DE3117661C2

DE3117661C2 - Wärmetauscher

Info

Publication number: DE3117661C2
Application number: DE3117661A
Authority: DE
Inventors: Walter Gruber; Gerd E. 7000 Stuttgart Schaal
Original assignee: Hansa Metallwerke AG
Current assignee: Hansa Metallwerke AG
Priority date: 1981-05-05
Filing date: 1981-05-05
Publication date: 1986-11-13
Also published as: DE3117661A1

Abstract

Bei einem Wärmetauscher, dessen grober Aufbau konventionell ist, werden sämtliche zwischen den verschiedenen Teilen zu besorgenden Dichtstellen von O-Ringen gebildet. Der gesamte Wärmetauscher wird strukturell durch zwei Bördelungen zusammengehalten, über welche die beiden Enden des Außenrohres mit den beiden Kopfstücken verbunden sind. Die Montage dieses Wärmetauschers ist außerordentlich einfach und kann von nicht geschulten Personen vorgenommen werden. Lötungen werden keine benötigt. Dies ist insbesonders dann von Bedeutung, wenn als Material für den Wärmetauscher Aluminium verwendet wird. Ein besonderes Einsatzgebiet dieses Wärmetauschers ist die Verwendung als Benzinkühler für Einspritzmotoren.

Description

a) die Kopfstücke (3, 4) besitzen einen Außendurchmesser, welcher dem Innendurchmesser des Außenrohres (1) entspricht;

b) die die Abdichtung zum Außenrohr (1) besorgenden G-Ringe (19, 20) befinden sich an den äußeren Umfangsflächen der Kopfstücke (3,4);

c) die Enden des Außenrohres (1) sind über eine Stufe (21, 22) an der Außenfläche der beiden Kopfstücke (3,4) gebördelt;

d) die axiale Lage des Innerrohres (2) ist durch Anschläge (2b. 24) an den Kopfstücken (3, 4) fixiert.

und/oder die Kopfstücke (3,4) aus Aluminium bestehen.

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2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Innenrohr (2) an einem Ende vom Hauptbereicii (2a) üoer einen Übergangsbereich (2b) auf einen Bei eich (2c) kleineren Durch- messers verjüngt und zumindt t mit dem Übergangsbereich (2b) und dem Bereich (2c) kleineren Durchmessers in die komplementär gestaltete Durchgangsbohrung (17) des entsprechenden Kopfstückes (3) hineinreicht.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Ende des Innenrohres (2) im Preßsitz in der Durchgangsbohrung (17) des entsprechenden Kopfstückes (3) einsitzt.

4. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Ende des Innenrohres (2) unverjüngt ausläuft.

5. Wärmetauscher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das unverjüngt auslaufende Ende des Innenrohres (2) an einer Stufe (24) der Durchgangsbohrung (18) des entsprechenden Kopfstückes (4) anliegt.

6. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Ringraum zwischen den Rohren durch eine Trennwand in einen Vorlaufweg und einen Rücklaufweg unterteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (6) aus einem Material besteht, welches unter der von den beiden Rohren (1, 2) ausgeübten, elastischen Kraft zur Abdichtung führt.

: 7. Wärmetauscher nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenrohr (1) zur Erhöhung der Anpreßkraft im Bereich der Trennwand (6) radial nach innen gedruckt, z. B. gerollt ist.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1, 2) Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei älteren Wärmetauschern, wie sie beispielsweise Im DE-GM 77 36 685, im DE-GM 17 92 629 oder in der DE-AS 12 08 314 beschrieben sind, werden die verschiedenen, dicht miteinander zu verbindenden Teile verlötet. Die Lötungen übernehmen dabei gleichzeitig die Aufgabe der Abdichtung und der mechanischen Verbindung. Diese Herstellungsweise hat jedoch den Nachteil, Haß für sie geschultes Personal erforderlich ist und gleichwohl die Gefahr von Fehlern, z. B. Undichtigkeiten, niemals ganz ausgeschaltet werden kann. Die Schwierigkeiten, die mit dem Lötvorgang verbunden sind, erhöhen sich weiter, wenn als Material für die Rohre und/oder die Kopfstücke des Wärmetauschers Aluminium verwendet werden so!L

Aus diesem Grunde wurde in der nicht vorveröffentlichten DE-OS 31 33 756 bereits ein Wärmetauscher der im Oberbegriff des Hauptanspruchs bezeichneten Art vorgeschlagen. Hier werden die mechanischen Verbindungen durch Stecken bzw. durch Bördelungen bewirkt, während die Aufgab s der Abdichtung O-Ringdichtungen übertragen sind. Auf diese Weise ist die Montage auch von ungeschultem Personal in kurzer Zeit durchführbar, ohne daß die Gefahr von Undichtigkeiten besteht. Bei diesem Wärmetauscher ist das Innenrohr vollständig durch das Kopfstück hindurchgeführt und an der Stirnseite des Kopfstückes verbördelt. Das Kopfstück ist außerdem über den Außenumfang des Außenrohres übergeschoben. Bei dieser Bauweise ist es sehr schwierig, wenn nicht unmöglich, einen axialen Anschlußnippel für die axial durchströmende Flüssigkeit vorzusehen, da dann die Bördelung nicht mehr oder nur sehr schwer zugänglich ist

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wärmetauscher der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß die den Zusammenhalt gebende Bördelung am Kopfstück leicht zugänglich ist, auch wenn ein axial herausragender Anschlußnippel am Kopfstück vorgesehen ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs beschriebene Erfindung gelöst. Erfindungsgemäß werden also die Funktionen der Abdichtung und der mechanischen Verbindung wie bei der oben erwähnten DE-OS 31 33 756 voneinander entkoppelt: Die Strömungsmittelabdichtung, welche einen Austritt von Strömungsmittel aus dem Wärmetauscher bzw. einen Übertritt von Strömungsmittel aus dem Ringraum zwischen den beiden Rohren in den Innenraum des Innenrohres oder umgekehrt verhindert, wird durch O-Ringdichtungen übernommen. Undichtigkeiten können hierbei so gut wie keine auftreten. Die gesamte Anordnung wird mechanisch durch zwei gut zugängliche Bördelungen zusammengehalten, mit denen die Enden des Außenrohres über entsprechende Stufen an den Kopfstücken umgelegt sind. Bei der Erstellung dieser Bördelungen braucht keine besondere Aufmerksamkeit angewandt zu werden, da es nur auf die mechanische Stabilität und nicht auf Perfektion ankommt. Diese Arbeit kann ggf. auch automatisiert werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfol- den Ringraum 5 an der rechten Seite gegeu den Innengend anhand derZeichnung näher erläutert; die einzige raum 14 des Innenrohres 2 abdichtet. Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Wärmetauscher Die Montage des beschriebenen Wärmetauschers

im Axialschnitt kann beispielsweise folgendermaßen geschehen:

Der Grundaufbau des Wärmetauschers als solcher ist 5 Zunächst wird das die Bereiche 2b und Ib aufweisenbekannt: de, in der Zeichnung links liegende Ende des Innenroh-

Zwei koaxial zueinander angeordnete Rohre 1,2 wer- res 2 in das entsprechende, mit den O-Ringdichtungen den an ihren gegenüberliegenden Enden von zwei 19 und 23 versehene Kopfstück 3 eingeführt. Im Innen-Kopfstücken 3, 4 gehalten. Der zwischen den beiden rohr 2 kann sich dabei schon der Wendeleinbau 16 beRohren 1, 2 liegende Ringraum 5 ist durch eine Trenn- io finden, der über das in der Zeichnung rechts liegende, wand 6, z. B. in Form eines haarnadelförmig gekrümm- unverjüngte Ende des Innenrohres 2 eingebracht wird, ten Drahtes, in einen Vorlaufweg und einen Rücklauf- Als nächstes wird über das Kopfstück 3 das Außenweg unterteilt. Der Vorlaufweg kommuniziert mit ei- rohr 2 geschoben. In den von rechts her noch zugänglinem radial am Außenrohr 1 angeordneten Eialaßnippel chen Ringraum 5 werden die Trennwand 6 und das Tur-7; der Rücklaufweg steht mit einem axial versetzten, 15 bulenzblech 9 eingesetzt. Nun wird das in der Zeichnung gleichfalls am Außenrohr 1 befestigten Auslaßnippel 8 rechte Kopfstück 4 zwischen Außen- und Innenrohr in Verbindung. bzw. 2 eingeschoben, bis das rechte Ende des Innenroh-

Im Ringraum 5 befindet sich außerdem ein in bekann- res 2 an der Stufe 24 anschlägt Abschließend wird das ter Weise strukturiertes, gekrümmtes Turbulenzblech 9, Außenrohr 1 beidseits über die Stuten 2), 22 der Kopfweiches zwischen den Kopfstücken 3,4 axial fixiert ist 20 stücke 3,4 gebördelt

An die Kopfstücke 3,4 sind einstückig die zum Innen- Die Trennwand 6 kann aus einem Material hergestellt

raum 14 des Innenrohres 2 führenden Anschlußstutzen sein, welches sich zwischen dem AU3en- und Innenrohr 10, 11 angeformt weiche Überwurfmuttern 12, 13 zum 1, 2 etwas verformt und so den Vorl&afweg im Ring-Anschließen an ein (nicht gezeigtes) Rohrsysstem tra- raum 5 vom Rücklaufweg dicht trennt Zusätzlich oder gen. Die Kopfstücke 3,4 sowie die Anschlußstutzen 10, 25 alternativ kann auch das Außenrohr 1 in dem Bereich, in 11 werden von einer axialen, abgestuften Durchgangs- welchem die Trennwand 6 anliegt, gerollt und so an die bohrung 17 bzw. 18 durchsetzt Der weitere Bereich 17a, Trennwand 6 angedrückt werden.

18a dieser Durchgangsbohrungen 17, 18 weist einen

Durchmesser auf, der dem Außendurchmesser des In- Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

nenrohres entspricht; der engere Bereich 176, 18£> der 30

Durchgangsbohrungen 17, 18 hat einen Durchmesser, der etwa dem Innendurchmesser der an die Anschlußstutzen 10,11 anzuschließenden Rohre entspricht.

In den Innenraum 14 des Innenrohres 2 ist ein von einem Stab 15 zusammengehaltener, bekannter Wendeleinbau 16 eingeschoben.

Die Besonderheiten des dargestellten und beschriebenen Wärmetauschers liegen in der Art und Weise, wie die verschiedenen Bauelemente zusammengefügt sind, sowie in der hierfür erforderlichen geometrischen Ausbildung.

So besitzen die Kopfstücke 3, 4 einen Außendurchmesser, welcher dem Innendurchmesser des Außenrohres 1 entspricht In den Mantelflächen der Kopfstücke 3, 4 liegt jeweils eine O-Ringdichtung 19, 20, welche ein Austreten von Strömungsmittel aus dem Ringraum 5 nach außrn verhindert Die Ender; des Außenrohres 1 sind über Stufen 21, 22 an der Außenfläche der Kopfstücke 3, 4 übergebördelt. Diese Bördelungen halten sämtliche Teile des Wärmetauschers axial zusammen.

Das Innenrohr verjüngt sich an dem in der Zeichnung linken Ende in einem Übergangsbereich 2b von seinem maximale-; Durchmesser im Bereich 2a auf einen kleineren Durchmesser im Bereich 2c. Die Durchgangsbohrung 17 im linken Kopfstück 3 ist komplementär geformt, so daß also das linke Ende des Innenrohres 2 — ggfs. im Preßsitz — in die Bohrung 17 eingeführt werden kann und dort satt anliegt

In dem Bereich 17a der Durchgangsbohrung 17 ist eine O-Ringdichtung 23 eingelegt, welche den Ringraum 5 gegen den Innenraum 14 des Innenrohres 2 an der einen Seite abdichtet.

An dem in der rechten Seite der Zeichnung dargestellten Ende läuft das Innenrohr 2 mit maximalem Durchmesser, also unverjüngt aus. Dieses Ende liegt an einer radialen Stufe 24 der Durchgangsbohrung 18 im Kopfstück 4 an. Im Bereich 18a der Durchgangsbohrung 18 liegt wieder eine O-Ringdichtung 25 ein, welche

Claims

Patentanspruch e:

1. Wärmetauscher, insbesondere Benzinkühler, mit einem Innenrohr und einem konzentrisch hierzu angeordneten Außenrohr; mit zwei Kopfstücken, die mittels O-Ringen gegen die Rohre abgedichtet sind, wobei die axiale Lage zumindest eines Rohres durch einen geeigneten Anschlag an den Kopfstükken fixiert ist und eines der Rohre über eine Stufe an der Außenfläche der beiden Kopfstücke gebördelt ist; mit einer axialen Durchgangsbohrung in jedem Kopfstück, welche zumindest in einem Bereich einen Durchmesser besitzt, welcher dem Außendurchmesser des Innenrohres entspricht, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: