Verfahren zur Herstellung von Wärmetauschern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Her stellung von Wärmetauschern, insbesondere zur Her stellung von Wärmetauschern für Kraftfahrzeug-Küh- ler und dergleichen.
Die Herstellung derartiger Gegenstände war bis her zeitraubend und kostspielig und bedingt den Zu sammenbau einer grossen Anzahl einzelner Blech körper zusammen mit dem zum Wärmetausch dienen den Rippenmaterial, das zwischen einander benach barten Blechkörpern eingesetzt ist. Dann wird die Anordnung auf geeignete Weise zusammengesetzt, wobei die Enden der Blechkörper in geeignete Ver teiler- oder Sammelrohre eingesetzt werden. Es ist zwar verschiedentlich versucht worden, die Her stellung derartiger Einrichtungen zu vereinfachen, doch haben diese Versuche die verschiedenartigen komplexen Probleme, die bei der Herstellung dieser Einrichtungen auftreten, nur noch deutlicher auf gezeigt.
Die Erfindung bezweckt die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Vereinfachung der Her stellung solcher Wärmeaustauscher, wobei ein Wärmeaustauscher aus einem einzigen, im wesent lichen flachen Blechkörper hergestellt werden kann.
Weiters bezweckt die Erfindung die Schaffung eines wirtschaftlichen Verfahrens, das zur raschen Massenfertigung von Wärmetauschern mit abwech selnden Rippen- und Blechlagen geeignet ist und eine Vereinfachung der bisherigen komplizierten Ar beitsgänge ermöglicht, die derzeit b--i der Herstellung von Wärmetauschern für Radiatoren und dergleichen verwendet werden.
Die Erfindung ist anschliessend an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. Darin zeigt Fig. 1 in einer Draufsicht einen mit einem Muster von schweissungsverhinderndem Material versehenen Blechkörper. . Fig. 2 zeigt in einer Draufsicht eine Vorrichtung, die zum Biegen des Blechkörpers nach Fig. 1 in Schlangenlinienform verwendet werden kann, welcher Körper mit Verbindungsstegen und Rippen vereinigt wird.
Fig. 3 zeigt in einer Draufsicht eine Ausführungs form von Verbindungsstegen.
Fig. 4 erläutert in einer Draufsicht den Zusam menbau der Verbindungsstege nach Fig. 3 mit dem Blechkörper.
Fig. 5 zeigt in einer Draufsicht eine Ausführungs form einer innigen Verbindung zwischen dem auf geweiteten Blechkörper und den Rippen nach Fig. 2.
Fig. 6 zeigt in einer Draufsicht eine andere Form einer innigen Berührung zwischen dem aufgeweiteten Blechkörper und den Rippen nach Fig. 2.
Fig.7 zeigt in einer Draufsicht einen Wärme tauscher, der aus der Halte- und Verformungsein- richtung nach Fig.2 herausgenommen worden ist, nachdem die beim schlangenlinienförmigen Biegen des Blechkörpers gebildeten U-Bögen abgeschnitten worden sind.
Fig. 8 zeigt die Anordnung nach Fig.7 längs der Linie VIII-VIII gesehen.
Fig. 9 zeigt eine andere erfindungsgemässe Aus führungsform zum Offenhalten der Kanäle in den U-Bögen.
Fig. 10 zeigt einen Querschnitt nach der Linie X-X der Fig. 9.
Fig. 11 zeigt im Schaubild eine andere Aus führungsform der Erfindung zur Herstellung eines plattierten Blechkörpers, und Fig. 12 zeigt in einer Stirnansicht die geschweisste Ausführungsform nach Fig. 11 mit einem Überzug aus einer Hartlötlegierung.
Fig. 1 zeigt ein Blech 1, beispielsweise aus Alu minium, Aluminiumlegierungen, Kupfer oder Kupfer- legierungen oder aus Eisenlegierungen, vorzugsweise aus einer Legierung von folgender Zusammensetzung: 93,1/o Kupfer, 2,3319/o Eisen, Rest Zink, auf dessen reine Oberfläche ein Muster aus schweissungsver- hinderndem Material aufgebracht wird, das dem ge wünschten Muster der Kanäle in dem Blechkörper entspricht.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet ein Teil des schweissungsverhindernden Ma terials die beim nachfolgenden Biegen des Blech körpers in eine schlangenlinienförmige Gestalt in den geraden Strecken erhaltenen Kanäle 2. Diese Strecken gehen an ihren Enden in Teile 3 und 4 über, die anschliessend in dem fertigen Gebilde einen einzigen, relativ grossen Hohlraum bilden. Der sich von den gewünschten geraden Teilen des schlangen- linienförmig gebogenen Blechkörpers weg erstrek- kende Teil 4 bildet den in den U-Bögen gewünschten Hohlraum.
Der Teil 4 wird in mehrere kleinere Kanäle 5 unterteilt, um eine Unterbrechung des Drucks des Mediums während des Biegens des Blech körpers und dem folgenden Aufweitvorgang zu ver hindern. Das eine Ende des Bleches 1 ist mit einem Streifen aus schweissungsverhinderndem Material 6 versehen, der sich von dem beschriebenen Muster des schweissungsverhindernden Materials zum Rand des Bleches 1 erstreckt. Dieses Muster aus schwei- ssungsverhinderndem Material bildet schliesslich die Kanäle des aufgeweiteten Blechkörpers.
Jene Teile des Bleches 1, auf denen Streifen 2 aus schweissungsverhinderndem Material vorgesehen sind, bilden die geraden Strecken eines anschliessend gebogenen schlangenlinienförmigen Blechkörpers. Diese Strecken erstrecken sich zwischen den Stellen 7 und B. An diesen Stellen werden in einem späteren Arbeitsgang Verbindungsstege 9 montiert. In der vorliegenden Ausführungsform sind in der Längs richtung zwei Muster oder Streifen aus schweissungs- verhinderndem Material 2 vorgesehen.
Es versteht sich aber, dass der zwischen den Punkten 7 und 8 gelegene Teil der Streifen 2 zusammen mit den Streifen aus schweissungsverhindendem Material 5 so oft wie derholt werden kann, wie dies je nach der Anzahl der nach dem Biegen des Blechkörpers in Schlangen linienform erwünschten Anzahl von Biegungen er wünscht ist. Gemäss Fig. 1 kann das beschriebene Muster der Kanäle an seinen Enden mit Flächen aus schweissungsverhinderndem Material 3 bzw. 10 in Verbindung stehen. Zum leichteren Aufweiten des Blechkörpers kann die Fläche 3 ferner durch einen Streifen von schweissungsverhindemdem Ma terial 6 bis zum Rand des Bleches 1 fortgesetzt werden.
Wie vorstehend erwähnt, versteht es sich, dass beim Herstellen des Blechkörpers durch Druck schweissen zweier aufeinanderliegender Bleche, zwi schen denen schweissungsverhinderndes Material an geordnet ist, das Auftragmuster je nach den For derungen gewählt werden kann, die durch den be absichtigten Verwendungszweck des erfindungsgemäss erhaltenen fertigen Gebildes gegeben sind. Beispiels weise kann einer oder können mehrere Streifen 2 aus schweissungsverhinderndem Material vorgesehen sein, die sich in der Längsrichtung des Bleches 1 schlangenlinienförmig erstrecken.
Das Muster des schweissungsverhindernden Materials kann aber auch die Form von untereinander verbundenen Kanälen aufweisen und nach dem Verfahren hergestellt wer den, das in der USA-Patentschrift Nr. 2 690 002 ausführlicher beschrieben ist.
Eine Fläche eines zweiten Blechs wird auf die mit dem schweissungsverhindernden Material ver sehene Fläche des Bleches 1 aufgelegt. Dann werden die beiden Bleche beispielsweise durch Punktschwei ssen oder auf jede andere geeignete Weise, beispiels weise durch Helium - Lichtbogenschweissung der Blechränder, zusammengeheftet, um ein Verrutschen der einander benachbarten Flächen der übereinander liegenden Bleche während eines späteren Schweiss vorganges zu verhindern. Zur Verhinderung des Zu sammenschweissens der überzogenen Flächen wäh rend des Schweissvorganges kann jedes geeignete schweissungsverhindernde Material verwendet wer den, beispielsweise Graphit in Wasserglas.
Die zusammengesetzte Anordnung wird dann auf die Schweisstemperaturen für die oben angegebene spezielle Zusammensetzung erhitzt, beispielsweise etwa 20 Minuten lang auf eine Temperatur von 496 C. Dann wird sie durch Walzen geführt, in denen die Bleche an den einander benachbarten Flächen, die nicht durch schweissungsverhinderndes Material getrennt sind, miteinander verbunden bzw. verschweisst werden. Beim Walzen wird die zusam mengesetzte Anordnung in ihrer Dicke herabgesetzt und in der Walzrichtung gestreckt.
Die geschweisste Anordnung kann dann auf die gewünschte Stärke kaltgewalzt und dann zur Beseitigung der Kaltver- formungsspannungen geglüht werden, damit die Bild samkeit des Metalls bei dem Aufweitvorgang erhöht wird. Das so erhaltene geschweisste Gebilde stellt den Blechkörper zur Herstellung des Wärmeaus- tauschers dar.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf Blechkörper beschränkt ist, die nach dem vorstehend beispielsweise beschriebenen Verfahren hergestellt worden sind. Die Erfindung ist auch auf in anderer Weise hergestellte Blechkörper anwendbar, beispiels weise kann der Blechkörper aus einem Blechstreifen durch Falten desselben längs seiner Längsmittellinie hergestellt werden, wodurch die Seitenränder zu sammengebracht werden, die dann nach einem be liebigen bekannten Verfahren, beispielsweise durch Schweissen, Hartlöten oder dergleichen, miteinander verbunden werden.
Man kann den gefalteten Streifen auch zwischen den Seitenrändern des gefalteten Strei fens weiter punkt- oder nahtschweissen, um in dem später aufgeweiteten Gegenstand ein gewünschtes Muster von Kanälen auszubilden.
Aus einem besonderen Stück Blech, das aus dem selben oder einem anderen Material wie der Blech körper bestehen kann, wird ein Trag- und Ver bindungssteg 9 gebildet, indem das Blech mit mehreren geeignet ausgebildeten Ausnehmungen 11 ver sehen wird, mit denen der Steg auf den schlangen- linienförmigen Blechkörper aufgesetzt werden kann. Diese Ausnehmungen sind so ausgebildet, dass ihre Ränder an den Punkten 7 und 8 eine innige Be rührung zwischen den später aufgeweiteten Rohr wandungen und dem Steg herstellen.
Im allgemeinen sind an jedem Endteil 7 und 8 der zwischen den U-Bögen angeordneten geraden Strecke eines schlan- genlinienförmig gebogenen Blechkörpers zwei der artige Stege oder Kämme vorgesehen. Dies geht besser aus dem mittleren Teil der Fig. 1 hervor. Der Steg 9 wird zwischen den im Abstand voneinander angeordneten Strecken an den Enden der durch das schweissungsverhindernde Material gebildeten Kanäle angeordnet, und zwar zwischen je zwei der durch die Streifen 5 voneinander getrennten Stellen 7 und B.
Der Verbindungssteg wird dann auf eine beliebige geeignete Weise, beispielsweise mit Hilfe eines Schlit zes, in einer Schablone 12 derart angeordnet, dass die Ausnehmungen 13 des Stegs nach oben gekehrt sind. Dann wird der Blechkörper so in die Schablone 12 eingeführt, dass die Blechstrecken in die Aus- nehmungen 11 des Steges 9 gelangen, wobei eine schlangenlinienförmige Anordnung entsteht. Die Schablone hat eine Grundplatte 14 mit mehreren aufwärtsgerichteten Bolzen 15, die gegeneinander versetzt parallel angeordnet sind und um die der Blechkörper, wie vorstehend erwähnt, in Schlangen linien herumgelegt wird.
Ferner sind an der Grund platte 14 zwei aufwärtsgerichtete Anschlagplatten 16 befestigt, die an den äussersten Teilen der Strecken des gebogenen Blechkörpers angreifen, um die Ver schiebung der äussersten Strecken während ihrer Aus dehnung zu begrenzen. Es versteht sich, dass die Blechstrecken gemäss Fig.2 gerade und einander parallel sind, dass aber weitere Bolzen verwendet werden können, mit deren Hilfe die Strecken des schlangenlinienförmig angeordneten Blechkörpers 17 gegebenenfalls gewellt werden.
Nach dem Einführen des Blechkörpers 17 in die Schablone 12 wird im Bereich jedes Steges 9, in den der Blechkörper 17 vorher eingesetzt wurde, ein zweiter Verbindungs- und Tragsteg 9 auf dem Blech körper montiert. Fig.4 erläutert die Montage von zwei Stegen 9 auf einer geraden Strecke aus Blech körpern 17, die hier als die äusserste Strecke ange nommen ist. Zwei Stege 9, die im Abstand vonein ander parallel angeordnet sind, wobei die Teile 13 der Ausnehmungen 11 einander zugekehrt sind, wer den so gegeneinander bewegt, dass der Blechkörper 17 mit den Teilen 13 der Ausnehmungen 11 in Berüh rung kommt. Nach der Montage der Stege 9 werden diese vorzugsweise so bewegt, dass sie nahe bei einander liegen bzw. einander berühren.
Zwischen einander benachbarten geraden Strek- ken des schlangenlinienförmigen Blechkörpers 17 sind mehrere gewellte Rippen 18 vorgesehen. Die Rippen können aus relativ dünnem Blech bestehen, das im wesentlichen dieselbe Breite hat wie der Blechkörper und aus derselben oder einer anderen Legierung besteht wie der Blechkörper. Die Rippen können dadurch gebildet werden, dass Metallstreifen zick- zackförmig gebogen und dann zwischen einander benachbarten geraden Strecken des Blechkörpers 17 eingesetzt werden.
Es versteht sich, dass die Rippen gegebenenfalls perforiert oder in den geraden Teilen so gestanzt werden können, dass zusätzliche Durch- lässe für die Umluft geschaffen werden.
Nach dem Zusammenbau der verschiedenen Be standteile in der Schablone 12 wird über die Leitung 19 ein geeignetes Medium unter einem solchen Druck in den Blechkörper 17 eingeleitet, dass der Blech körper in dem mit dem schweissungsverhindernden Material versehenen Bereich erweitert und satt gegen die Rippen 18 gedrückt wird und dass die Wandungen der ausgeweiteten Kanäle satt in den Ausnehmungen 11 der Stege 9 sitzen.
Die Querschnittsfläche des auf diese Weise erhaltenen aufgeweiteten Blechkör pers ist nicht nur von dem Druck des eingeführten Mediums, sondern auch von dem verwendeten Muster des schweissungsverhindernden Materials und von der Festigkeit des Rippenmaterials abhängig. Wenn das Rippenmaterial beispielsweise eine solche Festigkeit hat, dass es durch den angewendeten Druck des Mediums nicht verformt wird, dann bilden die Rän der der Rippen Einkerbungen 20 in der Wandung des aufgeweiteten Blechkörpers.
Wenn das Rippen material dagegen so verformt ist, dass es durch den Druck des eingeführten Mediums verformt wird, dann nehmen die Rippen an dem mit dem aufgewei- teten Teil in Berührung stehenden Bereich eine bogenförmige Gestalt an, so dass an den geraden Strecken des Blechkörpers gekrümmte Rippen strecken 21 gebildet werden.
Nach dem Aufweiten der aus dem Blechkörper, den Rippen und den Verbindungsstegen bestehenden zusammengesetzten Anordnungen kann das auf diese Weise erhaltene Gebilde auf geeignete Weise mit einem Lötmaterial oder einer Hartlötlegierung einer beliebigen geeigneten Art überzogen werden, bei spielsweise mit Kupfer, Silber oder einer Nickel- Chrom-Legierung. Vorzugsweise wird das Lötma- terial bzw, die Hartlötlegierung jedoch vor der Ein führung in die Schablone 12 auf die Aussenseite des Blechkörpers und(oder der Rippen und der Stege aufgebracht.
Nach dem Aufweiten des Blechkörpers werden die satt aneinanderliegenden Teile in einen geeigneten Ofen eingebracht und zum Erweichen des Lötmaterials erhitzt. Die Ofentemperatur muss so hoch sein, dass das Verbindungsmaterial, beispiels weise das Lötmaterial oder die Hartlötlegierung, an der Aussenseite des mit ihm versehenen Bestand teils schmilzt und zum Fliessen kommt und die Rip pen und Verbindungsstege beispielsweise durch Hart löten mit dem Blechkörper verbindet. Die aus den vereinigten Bestandteilen bestehende Anordnung wird dann dem Ofen entnommen und abgekühlt.
Der Druck des zum Aufweiten des Blechkörpers eingeleiteten Mediums kann vor der durch die Er- hitzung bewirkten Verbindung der Bestandteile weg genommen werden. Vorzugsweise wird das Medium jedoch während des Verbindungsvorganges mittels des Ventils 22 unter Druck in dem Blechkörper eingeschlossen. Der Druck kann dann nach dem Abkühlen der Anordnung weggenommen werden. Es versteht sich ferner, dass die zusammengesetzte An ordnung gleichzeitig mit dem Aufweiten des Blech körpers auf die zum Schmelzen des Verbindungs materials erforderliche Temperatur erhitzt werden kann.
Das Verbindungsmaterial kann nicht nur aus einem Lötmaterial oder einer Hartlötlegierung, son dern auch aus Einsätzen bestehen, die an den Be rührungsstellen zwischen den verschiedenen Bestand teilen in geeigneter Weise angeordnet werden können.
Nach dem Aufweiten und Verbinden wird das aufgeweitete, innendruckentlastete Gebilde einem Schneidevorgang unterworfen, durch den die U-Bögen 23 des aufgeweiteten Blechkörpers 24 abgetrennt werden. Dies ist in Fig.7 dargestellt. Der Schneidevorgang kann durchgeführt werden, während das aufgeweitete Gebilde noch in der Scha blone 12 angeordnet oder nachdem es aus dieser entfernt ist. Die U-Bögen 23 des aufgeweiteten Gebildes können mit dem Verbindungssteg bündig abgeschnitten werden.
Vorzugsweise werden sie je doch so abgeschnitten, dass sich die parallelen Strecken 26 ein kleines Stück, etwa 0,25 mm, über die Verbindungsstege 9 hinaus erstrecken. Man er hält auf diese Weise ein mit den Kernen der üblichen Radiatoren vergleichbares Gebilde, das eine Öffnung 27 hat, die von dem Teil des schweissungsverhindern- den Materials 3 gebildet wird und in mehrere kleinere Kanäle 28 unterteilt ist, die von dem Bereich 2 des schweissungsverhindernden Materials gebildet werden.
Nach dem Schneidevorgang können an den Ver bindungsstegen 9 geeignete Anschlüsse für Sammel- oder Verteilerrohre an dem oberen und unteren Ende des erhaltenen Wärmeaustauschers vorgesehen werden.
In Fig. 9 und 10 ist ein anderes Verfahren für das Aufbringen der Streifen 5 des schweissungs- verhindernden Materials in Fig. 1 dargestellt, das dazu dient, ein Eindrücken der Kanäle in den U-Bögen des schlangenlinienförmigen Blechkörpers während des Aufweitens und damit ein Schliessen und eine Unterbrechung dieser Kanäle für das Druckmedium zu verhindern.
In dieser Ausführungs form ist das druckgeschweisste Gebilde 30 mit zwei nicht miteinander verbundenen, parallelen Längs bereichen 29 ausgebildet, in denen eingelegte bieg same Drähte 31, beispielsweise aus Messing, sich über die ganze Länge des Gegenstandes 30 er strecken, so dass beim Biegen des Gegenstandes 30 in Schlangenlinienform der Druck über die ganze Einheit wirksam wird und sich keine den Radius der U-Bögen verkleinernden Metallfalten bilden können.
Es versteht sich, dass bei Bildung des Blech körpers durch Zusammenschweissen von schwei- ssungsverhinderndes Material enthaltenden Metall streifen je nach dem gewünschten Verwendungszweck des erfindungsgemäss hergestellten Wärmeaustau- schers verschiedene Metallkombinationen verwendet werden können. Beispielsweise kann das schwei- ssungsverhindernde Material 32 zwischen zwei ein ander benachbarten Blechen 33 gleichen Materials wie Aluminium angeordnet werden, die übereinander gelegt und dann mit zwei weiteren Blechen 34 z. B. aus Aluminium plattiert werden.
Nach dem Zusam mensetzen der Bestandteile werden diese auf geeig nete Weise aneinandergeheftet, beispielsweise durch Punktschweissung, auf die Schweisstemperatur erhitzt und nach dem vorstehend an Hand der Fig. 1 er läuterten Verfahren geschweisst. Der auf diese Weise erhaltene Blechkörper 35 kann dann mit einer ge eigneten Hartlötlegierung 36 überzogen und dann wie vorstehend beschrieben in Schlangenlinienform gebogen und mit den verschiedenen anderen Be standteilen zusammengesetzt und nach dem an Hand der Fig.l bis 8 beschriebenen Verfahren aufge- weitet werden.
Method for the production of heat exchangers The invention relates to a method for the production of heat exchangers, in particular for the production of heat exchangers for motor vehicle coolers and the like.
The production of such objects has been time consuming and costly and requires the assembly of a large number of individual sheet metal bodies together with the heat exchange serving the rib material that is used between neigh disclosed sheet metal bodies. Then the arrangement is put together in a suitable manner, the ends of the sheet metal body being inserted into suitable distributor or header pipes. Various attempts have been made to simplify the manufacture of such devices, but these attempts have only made the various complex problems that arise in the manufacture of these devices even clearer.
The invention aims to provide an improved method for simplifying the manufacture of such heat exchangers, wherein a heat exchanger can be made from a single, essentially flat sheet metal body.
Another object of the invention is to create an economical process that is suitable for the rapid mass production of heat exchangers with alternating ribs and sheet metal layers and that simplifies the previous complicated work processes that are currently used in the manufacture of heat exchangers for radiators and the like will.
The invention is then described, for example, with reference to the drawing. 1 shows a top view of a sheet metal body provided with a pattern of welding-preventing material. . Fig. 2 shows a plan view of a device which can be used for bending the sheet metal body according to Fig. 1 in a serpentine shape, which body is combined with connecting webs and ribs.
Fig. 3 shows a plan view of an embodiment of connecting webs.
Fig. 4 explains in a plan view the together menbau of the connecting webs of FIG. 3 with the sheet metal body.
FIG. 5 shows a plan view of an embodiment of an intimate connection between the sheet metal body, which has been expanded, and the ribs according to FIG. 2.
FIG. 6 shows a plan view of another form of intimate contact between the expanded sheet metal body and the ribs according to FIG. 2.
FIG. 7 shows a plan view of a heat exchanger which has been removed from the holding and deforming device according to FIG. 2 after the U-bends formed during the serpentine bending of the sheet metal body have been cut off.
FIG. 8 shows the arrangement according to FIG. 7 along the line VIII-VIII.
Fig. 9 shows another embodiment according to the invention for keeping the channels open in the U-bends.
FIG. 10 shows a cross section along the line X-X in FIG. 9.
FIG. 11 shows a diagram of another embodiment of the invention for producing a clad sheet metal body, and FIG. 12 shows in an end view the welded embodiment according to FIG. 11 with a coating made of a brazing alloy.
1 shows a sheet metal 1, for example made of aluminum, aluminum alloys, copper or copper alloys or made of iron alloys, preferably made of an alloy of the following composition: 93.1 / o copper, 2.3319 / o iron, the remainder being zinc the pure surface of which is applied a pattern of welding-preventing material which corresponds to the desired pattern of the channels in the sheet metal body.
In the present embodiment, a part of the anti-welding material forms the channels 2 obtained during the subsequent bending of the sheet metal body in a serpentine shape in the straight sections. These sections merge at their ends into parts 3 and 4, which then form one in the finished structure form a single, relatively large cavity. The part 4 extending away from the desired straight parts of the serpentine bent sheet metal body forms the desired cavity in the U-bends.
The part 4 is divided into several smaller channels 5 in order to prevent an interruption of the pressure of the medium during the bending of the sheet metal body and the following expansion process. One end of the sheet 1 is provided with a strip of welding-preventing material 6 which extends from the described pattern of the welding-preventing material to the edge of the sheet 1. This pattern of welding-preventing material ultimately forms the channels of the expanded sheet metal body.
Those parts of the sheet 1 on which strips 2 of welding-preventing material are provided form the straight sections of a subsequently curved, serpentine sheet-metal body. These stretches extend between points 7 and B. At these points, connecting webs 9 are installed in a later operation. In the present embodiment, two patterns or strips of welding-preventing material 2 are provided in the longitudinal direction.
It goes without saying, however, that the part of the strips 2 located between points 7 and 8, together with the strips of welding-preventing material 5, can be repeated as often as required, depending on the number of lines desired after bending the sheet metal body in a serpentine shape of bends it is desired. According to FIG. 1, the described pattern of the channels can be connected at its ends to surfaces made of welding-preventing material 3 or 10. For easier expansion of the sheet metal body, the surface 3 can also be continued by a strip of Schweissungsverhindemdem material 6 to the edge of the sheet metal 1.
As mentioned above, it goes without saying that when manufacturing the sheet metal body by pressure welding two sheets lying on top of one another, between which welding-preventing material is arranged, the application pattern can be selected depending on the requirements resulting from the intended use of the finished product obtained according to the invention Are given. For example, one or more strips 2 of welding-preventing material can be provided which extend in a serpentine shape in the longitudinal direction of the sheet metal 1.
The pattern of the anti-welding material can also be in the form of interconnected channels and manufactured by the method described in more detail in US Pat. No. 2,690,002.
A surface of a second sheet is placed on the surface of sheet 1 provided with the anti-welding material. Then the two sheets are stapled together, for example by spot welding or in any other suitable way, for example by helium arc welding of the sheet metal edges, in order to prevent the adjacent surfaces of the sheets lying one above the other from slipping during a later welding process. To prevent the coated surfaces from being welded together during the welding process, any suitable welding-preventing material can be used, for example graphite in water glass.
The assembled arrangement is then heated to the welding temperatures for the special composition specified above, for example to a temperature of 496 C. for about 20 minutes. Then it is passed through rollers in which the sheets on the adjacent surfaces which are not covered by welding-preventing material are separated, connected to one another or welded. When rolling, the composite set arrangement is reduced in thickness and stretched in the rolling direction.
The welded arrangement can then be cold-rolled to the desired thickness and then annealed to remove the cold-deformation stresses so that the ductility of the metal is increased during the expansion process. The welded structure obtained in this way represents the sheet metal body for manufacturing the heat exchanger.
It goes without saying that the invention is not limited to sheet metal bodies which have been produced by the method described above, for example. The invention is also applicable to sheet metal bodies produced in other ways, for example, the sheet metal body can be made from a sheet metal strip by folding it along its longitudinal center line, whereby the side edges are brought together, which are then made by any known method, for example by welding, brazing or the like, are connected to each other.
You can also spot or seam weld the folded strip between the side edges of the folded strip to form a desired pattern of channels in the later expanded object.
From a special piece of sheet metal, which can consist of the same or a different material as the sheet metal body, a support and United connecting web 9 is formed by the plate with several suitably formed recesses 11 is seen ver with which the web on the serpentine sheet metal body can be placed. These recesses are designed so that their edges at points 7 and 8 produce intimate contact between the later expanded pipe walls and the web.
In general, two such webs or combs are provided on each end part 7 and 8 of the straight section of a sheet metal body bent in a serpentine shape and arranged between the U-bends. This can be seen better from the middle part of FIG. The web 9 is arranged between the distances arranged at a distance from one another at the ends of the channels formed by the anti-welding material, namely between two of the points 7 and B separated from one another by the strips 5.
The connecting web is then arranged in a template 12 in any suitable manner, for example with the aid of a slot, in such a way that the recesses 13 of the web face upwards. Then the sheet metal body is inserted into the template 12 in such a way that the sheet metal sections get into the recesses 11 of the web 9, a serpentine arrangement being created. The template has a base plate 14 with a plurality of upwardly directed bolts 15, which are mutually offset in parallel and around which the sheet metal body, as mentioned above, is wrapped in serpentine lines.
Furthermore, two upwardly directed stop plates 16 are attached to the base plate 14, which attack the outermost parts of the routes of the bent sheet metal body to limit the displacement of the outermost routes Ver during their expansion. It goes without saying that the sheet metal sections according to FIG. 2 are straight and parallel to one another, but that further bolts can be used, with the aid of which the sections of the sheet metal body 17 arranged in a serpentine shape are optionally corrugated.
After the sheet metal body 17 has been inserted into the template 12, a second connecting and supporting web 9 is mounted on the sheet metal body in the region of each web 9 into which the sheet metal body 17 was previously inserted. Fig.4 explains the assembly of two webs 9 on a straight stretch of sheet metal bodies 17, which is assumed here as the outermost stretch. Two webs 9, which are arranged parallel to each other at a distance from one another, with the parts 13 of the recesses 11 facing each other, who moves against each other so that the sheet metal body 17 comes into contact with the parts 13 of the recesses 11. After the webs 9 have been assembled, they are preferably moved so that they lie close to one another or touch one another.
A plurality of corrugated ribs 18 are provided between adjacent straight sections of the serpentine sheet metal body 17. The ribs can consist of relatively thin sheet metal which has essentially the same width as the sheet metal body and consists of the same or a different alloy as the sheet metal body. The ribs can be formed by bending metal strips in a zigzag shape and then inserting them between adjacent straight sections of sheet metal body 17.
It goes without saying that the ribs can optionally be perforated or punched in the straight parts in such a way that additional passages are created for the circulating air.
After the various components have been assembled in the template 12, a suitable medium is introduced into the sheet metal body 17 via the line 19 under such pressure that the sheet metal body is expanded in the area provided with the anti-welding material and is pressed tightly against the ribs 18 and that the walls of the expanded channels sit snugly in the recesses 11 of the webs 9.
The cross-sectional area of the expanded sheet metal body obtained in this way is dependent not only on the pressure of the medium introduced, but also on the pattern of the weld-preventing material used and on the strength of the rib material. If the rib material has, for example, such a strength that it is not deformed by the pressure of the medium applied, then the edges of the ribs form notches 20 in the wall of the expanded sheet metal body.
If, on the other hand, the rib material is deformed in such a way that it is deformed by the pressure of the introduced medium, then the ribs assume an arcuate shape in the area in contact with the widened part, so that curved on the straight stretches of the sheet metal body Ribs stretch 21 are formed.
After expanding the assembly consisting of the sheet metal body, the ribs and the connecting webs, the structure obtained in this way can be coated in a suitable manner with a soldering material or a brazing alloy of any suitable type, for example with copper, silver or a nickel-chromium -Alloy. Preferably, however, the soldering material or the brazing alloy is applied to the outside of the sheet metal body and (or the ribs and the webs before being introduced into the template 12).
After the sheet metal body has been expanded, the parts lying close together are placed in a suitable furnace and heated to soften the soldering material. The furnace temperature must be so high that the connecting material, for example the soldering material or the brazing alloy, melts on the outside of the component provided with it and starts flowing and connects the ribs and connecting webs to the sheet metal body, for example by brazing. The assembly made up of the combined components is then removed from the oven and allowed to cool.
The pressure of the medium introduced to expand the sheet metal body can be removed before the components are joined by the heating. However, the medium is preferably enclosed under pressure in the sheet metal body by means of the valve 22 during the connection process. The pressure can then be released after the assembly has cooled. It is also understood that the assembled arrangement can be heated to the temperature required for melting the connecting material simultaneously with the expansion of the sheet metal body.
The connecting material can not only consist of a solder material or a brazing alloy, but also of inserts that can be arranged in a suitable manner at the points of contact between the various constituent parts.
After the expansion and connection, the expanded structure relieved of internal pressure is subjected to a cutting process by means of which the U-bends 23 of the expanded sheet metal body 24 are severed. This is shown in Fig.7. The cutting process can be carried out while the expanded structure is still arranged in the Scha blone 12 or after it has been removed therefrom. The U-bends 23 of the expanded structure can be cut off flush with the connecting web.
However, they are preferably cut off in such a way that the parallel stretches 26 extend a small piece, approximately 0.25 mm, beyond the connecting webs 9. In this way, he holds a structure comparable to the cores of conventional radiators, which has an opening 27 which is formed by the part of the welding-preventing material 3 and is divided into several smaller channels 28 which are separated from the area 2 of the welding-preventing material Materials are formed.
After the cutting process, suitable connections for collecting or distribution pipes can be provided on the connecting webs 9 at the upper and lower ends of the heat exchanger obtained.
9 and 10 show another method for applying the strips 5 of the welding-preventing material in FIG. 1, which is used to press in the channels in the U-bends of the serpentine sheet metal body during expansion and thus to close it and to prevent an interruption of these channels for the print medium.
In this embodiment, the pressure-welded structure 30 is formed with two unconnected, parallel longitudinal areas 29, in which inserted flexible wires 31, for example made of brass, stretch over the entire length of the object 30, so that when the object is bent 30 in a serpentine shape, the pressure is effective over the entire unit and no metal folds that reduce the radius of the U-bends can form.
It goes without saying that when the sheet metal body is formed by welding together metal strips containing welding-preventing material, various metal combinations can be used depending on the desired purpose of the heat exchanger produced according to the invention. For example, the welding-preventing material 32 can be arranged between two adjacent sheets 33 of the same material as aluminum, which are placed one on top of the other and then with two further sheets 34, e.g. B. be plated from aluminum.
After the components have been put together they are tacked together in a suitable manner, for example by spot welding, heated to the welding temperature and welded according to the method explained above with reference to FIG. 1. The sheet metal body 35 obtained in this way can then be coated with a suitable brazing alloy 36 and then bent in a serpentine shape as described above and assembled with the various other components and expanded according to the method described with reference to FIGS.