ES2266771T3 - Tubo plano de multiples camaras. - Google Patents
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Abstract
Tubo de múltiples cámaras, fabricado a partir de una cinta plana (2), cerrado mediante una soldadura longitudinal (4), con dos lados longitudinales (5, 6) planos y dos lados estrechos (3, 7) curvados y con al menos un nervio (8) plegado a partir de la cinta plana (2), que subdivide unas cámaras (9, 10) contiguas y que está soldado con la pared interior de tubo (6) opuesta, caracterizado porque la cinta plana (2) presenta en la zona de la soldadura de dicho por lo menos un nervio (8) una estampación (15) de tipo meseta, orientada hacia el lado interior del tubo (6¿) para la formación de un apoyo elástico y/o deformable del nervio (8).
Description
Tubo plano de múltiples cámaras.
La presente invención se refiere a un tubo plano
de múltiples cámaras, realizado a partir de una cinta plana,
cerrado mediante una soldadura longitudinal, según el preámbulo de
la reivindicación 1. Un tubo plano de múltiples cámaras de este
tipo se dio a conocer por el documento EP-A 0 457
470.
El tubo plano conocido se fabrica con una tira
de chapa o cinta plana, siendo estampadas en primer lugar
acanaladuras en la cinta plana, y ello sobre la totalidad de su
anchura, es decir en las dos mitades de la cinta plana. Las
acanaladuras son transformadas en nervios plegados, de manera que
las dos ramas de los nervios están en contacto estrechamente entre
sí. El tubo es plegado entonces aproximadamente por el centro, de
manera que las dos mitades de la cinta pasan a estar en contacto
entre sí, estando dispuestos los nervios decalados entre sí. Los
bordes longitudinales de las dos mitades de la cinta que chocan
entre sí son soldados entonces entre sí mediante una soldadura
longitudinal, de manera que se forma una sección transversal
cerrada. Finalmente, el tubo, cuyo material de cinta está plaqueado
con soldadura, es soldado, de manera que los reversos de los
nervios forman una conexión soldada con la pared de tubo opuesta.
Sobre el lado exterior de los tubos planos están dispuestas las
denominadas aletas onduladas, las cuales son soldadas con los tubos
planos.
En otra forma de realización del documento
EP-A 0 457 470 los nervios no están desplazados
entre sí sino que están dispuestos opuestos entre sí, se extienden
de todos modos únicamente a lo largo de la mitad del espesor del
tubo y chocan en el centro unos con otros. En este tubo de múltiples
cámaras conocido es desventajoso que las tolerancias condicionadas
por la fabricación en cuanto a la altura de los nervios se puedan
compensar únicamente con dificultad, lo que tiene como consecuencia
que o bien no tiene lugar ninguna conexión soldada pasante entre el
reverso del nervio y el lado de la pared interior del tubo opuesto o
la dimensión exterior del tubo plano sobrepasa el valor
teórico.
Además, son conocidos los llamados tubos de
acanaladura, por ejemplo gracias al documento DE-A
40 26 988 o DE-A 195 10 283 de la solicitante.
Estas acanaladuras presentan, al calibrar el tubo plano, una cierta
elasticidad en el espesor teórico, de manera que las tolerancias
condicionadas por la fabricación pueden ser compensadas; de todos
modos se forma, debido a la acanaladura, sobre el lado exterior del
tubo, un hueco frente a los nervios soldados, lo que tiene como
consecuencia una interrupción de la transferencia de calor.
La presente invención se plantea, por lo tanto,
mejorar el tubo plano de múltiples cámaras genérico de tal manera
que los tolerancias condicionadas por la fabricación se puedan
compensar de forma sencilla y que sobre el lado exterior del tubo
plano esté garantizada una transferencia de calor continua hacia el
nervio soldado. La invención se plantea además crear un
procedimiento para la fabricación de un tubo plano genérico con el
cual se puedan compensar las tolerancias de fabricación y se pueda
fabricar un tubo de dimensiones justas.
La solución de este problema resulta, para el
tubo plano de múltiples cámaras genérico, de las características de
la parte caracterizadora de la reivindicación 1.
Mediante la disposición de una estampación de
tipo meseta en el lado longitudinal del tubo opuesto a un reverso
de nervio se crea un contacto elástico y/o deformable en la pared
del tubo, sobre el cual se apoya el reverso del nervio durante la
calibración del tubo. En caso de un ligero exceso en la altura del
reverso de nervio la estampación, la cual antes del calibrado es
plana, puede deformarse hacia fuera y de este modo absorber el
exceso. La altura de la estampación hacia el lado interior del tubo
se ha elegido de tal manera que corresponde a la tolerancia en la
altura del nervio. La estampación sobre el lado exterior, es decir
del lado longitudinal del tubo plano, es tan pequeña que el
posterior procedimiento de soldadura con el nervio no se ve
menoscabado, es decir, puede tener lugar una conexión soldada
pasante entre el lado exterior de los tubos planos y las crestas
onduladas de las aletas onduladas. El tubo plano puede presentar uno
o varios nervios, los cuales están plegados a partir de uno o los
dos lados longitudinales. La soldadura longitudinal puede estar
soldada de forma directa o indirecta.
De acuerdo con un perfeccionamiento ventajoso de
la invención la anchura de la estampación en forma de meseta es
aproximadamente el doble a tres veces el espesor de la pared del
tubo, es decir, de la cinta plana: la altura de la estampación
hacia el lado interior del tubo vale menos que la mitad del espesor
de la pared del tubo. Gracias a ello se consigue que el reverso del
nervio, durante la calibración del tubo, se pueda estampar en la
estampación de tipo meseta, sin que se produzca un abovedamiento
sobre el lado exterior del lado longitudinal del tubo plano.
Según otra estructuración ventajosa de la
invención los nervios están dispuestos únicamente sobre un lado
longitudinal del tubo plano, mientras que sobre el otro lado están
previstas únicamente las estampaciones correspondientes. Esto
posibilita una fabricación sencilla, en especial con vistas a la
posición de la soldadura de soldadura longitudinal.
Según otra estructuración ventajosa de la
invención se propone un procedimiento para la fabricación de un
tubo plano de múltiples cámaras genérico el cual, gracias a la
estampación inicialmente de tipo meseta respecto del reverso del
nervio, posibilita que las tolerancias en cuanto a la altura del
reverso del nervio y del espesor de la pared del tubo puedan ser
compensadas mediante una compresión elástica del reverso del nervio
en la estampación y, por consiguiente, se garantice una conexión
soldada estanca y fuerte a lo largo de la totalidad de la longitud
del tubo. Esto es importante en la medida en que los nervios deben
absorber las fuerzas de presión que actúan sobre la pared del tubo
y deben actuar como anclaje de tracción.
En el dibujo está representado un ejemplo de
forma de realización de la invención y se explica a continuación
con mayor detalle. En el dibujo, las figuras:
la Fig. 1 muestra un tubo de múltiples
cámaras soldado con un nervio,
la Fig. 2 muestra una sección del tubo de
múltiples cámaras según la Fig. 1 antes del calibrado, y
la Fig. 3 muestra la sección según la Fig.
2, tras el calibrado.
La Fig. 1 muestra una sección transversal a
través de un tubo plano de múltiples cámaras 1 el cual está
fabricado a partir de una tira de chapa de cinta plana 2 y que está
soldado por un lado estrecho 3 mediante una soldadura longitudinal
4. El tubo plano 1 presenta una sección transversal que se extiende
longitudinalmente con dos lados longitudinales 5 y 6 y otro lado
estrecho 7 redondeado. La profundidad t del tubo plano vale
aproximadamente 24 mm, y el espesor d aproximadamente 1,8 mm, de
manera que resulta una relación entre la profundidad y el espesor
de t/d \approx 13. Aproximadamente a la mitad del tubo plano 1
está dispuesto un nervio 8, el cual es fabricado mediante plegado a
partir de la cinta plana 2. Divide el tubo plano 1 en dos cámaras 9
y 10.
La Fig. 2 muestra el detalle X de la Fig. 1, es
decir, una sección ampliada con el nervio 8. Como se ha mencionado
ya, el nervio 8 se fabrica mediante un procedimiento de plegado a
partir de material de cinta plana, el cual presenta un espesor de s
\approx 0,26 mm. El nervio 8 presenta dos ramas 11, 12 las cuales
están conectadas entre sí mediante un reverso de nervio 13. Las dos
ramas 11, 12 están conectadas estrechamente entre sí, y los dos
radios de doblado 14 exteriores se han elegido tan pequeños como sea
posible, para que la superficie exterior del lado longitudinal 5
quede lo más lisa posible. Frente al reverso del nervio 13 está
dispuesta una elevación 15 en forma de meseta, la cual está
estampada desde el lado longitudinal 6 inferior del tubo plano 1
hacia el lado interior 6' del tubo. Esta elevación o estampación 15
presenta, hacia el lado interior 9, 10 del tubo 1, una altura h, la
cual vale aproximadamente 0,05 mm, es decir, aproximadamente el 20%
del espesor de la pared s de la cinta plana. La anchura b de la
estampación 15 vale aproximadamente 1 mm, es decir que corresponde
aproximadamente a cuatro veces el espesor de la
pared s.
pared s.
La representación en la Fig. 2 muestra el tubo
de múltiples cámaras 1 con un espesor d_{0} en un estado tras el
plegado del nervio 8 y la soldadura del tubo, si bien antes del
proceso de calibración, con el cual se establece el espesor d
exacto del tubo plano 1. En esta medida se encuentra, entre el
reverso del nervio 13 y la elevación 15 de tipo meseta, una rendija
16, es decir que el reverso del nervio 13 no se encuentra sobre la
estampación 15. Esto puede resultar a causa del proceso de
fabricación debido a que, por un lado, la altura del nervio 8 y,
por el otro, el espesor de la pared del tubo s están sometidos a
tolerancias y el tubo, debido a su propia elasticidad, cede hacia
atrás. Dado que el reverso del nervio debe ser soldado sin embargo
más tarde con el lado 6 opuesto del tubo plano, es decir de la
estampación 15 hay que crear, por un lado, un contacto entre el
reverso del nervio 13 y la meseta 15 y, por el otro, debe estar
garantizada una medida final determinada para el espesor d del
tubo. Esto tiene lugar mediante el denominado proceso de
calibración.
La Fig. 3 muestra la sección del tubo 1, es
decir el detalle X tras la llamada calibración de altura, es decir
después de que el tubo ha sido llevado, en un juego de rodillos aquí
no representado, a la medida teórica d'. Durante esta calibración
de altura los dos lados longitudinales 5 y 6 son -como se ha
representado mediante las flechas- comprimidos por el juego de
rodillos mencionado hasta la medida d'. Durante este proceso se ha
estampado el reverso del nervio 13 en la elevación 15 en forma de
meseta y ha formado allí una "abolladura" 17. Esta
"abolladura" 17 absorbe por lo tanto, tras la calibración, la
imprecisiones condicionadas por las tolerancias.
Los tubos planos de múltiples cámaras son
soldados a continuación con aletas onduladas -como es en sí ya
conocido- para formar un intercambiador de calor. Para ello el
material de cinta 2 para los tubos de múltiples cámaras está
plaqueado con soldadura por ambos lados; en esta medida está
garantizada, por un lado, una soldadura entre los reversos de
nervio 13 y la estampación 15, así como también entre los lados
exteriores 5, 6 y las aletas onduladas no representadas. El nervio
8 actúa por consiguiente no sólo como pared de separación, sino
también como anclaje de tracción para la absorción de las fuerzas de
presión interior en el tubo. La profundidad e restante de la
estampación 15 o del "abolladura" 17 es tan pequeña que no
menoscaba la soldadura entre la aleta ondulada y el lado exterior
del tubo 1, es decir, la rendija de soldadura, algo ampliada en esta
zona, puede ser llenada durante el proceso de soldadura sin más con
soldadura, de manera que está garantizada una conexión mediante
material ininterrumpida entre la aleta ondulada y la pared exterior
del tubo.
En el ejemplo de forma de realización descrito
anteriormente está representado únicamente un nervio, es decir un
tubo de dos cámaras. La invención se puede utilizar sin embargo
también en tubos de múltiples cámaras con un número arbitrario de
nervios o cámaras. Para ello es ventajoso cuando en cada caso los
nervios están dispuestos sobre un lado longitudinal y las
estampaciones de tipo meseta lo están sobre el lado longitudinal
opuesto del tubo plano de múltiples cámaras. Gracias a ello se
puede influir de manera favorable sobre el proceso de fabricación y
la posición exacta de la soldadura de soldadura longitudinal.
El tubo de múltiples cámaras descrito más arriba
es utilizado preferentemente para radiadores de refrigerante
refrigerados por aire para motores de combustión interna para
vehículos automóviles.
Claims (10)
1. Tubo de múltiples cámaras, fabricado a
partir de una cinta plana (2), cerrado mediante una soldadura
longitudinal (4), con dos lados longitudinales (5, 6) planos y dos
lados estrechos (3, 7) curvados y con al menos un nervio (8)
plegado a partir de la cinta plana (2), que subdivide unas cámaras
(9, 10) contiguas y que está soldado con la pared interior de tubo
(6) opuesta, caracterizado porque la cinta plana (2) presenta
en la zona de la soldadura de dicho por lo menos un nervio (8) una
estampación (15) de tipo meseta, orientada hacia el lado interior
del tubo (6') para la formación de un apoyo elástico y/o deformable
del nervio (8).
2. Tubo de múltiples cámaras según la
reivindicación 1, caracterizado porque la estampación (15)
está formada con una anchura b, la cual corresponde al menos al
doble del espesor de la cinta plana s, y con una altura h, la cual
es esencialmente menor que el espesor de la cinta plana s.
3. Tubo de múltiples cámaras según la
reivindicación 2, caracterizado porque la anchura b es mayor
que tres veces el espesor de la cinta plana s y la altura h es
menor que la mitad del espesor de la cinta plana, es decir que b
\geq 3 s y h \leq 0,5 s.
4. Tubo de múltiples cámaras según la
reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el espesor de
la cinta plana es de 0,1 \leq s \leq 0,5 mm.
5. Tubo de múltiples cámaras según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo
presenta una profundidad t en el intervalo de
20 mm \leq t \leq 60 mm.
6. Tubo de múltiples cámaras según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo
presenta un espesor d en el intervalo de
1,5 mm \leq d \leq 2,0 mm.
7. Tubo de múltiples cámaras según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los nervios
están plegados, de forma alternada, a partir de uno de los lados
longitudinales (5) y a partir del lado longitudinal (6) opuesto y
las estampaciones (15) están dispuestas asimismo de forma alternada
sobre el lado longitudinal opuesto a un nervio (8).
8. Tubo de múltiples cámaras según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los nervios
(8) están plegados únicamente a partir de un lado longitudinal (5)
y las estampaciones (15) están dispuestas sobre el lado
longitudinal (6) opuesto.
9. Procedimiento para la fabricación de un
tubo de múltiples cámaras según una de las reivindicaciones
anteriores, caracterizado porque,
- -
- se prepara una cinta plana (2),
- -
- sobre una mitad de la cinta plana se forman unos nervios (8) mediante plegado, y
- -
- sobre la otra mitad de la cinta plana (2) se forman las estampaciones (15),
- -
- la cinta plana (2) es doblada en un lado estrecho (7) y en su otro lado estrecho (3) se pone en contacto y es soldada,
- -
- los reversos de los nervios (13) se ponen en contacto con la estampación (15) y el tubo plano (1) es calibrado, respecto de su espesor d, a una medida teórica d', en su caso mediante deformación de la estampación (15).
10. Intercambiador de calor, en particular
radiador de refrigerante refrigerado por aire para motores de
combustión interna, con unas aletas onduladas y unos tubos planos de
múltiples cámaras según una de las reivindicaciones 1 a 8.
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