EP1503164A1 - Sammelrohr eines Wärmeübertragers, insbesondere eines Heizkörpers für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Sammelrohr eines Wärmeübertragers, insbesondere eines Heizkörpers für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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EP1503164A1
EP1503164A1 EP03291862A EP03291862A EP1503164A1 EP 1503164 A1 EP1503164 A1 EP 1503164A1 EP 03291862 A EP03291862 A EP 03291862A EP 03291862 A EP03291862 A EP 03291862A EP 1503164 A1 EP1503164 A1 EP 1503164A1
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EP
European Patent Office
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collecting tube
pipe
tube
heat exchanger
flattened
Prior art date
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Granted
Application number
EP03291862A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1503164B1 (de
Inventor
Hervé Beringer
Michel Brun
Thomas Muller
Yvan Tschamber
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 France Rouffach SAS
Original Assignee
Behr France Hambach SARL
Behr France Rouffach SAS
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Publication date
Application filed by Behr France Hambach SARL, Behr France Rouffach SAS filed Critical Behr France Hambach SARL
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Publication of EP1503164A1 publication Critical patent/EP1503164A1/de
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Publication of EP1503164B1 publication Critical patent/EP1503164B1/de
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    • 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
    • F28F9/0202—Header boxes having their inner space divided by partitions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2220/00—Closure means, e.g. end caps on header boxes or plugs on conduits

Definitions

  • the invention relates to a manifold of a heat exchanger, in particular a radiator for a heating or air conditioning system of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the invention relates also a heat exchanger, in particular a radiator with side by side arranged headers after Oberbergriff the additional claim 14th
  • Hoppers and radiators of the above type were by a distributed by the Applicant, on the market radiator for Heating or air conditioning systems of motor vehicles known.
  • the known Heat exchanger is a mechanically joined pipe fork heater, wherein the ends of the pipe forks in two adjacent collecting pipes lead.
  • the pipe forks have straight legs (round tubes), on which ribs as secondary heat exchange surfaces by mechanical Expansion of the pipes are attached.
  • the radiator will be over his Collecting pipes to a coolant circuit of an internal combustion engine of a Motor vehicle connected, so that the pipe forks of coolant be passed through which its heat through the ribs to ambient air dissipates, which fed to a passenger compartment of the motor vehicle becomes.
  • the connection between the pipe ends of the pipe forks and the Hoppers is glued - but the headers have passages or Collar in which the pipe ends are inserted and glued.
  • the Manifolds are connected with one end to the coolant circuit, while the other end of each manifold sealed is.
  • the ends of the manifolds are compressed and soldered, so that a pressure- and coolant-tight fold arises.
  • This Lötfalz is atypical insofar as the entire radiator mechanically added, d. H. not soldered. The soldering is opposite to the mechanical one Add manufacturing technology consuming and causes higher production costs.
  • headers or heat exchangers of the aforementioned type with less production costs and to produce at a lower cost.
  • the manifolds end by a Bonded or welded connection are closed. Since the headers as Aluminum pipes are formed, according to the invention is a metal adhesive used. By gluing or welding, the advantage is achieved that the closure of the headers are manufactured at a lower cost can. In particular, the gluing does not require a complex heat treatment like soldering.
  • the open end of the manifold initially mechanically (plastically) deformed, so that a Joint for gluing or welding is formed.
  • the Closing the headers can be done either before or after the connection the headers with the pipe ends of the heat exchanger or Radiator done.
  • the pipe end is flattened and at the end forms an open fillet weld, which is glued or welded can.
  • the pipe end in two vertical flattened to each other extending directions, so that an approximately double T-shaped butt weld results, which is well weldable.
  • the pipe end by mechanical rolling (using a roller set) to one spherical end region, d. H. approximately hemispherical formed, what in Principle already sufficient for a tight seal.
  • the middle portion of the pipe end is sealed by a spot weld, to minimize the risk of leakage.
  • the pipe end is first flattened and then angled at right angles, so that one after is formed above open joint for receiving a 'glue.
  • the sticking i. H. the application of the metal adhesive simultaneously with the production of the adhesive joint between pipe ends and passing through the headers, d. H. in one operation.
  • the pipe end flattened and has a transverse in the flattened end Channel filled with a glue.
  • This is the tightness made of the closure.
  • both Adhesive joints at the manifold at the same time, d. H. in a common Operation can be made.
  • the Channel for receiving the adhesive parallel to the longitudinal direction of the radiator tubes runs and can therefore be easily filled from above with glue.
  • the pipe end closed by a lid which glued to the pipe end either or welded is closed by a lid which glued to the pipe end either or welded.
  • the lid is designed as a plug, is pressed into the tube and with the Pipe end forms a butt weld, which is easily weldable.
  • Another advantageous variant also provides a stopper, the one with Glue filled ring channel is surrounded. The adhesive is thereby by a Filling opening filled from above. Again, the gluing process in one Operation with the bonding of the pipe ends of the radiator pipes respectively.
  • the pipe end to a Ring flange formed with a flat surface, on which a lid is placed and is welded by ultrasound to the annular flange.
  • that pipe end and lid is very simple and therefore are easy to produce.
  • the ultrasonic welding is a clean Method with a heat development limited to the joint, so that no distortion of the components occurs.
  • the invention is also solved by the features of claim 14, being for a heat exchanger or radiator with two side by side lying collecting pipes according to the invention provided that both Headers are made of a tube which is U-shaped bent, flattened in the area of the bow and by pinching or Abkantung is sealed. This achieves the advantage that both manifolds in one operation from one part, d. H. made without additional parts and closed at the end, without the need for gluing or welding would. Both headers are thus physically part, communicate but not with each other.
  • Fig . 1 shows a view of a mechanically joined radiator 1 according to the prior art.
  • This known radiator 1 was sold by the applicant and installed in heating or air conditioning systems of motor vehicles.
  • the radiator 1 has a mechanically joined net 2, which consists of pipe forks 3 and a rib block 4 mechanically connected to the pipe forks 3.
  • the pipe forks 3 have pipe ends 5, which open into a manifold 6.
  • a second manifold 7 is parallel to the manifold 6, in which the pipe ends of the second leg of the pipe forks 3 open.
  • the manifolds 6, 7 each have a connection 6a, 7a, via which the radiator 1 can be connected to a coolant circuit, not shown, of an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the radiator 1 is thus twice through the coolant in two rows of tubes, ie flows through from top to bottom and from bottom to top and - acted upon in Fig. 1 - perpendicular to the plane of air.
  • the air flow direction is indicated by an arrow L.
  • Fig. 1c shows a partial section along the line Ic-Ic through the manifold 6, which has inwardly directed passages 8.
  • the pipe ends 5 are inserted and glued and sealed in a manner not shown.
  • the pipe forks 3, the manifolds 6, 7 and the ribbed package 4 are made of aluminum materials.
  • the headers 6, 7 each have end closures 9, 10, the each formed as a soldered flat fold.
  • the ends of the headers 6, 7 are thus - similar to a toothpaste tube - flattened at the end or compressed and then to achieve the required compressive strength and soldered tightness.
  • the soldering of the closures 9, 10 must be separate take place, d. H. before the headers 6, 7 connected to the pipe forks 3 and glued. This is the state of the art of which the hereinafter described invention.
  • Fig. 2 shows a first embodiment of the invention for a manifold closure 11, which corresponds to the previously described closures 9, 10 in the prior art, ie functionally and with respect to the arrangement of the manifold.
  • the closure 11 is achieved by flattening and compressing a collecting tube 12 with a round cross-section, wherein an upper layer 11a comes to lie on a lower layer 11b, but the end face an approximately V-shaped groove 13 is formed.
  • the channel 13 is closed by either an adhesive or a weld 14.
  • the manifold 12 is sufficiently pressure and liquid sealed.
  • FIG. 2 a shows a perspective view of the closure 11 with a front-side weld 14, which is designed as a fillet weld in the channel 13.
  • Fig. 3 shows a second embodiment for a closure 15 of a manifold 16.
  • the end of the manifold 16 is deformed in two mutually perpendicular directions, ie flattened in one direction and compressed, then or simultaneously carried a compression in a 90 degrees offset Direction, so that as a forehead profile - as seen in Fig. 3a recognizable - about a double-T profile results, which is closed by a butt weld 17.
  • the manifold 16 is pressure and liquid sealed.
  • Fig. 4 shows a third embodiment of the closure of a manifold 18, in which a cup-shaped plug 19 is pressed, so that the end faces of the manifold 18 and plug 19 are flush and can be closed by a butt weld 20.
  • FIG. 4 a shows a perspective view with a view of the end-side annular butt weld 20.
  • Fig. 5, 5a show a fourth embodiment of a closure for a collection tube 21, the tube end 22 is formed by rolling to a spherical, approximately hemispherical end portion. The tube material is thereby rolled inward in the direction of the tube axis a, that in the region of the axis a and the piercing point M sufficient material is available to complete the manifold 21.
  • Fig. 6, 6a show a fifth embodiment of a modification of the fourth embodiment, namely a collecting pipe 21 a with rolled pipe end 22a, whose central region is completely closed and sealed by a weld point 23.
  • Fig. 7 shows a sixth embodiment of the closure of a collecting tube 24, the tube end 25 flattened in the region of the tube axis a and (in the drawing) upwards, ie approximately at right angles to the tube axis a is angled, with an approximately V-shaped groove 25 a end is formed.
  • the latter is used for filling and for receiving a metal adhesive 26th
  • Fig. 7a shows a perspective view of the closure 25 with the upwardly facing groove 25a, which is closed around like a flattened funnel and receives the adhesive 26 in itself.
  • Fig. 8 shows a seventh embodiment of a closure 27 for a manifold 28, in the pipe end a cup-shaped plug 29 is pressed so that it is flush with the front end side flush with the pipe end.
  • the collecting tube 28 has in the region of the stopper 29 a circumferential bead 30, which forms an annular channel 31 with the outer wall of the stopper 29, which has an uppermost filling opening 31a.
  • the annular channel 31 is filled via the filling opening 31a with a metal adhesive which seals the plug 29 against the inner wall of the collecting tube 28 and thus ensures a pressure and liquid-tight closure of the collecting tube 28.
  • the bead 30 can also be replaced by a (not shown) inner bead in the plug 29, so that also an annular channel is formed.
  • FIG 8a shows a perspective view with a view of the end face of the collecting tube 28, the bead 30 and the filling opening 31a.
  • Fig. 9 shows a sixth embodiment of a closure 32 for a manifold 33.
  • the pipe end of the manifold 33 is flattened except for a transversely extending to the tube axis a channel 34, ie compressed in the axial direction a in front of and behind the channel 34.
  • the channel 34 is filled with a metal adhesive 35 (possible from above or below), whereby the manifold is pressure and liquid sealed.
  • 9 a shows a perspective view of the closure 32 with transverse channel 34.
  • the filling openings for the metal adhesive are in the embodiments 7, 8 and 9 are each placed so that the bond or the Applicating the adhesive for the connection of the radiator tubes with the Collecting tube can be done simultaneously, without the radiator in this Production step must be changed in its position.
  • the glue in the State of application is liquid, it runs, following the gravity of top down, before it hardens.
  • the each filling hole is located on the side of the manifold, where the Passages for receiving the pipe ends (see Fig. 1, 1c) are arranged.
  • FIGS. 10, 10a show a ninth embodiment of a closure 36 for a collecting tube 37, the end-side end region of which is formed into an annular flange 37a with an end-face planar surface.
  • a cover plate 38 which has a corresponding planar surface, placed and welded by means of ultrasound.
  • Annular flange 37a and cover 38 are thus sealed by a circumferential weld 39 and firmly together.
  • the invention is also applicable to heat exchangers, in particular radiators applicable only to a manifold on one side of the heat exchanger.
  • Fig. 11 , 11a show a tenth embodiment of the invention for a radiator with two juxtaposed headers - similar to the radiator in Fig. 1 to 1c.
  • the radiator not shown here, has two manifolds 40, 41 which are made of a tube and in the region of their tube ends 40a, 41a by a flattened, angled and U-shaped pipe bend 42 are interconnected.
  • the arc 42 connects both manifolds 40, 41 physically, but separates them on the coolant side, by two folds or not shown bruises ..
  • This solution has the advantage of a simplified installation with a radiator of FIG. 1 and the further advantage that they no gluing and no welding required for sealing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sammelrohr (6) eines Wärmeübertragers, insbesondere eines Heizkörpers (1) für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei der Wärmeübertrager mindestens eine Reihe von Rohren (3) mit Rohrenden (5) aufweist, die in das Sammelrohr (6) münden, und wobei das Sammelrohr (6) ein offenes Rohrende (6a) für den Zu- oder Abfluss eines Fluids und ein geschlossenes Rohrende mit einem fluid- und druckdichten Verschluss (9) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass der Verschluss (9) als geklebte oder geschweißte Verbindung ausgebildet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Sammelrohr eines Wärmeübertragers, insbesondere eines Heizkörpers für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Die Erfindung betrifft auch einen Wärmeübertrager, insbesondere einen Heizkörper mit nebeneinander angeordneten Sammelrohren nach dem Oberbergriff des Nebenanspruches 14.
Sammelrohre und Heizkörper der oben genannten Art wurden durch einen von der Anmelderin vertriebenen, auf dem Markt befindlichen Heizkörper für Heizungs- oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen bekannt. Der bekannte Wärmeübertrager ist ein mechanisch gefügter Rohrgabelheizkörper, wobei die Enden der Rohrgabeln in zwei nebeneinander angeordnete Sammelrohre münden. Die Rohrgabeln weisen gerade Schenkel (Rundrohre) auf, auf welchen Rippen als sekundäre Wärmeaustauschflächen durch mechanisches Aufweiten der Rohre befestigt sind. Der Heizkörper wird über seine Sammelrohre an einen Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges angeschlossen, sodass die Rohrgabeln von Kühlmittel durchströmt werden, welches seine Wärme über die Rippen an Umgebungsluft abführt, die einem Fahrgastraum des Kraftfahrzeuges zugeführt wird. Die Verbindung zwischen den Rohrenden der Rohrgabeln und den Sammelrohren ist geklebt - dafür weisen die Sammelrohre Durchzüge bzw. Kragen auf, in welche die Rohrenden eingesetzt und verklebt werden. Die Sammelrohre sind mit jeweils einem Ende an den Kühlmittelkreislauf angeschlossen, während das andere Ende eines jeden Sammelrohres verschlossen ist. Bei dem bekannten Heizkörper sind die Enden der Sammelrohre zusammengedrückt und verlötet, sodass ein druck- und kühlmitteldichter Falz entsteht. Dieser Lötfalz ist insofern atypisch als der gesamte Heizkörper mechanisch gefügt, d. h. nicht gelötet ist. Das Löten ist gegenüber dem mechanischen Fügen fertigungstechnisch aufwendiger und verursacht höhere Herstellkosten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Sammelrohre bzw. Wärmeübertrager der eingangs genannten Art mit geringerem Fertigungsaufwand und zu niedrigeren Kosten herzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sammelrohre endseitig durch eine Klebe- oder Schweißverbindung geschlossen sind. Da die Sammelrohre als Aluminiumrohre ausgebildet sind, wird erfindungsgemäß ein Metallkleber verwendet. Durch das Kleben oder Schweißen wird der Vorteil erreicht, dass der Verschluss der Sammelrohre zu geringeren Kosten hergestellt werden kann. Insbesondere das Kleben erfordert keine aufwendige Wärmebehandlung wie das Löten.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das offene Ende des Sammelrohres zunächst mechanisch (plastisch) verformt, sodass eine Fügestelle für das Kleben oder Schweißen gebildet wird. Hiermit wird der Vorteil erreicht, dass keine zusätzlichen Mittel zum Verschließen des Rohrendes erforderlich sind; vielmehr wird das Rohrende derart umgeformt, dass sich eine für das Kleben oder Schweißen günstige Fügestelle ergibt. Das Verschließen der Sammelrohre kann entweder vor oder nach der Verbindung der Sammelrohre mit den Rohrenden des Wärmeübertragers bzw. Heizkörpers erfolgen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Rohrende abgeflacht und bildet am Ende eine offene Kehlnaht, die geklebt oder geschweißt werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird das Rohrende in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Richtungen abgeflacht, sodass sich eine etwa doppel-T-förmige Stumpfnaht ergibt, die gut schweißbar ist. Diese Lösung hat den Vorteil, dass das Rohrende nicht größer als der Rohrdurchmesser ist.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Rohrende durch mechanisches Rollen (unter Verwendung eines Rollensatzes) zu einem sphärischen Endbereich, d. h. etwa halbkugelförmig umgeformt, was im Prinzip bereits für einen dichten Verschluss ausreicht. Vorteilhafterweise wird jedoch der mittlere Bereich des Rohrendes durch einen Schweißpunkt abgedichtet, um das Risiko einer Leckage möglichst gering zu halten.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Rohrende zunächst abgeflacht und dann rechtwinklig abgewinkelt, sodass eine nach oben offene Fügestelle zur Aufnahme für einen' Kleber gebildet wird. Vorteilhaft bei dieser Lösung ist, dass das Kleben, d. h. das Applizieren des Metallklebers gleichzeitig mit der Herstellung der Klebeverbindung zwischen Rohrenden und Durchzügen der Sammelrohre erfolgen kann, d. h. in einem Arbeitsgang.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Rohrende abgeflacht und weist in dem abgeflachten Endbereich einen quer verlaufenden Kanal auf, der mit einem Kleber gefüllt wird. Damit wird die Dichtheit des Verschlusses hergestellt. Auch hier besteht der Vorteil, dass beide Klebverbindungen am Sammelrohr gleichzeitig, d. h. in einem gemeinsamen Arbeitsgang hergestellt werden können. Dabei ist auch von Vorteil, dass der Kanal zur Aufnahme des Klebers parallel zur Längsrichtung der Heizkörperrohre verläuft und damit leicht von oben mit Kleber befüllt werden kann.
Nach einem anderen vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist das Rohrende durch einen Deckel verschlossen, der mit dem Rohrende entweder verklebt oder verschweißt wird. Eine vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass der Dekkel als Stopfen ausgebildet ist, in das Rohr eingepresst wird und mit dem Rohrende eine Stumpfnaht bildet, die leicht schweißbar ist. Eine weitere vorteilhafte Variante sieht ebenfalls einen Stopfen vor, der von einem mit Kleber gefüllten Ringkanal umgeben ist. Der Kleber wird dabei durch eine Einfüllöffnung von oben eingefüllt. Auch hier kann der Klebevorgang in einem Arbeitsgang mit der Verklebung der Rohrenden der Heizkörperrohre erfolgen. Bei einer weiteren vorteilhaften Variante ist das Rohrende zu einem Ringflansch mit einer Planfläche umgeformt, auf welche ein Deckel aufgesetzt und durch Ultraschall mit dem Ringflansch verschweißt wird. Vorteilhaft hierbei ist, dass Rohrende und Deckel sehr einfach ausgebildet und daher leicht herstellbar sind. Darüber hinaus ist das Ultraschallschweißen ein sauberes Verfahren mit einer auf die Fügestelle begrenzten Wärmeentwicklung, sodass keinerlei Verzug der Bauteile auftritt.
Die Erfindung wird auch durch die Merkmale des Patentanspruches 14 gelöst, wobei für einen Wärmeübertrager bzw. Heizkörper mit zwei nebeneinander liegenden Sammelrohren erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass beide Sammelrohre aus einem Rohr hergestellt sind, welches U-förmig gebogen, im Bereich des Bogens abgeflacht und durch Quetschung oder Abkantung abgedichtet ist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass beide Sammelrohre in einem Arbeitsgang aus einem Teil, d. h. ohne Zusatzteile hergestellt und endseitig verschlossen werden, ohne dass ein Kleben oder Schweißen notwendig wäre. Beide Sammelrohre sind somit körperlich ein Teil, kommunizieren jedoch nicht miteinander.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
Fig. 1, 1a, 1b, 1c
einen mechanisch gefügten Heizkörper nach dem Stand der Technik,
Fig. 2, 2a
eine erste Ausführung für einen Sammelrohrverschluss,
Fig. 3, 3a
eine zweite Ausführung für einen Sammelrohrverschluss,
Fig. 4, 4a
eine dritte Ausführung für einen Sammelrohrverschluss,
Fig. 5, 5a
eine vierte Ausführung für einen Sammelrohrverschluss,
Fig. 6, 6a
eine fünfte Ausführung für einen Sammelrohrverschluss,
Fig. 7, 7a
eine sechste Ausführung für einen Sammelrohrverschluss,
Fig. 8, 8a
eine siebte Ausführung für einen Sammelrohrverschluss,
Fig. , 9a
eine achte Ausführung für einen Sammelrohrverschluss,
Fig. 10,10a
eine neunte Ausführung für einen Sammelrohrverschluss und
Fig. 11,11a
eine zehnte Ausführung eines Verschlusses zweier Sammelrohre.
Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines mechanisch gefügten Heizkörpers 1 nach dem Stand der Technik. Dieser bekannte Heizkörper 1 wurde von der Anmelderin vertrieben und in Heizungs- oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen eingebaut. Der Heizkörper 1 weist ein mechanisch gefügtes Netz 2 auf, welches aus Rohrgabeln 3 und einem mit den Rohrgabeln 3 mechanisch verbundenen Rippenblock 4 besteht. Die Rohrgabeln 3 weisen Rohrenden 5 auf, welche in ein Sammelrohr 6 münden.
Wie die Fig. 1a, eine Draufsicht, und die Fig. 1b, eine Seitenansicht, zeigen, ist parallel neben dem Sammelrohr 6 ein zweites Sammelrohr 7 angeordnet, in welches die Rohrenden der zweiten Schenkel der Rohrgabeln 3 münden. Die Sammelrohre 6, 7 weisen jeweils einen Anschluss 6a, 7a auf, über welche der Heizkörper 1 an einen nicht dargestellten Kühlmittelkreislauf einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeuges anschließbar ist. Der Heizkörper 1 wird somit vom Kühlmittel in zwei Rohrreihen zweifach, d. h. von oben nach unten und von unten nach oben durchströmt und - in Fig. 1 - senkrecht zur Zeichenebene von Luft beaufschlagt. In Fig. 1b ist die Luftströmungsrichtung durch einen Pfeil L angedeutet.
Fig. 1c zeigt einen Teilschnitt entlang der Linie Ic-Ic durch das Sammelrohr 6, welches nach innen gerichtete Durchzüge 8 aufweist. In die Durchzüge 8 sind die Rohrenden 5 eingeführt und auf nicht näher dargestellte Weise verklebt und abgedichtet. Die Rohrgabeln 3, die Sammelrohre 6, 7 sowie das Rippenpaket 4 bestehen aus Aluminiumwerkstoffen.
Die Sammelrohre 6, 7 weisen jeweils endseitige Verschlüsse 9, 10 auf, die jeweils als gelöteter Flachfalz ausgebildet sind. Die Enden der Sammelrohre 6, 7 sind also - ähnlich einer Zahnpastatube - am Ende abgeflacht bzw. zusammengedrückt und anschließend zur Erzielung der erforderlich Druckfestigkeit und Dichtheit verlötet. Das Löten der Verschlüsse 9, 10 muss separat erfolgen, d. h. bevor die Sammelrohre 6, 7 mit den Rohrgabeln 3 verbunden und verklebt werden. Dies ist der Stand der Technik, von dem die nachfolgend beschriebene Erfindung ausgeht.
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung für einen Sammelrohrverschluss 11, der den zuvor beschriebenen Verschlüssen 9, 10 beim Stand der Technik, d. h. funktionsmäßig und bezüglich der Anordnung am Sammelrohr entspricht. Der Verschluss 11 wird durch Abflachen und Zusammendrücken eines Sammelrohres 12 mit rundem Querschnitt erzielt, wobei eine obere Lage 11a auf einer unteren Lage 11b zu liegen kommt, jedoch stirnseitig eine etwa V-förmig ausgebildete Rinne 13 gebildet wird. Die Rinne 13 wird entweder durch einen Kleber oder eine Schweißnaht 14 geschlossen. Damit ist das Sammelrohr 12 hinreichend druck- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen.
Fig. 2a zeigt eine perspektivische Darstellung des Verschlusses 11 mit einer stimseitigen Schweißnaht 14, die als Kehlnaht in der Rinne 13 ausgebildet ist.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform für einen Verschluss 15 eines Sammelrohres 16. Das Ende des Sammelrohres 16 wird in zwei zu einander senkrecht verlaufenden Richtungen verformt, d. h. in einer Richtung abgeflacht und zusammengedrückt, anschließend oder gleichzeitig erfolgt eine Stauchung in einer um 90 Grad versetzten Richtung, sodass sich als Stirnprofil - wie aus Fig. 3a erkennbar - etwa ein Doppel-T-Profil ergibt, welches durch eine Stumpfschweißnaht 17 geschlossen wird. Damit ist das Sammelrohr 16 druck- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen.
Fig. 4 zeigt eine dritte Ausführungsform für den Verschluss eines Sammelrohres 18, in welches ein topfförmiger Stopfen 19 eingepresst ist, sodass die Stirnflächen von Sammelrohr 18 und Stopfen 19 bündig sind und durch eine Stumpfschweißnaht 20 geschlossen werden können.
Fig. 4a zeigt eine perspektivische Ansicht mit Blick auf die stirnseitige kreisringförmig ausgebildete Stumpfschweißnaht 20.
Fig. 5, 5a zeigen eine vierte Ausführungsform eines Verschlusses für ein Sammelrohr 21, dessen Rohrende 22 durch Rollen zu einem sphärischen, etwa halbkugelförmigen Endbereich umgeformt ist. Das Rohrmaterial wird dabei soweit nach innen in Richtung der Rohrachse a gerollt, dass auch im Bereich der Achse a und deren Durchstoßpunkt M hinreichend Material vorhanden ist, um das Sammelrohr 21 abzuschließen.
Fig. 6, 6a zeigen als fünfte Ausführungsform eine Abwandlung der vierten Ausführungsform, nämlich ein Sammelrohr 21 a mit eingerolltem Rohrende 22a, dessen mittlerer Bereich durch einen Schweißpunkt 23 völlig geschlossen und abgedichtet ist.
Fig. 7 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel für den Verschluss eines Sammelrohres 24, dessen Rohrende 25 im Bereich der Rohrachse a abgeflacht und (in der Zeichnung) nach oben, d. h. etwa rechtwinklig zur Rohrachse a abgewinkelt ist, wobei endseitig eine etwa V-förmige Rinne 25a gebildet wird. Letztere dient zum Einfüllen und zur Aufnahme eines Metallklebers 26.
Fig. 7a zeigt eine perspektivische Darstellung des Verschlusses 25 mit der nach oben weisenden Rinne 25a, die rundum wie ein flachgedrückter Trichter geschlossen ist und den Kleber 26 in sich aufnimmt.
Fig. 8 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel eines Verschlusses 27 für ein Sammelrohr 28, in dessen Rohrende ein topfförmiger Stopfen 29 eingepresst ist, sodass er stirnseitig bündig mit dem Rohrende abschließt. Das Sammelrohr 28 weist im Bereich des Stopfens 29 eine umlaufende Sicke 30 auf, die mit der Außenwand des Stopfens 29 einen Ringkanal 31 bildet, welcher eine oben gelegene Einfüllöffnung 31a aufweist. Der Ringkanal 31 wird über die Einfüllöffnung 31a mit einem Metallkleber gefüllt, welcher den Stopfen 29 gegenüber der Innenwand des Sammelrohres 28 abdichtet und somit für einen druck- und flüssigkeitsdichten Verschluss des Sammelrohres 28 sorgt. Die Sicke 30 kann auch durch eine (nicht dargestellte) Innensicke im Stopfen 29 ersetzt werden, sodass ebenfalls ein Ringkanal entsteht.
Fig. 8a zeigt eine perspektivische Darstellung mit Blick auf die Stirnseite des Sammelrohres 28, die Sicke 30 und die Einfüllöffnung 31a.
Fig. 9 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel eines Verschlusses 32 für ein Sammelrohr 33. Das Rohrende des Sammelrohres 33 ist mit Ausnahme eines quer zur Rohrachse a verlaufenden Kanals 34 abgeflacht, d. h. in Achsrichtung a vor und hinter dem Kanal 34 zusammengedrückt. Der Kanal 34 wird mit einem Metallkleber 35 gefüllt (möglich von oben oder unten), womit das Sammelrohr druck- und flüssigkeitsdicht abgeschlossen ist.
Fig. 9a zeigt eine perspektivische Ansicht des Verschlusses 32 mit quer verlaufendem Kanal 34.
Die Einfüllöffnungen für den Metallkleber sind bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 7, 8 und 9 jeweils so gelegt, dass die Verklebung bzw. das Applizieren des Klebers für die Verbindung der Heizkörperrohre mit dem Sammelrohr gleichzeitig erfolgen kann, ohne dass der Heizkörper bei diesem Fertigungsschritt in seiner Position verändert werden muss. Da der Kleber im Zustand des Applizierens flüssig ist, läuft er, der Schwerkraft folgend, von oben nach unten, bevor er aushärtet. Insofern ist es von Vorteil, wenn die jeweilige Einfüllöffnung auf der Seite des Sammelrohres liegt, wo auch die Durchzüge zur Aufnahme der Rohrenden (vgl. Fig. 1, 1c) angeordnet sind.
Fig. 10, 10a zeigen ein neuntes Ausführungsbeispiel eines Verschlusses 36 für ein Sammelrohr 37, dessen stirnseitiger Endbereich zu einem Ringflansch 37a mit einer stirnseitigen Planfläche umgeformt ist. Auf den Ringflansch 37a wird ein Abschlussdeckel 38, der eine entsprechende Planfläche aufweist, aufgesetzt und mittels Ultraschall verschweißt. Ringflansch 37a und Deckel 38 sind damit durch eine umlaufende Schweißnaht 39 dicht und fest miteinander verbunden.
Die Erfindung ist auch auf Wärmeübertrager, insbesondere Heizkörper mit nur einem Sammelrohr auf einer Seite des Wärmeübertragers anwendbar.
Fig. 11, 11a zeigen eine zehnte Ausführung der Erfindung für einen Heizkörper mit zwei nebeneinander angeordneten Sammelrohren - ähnlich dem Heizkörper in Fig. 1 bis 1c. Der hier nicht dargestellte Heizkörper weist zwei Sammelrohre 40, 41 auf, die aus einem Rohr hergestellt und im Bereich ihrer Rohrenden 40a, 41 a durch einen abgeflachten, abgewinkelten und U-förmig geformten Rohrbogen 42 miteinander verbunden sind. Der Bogen 42 verbindet beide Sammelrohre 40, 41 körperlich, trennt sie allerdings kühlmittelseitig, und zwar durch zweifache Abkantung bzw. nicht dargestellte Quetschungen.. Diese Lösung hat den Vorteil einer vereinfachten Montage mit einem Heizkörper gemäß Fig. 1 und den weiteren Vorteil, dass sie kein Kleben und kein Schweißen zur Abdichtung benötigt.

Claims (15)

  1. Sammelrohr eines Wärmeübertragers, insbesondere eines Heizkörpers für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei der Wärmeübertrager mindestens eine Reihe von Rohren (3) mit Rohrenden (5) aufweist, die in das Sammelrohr (6) münden, und wobei das Sammelrohr (6) ein offenes Rohrende (6a) für den Zu- oder Abfluss eines Fluids und ein geschlossenes Rohrende mit einem fluid- und druckdichten Verschluss aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss als geklebte oder geschweißte Verbindung ausgebildet ist.
  2. Sammelrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung mittels eines Metallklebers (14, 26, 35) hergestellt ist.
  3. Sammelrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Rohrende mechanisch verformt ist und eine Fügestelle bzw. Fügenaht aufweist.
  4. Sammelrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (11) abgeflacht ist und die Fügenaht als Rinne (13) ausgebildet ist.
  5. Sammelrohr nach Anspruch 3, dadurch-gekennzeichnet, dass das Rohrende (15) zweifach abgeflacht und die Fügestelle als doppel-T-förmige Stumpfschweißnaht (17) ausgebildet ist.
  6. Sammelrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende einen durch Rollen hergestellten, sphärischen Endbereich (22, 22a) mit einer punktförmigen Fügestelle M aufweist, die vorzugsweise durch einen Schweißpunkt (23) abgedichtet ist.
  7. Sammelrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (25) abgeflacht und abgewinkelt ist sowie eine nach oben offene Fügestelle(25a) für einen Kleber (26) aufweist.
  8. Sammelrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende einen abgeflachten Endbereich (32) aufweist und dass die Fügestelle als quer zur Rohrachse a verlaufender, mit einem Kleber (35) auffüllbarer Kanal (34) innerhalb des Endbereiches (32) ausgebildet ist.
  9. Sammelrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (34) parallel zur Längsrichtung der Rohre des Wärmeübertragers angeordnet ist.
  10. Sammelrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende durch einen Deckel verschlossen ist.
  11. Sammelrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel als Stopfen (19) ausgebildet ist, der mit dem Rohrende eine stirnseitige Stumpfschweißnaht (20) bildet.
  12. Sammelrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel als in das Rohrende (27) einsetzbarer Stopfen (29) ausgebildet und dass zwischen dem Rohrende (27) und dem Stopfen (29) ein mit einem Kleber befüllbaren Ringkanal (31) mit einer oberen Einfüllöffnung (31a) angeordnet ist.
  13. Sammelrohr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (36) einen' stirnseitigen, ebenen Ringflansch (37a) aufweist und der Deckel (38) mit dem Ringflansch (37a) mittels einer durch UItraschallschweißen erzeugten Schweißnaht (39) verbunden ist.
  14. Wärmeübertrager, insbesondere Heizkörper mit nebeneinander angeordneten Sammelrohren für eine Heizungs- oder Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, wobei der Wärmeübertrager zwei Reihen von Rohren, insbesondere U-Rohre mit Rohrenden aufweist, die in die Sammelrohre münden, und wobei die Sammelrohre je ein offenes Rohrende für den Zu- oder Abfluss eines Fluids und ein geschlossenes Rohrende mit einem fluid- und druckdichten Verschluss aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass beide Sammelrohre (40, 41) aus einem Rohr hergestellt sind und dass der Verschluss durch einen abgeflachten, die beiden Sammelrohre (40, 41) verbindenden Rohrbogen (42) gebildet wird.
  15. Wärmeübertrager, insbesondere Heizkörper nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschluss der beiden Rohrenden (40a, 41a) durch Quetschungen oder Abkantungen des abgeflachten Rohrbogens (42) gebildet ist.
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