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DE2747789A1 - Verfahren zur herstellung von waermeaustauschern mit rohrplatten und wasserkaesten aus kunststoff - Google Patents

Verfahren zur herstellung von waermeaustauschern mit rohrplatten und wasserkaesten aus kunststoff

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Publication number
DE2747789A1
DE2747789A1 DE19772747789 DE2747789A DE2747789A1 DE 2747789 A1 DE2747789 A1 DE 2747789A1 DE 19772747789 DE19772747789 DE 19772747789 DE 2747789 A DE2747789 A DE 2747789A DE 2747789 A1 DE2747789 A1 DE 2747789A1
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tube
tube plate
intermediate pieces
plates
extend
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DE19772747789
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DE2747789C2 (de
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Jean-Pierre Moranne
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Original Assignee
Chausson Usines SA
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Publication date
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Description

SOCIETE ANONYME DES USINES CHATJSSON 76/20
Verfahren zur Herstellung von Wärmeaustaueehern mit Rohrplatten \ud Wasserkästen aus Kunststoff.
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur
Herstellung von Wärmeaustauschern, insbesondere von Heiz- oder Kühl-Strahlkörpern für Fahrzeuge.
Die Erfindung betrifft von diesen Apparaten solche mit Rohrplatten und Wasserkästen aus in der Form geformtem Kunststoff» deren Vereinigung durch ein Verfahren zur Verschweißung durch Erschütterung, insbesondere durch Ultraschall, ohne Zwischenschaltung von Dichtungen zwischen dem Wasserkasten und der entsprechenden Rohrplatte erfolgt. Obwohl diese Verfahren zur Verschweissung durch Ultraschall gut bekannt sind, hat eich gezeigt, daß es in der obigen Technik schwierig ist, vollständig dichte geschweißte Verbindungsstellen zu erhalten und gleichzeitig einen Hohlkörper herzustellen, welcher einen Innendruck von mehreren Bar aushalten kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Wärmeaustauschern, insbesondere von Strahlkörpern mit einem metallischen Rohrbündel und metallischen Strahlgliedern, bei welchem die Rohre in von Wasserkästen überdeckte Rohrplatten münden, ist de·,durch gekennzeichnet, daß man die Rohrplatten und die Wasserkästen aus in der Form geformtem Kunststoff so herstellt, daß dia Rohrplatten Rohrdurchlässe aufweisen, wobei zusätzliche Anlagegliedcr zwischen jeder Rohrplatte und jedem Wasserkasten sowie Zwischenstücke vorgesehen sind, welche eich von dem einen zu dem anderen Teil wenigstens zwischen gewissen Rohrdurchlässen erstrecken, wobei die Ver-
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einigung der Rohrplatten mit den \/asserkästen durch eine Verschweißung durch Ultraschall o.dgl. erfolgt, wodurch gleichzeitig die Anlageglieder und die Zwischenstücke vereinigt werden.
Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispiclshalber erläutert.
Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Wärmeaustauschers unter Wegbrechung von Teilen.
Fig. 2 int eino auseinandergezogene geschnittene Seitonansicht, welche ein besonderes Merkmal der Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist ein aus einandergezogener Schnitt, welcher ein Merkmal der Erfindung zeigt.
Fig. 4 ist ein auseinandergezogener Schnitt, welcher ein anderes Merkmal der Erfindung zeigt.
Fig. 5 ist ein Querschnitt einer Ausführungsabwandlung des in Fig. 4 dargestellten Merkmals.
Fig. 6 bis 8 sind in Richtung der Linie VI-VI der Fig. 2 gesehene Ansichten, welche mehrere mögliche Anordnungen zeigen.
Der in Fig. 1 dargestellte Wärmeaustauscher kann insbesondere einen Heizkörper für Fahrzeuge bilden und weist Umlaufrohre 1 auf, welche in Rippen 2 oder andere Strahlglieder eingesetzt sind. Das Ende der Rohre 1 ist ferner in Rohrplatten 3 eingeführt, welche erfindungsgemäß aus Kunstharz hergestellt sind, z.B. aus einem Polyamid oder einem unter dem Namen "Noryl" bekannten Harz.
Die Rohrplatten 3 sollen durch Ultraschall oder ein ähnliches Verfahren mit den Wasserkästen 4 verbunden und an diese angeschweißt werden, welche aus dem gleichen Werkstoff wie die Rohrplatten 3 hergestellt sind.
Wie Fig. 6 bis 8 zeigen, können die Rohre 1 in Reihen 1,, 1? ... 1 angeordnet sein, deren jede zwei, drei oder mehr Rohre aufweist.
Zur Verstärkung der durch eine Rohrplatte 3 und einen Wasserkasten 4 gebildeten Anordnung, damit sie einen hohen Innendruck aushalten kann, obwohl sie dünne Wände besitzt, sind Zwischenstücke vorgesehen, um die Rohrplatte mit dem entsprechenden Wasserkasten zu verbinden, welche die Form von Säulen 5 oder Wänden 5a (Fig. 8) haben können. Vorzugsweise sind die Zwischenstücke von der Innenfläche der W&sserkästen 4 aus gebildet, sie können jedoch auch ent-
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sprechend von den Rohrplatten 3 vorspringen.
Die Zwischenstücke werden durch Säulen gebildet, wenn keine Quer- oder Längswände vorzusehen sind, wobei sie dann zwischen den Rohren einer jeden Rohrreihe und vorzugsweise schachbrettartig zu den Rohren angeordnet werden, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt. Wenn dagegen der Strahlkörper einen Umlauf mit mehreren Durchlässen aufweisen soll, wie in Fig. 8 dargestellt, werden die Zwischenstücke durch Wände der bei 5a dargestellten Art gebildet, welche quer oder längs zwischen den Rohren liegen.
Jeder V/asserkasten weist an seinem Umfang eine Randleiste 6 auf, welche einen Wulst 7 bildet, welcher an die entsprochende Rohrplatte 3 angeschweißt werden soll. Da die Schweißung durch Ultraschall oder ein anderes ähnliches Verfahren erfolgen soll, i3t, wie in Fig. 2 dargestellt, ein Amboß 8 in Form einer Wiege mit der Randleiste 6 des Wasserkastens sowie den Zwischenstücken 5 und/oder 5a entsprechenden Stutzen 9 vorgesehen. Hierauf wird die Rohrplatte 3 auf den Wasserkasten gelegt, worauf ein Schallübertrager 10 die Ultraschallschwingungen überträgt.
Es ist wichtig, daß die Zentrierung der Rohrplatte in Bezug auf den Wasserkasten einwandfrei ist, und das gleiche gilt hinsichtlich der Zwischenstücke, unabhängig davon, ob sie durch Säulen 5 oder Wände 5a gebildet werden.
Zur Erzielung der Zentrierung der Rohrplatte gegenüber dem Wasserkasten erhält die Rohrplatte eine solche Form, daß sie eine Umfangsrippe 11 aufweist, deren Seiten 11a vorzugsweise etvas schräg liegen (Fig.2). Ferner ist eine Nat 12 auf der Innenseite der Rippe 11 vorgesehen, und die der Rippe 11 abgewandte Seite der Nut 12 ist in der bei 13 daxgestellten Weise geneigt, z.B. um einen Winkel von 3 bis 5°.
Der Wasserkasten 4 besitzt gegenüber der Rippe 11 eine tiefe Nut 14, welche schmäler als die Rippe 11 ist, wobei sich die Seiten der Nut 14 in der bei 14g und 14b dargestellten Weise erweitern, wobei sie einen etwa dem Winkel entsprechenden Winkel bilden. Die Seiten 14a und 14b führen zu Randleisten 15a und 15b, welche der Höhe nach um eine Strecke h gegeneinander versetzt sind. Bine zweite, breitere Nut 16 geht dann von den Randleisten 14a, 15b aus, deren Seiten sich ebenfalls erweitern, so daß die Mündung die ser zweiten Nut 16 größer als die Breite des Scheitels der Rippe 11
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ist. Schließlich mündet oine dritte Nut 17 in die zweite Nut 16, wobei die Ränder 18a, 18b dieser dritten Nut sehr schräg liegen, z.B. unter 45 · Hierdurch entstehen treppenförinige Nuten.
Wie in Fig. 3 dargestellt, wird, wenn der Schallübertrager 10 Ultraschallucbwingungen auf die Rohrplatte überträgt, die Rippe 11 allmählich in die obigen treppenförmigen Nuten eingeführt, die Luft, welche hierbei in der Nut 14 zusammengedrückt würde, kann jedoch gemäß dem Pfeil f. entweichen, und die in der Nut 12 zusammengedrückte luft kann gemäß dem Pfeil f„ nach Maßgabe der Verschweißung der Seiten 11a der Rippe 11 entweichen. Man erhält so eine Verbindungsstelle ohne jede Porosität.
Um die Säulen zu verschweißen und wiederum zu verhindern, daß die Schweißstelle porös ist, werden die Säulen in Form einer Hülse ausgebildet, welche an ihrem Ende einen Zentrierabsatz aufweist, wie in Fig. 4 dargestellt, und auf einer Seite dieser Hülse ist über einen Teil ihrer Höhe eine Nut gebildet. Ferner geht von der Rohrplatte 3 ein Kranz 20 aus, dessen Innendurchmesser etwas kleiner als der Außendurchmesser der Säule 5 ist und dem Absatz derselben entspricht. Im Augenblick der Verschweißung gelangt die Säule in das Innere des Kranzes 20, so daß ihr Rand an diesen Kranz angeschweißt wird, die Luft kann jedoch gemäß dem Pfeil f., entweichen.
Fig. 5 zeigt eine geringe AusführungsabWandlung, gemäß welcher die Nut 19 durch eine Abflachung 21 ersetzt ist.
Wenn die Zwischenstücke durch Wände 5a gebildet werden, kann man beliebig die unter Bezugnahme auf Fig. 3 oder Fig. 4 und beschriebenen Mittel anwenden.
Zur Herstellung des Strahlkörpere der Fig. 1 formt man getrennt die Rohrplatten und die Wasserkästen, worauf man diese in der oben erläuterten Weise durch Verschweißung vereinigt. Ferner werden Rohre 1 in die Rippen 2 eingesetzt, worauf nan die Rohre in den Rippen 2 aufweitet, oder man lötet die Rohre und die Rippen weich oder hart zusammen, worauf man nachgiebige Dichtungen in die Rohrdurchlässe der Sammelplatten einsetzt und die Enden der Rohre in diese Dichtungen einpreßt.
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Claims (8)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    {\y Verfahren zur Herstellung von Wärmeaustauschern, insbesondere solchen mit Rohrbündeln und Strahlgliedorn aus Metall, wobei die Rohre in von Ytesserkästen überdeckte Rohrplatten münden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Rohrplatten (5) und die Wasserkästen (4) aus einem in der Form geformten Kunststoff so herstellt, daß die Rohrplatten llohrdurchlässe (1>, 12) aufweisen, wobei komplementäre Anlageorgane (7, 11) zwischen jeder Rohrplatte und jedem Wasserkaeten sowie Zwischenstücke (5) vorgesehen sind, welche sich von dem einen zu dem anderen Teil wenigstens zwischen gewissen Rohrdurchlässen erstrecken, wobei die Verbindung zwischen den Rohrplatten und den Viasserkästen durch eine Schweißung durch Ultraschall oder ein entsprechendes Verfahren hergestellt wird, welches gleichzeitig die Anlageorgane (7, 11) und die Zwischenstücke (5) vereinigt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageorgane und die Zwischenstücke Leckwege (Hb, 15b - 19) für den Austritt der während des Schweißvorgangs zusammengedrückten Luft aufweisen.
  3. 3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlageorgane so geformt sind, daß die Schwcissung längs der Seiten (11a) von von den zu vereinigenden Abschnitten dieser Anlageorgane gebildeten Rippen (11) und Nuten (H) erfolgt.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrplatten an ihrem Umfang eine Rippe (11) mit schrägen Rändern (11a) bilden, welche auf ihrer Innenseite von einer sich erveiternden Nut (12) eingefaßt wird, wobei der Vaeserkasten einen Wulst (7) aufweist, von dessen Basis treppenförmige Nuten (H, 16, 17) mit konvergierenden Rändern ausgehen, von denen wenigstens eine gegenüber dem entsprechenden Rand der Rohrplatte versetzt ist.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenstücke (5) durch Säulen gebildet werden, welche von der Innenwand des Wasserkastens (4) ausgehen und so angeordnet sind, daß sie sich gegen die Rohrplatte (3) zwischen den Rohrdurchlässen derselben legen.
  6. 6· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulen an ihrer Seitenwand eine
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    Λ.
    Nut, einen Einschnitt oder eine Abflachung (19) aufweisen, welche sich wenigstens über einen Teil der Hohe der Säule erstreckt und einen Leckdurchlaß mit der Innenwand, eines Kranzes (20) bildet, welcher an der Rohrplatte (3) ausgebildet ist, und mit welchem die Säule verschweißt wird.
  7. 7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß daß Zwischenstück durch eine Wand (5a) gebildet wird, welche innerhalb des Wasserkastens in der Queroder Längsrichtung gebildet ist, um mit einer Anlagefläche der Rohrplatte zwischen den Rohrdurchläsöen zusammenzuwirken, wobei ein Leckweg für die Luft zwischen dieser V/and und der Anlagefläche vorgesehen ist.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Vornahme der Schweißung den Wacserkasten (4) von einer Wiege (8) tragen läßt, welche Stützen (6, 9) für ihren Umfangsrand und für die Zwischenstücke aufweist, wenn die Rohrplatte (3) den die Schweißung erzeugenden Erschütterungen ausgesetzt wird.
    S09R 1 ft /0836
DE19772747789 1976-11-02 1977-10-25 Verfahren zur herstellung von waermeaustauschern mit rohrplatten und wasserkaesten aus kunststoff Granted DE2747789A1 (de)

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