DE19857510A1 - Gebogenes und verlötetes Rohr für Wärmetauscher und derartige Rohre umfassender Wärmetauscher - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein gebogenes und verlötetes Rohr für einen Wärmetauscher, wie bei­ spielsweise einen Kühlradiator eines Kraftfahrzeugmo­ tors.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein solches Rohr, das ein um sich selbst gebogenes Metallband zur Bil­ dung von zwei durch ein Zwischenstück voneinander ge­ trennten parallelen Kanälen umfaßt, wobei das besagte Zwischenstück durch mindestens einen Rand des besag­ ten Bands gebildet wird, der örtlich von der Oberflä­ che des Rohrs aus zum Rohrinnern hin gebogen ist.

Es ist bereits ein derartiges Rohr bekannt, das einen Querschnitt mit abgeflachter Form aufweist. Ein sol­ ches Rohr besitzt ebene oder gekrümmte große Flächen, an denen Einsätze mit gewölbter Form verlötet oder verschweißt sind, die Wärmeaustauschrippen bilden, um ein aus einer Vielzahl von Rohren und Einsätzen be­ stehendes Bündel zu bilden.

An der Oberfläche des Rohrs, an der Stelle, an der der Rand nach innen gebogen ist, wird eine Einsenkung gebildet, wobei diese Einsenkung dem Umstand ent­ spricht, daß die Biegung nicht entlang einer glatten Kante, sondern entlang einem Kreisbogen erfolgt. Die­ se Einsenkung muß aufgefüllt werden, um einerseits die Durchgängigkeit jeder der großen Flächen des Rohrs in den Bereichen nahe des Zwischenstücks zu ge­ währleisten und um andererseits die Abdichtung der Verbindung zwischen den Rohren und den Sammelplatten des Wärmetauschers sicherzustellen.

Die Schwierigkeit besteht darin, diese Lötaussparung bei der Herstellung des Rohrs angemessen auszufüllen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, diesen Nachteil abzustellen und insbesondere ein Rohr zu erhalten, dessen durch das Biegen bedingte Einsenkungen ein geringeres Volumen aufweisen und da­ her beim Löten leichter zu verfüllen sind.

Dazu bezieht sich die Erfindung auf ein gebogenes und gelötetes Rohr für einen Wärmetauscher, insbesondere für Kraftfahrzeuge, das mindestens ein um sich selbst gebogenes Metallband zur Bildung von zwei durch ein Zwischenstück voneinander getrennten parallelen Kanä­ len umfaßt, wobei das besagte Zwischenstück durch mindestens einen Rand des besagten Bands gebildet wird, der örtlich von der Oberfläche des Rohrs aus zum Rohrinnern hin gebogen ist.

Erfindungsgemäß umfaßt das Rohr mindestens einen Falz, der an das besagte Zwischenstück an dessen Au­ ßenseite angedrückt ist, wobei dieser Falz eine bün­ dig mit der Oberfläche des Rohrs abschließende Kante, angrenzend an den Biegebereich des besagten Rands, umfaßt.

Der Vorteil eines Falzes, dessen Kante bündig mit der Oberfläche des Rohrs abschließt, besteht darin, daß dieser Falz das beim Löten zu verfüllende Volumen zwischen sich und der äußeren Abrundung der örtlichen Biegung des Falzes sauber begrenzt.

Wenn zwei gegenüberliegende Ränder des besagten Bands gegenüber gebogen werden, um das Zwischenstück zu bilden, befindet sich im einzelnen der Falz in einer zwischen diesen beiden Rändern eingefügten Position, so daß er den Zwischenraum mit allgemein dreieckiger Form, der zwischen den beiden Kreisbögen begrenzt ist, in zwei Hälften teilt. Dadurch ist es einfacher, diese zwei Halbräume mit Lot zu verfüllen als den ur­ sprünglichen vollständigen Zwischenraum.

In einer besonderen Ausführungsart der Erfindung wird der besagte Falz durch einen Randbereich des besagten Rands gebildet wird, der um 180° umgebogen ist.

In einer anderen Ausführungsart wird der besagte Falz durch den anderen Rand des besagten Bands gebildet, der dem vorgenannten Rand gegenüberliegt, der um das besagte Zwischenstück gebogen ist.

Im einzelnen kann der besagte Falz mindestens eine Eintiefung in seiner Dicke enthalten, in der ein äu­ ßerer Teil der örtlichen Biegung des Rands aufgenom­ men ist.

Diese Eintiefung, die beispielsweise mit der Presse oder mit dem Rändelrad ausgeführt werden kann, weist einen zweifachen Vorteil auf. Einerseits ermöglicht sie eine weitere Begrenzung des mit Lot zu befüllen­ den Volumens. Andererseits sorgt sie für eine Arre­ tierung des Falzes im Verhältnis zum Zwischenstück, so daß der bündige Abschluß der Falzkante mit der Oberfläche des Rohrs sichergestellt werden kann.

Unter einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung ei­ nen Wärmetauscher, der ein Bündel aus Rohren und Kühlrippen umfaßt, in dem die Rohre wie vorstehend definiert ausgeführt sind.

Es folgt nun als Beispiel ohne einschränkende Wirkung die Beschreibung von besonderen Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines Wärmetauschers nach dem bisherigen Stand der Technik;

Fig. 2 eine Ansicht dieses Wärmetauschers nach dem Zusammenbau;

Fig. 3 eine endseitige Ansicht eines Rohrs des Wärmetauschers der Fig. 1 und 2;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht des Details IV von Fig. 3;

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 zu einem erfindungsgemäßen Rohr;

Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des Details VI von Fig. 5;

Fig. 7 eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines Wärmetauschers, der aus Rohren nach einer ande­ ren Ausführungsart der Erfindung ausgeführt ist;

Fig. 8 eine Ansicht des Wärmetauschers von Fig. 7 nach dem Zusammenbau;

Fig. 9 eine endseitige Ansicht eines Rohrs des Wärmetauschers der Fig. 7 und 8;

Fig. 10 eine vergrößerte Ansicht des Details X von Fig. 9; und

Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht eines Details ei­ nes Rohrs nach einer anderen Ausführungsart der Er­ findung.

In Fig. 1 sind einige Bestandteile eines Wärmetau­ schers nach dem bisherigen Stand der Technik zu er­ kennen, bei dem es sich beispielsweise um einen Kühl­ radiator für den Motor eines Kraftfahrzeugs handelt.

Dieser Kühlradiator ist aus Flachrohren 1 ausgeführt, die aus gebogenem und verlötetem Blech hergestellt sind. Jedes Rohr 1 besteht aus einem Metallband, das umgebogen ist, um die Umhüllung von zwei parallelen Kanälen 2 und 3 zu bilden. Die Kanäle 2 und 3 sind durch ein Zwischenstück 4 voneinander getrennt, das durch die von der Oberfläche des Rohrs 1 zu seinem Innern vorgenommene Biegung der beiden gegenüberlie­ genden Ränder 4a und 4b des Metallbands um 90° ausge­ führt ist. Die gegenüberliegenden Oberflächen der Ränder 4a und 4b werden verlötet, um die Abdichtung des Rohrs 1 sicherzustellen. Im übrigen sind die En­ den der Rohre 1 in Schlitze 5 von zwei Sammelplatten 6 eingesetzt (von denen nur eine dargestellt ist), an denen die endseitigen Sammelkästen des Wärmetauschers angebracht sind. Bei der Montage werden die anhand eines Wellblechs ausgeführten Kühlrippen 7 zwischen den Rohren 1 eingefügt.

In Fig. 4 ist zu erkennen, daß die vorstehend be­ schriebene Ausführung der Rohre 1 zur Bildung eines Raums 8 mit einem in etwa dreieckigen Querschnitt führt, der zumindest an den Enden der Rohre 1 mit Lot aufgefüllt werden muß, um ihre Abdichtung nach dem Zusammenbau mit den Sammelplatten 6 zu gewährleisten.

Der Raum 8 wird dabei durch die Ebene 9 der Außenflä­ che des Rohrs 1 und durch die zwei Viertelzylinder 10 begrenzt, die aus den Außenflächen der Biegungen des Blechs des Rohrs 1 bestehen, die ausgeführt werden, um die Zwischenstückhälften 4a und 4b umzubiegen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Raum 8 zu unterteilen, um ihn beim Lötvorgang einfacher zu befüllen.

In den Fig. 5 und 6 ist ein erfindungsgemäßes Rohr 11 zu erkennen.

Dieses Rohr ist, wie vorstehend, durch Biegen eines Metallbands ausgeführt. Die beiden gegenüberliegenden Ränder dieses Bands werden von der Oberfläche des Rohrs aus zu dessen Innern hin umgebogen, um ein Zwi­ schenstück 12 zu bilden. Dieses Zwischenstück besteht in erster Linie, wie vorstehend, aus einem Rand 13 des Bands, der um 90° umgebogen ist. Darüber hinaus besteht dieses Zwischenstück 12 außerdem aus dem ge­ genüberliegenden Rand 13b des Bands, dessen Randzone hier jedoch um 180° nach außen gebogen ist, um einen Falz 14 zu bilden, dessen Kante 15 bündig mit der Au­ ßenfläche 16 des Rohrs 11 abschließt.

Der Falz 14 ist im Verhältnis zum Teil des Zwischen­ stücks 13b nach außen umgebogen, das heißt auf der konvexen Seite der Biegung 17 am Ausgangspunkt dieser Zwischenstückhälfte. Der Falz 14 ist daher zwischen den Zwischenstückhälften 13a und 13b angeordnet.

Es ist festzustellen, daß die Kante des Falzes 14 den Zwischenraum mit dreieckigem Querschnitt nach dem bisherigen Stand der Technik in zwei Halbräume 18a und 18b mit einem um die Hälfte verringerten Volumen unterteilt. Sie sind daher beim Verlöten des Rohrs leichter aufzufüllen.

In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß nur die Zwischenstückhälfte 13b um 180° umgebogen wurde, um einen Falz 17 zu bilden. Als Variante wäre es natürlich auch möglich gewesen, die Randzone der zweiten Zwischenstückhälfte 13a ebenfalls umzubiegen, um zwei Falze entsprechend dem Falz 14 zu bilden.

Die Fig. 7 bis 10 zeigen eine Ausführungsart der Erfindung in Anwendung bei Rohren mit großer Breite.

Jedes Rohr besteht hier aus zwei getrennten Rohrhälf­ ten 21a und 21b, die wie zuvor aus gebogenem Blech ausgeführt und an Sammelplatten 22 verlötet sind.

In Form eines Wellblechs ausgeführte Kühlrippen 23 sind wie zuvor zwischen den Flachrohren eingefügt, die jeweils durch die Verbindung von zwei Rohrhälften 21a und 21b gebildet werden.

Jede Rohrhälfte 21a, 21b ist aus einem umgebogenen Metallband ausgeführt, dessen Mittelbereich 24 den Rohrkörper bildet. Ein erster Rand dieses Metallbands wird von der Oberfläche des Rohrs 21a aus zum Rohrin­ nern hin umgebogen, um ein erstes Zwischenstück 25a zu bilden, das mit der Innenfläche des Rohrs in Kon­ takt kommt, die seinem Biegebereich gegenüberliegt.

Erfindungsgemäß wird der andere Rand des Bands, der dem ersten Rand gegenüberliegt, von der Oberfläche des Rohrs aus nach außen, unmittelbar hinter der Kan­ te 27a des Zwischenstücks 25a, umgebogen, um einen Falz 26a zu bilden. Die Kante 28a des Falzes 26a schließt bündig mit der Außenfläche des Rohrs ab.

Die andere Rohrhälfte 21a wird ebenso ausgeführt, so daß sich ihr Zwischenstück 25a im Innern der ersten Rohrhälfte und ihr Falz 26b außen befindet. Das Bie­ gen der Rohrhälften 21a und 21b erfolgt in entgegen­ gesetzter Richtung, so daß sich die Kante 28b des Falzes 26b, bezogen auf die Kante 28a des Falzes 26a, auf der gegenüberliegenden Seite des Flachrohrs be­ findet. Der Einbau erfolgt so, daß nacheinander, von der linken Seite der Fig. 9 und 10 aus, das Zwi­ schenstück 25a der Rohrhälfte 21a, deren Falz 26a, der Falz 26b der Rohrhälfte 21b und deren Zwischen­ stück 25b aneinander angedrückt werden.

Hier sind beim Verlöten zwei gegenüberliegende Räume an jedem Rohr aufzufüllen. Fig. 10 zeigt einen die­ ser Räume, dessen in etwa dreieckiger Querschnitt durch die Oberfläche 29 des Rohrs und durch die zwei Viertelzylinder 30a und 30b bestimmt ist, die durch die Außenfläche der Biegung des Zwischenstücks 25a einerseits und den Falz 26b andererseits gebildet werden. Dieser Raum wird hier durch die Kante des Falzes 26a in zwei gleiche Teile unterteilt.

Ebenso unterteilt die Kante des Falzes 26b den auf der anderen Seite des Rohrs durch die Biegung des Falzes 26a und die Biegung des Zwischenstücks 25b ge­ bildeten Raum in zwei Hälften.

In der Ausführungsart von Fig. 11, die der Ausfüh­ rungsart der Fig. 5 und 6 ähnlich ist, wird ein einziger Rand 31 des Metallbands von der Oberfläche des Rohrs aus zum Rohrinnern hin umgebogen, um ein Zwischenstück zu bilden, wobei er mit der gegenüber­ liegenden Fläche des Rohrs in Kontakt kommt. Der an­ dere Rand 32 wird nur umgebogen, um seine Verlötung zu ermöglichen.

Der Randbereich des Rands 31 wird um etwa 180° zur Außenseite des Zwischenstücks umgebogen, um einen Falz 33 zu bilden, dessen Kante 34 bündig mit der Oberfläche 35 des Rohrs abschließt.

Das Zwischenstück 31 ist hier um einen Winkel von et­ was weniger als 90° umgebogen, um einen Vorsprung 36 gegenüber einem Vorsprung 37 zu bilden, der durch die Biegung des Rands 32 gebildet wird. Der Falz 33 bil­ det zwei Eintiefungen 38 und 39 in seiner Dicke, die hier durch Stauchung, beispielsweise mit der Presse oder mit dem Rändelrad, ausgeführt sind. Die Eintie­ fungen 38 und 39 nehmen die Vorsprünge 36 bzw. 37 auf, so daß einerseits die beim Löten aufzufüllenden Räume 40 und 41 verkleinert werden und daß anderer­ seits die Planheit der Außenfläche des Rohrs aufgrund einer genauen Positionierung der Kanten des Bands im Verhältnis zur Kante 34 des Falzes 33 sichergestellt ist.

Claims (5)

1. Gebogenes und verlötetes Rohr für einen Wärmetau­ scher, insbesondere für Kraftfahrzeuge, das ein um sich selbst gebogenes Metallband zur Bildung von zwei durch ein Zwischenstück voneinander getrennten pa­ rallelen Kanälen (2, 3; 21a, 21b) umfaßt, wobei das besagte Zwischenstück durch mindestens einen Rand (13a, 13b; 25a, 25b; 31) des besagten Bands gebildet wird, der örtlich von der Oberfläche des Rohrs aus zum Rohrinnern hin gebogen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es mindestens einen Falz (14; 26a, 26b; 33) umfaßt, der an das besagte Zwischenstück an dessen Außenseite angedrückt ist, wobei dieser Falz eine bündig mit der Oberfläche des Rohrs abschließende Kante (15; 28a, 28b; 34), angren­ zend an den Biegebereich des besagten Rands, umfaßt.

2. Rohr nach Anspruch 1, bei dem der besagte Falz (14; 33) durch einen um 180° umgebogenen Randbereich des besagten Rands gebildet wird.

3. Rohr nach Anspruch 1, bei dem der besagte Falz (26a, 26b) durch den zu dem besagten Zwischenstück umgebogenen anderen Rand des besagten Bands gegenüber dem vorgenannten Rand gebildet wird.

4. Rohr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der besagte Falz mindestens eine Einsenkung (38, 39) in seiner Dicke besitzt, in der ein äußerer Teil (36, 37) der örtlichen Biegung des Rands aufgenommen ist.

5. Wärmetauscher, der ein Bündel aus Rohren und Kühl­ rippen umfaßt, dadurch gekennzeich­ net, daß der Wärmetauscher Rohre nach einem der Ansprüche 1 bis 4 umfaßt.