-
Die
Erfindung betrifft ein Flachrohr für einen Wärmeübertrager, insbesondere für Kraftfahrzeuge nach
dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung
eines Flachrohres nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 10.
-
Es
ist bekannt, Flachrohre für
Wärmeübertrager
aus einem Blechband, vorzugsweise aus einem beidseitig lotplattierten
Aluminiumband in einem kontinuierlichen Verfahren auf einer entsprechenden Rohrherstellungsmaschine
zu fertigen. Nach dem Biegen und Formen des Flachrohrquerschnittes
wird das Flachrohr durch eine geschweißte oder gelötete Längsnaht
geschlossen. Derartige Flachrohre werden z. B. für Kühlmittelkühler bei Kraftfahrzeugen eingesetzt,
wobei die Flachrohre mit Wellrippen zu einem Block gefügt und verlötet werden.
Um einen möglichst
niedrigen luftseitigen Druckabfall zu erzielen, werden die Flachrohrquerschnitte
möglichst schlank
ausgebildet, wobei zur Erhöhung
der Innendruckfestigkeit Stege, Falze oder Sicken vorgesehen sind,
die als Zuganker wirken und den Flachrohrquerschnitt in Kammern
aufteilen. Bekannt sind auch Flachrohre, die nicht als Mehrkammerrohre
ausgebildet sind, sondern einen durchgehenden Querschnitt aufweisen,
wobei zur Erhöhung
des Wärmeüberganges
auf der Rohrinnenseite, also z. B. auf der Kühlmittelseite so genannte Turbulatoren
oder Wirbelerzeuger in Form von nach innen gerichteten Einprägungen vorgesehen
sind. Diese auf beiden Seiten angeordneten Turbulatoren berühren sich
gegen seitig nicht, sondern belassen zwischen sich einen Abstand,
d. h. eine lichte Kanalhöhe
für eine
Kernströmung;
sie wirken somit nicht als Zuganker. Um die notwendige Innendruckfestigkeit
derartiger Flachrohre zu erreichen, müssen diese Rohre entsprechend dickwandig
ausgelegt werden. Dies erhöht
das Gewicht und den Materialverbrauch.
-
Als
Mehrkammerrohre ausgebildete Flachrohre wurden durch eine Vielzahl
von Druckschriften bekannt, z. B. durch die
DE 102 01 511 A1 und die
DE 102 01 512 A1 der
Anmelderin als geschweißte Mehrkammerrohre,
bei welchen die einzelnen Kammern durch einen Steg, der aus dem
Flachband geformt ist, abgeteilt werden. Auf der Schmalseite sind die
Rohre durch eine Längsschweißnaht geschlossen. Ähnliche,
jedoch abgewandelte Mehrkammerrohre wurden durch die
EP 0 457 470 B1 bekannt, wobei
auch ein Flachrohr mit sich gegenüber liegenden, miteinander
verlöteten
Noppen, die als Zuganker zur Erhöhung
der Innendruckfestigkeit ausgebildet sind, offenbart ist. Allerdings
werden hierdurch keine diskreten Strömungskanäle gebildet. Ein weiteres Mehrkammerrohr
wurde durch die
EP
0 637 474 A1 bekannt, wobei die einzelnen Kammern durch
miteinander verlötete,
in Längsrichtung
verlaufende Sicken abgeteilt sind. Als Alternative sind auch Flachrohre
offenbart, welche durch noppenartig ausgebildete Zuganker verstärkt sind.
Durch die
EP 0 302
232 A1 und die
DE
102 12 300 A1 der Anmelderin wurden gefalzte und gelötete Mehrkammerrohre
und Verfahren zur Herstellung eines gefalzten Mehrkammerrohres bekannt.
-
Andererseits
wurde durch die
DE
101 27 084 A1 der Anmelderin ein Flachrohr für einen
Wärmeübertrager,
insbesondere einen Kühlmittelkühler für Kraftfahrzeuge
bekannt, wobei die flachen Seiten des Flachrohres nach innen gerichtete
Ausprägungen,
so genannte Wirbelerzeuger oder Turbulatoren aufweisen. Damit wird
ein verbesserter Wärmeübergang
des Kühlmittels,
welches durch die Flachrohre strömt,
erreicht. Allerdings sind diese Flachrohre nicht als Mehrkammerrohre
ausgebildet und weisen auch keine Zuganker, z. B. von miteinander
verlöteten
Noppen auf. Man muss diese Rohre daher dickwandiger ausbilden, um
die erforderliche Innendruckfestigkeit zu erreichen. Die Turbulatoren
sind vorzugsweise als längliche
Einprägungen
ausgebildet, die in Reihen quer zur Strömungsrichtung angeordnet und
im Winkel zueinander angeordnet sind – sie bilden so genannte Winglet-Paare.
Ein ähnliches Flachrohr
wurde durch die
EP
1 061 319 B1 bekannt, ebenfalls für einen Kraftfahrzeugkühler verwendbar.
-
Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flachrohr der eingangs
genannten Art zu schaffen, welches einerseits eine hohe Innendruckfestigkeit
und andererseits einen hohen Wärmeübergang auf
der Rohrinnenseite aufweist. Es ist auch Aufgabe der Erfindung,
ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Flachrohres bereitzustellen.
-
Diese
Aufgabe wird zunächst
durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
dass ein mit Turbulatoren ausgestattetes Flachrohr als Mehrkammerrohr ausgebildet
ist, d. h. mindestens zwei Kammern aufweist, welche durch eine Trennwand
voneinander abgeteilt sind. Damit wird der Vorteil erreicht, dass
einerseits ein verbesserter Wärmeübergang
auf der Rohrinnenseite stattfindet und andererseits eine erhöhte Innendrucksteifigkeit,
verbunden mit einer verringerten Materialstärke (Rohrwanddicke), gegeben ist.
Die Turbulatoren sind vorzugsweise auf beiden flachen Seiten des
Flachrohres in jeder Kammer angeordnet. Die Trennwände können vorteilhafterweise als
Steg, Falz oder Sicken ausgebildet sein, und die Flachrohre sind
vorteilhafterweise längsnahtgeschweißt oder
mittels eines Falzes gelötet.
-
In
vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung können die Turbulatoren beliebige
Formen aufweisen, d. h. länglich
oder rund oder eckig, d. h. noppenförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet sein,
wie dies bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist. Die Turbulatoren
erstrecken sich in das Rohrinnere nur so weit, dass eine lichte
Kanalhöhe für eine ungestörte Kernströmung erhalten
bleibt. Damit wird der Vorteil erzielt, dass einerseits der Wärmeübergang
verbessert, der Druckabfall jedoch nicht übermäßig erhöht wird. Die Turbulatoren sind
vorzugsweise nur auf den flachen Bereichen der Längsseiten angeordnet und vorzugsweise
als so genannte winglets ausgebildet, welche ein Optimum zwischen Wärmeübergang
und Druckabfall darstellen.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Merkmale des Patentanspruches
10 und der nebengeordneten Verfahrensansprüche 11 und 12 gelöst. Zur
Herstellung eines so genannten Falzrohres wird als Ausgangsmaterial
ein Flachband verwendet, welches vorzugsweise aus Aluminium besteht
und beidseitig lotplattiert ist; es wird einer Rohrformmaschine,
welche das Flachband in einem kontinuierlichen Prozess in Flachrohre
umformt, zugeführt.
Zunächst
werden an den Längsrändern jeweils
Falze aufgestellt, d. h. Ränder
etwa rechtwinklig abgekantet. Danach werden die Turbulatoren geformt,
und zwar in einem ein- oder mehrstufigen, vorzugsweise zweistufigen
Prozess, d. h. zunächst
durch Vorziehen einer Vorform und anschließendes Gegenprägen einer
Endform. Zwischen den Turbulatoren werden, in BreitenRichtung, gesehen
Abstände
belassen, innerhalb welcher das Band flach bleibt und somit zur Herstellung
von Kopfradien gebogen werden kann. Abschließend wird das Rohr geschlossen
und im Bereich des Falzes gelötet.
Letzter bildet die Trennwand für
ein Zweikammerrohr, wirkt als Zuganker und bildet gleichzeitig die
Längsnaht
des Rohres.
-
In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird ein Zwei-
oder Mehrkammerrohr hergestellt, bei welchem die Trennwand bzw.
die Trennwände
durch Sicken gebildet sind. Ausgehend von einem Flachband, werden
zunächst
wiederum die Turbulatoren in das Flachband eingeformt, vorzugsweise
in einem zweistufigen Verfahren, und anschließend werden zwischen den Turbulatoren
Sicken eingeformt. Danach werden an den Längsrändern Kopfradien geformt, und
das Rohr wird derart geschlossen, dass die Sicken und die Kopfradien
aufeinander stoßen,
wobei die Kopfradien vorzugsweise zu einem Stumpfstoß zusammengeführt werden,
der längsnahtgeschweißt wird.
Die Sicken verlöten – beim Löten eines
Wärmetauschersblockes – und bilden
somit Zuganker und eine oder mehrere dichten Trennwände.
-
In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird ein Falzrohr
nach einem ähnlichen Verfahren
hergestellt, wobei man wiederum von einem Flachband ausgeht und
zunächst
mindestens einen Steg formt, der in einem oder mehreren Umformschritten
aus dem Flachband geformt wird. Beiderseits des Steges bzw. der
Stege werden anschließend
die Turbulatoren in das Flachband eingeformt, danach werden an den
Längsrändern Kopfradien
angeformt, die abschließend
zu einem Stumpfstoß zusammengeführt werden,
der vorzugsweise längsnahtverschweißt wird.
Der Steg verlötet
mit der gegenüber
liegenden Flachseite.
-
Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden
die Kopfradien derart geformt, dass sich beim Schließen des
Flachrohres ein Überlappungsstoß bzw. randseitiger
Falz bildet, welcher gelötet
werden kann. Damit entfällt
der Schweißvorgang.
-
In
weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden die Turbulatoren
in einem kontinuierlichen Prozess hergestellt, d. h. durch Walzen,
wobei das Flachband durch ein Walzenpaar geführt wird, welches die Form
der Turbulatoren als Matrize und Patrize aufweist.
-
Nach
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das
Flachrohr für
einen Kraftfahrzeugwärmetauscher,
insbesondere einen Kühlmittelkühler verwendet,
welcher einen gelöteten Block
aufweist, der aus Flachrohren und Wellrippen besteht. Das beidseitig
lotplattierte Flachrohr kann mit den Wellrippen einfach zu einem
Block verlötet werden.
Der hohe Schlankheitsgrad des Flachrohres gewährleistet einen geringen luftseitigen
Druckabfall, andererseits ist durch die Trennwände in Form von Stegen, Falzen
oder Sicken die erforderliche Innendruckfestigkeit gegeben, welche
an die in einem Kühlmittelkreislauf
herrschenden Drücke
angepasst ist. Darüber
hinaus wird der Wärmeübergang
des Kühlmittels
im Rohr verbessert, d. h. die Kühlleistung des
Kühlers
wird erhöht,
ohne dass der Druckabfall, d. h. die Pumpenleistung erheblich ansteigt.
Damit ist ein leichterer und leistungsstärkerer Kühler für Kraftfahrzeuge herstellbar.
-
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es
zeigen
-
1 ein
als Falzrohr ausgebildetes Flachrohr (Zweikammerrohr) mit mittlerem
Falz,
-
2 ein
als Falzrohr ausgebildetes Flachrohr (Zweikammerrohr) mit mittlerem
Steg und seitlichem Falz,
-
3 ein
als geschweißtes
Sickenrohr ausgebildetes Flachrohr (Zweikammerrohr),
-
4 ein
als geschweißtes
Stegrohr ausgebildetes Flachrohr (Zweikammerrohr),
-
5a–5f Verfahrensschritte
zur Herstellung eines Falzrohres gemäß 1 mit Turbulatoren,
-
6a–6f Verfahrensschritte
zur Herstellung eines Stegrohres gemäß 2 mit Turbulatoren,
-
7a–7f Verfahrensschritte
zur Herstellung eines geschweißtes
Sickenrohres gemäß 3 mit
Turbulatoren,
-
8a–8f Verfahrensschritte
zur Herstellung eines geschweißtes
Stegrohres gemäß 4 mit
Turbulatoren,
-
9 ein
Walzenpaar zur Einformung von Turbulatoren in ein Flachband,
-
10 einen
Ausschnitt eines Flachrohres mit als winglets ausgebildeten Turbulatoren,
-
11 einen
Ausschnitt eines Flachrohres mit als Pyramidenstumpf ausgebildeten
Turbulatoren und
-
12 einen
Ausschnitt eines Flachrohres mit kegelstumpfförmigen Turbulatoren (Noppen).
-
1 zeigt
in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch ein Flachrohr,
welches als so genanntes Falzrohr mit einem in der Mitte angeordneten
Falz
2 ausgebildet ist, welcher das Flachrohr
1 in
zwei Kammern
3,
4 unterteilt. Der Querschnitt
des Flachrohres
1 setzt sich aus zwei flachen Seiten
1a,
1b sowie
zwei gerundeten Schmalseiten
1c,
1d zusammen.
In den beiden Kammern
3,
4 sind gestrichelt Konturen
5a,
5b,
5c,
5d von
Turbulatoren eingezeichnet. Zwischen sich gegenüber liegenden Turbulatoren
5a,
5c bzw.
5b,
5d ist
jeweils eine lichte Kanalhöhe
h belassen, welche frei von Turbulatoren ist. Die Turbulatoren
5a,
5b,
5c,
5d sind
Wirbelerzeuger, welche als in das Innere des Flachrohres ragende Einprägungen ausgebildet
und durch den Stand der Technik, insbesondere die
DE 101 27 084 A1 der Anmelderin,
an sich bekannt sind. Das Falzrohr
1 ist vorzugsweise aus
einem beidseitig lotplattierten Aluminiumblech, einem so genannten
Flachband oder Rohrband hergestellt und im Bereich des mittleren Falzes
2 verlötet. Ein
Verfahren zur Herstellung des Falzrohres
1 wird unten beschrieben.
-
2 zeigt
ein als Falzrohr 6 ausgebildetes Zweikammerrohr mit einer
mittleren Trennwand 7, welche als Steg ausgebildet ist.
Gleiche Teile sind hier mit gleichen Bezugszahlen wie in 1 bezeichnet,
d. h. die flachen Seiten 1a, 1b und die gerundeten
Schmalseiten 1c, 1d; ebenso die Kammern 3, 4 sowie
die gestrichelt eingezeichneten Konturen 5a, 5b, 5c, 5d für die Turbulatoren,
welche sich innerhalb einer Kammer 3, 4 über eine
Breite b erstrecken, welche Teil der flachen Seiten 1a, 1b ist.
Der Abschnitt b endet also einerseits vor dem mittleren Steg 7 und andererseits
vor der Rundung der Schmalseiten 1c, 1d. Das Falzrohr 2 ist über einen
Falz 8 geschlossen, welcher im Bereich der Schmalseite 1c angeordnet ist – in diesem
Bereich überlappen
sich die zu Radien gebogenen Ränder
des Flachbandes und bilden den verlötbaren Falz 8. Die
Herstellung des Falzrohres 6 wird weiter unten erläutert.
-
3 zeigt
ein als so genanntes Sickenrohr 9 ausgebildetes Zweikammerrohr,
welches im Bereich einer Schmalseite 1c durch eine Längsnaht 10 verschweißt ist.
Auch hier werden für
gleiche Teile gleiche Bezugszahlen wie in 1 verwendet.
In die beiden flachen Seiten 1a, 1b sind Sicken 11, 12 eingeformt,
welche durch Verlötung
eine Trennwand bilden und das Rohr in zwei Kammern 3, 4 teilen.
Die als Einprägungen
in die flachen Seiten 1a, 1b eingeformten Turbulatoren
sind durch gestrichelte Linien 5a, 5b, 5c, 5d angedeutet.
Eine Herstellung des geschweißten
Sickenrohres 9 wird unten beschrieben.
-
4 zeigt
ein als geschweißtes
Stegrohr 13 ausgebildetes Zweikammerrohr, welches einen
mittleren Steg 14 und eine im Bereich der Schmalseite 1c angedeutete
Schweißnaht 15 aufweist.
Ansonsten entspricht das Zweikammerrohr 13 denen der vorherigen
Ausführungsbeispiele
und trägt
für gleiche
Teile die gleichen Bezugszahlen. Ein Verfahren zur Herstellung des
geschweißten
Stegrohres 13 wird unten erläutert.
-
Abweichend
von den dargestellten Ausführungsbeispielen,
die Zweikammerrohre zeigen, sind auch Flachrohre mit mehreren als
Falz, Steg und/oder Sicken ausgebildeten Trennwänden möglich, d. h. mit mehr als zwei
Kammern.
-
Die 5a bis 5f zeigen
einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung eines Falzrohres mit mittlerem
Steg, wie es in 1 dargestellt ist. Das Ausgangsmaterial
zur Herstellung des fertigen Flachrohres ist ein Flachband aus Aluminium,
welches beidseitig lotplattiert ist und einer nicht dargestellten Maschine
zur Rohrherstellung kontinuierlich zugeführt wird. 5a zeigt
ein Flachband 16, welches – nach einem ersten Verfahrensschritt – an seinen Längsrändern rechtwinklig
aufgestellte Falze 17, 18 aufweist, was durch
die nicht dargestellte Maschine durch ein- oder mehrstufiges Walzprofilieren
erfolgt. In einem nächsten
Verfahrensschritt, dargestellt in 5b, werden
Vorformen 19 von Turbulatoren in einer ersten Stufe vorgezogen,
d. h. aus dem Flachband 16 ausgeformt. In einer zweiten
Stufe, dargestellt in 5c, erfolgt durch Gegenprägen das
Formen der Endform der Turbulatoren 20, welche in der Zeichnung
als Rechtecke dargestellt sind – gegenüber der
etwas runderen Vorform 19. Durch den zweistufigen Verformungsprozess
für die
Herstellung der Turbulatoren 20 ergibt sich die gewünschte Form
der Turbulatoren, ohne dass es zu einer wesentlichen Veränderung
der Materialstärke
des Flachbandes 16 kommt. Die Turbulatoren 20 sind über die
Breite des Flachbandes 16, d. h. von Falz 17 zu
Falz 18 in Gruppen verteilt, zwischen welchen Abstände belassen sind,
insbesondere flache Bereiche 21, 22, welche im nachfolgenden
Verfahrensschritt – dargestellt
in 5d – zu
so genannten Kopfradien 23, 24 gebogen werden.
Letztere bilden die gerundeten Schmalseiten des Flachrohres. 5e zeigt
das Flachband 16 mit fast fertig gebogenen Kopfradien 23, 24,
zwischen welchen die durchgehende Unterseite des zu fertigendes
Rohres angeordnet ist. 5f zeigt schließlich das
fertige, geschlossene Falzrohr 25, bei welchem die beiden
Falze 17, 18 parallel zueinander und in der Mitte
zu liegen kommen. Das Falzrohr 25 wird später, z.
B. bei der Herstellung eines nicht dargestellten Blockes für einen
Wärmeübertrager
verlötet
und ist damit dicht. Gleichzeitig wirkt der Falz 17, 18 als
Zuganker. Die Turbulatoren 20, die in die flachen Bereiche
der Rohrwand eingeprägt
sind, ragen in die freien Strömungsquerschnitte
und wirken damit als Wirbelerzeuger zur Erhöhung des Wärmeüberganges.
-
6a bis 6f zeigen
in einzelnen Verfahrensschritten die Herstellung eines Falzrohres, wie
es in 2 dargestellt ist, d. h. mit einem seitlich im
Bereich der Schmalseite angeordneten Falz. 6a zeigt
ein Flachband 26 nach einem ersten Verfahrensschritt, in
welchem ein Steg 27 ausgeformt wurde, d. h. das Flachband 26 ist
im Bereich des Steges 27 geformt, was in mehreren Stufen
erfolgen kann. 6b zeigt das Flachband 26 nach
einem weiteren Verfahrensschritt, in welchem – ebenfalls in mehreren Stufen – an beiden
Längsrändern Kopfradien 28, 29 angeformt
wurden. In einem nächsten
Verfahrensschritt – dargestellt
in 6c – werden
Turbulatoren vorgezogen, d. h. es wird eine Vorform 30,
die noppen- oder kegelförmig
ausgebildet ist, in einer ersten Verformungsstufe hergestellt. Dabei
werden an den Stellen, wo später
Radien für die
Schmalseite des Rohres gebogen werden, flache Bereiche belassen.
Dies ist hier im Bereich einer Mittellinie m der Fall. In einem
weiteren Verfahrenschritt – dargestellt
in 6d – wird
die Endform der Turbulatoren 31 durch Gegenprägen hergestellt.
In einem nächsten
Verfahrensschritt – dargestellt
in 6e – wird
das Flachband 26 zu einem Rohr geschlossen, d. h. im Bereich
der Mittellinie m zu einem Radius 32 gebogen, der die spätere Schmalseite
des Rohres bildet. 6f zeigt das fertige, d. h.
geschlossene Stegrohr 33, bei welchem sich die beiden Kopfradien 28, 29 über einen
Bereich von ca. 180 Grad überlappen,
der später
verlötet
wird. Damit ist das Flachrohr 33 dicht und erhält durch
die Verlötung
des Steges 27 mit der Gegenseite auch einen Zuganker. Die
Turbulatoren 31 ragen nach innen in die beiden Strömungskanäle des Zweikammerrohres 33.
-
7a bis 7f zeigen
in mehreren Verfahrensschritten die Herstellung eines geschweißtes Sickenrohres;
wie es in 3 dargestellt ist. Ausgangsmaterial
ist wiederum ein Flachband 34, aus welchem in einem ersten
Verfahrensschritt – dargestellt
in 7a – Vorformen 35 der
Turbulatoren her gestellt werden, und zwar in vier Gruppen, zwischen denen,
symmetrisch zu einer Mittellinie m, Abstände mit flachen Bereichen des
Flachbandes 34 belassen sind. 7b zeigt
das Flachband nach dem nächsten
Verfahrensschritt, nämlich
dem Gegenprägen, welches
die Turbulatoren 36 in ihre Endform bringt. Der nächste Verfahrensschritt
besteht darin, symmetrisch zur Mittellinie m zwei Sicken 37, 38 in
das Flachband 34 einzuformen, welche in 7c dargestellt
sind. Anschließend
erfolgt als nächster
Verfahrensschritt das Formen von Kopfradien 39, 40 an
den Randseiten des Flachbandes 34, welche zu einem Viertelkreis
aufgestellt werden. 7e zeigt das Schließen des
Rohres, wobei im Bereich der Mittellinie m ein Radius 41 gebogen
wird. 7f zeigt das geschlossene Sickenrohr 42.
Beide Rohrhälften
sind zusammengeführt,
so dass die Kopfradien 39, 40 stumpf aufeinander
stoßen
und einen Stumpfstoß bilden,
welcher mit einer Längsschweißnaht 43 geschlossen
ist. Die beiden Sicken 37, 38 liegen sich direkt
gegenüber,
berühren
sich in der zeichnerischen Darstellung jedoch noch nicht. Ein Kontaktieren
der Sickenkämme
erfolgt später
beim Planieren und Verlöten
der Sickenrohre.
-
8a bis 8f zeigen
in einzelnen Verfahrensschritten die Herstellung eines geschweißten Stegrohres,
wie es in 4 dargestellt ist. Ausgangsmaterial
ist wiederum ein Flachband 44, in welches zunächst ein
Steg 45, vorzugsweise in mehreren Stufen eingeformt wird – dargestellt
in 8a. Dabei ist der Steg 45 außermittig
zur Mittellinie m und in der Mitte der halben Bandbreite angeordnet. 8b zeigt
Vorformen 46 für
die Turbulatoren, hergestellt durch Vorziehen. Anschließend werden
die Turbulatoren 47 durch Gegenprägen in ihre endgültige Form gebracht. 8d zeigt
das Formen von Kopfradien 48, 49 an den Randseiten
des Flachbandes 44. 8e zeigt
den Verfahrensschritt „Rohrschließen", wobei im Bereich
der Mittellinie m ein Radius 50 in das Flachband 44 gebogen
wird. 8f zeigt das fertige Stegrohr 51,
welches im Bereich der stumpf aufeinander geführten Kopfradien 48, 49 durch
eine Schweißnaht 52 verschlossen
ist. Der Steg 45 kontaktiert die gegenüber liegende Seite des Rohres 51 noch
nicht, da diese Flachseite noch ballig ausgebildet ist. Sie wird
später
planiert, dann kontaktiert der Steg 45 mit seinem Stegrücken die
gegenüber
liegenden Seite und wird mit dieser verlötet.
-
9 zeigt
den Herstellungsprozess für
das Prägen
von Turbulatoren. Ein Rohrband 53 wird einem Walzenpaar 54, 55 zugeführt und
erhält
nach dem Durchlaufen des Walzenpaares die gewünschte Prägung der Turbulatoren. Hierzu
weist die obere Walze 54 auf den Umfang verteilt angeordnete
Erhebungen (Patrizen) 54a auf, während die untere Walze 55 entsprechende
Vertiefungen (Matrizen) 55a, ebenfalls über den Umfang verteilt, aufweist.
Das Rohrband 53 wird somit durch die Erhebungen 54a in die
Vertiefungen 55a gedrückt.
-
10 zeigt
einen Ausschnitt aus einem Rohrband
56, in welches Turbulatoren
57,
58 nach dem
oben zu
9 beschriebenen Verfahren eingeformt
sind. Beide Turbulatoren
57,
58 sind als längliche
Ausprägungen
ausgebildet und V-förmig
zueinander angeordnet, sie bilden ein so genanntes winglet-Paar,
wie es aus der eingangs genannten
DE 101 27 084 A1 der Anmelderin bekannt ist.
Die Strömungsrichtung
des Strömungsmediums
innerhalb des Flachrohres, also beispielsweise eines Kühlmittels
ist durch einen Pfeil S dargestellt. Ein seitlich angeordneter Schnitt
A-A zeigt das nach innen (ins Rohrinnere) gerichtete, etwa trapezförmig ausgebildete
Profil der winglets
57,
58.
-
11 zeigt
einen weiteren Ausschnitt eines Rohrbandes 59 mit einem
Turbulator 60, welcher pyramidenstumpfförmig ausgebildet und aus dem
Rohrband 59 ausgeprägt
ist. Ein neben liegender Schnitt B-B zeigt das Profil des Turbulators 60.
-
12 zeigt
einen Ausschnitt eines Rohrbandes 61 mit einer weiteren
Ausführungsform
für einen
Turbulator 62, welcher kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Ein Schnitt
C-C zeigt das Profil des Turbulators 62.
-
Die
oben beschriebenen Flachrohre werden vorzugsweise für Wärmeübertrager
in Kraftfahrzeugen, insbesondere Kühlmittelkühler verwendet. Letztere weisen
einen gelöteten
Block auf, welcher aus Flachrohren und zwischen diesen angeordneten Wellrippen
besteht. Die Flachrohre werden somit vom Kühlmittel eines Kühlkreislaufes
einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeu ges durchströmt, während die
Wellrippen von Umgebungsluft überströmt werden.
Das Fügen
von Flachrohren und Wellrippen zu einem Block erfolgt durch einen
so genannten Kassettierprozess, bei welchem die Flachrohre durch
eine geeignete Spannvorrichtung zusammen mit den Wellrippen auf
Blockmaß zusammengedrückt werden.
Dabei erfolgt auch ein Planieren der vorher noch ballig ausgebildeten
flachen Seiten der Flachrohre, so dass Falze, Stege oder Sicken in
Kontakt mit der gegenüber
liegenden Seite kommen und somit verlöten können.
-
Bevorzugte
Abmessungen der erfindungsgemäßen Flachrohre
für einen
Kühlmittelkühler sind Rohrtiefen
zwischen 20 und 50 mm, vorzugsweise 40 mm, Rohrbreiten zwischen
1,5 und 2 mm und Wanddicken zwischen 0,15 und 0,35 mm, vorzugsweise zwischen
0,2 und 0,25 mm.