DE19820937A1 - Flat tube for heat exchanger in vehicle cooling system - Google Patents
Flat tube for heat exchanger in vehicle cooling systemInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Flachrohr für einen Rippen/Rohr block eines Wärmeübertragers für ein Kraftfahrzeug, das aus einem Metallblechstreifen umgeformt ist, wobei die Längsrän der des Metallblechstreifens über die gesamte Länge des Flachrohres längs eines Steges aneinanderliegen und miteinan der verlötet sind, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung des Flachrohres.The invention relates to a flat tube for a fins / tube block of a heat exchanger for a motor vehicle made from a sheet metal strip is formed, the longitudinal rims that of the metal strip over the entire length of the Flat tube lie next to each other along a web and together which are soldered, as well as a method and a device for the production of the flat tube.
Aus der DE 37 25 602 A1 ist ein Flachrohr für einen Wärme übertrager eines Kraftfahrzeugs bekannt, das aus einem Me tallblechstreifen hergestellt ist. Dabei werden die Längsrän der des Metallblechstreifens unter Bildung von zwei Strö mungskammern nach innen umgebogen, so daß sie stoßartig unter Bildung eines Steges aneinanderliegen und zudem mit der In nenwandung des gegenüberliegenden Streifenabschnittes in Be rührung stehen. Durch eine Verlötung werden die Längsränder im Bereich des Steges miteinander sowie mit der Innenwandung des benachbarten Streifenabschnittes über die gesamte Länge des Flachrohres dicht miteinander verbunden.DE 37 25 602 A1 describes a flat tube for a heat Transmitter of a motor vehicle known from a Me Tall metal strips is made. The longitudinal ranks that of the sheet metal strip to form two streams mung chambers bent inwards so that they abruptly under Form a bridge next to each other and also with the In nenwandung of the opposite strip section in Be to be moved. The longitudinal edges are soldered in the area of the web with each other and with the inner wall of the adjacent strip section over the entire length of the flat tube tightly connected.
Es ist für Wärmeübertrager auch bekannt, bodenlose Sammelkä sten direkt auf entsprechend aufgeweitete Rohrenden eines Rippen/Rohrblockes des Wärmeübertragers aufzusetzen und dicht mit diesen Rohrenden zu verlöten. Hierbei sind sowohl die Sammelkästen als auch der Rippen/Rohrblock aus Leichtmetall blechen hergestellt und wenigstens einseitig lotplattiert. Die Verlötung aller Teile des Wärmeübertragers erfolgt in ei nem gemeinsamen Arbeitsgang in einem Lötofen.It is also known for heat exchangers, bottomless collecting tanks directly on the correspondingly widened pipe ends Put on the fins / tube block of the heat exchanger and seal them to be soldered to these tube ends. Here are both Collection boxes as well as the fins / tube block made of light metal Manufactured sheets and solder-plated at least on one side. All parts of the heat exchanger are soldered in egg a joint operation in a soldering furnace.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flachrohr der eingangs ge nannten Art sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu sei ner Herstellung zu schaffen, mittels derer trotz des Vorhan denseins eines Steges mit einfachen Mitteln ein Einsatz des Flachrohres für bodenlose Wärmeübertrager ermöglicht wird.The object of the invention is to provide a flat tube of ge mentioned type as well as a method and a device to create a production by means of which despite the existing the existence of a bridge with simple means an application of the Flat tube for bottomless heat exchangers is made possible.
Für das Flachrohr wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ge genüberliegende Rohrenden des Flachrohres auf ihrer dem Steg abgewandten Seite asymmetrisch aufgeweitet sind. Dadurch, daß durch die asymmetrische Aufweitung vor allem die dem Steg ge genüberliegende Seite jedes Rohrendes durch entsprechende Dehnungs- und Zugbelastungen beeinflußt wird, ist ein siche rer Zusammenhalt der Längsränder im Bereich des Steges trotz der Aufweitung der Rohrenden gewährleistet. Es ist somit vor teilhaft möglich, die Aufweitung bei noch offenem Rohrquer schnitt, d. h. in ungelötetem Zustand vorzunehmen. Auch für den Fall, daß eine Verlötung bereits erfolgt ist, wird ge währleistet, daß die Lötverbindung nicht aufreißt.For the flat tube, this object is achieved in that ge opposite pipe ends of the flat pipe on their the web facing side are expanded asymmetrically. As a result of that due to the asymmetrical widening especially the ge opposite side of each pipe end by appropriate Elongation and tensile loads is a safe Despite the cohesion of the longitudinal edges in the area of the web the expansion of the pipe ends guaranteed. It is therefore before Partially possible, the expansion with the pipe cross still open cut, d. H. to be carried out in an unsoldered state. Also for the case that soldering has already taken place is ge ensures that the solder joint does not tear open.
In Ausgestaltung der Erfindung ragt der Steg ins Rohrinnere zu einer gegenüberliegenden Innenwandung hin ab. Dadurch ist der Steg weitgehend unsichtbar und platzsparend angeordnet. Zudem kann der Steg als Trennsteg für die Schaffung von zwei Strömungskammern innerhalb des Flachrohres dienen.In an embodiment of the invention, the web projects into the interior of the tube towards an opposite inner wall. This is the bridge is largely invisible and space-saving. In addition, the web can be used as a separator for the creation of two Flow chambers serve within the flat tube.
Für das Verfahren, bei dem ein Metallblechstreifen derart um geformt wird, daß die Längsränder des Metallblechstreifens längs eines Steges aneinanderliegen, wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Steg im Bereich jedes Rohrendes zusammenge halten und gleichzeitig die gegenüberliegende Seite des Rohr endes aufgeweitet wird, und daß anschließend die Längsränder dicht miteinander verlötet werden. Dieses Verfahren ermög licht eine einfache und kostengünstige Herstellung der Flach rohre, da die Flachrohre vor der Aufweitung nicht verlötet werden müssen. Es kann somit eine fertige Zusammenfügung der Flachrohre zu dem Rippen/Rohrblock sowie auch bereits ein Aufsetzen der Sammelkästen erfolgen, um anschließend eine ge meinsame Verlötung in einem einzelnen Arbeitsgang im Lötofen einschließlich der Längsränder im Bereich des stegartigen Stoßes zu erreichen.For the process in which a sheet metal strip is made in such a way is formed that the longitudinal edges of the sheet metal strip The task is thereby to lie along a web solved that the web in the area of each pipe end together hold and at the same time the opposite side of the tube endes is expanded, and that then the longitudinal edges be soldered tightly together. This procedure enables light a simple and inexpensive manufacture of the flat tubes since the flat tubes are not soldered before expansion Need to become. It can thus be a finished assembly of the Flat tubes to the fins / tube block as well as one already Place the collection boxes, then a ge joint soldering in a single operation in the soldering furnace including the longitudinal edges in the area of the web-like To achieve impact.
Für die Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein asymmetrisch gestalteter Umformstempel vorgesehen ist, der eine die Längsränder des Metallblechstreifens im Bereich des Steges formschlüssig übergreifende Aussparung aufweist. Die Aussparung kann als Nut, als Schlitz oder als Spalt innerhalb des Umformstempels vorgesehen sein. Der Umformstempel hat so mit eine Doppelfunktion, da er zum einen die Längsränder im Bereich des Steges zusammenhält und zum anderen die Aufwei tung der Rohrenden erzielt.For the device, the object is achieved in that a asymmetrically shaped stamp is provided, the one the longitudinal edges of the sheet metal strip in the area of Has cross-shaped recess overlapping. The Recess can be a groove, a slot or a gap within of the forming stamp may be provided. The forming stamp has so with a double function, because on the one hand it has the longitudinal edges in the Area of the web holds together and on the other hand the tion of the pipe ends.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der Zeichnungen dargestellt ist.Further advantages and features of the invention result from the claims and from the following description of a preferred embodiment of the invention, based on the drawings is shown.
Fig. 1 zeigt in einem perspektivischen Ausschnitt einen Teil eines Rippen/Rohrblockes für einen Wärmeübertrager eines Kraftfahrzeugs mit entsprechend erfindungsgemäß aufgeweiteten Flachrohren, Fig. 1 shows a portion in perspective a detail of a fin / tube block for a heat exchanger of a motor vehicle in accordance with the present invention expanded flat tubes,
Fig. 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäß aufgewei teten Flachrohres gemäß Fig. 1, Fig. 2 shows an embodiment of an inventive aufgewei ended flat tube according to FIG. 1,
Fig. 3 in vergrößerter perspektivischer Darstellung einen ersten Verfahrensschritt zur Aufweitung eines Rohren des des Flachrohres nach Fig. 2, Fig. 3 is an enlarged perspective view of a first process step for expanding a tube of the flat tube of FIG. 2,
Fig. 4 die Positionierung des aufzuweitenden Flachrohres zwi schen oberer und unterer Stützmatrize, Fig. 4 shows the positioning of the tube to be expanded flat Zvi's upper and lower Stützmatrize,
Fig. 5 in einer Frontansicht einen weiteren Verfahrens schritt zur Aufweitung des Flachrohres nach den Fig. 1 bis 4, und Fig. 5 in a front view a further method step for expanding the flat tube according to FIGS . 1 to 4, and
Fig. 6 einen letzten Verfahrensschritt zur Kalibrierung des aufgeweiteten Rohrendes des Flachrohres nach den Fig. 2 bis 5. Fig. 6 shows a final step of calibrating the expanded tube end of the flat tube shown in FIGS. 2 to 5.
Ein Rippen/Rohrblock 1 für einen Wärmeübertrager eines Kraft fahrzeugs, insbesondere für einen Kühlmittel/Luftkühler, weist in an sich bekannter Weise eine Vielzahl von zueinander parallelen Flachrohren 2 sowie zwischen diesen angeordnete Wellrippen 3 auf. Die Flachrohre 2 ragen mit ihren gegenüber liegenden Rohrenden über die Wellrippen 3 hinaus. Diese Rohr enden 4 sind jeweils rechteckig aufgeweitet, wobei die aufge weiteten Rohrenden 4 derart bündig und fluchtend aneinander anschließen, daß sie einen blockartigen Verbund bilden. Auf diese aufgeweiteten Rohrenden 4 ist direkt ein entsprechendes Profil des jeweiligen Sammelkastens aufsetzbar und dicht mit den Rohrenden 4 verbindbar, so daß Rohrböden vermieden wer den. Ein solcher Wärmeübertrager ist insbesondere aus der DE 195 43 986 A1 bekannt.A fins / tube block 1 for a heat exchanger of a motor vehicle, in particular for a coolant / air cooler, has, in a manner known per se, a multiplicity of parallel flat tubes 2 and corrugated fins 3 arranged between them. The flat tubes 2 protrude with their opposite tube ends beyond the corrugated fins 3 . These tube ends 4 are each expanded rectangular, the expanded tube ends 4 connecting so flush and in alignment that they form a block-like composite. On this widened tube ends 4 , a corresponding profile of the respective collecting box can be placed directly and connected tightly to the tube ends 4 , so that tube sheets are avoided. Such a heat exchanger is known in particular from DE 195 43 986 A1.
Wie insbesondere den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, sind die Rohrenden 4 jedes Flachrohres 2 nach der Erfindung asymme trisch aufgeweitet. Die asymmetrische Aufweitung erfolgt da bei gegenüberliegend zu einem Steg 6 des Flachrohres 2.As can be seen in particular from FIGS . 1 and 2, the tube ends 4 of each flat tube 2 are expanded asymmetrically according to the invention. The asymmetrical expansion takes place opposite to a web 6 of the flat tube 2 .
Die Aufweitung der Rohrenden 4 erfolgt im offenen Zustand je des Flachrohres 2. Dabei wird jedes Flachrohr 2 aus einem Leichtmetallblechstreifen umgeformt, indem die gegenüberlie genden seitlichen Längsränder des Metallblechstreifens nach innen umgebogen und derart rechtwinklig abgebogen werden, daß sie einen Steg 6 bilden, dessen Stirnkanten zu der Innenwan dung der gegenüberliegenden Flachrohrseite hin abragen. In diesem noch offenen, unverlöteten Zustand werden die Rohren den des Flachrohres 2 aufgeweitet. Hierzu ist in einer nicht weiter ausgeführten Umformvorrichtung ein längsbeweglicher Umformstempel P (Fig. 3) vorgesehen, der auf der dem Steg 6 zugeordneten Flachseite mit einer als Aussparung dienenden Längsnut 7 versehen ist, die beim Einschieben in das Rohrende (siehe Pfeilrichtung) die beiden Längsränder des Steges 6 formschlüssig übergreift und somit zusammenhält. Die Breite und die Tiefe der Längsnut 7 sind derart auf die Abmessungen des Steges 6 abgestimmt, daß die Längsränder sicher zusammen gehalten werden und gleichzeitig dennoch eine Einschubbewe gung des Umformstempels P erzielt wird, ohne das Rohrende un gewünscht zu verformen. Auf der der Längsnut 7 gegenüberlie genden Seite weist der Umformstempel P in Einschubrichtung gesehen einen vorderen, flachen Umformabschnitt 8 auf, der insbesondere als Einführhilfe in das jeweilige Rohrende dient. An diesen schließt ein sich stetig verdickender Auf weitabschnitt 9 an, der die asymmetrische Aufweitung des Rohrendes 4 bewirkt.The widening of the tube ends 4 takes place in the open state for each flat tube 2 . Each flat tube 2 is formed from a light metal sheet strip by the opposite side longitudinal edges of the metal sheet strip bent inwards and bent at right angles such that they form a web 6 , the end edges of which protrude toward the inner wall of the opposite flat tube side. In this still open, unsoldered state, the tubes of the flat tube 2 are expanded. For this purpose, a longitudinally movable forming punch P ( FIG. 3) is provided in a forming device which is not further developed and which is provided on the flat side assigned to the web 6 with a longitudinal groove 7 serving as a recess, which has the two longitudinal edges when inserted into the pipe end (see arrow direction) of the web 6 engages positively and thus holds together. The width and depth of the longitudinal groove 7 are so matched to the dimensions of the web 6 that the longitudinal edges are held securely together and at the same time an insertion movement of the forming die P is achieved without deforming the pipe end un desired. On the side facing the longitudinal groove 7 , the forming die P has a front, flat forming section 8 , seen in the direction of insertion, which serves in particular as an insertion aid into the respective pipe end. This is followed by a continuously thickening section 9 , which causes the pipe end 4 to widen asymmetrically.
Zur Aufweitung des jeweiligen Rohrendes 4 wird das Flachrohr 2 zwischen eine obere Stützplatte 10 und eine untere Stütz platte 11 eingelegt, wobei die untere Stützplatte 11 eine dem Aufweitabschnitt 9 des Umformstempels P entsprechende Matri zenform 12 aufweist. Beim Einfahren des Umformstempels P in Pfeilrichtung (Fig. 4) wird somit das Rohrende auf der dem Steg 6 gegenüberliegenden Seite aufgeweitet. Die Längsnut 7 hält gleichzeitig die Längsränder 6 zusammen, so daß ein Auf ziehen der Längsränder im Bereich des Steges 6 durch die auf grund der Aufweitung entstehenden Materialbelastungen vermie den wird. Im aufgeweiteten Zustand weist das Rohrende 4 die Gestalt nach Fig. 5 auf. Um den freien Querschnitt der aufge weiteten Rohrenden 4 im Hinblick auf eine später erfolgende, bündige und fluchtende Aneinanderfügung der Rohrenden zu dem blockartigen Verbund nahezu identisch gestalten zu können, weist die Umformvorrichtung zwei das aufgeweitete Rohrende 4 seitlich flankierende Kalibrierstempel 13 auf, die gemäß Fig. 6 in Pfeilrichtung gegen das Rohrende 4 gepreßt werden, um die gewünschte, vorgegebene Breite jedes Rohrendes 4 zu er zielen.For expanding the respective tube end 4, the flat tube 2 between an upper support plate 10 and a lower support plate is inserted 11, wherein the lower support plate 11 has a corresponding the expanding section 9 of the metal-forming punch P Matri Zenform 12th When the forming die P is retracted in the direction of the arrow ( FIG. 4), the tube end on the side opposite the web 6 is thus widened. The longitudinal groove 7 simultaneously holds the longitudinal edges 6 together, so that a pull on the longitudinal edges in the region of the web 6 is avoided by the material stresses resulting from the expansion. In the expanded state, the tube end 4 has the shape according to FIG. 5. In order to make the free cross-section of the widened pipe ends 4 almost identical with regard to a later, flush and aligned joining of the pipe ends to form the block-like composite, the forming device has two calibration stamps 13 flanking the widened pipe end 4 , which according to FIG. 6 are pressed in the direction of the arrow against the pipe end 4 in order to aim the desired, predetermined width of each pipe end 4 .
Nach der Umformung der Rohrenden 4 werden diese mit den Well rippen 3 zu dem Rippen/Rohrblock 1 zusammengefügt und nach dem Aufsetzen der Sammelkästen sowie gegebenenfalls dem seit lichen Anfügen der Seitenteile im Lötofen zu dem gesamten Wärmeübertrager dicht verlötet. Hierzu sind die Metallblech streifen zur Herstellung der Flachrohre 2 vorzugsweise beid seitig lotplattiert.After the tube ends 4 have been formed , they are joined together with the corrugated fins 3 to form the fins / tube block 1 and, after the collector boxes have been placed on them and, if appropriate, the side parts in the soldering furnace have been joined to the entire heat exchanger. For this purpose, the metal sheet strips are preferably solder-plated on both sides to produce the flat tubes 2 .
Claims (4)
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| DE1998120937 DE19820937A1 (en) | 1998-05-09 | 1998-05-09 | Flat tube for heat exchanger in vehicle cooling system |
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Publications (1)
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ID=7867322
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