DE3322453A1 - MOUNTING DEVICE FOR MOUNTING AT LEAST ONE PIPE ON A PLATE, TOOL FOR CARRYING OUT THE METHOD AND HEAT EXCHANGER PRODUCED BY THIS METHOD, ESPECIALLY FOR MOTOR VEHICLES - Google Patents
MOUNTING DEVICE FOR MOUNTING AT LEAST ONE PIPE ON A PLATE, TOOL FOR CARRYING OUT THE METHOD AND HEAT EXCHANGER PRODUCED BY THIS METHOD, ESPECIALLY FOR MOTOR VEHICLESInfo
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Description
"-ZIMMERMANN"- CARPENTER
PATENTANWÄLTE european patent attorneysPATENT ATTORNEYS european patent attorneys
Dipl.-Ing. H. Leinweber (ΐ930-7β> Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann, Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky' Dipl.-Phys. Dr. Jürgen KrausDipl.-Ing. H. Leinweber (ΐ930-7β> Dipl.-Ing. Heinz Zimmermann, Dipl.-Ing. A. Gf. v. Wengersky ' Dipl.-Phys. Dr. Jürgen Kraus
Rosental 7, D-8000 München 2 2. Aufgang (Kustermann-Passaga) Telefon (089) 2 60 39 89 Telex 52 8191 lepatd Telogr.-Adr. Leinpat MönchenRosental 7, D-8000 Munich 2 2nd entrance (Kustermann-Passaga) Telephone (089) 2 60 39 89 Telex 52 8191 lepatd Telogr.-Adr. Leinpat monks
denthe
22. Juni 1983June 22, 1983
Unser Zeichen Cas 262Our reference Cas 262
VALEO, 64 Avenue de la Grande Armee
75017 Paris / FrankreichVALEO, 64 avenue de la Grande Army
75017 Paris / France
Montageverfahren für die Montage mindestens eines Rohres auf einer Platte, Werkzeug für die Durchführung des Verfahrens und nach diesem Verfahren hergestellte Wärmetauscher, insbesondere für KraftfahrzeugeAssembly method for assembling at least one pipe on a plate, tools for carrying out the process and heat exchangers manufactured according to this process, especially for motor vehicles
Die Erfindung betrifft ein Montageverfahren, insbesondere für Kraftfahrzeug-Wärmetauscher, bestehend aus mindestens einem Rohr, das auf einer Platte unter Zwischenschaltung einer Dichtung befestigt ist, wobei die Platte und die Dichtung je mindestens eine Durchbrechung aufweisen, die Durchbrechung der Dichtung mit einem Lagerflansch versehen ist und das Rohr mit einem seiner Enden in den Lagerflansch der Dichtung eingesetzt ist, die ihrerseits in der Durchbrechung der Platte sitzt und diese gegen das Rohr abdichtet. The invention relates to an assembly method, in particular for motor vehicle heat exchangers, consisting of at least one Pipe that is attached to a plate with the interposition of a seal, the plate and the seal each at least have an opening, the opening of the seal is provided with a bearing flange and the tube with one of its ends is inserted into the bearing flange of the seal, which in turn sits in the opening in the plate and seals it against the pipe.
Bei einem bekannten Verfahren wird zuerst das
Rohr in die Durchbrechung der Dichtung eingeführt und
anschließend so verformt, daß es auf der Höhe des Lagerflansches der Dichtung eine zylindrische Aufweitung aufweist,
die der dichten Zusammenfügung des Rohres und der Platte dient. Diese Arbeitsweise ist mit dem Risiko des
Bruchs der so hergestellten Verbindung belastet und zwar insbesondere dann, wenn die Rohre bereits einem vorhergehenden
Aufweitungsvorgang unterworfen waren.In one known method, the
Tube inserted into the opening of the seal and
then deformed so that it has a cylindrical widening at the level of the bearing flange of the seal, which is used to join the tube and the plate tightly. This mode of operation is burdened with the risk of the connection thus produced breaking, in particular when the pipes have already been subjected to a previous expansion process.
Bekannt ist auch ein Verfahren, bei der das RohrA method is also known in which the pipe
mit Gewalt in die Dichtung eingestoßen wird. Auch dieses Vorgehen führt zu verschiedenen Nachteilen. Insbesondere ist der Herstellungsvorgang kompliziert, da er es not-is forced into the seal. This procedure also leads to various disadvantages. In particular the manufacturing process is complicated because it
wendig macht, einerseits besondere Formen zum Erleichtern des Eintretens des Rohres in die Dichtung vorzusehen und
andererseits verschiedene Hilfsteile an Ort und Stelle zu bringen und anschließend wieder zu entfernen, was sich
einer Durchmechanisierung des Verfahrens widersetzt. Überdies ist auch bei diesem Verfahren jedenfalls das Risiko
gegeben, daß sich im Moment des Einsetzens des Rohres die Dichtung von der Platte löst.makes maneuverable, on the one hand, to provide special shapes to facilitate the entry of the pipe into the seal and, on the other hand, to bring various auxiliary parts in place and then to remove again, which is
opposes a mechanization of the process. Moreover, with this method too there is in any case the risk that the seal will become detached from the plate at the moment the tube is inserted.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren für
die Montage mindestens eines Rohres auf eine mit einer Dichtung versehene Platte vorzuschlagen, bei dem die oben
herausgestellten Nachteile vermieden sind, das einfach
und bequem in der Durchführung ist, und das sich schließlich im Bedarfsfall auch für eine Automatisierung eignet.
30The object of the invention is to provide a method for
To propose the assembly of at least one pipe on a plate provided with a seal, in which the disadvantages outlined above are avoided, that simple
and is easy to carry out, and which is ultimately also suitable for automation if necessary.
30th
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß vor dem Einführen des Rohres der Lagerflansch der
Dichtung vorgespannt und dadurch die radiale Stärke seiner Wand vermindert wird, die sich am Rand der Durchbrechung
der Platte abstützt, wobei der Innendurchmesser des Lager-This object is achieved in that before the insertion of the tube of the bearing flange
Seal is prestressed and thereby the radial thickness of its wall is reduced, which is supported on the edge of the opening in the plate, the inner diameter of the bearing
flansches der Dichtung vor Einwirken der Vorspannung kleiner ist als der Außendurehmesser des Rohres und unter Vorspannung genügend aufgeweitet wird, um ein einfaches Einführen des Rohres in den Lagerflansch der Dichtung zu ermöglichen.flange of the seal before the preload acts is smaller than the outer diameter of the pipe and is widened enough under bias to a simple insertion of the pipe into the bearing flange of the Enable seal.
Dank dieser Verfahrensweise vermeidet man jede Schwierigkeit, die das gewaltsame Einsetzen begleitet. Darüber hinaus vermeidet man die Risiken der Ablösung der Dichtung von der Platte im Moment des Einführens des Rohres, da dieses Einführen in Anbetracht der Vorspannung des Lagerflansches der Dichtung ganz einfach vor sich geht, deren Durchmesser dabei im Moment des Einführens des Rohres genügend vergrößert wird, um das Einführen zu erleichtern.Thanks to this procedure, one avoids any difficulty that accompanies the forcible insertion. In addition, the risk of the seal becoming detached from the plate at the moment of insertion is avoided of the pipe, as this insertion is very easy given the preload of the bearing flange of the seal is going on, the diameter of which is enlarged enough at the moment of insertion of the pipe to allow Facilitate introduction.
Darüber hinaus bewirkt die Vorspannung des Lagerflansches der Dichtung die Ausbildung mindestens eines Wulstes auf diesem Element, der die feste Verbindung der Dichtung mit der Platte unterstützt und jedes unerwünschte Verschieben der Dichtung gegenüber der Platte während der Einführung des Rohres und trotz der Reibung zwischen Rohr und Dichtung bei der Einführung vermeiden hilft.In addition, the bearing flange is preloaded the seal the formation of at least one bead on this element, which is the fixed connection of the Seal with the plate supports and any undesirable shifting of the seal relative to the plate during the Helps to avoid the introduction of the pipe and despite the friction between the pipe and the seal during the introduction.
Man erzielt so vorteilhaft einerseits eine ausgezeichnete Abdichtung zwischen Dichtung und Rohr, andererseits zwischen der Platte und der Dichtung und damit insgesamt zwischen Rohr und Platte.In this way, an excellent seal is advantageously achieved on the one hand between the seal and the pipe and, on the other hand, between the plate and the seal and thus overall between the pipe and the plate.
ö Das Verfahren nach der Erfindung ist insbesondere ö The method according to the invention is particular
dort geeignet, wo sowohl die Platte als auch die Dichtung mit Lagerflanschen versehen sind. Tatsächlich bewirkt die Vorspannung der Dichtung eine noch festere Verbindung der Lagerflansche, die im Zusammenwirkung mit der oben erwähnten Wulstbildung noch mehr jede unerwünschte Ver-Suitable where both the plate and the seal are provided with bearing flanges. In fact, the Pre-tensioning the seal creates an even tighter connection of the bearing flanges, which in cooperation with the above-mentioned Bulge formation even more any undesired
lagerung der Dichtung gegenüber der Platte im Verlaufe des Einführens des Rohres vermeidet.Avoids storage of the seal against the plate in the course of the insertion of the pipe.
Nach einem weiteren Merkmal verschiebt man nach Vorspannung des Lagerflansches der Dichtung diesen auf dem Rohr, indem man die Vorspannung aufrechterhält. Auf diese Weise vermeidet man jedes Risiko einer schwierigen Einführung des Rohres in den Lagerflansch der Dichtung.According to a further feature, after prestressing the bearing flange, the seal is pushed open the pipe by maintaining the preload. In this way one avoids any risk of a difficult one Insertion of the pipe into the bearing flange of the seal.
Die Verminderung der radialen Wandstärke, die durch die Vorspannung erzielt wird, kann in der Größenordnung von 30 bis 70% und vorzugsweise zumindest nahezu 50% betragen. In diesem Fall hat die Vorspannung die Wirkung, die Wandstärke der Dichtung auf die Hälfte zu vermindern, was eine exzellente Verklemmung auf dem Rohr und in der Durchbrechung der Platte und somit eine fehlerlose Dichtigkeit ergibt.The reduction in the radial wall thickness that is achieved by the prestressing can be of the order of magnitude from 30 to 70% and preferably at least close to 50%. In this case, the preload has the effect of reducing the wall thickness of the seal by half, which means an excellent clamping on the pipe and in the perforation of the plate and thus a flawless one Leak tightness results.
Die Dichtung kann sich entweder auf einer Seite der Platte oder auch auf der anderen abstützen, vorzugsweise jedoch auf derjenigen, die der Seite gegenüberliegt, von der her das Rohr eingeführt wird. In diesem Fall wird erfindungsgemäß vorteilhafterweise auf die Dichtung eine Kraft aufgebracht, die sie gegen die Platte verklemmt, während man die Vorspannung im Bereich der Durchbrechung der Dichtung wirken läßt. Die Vorspannung im Bereich der Durchbrechung der Dichtung kann durch jedes geeignete Mittel hervorgerufen werden. Erfindungsgemäß wird vorzugsweise die Vorspannung im Bereich der Durchbrechung der Dichtung dadurch hervorgerufen, daß man in die Durchbrechung der Dichtung axial einen Stempel eingreifen läßt, dessen aktiver Teil einen Außendurchmesser hat, der dem gewünschten Innendurchmesser des Lagerflansches der Dichtung im vorgespannten Zustand gleich ist. Der Stempel greift vorzugsweise in den Lagerflansch der Dichtung von einer Seite ein, die derjenigen entgegengesetzt ist, vonThe seal can be supported either on one side of the plate or on the other, preferably but on the opposite side from which the pipe is inserted. In this case it will according to the invention advantageously on the seal a Force applied that clamped it against the plate, while the preload in the area of the opening that lets poetry work. The preload in the area of the opening of the seal can be any suitable Means are evoked. According to the invention is preferred the bias in the area of the opening of the seal caused by the fact that one enters the opening the seal axially engages a punch, the active part of which has an outer diameter that corresponds to the desired inside diameter of the bearing flange of the seal in the preloaded state is the same. The Stamp preferably engages the bearing flange of the seal from a side opposite that of
der her das Rohr eingeführt wird.which is introduced forth the pipe.
Nach einem weiteren Merkmal läßt man nach Vorspannung des Lagerflansches der Dichtung durch den Stempel und Einführen des Rohres in den vorgespannten Lagerflansch den gleichen Stempel in das Rohr eingreifen und hier eine Ausweitung bilden, die als mechanische Rohrrückhaltung dient. Der Außendurchmesser des Wirkkopfes des Stempels ist dabei dem gewünschten Innendurchmesser des Rohres im Bereich der Ausweitung gleich.According to a further feature, after prestressing the bearing flange, the seal is let through the punch and inserting the tube into the preloaded bearing flange and engaging the same punch in the tube form an expansion here that serves as a mechanical pipe restraint. The outside diameter of the knitting head of the punch is the same as the desired inner diameter of the pipe in the area of the expansion.
Die Ausweitung vermeidet jede Auflösung der Verbindung zwischen den Rohren und der Platte.The extension avoids any disconnection between the tubes and the plate.
Dennoch kann die -feste Verbindung erfindungsgemäß auch auf jede andere Weise bewirkt werden.Nevertheless, the solid connection can according to the invention also be effected in any other way.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform ist dem Wirkkopf des Stempels ein Zentrierabschnitt vorgesetzt, der einen kleineren Durchmesser als der Wirkkopf hat. Der Durchmesser des Zentrierabschnittes des Stempels ist zumindest nahezu gleich dem Innendurchmesser der Durchbrechung der Dichtung vor Einwirkung der Vorspannung Dieser Durchmesser ist selber mindest nahezu gleich dem Innendurchmesser des Rohres vor seiner Ausweitung.According to a preferred embodiment, a centering section is placed in front of the knitting head of the punch, which has a smaller diameter than the knitting head. The diameter of the centering section of the punch is at least almost the same as the inside diameter of the opening in the seal before the preload acts This diameter itself is at least almost the same as the inner diameter of the pipe before it is expanded.
Auf diese Weise bewirkt der Zentrierabschnitt des Stempels ein präzises Einsetzen des Wirkkopfes des Stempels in deii Lagerflansch der Dichtung für den ZweckIn this way, the centering section of the punch brings about a precise insertion of the knitting head of the Stamp in the bearing flange of the seal for the purpose
der Vorspannung des Lagerflansches und ebenso eine präzise Verschiebung des vorgespannten Lagerflansches der Dichtung zwischen dem Wirkkopf und dem Rohr.the preload of the bearing flange and also a precise one Displacement of the preloaded bearing flange of the seal between the active head and the pipe.
Es ist darauf hinzuweisen, daß die Dichtungen augenartig je für sich einer Durchbrechung der Platte zugeordnet sein können. Daneben können sie aber auchIt should be pointed out that the gaskets each have an opening in the plate like an eye can be assigned. But you can also do this
vorteilhaft zu einer oder mehreren Dichtungsplatten zusammengefaßt werden, von denen jede eine Mehrzahl der Durchbrechungen der Platte oder sogar die Gesamtheit der Durchbrechungen der Platte erfaßt.advantageously combined into one or more sealing plates each of which is a majority of the perforations of the plate or even all of the Recorded perforations in the plate.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein WerkzeugThe invention also relates to a tool
für die Durchführung des oben erläuterten Verfahrens.for carrying out the procedure outlined above.
Das Werkzeug zeichnet sich dadurch aus, daß ein Gesenk die Platte mit der Dichtung unter Abstützung aufnimmt, daß ein axial verschieblicher Druckstempel die Dichtung gegen die Platte verklemmt hält, indem er sich am Gesenk abstützt und daß für das Vorspannen des Lagerflansches der Dichtung im Druckstempel ein weiterer Stempel axial beweglich montiert ist. Nach einem weiteren Merkmal des Werkzeugs ist das Gesenk seitlich ausfahrbar und der Druckstempel so ausgebildet, daß er unter axialer Beaufschlagung der Dichtung und der Platte den vorgespannten Lagerflansch der Dichtung auf dem Rohr verschieben kann. Darüber hinaus ist vorteilhafterweise der Stempel so ausgebildet, daß er bei axialer Verlagerung relativ zum Druckstempel das Rohr ausweitet.The tool is characterized by the fact that a die takes up the plate with the seal with support, that an axially displaceable plunger holds the seal clamped against the plate by itself supported on the die and that another punch for preloading the bearing flange of the seal in the pressure ram is mounted so that it can move axially. According to a further feature of the tool, the die can be extended laterally and the plunger is designed so that it under the axial loading of the seal and the plate, the prestressed Can move the bearing flange of the seal on the pipe. In addition, the stamp is advantageous designed so that it expands the pipe when axially displaced relative to the pressure ram.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Anwendung des oben erwähnten Verfahrens und/oder des oben erwähnten Werkzeuges und insbesondere ein Wärmetauscher, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit einer Vielzahl von Rohren, von denen zumindest die Wänden auf einer Bodenplatte eines Kastens, nämlich eines Wasserkastens montiert sind, wobei die Platte mit der Dichtung versehen ist.The present invention also relates to the use of the above-mentioned method and / or of the above-mentioned tool and in particular a heat exchanger, especially for motor vehicles with a large number of pipes, of which at least the walls are on a base plate of a box, namely a water box are mounted with the plate provided with the seal.
Der Wärmetauscher oder Radiator zeichnet sich dadurch aus, daß jedes Rohr auf der Platte entsprechend "° dem oben erwähnten Verfahren und/oder mit Hilfe des oben erwähnten Werkzeuges montiert ist.The heat exchanger or radiator is characterized in that each tube on the plate accordingly "° is assembled using the above-mentioned method and / or with the aid of the above-mentioned tool.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der folgenden Erläuterung eines "Ausführungsbeispiels anhand der Figuren, auf die wegen der Offenbarung aller im folgenden nicht näher erläuterten Einzelheiten ausdrücklich verweisen wird. Es zeigenFurther details, advantages and features emerge from the following explanation of an “exemplary embodiment on the basis of the figures, on the basis of the disclosure of all details not explained in more detail below will expressly refer. Show it
Fig. 1 teilweise aufgerissen die Ansicht eines Kraftfahrzeug-Wärmetauschers mit einer Vielzahl mit Kühllamellen versehener Rohre, deren jedes Ende in der Bodenplatte einesFig. 1 is a partially torn view of a motor vehicle heat exchanger with a A plurality of tubes provided with cooling fins, each end of which is in the base plate of a
Wasserkastens montiert ist, die mit einer Dichtungsplatte ausgekleidet ist, die eine Zusammenfassung der Dichtungen der gesamten Platte darstellt, wobei die Montage durch das erfindungsgemäße Verfahren oder mittelsWater tank is mounted, which is lined with a sealing plate, the one Summary of the seals throughout Plate represents, the assembly by the inventive method or by means of
des erfindungsgemäßen Werkzeuges realisiert ist,realized the tool according to the invention is,
Fig. 2 eine Schnittansicht bei Linie II-II von Fig. 1,Fig. 2 is a sectional view on line II-II of Fig. 1,
Fig. 3 in vergrößertem Maßstab ein Rohr, die Platte und die Dichtung vor der Montage,3 shows, on an enlarged scale, a pipe, the plate and the seal before assembly,
Fig. 4 eine Fig. 3 entsprechende Ansicht bei inFIG. 4 shows a view corresponding to FIG. 3 at in
die Platte eingesetzter und diese umhüllende Dichtung unter Eingriff der Lagerflansche der Dichtung in die Lagerflansche der Plattethe plate inserted and this enveloping seal engaging the bearing flanges the seal into the bearing flanges of the plate
und zwar vor Vorspannung des Lagerflansches onbefore preloading the bearing flange on
der Dichtung und vor dem Einführen des Rohres,the seal and before inserting the pipe,
Fig. 5 eine Fig. 4 entsprechende Ansicht nach Vorspannen des Lagerflansches der Dichtung und5 shows a view corresponding to FIG. 4 after the bearing flange of the seal has been pretensioned, and FIG
vor Einführen des Rohres,
35before inserting the pipe,
35
£. e- -t£. e- -t
Fig. 6 eine entsprechende Ansicht nach Einführen6 shows a corresponding view after insertion
des Rohres in den vorgespannten Lagerflansch der Dichtung,of the pipe in the preloaded bearing flange of the seal,
Fig. 7 eine Fig. 6 entsprechende Ansicht nach Beendigung der Montage durch Aufweitung des Rohres in der Nachbarschaft der Lagerflansche von Dichtung und Platte,7 shows a view corresponding to FIG. 6 after completion assembly by expanding the pipe in the vicinity of the bearing flanges of gasket and plate,
Fig. 8 das Werkzeug für die Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung in einer Stellung, in der die mit der Dichtung versehene Platte auf dem Gesenk ruht, während der Druckstempel mit dem in ihn eingesetzten Stempel abgehoben auf derjenigen Seite8 shows the tool for carrying out the method according to the invention in one position, in which the plate provided with the seal rests on the die, while the pressure stamp with the one inserted into it Stamp lifted on that side
liegt, die der Seite gegenüberliegt, von der her die Rohre eingeführt werden,opposite the side from which the pipes are inserted,
Fig. 9 eine Fig. 8 entsprechende Ansicht nach Anlage des Druckstempels auf der die PlatteFIG. 9 shows a view corresponding to FIG. 8 according to the system of the pressure stamp on the plate
abdeckenden Dichtung und vor dem Wirksamwerden des Stempels,covering seal and before the stamp takes effect,
Fig.10 eine Fig. 9 entsprechende Ansicht bei für die Vorspannung des Lagerflansches der10 shows a view corresponding to FIG. 9 for the preload of the bearing flange
Dichtung vorgeschobenem Stempel, der jedoch das Rohr noch nicht erreicht,Seal with advanced punch, which however does not yet reach the pipe,
Fig.11 eine Fig. 10 entsprechende Ansicht mit11 with a view corresponding to FIG. 10
seitlich weggefahrenem Gesenk und in Richtung auf das Rohr vorgeschobenem Druckstempel und Stempel, der das Rohr erreicht,laterally moved away die and in the direction of the pipe advanced pressure ram and punch that reaches the pipe,
Fig.12 eine Fig. 11 entsprechende Ansicht, in derFIG. 12 is a view corresponding to FIG. 11, in which
der Druckstempel die mit der Dichtung belegte Platte druckbeaufschlagt, um den Lagerflansch der Dichtung auf das Rohr zu schieben, undthe plunger pressurizes the plate covered with the seal in order to achieve the Slide the bearing flange of the seal onto the pipe, and
Fig. 13 eine Fig. 12 entsprechende Ansicht mitFIG. 13 shows a view corresponding to FIG. 12
zum Herstellen der Ausweitung des Rohres in diesem vorgeschobenen Stempel.to produce the expansion of the tube in this advanced punch.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 13, die zur Erläuterung eines nicht beschränkenden Ausführungsbeispiels der Erfindung dienen, ist ein Wärmetauscher für ein Kraftfahrzeug, wie ein Automobil dargestellt. Die Montage der Rohre dieses Wärmetauschers soll im folgenden erläutert werden.In the embodiment of FIGS. 1 to 13, the serve to explain a non-limiting embodiment of the invention is a heat exchanger for a motor vehicle, such as an automobile shown. The assembly of the tubes of this heat exchanger is described below explained.
Fig. 1 und 2 zeigen einen Wärmetauscher 10 oder Radiator mit einer Vielzahl von Fluidkanälen in Form eines Bündels untereinander paralleler Rohre 11. Die Rohre 11 sind mit übereinandergeschichteten Kühllamellen 12 versehen, die untereinander einen Abstand aufweisen und auf den Rohren verklemmt sind.1 and 2 show a heat exchanger 10 or radiator with a plurality of fluid channels in the form a bundle of mutually parallel tubes 11. The tubes 11 have cooling fins stacked one on top of the other 12 provided, which are spaced apart from one another and are jammed on the tubes.
An jedem Ende des Bündels von Rohren 11 sind diese Rohre 11 in einem Kasten, nämlich einem sogenannten Wasserkasten 13 befestigt, mit dem die Rohre über ihre Endöffnungen 14 kommunizieren. Jeder Wasserkasten 13 weist einen Anschluß 15 für die Herstellung der Kühlmittelzirkulation in den Rohren 11 mit ihren Kühllamellen 12 ° über die Wasserkästen 13 auf.At each end of the bundle of tubes 11, these tubes 11 are in a box, namely a so-called water box 13, with which the tubes communicate via their end openings 14. Each water tank 13 has a connection 15 for establishing the coolant circulation in the tubes 11 with their cooling fins 12 ° over the water boxes 13.
Jeder Wasserkasten 13.weist eine Bodenplatte 16 aus starrem Material auf, die mit einer plattenförmigenEach water tank 13 has a base plate 16 made of rigid material, with a plate-shaped
Dichtung 17 aus elastischem Material belegt ist. 30Seal 17 is made of elastic material. 30th
Die Platte 16 ist mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 18 versehen, deren Zahl derjenigen der Rohre 11 gleich ist, im in Fig. 2 dargestellten Beispiel alsoThe plate 16 is provided with a plurality of openings 18, the number of which corresponds to that of the tubes 11 is the same, that is to say in the example shown in FIG
vierzehn beträgt.
35is fourteen.
35
Jede Durchbrechung 18 der Platte 16 (vgl. Fig. 7)Each opening 18 of the plate 16 (see. Fig. 7)
V/ti-TV / ti-T
■χ■ χ
ist mit einem kragenartig aus der Ebene der Platte herausgebogenen Lagerflansch 19 versehen, der zum Inneren des Wärmetauschers 10 hinweist.is bent out of the plane of the plate with a collar-like shape Bearing flange 19 is provided, which points to the interior of the heat exchanger 10.
Entsprechend weist die plattenförmige Dichtung 17 eine Vielzahl von Durchbrechungen 20 auf, deren Anzahl der Anzahl der Durchbrechungen 18 der Platte 16 gleich ist, die ihrerseits wieder gleich der Anzahl der Rohre ist und im Beispiel von Fig. 2 vierzehn beträgt. Jede Durchbrechung 20 der plattenförmigen Dichtung 17 ist mit einem kragenartig aus der Plattenebene aufstehenden Lagerflansch 21 versehen, der zum"Inneren des Wärmetauschers weist.The plate-shaped seal 17 accordingly has a plurality of openings 20, the number of which is equal to the number of openings 18 in the plate 16 is, which in turn is equal to the number of tubes and in the example of FIG. 2 is fourteen. Every Opening 20 of the plate-shaped seal 17 is provided with a bearing flange protruding like a collar from the plane of the plate 21 provided, which points to the "interior of the heat exchanger.
1^ In dem in den Fig. 1 bis 13 gezeigten Ausführungsbeispiel bedeckt die plattenförmige Dichtung 17 die Boden-Platte 16 auf der Seite, die zur Außenseite des Wärmetauschers 10 hinweist. Die plattenförmige Dichtung 17 kleidet dabei die Platte 16 eng aus und jeder kragen- 1 ^ In the embodiment shown in FIGS. 1 to 13, the plate-shaped seal 17 covers the base plate 16 on the side that points to the outside of the heat exchanger 10. The plate-shaped seal 17 lines the plate 16 closely and each collar
förmige Lagerflansch 21 der Dichtung 17 greift eng in den entsprechenden kragenförmigen Lagerflansch 19 der Platte 16 ein.shaped bearing flange 21 of the seal 17 engages closely in the corresponding collar-shaped bearing flange 19 of the plate 16 a.
Die verschiedenen Paare von Lagerflanschen 19 undThe various pairs of bearing flanges 19 and
20 entsprechen in der Ebene den verschiedenen Rohren 11 (Fig. 2).20 correspond in the plane to the various tubes 11 (FIG. 2).
Ein einem Paar von Lagerflanschen 19 und 20 (Fig.7)One of a pair of bearing flanges 19 and 20 (Fig.7)
entsprechendes Rohr 11 ist mit seinem entsprechenden Ende 30corresponding tube 11 is at its corresponding end 30
in den Lagerflansch 21 der Dichtung 17 eingesetzt, der seinerseits im Lagerflansch 19 der Platte 16 sitzt.inserted into the bearing flange 21 of the seal 17, which in turn is seated in the bearing flange 19 of the plate 16.
Das Rohr 11 ist vorzugsweise derart verformt, daßThe tube 11 is preferably deformed such that
es eine Ausweitung 22 in der Nachbarschaft der ineinander-35 there is an expansion 22 in the neighborhood of the nested 35
greifenden Lagerflansche 19 und 21 aufweist. Die Aus-having gripping bearing flanges 19 and 21. From-
Weitung des Rohres 11 bewirkt die feste Verbindung des Rohres 11 mit der Platte 16 und die Dichtigkeit zwischen Rohr 11 und Dichtung 17 ebenso, wie zwischen der Dichtung 17 und der Platte 16.Expansion of the tube 11 causes the fixed connection of the tube 11 with the plate 16 and the tightness between Tube 11 and seal 17 as well as between the seal 17 and the plate 16.
Die Montage wird auf folgende Weise vorgenommen (Fig. 3 bis 7). Die Boden-Platte 16, die plattenförmige Dichtung 17 und das Rohr 11 sind zunächst vollständig voneinander getrennt (Fig. 3). Der Außendurchmesser Dl des Lagerflansches 21 der Dichtung 17 ist zumindest nahezu gleich dem Innendurchmesser D2 des Lagerflansches 19 der Platte 16, um so ein einfaches Einsetzen des Lagerflansches 21 in den Lagerflansch 19 zu ermöglichen. Der Innendurchmesser D3 des Lagerflansches 21 ist zumindest nahezu gleich dem Innendurchmesser D4 des Rohres 11 und damit wesentlich kleiner als der Außendurchmesser D5 des Rohres 11.The assembly is carried out in the following way (Fig. 3 to 7). The bottom plate 16, the plate-shaped Seal 17 and the tube 11 are initially completely separated from one another (FIG. 3). The outside diameter Dl of the bearing flange 21 of the seal 17 is at least almost equal to the inner diameter D2 of the bearing flange 19 of the plate 16, so that the bearing flange can be easily inserted 21 in the bearing flange 19 to enable. The inner diameter D3 of the bearing flange 21 is at least almost equal to the inner diameter D4 of the tube 11 and thus much smaller than the outer diameter D5 of the Pipe 11.
Zuerst wird die plattenförmige elastische Dichtung 17 in Berührung mit der Platte 16 gebracht, wobei man die Lagerflansche 21 in die Lagerflanschen 19 einrasten läßt. Dieses Einrasten ist in Anbetracht der Tatsache einfach, daß die Durchmesser Dl und D2 entsprechend der oben erläuterten Angaben gewählt wurden. Das Rohr 11 steht dann für das Einführen in den Lagerflansch 21 bereit, der seinerseits im Lagerflansch 19 gelagert ist, wie das Fig. 4 zeigt.First, the plate-shaped elastic seal 17 is brought into contact with the plate 16, whereby one the bearing flanges 21 snap into the bearing flanges 19 leaves. This engagement is easy in view of the fact that the diameters Dl and D2 correspond to the information explained above have been selected. The tube 11 is then ready for insertion into the bearing flange 21, which in turn is mounted in the bearing flange 19, as FIG. 4 shows.
Vor dem Einführen des Rohres 11 in den LagerflanschBefore inserting the tube 11 into the bearing flange
21 wird jedoch der Lagerflansch 21 vorgespannt (Fig. 5) und ihm dadurch eine Verminderung der radialen Wandstärke derjenigen Wand aufgezwungen, die sich am Lagerflansch 19 der Platte 16 abstützt, wodurch der Innendurchmesser D3 des Lagerflansches 21 aufgrund der Wirkung der Vorspannung vergrößert wird und einen Wert D'3 annimmt,21, however, the bearing flange 21 is preloaded (FIG. 5) and thereby a reduction in the radial wall thickness forced on that wall that is supported on the bearing flange 19 of the plate 16, whereby the inner diameter D3 of the bearing flange 21 is enlarged due to the effect of the preload and assumes a value D'3,
der dem Außenmesser D5 des Rohres 11 zumindest nahezu gleichkommt und groß genug ist, um ein leichtes Einführen des Rohres 11 in den Lagerflansch 21 der Dichtung 17 zu ermöglichen. Die Vorspannung des Lagerflansches 21 hat (Fig. 5) zur Folge, daß sich mindestens ein Wulst 21A bildet. Ein einziger solcher Wulst ist im dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Wulst trägt zur festen Verbindung der Dichtung 17 mit der Platte 16 bei.which is at least almost the same as the outer knife D5 of the tube 11 and is large enough to allow easy insertion of the tube 11 in the bearing flange 21 of the seal 17. The preload of the bearing flange The result of 21 (FIG. 5) is that at least one bead 21A is formed. A single such bead is shown in FIG Embodiment shown. The bead contributes to the firm connection of the seal 17 to the plate 16.
Um die Größenordnung festzulegen wird gesagt, daß die radiale Verminderung der Wandstärke des Lagerflansches· 21 der Dichtung 17 unter der Vorspannung 30 bis 70% vorzugsweise zumindest nahezu 50% beträgt.To determine the order of magnitude, it is said that the radial reduction in the wall thickness of the bearing flange 21 of the seal 17 under the pretensioning is 30 to 70%, preferably at least almost 50%.
Nach Vorspannung des Lagerflansches 21 der Membran 17 schiebt man (Fig. 6) den Lagerflansch 21 auf das Rohr 11, wobei er vorgespannt bleibt.After the bearing flange 21 of the membrane 17 has been pretensioned, the bearing flange 21 is pushed onto the tube (FIG. 6) 11, whereby it remains biased.
Vorzugsweise führt man auf die plattenförmige elastische Dichtung 17 eine Klemmkraft gegenüber der Platte aus, während der Lagerflansch 21 der Dichtung 17 vorgespannt ist (Fig. 5) und/oder während der vorgespannte Lagerflansch 21 auf das Rohr 11 aufgeschobenPreferably one leads to the plate-shaped elastic seal 17 exerts a clamping force against the plate, while the bearing flange 21 of the seal 17 is pretensioned (FIG. 5) and / or pushed onto the tube 11 during the pretensioned bearing flange 21
wird (Fig. 6).
25becomes (Fig. 6).
25th
Diese Klemmkraft wird vorzugsweise sowohl während der Vorspannung (Fig. 5), wie während des AufSchiebens (Fig. 6) aufrechterhalten.This clamping force is preferably applied both during the pretensioning (Fig. 5) and during the pushing-on (Fig. 6) maintained.
Die Vorspannung des Lagerflansches 21 der plattenförmigen elastischen Dichtung 17 ist durch den Pfeil F in Fig. 5 angedeutet und ebenso die Klemmkraft auf die Dichtung 17 durch die Pfeile Fl in den Fig. 5 und 6.The bias of the bearing flange 21 of the plate-shaped elastic seal 17 is indicated by the arrow F in Fig. 5 and also the clamping force on the Seal 17 by the arrows F1 in FIGS. 5 and 6.
Nach dem Einführen des Rohres in den LagerflanschAfter inserting the pipe into the bearing flange
21 (Fig. 6) kann man das Rohr 11 verformen (Fig. 7) und21 (Fig. 6) the tube 11 can be deformed (Fig. 7) and
zwar dadurch, daß man es mit mindestens einer Ausweitung aber auch vorzugsweise nur einer Ausweitung 22 in der Nachbarschaft der Lagerflanschen 19 und 21 versieht. Dadurch wird die mechanische Verbindung zwischen den Rohren 11 und der Platte 16 und die Dichtigkeit zwischen dem Rohr 11 und der Dichtung 17 ebenso, wie die Dichtigkeit zwischen der Dichtung 17 und der Platte 16 sichergestellt. Eine solche Ausweitung ist durch die Pfeile F3 in Fig. gezeigt.by doing it with at least one extension but also preferably only one expansion 22 in the vicinity of the bearing flanges 19 and 21 provides. Through this is the mechanical connection between the tubes 11 and the plate 16 and the tightness between the Tube 11 and the seal 17 as well as the tightness between the seal 17 and the plate 16 is ensured. Such an expansion is shown by the arrows F3 in FIG.
Im Hinblick auf die gerade anhand der Fig. 3 bis 7 beschriebenen Montage benützt man vorzugsweise ein Werkzeug, wie es in den Fig. 8 bis 13, die nun erläutert werden sollen, gezeigt ist.With regard to the assembly just described with reference to FIGS. 3 to 7, one preferably uses a Tool as shown in FIGS. 8 to 13, which will now be explained.
Das Werkzeug weist ein Gesenk 30 auf (Fig. 8 bis 13), das die Platte 16 mit der sie auskleidenden Dichtung 17 unter Abstützung aufzunehmen vermag. Weiter weist das Werkzeug einen Druckstempel 31 auf, der axial verschieblich ist und die Dichtung 17 gegen die Platte 16 verklemmt halten kann, die sich selbst am Gesenk 30 abstützt. Das Werkzeug weist weiter einen Stempel 32 auf, der im Druckstempel 31 axial verschieblich montiert ist und für die Vorspannung des Lagerflansches 21 der Dichtung 17 dient.The tool has a die 30 (FIGS. 8 to 13) which the plate 16 with the seal lining it 17 is able to take up with support. The tool also has a plunger 31, which axially is displaceable and can hold the seal 17 clamped against the plate 16, which is attached to the die 30 supports. The tool also has a stamp 32 which is mounted in the pressure stamp 31 so as to be axially displaceable and for preloading the bearing flange 21 of the seal 17 serves.
Das Gesenk 30 ist seitlich ausfahrbar (Fig. 11 bis 13) und der Druckstempel 31 kann eine axiale Schubkraft auf die Dichtung und die Platte ausüben, um soThe die 30 can be extended laterally (FIGS. 11 to 13) and the pressure ram 31 can apply an axial thrust force exert on the gasket and the plate so as to
den vorgespannten Lagerflansch 21 der Membran 17 auf das Rohr 11 zu schieben (Fig. 12). Darüber hinaus ist der Stempel 32 in der Lage, sich axial relativ zum Druckstempel 31 zu verschieben (Fig. 12 und 13) und soto push the pretensioned bearing flange 21 of the membrane 17 onto the tube 11 (FIG. 12). In addition, is the punch 32 is able to move axially relative to the pressure punch 31 (FIGS. 12 and 13) and so on
die Ausweitung 22 des Rohres 11 zu bilden. 35to form the expansion 22 of the tube 11. 35
Der Stempel 32 hat einen Wirkkopf 33, dessen Außen-The punch 32 has a knitting head 33, the outer
-ή "-ή "
durchmesser D6 dem gewünschten Innendurchmesser D13 des einmal vorgespannten Lagerflansches 21 der Dichtung 17 gleich ist. Der Wirkkopf 33 des Stempels 32 hat vorne einen Zentrierabschnitt 34, dessen Durchmesser D7 kleiner als der Durchmesser D6 des Wirkkopfes 33 ist. Der Durchmesser D7 des Zentrierabschnittes 34 ist zumindest nahezu gleich dem Innendurchmesser D3 des Lagerflansches 21 ohne Vorspannung, der selbst wieder zumindest nahezu gleich dem Innendurchmesser D4 des Rohres 11 vor seiner Ausweitung ist.diameter D6 is the desired inner diameter D 1 3 of the bearing flange 21 of the seal 17, which has been prestressed once. The knitting head 33 of the punch 32 has a centering section 34 at the front, the diameter D7 of which is smaller than the diameter D6 of the knitting head 33. The diameter D7 of the centering section 34 is at least almost equal to the inner diameter D3 of the bearing flange 21 without preload, which itself is at least almost equal to the inner diameter D4 of the tube 11 before it is expanded.
Für die Montage mit Hilfe des Werkzeugs, das oben beschrieben wurde, belegt man die Platte 16 mit der plattenförmigen Dichtung 17, wobei man die Lagerflansche 21 in die Lagerflansche 19 einrasten läßt. Dann legt man die so mit der Dichtung 17 belegte Platte 16 in das Gesenk 30, wie das in Fig. 8 gezeigt ist. Hierbei sind der Druckstempel 31 und der Stempel 32 zurückgezogen und zwar auf der Seite, die den selbst ebenfalls zurückgezogenen Rohren 11 gegenüberliegt.For assembly using the tool described above, the plate 16 is occupied with the plate-shaped one Seal 17, allowing the bearing flanges 21 to snap into the bearing flanges 19. Then you lay the plate 16 so covered with the seal 17 into the die 30, as is shown in FIG. 8. Here are the plunger 31 and the plunger 32 are withdrawn and on the side that is also withdrawn Pipes 11 is opposite.
Nun bringt man den Druckstempel 31 zur Abstützung auf der Dichtung 17, die auf der Platte 16 liegt (Fig. 9) und hält auf diese Weise die Dichtung 17 auf der Platte 16 festgeklemmt. Die Platte 16 stützt sich dabei selbst im Gesenk 30 ab.Now you bring the plunger 31 to support on the seal 17, which is on the plate 16 (Fig. 9) and in this way holds the seal 17 clamped on the plate 16. The plate 16 supports itself in the die 30.
Dann läßt man den Stempel 32 axial durch den Lagerflansch 21 greifen und zwar zuerst mit dem Zentrierab-"0 schnitt 34 und dann mit dem Wirkkopf 33, wodurch der Lagerflansch 21 vorgespannt wird (Fig. 10). Während dieses Arbeitsganges hält der Druckstempel 31 die Dichtung 17 ständig auf der Platte 16 verklemmt, die sich gegen dasThen the punch 32 is allowed to grip axially through the bearing flange 21, first with the centering "0" cut 34 and then with the knitting head 33, whereby the bearing flange 21 is preloaded (Fig. 10). During this During the operation, the plunger 31 keeps the seal 17 permanently jammed on the plate 16, which is against the
Gesenk 30 abstützt.
35Die 30 is supported.
35
Sodann läßt man gleichzeitig mit dem EingreifenThen you let go at the same time as you intervene
des Zentrierabschnittes 34 des Stempels 32 in das Rohr 11 (Fig. 11) das Gesenk 30 seitlich wegfahren.of the centering section 34 of the punch 32 into the tube 11 (FIG. 11) move the die 30 away to the side.
Anschließend (Fig. 12) schiebt man den vom WirkkopfThen (Fig. 12) you push the from the knitting head
33 des Stempels 32 vorgespannten Lagerflansch 21 auf das33 of the stamp 32 preloaded bearing flange 21 on the
Rohr 11 und zwar durch axiale Verlagerung des Druckstempels 31.Tube 11 by axial displacement of the plunger 31.
Anschließend (Fig. 13) verschiebt man den Stempel 32 axial und läßt ihn mit seinem Wirkkopf 33 in das Rohr 11 eingreifen, wenn man die Ausbilding einer Ausweitung wünscht.Then (FIG. 13) the punch 32 is moved axially and its knitting head 33 is let into the tube 11 intervene if one desires the formation of an extension.
Die Montage ist damit beendet. Es genügt, nun den Druckstempel 31 und den Stempel 32 zurückzuziehen.The assembly is now finished. It is sufficient now to withdraw the pressure stamp 31 and the stamp 32.
Man erkennt, daß eine solche Montage einfach durchführbar und leicht mechanisier- bzw. automatisierbar ist. Damit ist die Eignung für die Großserienfertigung gegeben. 20It can be seen that such an assembly can be carried out easily and easily mechanized or automated. This means that it is suitable for large-scale production. 20th
In der beschriebenen und gezeigten Ausführungsform sind die Rohre 11 mit rundem Querschnitt gezeigt. Selbstverständlich können auch Rohre ovalen Querschnitts oder mit jeder anderen Querschnittsform auf die gleiche Weise montiert werden.In the embodiment described and shown the tubes 11 are shown with a round cross-section. Of course, tubes of oval cross-section or with any other cross-sectional shape can be assembled in the same way.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
Montageverfahren für die Montage mindestens eines Rohres auf einer Platte, Werkzeug für die Durchführung des Verfahrens und nach diesem Verfahren hergestellte Wärmetauscher, insbesondere für KraftfahrzeugeAssembly method for assembling at least one Pipe on a plate, tool for performing the method and following this method Manufactured heat exchangers, in particular for motor vehicles
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35is.
35
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