CH384008A - Process for the manufacture of heat exchangers - Google Patents

Process for the manufacture of heat exchangers

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Publication number
CH384008A
CH384008A CH237260A CH237260A CH384008A CH 384008 A CH384008 A CH 384008A CH 237260 A CH237260 A CH 237260A CH 237260 A CH237260 A CH 237260A CH 384008 A CH384008 A CH 384008A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
sheet metal
metal body
web
welding
ribs
Prior art date
Application number
CH237260A
Other languages
German (de)
Inventor
Jerome Forst John
Manson Campbell Huntly
Original Assignee
Olin Mathieson
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Filing date
Publication date
Application filed by Olin Mathieson filed Critical Olin Mathieson
Publication of CH384008A publication Critical patent/CH384008A/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/02Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/04Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal
    • B21D53/045Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal by inflating partially united plates
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49373Tube joint and tube plate structure
    • Y10T29/49375Tube joint and tube plate structure including conduit expansion or inflation
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    • Y10T29/49377Tube with heat transfer means
    • Y10T29/49378Finned tube

Description

  

  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.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschers, dadurch gekennzeichnet, dass ein langgestreckter, flacher, aus zwei Lagen bestehender Blechkörper vorgesehen wird, der in seinem Innern einen unver- bundenen Bereich hat, dass dieser Blechkörper schlan- genlinienförmig gebogen wird, so dass mehrere in Abständen voneinander angeordnete und durch Bogen teile miteinander verbundene Strecken gebildet wer den, dass zwischen den in Abständen voneinander angeordneten Strecken des Blechkörpers Rippen ein gesetzt und der Blechkörper in dem unverbundenen Bereich aufgeweitet und dadurch in satte Berührung mit den Rippen gebracht wird, A method for producing a heat exchanger, characterized in that an elongated, flat sheet-metal body consisting of two layers is provided, which has an unconnected area in its interior, so that this sheet-metal body is curved in a serpentine shape so that several are spaced apart arranged and interconnected by arched sections are formed that between the spaced-apart sections of the sheet metal body is set ribs and the sheet metal body is expanded in the unconnected area and thereby brought into full contact with the ribs, dass der Blechkörper mit den Rippen verbunden wird und die Bogenteile entfernt werden. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass in einem ersten Metallsteg eine Ausnehmung gebildet wird, die einen Teil besitzt, der in seiner Gestalt und Grösse dem Blechkörper am einen Ende der in Abständen voneinander ange ordneten Strecken entspricht, sowie einen mit dem ersten in Verbindung stehenden zweiten Metallsteg, der ebenfalls in seiner Form und Grösse dem Blech körper entspricht, und dass dieser Blechkörper an dem genannten Ende in den Steg eingesetzt wird, ehe der Blechkörper in dem unverbundenen Bereich aufgeweitet und dadurch in satte Berührung mit dem Steg gebracht wird. 2. that the sheet metal body is connected to the ribs and the arch parts are removed. SUBClaims 1. The method according to claim, characterized in that a recess is formed in a first metal web which has a part that corresponds in its shape and size to the sheet metal body at one end of the spaced-apart routes, and one with the first connected second metal web, which also corresponds in shape and size to the sheet metal body, and that this sheet metal body is inserted into the web at said end before the sheet metal body is expanded in the unconnected area and thereby brought into full contact with the web becomes. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in Abständen voneinander angeordneten Strecken im wesentlichen gerade und parallel zueinander ange ordnet sind. 3. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass der Blechkörper vor dem Ent fernen der Bogenteile mit dem Steg verbunden wird. 4. Verfahren nach Unteransprüchen 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, dass der Blechkörper unter Zwischenlage von Verbindungsmaterial in den Steg eingesetzt wird und dass nach dem Aufweiten des Blechkörpers in dem unverbundenen Bereich und der Herstellung einer innigen Berührung zwischen dem Blechkörper und dem Steg der aufgeweitete Blechkörper mittels des Verbindungsmaterials mit dem Steg verbunden wird. 5. Method according to patent claim and sub-claim 1, characterized in that the distances spaced from one another are essentially straight and parallel to one another. 3. The method according to dependent claim 1, characterized in that the sheet metal body is connected to the web prior to the removal of the arc parts. 4. The method according to dependent claims 1 to 3, characterized in that the sheet metal body is used with the interposition of connecting material in the web and that after the expansion of the sheet metal body in the unconnected area and the production of an intimate contact between the sheet metal body and the web of the expanded Sheet metal body is connected to the web by means of the connecting material. 5. Verfahren nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in Teilen des unverbundenen Bereichs des Blechkörpers, welche während des späteren Biegevorganges die Bogenteile bilden, ein biegsamer fester Körper ange ordnet wird, der wesentlich kleiner ist als die Breite des unverbundenen Bereiches in den gebogenen End- strecken. 6. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der feste Körper aus einer zylindrischen Drahtlänge besteht. Method according to claim and dependent claims 1 to 4, characterized in that in parts of the unconnected area of the sheet metal body, which form the arch parts during the later bending process, a flexible solid body is arranged, which is significantly smaller than the width of the unconnected area in the curved end sections. 6. The method according to dependent claim 5, characterized in that the solid body consists of a cylindrical length of wire.
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