und eignen sich besonders für die Herstellung des Doppelrohrwärmetauschers aus Aluminium und für die Verlötung durch das No-colok-Verfahren.
In den Fig. 5 und 6 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der neuen Doppelrohrwärmetauscher insofern gezeigt, als die Doppelrohrwärmetauscher dort als Ölkühler unmittelbar in einen der Sammelkästen des Kühlers für die Motorkühlflüssigkeit eingebaut sind.
In der Fig. 5 ist zu diesem Zweck ein Doppelrohrkühler (12) nach der Erfindung unmittelbar in einen Sammelkasten (13) eines nicht näher gezeigten - weil bekannten - Kühlmittelkühlers für einen Kraftfahrzeugmotor eingebaut. Dabei wird in bekannter Weise der Sammelkasten (13) von seinem unteren Ende (13a) von einem nicht gezeigten Rohrboden abgeschlossen und es findet daher längs der Achsen (14) der in den Rohrboden mündenden, aber ebenfalls nicht gezeigten Rohre, eine Anströmung des Außenrohres (1) des Doppelrohrölkühlers (12) statt. Die Strömung des Kühlmittels durchsetzt auch - bei geeigneter Anordnung des Doppelrohrkühlers zum Zu- oder Rücklaufstutzen des Sammelkastens (13 - den Innenraum des Innenrohres (2).
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Außenrohr (1) an mindestens zwei Stellen mit einer Öffnung (15) versehen worden und man hat dann den Rand dieser Bohrung mit üblichen Mitteln kragenartig nach außen gezogen und in Form des Bördelrandes (16) um eine Öffnung im Sammelkasten (13) herumgebördelt. Auf die Öffnung (15) im Außenrohr (2) und im Sammelkasten (13) ist dann ein Anschlußstutzen (3') aufgesetzt worden, der ebenso wie der umgebördelte Rand (16) mit dem Sammelkasten (13) dicht verlötet ist.
Zu diesem Zweck besteht beim Ausführungsbeispiel der Sammelkasten (13) ebenfalls aus einem lotplattierten Aluminium, so daß es für die Herstellung genügt, das geeignete Flußmittel im Bereich des Randes (16) und im Bereich der aufsitzenden Backen des Anschlusses (3') aufzubringen, um mit dem Nocolok-Verfahren eine vollständige dichte Verlötung des Doppelrohrkühlers (12) (wie er auch in den vorhergehenden Figuren erläutert ist) und der Verbindung zwischen diesem Doppelrohrkühler und dem Sammelkasten (13) und dessen Anschlußstutzen (3') herzustellen. Dem Außenrohr (1) wird natürlich außer der Öffnung (15) mit dem Anschlußstutzen (3') auch noch eine weitere, in Fig. 5 nicht gezeigte Öffnung zugeordnet, die in gleicher Weise am Sammelkasten (13) befestigt und mit diesem verlötet wird, so daß, wie auch bei den Beispielen der Fig. 1 bis 4, durch den Anschlußstutzen (3') das zu kühlende Öl in den Zwischenraum zwischen Außenrohr (1) und Innenrohr (2) zugeführt und durch den nicht gezeigten Anschlußstutzen wieder abgeführt werden kann.
Der Vorteil der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist, daß ein ausschließlich aus Aluminium hergestellter Kühler mit einem Doppelrohrölkühler zur Verfügung gestellt werden kann, an dem keine anderen Materialien verwendet werden, so daß ein einfaches Recycling möglich ist.
Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform weitgehend ähnlich jener der Fig. 5. Unterschiedlich ist nur, daß hier der von der Öffnung (15) aus nach außen gezogene Hals (17) des Doppelrohrkühlers (12') nicht um den Rand einer entsprechenden Öffnung im Sammelkasten (13') herumgebördelt, sondern in eine entsprechende Aussparung (18) des Anschlußstutzens (3'') hereingedrückt ist. Dieser Hals (17) kann auch noch in die Nut (19) innerhalb des Anschlußstutzens (3'') hereingedrückt werden. Auch diese Ausführungsform ermöglicht, da der gesamte Kühler einschließlich Doppelrohrkühler aus Aluminium besteht, ein einwandfreies Recycling.
Der Sammelkasten (13) kann entweder - wie in Fig. 5 und 6 dargestellt - halbschalenförmig ausgebildet und mit einem zusätzlichen Metallboden verlötet sein oder auch einstückig aus einem lotplattierten Rohr oder aus zwei miteinander verlöteten Halbschalen hergestellt sein.

Claims (14)

  1. Doppelrohrwärmetauscher, bestehend aus zwei koaxial ineinandergesetzten Rohren (1, 2) bzw. (1', 2'), insbesondere aus lotplattiertem Aluminium, die an ihren Enden miteinander zur Bildung eines zwischen ihnen liegenden Strömungskanales (6) dicht verbunden sind, wobei in den Strömungskanal gegebenenfalls eine Turbulenzeinlage (8) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Rohre (1, 2 bzw. 1', 2') mindestens ein von mindestens einem der Rohre abragender umlaufender wulstartiger Bund (9, 10 bzw. 10', 11) vorgesehen ist, dessen Höhe der Differenz der Radien (r1, r2) der Innenwand des äußeren und der Außenwand des inneren Rohres entspricht und daß die Bunde gegebenenfalls mit der Turbulenzeinlage (8) dicht mit der Rohrwand verlötet sind, an der sie anliegen.
  2. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder wulstartige Bund (9, 10, 10', 11) aus dem Material des Rohres herausgedrückt ist.
  3. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bund (9, 10, 10') kurz vor dem Ende des Rohres in der Art einer umlaufenden Sicke herausgedrückt ist.
  4. Doppelrohrwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr (1 bzw. 2) nur mit einem Wulst (9 bzw. 10') versehen ist.
  5. Doppelrohrwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr (1) glatt, das andere jedoch an seinen beiden Enden mit je einem Wulst (9, 10) ausgebildet ist.
  6. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (11) durch Einrollen des Endes des Rohres (2') hergestellt ist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines Doppelrohrwärmetauschers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Rohre aus einem lotplattiertem Material besteht, daß an mindestens einem der Rohre im Bereich der Enden aus dem Rohrmaterial herausgedrückte bundartige Wülste gebildet werden, deren Höhe der Differenz der Radien der Innenwand des äußeren und der Außenwand des inneren Rohres entspricht, daß mindestens eines der Rohre vor oder nach dem Herausdrücken der Wülste oder gegebenenfalls die ebenfalls lotplattierte Turbulenzeinlage (8) mit einem Hartlöt-Flußmittel versehen wird, dann die beiden Rohre übereinandergeschoben und durch die Wülste auf Abstand gehalten werden und daß die so aneinandergehaltenen Rohre zum Zweck des Verlötens erhitzt werden.
  8. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial für die Rohre Aluminium-Bleche mit ein- oder beidseitig aufplattierten Zusatzwerkstoffen mit einem Siliziumgehalt zwischen 7,5% bis 12,5% vorgesehen sind, die zu einer Rohrform verschweißt werden.
  9. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Flußmittel ein handelsübliches Nocolok-Flußmittel verwendet wird.
  10. Doppelrohrwärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch mindestens eine Zu- oder Abflußöffnung (15), mit einem um diese herum aus dem Material nach außen gedrückten Hals (16, 17), der in eine Öffnung eines Sammelkasten (13) eines Motorkühlers eingeschoben und mit diesem dicht verlötet ist.
  11. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (16) um den Rand der Öffnung im Sammelkasten (13) umgebördelt ist und von einem Anschlußstutzen (3') umgeben ist.
  12. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (17) in eine entsprechende Ausnehmung (18, 19) eines Anschlußstutzens (3'') hereingedrückt und darin verlötet ist.
  13. Doppelrohrwärmetauscher nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Herstellung des Sammelkastens lotplattiertes Aluminium verwendet ist.
  14. Doppelrohrwärmetauscher nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (3', 3'') aus Aluminium besteht und in einem Arbeitsgang im Nocolok-Verfahren mit dem Sammelkasten und dem Doppelrohrwärmetauscher verlötet ist.
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