DE69703638T2

DE69703638T2 - Flachrohr mit einem in der Mitte befindlichen Distanzhalter für Wärmetauscher

Info

Publication number: DE69703638T2
Application number: DE69703638T
Authority: DE
Inventors: Carlos Martins
Original assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Current assignee: Valeo Thermique Moteur SA
Priority date: 1996-06-05
Filing date: 1997-06-02
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2017-06-03
Also published as: AR007390A1; EP0811820B1; BR9703474A; US5765634A; DE69703638D1; MX9704142A; KR980000694A; FR2749648B1; CN1176376A; FR2749648A1; EP0811820A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Flachrohr zur Zirkulation einer Flüssigkeit in einem Wärmetauscher, insbesondere in einem Kühler eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeuges, das durch Biegen eines Blechbandes in seiner Längsrichtung geformt ist, welches eine erste Seite aufweist, die die äußere Oberfläche des Rohres definiert und mit einem Lötmaterial überzogen ist, wobei das Rohr eine erste und eine zweite Hauptwand umfasst, die sich gegenüberliegen sowie im wesentlichen eben und parallel sind und die untereinander über zwei komplementäre Wände verbunden sind, derart, dass sie ein geschlossenes Profil bilden, wobei die erste Hauptwand aus einem mittleren Bereich der Breite des Bandes und die zweite Hauptwand von zwei beiderseits des mittleren Bereichs angeordneten Zwischenbereichen gebildet wird, die im wesentlichen in derselben Ebene nebeneinander liegen, und noch zwei Randbereiche des Bandes, die an die jeweiligen Zwischenbereiche grenzen, im wesentlichen um 180º bezüglich dieser in das Innere des Rohres umgebogen sind und mittels einer Lötverbindung an der Innenseite des mittleren Bereiches befestigt sind. Ein solches Rohr ist aus der EP- A-302 232 bekannt.
Derartige Rohre sind in einer oder mehreren Reihen angeordnet, wobei die Rohre einer Reihe gegenseitig parallel zu ihrer Dicke, d. h. senkrecht zu ihren Hauptwänden ausgerichtet sind. Jedes Rohr verbindet zwei Flüssigkeitskästen miteinander, so dass die Zirkulation der Flüssigkeit über einen oder mehrere Durchläufe zwischen den Flüssigkeitskästen ermöglicht wird, wobei die Flüssigkeit auf diese Weise mit einem Luftstrom, welcher das Bündel aus Rohren durchquert und die äußere Fläche jedes Rohres umströmt, Wärme austauscht.
Bei einem bekannten Rohr dieser Art haben die Randbereiche des Bandes eine Breite, die der inneren Weite eines Rohres entspricht, und sind in einem rechten Winkel in Bezug auf die mittleren Bereiche gebogen, um sich mit ihrer freien Kante an der Innenseite der ersten Hauptwand abzustützen. Diese Randbereiche, deren Überzüge aus Lötmaterial daraufhin einander zugewandt sind, sind aneinander sowie an der ersten Hauptwand befestigt, so dass eine Zwischenwand zur Versteifung des Rohres gebildet und dessen Inneres in zwei getrennte, parallele Kanäle geteilt wird.
Es versteht sich, dass die Form und die Abmessungen des Querschnitts eines Rohres, das die soeben beschriebene Struktur besitzt, die Breite des Ausgangsbandes bestimmen. Es ist daher nicht möglich, aus dem gleichen Band Rohre unterschiedlicher Abmessungen zu erhalten, wenn es nicht nachgeschnitten wird. Zudem muß die gewünschte Breite des Bandes genau eingehalten werden, was seine Herstellungskosten erhöht oder Ausschuß nach sich zieht.
Die Fig. 3 zeigt einen Teil eines Rohres, bei dem der eine 114 der Randbereiche, der bezüglich des angrenzenden Bereichs des Bandes rechtwinklig umgebogen ist, sich senkrecht an der Innenseite der ersten Hauptwand 107 abstützt, während der andere, kürzere, Randbereich 113 in einem Abstand zu der Wand 107 verbleibt. Der Bereich 113 trägt daher nicht zur Versteifung des Rohres bei. Darüber hinaus ist es schwierig, die Koplanarität des angrenzenden Bereichs 111 mit dem Bereich 112 sicherzustellen, um die zweite Hauptwand des Rohres zu bilden.
In der Fig. 4 besitzt der Bereich 113 die gewünschte Länge, der Bereich 114 ist jedoch zu lang und steht schräg bezüglich der Hauptwände 107 und 111, 112. Die Bereiche 113 und 114 liegen daher nicht aneinander und gewährleisten somit nicht die gewünschte Versteifung des Rohres. Ein Mangel an Dichtheit kann ebenfalls auftreten.
Das Ziel der Erfindung ist es, diese Mängel zu beheben und die Fertigung eines Rohres bestimmter Form und Größe aus einem Band zu ermöglichen, dessen Breite innerhalb eines gewissen Maßes variieren kann, oder entsprechend Rohre mit leicht unterschiedlicher Gestalt aus einem Band gleicher Breite zu fertigen.
Die Erfindung hat insbesondere ein Rohr der eingangs definierten Art zum Ziel und sieht vor, dass die erste Hauptwand aus zwei Zonen des mittleren Bereiches gebildet wird, die seitlich beiderseits eines Falzes liegen, welcher in das Rohrinnere zeigt und an dem sich die genannten Randbereiche abstützen.
Optionale, ergänzende oder alternative Merkmale der Erfindung sind im folgenden aufgeführt:
- Der genannte Falz liegt bezüglich der Breite in der Mitte der ersten Hauptwand.
- Der genannte Falz weist die Querschnittsform eines U auf, dessen Schenkel aneinander liegen und sich senkrecht zu den genannten Hauptwänden erstrecken, wobei sich die genannten Randbereiche am Boden des U abstützen.
- Jeder Randbereich ist bezüglich des angrenzenden Zwischenbereichs zu einem U zurückgebogen und stützt sich mit dem Boden seines U auf dem genannten Falz ab.
- Der Boden des U jedes Randbereichs berührt den des anderen Randbereichs und den genannten Falz, wobei diese drei Elemente untereinander einen Hohlraum definieren, der sich beim Schmelzen des Überzugs, der in den Randbereichen vorhanden ist, mit Lötmaterial füllen lässt.
- Jeder Randbereich ist flach auf den benachbarten Zwischenbereich umgebogen, wobei sich der Randbereich und der Zwischenbereich gegenseitig an der zweiten Seite des Bandes berühren.
- Die komplementären Wände weisen ein konvex gebogenes Profil auf.
- Die komplementären Wände weisen ein im wesentlichen halbkreisförmiges Profil auf.
Die Erfindung hat gleichermaßen ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres wie es oben definiert wurde zum Ziel, das aufeinanderfolgende Schritte beinhaltet, in deren Verlauf:
a) das genannte Band zur Erzeugung des genannten Falzes in Längsrichtung gebogen wird und sich der Rest des Bandes im wesentlichen beiderseits des Falzes in einer Ebene erstreckt;
b) die Randbereiche des Bandes auf die Seite der Ebene, auf der sich der Falz befindet, in einem vorbestimmten Abstand von diesem in Richtung der Breite des Bandes zurückgebogen werden; und
c) das Band in einem vorbestimmten Abstand beiderseits des Falzes gekrümmt wird, um die komplementären Wände des Rohres zu bilden, wobei die genannten Zwischenbereiche im wesentlichen um 180º geschwenkt werden, so dass die Randbereiche des Bandes in Kontakt mit dem Falz gelangen.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 den Querschnitt einer Teilansicht eines Rohres gemäß der Erfindung, vor dem Löten;
Fig. 2 den Querschnitt des mittleren Bereichs eines Rohres ähnlich dem der Fig. 1, hergestellt aus einem etwas breiteren Band;
Fig. 3 und 4 eine Ansichten analog der in Fig. 2 von Rohren gemäß dem Stand der Technik; und
Fig. 5 den Querschnitt einer Teilansicht des Bandes zur Herstellung des Rohres der Fig. 1, während der Biegung.
Fig. 1 stellt einen Querschnitt eines Flachrohres 1 dar, das durch Umbiegen des in Fig. 5 dargestellten Metallbandes 2 hergestellt wurde. Die in Fig. 5 dargestellte, nach unten zeigende Seite des Bandes 2 weist einen Überzug 3 eines Lötmaterials auf, der den gesamten Umfang des Querschnitts des Rohres 1 abdeckt. In der Mitte der Breite des Bandes 2 ist ein Falz 4 ausgebildet, der in das Innere des Rohres vordringt. Im Querschnitt stellt dieser Falz die Form eines U dar, dessen Schenkel 5 und 6 aneinander liegen und rechtwinklig in Bezug auf die angrenzenden Bereiche 7 und 8 des Bandes umgebogen sind. In der Fig. 1 erstrecken sich die Bereiche 7 und 8 in derselben Ebene, um eine erste Hauptwand der Rohres zu bilden. Sie sind über die Bereiche 9 bzw. 10, die halbkreisförmig gebogen sind, mit anderen flachen Bereichen 11 und 12 verbunden, die die zweite Hauptwand des Rohres bilden, welche parallel zu der Wand 7, 8 liegt. Der Umfang des Rohres ist somit aus den beiden flachen und parallelen Hauptwänden 7, 8 und 11, 12 sowie aus zwei komplentären, gebogenen Wänden 9 und 10 gebildet.
Die Randbereiche 13 und 14 des Bandes, die an die Bereiche 11 bzw. 12 grenzen, sind um 180º in Bezug auf diese in das Innere des Rohres gebogen, so dass sie mit den letztgenannten Bereichen jeweils U-förmige Profile bilden, deren Böden 15 und 16 in gegenseitigem Kontakt mit dem Überzug 3 und beide in Kontakt mit dem Boden 17 des U sind, das durch den Falz 4 gebildet wird. Zwischen diesen drei Böden bleibt ein Hohlraum 18 von gebogen-dreieckiger Form bestehen, der sich bei dem Schmelzen des Lötmaterials mit diesem füllt. Gleichzeitig wird das Schmelzen des Lötmaterials, das die Seiten der Schenkel 5 und 6, die einander zugewandt sind, bedeckt, die Versteifung des Falzes 4 gewährleisten. Man erreicht so einen ausgezeichneten Halt der Zwischenwand, die durch den Falz 4 und durch die Randbereiche 13 und 14 gebildet wird, und eine perfekte Dichtheit des Rohres auf der Höhe der Verbindung zwischen den drei Böden. Die Tatsache, dass die Dichtheitszone an das Äußere des Rohres grenzt, erleichtert darüber hinaus die die Lötung vorbereitenden Arbeitsschritte (Entfettung, Flußmittelauftrag, Trocknen), sowie die optische Kontrolle vor dem Löten.
Das Rohr der Fig. 1 ist streng symmetrisch in Bezug auf die Ebene P, die zum einen zwischen den Schenkeln 5 und 6 und zum anderen zwischen den Böden 15 und 16 hindurchgeht. Diese Symmetrie ist im Falle des Rohres der Fig. 2 dadurch gebrochen, dass der Randbereich 14 breiter ist als der Randbereich 13, wobei das Ausgangsband selbst ein wenig breiter als das in Fig. 5 dargestellte ist. Man sieht, dass diese Vergrößerung der Breite in keiner Weise weder die äußeren Abmessungen des fertiggestellten Rohres noch die Form und relative Position der drei Böden 15, 16 und 17 und folglich auch nicht die Qualität ihrer Verbindung beeinträchtigt.
Vorteilhafterweise bildet man bei der Herstellung des Rohres gemäß der Erfindung zunächst durch dreimaliges Biegen des Bandes in Längsrichtung den Falz 4. Anschließend biegt man die Randbereiche 13 und 14 um 180º in Bezug auf die angrenzenden Bereiche 11 und 12 entsprechend den Pfeilen F1 der Fig. 5 um. Dann richtet man die Bereiche 11 und 12 auf, indem man sie um 180º in Bezug auf die Bereiche 7 bzw. 8 entsprechend den Pfeilen F2 der Fig. 5 dreht, wobei die Bereiche 9 und 10 halbkreisförmig gerollt werden. Das Umbiegen der Randbereiche 13 und 14 wird in gleicher Weise wie die Böden 15 und 16 ausgeführt, die in einem vorbestimmten Abstand zur Ebene P gebildet werden, welche durch die Schenkel 5 und 6 definiert ist. Dies hat zur Folge, dass jedes Zuviel oder Zuwenig in der Breite des Bandes 2 sich auf die Breite der Randbereiche 13 und 14, nicht hingegen auf die äußeren Abmessungen des Rohres auswirkt.

Claims

1. Flachrohr (1) zur Zirkulation einer Flüssigkeit in einem Wärmetauscher, insbesondere in einem Kühler eines Antriebsmotors eines Kraftfahrzeuges, das durch Biegen eines Blechbandes (2) in seiner Längsrichtung geformt ist, welches eine erste Seite aufweist, die die äußere Oberfläche des Rohres definiert und mit einem Lötmaterial (3) überzogen ist, wobei das Rohr eine erste (7, 8) und eine zweite (11, 12) Hauptwand umfasst, die sich gegenüberliegen sowie im wesentlichen eben und parallel sind und die untereinander über zwei komplementäre Wände (9, 10) verbunden sind, derart, dass sie ein geschlossenes Profil bilden, wobei die erste Hauptwand aus einem mittleren Bereich (7, 4, 8) der Breite des Bandes und die zweite Hauptwand von zwei beiderseits des mittleren Bereichs angeordneten Zwischenbereichen (11, 12) gebildet wird, die im wesentlichen in derselben Ebene nebeneinander liegen, und noch zwei Randbereiche (13, 14) des Bandes, die an die jeweiligen Zwischenbereiche grenzen, im wesentlichen um 180º bezüglich dieser in das Innere des Rohres umgebogen sind und mittels einer Lötverbindung an der Innenseite des mittleren Bereiches befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Hauptwand aus zwei Zonen (7, 8) des mittleren Bereichs gebildet ist, die seitlich beiderseits eines Falzes (4) liegen, welcher in das Rohrinnere zeigt und auf dem sich die genannten Randbereiche (13, 14) abstützen.

2. Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Falz (4) bezüglich der Breite in der Mitte der ersten Hauptwand des Rohres liegt.

3. Rohr gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Falz die Querschnittsform eines U aufweist, dessen Schenkel (5, 6) aneinander liegen und sich senkrecht zu den genannten Hauptwänden erstrecken, wobei sich die genannten Randbereiche (13, 14) am Boden des U abstützen.

4. Rohr gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Randbereich (13, 14) bezüglich des angrenzenden Zwischenbereichs zu einem U zurückgebogen ist und sich mit dem Boden seines U auf dem genannten Falz abstützt.

5. Rohr gemäß dem Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (15, 16) des U jedes Randbereichs den des anderen Randbereichs und den genannten Falz (4) berührt, wobei diese drei Elemente untereinander einen Hohlraum (18) definieren, der sich beim Schmelzen des Überzugs, der in den Randbereichen vorhanden ist, mit Lötmaterial füllen lässt.

6. Rohr gemäß einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Randbereich flach auf den benachbarten Zwischenbereich umgebogen ist, wobei sich der Randbereich und der Zwischenbereich gegenseitig an der zweiten Seite des Bandes berühren.

7. Rohr gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementären Wände (9, 10) ein konvex gebogenes Profil aufweisen.

8. Rohr gemäß dem Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die komplementären Wände ein im wesentlichen halbkreisförmiges Profil aufweisen.

9. Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, das aufeinanderfolgende Schritte beinhaltet, in deren Verlauf:

a) das genannte Band (2) zur Erzeugung des genannten Falzes (4) in Längsrichtung gebogen wird und sich der Rest des Bandes im wesentlichen beiderseits des Falzes in einer Ebene erstreckt;

b) die Randbereiche (13, 14) des Bandes auf die Seite der Ebene, auf der sich der Falz befindet, in einem vorbestimmten Abstand von diesem in Richtung der Breite des Bandes zurückgebogen werden; und

d) das Band in einem vorbestimmten Abstand beiderseits des Falzes gekrümmt wird, um die komplementären Wände (9, 10) des Rohres zu bilden, wobei die genannten Zwischenbereiche im wesentlichen um 180º geschwenkt werden, so dass die Randbereiche des Bandes in Kontakt mit dem Falz gelangen.