DE4339952A1 - Wärmetauscher mit mehreren parallelen Flachrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wärmetauscher mit mehreren par­ allelen Flachrohren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Aus der EP-A-0 374 896 ist ein Wärmetauscher mit mehreren parallelen Flachrohren bekannt, wobei die Enden der Flachrohre sich in entspre­ chenden Öffnungen von Sammelrohren befinden. Die Sammelrohre beste­ hen aus je einem mit seitlichen Rändern ineinander gesteckten Boden und Deckel und sind endseitig mit Verschlußstücken versehen. Inner­ halb des Sammelrohres befindet sich mindestens eine quer zu dessen Längsrichtung angeordnete Trennwand zur Umlenkung des Wärmetau­ scherfluids. Bei der bekannten Anordnung sind der Boden und der Dec­ kel in ihrem Überlappungsbereich derart ausgeführt, daß der Boden in dem Überlappungsbereich Aussparungen aufweist, in die Einprägungen des Deckels ragen. Dabei müssen die Einprägungen in einem Bereich außerhalb des eigentlichen Sammelrohrquerschnitts liegen, damit beim Verformungsvorgang der Einprägungen eine entsprechende Abstützung erfolgen kann, oder die Einprägungen müssen vorgeformt sein und in entsprechende Öffnungen des Gegenstückes einrasten. Eine Kraftbeauf­ schlagung in radialer Richtung des Sammelrohres würde zu Durchbie­ gungen im Nahtbereich führen und somit eine zuverlässige Verlötung nicht ermöglichen.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem die das Sammelrohr bildenden Teile auf einfache Weise ver­ bunden werden können und gleichzeitig das Sammelrohr formstabil bleibt.

Diese Aufgabe wird bei einem Wärmetauscher der gattungsgemäßen Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die wesenstlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu sehen, daß die das Sammelrohr bildenden Teile auf einfache Weise zuverlässig mechanisch gefügt werden, wobei im Bereich der zu verlötenden Ränder Formstabi­ lität durch die von innen abstützende Trennwand gewährleistet ist. Auf diese Weise kann das Sammelrohr bereits vor dem Löten des Wärme­ tauschers als ein Bauteil gehandhabt werden, was insbesondere beim Aufdrücken des Sammelrohrs auf die Enden der Flachrohre von Vorteil ist.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sind die Verformungen mittels eines spitzen Werkzeugs eingedrückt. Hierfür eignet sich insbesondere ein Körner oder ein vergleichbares keilförmiges Werkzeug. Die Einrichtung zur Erzeugung dieser Materi­ alverformungen der beiden überlappenden Teile ist so gestaltet, daß sie exakt der Position der Trennwände innerhalb des Sammelrohres entspricht, wobei die Fixierung an allen Verformungspunkten gleichzeitig erfolgt. Als vorteilhaft wird eine Ausgestaltung des Körners angesehen, der an der Vorderseite seines Schaftes eine Spitze besitzt, wobei sich seitlich der Spitze an dem Schaft eine Planierfläche erstreckt. Diese Planierfläche begrenzt die Eindring­ tiefe der Körnerspitze und dient somit der Fertigungssicherheit. Da­ mit eine wirksame formschlüssige Verbindung auf möglichst kleiner Fläche erfolgen kann, sollte die Spitze des Werkzeugs einen Winkel von 25° bis 40°, vorzugsweise jedoch 30° aufweisen.

Um das Eindringen des Materials des radial äußeren Randes in den ra­ dial inneren Rand zu erleichtern und damit einen besonders guten Formschluß zu erzielen ist es zweckmäßig, daß der radial innen lie­ gende seitliche Rand an der Anlagefläche zu dem radial außen lie­ genden seitlichen Rand an den für die Verformungen vorgesehenen Stellen jeweils eine vorgefertigte Vertiefung besitzt. Eine solche Vertiefung ist zweckmäßigerweise konisch oder kegelig ausgebildet. Damit kein Durchbruch des Materials des radial innen liegenden Ran­ des erfolgt wird vorgeschlagen, daß die Vertiefung - sofern eine solche vorgesehen ist - oder die Eindringtiefe der Verformung maxi­ mal 2/3 der Materialstärke des Sammelrohres beträgt. Damit das Ein­ dringen des Materials des radial außen liegenden Teils in den Rand des radial innen liegenden Teils weiter erleichtert wird, kann der Teil des Sammelrohres mit den radial innen liegenden Rändern aus ei­ ner härteren Aluminiumlegierung bestehen als der Teil mit den radial außen liegenden Rändern.

Die Trennwanddicke sollte vorzugsweise 3 mm betragen, denn eine solche Trennwanddicke bietet eine ausreichende Abstützkraft und außerdem wird die Fertigungssicherheit bei auftretenden Toleranzen der vorgesehenen Verformungspunkte erhöht. Ferner gewährleistet diese Trennwanddicke auch, daß die Trennwand exakt positioniert und im rechten Winkel zur Längsachse des Sammelrohres angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 die Außenansicht eines Sammelrohres mit eingesteckten Enden von Flachrohren;

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Abschnitt eines Werkzeugs.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein Ausschnitt eines Wärmetauschers 2 dar­ gestellt, der aus einer Vielzahl von Flachrohren 1 und dazwischen angeordneten Wellrippen 9 besteht, wobei die Enden der Flachrohre 1 in ein Sammelrohr 3 münden. Das Sammelrohr 3 besitzt zur Aufnahme der Enden der Flachrohre 1 nach innen gerichtete Durchzüge 4 mit schlitzartigen Öffnungen. Das Sammelrohr 3 besteht aus einem Boden 5 und einem Deckel 6, die mit sich gegenseitig überlappenden Rändern 7 und 8 verbunden sind. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Deckel 6 einen radial innen liegenden seitlichen Rand 8 und der Boden einen radial außen liegenden seitlichen Rand 7 besitzen und diese Ränder 7 und 8 eine gemeinsame Anlagefläche 15 aufweisen.

In Fig. 1 ist gezeigt, daß zur Strömungsumlenkung und auch als seit­ liche Verschlußstücke in dem Sammelrohr 3 zwischen Boden 5 und Dec­ kel 6 mehrere Trennwände 10 angeordnet sind, die exakt dem Quer­ schnitt des Sammelrohres 3 entsprechen und einen Vorsprung 11 besit­ zen, der durch eine schlitzartige Öffnung 14 im Deckel 6 des Sammel­ rohres 3 ragt. Im Bereich jeder Trennwand 10 ist zu beiden Seiten der Längsachse des Sammelrohres 3 eine nach innen gerichtete Verfor­ mung 12 der seitlichen Ränder 7 vorgesehen, wobei die Trennwand 10 als innere Abstützung dient. Die Verformung 12 ist in der Darstel­ lung gemäß Fig. 2 durch Eindrücken eines Körners erzeugt, wobei eine Spitze 13 des Materials des Bodens 5 in das Material des Deckels 6 eindringt, so daß sich eine formschlüssige Verbindung von Boden 5 und Deckel 6 ergibt. Durch die Körnerspitze verbleibt eine kegelige Vertiefung 16 in dem kegeligen Rand 7, deren Öffnungswinkel α der Körnerspitze entspricht und im Ausführungsbeispiel 30° beträgt. Wie ferner aus Fig. 2 ersichtlich ist, beträgt die Eindringtiefe s der Verformung 12 in dem innen liegenden Rand 8 etwa 2/3 der Material­ stärke d des Sammelrohres 3, bzw. des Deckels 6.

Die Fig. 3 zeigt den vorderen Abschnitt eines als Körner 20 ausge­ bildeten Werkzeugs. Der Körner 20 weist an dem vorderen Ende seines Schaftes 17 eine Spitze 18 auf. Seitlich der Spitze 18 ist das vor­ dere Ende des Schaftes 17 als ebene, sich rechtwinklig zur Längsachse des Schaftes 17 erstreckende Planierfläche 19 ausgebil­ det. Diese Planierfläche 19 begrenzt die Eindringtiefe der Spitze 18, so daß ein Durchstoßen vermieden wird. Außerdem werden durch die Planierfläche 19 eventuell entstehende Falten bzw. Aufwürfe im Be­ reich der Körnung egalisiert, so daß die Gefahr von Fehllötstellen reduziert wird.

Claims (9)

1. Wärmetauscher (2) mit mehreren parallelen Flachrohren (1), de­ ren Enden sich in entsprechenden Öffnungen von Sammelrohren (3) befinden, wobei die Sammelrohre (3) aus je einem mit seit­ lichen Rändern (7, 8) ineinandergesteckten Boden (5) und Dec­ kel (6) gebildet und mit endseitigen Verschlußstücken versehen sind, sowie mindestens einer in dem Sammelrohr (3) quer zu dessen Längsrichtung angeordneten Trennwand (10), dadurch ge­ kennzeichnet, daß im Bereich der Trennwand (10) radial nach innen gerichtete Verformungen (12) in den seitlichen Rändern (7, 8) vorgesehen sind, denen die Trennwand (10) als Widerla­ ger dient.

2. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungen (12) mittels eines spitzen Werkzeugs, insbeson­ dere eines Körners (20) eingedrückt sind.

3. Wärmetauscher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Körner (20) einen Schaft (17) sowie eine an der Vorderseite des Schaftes (17) angeordnete Spitze (18) umfaßt, wobei die seitlich der Spitze (18) befindliche Fläche (19) der Vorder­ seite als Planierfläche ausgebildet ist.

4. Wärmetauscher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (18) einen Winkel von 25° bis 40°, vorzugsweise 30° aufweist.

5. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der radial innen liegende seitliche Rand (8) an der Anlagefläche zu dem radial außen liegenden seitli­ chen Rand (7) an den für die Verformungen (12) vorgesehenen Stellen jeweils eine vorgefertigte Vertiefung besitzt.

6. Wärmetauscher nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung konisch oder kegelig ist.

7. Wärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung (16) eine Eindringtiefe (s) von maximal 2/3 der Ma­ terialstärke (d) des Sammelrohres (3), bzw. Deckels (6) be­ trägt.

8. Wärmetauscher nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Teil des Sammelrohres (3) mit den radial innen liegenden Rändern (8) aus einer härteren Aluminiumlegie­ rung besteht, als der Teil mit den radial außen liegenden Rän­ dern (7).

9. Wärmetauscher nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Trennwand (10) eine Dicke von ca. 3 mm besitzt.