DE9107174U1 - Water tank for a heat exchanger - Google Patents
Water tank for a heat exchangerInfo
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Dipl.-lng. W. Ja-1 lieh & PartnerDipl.-lng. W. Ja- 1 lieh & Partner
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Mauserstr. 3 91-B-25Mauserstrasse 3 91-B-25
7000 Stuttgart 30 10· Juni 1991 7000 Stuttgart 30 10 · June 1991
Wasserkasten für einen WärmetauscherWater tank for a heat exchanger
Die Erfindung betrifft einen Wasserkasten für einen Wärmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a water tank for a heat exchanger according to the preamble of claim 1.
Ein derartiger aus einem haubenartigen Grundkörper bestehender Wasserkasten wird mittels Reibschweißen durch einen Rohrboden flüssigkeitsdicht verschlossen, wobei der Rohrboden gleichzeitig als Anschlußkörper für das Rohrbündel des Wärmetauschers dient. Die im Grundkörper angeordneten Trennwände zur Bildung unterschiedlicher Kammern im Wasserkasten werden fest auf im Rohrboden ausgebildete Befestigungsleisten aufgedrückt, wobei die an der Befestigungsleiste anliegende Längskante der Trennwand ebenfalls eine Schweißverbindung mit dem Rohrboden eingeht. Dieses Zusammenfügen mittels Reibschweißen ist an sich zufriedenstellend, wenn insbesondere bei quer zur Amplitude des Schweißvorgangs liegender Trennwand - die Trennwand ausreichend dick und damit steif ausgeführt ist. Zur Erzielung einer Schweißverbindung muß sichergestellt sein, daß das Material der Trennwand zuverlässig erweicht. Bei sehr dick ausgeführter Trennwand wird hierzu eine große Reibschweißenergie aufgebracht, wobei die Gefahr besteht, daß Teilbereiche der Längskante der Trennwand bereits stark verflüssigen und als Schweißaustrieb in die Kammern eintreten, während andere Teilbereiche derSuch a water tank consisting of a hood-like base body is sealed liquid-tight by means of friction welding through a tube sheet, whereby the tube sheet simultaneously serves as a connecting body for the tube bundle of the heat exchanger. The partitions arranged in the base body to form different chambers in the water tank are pressed firmly onto fastening strips formed in the tube sheet, whereby the longitudinal edge of the partition adjacent to the fastening strip also forms a welded connection with the tube sheet. This joining by means of friction welding is satisfactory in itself if the partition is sufficiently thick and thus rigid, particularly in the case of a partition lying transversely to the amplitude of the welding process. To achieve a welded connection, it must be ensured that the material of the partition softens reliably. If the partition wall is very thick, a large amount of friction welding energy is applied, with the risk that parts of the longitudinal edge of the partition wall will already be liquefied and enter the chambers as weld exudates, while other parts of the
Längskante zum Verschweißen noch nicht ausreichend erweicht sind. Über die Länge der Trennwand ergibt sich somit nur
eine zufällige bereichsweise Verschweißung, was an sich zur Flüssigkeitstrennung der Kammern untereinander ausreichend
ist, bei auftretenden Druckunterschieden aber zu einem teilweisen Ausweichen der Trennwand und damit zu einem Kurzschluß
im Flüssigkeitskreislauf führt. Derartige Wasserkästen sind aber unbrauchbar und müssen vernichtet werden. Bei
der Produktion von Wasserkästen mit auf dem Grundkörper
durch Reibschweißen befestigtem Rohrboden ergibt sich daher ein unvermeidbarer Ausschuß. Auch tritt bei funktionssicher
verschweißter Trennwand ein erheblicher Schweißaustrieb im
Bereich der Schweißnähte auf, was unerwünscht ist.Longitudinal edge has not yet softened sufficiently for welding. Over the length of the partition wall, therefore, only
a random welding in certain areas, which in itself is sufficient for the liquid separation of the chambers from each other
However, when pressure differences occur, this leads to a partial deflection of the partition wall and thus to a short circuit in the liquid circuit. Such water boxes are unusable and must be destroyed. When producing water boxes with
Therefore, a tube sheet secured by friction welding results in unavoidable rejects. Even with a reliably welded partition, a considerable amount of welding is produced in the
area of the welds, which is undesirable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wasserkasten der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß die
Trennwand mittels Reibschweißen zuverlässig fest mit dem
Rohrboden verbunden werden kann.The invention is based on the object of developing a water tank of the generic type in such a way that the
Partition wall securely attached to the
tube sheet can be connected.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.This object is achieved according to the invention according to the characterizing features of claim 1.
Durch die zapfenartigen Erhebungen werden Schweißnocken gebildet,
die über die Längskante der Trennwand an definierten Stellen Schweißpunkte darstellen, so daß die nicht mit dem
Rohrboden verschweißten Abschnitte der Trennwand nicht größer sein können als der Abstand benachbarter Erhebungen.
Beim Reibschweißvorgang werden die geringen Massen der zapfenartigen Erhebungen sicher verflüssigt und verlaufen im
wesentlichen in Längsrichtung der Trennwandlängskante. Es
erfolgt daher im wesentlichen eine punktuelle Verschweißung der Trennwand mit dem Rohrboden, bei der kaum Schweißaus-The pin-like elevations form welding cams, which represent welding points at defined locations along the longitudinal edge of the partition wall, so that the
The sections of the partition welded to the tube sheet cannot be larger than the distance between adjacent elevations.
During the friction welding process, the small masses of the peg-like elevations are safely liquefied and run in the
essentially in the longitudinal direction of the partition wall edge.
Therefore, the partition wall is essentially welded to the tube sheet at specific points, with hardly any welding
trieb auftritt. Die Verbindung kann im übertragenen Sinne als "leichte" Reibschweißverbindung von Trennwand und Boden bezeichnet werden. Die nicht verschweißten Abschnitte der Längskante sind auf jeden Fall nicht größer als der Abstand benachbarter zapfenartiger Erhebungen, wobei der Abstand so gewählt ist, daß der unverschweißte Trennwandabschnitt so steif ist, daß er der erforderlichen Druckbelastung standhält und nicht ausweicht. Die bei einem geforderten Prüfdruck weitgehend flüssigkeitsdichte Trennung der Kammern ist daher mit hoher Sicherheit erzielbar, so daß aufgrund der konstruktiven Ausbildung der Längskante der Trennwand der Ausschuß in einer laufenden Produktion minimiert ist.drive occurs. The connection can be described in a figurative sense as a "light" friction weld connection between the partition wall and the floor. The non-welded sections of the longitudinal edge are in any case no larger than the distance between adjacent peg-like elevations, whereby the distance is chosen so that the non-welded section of the partition wall is so rigid that it can withstand the required pressure load and does not give way. The largely liquid-tight separation of the chambers at a required test pressure can therefore be achieved with a high degree of reliability, so that due to the structural design of the longitudinal edge of the partition wall, the waste in ongoing production is minimized.
Vorteilhaft sind die zapfenförmigen Erhebungen, also die Schweißnocken durch die freien Enden von in der Trennwand integrierten Versteifungen gebildet. Die Versteifungen erstrecken sich insbesondere als zylinderförmige Stäbe über die ganze Höhe der Trennwand, so daß die Trennwand selbst zur Einsparung von Material in Richtung auf ihre Längskante schmal zulaufend ausgebildet werden kann. Da aufgrund der konstruktiven Ausbildung mit hoher Sicherheit eine Verschweißung der freien Enden der Versteifungen am Rohrboden gewährleistet ist, sind die zwischen den Versteifungen liegenden schwächeren Abschnitte der Trennwand lagefixiert und können auch bei hohem Prüfdruck nicht ausweichen.The pin-shaped elevations, i.e. the welding cams, are advantageously formed by the free ends of the stiffeners integrated into the partition. The stiffeners extend in particular as cylindrical rods over the entire height of the partition, so that the partition itself can be designed to taper towards its long edge in order to save material. Since the structural design ensures that the free ends of the stiffeners are welded to the tube sheet with a high degree of reliability, the weaker sections of the partition between the stiffeners are fixed in position and cannot move even at high test pressure.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:Further features of the invention emerge from the further claims, the description and the drawing, in which an embodiment of the invention is shown, described in detail below. They show:
Fig. 1 eine Ansicht eines Wärmetauschers,Fig. 1 is a view of a heat exchanger,
Fig. 2 eine Seitenansicht des Wärmetauschers nach Fig. 1,Fig. 2 is a side view of the heat exchanger according to Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf den Wärmetauscher nach Fig. 1,Fig. 3 is a plan view of the heat exchanger according to Fig. 1,
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Innenseite des haubenförmigen Grundkörpers eines Wasserkastens des Wärmetauschers nach Fig. 1,Fig. 4 a plan view of the inside of the hood-shaped base body of a water tank of the heat exchanger according to Fig. 1,
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Rohrboden des Wasserkastens nach Fig. 4 von der Seite der Rohrbündel gesehen,Fig. 5 is a plan view of a tube sheet of the water box according to Fig. 4, seen from the side of the tube bundles,
Fig. 6 eine Seitenansicht des Rohrbodens nach Fig. 5, teilweise geschnitten,Fig. 6 is a side view of the tube sheet according to Fig. 5, partially sectioned,
Fig. 7 eine Draufsicht auf die dem Grundkörper des Wasserkastens nach Fig. 4 zugewandte Seite des Rohrbodens,Fig. 7 is a plan view of the side of the tube sheet facing the base body of the water box according to Fig. 4,
Fig. 8 in vergrößerter Darstellung einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 4,Fig. 8 shows an enlarged view of a section along the line A-A in Fig. 4,
Fig. 9 in vergrößerter Darstellung eine Draufsicht auf eine auf der Längskante der Trennwand angeordnete zylindrische Erhebung.Fig. 9 shows an enlarged plan view of a cylindrical elevation arranged on the longitudinal edge of the partition wall.
Der in Fig. 1 dargestellte Wärmetauscher hat einen oberen Wasserkasten 1, einen unteren Wasserkasten 2 und ein zwischen den Wasserkästen angeordnetes Rohrbündel 3 mit Lamellen 4 zur Vergrößerung der Wärmeaustauschfläche.The heat exchanger shown in Fig. 1 has an upper water tank 1, a lower water tank 2 and a tube bundle 3 with fins 4 arranged between the water tanks to increase the heat exchange surface.
Jeder Wasserkasten 1, 2 besteht im wesentlichen aus einem haubenförmigen Grundkörper 5 bzw. 6, der durch einen Rohrboden 7 bzw. 8 verschlossen ist. Der Rohrboden 7 bzw. 8 dient gleichzeitig zur Halterung des zwischen den Wasserkästen 1, 2 angeordneten Rohrbündels 3.Each water box 1, 2 essentially consists of a hood-shaped base body 5 or 6, which is closed by a tube plate 7 or 8. The tube plate 7 or 8 simultaneously serves to hold the tube bundle 3 arranged between the water boxes 1, 2.
Im folgenden ist die Erfindung anhand einer detaillierten Beschreibung des Wasserkastens 1 erläutert; entsprechend ist der Wasserkasten 2 ausgebildet.The invention is explained below with reference to a detailed description of the water tank 1; the water tank 2 is designed accordingly.
Der in Fig. 4 dargestellte haubenförmige Grundkörper 5 des Wasserkastens 1 hat in Draufsicht im wesentlichen rechteckige Grundform. Eine sich über die ganze Länge des Grundkörpers 5 erstreckende Trennwand 10 teilt eine Kammer 11 ab; auf der der Kammer 11 abgewandten Seite der Trennwand 10 ist etwa mittig eine quer zur Längsrichtung verlaufende Trennwand 12 vorgesehen, durch die zwei in Längsrichtung hintereinander liegende Kammern 13 und 14 abgeteilt sind. Durch die Trennwände 10 und 12 ist der Gesamtinnenraum des haubenf örmigen Grundkörpers 5 somit in drei Kammern 11, 13 und 14 aufgeteilt. Jeder Kammer ist ein Zu- bzw. Abflußstutzen 9a, 9b und 9c zugeordnet, wie insbesondere in Fig. 1 und dargestellt ist.The hood-shaped base body 5 of the water tank 1 shown in Fig. 4 has a substantially rectangular basic shape in plan view. A partition wall 10 extending over the entire length of the base body 5 divides off a chamber 11; on the side of the partition wall 10 facing away from the chamber 11, a partition wall 12 is provided approximately in the middle, running transversely to the longitudinal direction, by which two chambers 13 and 14 lying one behind the other in the longitudinal direction are divided. The entire interior of the hood-shaped base body 5 is thus divided into three chambers 11, 13 and 14 by the partition walls 10 and 12. Each chamber is assigned an inlet or outlet connection 9a, 9b and 9c, as shown in particular in Fig. 1 and 2.
Die Stirnseite des Randes 15 des Grundkörpers 5 weist einen erhabenen Verbindungssteg 16 auf, der etwa mittig auf der Stirnseite des Randes 15 liegt und längs des Randes 15 in sich geschlossen umläuft. Der Verbindungssteg 16 hat über den Umfang des Randes gleichbleibende Höhe und Breite u.The front side of the edge 15 of the base body 5 has a raised connecting web 16, which is located approximately in the middle of the front side of the edge 15 and runs along the edge 15 in a closed manner. The connecting web 16 has a constant height and width over the circumference of the edge.
Der Grundkörper 5 ist zusammen mit den Trennwänden 10, 12 und dem Verbindungssteg 16 einteilig aus einem reibschweißfähigen Material, vorzugsweise Kunststoff einteilig gefertigt. The base body 5, together with the partition walls 10, 12 and the connecting web 16, is made in one piece from a friction-weldable material, preferably plastic.
Der haubenförmige Grundkörper 5 des Wasserkastens 1 ist durch den in den Fig. 5 bis 7 dargestellten Rohrboden 7 flüssigkeitsdicht verschlossen. Hierzu weist der Rohrboden auf seiner dem Grundkörper 5 zugewandten Seite einen U-förmigen Aufnahmerand 17 auf, dessen sich in Längsrichtung erstreckende Längsseiten 17a eine Breite &ngr; haben, die etwa der Breite u des umlaufenden Verbindungssteges entspricht. Der Rohrboden ist so am Grundkörper 5 quer zur Längsrichtung weitgehend spielfrei gehalten. Die Querseiten 17b des U-förmigen Aufnahmerandes 17 sind in ihrer Breite w breiter als der Verbindungssteg 16 ausgebildet, so daß dieser in Längsrichtung des Rohrbodens mit Spiel in den Querseiten 17b des U-förmigen Aufnahmerandes 17 liegt. Durch diese Ausbildung ist es möglich, nach dem Aufsetzen des Rohrbodens 7 in Längsrichtung des Rohrbodens 7 eine hochfrequente Schwingung aufzubringen, um ein Reibverschweißen des Verbindungssteges 16 mit dem Boden 19 des U-förmigen Aufnahmerandes 17 zu erzielen. Während des Reibschweißvorganges bewegt sich der Rohrboden in Richtung des Doppelpfeils 18 relativ zum Grundkörper 5 .The hood-shaped base body 5 of the water tank 1 is sealed in a liquid-tight manner by the tube base 7 shown in Figs. 5 to 7. For this purpose, the tube base has a U-shaped receiving edge 17 on its side facing the base body 5, the longitudinal sides 17a of which, extending in the longitudinal direction, have a width v that corresponds approximately to the width u of the surrounding connecting web. The tube base is thus held largely free of play on the base body 5 transversely to the longitudinal direction. The transverse sides 17b of the U-shaped receiving edge 17 are wider in width w than the connecting web 16, so that the latter lies with play in the longitudinal direction of the tube base in the transverse sides 17b of the U-shaped receiving edge 17. This design makes it possible to apply a high-frequency vibration in the longitudinal direction of the tube sheet 7 after the tube sheet 7 has been placed in place in order to achieve friction welding of the connecting web 16 with the base 19 of the U-shaped receiving edge 17. During the friction welding process, the tube sheet moves in the direction of the double arrow 18 relative to the base body 5.
Wie die Fig. 5 bis 7 zeigen, sind im Rohrboden Anschlußstutzen 20 für die einzelnen Rohre 14 (Fig. 1) des Rohrbündel-Wärmetauschers ausgebildet. Die Anschlußstutzen 20 liegen mit ihrem Anschlußende 21 vom Grundkörper 5 abgewandt, also dem Rohrbündel 3 zugewandt. Dabei sind im Rohrboden 7 mehrere Reihen Anschlußstutzen angeordnet, wobei zur ErzielungAs shown in Fig. 5 to 7, connecting pieces 20 for the individual tubes 14 (Fig. 1) of the tube bundle heat exchanger are formed in the tube sheet. The connecting pieces 20 are located with their connection end 21 facing away from the base body 5, i.e. facing the tube bundle 3. Several rows of connecting pieces are arranged in the tube sheet 7, whereby
einer gedrängten Bauweise die Anschlußstutzen der einen Reihe versetzt zu den Anschlußstutzen der benachbarten Reihe liegen.In a compact design, the connecting pieces of one row are offset from the connecting pieces of the adjacent row.
Die Zulaufenden 22 der Anschlußstutzen 20 ragen auf der Seite des Grundkörpers 5 über die Rohrbodenebene hinaus, wobei eine in Längsrichtung liegende Befestigungsleiste 25 für die Trennwand wellenförmig von der einen Querseite 17b des Aufnahmerandes bis zur anderen Querseite 17b verläuft. Eine der Quertrennwand 12 zugeordnete Befestigungsleiste 26 verläuft etwa mittig lotrecht zur Längsmittelachse des Rohrbodens 7 und erstreckt sich von der Trennwand 10 bis zur Längsseite 17a des Aufnahmerandes 17.The inlet ends 22 of the connecting pieces 20 protrude beyond the tube sheet plane on the side of the base body 5, with a fastening strip 25 for the partition wall lying in the longitudinal direction running in a wave-like manner from one transverse side 17b of the receiving edge to the other transverse side 17b. A fastening strip 26 assigned to the transverse partition wall 12 runs approximately centrally perpendicular to the longitudinal center axis of the tube sheet 7 and extends from the partition wall 10 to the longitudinal side 17a of the receiving edge 17.
Wie sich aus Fig. 6 ergibt, liegen die Befestigungsleisten 25 und 26 mit ihrer den Trennwänden 10 und 12 zugewandten Stirnseite um ein Maß s höher als die dem Verbindungssteg 16 zugewandte Stirnseite des Bodens 19 des Aufnahmerandes 17.As can be seen from Fig. 6, the fastening strips 25 and 26 are located with their front side facing the partition walls 10 and 12 higher by a dimension s than the front side of the base 19 of the receiving edge 17 facing the connecting web 16.
Der Rohrboden 7 mit den Anschlußstutzen 20, dem U-förmigenThe tube sheet 7 with the connecting pieces 20, the U-shaped
Aufnahmerand 17 und den Befestigungsleisten 25, 26 ist ausReceiving edge 17 and the fastening strips 25, 26 is made of
einem reibschweißfähigen Material, insbesondere Kunststoff, einteilig gefertigt.a friction-weldable material, especially plastic, made in one piece.
Auf der dem Rohrboden 7 zugewandten Stirnseite 30 der Trennwände 10 und 12 sind Erhebungen 40 angeordnet, die vorzugsweise breiter als die Dicke d der Trennwand in Höhe der Längskante 30 sind und als Schweißnocken dienen. Die Erhebungen 40 liegen in Längsrichtung der Trennwand 10 bzw. der Trennwand 12 in einer Reihe mit frei wählbarem, insbesondere auch unterschiedlichem Abstand hintereinander und ragen über eine gedachte Teilungsebene T-T (Fig. 8) zwischen TrennwandOn the end face 30 of the partition walls 10 and 12 facing the tube sheet 7, elevations 40 are arranged, which are preferably wider than the thickness d of the partition wall at the height of the longitudinal edge 30 and serve as welding cams. The elevations 40 are located in the longitudinal direction of the partition wall 10 or the partition wall 12 in a row with a freely selectable, in particular different, distance one behind the other and protrude over an imaginary dividing plane T-T (Fig. 8) between the partition wall
10 bzw. Grundkörper 5 und Rohrboden 7. Die Erhebungen liegen in Längsrichtung zum Beispiel der Trennwand 10 vorzugsweise mit äquidistantem Abstand a (Fig. 4) zueinander und sind insbesondere - in Draufsicht gemäß Fig. 9 - zylindrisch ausgebildet. Die Längskante 30 der Trennwand 10 ist zwischen den Schweißnocken bildenden Erhebungen 40 in Richtung ihrer Dicke d flach bzw. eben ausgebildet.10 or base body 5 and tube sheet 7. The elevations are located in the longitudinal direction of, for example, the partition wall 10, preferably at an equidistant distance a (Fig. 4) from one another and are in particular - in plan view according to Fig. 9 - cylindrical. The longitudinal edge 30 of the partition wall 10 is flat or level in the direction of its thickness d between the elevations 40 forming welding cams.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Erhebungen 40 jeweils durch das Ende einer in die Trennwand integrierten Versteifung 41 gebildet, wobei sich die Versteifung 41 lotrecht zur Trennwand 10 vom Fuße der Trennwand bis über die Längskante 30 hinaus erstreckt. Die Versteifung hat vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt, ist also zylindrisch ausgebildet. Es kann vorteilhaft sein, die Versteifung 41, ausgehend vom Fuße der Trennwand aus, in Richtung auf die Erhebung 40 mit einem Winkel 42 leicht konisch verjüngt auszubilden .In the embodiment shown, the elevations 40 are each formed by the end of a stiffener 41 integrated into the partition wall, with the stiffener 41 extending perpendicularly to the partition wall 10 from the base of the partition wall to beyond the longitudinal edge 30. The stiffener preferably has a circular cross-section, i.e. is cylindrical. It can be advantageous to form the stiffener 41, starting from the base of the partition wall, in the direction of the elevation 40 with an angle 42 that tapers slightly conically.
Zum Zwecke der Materialersparnis ist die Trennwand 10 in Richtung auf ihre am Rohrboden 7 festzulegende Längskante 30 schmaler werdend ausgebildet. Die Trennwand 10 verjüngt sich dabei unter einem Winkel 31, wobei der Verjüngungswinkel 31 der Trennwand 10 vorzugsweise identisch dem Verjüngungswinkel 42 der Versteifung 41 ist.In order to save material, the partition wall 10 is designed to become narrower in the direction of its longitudinal edge 30 to be fixed to the tube base 7. The partition wall 10 tapers at an angle 31, whereby the taper angle 31 of the partition wall 10 is preferably identical to the taper angle 42 of the stiffener 41.
Wie Fig. 8 zeigt, reichen die auf der Längskante 30 ausgebildeten Erhebungen 40 bis etwa auf halbe Höhe des Verbindungssteges 16; in Draufsicht gemäß Fig. 9 liegt die Erhebung 40 genau symmetrisch zur Längsmittellinie 32 der Trennwand 10.As shown in Fig. 8, the elevations 40 formed on the longitudinal edge 30 extend to approximately half the height of the connecting web 16; in the plan view according to Fig. 9, the elevation 40 is exactly symmetrical to the longitudinal center line 32 of the partition wall 10.
&udigr;\&udigr;\
Die Trennwand 10 verläuft in ihrer Längsrichtung aufgrund der engen Anordnung der Zulaufenden 22 im Rohrboden 7 entsprechend dem Verlauf der Befestigungsleiste 25 wellenförmig, wobei die Versteifungen vorzugsweise jeweils im Scheitelpunkt 33 einer Welle angeordnet sind.Due to the close arrangement of the inlets 22 in the tube sheet 7, the partition wall 10 runs in a wave-like manner in its longitudinal direction in accordance with the course of the fastening strip 25, with the stiffeners preferably being arranged in the apex 33 of a wave.
Die Höhe H der zapfenförmigen Erhebung 40, der Durchmesser D sowie der Abstand a der Erhebungen 40 zueinander sind so ausgelegt/ daß bei der Befestigung der Trennwand am Rohrboden kein übermäßig hoher Schweißaustrieb entsteht.The height H of the peg-shaped elevation 40, the diameter D and the distance a between the elevations 40 are designed in such a way that no excessive welding protrusion occurs when the partition wall is attached to the tube sheet.
Nach Aufsetzen des Rohrbodens 7 auf den Grundkörper 5 werden die Teile durch Schwingungserregung gemäß Doppelpfeil 18 in ihrer Längsrichtung relativ zueinander hochfrequent bewegt, wodurch der Verbindungssteg 16 mit dem Boden 19 des U-förmigen Aufnahmerandes 17 flüssigkeitsdicht verschweißt und die als Schweißnocken dienenden zapfenförmigen Erhebungen 40 eine etwa punktförmige Verschweißung der Längskante 30 der Trennwand 10 bzw. 12 auf den zugeordneten Befestigungsleisten 25, 26 im Rohrboden 7 gewährleisten. Aufgrund des gewählten Übermaßes &zgr; ist sichergestellt, daß die Längskante 30 der Trennwand 10 fest auf die Befestigungsleiste 25 angedrückt wird, so daß ein weitgehend flüssigkeitsdichter Abschluß erzielt ist. Auch bei hohen Druckunterschieden zwischen den Kammern 11, 13 und 14 ist ein Ausweichen der Trennwand 10 bzw. 12 mit hoher Sicherheit vermieden, da durch die gezielte punktförmige Verschweißung die Längskante 30 der Trennwand in vorzugsweise äquidistanten Abständen die Trennwand eine hohe Steifigkeit hat. Da die Erhebungen durch die freien Enden der in der Trennwand integrierten Versteifungen 41 gebildet sind, ist die Trennwand in ihren versteiften Bereichen fest mit dem Rohrboden verschweißt. Zwi-After placing the tube sheet 7 on the base body 5, the parts are moved at high frequency in their longitudinal direction relative to one another by vibration excitation according to the double arrow 18, whereby the connecting web 16 is welded to the base 19 of the U-shaped receiving edge 17 in a liquid-tight manner and the peg-shaped elevations 40 serving as welding cams ensure an approximately point-shaped welding of the longitudinal edge 30 of the partition 10 or 12 to the associated fastening strips 25, 26 in the tube sheet 7. Due to the selected oversize ζ, it is ensured that the longitudinal edge 30 of the partition 10 is pressed firmly onto the fastening strip 25, so that a largely liquid-tight seal is achieved. Even with high pressure differences between the chambers 11, 13 and 14, the partition wall 10 or 12 is prevented from moving with a high degree of certainty, since the targeted spot welding of the longitudinal edge 30 of the partition wall at preferably equidistant intervals gives the partition wall a high degree of rigidity. Since the elevations are formed by the free ends of the stiffeners 41 integrated in the partition wall, the partition wall is firmly welded to the tube sheet in its stiffened areas. Between
01 tt'01 tt'
-loschen zwei Versteifungen 41 liegende, schwächer dimensionierte Trennwandabschnitte werden so fest gehalten und können nicht ausweichen.- delete two stiffeners 41 lying, weaker dimensioned partition wall sections are thus held firmly and cannot give way.
Die Form der zapfenförmigen Erhebungen 40 bzw. Schweißnocken muß nicht notwendigerweise im Querschnitt kreisförmig, d.h. zylindrisch sein. Es kann auch zweckmäßig sein, die zapfenförmigen Erhebungen mit von der Kreisform abweichendem Querschnitt, zum Beispiel elliptisch, auszubilden oder einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt vorzusehen .The shape of the peg-shaped elevations 40 or welding cams does not necessarily have to be circular, i.e. cylindrical, in cross-section. It can also be expedient to form the peg-shaped elevations with a cross-section that deviates from the circular shape, for example elliptical, or to provide a rectangular, in particular square, cross-section.
Claims (14)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE9107174U DE9107174U1 (en) | 1991-06-11 | 1991-06-11 | Water tank for a heat exchanger |
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