DE10342084B3

DE10342084B3 - Verfahren und Werkzeug zum Herstellen eines Kühlers für flüssige Medien

Info

Publication number: DE10342084B3
Application number: DE2003142084
Authority: DE
Inventors: Willi Linn; Ernst Dipl.-Ing. Fröhling
Original assignee: HONSEL PROFILPRODUKTE GmbH
Current assignee: HONSEL PROFILPRODUKTE GmbH
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2023-09-11

Abstract

Verfahren und Werkzeuge zum Herstellen eines Kühlers für flüssige Medien, insbesondere für Personenkraftwagen, zum Kühlen eines aus einer Einspritzvorrichtung in einen Kraftstofftank zurückfließenden Kraftstoffs, aus einem an den beiden Enden offenen, vorgefertigten Grundkörper mit mehreren, durch die äußeren Wandungen des Grundkörpers und durch im Grundkörper angeordnete, parallel verlaufende Stege begrenzten Kanälen und auf die Endflächen des Grundkörpers bündig dichtend aufgesetzten Abschlußelementen, von denen wenigstens eines Anschlußstutzen aufweist, mit den Schritten: DOLLAR A - Anflächen der Endflächen des Grundkörpers, ggf. in einem Schritt mit dem Ablängen des Grundkörpers auf eine vorgegebene Länge, DOLLAR A - Einfahren wenigstens eines Formschnittstempels in einen Kanal, DOLLAR A - Ausklinken eines Stanzbutzens aus jedem zweiten Steg zwischen den Kanälen, jeweils an den entgegengesetzten Endflächen gegeneinander versetzt, durch Verfahren des Formschnittstempels senkrecht zur Einfahrrichtung in die Kanäle, DOLLAR A - Ausfahren des wenigstens einen Formschnittstempels aus dem Kanal, DOLLAR A - Auswerfen des Stanzbutzens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeug zum Herstellen eines Kühlers für flüssige Medien, insbesondere für Personenkraftwagen, zum Kühlen eines aus einer Einspritzvorrichtung in einen Kraftstofftank zurückfließenden Kraftstoffs.

Ein derartiger Kühler ist in der EP 0 890 810 A2 beschrieben. Der Kühler besteht aus einem an den beiden Enden offenen, vorgefertigten Grundkörper, vorzugsweise aus einem Aluminium-Strangpreßprofil, mit mehreren, durch die äußeren Wandungen des Grundkörpers und durch im Grundkörper angeordnete, parallel verlaufende Stege begrenzten Kanälen. Die offenen Enden des Grundkörpers werden mit fließgepressten oder gegossenen Abschlußkappen verschlossen. Diese Abschlußkappen weisen Kammern auf, die den Mäanderfluß des Kraftstoffs ermöglichen. Wenigstens eine der Abschlußkappen weist Anschlußstutzen auf. Die Abschlußkappen werden mit dem Grundkörper durch Kleben, Löten oder Schweißen dichtend verbunden.

Ein ähnlicher Kühler ist in der DE 102 12 801 C1 beschrieben. Bei diesem Kühler überragen die Wandungen des Grundkörpers an den beiden offenen Enden die Stirnseiten der die Kanäle bildenden Stege. Jeder zweite Steg kommt mit einer seiner Stirnseiten an dem ersten Abschlußelement, das in das erste offene Ende des Grundprofils eingesetzt ist, zur Anlage, während seine andere Stirnseite einen Abstand A zu dem am anderen Ende des Grundprofils eingesetzten zweiten Abschlußelements aufweist. Zur Realisierung eines mäanderförmigen Flusses des Kraftstoffs durch die Kanäle ist der jeweils benachbarte, zwischen den vorgenannten Stegen angeordnete Steg in Längsausrichtung des Grundkörpers versetzt angeordnet, wobei seine zum ersten offenen Ende ausgerichtete Stirnseite einen Abstand A' zum ersten Abschlußelement aufweist und seine andere Stirnseite am zweiten Abschlußelement anliegt, so daß die benachbarten Stege versetzt zueinander angeordnet sind.

Zur Herstellung des Kühlers werden die beiden offenen Enden des Grundkörpers einem Verformungsvorgang unterzogen, wobei, ohne die Wandung des Grundkörpers zu verformen, ein Überstand B der Wandung des Grundkörpers erzeugt wird, jeder Steg gegenüber den benachbarten Stegen stärker in seiner Längsausdehnung verkürzt wird und anschließend Abschlußelemente in die offenen Enden des Grundprofils eingesetzt und befestigt werden.

Während beim Kühler gemäß der EP 0 890 810 A2 die Abschlußkappen komplizierte Elemente mit Kammern zum Ermöglichen des mäanderförmigen Kraftstoffflusses sind, sind die Abschlußelemente gemäß DE 102 12 801 C1 zwar einfach als flache Elemente ausgebildet, von denen wenigstens eines Anschlußstutzen aufweist, jedoch ist die Herrichtung des Grundkörpers zur versenkten Aufnahme der Abschlußelemente zwischen den vorstehenden Wandungen des Grundkörpers und der Verformungsvorgang der Stege aufwendig und nicht unproblematisch, da die Enden der die Kanäle bildenden Stege nur verprägt werden und dabei verdickte Endbereiche erhalten, deren Form sich nicht wiederholbar kontrollieren läßt und die den mäanderförmigen Kraftstoffdurchfluß behindern können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Kühlers der eingangs erwähnten An sowie ein entsprechendes Werkzeug zu schaffen, mit denen sich der Kühler wirtschaftlich und zuverlässig fertigen läßt.

Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Kühlers für flüssige Medien, insbesondere für Personenkraftwagen, zum Kühlen eines aus einer Einspritzvorrichtung in einen Kraftstofftank zurückfließenden Kraftstoffs, aus einem an den beiden Enden offenen, vorgefertigten Grundkörper mit mehreren, durch die äußeren Wandungen des Grundkörpers und durch im Grundkörper angeordnete, parallel verlaufende Stege begenzten Kanälen und auf die Endflächen des Grundkörpers bündig dichtend aufgesetzten Abschlußelementen, von denen wenigstens eines Anschlußstutzen aufweist, vorgeschlagen, das erfindungsgemäß aus den Schritten:

– Anflächen der Endflächen des Grundkörpers, ggf. in einem Schritt mit dem Ablängen des Grundkörpers auf eine vorgegebene Länge,
– Einfahren wenigstens eines Formschnittstempels in einen Kanal,
– Ausklinken eines Stanzbutzens aus jedem zweiten Steg zwischen den Kanälen, jeweils an den entgegengesetzten Endflächen gegeneinander versetzt, durch Verfahren des Formschnittstempels senkrecht zur Einfahrrichtung in die Kanäle,
– Ausfahren des wenigstens einen Formschnittstempels aus dem Kanal,
– Auswerfen des Stanzbutzens,

besteht.

Wenn nur ein Formschnittstempel vorhanden ist, muß dieser nacheinander jeden zweiten Steg ausklinken und entsprechend nicht nur in Richtung der Kanäle, sondern auch senkrecht dazu vor dem eigentlichen Ausklinkvorgang verfahren werden. Es ist daher bevorzugt, an einem Halter soviele Formschnittwerkzeuge anzuordnen, daß aus jedem zweiten Steg aller im Grundkörper vorhandenen Stege gleichzeitig die Stanzbutzen ausgeklinkt werden können.

Vorzugsweise erfolgt das Ausklinken der Stanzbutzen an den beiden Endflächen des Grundkörpers gleichzeitig.

Das Ausklinken der Stanzbutzen erfolgt durch das Formschnittwerkzeug, ohne daß ein Gegenwerkzeug, beispielsweise eine Matrize, erforderlich ist. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß sich das Ausklinken bewerkstelligen läßt, ohne daß eine unzulässig große Verformung der Stege und/oder des Grundkörpers eintritt. Es verbleiben auch keine Stanzreste im Bereich der Enden des Grundkörpers, die mühselig entfernt werden müßten, bevor der Kühler mit den Abschlußelementen versehen wird.

Die Abschlußelemente werden bündig dichtend auf die Endflächen des Grundkörpers aufgesetzt und damit durch Kleben, Löten oder Schweißen verbunden. Dementsprechend ist außer dem Anflächen der Endflächen und dem Ausklinken der Stege kein weiterer Bearbeitungsvorgang erforderlich. Die ausgeklinkten Bereiche der Stege lassen sich so groß bemessen, daß ein unbehinderter, mäanderförmiger Kraftstoffdurchfluß erfolgt, wobei an den unverformten, ausgeklinkten Stegenden kein erhöhter Strömungswiderstand auftritt.

Ein einfaches Entfernen der Stanzbutzen läßt sich erreichen, wenn benachbart und beabstandet zu den Schneidkanten des Formschnittstempels jeweils eine parallele, feststehende Butzenhaltefeder angeordnet ist, so daß beim Einfahren in einen Kanal der auszuklinkende Bereich des Stegs zwischen den Formschnittstempel und die Butzenhaltefeder gelangt und der Stanzbutzen beim Ausklinken zwischen dem Formschnittstempel und der Butzenhaltefeder eingeklemmt und nach dem Ausfahren des Formschnittstempels und der Butzenhaltefeder und Auseinanderbewegen derselben freigegeben und ausgeworfen wird.

Ein besonders geeigneter und wirksamer Formschnittstempel zur Durchführung des vorstehenden Verfahrens weist ein abgerundetes Schneidende, einen V-förmig eingezogenen Übergang vom Schneidende zu einem quaderförmigen Haltebereich und durch eine von dem vorderen, abgerundeten Schneidende zum Auslauf des V-förmigen Übergangs verlaufende Hohlkehle gebildete, vordere, abgerundete und seitliche V-förmige Schneidkanten auf.

Beim Ausklinken dringt zunächst das vordere abgerundete Schneidende in den auszuklinkenden Stegbereich ein und erzeugt einen sauberen Schnitt, der sich bei der Weiterbewegung des Formschnittstempels seitlich bis zum Ende des Steges fortsetzt. Aufgrund der besonderen Formgebung und Ausbildung der Schneidkanten ist für das Ausklinken kein Gegenwerkzeug erforderlich; dennoch ergibt sich ein sauberer Schnitt ohne deutliche Verformung des Steges und des Grundkörpers und ohne verbleibenden Grat oder Stanzreste.

Ein erfindungsgemäßes Formschnittwerkzeug mit Verwendung des vorerwähnten Formschnittstempels besteht aus einem in Richtung der Kanäle im Grundkörper beweglichen Halter, im Halter angeordneten, senkrecht zur Richtung der Kanäle im Grundkörper beweglichen Formschnittstempeln und parallel zu den Formschnittstempeln am Halter angeordneten, feststehenden Butzenhaltefedern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels des Näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
1 eine perspektivische, auseinandergezogene Darstellung eines mit den erfindungsgemäßen Verfahren und Werkzeug hergestellten Kühlers,
2 die Stellung des Formschnittwerkzeugs mit Bezug auf den Grundkörper vor Einfahren in die Kanäle,
3 die Stellung des Formschnittwerkzeugs nach dem Einfahren in die Kanäle im Grundkörper,
4 die Stellung des Formschnittwerkzeugs während des Ausklinkvorgangs,
5 die Stellung des Formschnittwerkzeugs nach dem Ausklinken und vor dem Auswerfen der Stanzbutzen,
6 eine Seitenansicht des Formschnittstempels,
7 eine Draufsicht auf den Formschnittstempel und
8 einen Schnitt entlang der Linie A – A in 6 des Formschnittstempels.
Ein Kühler für flüssige Medien, insbesondere für Personenkraftwagen, zum Kühlen eines aus einer Einspritzvorrichtung in einen Kraftstofftank zurückfließenden Kraftstoffs besteht aus einem Grundkörper 1, der beispielsweise als stranggepreßtes Aluminiumprofil ausgebildet sein kann. Andere Materialien und Herstellungsverfahren des Grundkörpers 1 sind ebenfalls einsetzbar.
Der Grundkörper 1 weist äußere Kühlrippen 2 sowie innere Kanäle 3 auf, die durch Stege 4 und äußere Wandungen 5 des Grundkörpers 1 begrenzt sind. Der Grundkörper 1 weist Endflächen 6 auf, die eben bearbeitet sind, so daß ebenfalls flache und eben bearbeitete Abschlußelemente 9 direkt auf die Endflächen 6 aufsetzbar sind und sich mit diesen dichtend, beispielsweise durch Kleben, Löten oder Schweißen, verbinden lassen. Ein Abschlußelement 7 ist mit zwei Anschlußstutzen 8 versehen, durch die der Kraftstoff in den Kühler eingeleitet und daraus wieder abgeleitet wird.
Um einen mäanderförmigen Kraftstofffluß durch den Grundkörper 1 zu erreichen, ist das Ende eines jeden zweiten Steges 4 gegenüber dem benachbarten Steg zurückgesetzt. Am gegenüberliegenden Ende des Grundkörpers sind die zurückgesetzten Stegenden gegenüber dem sichtbaren Ende versetzt, so daß der mäanderförmige Durchfluß durch den Grundkörper 1 gewährleistet ist, wenn die Abschlußelemente 7,9 mit dem Grundkörper 1 dichtend verbunden sind.
Zum Ausklinken der Stegenden wird ein Formschnittwerkzeug aus einem Halter 10 und einem darin angeordneten Formschnittstempel 11 verwendet. Der Halter 10 läßt sich in Richtung der Kanäle 3 im Grundkörper 1 bewegen, während sich die Formschnittstempel 11 senkrecht zu dieser Richtung im Halter 10 bewegen lassen.
Parallel zu den Formschnittstempeln 11 sind am Halter 10 unbewegliche Butzenhaltefedern 18 angeordnet.
In der in 2 dargestellten Stellung befinden sich die Formschnittstempel 11 in Höhe der Kanäle 3 im Grundkörper 1 und sind zu den Butzenhaltefedern 18 beabstandet.
In der in 3 dargestellten Stellung ist der Halter 10 in Richtung der Kanäle 3 vorgefahren, so daß ein auszuklinkendes Stegende zwischen dem Formschnittstempel 11 und der Butzenhaltefeder 18 gelangt. Werden nun die Formschnittstempel 11 im Halter 10 in eine Richtung quer zur Richtung der Kanäle 3 bewegt, so werden dadurch Stanzbutzen 19 aus den jeweiligen Stegenden ausgeklinkt und zwischen den Formschnittstempeln 11 und den Butzenhaltefedern 18 eingeklemmt.
Daraufhin wird der Halter 10, wie in 5 dargestellt, vom Grundkörper 1 wegbewegt, wobei die eingeklemmten Stanzbutzen mitgenommen werden. Werden die Formschnittstempel 11 nunmehr wieder in die in 2 dargestellte Stellung gebracht, werden die Stanzbutzen 19 freigegeben und ausgeworfen.
Das Formschnittwerkzeug ist nur an einer Seite des Grundkörpers 1 dargestellt, jedoch befindet sich ein entsprechendes Formschnittwerkzeug an der gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers 1, so daß das Ausklinken der Stegenden an beiden Enden des Grundkörpers 1 gleichzeitig, jedoch an versetzten Stegen 4 erfolgt.
Der im Formschnittwerkzeug verwendete Formschnittstempel 11 weist ein abgerundetes Schneidende 12 und davon ausgehend einen V-förmig eingezogenen Übergang 13 zu einem quaderförmigen Haltebereich 14 auf. Durch eine vom Schneidende 12 bis zum quaderförmigen Haltebereich 14 verlaufende Hohlkehle sind eine vordere, abgerundete Schneidkante 15 sowie seitliche, V-förmige Schneidkanten 16 am Formschnittstempel 11 gebildet, die es erlauben, den Ausklinkvorgang ohne Gegenwerkzeug durchzuführen und ohne daß eine merkliche Verformung der Stege 4 im Grundkörper 1 eintritt. Grate bzw. Stanzreste werden ebenfalls vermieden, so daß keine aufwendige Reinigung und Nachbearbeitung des Grundkörpers nötig ist.
Nach dem Ausklinken der Stegenden brauchen nur noch die Abschlußelemente 7, 9 dichtend auf die Endflächen 6 des Grundkörpers 1 aufgesetzt und damit durch Kleben, Löten oder Schweißen verbunden zu werden, um einen fertigen, sofort einsatzfähigen Kühler zu erhalten.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Kühlers für flüssige Medien, insbesondere für Personenkraftwagen, zum Kühlen eines aus einer Einspritzvorrichtung in einen Kraftstofftank zurückfließenden Kraftstoffs, aus einem an den beiden Enden offenen, vorgefertigten Grundkörper (1) mit mehreren, durch die äußeren Wandungen (5) des Grundkörpers (1) und durch im Grundkörper (1) angeordnete, parallel verlaufende Stege (4) begrenzten Kanälen (3) und auf die Endflächen (6) des Grundkörpers (1) bündig dichtend aufgesetzten Abschlußelementen (7,9) von denen wenigstens eines Anschlußstutzen (8) aufweist, mit den Schritten: – Anflächen der Endflächen (6) des Grundkörpers (1), ggf. in einem Schritt mit dem Ablängen des Grundkörpers (1) auf eine vorgegebene Länge, – Einfahren wenigstens eines Formschnittstempels (11) in einen Kanal (3), – Ausklinken eines Stanzbutzens (19) aus jedem zweiten Steg (4) zwischen den Kanälen (3), jeweils an den entgegengesetzten Endflächen (6) gegeneinander versetzt, durch Verfahren des Formschnittstempels (11) senkrecht zur Einfahrrichtung in die Kanäle (3), – Ausfahren des wenigstens einen Formschnittstempels (11) aus dem Kanal (3), – Auswerfen des Stanzbutzens (19).
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem an einem Halter (10) soviele Formschnittwerkzeuge (11) angeordnet sind, daß aus jedem zweiten Steg (4) aller im Grundkörper (1) vorhandenen Stege (4) gleichzeitig die Stanzbutzen (19) ausgeklinkt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Ausklinken der Stanzbutzen (19) an den beiden Endflächen (6) des Grundkörpers (1) gleichzeitig erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem benachbart und beabstandet zu den Schneidkanten (15,16) des Formschnittstempels (11) jeweils eine parallele, feststehende Butzenhaltefeder (18) angeordnet ist, so daß beim Einfahren in einen Kanal (3) der auszuklinkende Bereich des Stegs (4) zwischen den Formschnittstempel (11) und die Butzenhaltefeder (18) gelangt und der Stanzbutzen (19) beim Ausklinken zwischen dem Formschnittstempel (11) und der Butzenhaltefeder (18) eingeklemmt und nach dem Ausfahren des Formschnittstempels (11) und der Butzenhaltefeder (18) und Auseinanderbewegen des Formschnittstempels (11) und der Butzenhaltefeder (18) freigegeben und ausgeworfen wird.
Formschnittstempel zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit abgerundetem Schneidende (12), einem V-förmig eingezogenen Übergang (13) vom Schneidende (12) zu einem quaderförmigen Haltebereich (14) und Bildung der vorderen, abgerundeten und seitlichen V-förmigen Schneidkanten (15, 16) durch eine von dem vorderen, abgerundeten Schneidende (12) bis zum Auslauf des V-förmigen Übergangs (13) verlaufende Hohlkehle (17).
Formschnittwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit Verwendung des Formschnittstempels (11) nach Anspruch 5 aus einem in Richtung der Kanäle (3) im Grundkörper (1) beweglichen Halter (10), im Halter (10) angeordneten, senkrecht zur Richtung der Kanäle (3) im Grundkörper (1) beweglichen Formschnittstempeln (11) und parallel zu den Formschnittstempeln (11) angeordneten feststehenden Butzenhaltefedern (18).
Formschnittwerkzeug nach Anspruch 6, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5 ohne Gegenwerkzeug in Form einer Matrize.