DE3026461A1

DE3026461A1 - Verfahren zum formen eines endes eines metallischen rohres und derart geformtes rohr

Info

Publication number: DE3026461A1
Application number: DE19803026461
Authority: DE
Inventors: Pierre Charles Collgon
Original assignee: Valeo SE
Current assignee: Valeo SE
Priority date: 1979-07-26
Filing date: 1980-07-12
Publication date: 1981-02-12
Also published as: FR2462215B1; US4467511A; RO81366B; GB2056330B; SE446436B; PL126340B1; MX154369A; ES252209Y; IT1166471B; ES8302494A1; AU535137B2; ES493595A0; AR223054A1; DE3026461C2; SE8005286L; GB2056330A; PL225904A1; AU6077880A; SU1223830A3; NL8004298A

Description

DR. INC. HANS HCHTI · DIPL.-ING. HEINER LICHTJ

DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT 302 B46 1

PATE NTAN WÄLTE

D-7500 KARLSRUHE 41 (CRÖTZINGEN) · DURLACH ER STR. 31 (HOCH HAUS)

TELEFON (0721) 48511

■Ό-

09. JuM 1980 5670/80-Le

64, avenue de la Grande-Armee

F-75848 Paris Cedex 17

Verfahren zum Formen eines Endes eines metallischen Rohres und derart geformtes Rohr

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausformen eines Endes mit kreisförmigem Querschnitt an einem metallischen Rohr länglichen, insbesondere ovalen Querschnitts für einen Wärmetauscher, wie einen Kühler im Motorkreislauf eines Kraftfahrzeugs oder einen Wärmetauscher einer Heizung und/oder Klimaanlage eines solchen Kraftfahrzeugs, sowie ein Rohr für einen Wärmetauscher mit einem Körper, dessen Querschnitt eine längliche Form bestizt und dessen zylindrische Enden Kreisquerschnitt besitzen.

Die Erfindung bezieht sich also insbesondere auf Wärmetauscher, in denen eine Flüssigkeit oder ein Fluid zum Heizen öder Kühlen in Rohren umläuft, die mit Rippen oder anderen thermischen Austauschmitteln versehen sind.

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Der Wärmeaustausch geschieht dabei durch das Strömen der Luft, welche die Rohre praktisch umspült. Die Enden der Rohre führen, um ein Umlaufen der Flüssigkeit oder des Fluids zu erlauben, in mindestens eine Kollektor- oder Sammelkammer, die durch einen "Wasserbehälter" begrenzt ist. Ein Kollektor ist .aus einer Platte mit Löchern gebildet, durch die dichtend die Enden der Rohre hindurchtreten.

Bei den meisten Wärmetauschern dieser Art, die üblicherweise" verwendet werden, weisen die Rohre einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Löcher in den Platten sind ebenfalls kreisförmig. Hierdurch wird ein Zusammensetzen der Enden der Rohre mit den Lochplatten ermöglicht.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, Rohre mit länglichem Querschnitt zu verwenden, um hierdurch ihre Kontaktfläche mit der Luft, die sie umspült,zu vergrößern, ohne daß eine Vergrößerung des aerodynamischen Widerstandes des Wärmetauschers notwendig ist. Weiterhin wurde vorgeschlagen, um das Zusammensetzen derartiger Rohre mit dem Platten mit kreisförmigen Löchern zu erlauben, die Enden der Rohre zum Einsetzen von einem länglichen Querschnitt zu einem Absatz mit kreisförmigem Querschnitt umzuformen.

Dieses Ausformen oder Ausgestalten der Enden der Rohre mit einem länglichen Körperquerschnitt zeigt darüber hinaus Vorteile in anderer Hinsicht. Denn beispielsweise sind die Rohre mit länglichem Querschnitt dazu bestimmt, mit Rohren mit kreisförmigem Querschnitt verbunden zu werden, wie dies beispielsweise bei Verdampfern der Fall ist. Diese Verbindung geschieht durch Verschweißen oder Verschrauben.

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Aber sowohl die Verfahren als auch die zur Ausführung einer solchen Ausformung verwendeten Mittel haben bisher keine befriedigenden Ergebnisse gezeigt. Zunächst erlauben sie nicht ein Rohrende zu erhalten, dessen Rand und äußere Fläche ausreichend präzise geometrische Eigenschaften aufweisen, damit eine Verbindung mit einem anderen Rohr möglich wäre oder eine ausreichende Dichtigkeit beim Zusammensetzen mit einer Lochplatte sichergestellt wäre, wie dies in einfacher und wirksamer Weise bei der Verwendung von Rohren der Fall ist, die über ihre gesamte Länge hin einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen die genannten Nachteile vermieden werden und insbesondere in einfacher und praktischer Weise Rohre mit an sich länglichem Querschnitt an ihren Enden zu einem kreisförmigen Querschnitt umgeformt werden.

Erfindungsgemäße wirddie genannte Aufgabe mittels eines Verfahrens der eingangs genannten Art gelöst, welches gekennzeichnet ist durch zwei Schritte, in deren einem das Ende des Rohres einem radialen Zusammendrücken ausgesetzt wird und in deren anderem ein Stempel kraftvoll in das Ende eingestoßen wird, wobei der Durchmesser des Stempels gleich dem für die innere Fläche des Endes des Rohres gewünschten ist.

Es ist festgestellt worden, daß, wenn man mit einem Verfahren mit zwei Schritten arbeitet, wie es erfindungsgemäße verwendet wird, man mittels zweier einfacher Verfahrensschritte ein Rohr erhält, dessen Körper seinen gewünschten länglichen Querschnitt beibehält, um so einen guten Wärmeaustausch zu gewährleisten, und dessen Ende eine äußere Fläche mit einer ausreichend exakten Kreisform aufweist, so daß ein Zusammensetzen mit einer Platte mit kreisförmigen Löchern möglich ist. Darüber

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hinaus ergibt sich ein Zusammensetzen mit einer genauso guten Dichtigkeit, wie dies bei einem Rohr mit kreisförmigen Querschnitt über seine gesamte Länge hin der Fall ist. Die Dichtigkeit bleibt selbst erhalten, wenn starke Kräfte, wie solche die durch Schwingungen oder Druckvariationen der Flüssigkeit auftreten und die die Dichtigkeit beeinträchtigen können.

Weiterhin hat sich in überraschender Weise ergeben, daß bei einem Verfahren mit zwei Schritten der Zwischenteil des Rohres zwischen dem Körper mit länglichem Querschnitt und dem Ende mit kreisförmigem Querschnitt eine wesentlich verminderte Länge aufweisen kann, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, daß ein den Körper des Rohres von seinem Ende trennender Zwischenteil sich über höchstens das 0,2-fache der größten Abmessung des länglichen Querschnitts des Rohres oder des 0,5-fachen des kleinsten Abschnitts des länglichen Querschnittes erstreckt. Es ergibt sich derart ein Wärmetauscher, bei dem der Rand eines Kollektors oder einer Platte mit Löchern, wie sie üblicherweise verwendet werden, unmittelbar in Kontakt mit einer thermischen Austauschrippe stehen, ohne daß ein Zwischenring oder ein Zwischenstück zwischem dem Kollektor und der ersten Rippe vorzusehen wäre, wobei ein solches Zwischenstück platzraubend und im Hinblick auf den Wärmetausch nachteilig ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß der Schritt des radialen Zusammenpressens zunächst ausgeführt wird und insbesondere, daß das radiale Zusammendrücken auf der äußeren Fläche an den Enden größter Abmessungen des länglichen Querschnitts des Rohres durchgeführt wird. Derart wird dieses Ende gemäß mit einem Querschnitt verseheni der sich einem kreisförmigen Querschnitt annähert.

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In einer anderen bevorzugten Ausführungs form ist vorgesehen, daß der Schritt des Eindrückens des Stempels zunächst ausgeführt wird. Die Ergebnisse gemäß dieser Ausführungsform sind umso befriedigender, als die Dehnung des mittleren Durchmessers des Rohres während der analogen Phase des Stempeleinführens recht groß ist. Diese Ausdehnung darf selbstverständlich nicht die elastischen Grenzen des das Rohr bildenden Metalls überschreiten.

Ein erfindungsgemäßes Rohr mit einem länglichen Querschnitt für einen Wärmetauscher ist dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durchmesser des Endes geringer ist als die größte Querabmessung des Rohres in dem Teil länglichen Querschnitts. Eine vorteilhafte Ausgestaltung eines solchen Rohres sieht vor, daß das Verhältnis zwischen der Länge der großen Achse und der der kleinen Achse des länglichen Querschnitts zwischen 1,5 und 2,5 liegt.

Es wurde festgestellt, daß die Verwirklichung der letzten Bedingung sich erlaubt den Wärmeaustausch zwischen der in den Rohren umlaufenden Flüssigkeit und die Rohre transversal, d. h. parallel zur Richtung der größten Abmessung des Rohrquerschnitts vorbeistreichenden Luft zu optimieren.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

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Figur 1 Ein Werkzeug zur Durchführung eines Schritts

des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 1a eine Sicht entsprechend der der Figur 1, aber für eine andere Stellung des im Schnitt entlang der Linie Ia-Ia der Figur 2 dargestellten Werkzeugs;

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie H-Il der Figur 1a;

Figur 3 einen Schnitt entlang der Linie Ill-Ill der Figur 2;

Figur 4 ein Werkzeug, mittels dessen ein anderer Schritt

des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführbar ist;

Figur 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V der Figur 4;

Figur 6 einen Schnitt durch einen Teil eines Wärmetauschers ;

Figur 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII der Figur 6;

Figur 8 ein Werkzeug analog dem in Figur 4 gezeigten, aber

zur Durchführung einer anderen Ausführungsform des Verfahrens;

Figur 9 ein in ein Rohr eingeführtes Ende des Werkzeugs

der Figur 8;

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Figur 10 eine sich analog der der Figur 9 mit einem Werkzeug im Schnitt entlang der Linie X-X der Figur 8;

Figur 11 eine Sicht analog der der Figur 9 mit einem Werkzeug im Schnitt entlang der Linie Xl-Xl der Figur 8;

Figur 12 einen Schnitt durch das Werkzeug der Figur 8, wobei dieses zur gleichen Zeit verwandt wird wie ein zweites Werkzeug zur Durchführung eines letzten Schritts der Ausführungsform des Verfahrens;

Figur 13 einen Schnitt entlang der Linie XIII-XIII der Figur 12;

Figur 14 eine Sicht analog der der Figur 8 mit einer weiteren Ausführungsform des Werkzeugs;

Figur 15 einen Schnitt entlang der Linie XV-XV der Figur 14;

Figur 16 einen Schnitt entlang der Linie XVI-XVI der Figur 14; und

Figur 17 eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines für die Erfindung geeigneten Rohres.

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Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gemäß Figur 1 von einem Rohr 2 mit einem ovalen Querschnitt ausgegangen. Die Oval form weist eine große Achse 3 und eine kleine Achse 4 auf, die zueinander senkrecht stehen. Entsprechend diesen Achsen sind Rippen 20, 20 etc. aufgesetzt (vgl; Figuren 6 und 7). Erfindungsgemäß wird ein Ende des Rohres 2 mit Hilfe eines Werkzeugs aus zwei Klemmbacken 6, 7 zusammengepreßt. Die beiden Klemmbacken 6,7 weisen einander identische, sich gegenüberliegende aktive Flächen 8 und 9 auf. Jede Fläche 8, 9 ist halbzylindrisch mit teil kreisförmigem Querschnitt. Die Erzeugenden dieser halbzylindrischen Flächen 8, 9 sind parallel zur Achse des Rohres 2. Der Radius jeder dieser halbzylindrischen Flächen 8, 9 liegt leicht über dem Radius der Außenflächen, die für das betreffende Ende des Rohres 2 angestrebt werden.

Um eine geneigte Verbindung geringer Länge zwischen dem Ende 5 und dem Körper 5a des Rohres 1, der dazu bestimmt ist, seinen ovalen Querschnitt beizubehalten, zu schaffen, weisen die Werkzeuge 6 und 7 eine Abschrägung oder Schulter 10 bzw. 11 auf.

Diese Abschrägung oder Schulter 10, 11 ist folgendermaßen ausgestaltet (Figur 3): Die Klemmbacken 6 und 7 begrenzen in der Stellung, in der sie aneinander angenähert sind, oberhalb der Abschrägungen 10 und 11 eines Zylinders mit einer Achse 12 (Figur 1a), die mit der Achse des Rohres 1, 2 zusammenfällt. In der Projektion auf eine Ebene senkrecht zu dieser Achse 12 zeichnet man (Figur 3) ein Oval 2a, das der äußeren Fläche des Rohres 1, 2 entspricht, und einen Kreis 5b, der den Flächen 8 und 9 entspricht. Der Kreis 5b zeigt zwei Bögen 5c und 5d im Inneren des Ovals 2a und zwei Bögen 5e und 5f außerhalb des Ovals 2a.

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Die Bögen 5e und 5f entsprechen den Flächen 8 und 9 auf ihrer gesamten Länge oder Höhe des Werkzeugs. Dagegen entsprechen in dieser dargestellten Projektion die Schultern oder Abschrägungen 10, 11 Bögen mit Krümmungen wie 2b und 2c, die zwischen dem Oval 2a und dem Kreis 5b liegen.

Die Klemmbacken 6 und7 werden an den Enden 13, 14 der großen Achse 3 des Rohres 1, 2 in Kontakt mit den Außenflächen des Rohres 1, 3 gebracht. Die Klemmbacken 6, 7 werden parallel zur großen Achse einander in Richtung der Pfeile F und F genähert. Das Rohr 1, 2 wird derart parallel zur Achse 3 zusammengedrückt und in der senkrechten Richtung ausgeweitet. Der Querschnitt des Rohres 1, 2 hat am Ende dieses ersten Schritts des Verfahrens eine weitgehend kreisförmige Form (Figur 1a).

Ein Stempel 16 (Figur 4) von kreisförmigem Querschnitt mit einem kegel stumpfförmigen Ende 17 und einem wirksamen zylindrischen Teil 18 von kreisförmigem Querschnitt, dessen Durchmesser größer als der der Innenfläche des am Ende des ersten Schrittes des Verfahrens erhaltenen Ringes ist, wird sodann kräftig in das Ende 5 eingedrückt, um diesem eine kreisförmige Zylinderform durch eine gewisse Ausweitung zu geben, d. h. also durch Vergrößerung des Durchmessers.

Das Verfahren wird so durchgeführt, daß der mittlere Durchmesser des Endes 5 nach diesem Schritt des Verfahrens vorzugsweise um 1% größer ist als der mittlere Durchmesser des ovalen Abschnitts. Das Verfahren wird aber dennoch so durchgeführt, daß zu keinem Zeitpunkt die elastischen Grenzen des das Rohr 1 bildenden Metalls überschritten werden. Weiterhin

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ist vorgesehen, daß der Durchmesser der äußeren Fläche des so geformten Endes geringer ist als die Länge der großen Achse 3 der äußeren Fläche des ovalen Abschnitts, so daß Schultern 21 und 22 (Figur 5 und 7) ausgebildet sind, die Anschläge für die Rippe 20 bilden.

Die Länge I (Figur 2), über die das erhaltene Rohr 1, 2 progressiv von einem länglichen Querschnitt zu einem kreisförmigen Querschnitt übergeht, kann ausreichend kurz sein. Diese Länge ist vorzugsweise weniger als 0,2 der großen Achse des länglichen Querschnitts oder 0,5 der kleinen Achse dieses länglichen Querschnitts. Derart kann man Wärmetauscher (Figuren 6 und 7) mit herkömmlichen Kollektoren herstellen, die aus Platten 24 mit kreisförmigen Löchern 25 gebildet sind, ohne daß Distanzringe zwischen dem Rand 34 des Kollektors 24 und der letzten Rippe 20 des Rippenbündels zwischengesetzt werden müssen.

Im folgenden wird auf die Figuren 8 bis 13 Bezug genommen, die eine weitere Ausführungsform des Verfahrens zeigen, welches gerade unter Hinweis auf die Figuren 1 bis 5 beschrieben wurde.

Sei dieser weiteren Ausführungsform wird zunächst ein Arbeitsschritt mittels Einführen eines Werkzeugs 40 (Figur 8) ausgeführt und sodann erst ein radiales Zusammendrücken der Außenflächen des Endes des Rohres 1, 2 mit Hilfe eines Ringes 41 (Figur 12) durchgeführt.

Der Stempel 40 weist einen zylindrischen Körper 42 mit kreisförmigem Querschnitt auf. Der Durchmesser des Körpers 42 ist gleich dem inneren gewünschten Durchmesser für das Ende 5 des Rohres 1,2. Der Stempel weist weiterhin ein kegelstumpfförmiges Ende 43 auf, dessen Basis 44

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ebenfalls kreisförmig ist, aber einen Durchmesser aufweist, der höchstens gleich der kleinen Abmessung - entsprechend der Achse 4 - der Innenfläche des Rohres 1, 2 in seinem Teil mit ovalen Querschnitt ist (Figur 9).

Die Axiallänge I' des Teils 43 liegt in der gleichen Größenordnung wie die Länge I der Schulter der Klemmbacken 6 und 7 (Figur 2), d. h. der Länge des Zwischenteile zwischen dem Körper und dem Ende des Rohres 1, 2 nach Durchführung des Verfahrens. So erlauben die Rohre 1, 2, die sich nach der Durchführung dieser zweiten Ausführungsform des Verfahrens ergeben, einen Wärmetauscher zu erhalten, der dem in den Figuren 6 und 7 dargestellten entspricht.

Der Stempel 40 wird über eine gewisse Länge am Ende des Rohres 1 kräftig eingeführt. Er wird sodann in dieser Stellung gehalten. Um das derart gebildete Ende wird sodann axial gleitend ein Ring 41 gedrückt, der eine innere kreisförmige Zylinderfläche 45 aufweist, deren innerer Durchmesser dem äußeren gewünschten Durchmesser des Endes des Rohres 1, 2 entspricht. Der Ring 51 endet an seinem Vorderteil in einer Abschrägung oder Schulter 46 mit der Länge I'. Der äußere Durchmesser des Ringes entspricht im wesentlichen den Abmessungen des Rohres 1 in Richtung seiner großen Achse 3. Die Schulter 46 wird in analoger Weise zu den Schultern 10 und 11 der Klemmbacken 6 und 7 bestimmt (Figur 3).

Die beschriebene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erlaubt ebenfalls einen Wärmetauscher derart zu erhalten, wie er in den Figuren 6 und 7 beschrieben ist. Das heißt es ergibt sich also ein Wärmetauscher, bei dem der Rand eines üblichen Kollektors direkt mit einer Randrippe in Kontakt steht, so daß die Verwendung von platzeinnehmenden und für den Austausch der Wärme unnützen Zwischenringen vermieden wird.

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Im folgenden wird Bezug auf die Figuren 14 bis 16 genommen, die einen Stempel 50 mit einem Kopf 51 und einem Körper zeigen. Der Kopf 51 hat im Querschnitt die Form eines Ovals 80 mit zwei Scheiteln 81 und 82 entsprechend seiner großen Achse 3a. Die Scheitel 81 und 82 liegen sich diametral gegenüber auf einem Kreis 53 (Figur 15) mit einem Durchmesser, der dem gewünschten für die innere Fläche des Endes des Rohres 1, 3 gleich ist. Das Oval 80 hat zwei andere Scheitel 83 und 84 entsprechend der kleinen Achse 4a, die mit den Scheiteln des Ovals 54 übereinstimmen, das der Innenfläche des Körpers des Rohres 1,2 entspricht.

Der Körper 2 ist ein Zylinder mit kreisförmigem Querschnitt; dessen Durchmesser gleich dem für die Innenfläche des Endes des Rohres 1, 2 gewünschten ist.

Die Länge des Kopfes 51 ist mindestens gleich der Länge des Endes 5 mit kreisförmigem Querschnitt, das man zu erhalten wünscht.

Zur Durchführung dieser Ausführungsform des Verfahrens wird der Kopf 51 des Stempels 50 am Ende des Rohres 1 in der Weise eingeführt, daß die kleine Achse 4a mit der kleinen Achse 4 und die große Achse 3 über die gewünschte Länge des Endes 5 übereinstimmt. Dann wird der Stempel 50 um seine Achse 50a gedreht, wobei das Rohr 1 unbeweglich bleibt. Durch diesen Schritt wird dem Ende 5 des Rohres 1 eine Form gegeben, die einem Zylinder mit kreisförmigem Querschnitt ähnlich ist. Nach Beendigung der Drehung wird der Stempel 50 von neuem in eine Winkelstellung gebracht, die der entspricht, die in der Figur 15 dargestellt ist und in der Weise gestoßen, daß sein Körper 52 die Gestalt des Endes des Rohres

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zu ende führt. Der Kopf 51 bewirkt also kein Formen am Körper des Rohres 1, in dessen Innerem er angeordnet ist, sondern hat lediglich die Wirkung der Führung des Werkzeugs im Rohr 1.

Die äußere Fläche des Endes.5 des Rohres 1 wird sodann durch den Ring 41 (Figur 12 und 13) geformt, wobei der Stempel 50 bei diesem zweiten Schritt des Verfahrens im Inneren des Rohres 1 bleibt. Diese Ausführungsform erlaubt ebenfalls einen Wärmetauscher derart zu erhalten, wie er in den Figuren 6 und 7 dargestellt ist, d.h. also einen Wärmetauscher, bei dem der Rand eines gewöhnlichen Kollektors direkt in Kontakt mit einer Randrippe steht, wodurch die Verwendung von platzraubenden und für die Wärmetauschung unnützen Zwischenring vermieden wird.

Um mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Formen oder Gestalten bessere Ergebnisse zu erzielen ist erfindungsgemäße vorgesehen, daß der Körper des Rohres 1 einen ovalen Abschnitt aufweist, der, wie im folgenden unter Bezugnahme auf die Figur 17 beschrieben werden kann.

Man zieht oder zeichnet zwei Kreise 60 und 61 mit gleichem Radius und Mittelpunkten 62 und 63, die auf einer Linie 64 im Abstand zueinander liegen. Die Linie 64 bestimmt dabei die größte Abmessung des Körperabschnitts des Rohres 1. Der Abstand, der die beiden Mittelpunkte voneinander trennt, liegt deutlich über dem Durchmesser jedes der Kreise und 61. Man zieht bzw. zeichnet sodann zwei Kreisbögen 65 und 66, die die Kreise 60 und 61 beidseitig der Linie 64 tangieren. Die Zentren 68 und 69 der beiden Kreise 65 und 66 befinden sich dabei auf der Mittelsenkrechten 70 des die Punkte 62 und 63 verbindenden Abschnitts und

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liegen symmetrisch zu diesem Segment. Die Radien dieser Kreise liegen deutlich oberhalb der Radien der Kreise 60 und 61.

Die große Achse der Länge B der so erhaltenen Kurve und die kleine hierzu senkrechte Achse der Länge A haben ein Verhältnis von B durch A zwischen etwa 1,5 und 2,5. Dieses Verhältnis ist optimal für die Wärmetauschung zwischen einer im Rohr 1 zirkulierenden Flüssigkeit und der am Rohr entlang streichenden Luft, die vorzugsweise parallel der Linie 64 entlang streicht.

Das oben in zwei Schritten beschriebene Verfahren mit mehreren praktischen Ausführungsformen wird gleichzeitig bei den Enden aller Rohre eines Wärmetauschers ausgeführt, auf denen die Rippen angebracht sind. Dies geschieht aber vor dem Zusammenbau des Kollektors mit einer Folie aus Gummi, Kautschuk oder ähnlichem, die den Kollektor und einen Wasserbehälter bedeckt .

Die Löcher 25 des Kollektors 24 sind außerhalb der Kollektorkammer 36 durch zylindrische Kragen (Figuren 6 und 7) umrandet. Der Kollektor 24 oder die Platte mit Löchern ist im Inneren der Kammer 36 durch eine Folie aus Kautschuk, Gummi oder ähnlichem bedeckt, die Löcher 28 aufweist, die mit den Löchern 25 fluchten. Darüber hinaus ist der Kollektor 24 durch Hülsen 29 umrandet, die einen integralen Teil der Folie 27 bilden. Weiterhin ist ein Teil 30 kurzer Länge vorgesehen, der zur Kammer 36 hin vorspringt und ein Teil 31 der Folie 27 mit einer größeren Länge, der in die Kragen 26 eingeführt ist und in einem Wulst 32 endet, der seine Verbindung mit einem Teil 31 eines Randes 33 bedingt, der zum Endabschnitt des Kragens 26 reicht.

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Der Rand 34 der Metallplatte 24, der zum Äußeren der Kollektorkammer hinvorspringt, bildet den Boden einer Nut, die einen Rand 35 der Gummifolie 27 aufnimmt.

Zur Befestigung der Kollektoren 24 mit der Gummi folie 27 an den Enden der Rohre sind die Hülsen 29 vorgespannt, wobei der Durchmesser ihrer Innenfläche im freien Zustand geringer ist als der Durchmesser der Außenfläche der Enden der Rohre. Die Enden der Rohre werden durch die Kollektoren hindurchgeführt, bis auf jeder Seite die Ränder 34 in Kontakt mit einer Randrippe 20 stehen. Die Vorspannung wird sodann entfernt, woraufhin die Stempel oder Dorne (nicht gezeigt) gleichzeitig in die Enden der Rohre derart eingeführt werden, daß sie eine neue Ausformung durchführen, damit das Ende 5 eine Erweiterung 5f erhält, deren äußerer Durchmesser leicht über dem inneren Durchmesser des Kragens 26 liegt. Derart wird der Kollektor 24 mit den Rohren 1 zusammengesetzt. Der Kontakt zwischen dem Rand 34 und der äußeren Rippe 20 trägt ebenfalls zum Zusammenhalt bei. Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich ebenfalls in dem Fall verwendet werden, daß die Abdichtung jedes Endes der Rohre im Bereich des Kollektors nicht nur durch eine einzige Verbindung sondern durch eine Vielzahl von Verbindungen sichergestellt ist. Das .beschriebene Verfahren kann auch für den Fall angewendet werden, bei dem das Einführen der Rohre in den oder die Verbindungen im Bereich des Kollektors durch eine kraftschlüssige Schrumpfoder Preßverbindung erreicht wird.

Die Ausgestaltung der Enden der Rohre länglichen Querschnitts entsprechend der Erfindung erlaubt darüber hinaus^ine Dichtigkeit im Bereich des Kollektors sicherzustellen, wenn man keine Verbindungen verwendet, d. h.,

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also, wenn die Enden der Rohre in direktem Kontakt mit dem Metall der Lochplatte stehen.

Da erfindungsgemäß eine aureichend exakte kreisförmige Form erhalten wird, wird ebenfalls die Verbindung durch Schrauben oder Schweißen der Enden der Rohre mit anderen Rohren mit gleichem kreisförmigem Querschnitt erleichtert, wie es beispielsweise bei Verdampfern der Fall ist.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein.

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Bezugszeichen-Liste	zu Akte 5670/80
1 Rohr	24 Platte, Kollektor
2 Rohr	25 Loch
2a Oval	26 Kragen
2b, 2c Bogen	27 Folie
3, 3a Achse	28 Loch
4, 4a Achse	29 Hülse
5 Ende	30 Teil
5a Körper	31 Teil
5b Kreis	32 Wulst
5c, d, e, f Bogen	33 Rand
6 Klemmbacke	34 Rand
7 Klemmbacke	36 Sammel kammer
,8 Fläche	40 Stempel
9 Fläche	41 Ring
10 Schulter	42 Körper (von 40)
11 Schulter	43 Ende
12 Achse	44 Basis
13 Ende	46 Abschrägung
14 Ende	50 Stempel
16 Stempel	51 Kopf
17 Ende	52 Körper
18 Teil	53 Kreis
20-j, 20g Rippen	54 Oval
21 Schulter	60 Kreis
22 Schulter . .	61 Kreis

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Blatt 2 der Bezugszeichenliste

62 Mittelpunkt zu Akte 5670/80

63 Mittelpunkt 64 Linie

65 Kreisbogen 66 Kreisbogen 68 Mittelpunkt 69 Mittelpunkt 80 Oval

81 Scheitel 82 Scheitel 83 Scheitel 84 Scheitel f_1f f₂ Pfeile I, I' Längen

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Leerseite

Claims

DR. ING. HANS LICHTI · DIPL.-ING. HEINER ^LIC ^ΤΪΟβ Λ β 1

DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT PATENTANWÄLTE

D-75OO KARLSRUHE 41 (GRÖTZINCEN) · DURLACHER STR. SI (HOCHHAUS)

TELEFON (O72I) 48511

VALEO

64, avenue de la Grande-Armee

F-75848 Paris Cedex 17

09. JuM 1980 5670/80-Le

Patentansprüche

Verfahren zum Ausformen eines Endes mit kreisförmigem Querschnitt an einem metallischen Rohr länglichen, insbesondere ovalen Querschnitts für einen Wärmetauscher, wie einen Kühler im Motorkreislauf eines Kraftfahrzeugs oder einen Wärmetauscher einer Heizung und/oder Klimaanlage eines solchen Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch

zwei Schritte, in deren einem das Ende des Rohres einem radialen Zusammendrücken ausgesetzt wird und in deren anderem ein Stempel kraftvoll in das Ende eingestoßen wird, wobei der Durchmesser des Stempels gleich dem für die innere Fläche des Endes des Rohres gewünschten ist.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des radialen Zusammenpressen zunächst ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Zusammendrücken auf der äußeren Fläche an den Enden größter Abmessungen des länglichen Querschnitts des Rohres durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des radialen Zusammendrückens mit Hilfe zweier Klemmbacken ausgeführt wird, deren halbzylindrische Hohlkammern gleichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen und deren Durchmesser größer als der für die äußere Fläche des Endes des Rohres gewünschten ist.

5. Verfahrennach Anspruch;!, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Eindrückens des Stempels zunächst ausgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das anschließend erfolgende Zusammendrücken in gleichmäßiger Weise um das Rohr herum erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusammendrücken durch Aufschieben eines Ringes erfolgt, dessen innere zylindrische Fläche kreisförmigen Querschnitt aufweist, wobei der Durchmesser gleich dem für die äußere Fläche des Endes des Rohres gewünschten ist.

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a. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel während der Verschiebung des Ringes im Rohr bleibt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel einen Kopf länglichen Querschnitts trägt, dessen größte Querabmessung gleich dem für die innere Fläche am Ende des Rohres gewünschten Durchmesser ist und dessen kleinste Abmessung höchstens gleich der kleinsten Abmessung des Rohres länglichen Querschnitts ist, so daß der Kopf des Stempels in das Rohr eintreten kann, ohne es zu verformen; daß der Stempel weiterhin einen zylindrischen Körper kreisförmigen Querschnitts aufweist, dessen Durchmesser gleich dem für die innere Fläche des Endes des Rohres gewünschten Durchmesser ist; daß der Stempel zunächst in das Ende des Rohres derart eingeführt wird, daß er dieses nicht verformt; daß der Stempel sodann in Drehung um seine Längsachse in der Weise versetzt wird, daß die Form des Endes des Rohres sich derjenigen eines kreisförmigen Ringes nähert; daß der Körper des Stempels sodann - nach einem Anhalten der Drehung in einer solchen Winkelstellung des Kopfes, daß dieser den Körper des Rohres nicht verformt - in das Ende des Rohres eingedrückt wird.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der mittlere Umfang des kreisförmigen Abschnitts des Endes mindestens 1% oberhalb des mittleren Umfangs des länglichen Querschnitts des Rohrkörpers liegt.

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11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der äußeren Fläche des Rohrendes unterhalb der größten Querabmessung der äußeren Fläche des Rohrkörpers liegt.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Körper des Rohres von seinem Ende trennender Zwischenteil sich über höchstens das 0,2-fache der größten Abmessung des länglichen Querschnitts des Rohres oder des 0,5-fachen des kleinsten Abschnitts des länglichen Querschnittes erstreckt.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Herstellung eines Wärmetauschers, bei dem die Rohrenden einen aus einer Platte mit kreisförmigen Löchern gebildeten Kollektor dichtend durchgreifen, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Herstellung der Enden mit kreisförmigem Querschnitt und des Aufsetzens des Kollektors auf den Rohren die Enden der Rohre erneut einer Erweiterung zum Vergrößern ihrer Durchmesser ausgesetzt werden, um ein axiales Verschieben des Rohres zum Kollektor zu verhindern.

14. Rohr für einen Wärmetauscher mit einem Körper, dessen Querschnitt eine längliche Form besitzt und dessen zylindrische Enden Kreisquerschnitt besitzen, die durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildet wurde, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Umfang des Endes (5) über den mittleren Umfang des Körperabschnitts des Rohres (1) liegt.

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030067/0711 .

5670/80-Le

15. Rohr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Durchmesser des Endes (5) geringer ist als die größte Querabmessung des Rohres (1) in dem Teil länglichen Querschnitts.

16. Rohr nach Anspruch 14 oder_15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Länge der großen Achse (3) und der der kleinen Achse (4) des länglichen Querschnitts zwischen 1,5 und 2,5 liegt.

17. Wärmetauscher mit Rohren, in denen Heiz- oder Kühlwasser umläuft und die in Kontakt mit Rippen oder anderen Mitteln thermischen Austauschs mit einem zweiten Fluid, wie z. B. Außenluft stehen, und deren Enden durch eine Platte mit kreisförmigen Löchern oder einen Kollektor herkömmlicher Art dichtend hindurchtreten, wobei mittels eines Wassergefäßes eine Kollektorkammer begrenzt wird und die Platte oder der Kollektor einen gegenüber der Kammer überstehenden Rand aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (1,2) einen Körper länglichen, insbesondere ovalen Querschnitts und Enden (5) kreisförmigen Querschnitts aufweisen, wobei letztere nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 geformt wurden; daß die Enden (5) dichtend durch die Platte (24) mit Löchern hindurchtreten; und daß ein Rand (34) der Platte (24) in direktem Kontakt mit dem Umfang einer entsprechenden Rippe (2O₁) steht.

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