CN102105237B - 热交换管的扩管设备 - Google Patents

Abstract

本发明解决如下问题：在对直径比过去的热交换管细的U型热交换管执行扩管并在已进行扩管的开口部形成扩口部时，传统的热交换管的扩管方法易于在热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近发生坐屈现象。贯通翅片层(54)的U型热交换管(56)的开口部从翅片层(54)的上端面突出，热交换管(56)的弯管部(56b)从翅片层(54)的下端面突出，扩管头(22)被插入到热交换管(56)的各开口部中以执行使热交换管(56)的各直管部(56a)扩径以使热交换管(56)与翅片(50)形成为一体的一次扩管。在各扩管头(22)被插入到热交换管(56)的直管部(56a)和弯管部(56b)之间的交界或该交界的附近的情况下，一次扩管结束。然后，扩管头(22)被保持于一次扩管结束的位置，并且扩口冲头(24)被插入到已进行一次扩管的热交换管(56)的开口部中，以在热交换管(56)的前端部形成扩口部(60)。

Description

热交换管的扩管设备

技术领域

本发明涉及热交换管的扩管方法以及热交换管的扩管设备。

背景技术

当制造用于空调等的热交换器时，通常，如图5A所示，U形热交换管106被插入到多个套圈装配孔（collar-equippedhole）102中，其中，套圈装配孔被形成于通过堆叠多个翅片（fin）100而制成的翅片层104的各翅片100中。

由于所插入的热交换管106与套圈装配孔102的内壁面之间存在间隙，所以，通过将图5A所示的扩管头（tube expandingbillet）108插入到热交换管106中来执行使热交换管106的直管部106a扩管从而使热交换管106与翅片100形成为一体的一次扩管。此时，热交换管106的从翅片层104的下端面突出的弯管部（hairpin portion）106b由支撑部116支撑。

另外，图5A所示的扩口冲头（flare punch）110的前端部被插入到已进行了一次扩管的热交换管106的前端部以执行二次扩管，该二次扩管使已进行一次扩管的热交换管106的前端部及其附近进一步扩径，从而形成扩径部112，并且还在扩径部112的前端部形成扩口部114。

如图5B所示，用于与相邻的U形热交换管106连接的弯曲状的连接部120的一端部被插入到以上述方式形成的扩径部112和扩口部114中。

作为一个示例，已知图6所示的在以下专利文献1中所公开的扩管设备200是对图5A和图5B所示的热交换管106执行扩管的扩管设备。图6所示的扩管设备200装配有：压板（pressingplate）206，多个心轴202、202的后端部被安装于压板206，并且，压板206被设置成能够通过作为驱动部件的缸体装置204、204在上下方向上升降；扩口台210，其通过悬挂构件208、208被悬挂于压板206；平衡器212、212，其被设置于扩口台210的下方，与已经跟压板206一起下降的扩口台210接触并且在预定位置支撑扩口台210；以及接触台216，其被设置在支撑结构214上的预定位置，其中，支撑结构214从扩口台210向上延伸，以在扩口台210被平衡器212、212支撑于预定位置的状态下与下降了的压板206接触。

图5A所示的扩管头108被安装于心轴202、202的各前端部，图5A所示的扩口冲头110被安装于扩口台210。

背景技术文献1：日本特开平09-99333号公报

发明内容

根据图6所示的扩管设备200，通过缸体装置204、204使压板206下降，以将扩管头108插入到已被布置于扩口台210的下方并且已被插入到形成翅片层104的翅片100的套圈装配孔102中的U形热交换管106中，以执行如图7A所示的一次扩管，该一次扩管使热交换管106的直管部106a扩张，从而使热交换管106与翅片100形成为一体。此时，扩口台210被平衡器212、212支撑在预定位置，并且，如图5A所示，被安装于扩口台210的扩口冲头110的前端位于已进行一次扩管的热交换管106的开口部处或该开口部附近。

如图7A所示，当各扩管头108到达热交换管106的直管部106a中的预定位置时，压板206与接触台216接触，并且，经由接触台216和支撑结构214以比平衡器212、212大的力向下按压扩口台210。这意味着，扩口冲头110和扩管头108被同时按压，如图7B所示，一旦各扩管头108已被按压到弯管部106b内部并且一次扩管已结束，则扩口冲头110在热交换管106的前端部形成扩径部112和扩口部114。

根据图6所示的扩管设备200，可以对比较宽的热交换管106平滑地执行扩管。

近年来，在用于空调等的热交换器的领域中，伴随着空调等的小型化，要求热交换器小型化。这意味着，必须使用直径比过去的热交换管106细的热交换管106。

然而，当使用图6所示的扩管设备200对直径比过去的热交换管106细的热交换管106执行扩管，并且在已进行了扩管的开口部处形成扩口部时，发现在热交换管106的直管部106a和弯管部106b之间的交界处或该交界的附近趋于发生坐屈（buckling）现象。

本发明的目的是提供用于解决如下问题的热交换管的扩管方法以及热交换管的扩管设备：当对直径比过去的热交换管细的U形热交换管执行扩管并且在已进行扩管的开口部形成扩口部时，传统的热交换管的扩管方法和传统的热交换管的扩管设备易于在热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近发生坐屈现象。因此，即使对直径比过去的热交换管细的U形热交换管执行扩管并且在已经进行扩管的开口部形成扩口部时，也能避免坐屈等。

作为对如何解决上述问题的研究的结果，本发明人发现，在已被插入到U形热交换管中的扩管头到达热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近时一次扩管结束的情况下，通过将扩管头保持在一次扩管结束的位置，并将扩口冲头插入到已进行一次扩管的热交换管的开口部中以形成扩口部，即使当对直径比过去的热交换管细的U形热交换管执行扩管并且在热交换管的开口部形成扩口部时，也可以防止坐屈等的发生。

即，作为解决上述问题的手段，可以提出一种热交换管的扩管方法，其包括以下步骤：将U形热交换管插入到多个插入孔的每一个插入孔中，使得各热交换管的开口部从由多个翅片堆叠成的翅片层的上端面突出并且各热交换管的弯管部从所述翅片层的下端面突出，其中，所述插入孔被形成在所述翅片层的各翅片中；在扩管头被插入到所述热交换管的各开口部中的情况下，执行使各所述热交换管的各直管部扩径从而使所述热交换管和所述翅片形成为一体的一次扩管，在各所述扩管头被插入到各所述热交换管的所述直管部和所述弯管部之间的交界或该交界的附近的情况下，结束所述一次扩管；将所述扩管头保持在所述一次扩管结束的位置，并且将扩口冲头插入到已进行了所述一次扩管的所述热交换管的所述开口部中，以在所述热交换管的前端部形成扩口部。

作为解决上述问题的另一手段，可以提出一种热交换管的扩管设备，该扩管设备包括：压板，多个心轴的后端部被安装于所述压板，所述压板被设置成能够通过驱动部件而在上下方向上升降，其中，扩管头被安装于所述心轴的前端部；扩口台，其通过悬挂构件被悬挂于所述压板，扩口冲头被安装于所述扩口台，所述扩口冲头在已被插入到多个插入孔的每一个插入孔中的U形热交换管的从由多个翅片堆叠成的翅片层的上端面突出的开口部形成扩口部，其中，所述插入孔被形成在所述翅片层的各翅片中；以及平衡器，其被设置于所述扩口台的下方，当所述扩口台与通过驱动所述驱动部件而下降的所述压板一起下降时，所述平衡器与所述扩口台接触，并且所述平衡器将所述扩口台支撑在预定位置，其中，所述压板的所述驱动部件被调整成使得：当所述压板下降到所述扩口台被所述平衡器支撑于预定位置的状态，并且用于执行使所述热交换管的所述直管部扩张以使所述热交换管和所述翅片形成为一体的一次扩管的所述扩管头到达所述热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近并且所述一次扩管结束时，所述压板在所述压板不按压所述扩口台的位置停止下降，所述扩管设备还包括：下降部件，其能够被操作成在所述压板停止下降时将所述扩管头保持在所述一次扩管结束的位置，并且所述下降部件使安装有所述扩口冲头的所述扩口台下降，以在所述一次扩管已结束的所述热交换管的前端部形成扩口部。

本发明的效果

通常，对于U形热交换管，通过机械加工（machining）而弯曲的弯管部将通过弯曲加工而硬化，从而将比未进行过任何机械加工的直管部硬。

另外，利用传统的扩管方法，当扩管头已经到达热交换管的直管部中的预定位置时，扩管头和扩口冲头被同时按压。这意味着，由于扩管头而产生的应力和由于扩口冲头而产生的应力被同时施加到热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近。

可以相信的是，直径比过去的热交换管细的热交换管不能承受这种应力并且易于发生坐屈等。

利用本发明所提供的扩管方法和扩管设备，当在已进行一次扩管的热交换管的开口部形成扩口部时，扩管头被保持于一次扩管结束的位置并且仅扩口冲头被插入到热交换管的开口部中。这意味着，仅扩口冲头产生的应力被施加到热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近。

另外，此时，热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近被位于热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近的扩管头加强。

这样，根据本发明所提供的扩管方法和扩管设备，当在已进行一次扩管的热交换管的开口部形成扩口部时，在热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近被扩管头加强的状态下，仅扩口冲头被插入到热交换管的开口部中。

结果，可以减小施加到被扩管头加强的热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近的应力，由此，可以在不会导致直径比过去的热交换管细的热交换管坐屈的情况下执行扩管。

附图说明

图1A是示出本发明所提供的扩管设备的一个示例的主视图，图1B是示出本发明所提供的扩管设备的一个示例的侧视图。

图2A是用于说明图1A和图1B所示的扩管设备所使用的扩口冲头的一个示例的主视图，图2B是用于说明图1A和图1B所示的扩管设备所使用的扩口冲头的一个示例的（部分截面）主视图。

图3是用于说明被设置于图1A和图1B所示的扩管设备中的调整台的主视图。

图4的（A）和（B）是用于说明使用图1A和图1B所示的扩管设备对热交换管进行扩管的扩管方法的图。

图5A和图5B是用于说明通常的扩管方法的图。

图6是用于说明传统的扩管设备的主视图。

图7A和图7B是用于说明使用图6所示的扩管设备的扩管方法的图。

具体实施方式

图1A和图1B示出本发明所提供的热交换管的扩管设备的一个示例。如图1A所示，图1A和图1B所示的扩管设备装配有：压板12，多个心轴（扩管头被安装于心轴的前端部）的后端部被安装于该压板12，并且压板12被设置成能够通过作为驱动部件的缸体装置10在上下方向上升降；扩口台16，其通过悬挂构件14、14...被悬挂于压板12；以及平衡器18和18，如图1B所示，平衡器18、18被设置于扩口台16的下方，并且接触与已经通过驱动缸体装置10而下降的压板12一起下降的扩口台16，以将扩口台16支撑在预定位置。

图2A和图2B所示的扩口冲头被安装于扩口台16，该扩口冲头被插入到通过插入扩管头而进行了一次扩管的U形热交换管的开口部中，以形成扩口部。

如图2B所示，图2A和图2B所示的扩口冲头24是具有贯通孔25的中空体，该贯通孔25沿着扩口冲头24的中心轴线形成。如图2A所示，前端部安装有扩管头22的心轴20被插入到贯通孔25中。

引导部32被形成于扩口冲头24的主体部26的前端部并且形成有与扩管头22的最大外径W相等的外径。锥状的扩口形成部30朝向引导部32的后端被形成在二次扩管部28和主体部26之间，二次扩管部28形成有比引导部32大的直径，主体部26具有比二次扩管部28大的直径。

注意，通过将引导部32的长度设定成与二次扩管部28的长度基本相等，可以容易地校正已进行了一次扩管的热交换管的倾斜等。

调整台36、36被可动地设置于作为支撑结构的螺纹杆34、34上的预定位置，螺纹杆34、34从扩口台16向上延伸，图2A和图2B所示的多个扩口冲头24、24被安装于扩口台16。

调整台36、36的位置是通过驱动缸体装置10而下降的压板12停止下降的位置，因此，调整台36、36的位置是热交换管的一次扩管结束的位置。

如图3所示，各调整台36的与螺纹杆34啮合且能够在上下方向上被调整位置的可动部36a设置有作为推压部件的缸体装置38、38。与已经停止下降的压板12接触的板构件36b被设置成横跨在缸体装置38、38的杆38a、38a的上端面。

当驱动缸体装置38、38时，已经停止下降的压板12经由板构件36b被向上推压。

这样，当驱动缸体装置38、38时，向上推压压板12的推压力用作经由螺纹杆34、34使扩口台16抵抗平衡器18、18的阻力而下降的下降力。这意味着，缸体装置38、38和板构件36b，以及螺纹杆34、34构成使扩口台16下降的下降部件。

注意，当从图3所示的箭头A的方向观察时，调整台36如图1A所示。

如图4的（A）和（B）所示，当U形热交换管56被插入到多个套圈装配孔52、52...中的每一个套圈装配孔中，并且使用图1A和图1B所示的扩管设备对贯通翅片层54的热交换管56执行扩管时，插着多个热交换管56的翅片层54被设定在图1A和图1B所示的扩管设备的扩口台16的下方，其中，多个套圈装配孔52、52...形成于由多个翅片50、50...堆叠成的翅片层54的各翅片50中。

此时，如图1A和图1B所示，从翅片层54的下端面突出的弯管部56b被插入到形成于支撑部58的U形槽58a中，该支撑部58被设置于扩管设备。

如图4的（A）所示，驱动缸体装置10以使压板12下降，被设置于多个心轴20、20的各前端部的扩管头22被插入到热交换管56、56...的开口中，其中，多个心轴20、20的后端部被安装于压板12，热交换管56、56...处于直立状态并且已被插入到支撑部58的U形槽58a中。通过插入扩管头22，执行使热交换管56的直管部56a扩张以使热交换管56和翅片50形成为一体的一次扩管。

当开始一次扩管时，随着压板12的下降，扩口台16也下降，直到扩口台16与平衡器18、18接触为止。图2A和图2B所示的多个扩口冲头24、24...被设置于扩口台16，当扩口台16与平衡器18、18接触时，扩口冲头24的前端位于热交换管56的开口部或该开口部的附近。

然后，压板12进一步下降，扩管头22对热交换管56的直管部56a执行一次扩管。当执行一次扩管时，扩口台16被平衡器18、18保持于预定位置。这意味着，如图4的（A）所示，安装于扩口台16的扩口冲头24被保持在如下状态：扩口冲头24位于热交换管56的开口部或该开口部的附近。

接着，如图4的（A）所示，当扩管头22到达热交换管56的直管部56a和弯管部56b之间的交界或该交界的附近时，调整缸体装置10使压板12停止下降，以结束一次扩管。

当压板12停止下降时，设置于已被调整位置的调整台36、36的四个缸体装置38被同时驱动，以经由板构件36b向上推压压板12。缸体装置38的向上推压压板12的推压力用作经由螺纹杆34、34使扩口台16下降的下降力。

设置于调整台36、36的四个缸体装置38的总推压力被调整成比支撑扩口台16的平衡器18、18的推压力大。这意味着，扩口台16在抵抗平衡器18、18的力的状态下单独下降。

因此，如图4的（B）所示，在经由心轴20被安装于压板12的扩管头22被保持在热交换管56的已结束一次扩管的直管部56a和弯管部56b之间的交界或该交界的附近的状态下，被安装于扩口台16的扩口冲头24的前端部被插入到热交换管56的开口部中。

当扩口冲头24的前端部被插入到热交换管56的开口部中时，由引导部32校正已进行一次扩管并且已发生倾斜等的热交换管56，使得热交换管56的中心轴线与扩口冲头24的中心轴线一致。

接着，扩口冲头24的二次扩管部28被插入到热交换管56的开口部中，对热交换管56的前端部和前端部的附近执行二次扩管以形成扩径部59，该扩径部59的直径比已进行一次扩管的热交换管56的直径大。

此外，由扩口冲头24的扩口形成部30在扩径部59的前端形成扩口部60。

这样，当扩口冲头24的前端部被插入以对已进行一次扩管的热交换管56进行二次扩管和三次扩管从而形成扩径部59和扩口部60时，扩管头22被保持在已结束一次扩管的热交换管56的直管部56a和弯管部56b之间的交界或该交界的附近，并且扩口冲头24的前端部被插入到热交换管56的开口部中。这意味着，热交换管56的直管部56a和弯管部56b之间的交界或该交界的附近仅受到由于扩口冲头24的前端部的插入而形成扩径部59和扩口部60的应力。

因此，在图4的（A）和（B）所示的扩管方法中，与在图7A和图7B所示的传统扩管方法中由扩管头108进行的一次扩管的应力以及使用扩口冲头24形成扩口部114的应力情况相比，能够减小在热交换管56的直管部56a和弯管部56b之间的交界或该交界的附近受到的应力。

此外，在图4的（A）和（B）所示的扩管方法中，当通过插入扩口冲头24的前端部而形成扩口部60时，热交换管56的直管部56a和弯管部56b之间的交界或该交界的附近被扩管头22加强，结果，当使用比过去的热交换管细的直径为6.5mm的热交换管形成扩口部60时，还可以防止热交换管56的直管部56a和弯管部56b之间的交界或该交界的附近坐屈。

这样，热交换管56的扩管结束，缸体装置10被驱动以使压板12升高，并且在热交换管56和56已与翅片50和50形成为一体的情况下从翅片层54移除扩管设备。

尽管在上述说明中使用从主体部26的前端顺次形成引导部32、二次扩管部28和扩口形成部30的扩口冲头24，但是，可以使用仅形成有二次扩管部28和扩口形成部30的扩口冲头，或者可以使用仅形成有扩口形成部30的扩口冲头。

Claims (4)

1.一种热交换管的扩管设备，该扩管设备包括：

压板，多个心轴的后端部被安装于所述压板，所述压板被设置成能够通过驱动部件而在上下方向上升降，其中，扩管头被安装于所述心轴的前端部；

扩口台，其通过悬挂构件被悬挂于所述压板，扩口冲头被安装于所述扩口台，所述扩口冲头在已被插入到多个插入孔的每一个插入孔中的U形热交换管的从由多个翅片堆叠成的翅片层的上端面突出的开口部形成扩口部，其中，所述插入孔被形成在所述翅片层的各翅片中；以及

平衡器，其被设置于所述扩口台的下方，当所述扩口台与通过驱动所述驱动部件而下降的所述压板一起下降时，所述平衡器与所述扩口台接触，并且所述平衡器将所述扩口台支撑在预定位置，

其中，所述压板的所述驱动部件被调整成使得：当所述压板下降到所述扩口台被所述平衡器支撑于预定位置的状态，并且用于执行使所述热交换管的直管部扩张以使所述热交换管和所述翅片形成为一体的一次扩管的所述扩管头到达所述热交换管的直管部和弯管部之间的交界或该交界的附近并且所述一次扩管结束时，所述压板在所述压板不按压所述扩口台的位置停止下降，

所述扩管设备还包括：下降部件，其能够被操作成在所述压板停止下降时将所述扩管头保持在所述一次扩管结束的位置，并且所述下降部件使安装有所述扩口冲头的所述扩口台下降，以在所述一次扩管已结束的所述热交换管的前端部形成扩口部，

各扩口冲头包括：

二次扩管部，其执行使已进行了所述一次扩管的热交换管的前端部以及该前端部的附近进一步扩径的二次扩管；

扩口形成部，其被形成为比所述二次扩管部靠近后端，并且被插入到已进行了所述二次扩管的所述热交换管的前端部，以形成扩口部；以及

引导部，其被形成为比所述二次扩管部靠近前端，当在所述热交换管的所述前端部形成所述扩口部时，所述引导部被插入到所述热交换管中，以对所述热交换管进行位置调整，使得所述热交换管的中心轴线与所述扩口冲头的中心轴线一致，

所述引导部的外径与所述扩管头的最大外径相等。

2.根据权利要求1所述的热交换管的扩管设备，其特征在于，

使所述扩口台下降的所述下降部件包括：

支撑结构，其从所述扩口台向上延伸；

调整台，其被可动地设置于所述支撑结构，并且在所述压板停止下降的位置或该位置的附近被调整位置；以及

推压部件，其被设置于所述调整台上，并且向上推压已经停止下降的所述压板。

3.根据权利要求1所述的热交换管的扩管设备，其特征在于，

所述平衡器的位置被调整成使得：当所述平衡器接触所述扩口台时，设置于所述扩口台的所述扩口冲头的前端部位于所述热交换管的开口部或该开口部的附近。

4.根据权利要求2所述的热交换管的扩管设备，其特征在于，

所述平衡器的位置被调整成使得：当所述平衡器接触所述扩口台时，设置于所述扩口台的所述扩口冲头的前端部位于所述热交换管的开口部或该开口部的附近。

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