DE69915998T2

DE69915998T2 - Wärmetauscherkern und dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69915998T2
Application number: DE69915998T
Authority: DE
Inventors: Hiroyasu Nakano-ku Koizumi; Hiroshi Nakano-ku Chikuma
Original assignee: Calsonic Kansei Corp
Current assignee: Marelli Corp
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2004-09-02
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: JP2000304490A; DE69915998D1; US20020053423A1; EP1014025B1; EP1398590A2; US20050193560A1; EP1398590A3; US6904964B2; EP1014025A2; EP1014025A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wärmetauscherkern entsprechend des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren des Zusammenbauens eines Wärmetauscherkerns.
Ein Kernaufbau, der durch Verbinden der gegenüberliegenden Enden eines Heizerteiles mit den entsprechenden gegenüberliegenden Enden eines weiteren Heizerteiles gebildet ist, ist bereits wie der Kern eines Wärmetauschers, z. B. als ein Kühler, bekannt.
13 zeigt den Aufbau eines Wärmetauscherkerns dieser Art. In dem Wärmetauscherkern sind Kopfteile 1, die jeweils einen Kopfbehälter aufweisen, voneinander beabstandet und zueinander gegenüberliegend angeordnet. Zwischen den Kopfteilen 1 sind Rohre 3 und gewellte Rippen 5 alternierend angeordnet. Die Enden eines der Kopfteile 1 sind mit den entsprechenden Enden der verbleibenden Kopfteile 1 mittels der Verstärkungsteile 7 verbunden.
Noch genauer, wie in der 14 gezeigt, in dem Wärmetauscherkern des herkömmlichen Aufbaus weisen die Verstärkungsteile 7 die Verstärkungsabschnitte 7b auf, die einen C-förmigen Querschnitt und den Einsetzabschnitt 7a haben, die mit dem Verstärkungsabschnitt 7a zusammenhängend sind, und dazu dienen, in die entsprechenden Verstärkungsbohrungen 1b eingesetzt zu werden. Die Dicke T1 des Verstärkungsteiles 7, die in Hinblick auf die Festigkeit gebildet wird, ist dünner als die Dicke T2 des Rohres 3. Außerdem ist die Breite W1 des Einsetzabschnittes 7a festgelegt, um kleiner als die Breite W3 des Rohres 3 zu sein.
Die Enden der jeweiligen Rohre 3 sind in die Rohrbohrungen 1a eingesetzt, die in dem Kopfteil 1 gebildet sind, und die Enden des Verstärkungsteils 7 sind in die Verstärkungsbohrungen 1b, gebildet in dem Kopfteil 1, eingesetzt. In diesem Zustand sind die Kopfteile 1, die Rohre 3, die gewellten Rippen 5 und die Verstärkungsteile 7 gemeinsam mittels Hartlöten, das in einem Wärmebehandlungsofen ausgeführt wird, verbunden.
Noch genauer, in dem Kernaufbau eines solchen Wärmetauschers sind die Einsetzabschnitte 7a als die Enden der Verstärkungsteile 7 in die Verstärkungsbohrungen 1b, gebildet in den Kopfteilen 1, eingesetzt und an den Kopfteilen 1 mittels Hartlöten befestigt. Demzufolge können die Verstärkungsteile 7 die Basisenden der Rohre 3, verbun den an den beiden Seiten des Kernaufbaus, verstärken, bilden folglich die vier Ecken des Kernaufbaus bei einer Draufsicht, die die schwächsten Abschnitte in dem Kernaufbau sind.
Wie in der 15 gezeigt, sind in dem Kernaufbau solch eines Wärmetauschers, die Rohre 3 und die gewellten Rippen 5 mit den Verstärkungsteilen 7 an beiden Enden in der Richtung der Anordnung alternierend angeordnet, um dadurch einen Kernabschnitt 10 zu bilden. In diesem Zustand sind die Kopfteile 1 an gegenüberliegenden Enden des Kernabschnitts 10 verbunden.
Die gewellten Rippen 5 und die Verstärkungsabschnitte 7b der Verstärkungsteile 7, gebildet durch Biegen, um einen C-förmigen Querschnitt zu haben, werden entlang der horizontalen Führungsoberfläche 8a auf einem Basisteil 8 gebildet. Außerdem werden die gegenüberliegenden Enden der jeweiligen Rohre 3 in individuelle Rohrführungen 9 geführt, die an gegenüberliegenden Enden des Basisteils 8 vorgesehen sind.
Außerdem ist, wie in der 14 gezeigt, in dem Aufbau des Wärmetauscherkerns die Breite W2 des Verstärkungsabschnittes 7b zu der Breite W3 der gewellten Rippen 5 gleich gesetzt.
Wie in der 16 gezeigt, sind in dem Wärmetauscherkern des herkömmlichen Aufbaus die Rohrbohrung 1a und die Verstärkungsbohrung 1b, beide in dem Kopfteil 1 gebildet, in der Größe voneinander unterschiedlich. Um gleichzeitig sowohl die Rohrbohrungen 1a, als auch die Verstärkungsbohrungen 1b in dem Kopfteil 1 zu bilden, müssen die Werkzeuganordnungen zum Zweck des Stanzens, die der Länge des Kopfteiles 1 entsprechen, vorbereitet sein, um dabei zu einer Erhöhung in der Anzahl der Typen der Werkzeuganordnungen zu führen, und die daher zur Erhöhung der Herstellungskosten beitragen.
Außerdem werden in dem vorerwähnten Verfahren des Zusammenbauens des Wärmetauscherkerns die Verstärkungsabschnitte 7b der Verstärkungsteile 7, wie in der 15 gezeigt, entlang der Führungsoberfläche 8a des Basisteiles 8 geführt. Es ist sehr schwierig den Verstärkungsabschnitt 7b des Verstärkungsteiles 7 durch Biegen mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu bilden, so dass die spanend bearbeitenden Abmessungen des Verstärkungsteiles 7 breit variieren.
Demzufolge sind die Mitte des Einsetzabschnittes 7a des Verstärkungsteiles 7 und die Mitte der Verstärkungsbohrung 1b voneinander in Bezug zur Richtung der Breite des Kopfteiles 1 versetzt, was somit ein Problem des fehlerhaften Einsetzens verursacht.
Das Stand der Technik-Dokument EP 0 840 082 A1 lehrt eine Art des Wärmetauschers mit einem oberen Kollektor und einem unteren Kollektor, wobei eine Reihe von Rohren dazwischen vorgesehen ist. Zwischen den Rohren sind einige rippenartige Einsätze vorgesehen. Die Kollektoren sind mit Bohrungen versehen, die die Rohre aufnehmen. Die Reihe der Rohre weist Endrohre auf, jeweils an dem rechten Ende, links seitlich des Wärmetauschers, vorgesehen.
Ein Wärmetauscherkern, wie in dem Oberbegriff von Anspruch 1 angezeigt, kann aus dem Stand der Technik- Dokument JP 03 279798 A entnommen werden. Insbesondere weist der Wärmetauscherkern des Standes der Technik eine Mehrzahl von Rohren auf, die zueinander parallel angeordnet sind und Seitenplatten, die außerhalb der beiden äußersten Rohre angeordnet sind. Kopfteile sind an beiden Enden der Rohre und der Seitenplatten eingesetzt und angeordnet. Das Einsetzen wird derart ausgeführt, dass beide Enden der Rohre in die Rohreinsetzbohrungen des Kopfteiles eingesetzt werden. Überdies sind kleine Einsetzvorsprünge der Seitenplatten in kleine Seitenplatten-Einsetzbohrungen eingesetzt. Die Seitenplatten-Einsetzbohrungen und die zugehörigen Vorsprünge sind kleiner als die Rohreinsetzbohrungen. Die gewellten Rippen 5 sind zwischen den Rohren zwischen den äußersten Rohren und den Seitenplatten angeordnet.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Wärmetauscherkern und ein Verfahren zum Zusammenbauen eines Wärmetauscherkerns, wie oben angezeigt, zu schaffen, wobei der Wärmetauscherkern leicht zusammengebaut wird und einen kompakten Aufbau hat.
Entsprechend des Vorrichtungsaspektes der vorliegenden Erfindung wird diese vorerwähnte Aufgabe durch einen Wärmetauscherkern gelöst, der die Merkmale des unabhängigen Anspruches 1 hat.
Vorzugsweise ist eine Breite des Einsetzabschnittes des Verstärkungsteiles im Wesentlichen zu einer Breite des Rohres gleich.
Noch bevorzugter sind auf den gegenüberliegenden Seiten eines Basisendabschnittes des Einsetzabschnittes des Verstärkungsteiles Einkerbungen angeordnet.
Noch bevorzugter sind auf den gegenüberliegenden Seiten eines Spitzenendes des Einsetzabschnittes angefaste Abschnitte gebildet.
Entsprechend des Verfahrensaspektes der vorliegenden Erfindung wird die vorerwähnte Aufgabe durch ein Verfahren des Montierens eines Wärmetauscherkerns gelöst, das die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 5 hat.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung mittels bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen dargestellt und erläutert. In den beigefügten Zeichnungen:
Ist 1 eine Bodenansicht, die Details eines in der 2 gezeigten Kopfteiles zeigt;
ist 2 eine Querschnittsdarstellung, die einen Wärmetauscherkern des Aufbaus nach einem Ausführungsbeispiel zeigt;
ist 3 eine beschreibende Ansicht, die die Beziehung zwischen der Größe eines Verstärkungsteiles und der Größe einer gewellten Rippe zeigt;
sind die 4A bis. 4C beschreibende Darstellungen, die die Beziehung zwischen der Größe des Verstärkungsteiles und der Größe der Verstärkungsbohrungen zeigen;
ist 5 eine beschreibende Ansicht, die ein Herstellungsverfahren des in 1 gezeigten Verstärkungsteiles zeigt;
ist 6 eine vergrößerte Ansicht, die Details der Einkerbungen in 5 zeigt;
ist 7 eine beschreibende Ansicht, die ein Verfahren der Bildung von Rohrbohrungen und Verstärkungsbohrungen in dem in der 1 gezeigten Kopfteil zeigt;
ist 8 eine beschreibende Ansicht, die ein Verfahren der Bildung von Rohrbohrungen und Verstärkungsbohrungen zeigt, wenn das Kopfteil kürzer als jenes in der 7 gezeigtes ist;
ist 9 eine beschreibende Ansicht, die ein Verfahren des Zusammenbauens des in der 2 gezeigten Wärmetauscherkerns zeigt;
ist 10 eine beschreibende Ansicht, die ein Kopfteil mit einer Kopfplatte zeigt;
sind die 11A und 11B beschreibende Ansichten, die weitere Beispiele der in dem Kopfteil gebildeten Verstärkungsbohrungen zeigt;
ist 12 eine beschreibende Ansicht, die ein weiteres Beispiel eines Verfahrens der Bildung von Rohrbohrungen und Verstärkungsbohrungen in dem Kopfteil zeigt;
ist 13 eine Querschnittsdarstellung, die einen Wärmetauscherkern eines herkömmlichen Aufbaus zeigt;
ist 14 eine beschreibende Ansicht, die ein herkömmliches Verstärkungsteil zeigt;
ist 15 eine beschreibende Ansicht; die ein Zusammenbauverfahren eines herkömmlichen Wärmetauscherkerns zeigt; und
ist 16 eine Vorderansicht, die in einem herkömmlichen Kopfteil gebildete Rohrbohrungen und Verstärkungsbohrungen zeigt.
Ein Ausführungsbeispiel des Wärmetauscherkerns wird nachstehend ausführlich in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt einen Hauptteil der 2 im Detail, und 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Wärmetauscherkerns.
In der 1 bezeichnet die Bezugszahl 11 en Paar von Kopfteilen, jedes davon mit einem Kopfbehälter, die räumlich mit einem Abstand dazwischen beabstandet und zueinander gegenüberliegend in einer vertikalen Richtung angeordnet sind.
Rohrbohrungen 11a sind in jedem der Kopfteile 11 in vorbestimmten Abständen in der Längsrichtung des Kopfteiles 11 gebildet und die Rohre 13 sind in die jeweiligen Rohrbohrungen 11a eingesetzt.
Außerdem sind gewellte Rippen 15 und die Rohre 13 alternierend angeordnet. Die Enden jedes der Kopfteile 11 sind mit den entsprechenden Enden des anderen Kopfteiles 11 mittels der Verstärkungsteile 17 verbunden.
Eine Verstärkungsbohrung 11b ist in jedem der Enden der Kopfteile 11 gebildet und ein Einsetzabschnitt 17a des Verstärkungsteiles 17 ist eingesetzt in und an der Verstärkungsbohrung 11b mittels Hartlöten befestigt.
Ein Fleckenende 19 ist an jedem der gegenüberliegenden Enden des Kopfteiles 11 verbunden.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Kopfteile 11, die Fleckenenden 19, die Rohre 13, die gewellten Rippen 15 und die Verstärkungsteile 17 aus Aluminium gebildet. Z. B. nach dem Überzogenwerden mit einem nicht-korrosiven Flussmittel werden diese Bauteile innerhalb eines Wärmebehandlungsofens wechselseitig hartgelötet.
Die Kopfteile 11, die Fleckenenden 19 und die Rohre 13 sind z. B. aus einem plattierten Material hergestellt, dessen Innenoberfläche mit einer Opferkorrosionsschicht überzogen ist und dessen Außenoberfläche mit einer Hartlötschicht überzogen ist.
Das Verstärkungsteil 17 ist aus einem plattierten Material hergestellt, dessen beide Seiten mit einer Lotschicht überzogen sind, und die gewellten Rippen 15 sind aus einem blanken Material hergestellt.
Wie in der 1 in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gezeigt, sind die Verstärkungsbohrung 11b und die Rohrbohrung 11a des Kopfteiles 11 so gebildet, um von derselben Größe (W = W', S = S') zu sein.
Außerdem ist der Abstand L' zwischen der Verstärkungsbohrung 11b und der Rohrbohrung 11a, benachbart zu der Verstärkungsbohrung 11b, zu dem Abstand L zwischen den benachbarten Rohrbohrungen 11a gleich.
Der Abstand T zwischen einem linearen Abschnitt 11d auf der Seite der benachbarten Rohrbohrung 11a der Verstärkungsbohrung 11b und der Endfläche des Kopfteiles 11 ist kleiner als ein Wert hergestellt, der durch Addieren einer Größe S einer kürzeren Seite der Rohrbohrung 11a zu dem Abstand L zwischen den benachbarten Rohrbohrungen 11a erhalten wird.
3 zeigt Details des Verstärkungsteiles 17. Das Verstärkungsteil 17 weist einen Verstärkungsabschnitt 17b auf, der einen C-förmigen Querschnitt hat, und die Einsetzabschnitte 17a, die in die entsprechenden Verstärkungsbohrungen 11b eingesetzt werden sollen, und die mit den gegenüberliegenden Seiten des Verstärkungsabschnittes 17b einstückig gebildet sind.
Die Einkerbungen 17c sind auf den gegenüberliegenden Seiten des Basisendes des Einsetzabschnittes 17a gebildet. Die Breite W4 des Verstärkungsabschnittes 17b ist kleiner als die Breite W5 der gewellten Rippe 15 hergestellt.
Außerdem ist die Breite Wr des Einsetzabschnittes 17a im Wesentlichen gleich zu der Breite W6 des Rohres 13 hergestellt.
Angefaste Abschnitte 17d sind in gegenüberliegenden Seiten des Spitzenendes des Einsetzabschnittes 17a gebildet.
Die 4A bis 4C zeigen Details hinsichtlich der Beziehung zwischen der Verstärkungsbohrung 11b und dem Verstärkungsteil 17. In dem Ausführungsbeispiel weist, wie in der 4A gezeigt, die Verstärkungsbohrung 11b den linearen Abschnitt 11d und die kreisförmigen Bogenabschnitte 11c auf, die sich bei den gegenüberliegenden Enden des linearen Abschnittes 11d fortsetzen.
Wie in der 4B gezeigt, hat der Einsetzabschnitt 17a des Verstärkungsteiles 17 einen rechteckigen Querschnitt.
Genau genommen ist die Breite W' der Verstärkungsbohrung 11b größer als die Breite Wr des Einsetzabschnittes 17a des Verstärkungsteiles 17 um ungefähr 0,2 bis 0,4 mm gemacht.
Wie in der 4c gezeigt, ist der Einsetzabschnitt 17a des Verstärkungsteiles 17 in die kreisförmigen Bogenabschnitte 11c der Verstärkungsbohrungen 11b durch Presspassen eingesetzt.
Demzufolge kann das Verstärkungsteil 17 stabil gelagert werden auf und in die Verstärkungsbohrung 11b eingesetzt werden, um dadurch die Hartlötungsmerkmale der Verstärkungsbohrung zu verbessern.
5 zeigt ein Herstellungsverfahren des Verstärkungsteiles 17. Bei diesem Verfahren wird Rohrschlangenmaterial 21, gebildet aus Aluminiumüberzug, kontinuierlich zugeführt, und Einkerbungen 23 sind in regelmäßigen Abständen in dem Rohrschlangenmaterial 21 gebildet.
Wie in der 5 gezeigt, ist ein rechteckiger Verbindungsabschnitt 23a, der in ein Paar von Einsetzabschnitten 17a gebildet werden soll, in der Einkerbung 23 gebildet, und ein Hauptkörperabschnitt 21a, der in dem Verstärkungsabschnitt 17b gebildet werden soll, ist auf jeder Seite des Verbindungsabschnittes 23a gebildet.
Die Einkerbungen 17c sind an den gegenüberliegenden Seiten des Basisendes des Verbindungsabschnittes 23a gebildet. Die Einkerbung 17c ist mit einem Winkel θ von z. B. 15° bis 60° und einer Tiefe „d" von z. B. 0,5 bis 1,5 mm geschnitten.
Eine Kerbnut 23b, die in ein Paar von angefasten Abschnitten 17d geteilt werden soll, ist in jeder der gegenüberliegenden Seiten des Mittelabschnittes des Verbindungsabschnittes 23a gebildet.
Wie in der 5 gezeigt, ist das Rohrschlangenmaterial 21 entlang der Mittellinie, die durch die Kerbennuten 23 verläuft, geschnitten.
Letztlich werden die Längsseitenkanten des Hauptkörperabschnittes 21a entlang der Einkerbungen 17c gebogen, um dadurch den Verstärkungsabschnitt 17b zu bilden, der einen C-förmigen Querschnitt hat. Somit ist das Verstärkungsteil 17 hergestellt.
7 zeigt ein Bildungsverfahren der Rohrbohrungen 11a und der Verstärkungsbohrungen 11b in dem Kopfteil 11. In diesem Verfahren werden die Rohrbohrungen 11a und die Verstärkungsbohrungen 11b in dem Kopfteil 11 mittels des Pressstanzteile 31 gebildet, die in gleichmäßigen Abständen an dem oberen Werkzeug 29 in seiner Längsrichtung in dem Kopfteil 11 angeordnet sind, während das Kopfteil 11 zwischen dem oberen Werkzeug 29 und dem unteren Werkzeug 39 gehalten wird.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ein Stanzteile-Aufnahmeteil 33 und eine Unterstützungsstange 35 in das Kopfteil 11 eingesetzt, das eine rechteckige zylindrische Form hat, und das Kopfteil 11 ist in der Position mittels einer Anlageplatte 37 in Position platziert.
Wie in der 8 gezeigt, wird in einem Fall, bei dem die Kopfteile 11 unterschiedliche Längen haben, das Kopfteil 11 in Kontakt mit der Anlageplatte 37 gebracht, und die Stanzteile 31, die näher zu der Anlageplatte 37 angeordnet sind, bilden die Rohrbohrungen 11a und die Verstärkungsbohrungen 11b.
Die 9 zeigt ein Verfahren des Zusammenbauens des Wärmetauscherkerns des vorliegenden Ausführungsbeispieles. In dem Ausführungsbeispiel sind die Rohre 13 und die gewellten Rippen 15 mit den Verstärkungsteilen 17, die an jedem Ende in der Richtung der Anordnung vorgesehen sind, alternierend angeordnet, um dadurch einen Kernabschnitt 24 zu bilden. In diesem Zustand sind die Kopfteile 11 an gegenüberliegenden Enden des Kernabschnittes 24 verbunden.
In diesem Zustand werden nur die gewellten Rippen 15 entlang der horizontalen Führungsoberfläche 25a, gebildet in dem Basisteil 25, geführt.
Die Rohrführungen 27 sind an gegenüberliegenden Enden des Basisteiles 25 angeordnet und die gegenüberliegenden Enden der jeweiligen Rohre 13 und die Einsetzabschnitte 17a der Verstärkungsteile 17 werden durch die Rohrführungen 27 geführt.
In diesem Zustand sind die Kopfteile 11 mit jeder Seite des Kernabschnittes 24 verbunden, wodurch die gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Rohre 13 und die Einsetzabschnitte 17a der Verstärkungsteile 17 durch die Führungsrohre 27 gehalten werden. Als ein Ergebnis sind die Rohre 13 fest in die entsprechenden Rohrbohrungen 11a, bebildet in dem Kopfteil 11, eingesetzt, und die Einsetzabschnitte 17a sind in den Verstärkungsbohrungen 11b fest eingesetzt.
In dem oben beschriebenen Wärmetauscherkern sind die Verstärkungsbohrungen 11b und die Rohrbohrungen 11a gebildet, um von derselben Größe zu sein, und der Abstand L' zwischen der Verstärkungsbohrung 11b und der Rohrbohrung 11a, benachbart zu der Verstärkungsbohrung 11b, ist zu dem Abstand L zwischen den benachbarten Rohrbohrungen 11a gleich gemacht. Demzufolge können selbst in dem Fall der Kopfteile 11, die unterschiedliche Längen haben, die Rohrbohrungen 11a und die Verstärkungsbohrungen 11b in den Kopfteilen 11 durch den Gebrauch einer einzelnen Werkzeuganordnung gleichzeitig gebildet werden.
Noch genauer, wie in der 7 gezeigt, werden die Rohrbohrungen 11a und die Verstärkungsbohrungen 11b in dem Kopfteil 11 mittels der Pressstanzteile 31 gebildet, die in gleichmäßigen Abständen an dem oberen Werkzeug 29 in seiner Längsrichtung in dem Kopfteil 11 angeordnet sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Rohrbohrungen 11a und die Verstärkungsbohrungen 11b gebildet, um von dergleichen Größe zu sein, und der Abstand L' zwischen der Verstärkungsbohrung 11b und der Rohrbohrung 11a, benachbart zu der Verstärkungsbohrung 11b, ist zu dem Abstand L zwischen der benachbarten Rohrbohrung 11a gleich gemacht. Als ein Ergebnis können alle Stanzteile 31 von gleicher Größe gemacht werden. Selbst in dem Fall, dass die Kopfteile 11 unterschiedliche Längen haben, können die Rohrbohrungen 11a und die Verstärkungsbohrungen 11b in dem Kopfteil 11 gleichzeitig gebildet werden.
Außerdem ist in dem Wärmetauscherkern der Abstand T zwischen dem linearen Abschnitt 11d auf der Seite der benachbarten Rohrbohrung 11a der Verstärkungsbohrung 11b und die Endfläche des Kopfteiles 11 kleiner als ein Wert gemacht, der durch Addieren der Größe S einer kürzeren Seite der Rohrbohrung 11a zu einem Abstand L zwischen den benachbarten Rohrbohrungen 11a erhalten wird. Demzufolge kann die Bildung von unerwünschten Rohrbohrungen 11a an dem Ende des Kopfteiles 11 mit Sicherheit verhindert werden.
In dem Aufbau des oben beschriebenen Wärmetauscherkerns ist die Breite W4 des Verstärkungsabschnittes 17b des Verstärkungsteiles 17 kleiner als die Breite W5 der gewellten Rippen 15 gemacht. Die gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Rohre 13 und die Einsetzabschnitte 17a der Verstärkungsteile 17 können in die Rohrführungen 27 geführt werden. Als ein Ergebnis kann dort eine Störung zwischen den Verstärkungsteilen 17 und dem Basisteil 25 zum Führen der gewellten Rippen 15 verhindert werden, was andererseits verursacht würde, da die Einsetzabschnitte 17a des Verstärkungsteiles 17, die mit einem hohen Genauigkeitsgrad spanend bearbeitet werden, in die Rohrführungen 25 geführt werden, kann eine Verlagerung zwischen der Mitte der Verstärkungsbohrung 11b und der Mitte des Einsetzabschnittes 17a, die andererseits verursacht würde, wenn die Einsetzabschnitte 17a in die Kopfteile 11 eingesetzt sind, in einem viel größeren Umfang als in dem herkömmlichen Wärmetauscherkern verringert werden.
Außerdem ist in dem Aufbau des Wärmetauscherkerns die Breite Wr des Einsetzabschnittes 17a des Verstärkungsteiles 17 im Wesentlichen zu der Breite W6 des Rohres 13 gleich gemacht. Daher kann die Mitte der Rohrbohrung 11a im Wesentlichen mit der Mitte der Verstärkungsbohrung 11b in Bezug auf die Richtung der Breite des Kopfteiles 11 bündig gemacht werden, um dadurch den Rohren 13 von den Verstärkungsteilen 17 eine optimale Verstärkung zu verleihen.
In dem Wärmetauscherkern sind die Einkerbungen 17c an den gegenüberliegenden Seiten des Basisendes des Einsetzabschnittes 17a des Verstärkungsteiles 17 gebildet. Daher kann selbst wenn die Breite W4 des Verstärkungsabschnittes 17b kleiner als die Breite Wr des Einsetzabschnittes 17a festgelegt wird, der Verstärkungsabschnitt 17b immer unfehlbar gefaltet werden.
Die angefasten Abschnitte 17d sind an den gegenüberliegenden Seiten des Spitzenendes des Einsetzabschnittes 17a des Verstärkungsteiles 17 gebildet, um dadurch das Einsetzen des Einsetzabschnittes 17a in die Verstärkungsbohrung 11b zu erleichtern.
Bei dem Zusammenbauverfahren des Wärmetauscherkerns kann, da die Einsetzabschnitte 17a des Verstärkungsteiles 17, das mit einem hohen Genauigkeitsgrad spanend hergestellt wird, in die Rohrführungen 25 geführt werden, eine Verlagerung zwischen der Mitte der Verstärkungsbohrung 11b und der Mitte des Einsetzabschnittes 17a, die anderseits verursacht würde, wenn die Einsetzabschnitte 17a in die Kopfteile 11 eingesetzt werden, in einem größeren Umfang, als in dem herkömmlichen Wärmetauscherkern, vermindert werden.
Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel mit dem Kopfteil 11 beschrieben worden ist, das einen Kopfbehälter aufweist, ist das vorliegende Lehren nicht auf das Ausführungsbeispiel begrenzt. Z. B. kann das vorliegende Lehren auf ein Kopfteil 11 mit einer Kopfplatte angewandt werden.
10 zeigt ein Kopfteil 11A, das eine Kopfplatte aufweist. Dieses Kopfteil 11 ist in einen C-förmigen Querschnitt gebildet und die Rohrbohrungen 11a und die Verstärkungsbohrungen 11b sind auf dem Boden des Kopfteiles 11A gebildet.
Außerdem ist in dem obigen Ausführungsbeispiel die Breite W5 der gewellten Rippe 15 größer als die Breite W6 des Rohres 13 festgelegt. Jedoch ist die vorliegende Lehre nicht auf diesen Aufbau begrenzt. Z. B. kann das vorliegende Lehren auf den Wärmetauscherkern angewandt werden, in dem die Breite W5 der gewellten Rippe 15 gleich zu der Breite W6 des Rohres ist.
Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel als ein Beispiel beschrieben worden ist, in dem die Rohrbohrungen 11a und die Verstärkungsbohrungen 11b gebildet worden sind, um von der gleichen Größe zu sein, ist das vorliegende Lehren nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt. Die Rohrbohrungen und die Verstärkungsbohrungen können gebildet werden, um unterschiedliche geometrische Formen anzunehmen.
Noch genauer, nachdem die Rohrbohrungen 11a und die Verstärkungsbohrungen 11b gebildet worden sind, um eine identische geometrische Form anzunehmen, werden die Enden der Verstärkungsbohrung 11b in eine rechteckige Form zusätzlich spanend bearbeitet, wie in der 11A gezeigt, um dadurch rechtwinklige Verstärkungsbohrungen 11e zu bilden.
Alternativ kann, wie in der 11B gezeigt, die Breite einer Verstärkungsbohrung 11f festgelegt werden, um größer als die Breite der Rohrbohrung 11a zu sein.
Obwohl das vorherige Ausführungsbeispiel in Bezug auf das Beispiel beschrieben worden ist, in dem die Rohrbohrungen 11a und Verstärkungsbohrungen 11b gebildet werden, nachdem die Kopfteile 11 und 11A auf eine vorbestimmte Länge geschnitten worden sind, ist das vorliegende Lehren nicht auf solch ein Ausführungsbeispiel begrenzt. Die Rohrbohrungen und die Verstärkungsbohrungen können vor dem Schneiden des Kopfteiles gebildet werden.
Noch genauer werden, wie in der 12 gezeigt, beide Enden des Blechs 51, wobei das Blech mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit kontinuierlich zugeführt wird, mittels eines oberen Walzbacke 41 und einer unteren Walzbacke 43 gefaltet, um eine C-förmige geometrische Form anzunehmen. Die Rohrbohrungen 11a und die Verstärkungsbohrungen 11b können mittels eines oberen Werkzeuges 45 und eines unteren Werkzeuges 47 gebildet werden, und das Blech, das eine C-förmige geometrische Form hat, kann durch den Gebrauch eines Trennmessers 49 auf eine vorbestimmte Länge geschnitten werden.
Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel mit einem Radiator beschrieben worden ist, ist das vorliegende Lehren nicht auf solch ein Ausführungsbeispiel begrenzt. Z. B. kann das vorliegende Lehren auf unterschiedliche Arten von Wärmetauschern angewandt werden; z. B. auf einen Kühler.
Obwohl das vorliegende Ausführungsbeispiel das Beispiel beschrieben hat, in dem das Kopfteil 11 mit einem Kopfbehälter gebildet ist, um eine rechtwinklige zylindrische Form anzunehmen, ist das Lehren nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel begrenzt. Z. B. kann das Kopfteil gebildet werden, um eine kreisförmige zylindrische Form anzunehmen.
Der Einsetzabschnitt 17a des Verstärkungsteiles 17 kann irgendeine geometrische Form annehmen, so lange wie die Verstärkungsbohrung 11b durch Verbinden des Einsetzabschnittes 17a in die Verstärkungsbohrung 11b durch Hartlöten vollständig und hermetisch abgedichtet werden kann.
Wie oben beschrieben ist in dem Aufbau des Wärmetauscherkerns die Größe der Verstärkungsbohrung gebildet, um größer als die Größe der Rohrbohrung zu sein, und der Abstand zwischen der Verstärkungsbohrung und der Rohrbohrung, die zu der Verstärkungsbohrung benachbart ist, ist zu dem Abstand zwischen den benachbarten Rohrbohrungen gleich gemacht. Als ein Ergebnis können in dem Fall, in dem die Kopfteile unterschiedliche Längen haben, die Rohrbohrungen und die Verstärkungsbohrungen in dem Kopfteil durch den Gebrauch einer geringeren Anzahl von Werkzeuganordnungen gleichzeitig gebildet werden.
In dem Aufbau des Wärmetauscherkerns sind die Verstärkungsbohrungen und die Rohrbohrungen gebildet, um von derselben Größe zu sein. Als ein Ergebnis können in dem Fall, in dem die Kopfteile unterschiedliche Längen haben, die Rohrbohrungen und die Verstärkungsbohrungen in dem Kopfteil durch den Gebrauch einer einzelnen Werkzeuganordnung gleichzeitig gebildet werden.
In dem Aufbau des Wärmetauscherkerns sind die kreisbogenförmigen Abschnitte an jedem Ende der Verstärkungsbohrung gebildet und der Endabschnitt des Verstärkungsteiles, der einen rechteckigen Querschnitt hat, ist in die kreisbogenförmige Abschnitte der Verstärkungsbohrung durch Presspassen eingesetzt. Das Verstärkungsteil kann stabil gelagert werden auf und eingesetzt werden in die Verstärkungsbohrung, um dadurch die Eigenschaften des Hartlötens der Verstärkungsbohrung zu verbessern.
In dem Wärmetauscherkern ist der Abstand zwischen der Verstärkungsbohrung und der Endfläche des Kopfteiles kleiner als ein Wert gemacht, der durch das Addieren der Größe der kürzeren Seite der Rohrbohrung zu dem Abstand zwischen den benachbarten Rohrbohrungen erhalten wird. Demzufolge kann die Bildung von unerwünschten Rohrbohrungen an dem Ende des Kopfteiles mit Sicherheit verhindert werden.
In dem Wärmetauscherkern ist die Breite des Verstärkungsabschnittes des Verstärkungsteiles kleiner als die Breite der gewellten Rippe gemacht.
In dem oben beschriebenen Wärmetauscherkern können, da die Breite eines Verstärkungsabschnittes kleiner als die Breite der gewellten Rippe ist, beide Enden der Rohre und die Einsetzabschnitte der Verstärkungsteile durch die Rohrführungen geführt werden. Demzufolge kann eine Störung zwischen den Verstärkungsteilen und dem Basisteil zum Führen der gewellten Rippen verhindert werden.
Da die Einsetzabschnitte der Verstärkungsteile, die mit einem hohen Genauigkeitsgrad spanend hergestellt werden, in die Rohrführungen geführt werden, kann eine Verlagerung zwischen der Mitte der Verstärkungsbohrung und der Mitte des Einsetzabschnittes, die andererseits verursacht werden würde, wenn die Einsetzabschnitte in die Kopfteile eingesetzt werden, in einem größeren Umfang als in einem herkömmlichen Wärmetauscherkern vermindert werden.
In dem Wärmetauscherkern ist die Breite des Einsetzabschnittes des Verstärkungsteiles im Wesentlichen gleich zu der Breite des Rohres gemacht. Wenn daher die gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Rohre und die Einsetzabschnitte der Verstärkungsteile durch die Rohrführungen geführt werden, kann die Mitte der Rohrbohrung mit der Mitte der Verstärkungsbohrung in Bezug auf die Richtung der Breite des Kopfteiles im Wesentlichen bündig gemacht werden, um dadurch die optimale Verstärkung auf die Rohre von den Verstärkungsteilen zu übergeben.
In dem Wärmetauscherkern sind angefaste Abschnitte an den gegenüberliegenden Seiten des Spitzenendes des Einsetzabschnittes gebildet und daher kann das Einsetzen des Einsetzabschnittes in die Verstärkungsbohrung erleichtert werden.
Entsprechend des Zusammenbauverfahrens eines Wärmetauscherkerns kann, da die Einsetzabschnitte des Verstärkungsteiles, das mit einem hohen Genauigkeitsgrad spanend hergestellt wird, in die Rohrführungen geführt werden, eine Abweichung zwischen der Mitte der Verstärkungsbohrung und der Mitte des Einsetzabschnittes, die andererseits verursacht werden würde, wenn die Einsetzabschnitte in die Kopfteile eingesetzt werden, in einem viel größeren Umfang als in dem herkömmlichen Wärmetauscherkern vermindert werden.

Claims

Wärmetauscherkern mit: einem Paar von Kopfteilen (11), beabstandet mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen und gegenüberliegend zueinander angeordnet, und Rohren (13) und gewellten Rippen (15), die zwischen das Paar der Kopfteile (11, 11A) eingesetzt und alternierend angeordnet sind, einem Verstärkungsteil (17), vorgesehen an den Enden der wechselseitig gegenüberliegenden Kopfteile (11), wobei jedes der Kopfteile (11) Rohrbohrungen (11a), in die die Enden der Rohre (13) fest eingesetzt sind, und Verstärkungsbohrungen (11b) hat, in die die Enden der Verstärkungsteile (17) fest eingesetzt sind, wobei das Verstärkungsteil (17) einen Verstärkungsabschnitt (17b) aufweist, der einen C-förmigen Querschnitt und Einsetzabschnitte (17a) hat, die mit gegenüberliegenden Enden des Verstärkungsabschnittes (17b) einstückig gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (W4) des Verstärkungsabschnittes (17b) des Verstärkungsteiles (17) kleiner als eine Breite (W5) der gewellten Rippen (15) ist.
Wärmetauscherkern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (Wr) des Einsetzabschnittes (17a) des Verstärkungsteiles (17) im Wesentlichen gleich einer Breite (W6) des Rohres (13) ist.
Wärmetauscherkern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (17c) an gegenüberliegenden Seiten eines Basisendabschnittes des Einsetzabschnittes (17a) des Verstärkungsteiles (17) gebildet sind.
Wärmetauscherkern nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass angefaste Abschnitte (17d) an gegenüberliegenden Seiten eines Spitzenendes des Einsetzabschnittes (17a) gebildet sind.
Verfahren zum Zusammenbauen eines Wärmetauscherkerns nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4 mit den Schritten von: Führen der Rippen (15) entlang einer horizontalen, in einem Basisteil (25) gebildeten Führungsoberfläche (25a); Führen der beiden Rohrenden (13) und Einsetzabschnitte (17a) der Verstärkungsteile (17) in die Rohrführungen (27), die an gegenüberliegenden Seiten des Basisteiles (25) vorgesehen sind, während die Rippen (15) und die Rohre (13) alternierend angeordnet werden; Platzieren der Verstärkungsteile (17) an beiden Enden in die Richtung der Anordnung der Rippen (15) und der Rohre (13), um dadurch einen Kernabschnitt zu bilden; und Befestigen der Kopfteile (11) an gegenüberliegenden Seiten des Kernabschnittes.