JP3198385B2 - 熱交換器、並びに熱交換システムにベースプレートを液密に固定するための方法 - Google Patents
熱交換器、並びに熱交換システムにベースプレートを液密に固定するための方法Info
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28D1/05366—Assemblies of conduits connected to common headers, e.g. core type radiators
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
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-
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- Y10T29/49373—Tube joint and tube plate structure
- Y10T29/49375—Tube joint and tube plate structure including conduit expansion or inflation
Description
【０００１】
本発明は、楕円形横断面を呈する多数のパイプ及びパ
イプ端部を備えた熱交換システムと、パイプ端部の拡開
によりこれらのパイプ端部に固定されたベースプレート
とを有する熱交換器および前記熱交換システムにベース
プレートを液密に固定するための方法に関する。
イプ端部を備えた熱交換システムと、パイプ端部の拡開
によりこれらのパイプ端部に固定されたベースプレート
とを有する熱交換器および前記熱交換システムにベース
プレートを液密に固定するための方法に関する。
【０００２】
熱交換システム、例えば自動車のクーラーに用いる熱
交換システムをベースプレートに固定する方法には、依
然として幾つかの難点があり、殊に熱交換システムのパ
イプが楕円形の横断面を呈しており、このパイプを単に
拡開することによってのみ、即ち、鑞接剤又は接着剤も
しくはそれに類する接合手段を用いることなくベースプ
レートに固定しようとする場合には、それが甚だしい。
この種のベースプレートは、パイプ内を通流する冷却媒
体を供給し、或は排出する捕集タンクを装着するために
用いられるので、ベースプレートの固定は単に液密及び
気密に行われねばならないのみならず、一般に熱交換器
を使用する際に生ずる揺動、振動、冷却媒体の液圧もし
くはその他の機械的な負荷に耐え得る安定性をも保証す
るものでなければならない。特にパイプの直径比、つま
りその最大外径と最小外径との比が約2.5:1より大きな
値に設定されているような楕円形のパイプが用いられる
場合には、この液密乃至気密性と機械的安定性との条件
を満たすことが従来の技術では必ずしも達成されなかっ
た。このような直径比のパイプでは、最大直径の方向に
対し平行に、又は同方向に延びる長いパイプ壁を充分な
安定度で弾性的なシールカラー内に緊締することができ
ない。むしろそれどころか、拡開が行われるにも拘ら
ず、パイプ壁が最小直径の方向に対し、平行に、又は同
方向で陥没して、シールを、又は機械的に安定した結合
を不可能ならしめるおそれが生ずる。
交換システムをベースプレートに固定する方法には、依
然として幾つかの難点があり、殊に熱交換システムのパ
イプが楕円形の横断面を呈しており、このパイプを単に
拡開することによってのみ、即ち、鑞接剤又は接着剤も
しくはそれに類する接合手段を用いることなくベースプ
レートに固定しようとする場合には、それが甚だしい。
この種のベースプレートは、パイプ内を通流する冷却媒
体を供給し、或は排出する捕集タンクを装着するために
用いられるので、ベースプレートの固定は単に液密及び
気密に行われねばならないのみならず、一般に熱交換器
を使用する際に生ずる揺動、振動、冷却媒体の液圧もし
くはその他の機械的な負荷に耐え得る安定性をも保証す
るものでなければならない。特にパイプの直径比、つま
りその最大外径と最小外径との比が約2.5:1より大きな
値に設定されているような楕円形のパイプが用いられる
場合には、この液密乃至気密性と機械的安定性との条件
を満たすことが従来の技術では必ずしも達成されなかっ
た。このような直径比のパイプでは、最大直径の方向に
対し平行に、又は同方向に延びる長いパイプ壁を充分な
安定度で弾性的なシールカラー内に緊締することができ
ない。むしろそれどころか、拡開が行われるにも拘ら
ず、パイプ壁が最小直径の方向に対し、平行に、又は同
方向で陥没して、シールを、又は機械的に安定した結合
を不可能ならしめるおそれが生ずる。
【０００３】 従って、このような形式による公知の熱交換器におい
ては、パイプにおけるより長い側面に、例えば肉圧の壁
区分又はリング状の挿入部を設けるか、或はこの側面を
段付け拡開することによって側面補強を実施する措置が
とられる（ドイツ連邦共和国特許出願公開第2747275号
明細書）。然し、このような措置が大量生産に申し分な
く適用され得るものでないことは、言うまでもない。
ては、パイプにおけるより長い側面に、例えば肉圧の壁
区分又はリング状の挿入部を設けるか、或はこの側面を
段付け拡開することによって側面補強を実施する措置が
とられる（ドイツ連邦共和国特許出願公開第2747275号
明細書）。然し、このような措置が大量生産に申し分な
く適用され得るものでないことは、言うまでもない。
【０００４】 更に、前記の欠点を除くのに適した熱交換器として
は、ドイツ連邦共和国特許第1751710号明細書によるも
のが挙げられる。この公知例においては、円形横断面を
呈する穿孔部又は貫通開口部を備えたベースプレートと
シール部材とが設けられており、楕円形のパイプ端部は
円筒形区分もしくはテーパ状区分として拡開されてい
る。従って、陥没のおそれは事実上殆ど回避されている
にも拘らず、この熱交換器及びその製法は、約2:1まで
の直径比にしか適用されないという制限を甘受しなけれ
ばならない。高出力のカークーラー等で必要とされる2.
5:1もしくはそれ以上の直径比では、拡開を行うと、円
形の横断面範囲と楕円形の横断面範囲との間に過度に長
い移行ゾーンが生ずることになる。このような場合に
は、パイプ自体もしくはその上に嵌合されるガイドプレ
ート乃至そのカラーを裂損させ、或は互いに隣接してい
るガイドプレートのずれを引き起こし、ひいては冷却能
力を低下させるおそれがある。しかも、円筒形のパイプ
区分においては、楕円形のパイプを用いた場合に比べる
と、一連の回路網として構成される熱交換システム内で
必要とされるパイプ間距離を著しく大きくせざるを得な
いので、熱交換システムにおける単位サイズ当りで見込
まれ得る作業効率が低減することになる。この原則的に
生ずる欠陥を、ごく僅かな、殆ど無視してもよいものに
するために、冒頭に述べた、やはり公知の方法に基づい
て、パイプにシールカラーの直径より大きな最大直径を
与え、先ずパイプ端部を、その中に差し込んだコアロッ
ド、又はそれに類する部材により最大直径部分は縮小
し、最小直径部分は拡大して、これをシールカラーより
若干小さな直径の円筒形区分に変形することも可能であ
る。然し、仮にこのような措置が取られたとしても、楕
円形の横断面を有する範囲と円形の横断面を有する範囲
との間にかなり大きな移行部が形成されることは避けら
れないので、前述の難点は依然として未解決のまま残さ
れることになる。
は、ドイツ連邦共和国特許第1751710号明細書によるも
のが挙げられる。この公知例においては、円形横断面を
呈する穿孔部又は貫通開口部を備えたベースプレートと
シール部材とが設けられており、楕円形のパイプ端部は
円筒形区分もしくはテーパ状区分として拡開されてい
る。従って、陥没のおそれは事実上殆ど回避されている
にも拘らず、この熱交換器及びその製法は、約2:1まで
の直径比にしか適用されないという制限を甘受しなけれ
ばならない。高出力のカークーラー等で必要とされる2.
5:1もしくはそれ以上の直径比では、拡開を行うと、円
形の横断面範囲と楕円形の横断面範囲との間に過度に長
い移行ゾーンが生ずることになる。このような場合に
は、パイプ自体もしくはその上に嵌合されるガイドプレ
ート乃至そのカラーを裂損させ、或は互いに隣接してい
るガイドプレートのずれを引き起こし、ひいては冷却能
力を低下させるおそれがある。しかも、円筒形のパイプ
区分においては、楕円形のパイプを用いた場合に比べる
と、一連の回路網として構成される熱交換システム内で
必要とされるパイプ間距離を著しく大きくせざるを得な
いので、熱交換システムにおける単位サイズ当りで見込
まれ得る作業効率が低減することになる。この原則的に
生ずる欠陥を、ごく僅かな、殆ど無視してもよいものに
するために、冒頭に述べた、やはり公知の方法に基づい
て、パイプにシールカラーの直径より大きな最大直径を
与え、先ずパイプ端部を、その中に差し込んだコアロッ
ド、又はそれに類する部材により最大直径部分は縮小
し、最小直径部分は拡大して、これをシールカラーより
若干小さな直径の円筒形区分に変形することも可能であ
る。然し、仮にこのような措置が取られたとしても、楕
円形の横断面を有する範囲と円形の横断面を有する範囲
との間にかなり大きな移行部が形成されることは避けら
れないので、前述の難点は依然として未解決のまま残さ
れることになる。
【０００５】
そこで、本発明の課題とするところは、冒頭に述べた
形式による熱交換器、並びにこの種の熱交換器を製作す
るため、熱交換システムにベースプレートを液密に固定
する方法に改良を加えて、例えば熱交換システム範囲に
おける楕円形のパイプの直径比を2.5:1〜8:1の比較的大
きな値にしたとしても、補足的な鑞接剤、接着剤又はそ
れに類する接合手段を用いることなく、パイプ端部がベ
ースプレートに液密にしかも機械的に安定した状態で固
定されるようにし、更にその固定法に関しては、この方
法を殊に当該熱交換器の製作に適した、しかも交換器の
製作に当ってパイプ及び／又はガイドプレート及び／又
はそのカラーの損傷が回避されるようなものとする点に
ある。
形式による熱交換器、並びにこの種の熱交換器を製作す
るため、熱交換システムにベースプレートを液密に固定
する方法に改良を加えて、例えば熱交換システム範囲に
おける楕円形のパイプの直径比を2.5:1〜8:1の比較的大
きな値にしたとしても、補足的な鑞接剤、接着剤又はそ
れに類する接合手段を用いることなく、パイプ端部がベ
ースプレートに液密にしかも機械的に安定した状態で固
定されるようにし、更にその固定法に関しては、この方
法を殊に当該熱交換器の製作に適した、しかも交換器の
製作に当ってパイプ及び／又はガイドプレート及び／又
はそのカラーの損傷が回避されるようなものとする点に
ある。
【０００６】
上記の課題を解決すべく提案された本発明の措置によ
れば、先ずその熱交換器に関しては、ベースプレートの
穿孔部が楕円形に形成されており、パイプの直径比を2.
5:1〜8:1の値に、また、パイプ端部の直径比を1.2:1〜
3:1の値に、それぞれ設定することが特徴とされてお
り、 また、ベースプレートの固定方法に関しては、パイプ
端部の横断面変動を外部からの加圧によって行うことが
特徴とされている。
れば、先ずその熱交換器に関しては、ベースプレートの
穿孔部が楕円形に形成されており、パイプの直径比を2.
5:1〜8:1の値に、また、パイプ端部の直径比を1.2:1〜
3:1の値に、それぞれ設定することが特徴とされてお
り、 また、ベースプレートの固定方法に関しては、パイプ
端部の横断面変動を外部からの加圧によって行うことが
特徴とされている。
【０００７】 即ち本発明の熱交換器は、それぞれ多数の楕円形開口
部を有する複数枚のガイドプレート１であって、各ガイ
ドプレート１における前記多数の楕円形開口部が同軸的
な位置を占めるようにして積層されている複数枚のガイ
ドプレート１と、当該同軸的な位置を占めている複数枚
のガイドプレート１の楕円形開口部を垂直方向に貫通す
るパイプ３であって、両端部において円形形状とは異な
る横断面を有し、両端部の間において楕円形横断面を有
するパイプ３と、前記積層されている複数枚のガイドプ
レート１の上側と下側とからそれぞれ装着されるベース
プレート６、７であって、前記パイプ３の円形形状とは
異なる横断面を有する端部によって貫通され、前記パイ
プ３の端部を拡開することによって前記パイプ３の端部
がそのカラー８に固定される複数の穿孔部５を有すると
共に、当該複数の穿孔部５に対して整合された複数の貫
通開口部13を有し、当該複数の貫通開口部13から前記複
数の穿孔部５のカラー８内に突入して穿孔部５の内側か
らカラー８に固定的に当接するシールカラー14を備えて
いるシール部材12を有するベースプレート６、７とによ
って構成される熱交換器であって、パイプ３の前記両端
部以外の部分における最大外径と最小外径との比が、パ
イプ３の前記両端部における最大外径と最小外径との比
より大きい熱交換器において、パイプ３の前記両端部以
外の部分における最大外径と最小外径との比は、2.5:1
乃至8:1であり、パイプ３の端部は外側からの加圧とこ
れに引き続く内部からの拡開によって変形され、ベース
プレート６、７の複数の穿孔部５に固定されている位置
において、最大外径と最小外径との比が、1.2:1乃至3:1
になるように構成されていることを特徴とする熱交換
器。
部を有する複数枚のガイドプレート１であって、各ガイ
ドプレート１における前記多数の楕円形開口部が同軸的
な位置を占めるようにして積層されている複数枚のガイ
ドプレート１と、当該同軸的な位置を占めている複数枚
のガイドプレート１の楕円形開口部を垂直方向に貫通す
るパイプ３であって、両端部において円形形状とは異な
る横断面を有し、両端部の間において楕円形横断面を有
するパイプ３と、前記積層されている複数枚のガイドプ
レート１の上側と下側とからそれぞれ装着されるベース
プレート６、７であって、前記パイプ３の円形形状とは
異なる横断面を有する端部によって貫通され、前記パイ
プ３の端部を拡開することによって前記パイプ３の端部
がそのカラー８に固定される複数の穿孔部５を有すると
共に、当該複数の穿孔部５に対して整合された複数の貫
通開口部13を有し、当該複数の貫通開口部13から前記複
数の穿孔部５のカラー８内に突入して穿孔部５の内側か
らカラー８に固定的に当接するシールカラー14を備えて
いるシール部材12を有するベースプレート６、７とによ
って構成される熱交換器であって、パイプ３の前記両端
部以外の部分における最大外径と最小外径との比が、パ
イプ３の前記両端部における最大外径と最小外径との比
より大きい熱交換器において、パイプ３の前記両端部以
外の部分における最大外径と最小外径との比は、2.5:1
乃至8:1であり、パイプ３の端部は外側からの加圧とこ
れに引き続く内部からの拡開によって変形され、ベース
プレート６、７の複数の穿孔部５に固定されている位置
において、最大外径と最小外径との比が、1.2:1乃至3:1
になるように構成されていることを特徴とする熱交換
器。
【０００８】 また、本発明の熱交換器の製造方法は、それぞれ多数
の楕円形開口部を有する複数枚のガイドプレート１であ
って、各ガイドプレート１における前記多数の楕円形開
口部が同軸的な位置を占めるようにして積層されている
複数枚のガイドプレート１と、当該同軸的な位置を占め
ている複数枚のガイドプレート１の楕円形開口部を垂直
方向に貫通するパイプ３であって、両端部において円形
形状とは異なる横断面を有し、両端部の間において楕円
形横断面を有するパイプ３と、前記積層されている複数
枚のガイドプレート１の上側と下側とからそれぞれ装着
されるベースプレート６、７であって、前記パイプ３の
円形形状とは異なる横断面を有する端部によって貫通さ
れ、前記パイプ３の端部を拡開することによって前記パ
イプ３の端部がそのカラー８に固定される複数の穿孔部
５を有すると共に、当該複数の穿孔部５に対して整合さ
れた複数の貫通開口部13を有し、当該複数の貫通開口部
13から前記複数の穿孔部５のカラー８内に突入して穿孔
部５の内側からカラー８に固定的に当接するシールカラ
ー14を備えているシール部材12を有するベースプレート
６、７とによって構成される熱交換器であって、パイプ
３の前記両端部以外の部分における最大外径と最小外径
との比が、パイプ３の前記両端部における最大外径と最
小外径との比より大きい熱交換器を製造する方法におい
て、最大外径と最小外径との比が2.5:1乃至8:1の範囲に
あるパイプ３を使用し、当該パイプ３の端部を外側から
の加圧によって変形させた後に、前記シールカラー14内
に挿入し、その後、当該パイプ３の端部を内部から拡開
して変形させ、当該パイプ３の端部が、ベースプレート
６、７の複数の穿孔部５に固定されている位置におい
て、最大外径と最小外径との比が、1.2:1乃至3:1になる
ようにされることを特徴とする熱交換器の製造方法であ
る。
の楕円形開口部を有する複数枚のガイドプレート１であ
って、各ガイドプレート１における前記多数の楕円形開
口部が同軸的な位置を占めるようにして積層されている
複数枚のガイドプレート１と、当該同軸的な位置を占め
ている複数枚のガイドプレート１の楕円形開口部を垂直
方向に貫通するパイプ３であって、両端部において円形
形状とは異なる横断面を有し、両端部の間において楕円
形横断面を有するパイプ３と、前記積層されている複数
枚のガイドプレート１の上側と下側とからそれぞれ装着
されるベースプレート６、７であって、前記パイプ３の
円形形状とは異なる横断面を有する端部によって貫通さ
れ、前記パイプ３の端部を拡開することによって前記パ
イプ３の端部がそのカラー８に固定される複数の穿孔部
５を有すると共に、当該複数の穿孔部５に対して整合さ
れた複数の貫通開口部13を有し、当該複数の貫通開口部
13から前記複数の穿孔部５のカラー８内に突入して穿孔
部５の内側からカラー８に固定的に当接するシールカラ
ー14を備えているシール部材12を有するベースプレート
６、７とによって構成される熱交換器であって、パイプ
３の前記両端部以外の部分における最大外径と最小外径
との比が、パイプ３の前記両端部における最大外径と最
小外径との比より大きい熱交換器を製造する方法におい
て、最大外径と最小外径との比が2.5:1乃至8:1の範囲に
あるパイプ３を使用し、当該パイプ３の端部を外側から
の加圧によって変形させた後に、前記シールカラー14内
に挿入し、その後、当該パイプ３の端部を内部から拡開
して変形させ、当該パイプ３の端部が、ベースプレート
６、７の複数の穿孔部５に固定されている位置におい
て、最大外径と最小外径との比が、1.2:1乃至3:1になる
ようにされることを特徴とする熱交換器の製造方法であ
る。
【０００９】
（発明の作用と効果） 本発明によって得られた熱交換器は、単にパイプとパ
イプ端部との範囲における横断面寸法を適宜な値に設定
するという簡単な手段のみによって、熱交換システムに
おけるパイプが当初より比較的大きな2.5:1から8:1程度
の直径比を有し、パイプ端部がその固定後にも楕円形状
を呈しているような場合ですら、ベースプレートとパイ
プ端部との間で耐久性のある申し分のない結合状態を保
証するという驚異的な利点を有している。直径比をこの
ような数値に設定しておくことによって、楕円の横断面
形状を維持するようにしたとしても、本発明を実地に、
それも特に量産方式に応用した場合、パイプ端部をシー
ルカラー内に効果的に緊締することは充分に可能とされ
るので、高い単位面積当りのパイプ密度を有する単列
の、又は複数列の熱交換システムをも高い直径比のまま
所属のベースプレートに結合することが可能になる。
イプ端部との範囲における横断面寸法を適宜な値に設定
するという簡単な手段のみによって、熱交換システムに
おけるパイプが当初より比較的大きな2.5:1から8:1程度
の直径比を有し、パイプ端部がその固定後にも楕円形状
を呈しているような場合ですら、ベースプレートとパイ
プ端部との間で耐久性のある申し分のない結合状態を保
証するという驚異的な利点を有している。直径比をこの
ような数値に設定しておくことによって、楕円の横断面
形状を維持するようにしたとしても、本発明を実地に、
それも特に量産方式に応用した場合、パイプ端部をシー
ルカラー内に効果的に緊締することは充分に可能とされ
るので、高い単位面積当りのパイプ密度を有する単列
の、又は複数列の熱交換システムをも高い直径比のまま
所属のベースプレートに結合することが可能になる。
【００１０】 更に、本発明の方法によれば、その固定プロセスに際
してパイプ端部が慎重に取り扱われるので、この方法を
直径比の大きなパイプに応用した場合でも、パイプ乃至
これに結合されたガイドプレートが損傷されるおそれは
ない。
してパイプ端部が慎重に取り扱われるので、この方法を
直径比の大きなパイプに応用した場合でも、パイプ乃至
これに結合されたガイドプレートが損傷されるおそれは
ない。
【００１１】
次に、添付の図面に示された実施例につき、本発明を
詳細に説明する： 第１図に示された単列型の熱交換器は、通常のパイプ
クーラーの形式によって構成されている。この熱交換器
は互いに平行且つ相互間隔をおいて配置された多数のガ
イドプレート１を有しており、これらのガイドプレート
１には、それぞれ一連の楕円形の開口部が設けられ、ガ
イドプレート１がパイル（pile）された状態では、すな
わちガイドプレートが積み重ねられた状態では、各開口
部が互いに同軸的な位置を占める。これらの開口部を規
定しているガイドプレート１の各縁部は、第４図及び第
５図に示されたように、縁部と同軸的なカラー30によっ
て延長されている。開口部とカラー30とは、ガイドプレ
ート１に対して垂直に配置されたパイプ３によって貫通
されており、これらのパイプ３は開口部及びカラー30の
横断面に等しい楕円形の横断面４を呈している。パイプ
３の上端部と下端部とは、それぞれベースプレート６、
７に適宜形成された対応する穿孔部５を貫通し、その全
周面に沿って穿孔部５のカラー８に液密乃至気密に結合
されている（第４図及び第５図）。下位のベースプレー
ト６には、パイプ３を通流する作業媒体、例えば水を供
給し、或は排出する接続管片10を備えた通常の捕集タン
ク９が固定されている。尚、図示されてはいないが、上
位のベースプレート７にも同様な捕集タンクが結合され
ている。更に、このガイドプレート１には、第２の作業
媒体としての、例えば空気に乱流を生ぜしめるように形
成された通常のルーバー31を設けておくことができる
（第６図）。
詳細に説明する： 第１図に示された単列型の熱交換器は、通常のパイプ
クーラーの形式によって構成されている。この熱交換器
は互いに平行且つ相互間隔をおいて配置された多数のガ
イドプレート１を有しており、これらのガイドプレート
１には、それぞれ一連の楕円形の開口部が設けられ、ガ
イドプレート１がパイル（pile）された状態では、すな
わちガイドプレートが積み重ねられた状態では、各開口
部が互いに同軸的な位置を占める。これらの開口部を規
定しているガイドプレート１の各縁部は、第４図及び第
５図に示されたように、縁部と同軸的なカラー30によっ
て延長されている。開口部とカラー30とは、ガイドプレ
ート１に対して垂直に配置されたパイプ３によって貫通
されており、これらのパイプ３は開口部及びカラー30の
横断面に等しい楕円形の横断面４を呈している。パイプ
３の上端部と下端部とは、それぞれベースプレート６、
７に適宜形成された対応する穿孔部５を貫通し、その全
周面に沿って穿孔部５のカラー８に液密乃至気密に結合
されている（第４図及び第５図）。下位のベースプレー
ト６には、パイプ３を通流する作業媒体、例えば水を供
給し、或は排出する接続管片10を備えた通常の捕集タン
ク９が固定されている。尚、図示されてはいないが、上
位のベースプレート７にも同様な捕集タンクが結合され
ている。更に、このガイドプレート１には、第２の作業
媒体としての、例えば空気に乱流を生ぜしめるように形
成された通常のルーバー31を設けておくことができる
（第６図）。
【００１２】 第２図に示されたように、パイプ３は有利には最大の
外径ａ（ここでは単に「大きな直径」と呼称する）を有
し、その数値は最小の外径ｂ（ここでは単に小さな直径
を呼称する）の2.5倍〜８倍に設定されており、従っ
て、その直径比は2.5:1〜8:1となる。この場合、第３図
に暗示されているように、パイプ３を小さな直径ｂと平
行に延びる２つもしくはそれ以上の列として配置するこ
とも可能である。
外径ａ（ここでは単に「大きな直径」と呼称する）を有
し、その数値は最小の外径ｂ（ここでは単に小さな直径
を呼称する）の2.5倍〜８倍に設定されており、従っ
て、その直径比は2.5:1〜8:1となる。この場合、第３図
に暗示されているように、パイプ３を小さな直径ｂと平
行に延びる２つもしくはそれ以上の列として配置するこ
とも可能である。
【００１３】 ところで、この実施例では、大きな直径ａが12.4mm
の、小さな直径ｂが3.6mmの、また、パイプの壁厚さが
0.4mmの値をそれぞれ有しているものとされており、更
に、パイプ３は既にガイドプレート１と剛性的に結合さ
れて、このガイドプレート１と共に所謂回路網としての
熱交換システム11を形成していることが前提とされる
（第１図）。この場合、パイプ３とガイドプレート１と
の結合は、特に自動車の油冷式又は水冷式のクーラーを
製作するに当って一般に採用される形式で行われるもの
とする。
の、小さな直径ｂが3.6mmの、また、パイプの壁厚さが
0.4mmの値をそれぞれ有しているものとされており、更
に、パイプ３は既にガイドプレート１と剛性的に結合さ
れて、このガイドプレート１と共に所謂回路網としての
熱交換システム11を形成していることが前提とされる
（第１図）。この場合、パイプ３とガイドプレート１と
の結合は、特に自動車の油冷式又は水冷式のクーラーを
製作するに当って一般に採用される形式で行われるもの
とする。
【００１４】 ところで、熱交換システム11とベースプレート６、７
とは、次に示すような形式で結合されるが、この場合有
利には、両ベースプレート６、７の固定がいずれも同一
形式で行われるので、以下ではベースプレート７の固定
についてのみ説明する。
とは、次に示すような形式で結合されるが、この場合有
利には、両ベースプレート６、７の固定がいずれも同一
形式で行われるので、以下ではベースプレート７の固定
についてのみ説明する。
【００１５】 上記のような前提条件によるこの実施例においては、
ベースプレート７に楕円形の穿孔部５が設けられ、その
最大直径（内径寸法としての）は13.2mm、その最小直径
（内径寸法としての）は8.7mmとされており、カラー８
の直径についてもこれと同じ設定値が適用される。更
に、ベースプレート７は第４図及び第５図に示されたシ
ール部材12を有しており、シール部材12には穿孔部５に
対して整合された貫通開口部13と、これに装着されたシ
ールカラー14とが設けられている。この場合、ベースプ
レート７の全幅及び全長に亙って延び、一体の、又は複
数部分からなるシールマット又はシールプレートに結合
することのできるシール部材12は、ルーズに、しかもシ
ールカラー14が、そこからベースプレート７のカラー８
内に突入して内部からこれに固定的に当接するように、
ベースプレート７の一方の側に配置されている（第４図
及び第５図）。尚、この措置とは二者択一的に、射出成
形もしくは加硫によりベースプレート７と剛性的に結合
することも可能である（ドイツ連邦共和国特許出願公開
第3505492号明細書）。更にこのシール部材12は、例え
ばこれをエラストマーから製作することによって、充分
に弾性的なものにされている。上記の前提条件によるこ
の実施例においては、貫通開口部13及びシールカラー14
がそれぞれ11.3mmの最大直径（内径寸法としての）と6.
8mmの最小直径（内径寸法としての）とを有している。
ベースプレート７に楕円形の穿孔部５が設けられ、その
最大直径（内径寸法としての）は13.2mm、その最小直径
（内径寸法としての）は8.7mmとされており、カラー８
の直径についてもこれと同じ設定値が適用される。更
に、ベースプレート７は第４図及び第５図に示されたシ
ール部材12を有しており、シール部材12には穿孔部５に
対して整合された貫通開口部13と、これに装着されたシ
ールカラー14とが設けられている。この場合、ベースプ
レート７の全幅及び全長に亙って延び、一体の、又は複
数部分からなるシールマット又はシールプレートに結合
することのできるシール部材12は、ルーズに、しかもシ
ールカラー14が、そこからベースプレート７のカラー８
内に突入して内部からこれに固定的に当接するように、
ベースプレート７の一方の側に配置されている（第４図
及び第５図）。尚、この措置とは二者択一的に、射出成
形もしくは加硫によりベースプレート７と剛性的に結合
することも可能である（ドイツ連邦共和国特許出願公開
第3505492号明細書）。更にこのシール部材12は、例え
ばこれをエラストマーから製作することによって、充分
に弾性的なものにされている。上記の前提条件によるこ
の実施例においては、貫通開口部13及びシールカラー14
がそれぞれ11.3mmの最大直径（内径寸法としての）と6.
8mmの最小直径（内径寸法としての）とを有している。
【００１６】 シールカラー14内にパイプ３を導入するに先立って、
パイプ端部は加圧又は圧力成形により、その大きな直径
ａが11.1mmに縮小され、その小さな直径ｂが6.6mmに拡
大されて、チューリップ形に変形される。このプロセス
（予加圧）を実施するためには、第２図に示された加圧
工具15を用いると有利であって、加圧工具15は各２枚の
プレート状に形成された加圧−乃至成形ジョー15a、15b
からなり、これらのジョーは加圧工具15の軸線16と平行
に延びており、有利には直線的に、且つやはり軸線16と
平行に配置された、互いに向き合う縦方向縁部17a、17b
を有している。これらの縦方向縁部17a、17bには、それ
ぞれ半楕円形の横断面を有する切欠として形成された成
形ポケット18a、18bが隣接しており、第３図に示したよ
うに、縦方向縁部17a、17bが互いに当接すると、各成形
ポケット18a、18bによって、それぞれ１つの閉じた楕円
形の切欠19が形成されるが、その最大直径（内径寸法）
は軸線16に対して垂直に、また、その最小直径（内径寸
法）は軸線16と平行に測定される。軸線16と平行に測定
した成形ポケット18a、18bの内法間隔は、１つの列内に
位置するパイプ３の内法間隔に等しい。この実施例の場
合、切欠19の最大直径は11.1mm、最小直径は6.6mmであ
る。
パイプ端部は加圧又は圧力成形により、その大きな直径
ａが11.1mmに縮小され、その小さな直径ｂが6.6mmに拡
大されて、チューリップ形に変形される。このプロセス
（予加圧）を実施するためには、第２図に示された加圧
工具15を用いると有利であって、加圧工具15は各２枚の
プレート状に形成された加圧−乃至成形ジョー15a、15b
からなり、これらのジョーは加圧工具15の軸線16と平行
に延びており、有利には直線的に、且つやはり軸線16と
平行に配置された、互いに向き合う縦方向縁部17a、17b
を有している。これらの縦方向縁部17a、17bには、それ
ぞれ半楕円形の横断面を有する切欠として形成された成
形ポケット18a、18bが隣接しており、第３図に示したよ
うに、縦方向縁部17a、17bが互いに当接すると、各成形
ポケット18a、18bによって、それぞれ１つの閉じた楕円
形の切欠19が形成されるが、その最大直径（内径寸法）
は軸線16に対して垂直に、また、その最小直径（内径寸
法）は軸線16と平行に測定される。軸線16と平行に測定
した成形ポケット18a、18bの内法間隔は、１つの列内に
位置するパイプ３の内法間隔に等しい。この実施例の場
合、切欠19の最大直径は11.1mm、最小直径は6.6mmであ
る。
【００１７】 プレート状に形成された加圧−乃至成形ジョー15a、1
5bの厚さ寸法は、有利には、シールカラー14をその軸線
方向で測定した長さに、パイプ３並びにベースプレート
７の長さ及び角度の公差を補償するために用いられるシ
ール部材12から突出したパイプ張出し長さと、予加圧さ
れたパイプ端部と熱交換システム内における横断面の変
動されていないパイプ区分との間の比較的スムーズな移
行範囲の長さｌ（第４図）とを加えた数値に等しくなる
ように設定されている。
5bの厚さ寸法は、有利には、シールカラー14をその軸線
方向で測定した長さに、パイプ３並びにベースプレート
７の長さ及び角度の公差を補償するために用いられるシ
ール部材12から突出したパイプ張出し長さと、予加圧さ
れたパイプ端部と熱交換システム内における横断面の変
動されていないパイプ区分との間の比較的スムーズな移
行範囲の長さｌ（第４図）とを加えた数値に等しくなる
ように設定されている。
【００１８】 第２図及び第３図から明らかなように、これらの加圧
−乃至成形ジョー15a、15bは、先ず熱交換システム11の
上方より、その上面から突出するパイプ端部の上に装着
され、次いで図示されていない機械的な手段もしくは空
気圧乃至油圧により、又は電気的な手段を用いることに
よって、その縦方向縁部17a、17bが互いに当接するまで
第２図の矢印で示された方向に加圧され、その後で再び
矢印とは逆の相互離反方向で引き離される。このプロセ
スによって、パイプ端部は第３図に示された如く、その
大きな直径が11.1mmに縮小され、小さな直径が6.6mmに
拡大されるように外部からの力により変形されるので、
切欠19の内部輪郭に相応したパイプ端部の外部輪郭が得
られる。斯くしてパイプ端部は、今や加圧処理前にはな
かった横断面としてのシールカラー14内に導入可能な横
断面形状を呈する。この場合、第３図には線20でもとの
状態におけるパイプ端部の横断面形状が暗示されてい
る。つまり、平面図では変形されたパイプ端部に隣接
し、もとの横断面を有する残りのパイプ区分が部分的に
見えるからである。
−乃至成形ジョー15a、15bは、先ず熱交換システム11の
上方より、その上面から突出するパイプ端部の上に装着
され、次いで図示されていない機械的な手段もしくは空
気圧乃至油圧により、又は電気的な手段を用いることに
よって、その縦方向縁部17a、17bが互いに当接するまで
第２図の矢印で示された方向に加圧され、その後で再び
矢印とは逆の相互離反方向で引き離される。このプロセ
スによって、パイプ端部は第３図に示された如く、その
大きな直径が11.1mmに縮小され、小さな直径が6.6mmに
拡大されるように外部からの力により変形されるので、
切欠19の内部輪郭に相応したパイプ端部の外部輪郭が得
られる。斯くしてパイプ端部は、今や加圧処理前にはな
かった横断面としてのシールカラー14内に導入可能な横
断面形状を呈する。この場合、第３図には線20でもとの
状態におけるパイプ端部の横断面形状が暗示されてい
る。つまり、平面図では変形されたパイプ端部に隣接
し、もとの横断面を有する残りのパイプ区分が部分的に
見えるからである。
【００１９】 第３図にその概略が示されているように、複数列のパ
イプ３を当該熱交換システムに設けておく場合には、各
パイプ列が上記に述べたように処理されるが、その際に
個々のパイプ列を順次周期的に同一の加圧工具15によっ
て処理すると有利である。
イプ３を当該熱交換システムに設けておく場合には、各
パイプ列が上記に述べたように処理されるが、その際に
個々のパイプ列を順次周期的に同一の加圧工具15によっ
て処理すると有利である。
【００２０】 次に、シール部材12を有するベースプレート７が、第
４図に示された形式により熱交換システム11上に装着さ
れるが、この図ではシールカラー14内へのパイプ端部の
導入を可能ならしめている空隙が、それぞれ実際の寸法
より大きな、誇張したものとして描かれており、本来の
空隙寸法は、例えば僅か約10分の1mm〜10分の2mm程度で
あるにすぎない。更にこの場合、ベースプレート７に
は、それぞれ予定されるパイプ列数に応じて単数又は複
数の穿孔部５の列が設けられることは言うまでもない。
最終的にベースプレート７を熱交換システム11に固定す
る際には、それ自体公知の形式でコアロッド21を挿入す
ることにより、パイプ端部が拡開される。この拡開操作
を行うためには、支持部材22を介して共通の駆動装置に
固定された、有利にはパイプ端部の数に等しい数のコア
ロッド21が用いられる。第５図によれば、コアロッド21
は楕円形の外部横断面を有しており、この横断面は傾斜
面23を経てパイプ端部内に導入可能な先端部24に移行し
ている。この実施例においては、コアロッド21の外部横
断面が、例えば次のように、即ち、コアロッド21の１回
の挿入によってパイプ端部の外周面における大きな直径
寸法が12mmに、また、その小さな直径寸法が7.9mmに、
それぞれ加工されるように設計されている。従って、シ
ールカラー14における弾性的な壁部分は、その大きな直
径の方向で、それぞれ0.35mmだけ、また、その小さな直
径の方向で、それぞれ0.55mmだけ拡開される。つまり換
言するならば、パイプ端部はその小さな直径の方向で著
しく圧縮される。
４図に示された形式により熱交換システム11上に装着さ
れるが、この図ではシールカラー14内へのパイプ端部の
導入を可能ならしめている空隙が、それぞれ実際の寸法
より大きな、誇張したものとして描かれており、本来の
空隙寸法は、例えば僅か約10分の1mm〜10分の2mm程度で
あるにすぎない。更にこの場合、ベースプレート７に
は、それぞれ予定されるパイプ列数に応じて単数又は複
数の穿孔部５の列が設けられることは言うまでもない。
最終的にベースプレート７を熱交換システム11に固定す
る際には、それ自体公知の形式でコアロッド21を挿入す
ることにより、パイプ端部が拡開される。この拡開操作
を行うためには、支持部材22を介して共通の駆動装置に
固定された、有利にはパイプ端部の数に等しい数のコア
ロッド21が用いられる。第５図によれば、コアロッド21
は楕円形の外部横断面を有しており、この横断面は傾斜
面23を経てパイプ端部内に導入可能な先端部24に移行し
ている。この実施例においては、コアロッド21の外部横
断面が、例えば次のように、即ち、コアロッド21の１回
の挿入によってパイプ端部の外周面における大きな直径
寸法が12mmに、また、その小さな直径寸法が7.9mmに、
それぞれ加工されるように設計されている。従って、シ
ールカラー14における弾性的な壁部分は、その大きな直
径の方向で、それぞれ0.35mmだけ、また、その小さな直
径の方向で、それぞれ0.55mmだけ拡開される。つまり換
言するならば、パイプ端部はその小さな直径の方向で著
しく圧縮される。
【００２１】 ここで述べた設計寸法を有するパイプを使用する場合
には、拡開処理（チューリップ状シール部材形成）に際
して、パイプ端部コアロッド21により裂開乃至亀裂形成
されるおそれがあるので、パイプ端部の拡開処理は、そ
れぞれ２段階に分けて行われる各２つの工程によって実
施するのが望ましい。
には、拡開処理（チューリップ状シール部材形成）に際
して、パイプ端部コアロッド21により裂開乃至亀裂形成
されるおそれがあるので、パイプ端部の拡開処理は、そ
れぞれ２段階に分けて行われる各２つの工程によって実
施するのが望ましい。
【００２２】 最初の拡開工程では、第７図に示されたコアロッド21
が用いられ、その大きな直径ｍ及び小さな直径ｎは、パ
イプ端部における最終的な全内径寸法に相当する値よ
り、例えばそれぞれ0.6mmだけ小さく設定されている。
次の第２の拡開工程でも、やはり第７図に示されたコア
ロッド21が用いられ、この場合の各直径ｍ及びｎは、そ
れぞれパイプ端部の最終的な寸法と等しくされる。この
２工程処理が１工程処理より優れている点は、パイプ端
部の取り扱いが、より慎重に、且つ丁寧に行われるの
で、パイプ端部に裂損又は亀裂の生ずる危険性が著しく
軽減されるところにある。
が用いられ、その大きな直径ｍ及び小さな直径ｎは、パ
イプ端部における最終的な全内径寸法に相当する値よ
り、例えばそれぞれ0.6mmだけ小さく設定されている。
次の第２の拡開工程でも、やはり第７図に示されたコア
ロッド21が用いられ、この場合の各直径ｍ及びｎは、そ
れぞれパイプ端部の最終的な寸法と等しくされる。この
２工程処理が１工程処理より優れている点は、パイプ端
部の取り扱いが、より慎重に、且つ丁寧に行われるの
で、パイプ端部に裂損又は亀裂の生ずる危険性が著しく
軽減されるところにある。
【００２３】 更に、これらの各工程をそれぞれ２つの段階に分け、
先ず初めに、パイプ端部をコアロッド21の挿入方向で漸
次大きな直径に亙って拡開し、次にこれによって得られ
た値は維持したままで、漸次小さな直径に亙って、つま
り小さな側面に対し横方向で拡開するならば、特に効果
的である。この２段階に分けた拡開方式が、全ての方向
で一様に、しかも同時に拡開する方式と比較して、殊に
有利である点は、例えば特に亀裂の生じ易い小さな直径
のパイプ区分を整形する場合に、隣接する大きな直径の
パイプ区分から、まだ材料を前者の区分内に流入させる
ことができるところにある。何となれば、後者の区分は
この時点ではまだコアロッド21の側面に当接しておら
ず、従って、まだ付着摩擦によってその側面に保持され
ていない状態に置かれているからである。
先ず初めに、パイプ端部をコアロッド21の挿入方向で漸
次大きな直径に亙って拡開し、次にこれによって得られ
た値は維持したままで、漸次小さな直径に亙って、つま
り小さな側面に対し横方向で拡開するならば、特に効果
的である。この２段階に分けた拡開方式が、全ての方向
で一様に、しかも同時に拡開する方式と比較して、殊に
有利である点は、例えば特に亀裂の生じ易い小さな直径
のパイプ区分を整形する場合に、隣接する大きな直径の
パイプ区分から、まだ材料を前者の区分内に流入させる
ことができるところにある。何となれば、後者の区分は
この時点ではまだコアロッド21の側面に当接しておら
ず、従って、まだ付着摩擦によってその側面に保持され
ていない状態に置かれているからである。
【００２４】 更に、第７図から明らかなように、コアロッド21の先
端部24はエッジ状に、しかもパイプが拡開されたパイプ
端部から、端部間に位置する中央パイプ区分に至る移行
範囲で圧縮により陥没し、ひいてはこの範囲でパイプ横
断面が小さくなるが如き事態が生じないように構成され
ている。このようなパイプ３の陥没は、コアロッド21の
挿入中に生ずるパイプ３の縦方向でのスラスト力によっ
て惹起される。従って、コアロッドの先端部24は、特に
その小さな直径が熱交換システム11内に位置する中央パ
イプ区分の小さな内径寸法より幾分小さくなるように、
また、その大きな直径が加圧後におけるパイプ端部の大
きな内径寸法より幾分小さくなるように成形されてい
る。このような措置がとられていることにより、パイプ
３の長い側壁はこれが実際に内方に挫屈して初めて先端
部24に当接し、これに支承されることが保証される。
端部24はエッジ状に、しかもパイプが拡開されたパイプ
端部から、端部間に位置する中央パイプ区分に至る移行
範囲で圧縮により陥没し、ひいてはこの範囲でパイプ横
断面が小さくなるが如き事態が生じないように構成され
ている。このようなパイプ３の陥没は、コアロッド21の
挿入中に生ずるパイプ３の縦方向でのスラスト力によっ
て惹起される。従って、コアロッドの先端部24は、特に
その小さな直径が熱交換システム11内に位置する中央パ
イプ区分の小さな内径寸法より幾分小さくなるように、
また、その大きな直径が加圧後におけるパイプ端部の大
きな内径寸法より幾分小さくなるように成形されてい
る。このような措置がとられていることにより、パイプ
３の長い側壁はこれが実際に内方に挫屈して初めて先端
部24に当接し、これに支承されることが保証される。
【００２５】 第７図から明らかなように、先端部24には挿入方向で
見て先行するコアロッド区分25が続いており、この区分
が前述した第１の拡開段階を担当して、大きな直径方向
での所定の値をセットし、その大きな直径は先端部から
直径ｍに向かって次第に増大し、次いでコアロッド21の
他端部までほぼコンスタントに保たれる。このコアロッ
ド区分25には、更に挿入方向で見て後続のコアロッド区
分26が接続されている。後続のコアロッド区分26は前述
した第２の拡開段階を担当して、小さな直径方向での所
定の値をセットする。従って、その小さな直径は先端部
24から次第に直径ｎに向かって増大する値を有し、次い
でこの値はコアロッド21の他端部に達するまでコンスタ
ントに保たれる。更に、第７図に寸法ｋで示されている
のは、パイプ端部の拡開に際し、全ての大きな直径ｍが
コアロッド21の挿入方向で見て小さな直径ｎが得られる
より早く得られる、その差を表わすものである。この場
合、２つのコアロッド区分25、26は、大きな直径と平行
な拡開が開始されるように、互いに前後に位置させるこ
とができる。然し、小さな直径と平行な拡開が、大きな
直径と平行な拡開が完全に終わる前に既に開始されるよ
うに、両コアロッド区分25、26を互いにずらし、且つ部
分的に重畳させて配置することも考えられる。
見て先行するコアロッド区分25が続いており、この区分
が前述した第１の拡開段階を担当して、大きな直径方向
での所定の値をセットし、その大きな直径は先端部から
直径ｍに向かって次第に増大し、次いでコアロッド21の
他端部までほぼコンスタントに保たれる。このコアロッ
ド区分25には、更に挿入方向で見て後続のコアロッド区
分26が接続されている。後続のコアロッド区分26は前述
した第２の拡開段階を担当して、小さな直径方向での所
定の値をセットする。従って、その小さな直径は先端部
24から次第に直径ｎに向かって増大する値を有し、次い
でこの値はコアロッド21の他端部に達するまでコンスタ
ントに保たれる。更に、第７図に寸法ｋで示されている
のは、パイプ端部の拡開に際し、全ての大きな直径ｍが
コアロッド21の挿入方向で見て小さな直径ｎが得られる
より早く得られる、その差を表わすものである。この場
合、２つのコアロッド区分25、26は、大きな直径と平行
な拡開が開始されるように、互いに前後に位置させるこ
とができる。然し、小さな直径と平行な拡開が、大きな
直径と平行な拡開が完全に終わる前に既に開始されるよ
うに、両コアロッド区分25、26を互いにずらし、且つ部
分的に重畳させて配置することも考えられる。
【００２６】 斯くして、今やパイプ３とベースプレート７とは、第
６図に示されたように互いに剛性的に、且つ堅牢に結合
された状態にある。このように、補完処理された熱交換
システム11は、次に通常形式により所属する捕集タンク
９のカバーと結合され、その周縁部は、例えばシール部
材を有する周方向溝27内に係合され、次いでクランプ継
手を折り曲げることにより、ベースプレート７に固定さ
れる。ベースプレート７とカバーとが特にプラスチック
から構成された場合には、例えばパルセーション熔接、
接着等による接合が可能である。
６図に示されたように互いに剛性的に、且つ堅牢に結合
された状態にある。このように、補完処理された熱交換
システム11は、次に通常形式により所属する捕集タンク
９のカバーと結合され、その周縁部は、例えばシール部
材を有する周方向溝27内に係合され、次いでクランプ継
手を折り曲げることにより、ベースプレート７に固定さ
れる。ベースプレート７とカバーとが特にプラスチック
から構成された場合には、例えばパルセーション熔接、
接着等による接合が可能である。
【００２７】 本発明によるこの実施例では、パイプ３における当初
の直径比としての12.4:3.6＝3.44の値が、先ず加圧ジョ
ー15a、15bにより11.1:6.6＝1.68の値に縮小され、次い
でコアロッド21を用いた拡開により、更に12:7.9＝1.52
の値に縮小される。外部から行うこの加圧処理が特に有
利である点は、確かにパイプ３の変形は生ずるものの、
その周面は殆ど変化しないままの状態を保たれるところ
にある。従って、変形プロセスはパイプ壁の伸延及びそ
の際に必要とされる関連材料層の冷間強化なしに行うこ
とができるので、拡開の終了時点でパイプ壁又はカラー
が裂損するおそれはない。この場合、拡開処理はシール
カラー14が同時に全半径方向で、即ち仮想中心軸線に対
しほぼ半径方向にではあるが有利な方向、例えば、個々
のケースで用いられるシールカラーの予張に有効である
ならば、最小直径の方向に予張される。更に、本発明に
よって得られる別の著しい利点として、直径寸法が拡開
後のパイプ端部における直径より大きく設定されたパイ
プを使用できることが挙げられる。そのためコンパクト
で幅の狭い熱交換器の製作が可能になり、その熱交換シ
ステム内（第６図の寸法ｃ）における大きな直径方向で
のパイプ３の壁の最小間隔は、ベースプレート７のカラ
ー内への挿入後におけるシールカラーの内面の対応間隔
より小さくなる。従って、本発明による固定方法は、特
に熱交換システムを、製作技術上の理由からプラスチッ
ク製のベースプレートの場合とは異なって、その間隔が
制限されている金属製のベースプレートに結合するのに
好適である。更に、本発明による大きな利点として、段
のない拡開部が得られるため、パイプ端部にオーバーロ
ードが負荷されないことも挙げられる。
の直径比としての12.4:3.6＝3.44の値が、先ず加圧ジョ
ー15a、15bにより11.1:6.6＝1.68の値に縮小され、次い
でコアロッド21を用いた拡開により、更に12:7.9＝1.52
の値に縮小される。外部から行うこの加圧処理が特に有
利である点は、確かにパイプ３の変形は生ずるものの、
その周面は殆ど変化しないままの状態を保たれるところ
にある。従って、変形プロセスはパイプ壁の伸延及びそ
の際に必要とされる関連材料層の冷間強化なしに行うこ
とができるので、拡開の終了時点でパイプ壁又はカラー
が裂損するおそれはない。この場合、拡開処理はシール
カラー14が同時に全半径方向で、即ち仮想中心軸線に対
しほぼ半径方向にではあるが有利な方向、例えば、個々
のケースで用いられるシールカラーの予張に有効である
ならば、最小直径の方向に予張される。更に、本発明に
よって得られる別の著しい利点として、直径寸法が拡開
後のパイプ端部における直径より大きく設定されたパイ
プを使用できることが挙げられる。そのためコンパクト
で幅の狭い熱交換器の製作が可能になり、その熱交換シ
ステム内（第６図の寸法ｃ）における大きな直径方向で
のパイプ３の壁の最小間隔は、ベースプレート７のカラ
ー内への挿入後におけるシールカラーの内面の対応間隔
より小さくなる。従って、本発明による固定方法は、特
に熱交換システムを、製作技術上の理由からプラスチッ
ク製のベースプレートの場合とは異なって、その間隔が
制限されている金属製のベースプレートに結合するのに
好適である。更に、本発明による大きな利点として、段
のない拡開部が得られるため、パイプ端部にオーバーロ
ードが負荷されないことも挙げられる。
【００２８】 本発明は上述の実施例にのみ限定されるものではな
く、他の種々異なる態様で実施可能である。例えば本発
明による熱交換器の直径比は、実施例で規定した数値に
制約されることなしに大幅に変えることができる。熱交
換システムのパイプ３において、有利には2.5:1〜5:1と
される直径比を5:1〜8:1にし、最終的に取り付けられた
熱交換器のパイプ端部における直径比を1.2:1〜3:1にし
た場合にも特に良い結果が得られることが実証されてい
る。尚、この場合には、変形によりパイプ端部の横断面
がシールカラーの横断面の値にほぼ等しい値に整合され
ることに基づき、その変形を他の形式により、例えば内
側から行うことも可能である。但しその場合、内側から
の変形処理に際しては、その周面がほぼ一様な値を保た
れた状態での変形のみが許容されるものとする。更に本
発明においては、変形されたパイプ端部の横断面が必ず
しも正確に楕円形状を呈していなくてもよい。何故なら
ば、その他の横断面形状、特に菱形などの横断面形状で
もほぼ比肩しうる結果が得られるからである。更にま
た、変形プロセスに際しては、変形時に内側からの対応
受けとしてパイプ壁に当て付けられる１つのコアロッド
（芯棒）をパイプ端部内に差し込むことも可能である。
更に本発明は、前記のカラー８を有するベースプレート
を用いることに限定されるものではなく、特にプラスチ
ック製のベースプレートが用いられる場合には、このカ
ラー８は完全に省略してもよい。この場合、ベースプレ
ートの壁厚さを適宜な寸法に設定しておきさえするなら
ば、ベースプレートにおける穿孔部の内面は、シール部
材12と穿孔部内に挿入されたシールカラー14とを介して
パイプ３を確実に保持するのに充分なものとなり、しか
も必要とされるならば、穿孔部における内面の段付け形
成も可能である。プラスチック製のベースプレートを用
いることにより得られる別の利点は、製作技術上の理由
から（カラーの引き抜きを行わない射出成形によるベー
スプレートの製作）各パイプ列の距離を、ひいては熱交
換システムの深さ寸法を、金属製のベースプレートを用
いた場合より更に小さく設定することができるところに
ある。
く、他の種々異なる態様で実施可能である。例えば本発
明による熱交換器の直径比は、実施例で規定した数値に
制約されることなしに大幅に変えることができる。熱交
換システムのパイプ３において、有利には2.5:1〜5:1と
される直径比を5:1〜8:1にし、最終的に取り付けられた
熱交換器のパイプ端部における直径比を1.2:1〜3:1にし
た場合にも特に良い結果が得られることが実証されてい
る。尚、この場合には、変形によりパイプ端部の横断面
がシールカラーの横断面の値にほぼ等しい値に整合され
ることに基づき、その変形を他の形式により、例えば内
側から行うことも可能である。但しその場合、内側から
の変形処理に際しては、その周面がほぼ一様な値を保た
れた状態での変形のみが許容されるものとする。更に本
発明においては、変形されたパイプ端部の横断面が必ず
しも正確に楕円形状を呈していなくてもよい。何故なら
ば、その他の横断面形状、特に菱形などの横断面形状で
もほぼ比肩しうる結果が得られるからである。更にま
た、変形プロセスに際しては、変形時に内側からの対応
受けとしてパイプ壁に当て付けられる１つのコアロッド
（芯棒）をパイプ端部内に差し込むことも可能である。
更に本発明は、前記のカラー８を有するベースプレート
を用いることに限定されるものではなく、特にプラスチ
ック製のベースプレートが用いられる場合には、このカ
ラー８は完全に省略してもよい。この場合、ベースプレ
ートの壁厚さを適宜な寸法に設定しておきさえするなら
ば、ベースプレートにおける穿孔部の内面は、シール部
材12と穿孔部内に挿入されたシールカラー14とを介して
パイプ３を確実に保持するのに充分なものとなり、しか
も必要とされるならば、穿孔部における内面の段付け形
成も可能である。プラスチック製のベースプレートを用
いることにより得られる別の利点は、製作技術上の理由
から（カラーの引き抜きを行わない射出成形によるベー
スプレートの製作）各パイプ列の距離を、ひいては熱交
換システムの深さ寸法を、金属製のベースプレートを用
いた場合より更に小さく設定することができるところに
ある。
【００２９】 更に本発明は、厳密に数学的な意味での楕円形のパイ
プ横断面に限定されるものでもない。むしろ本発明の目
的からすると、この「楕円形の」という概念は、一般に
楕円形、卵形又はそれに準ずる形状、もしくは互いに平
行な２つの側面を有し、その各端部が楕円形、半円形又
はそれに類する形状に彎曲された側面によって互いに結
合されているような「平らに押し潰された楕円形」の意
味であるといってよい。この種の横断面形状を呈するパ
イプの場合には、加工された各端部間に位置するパイプ
区分が2.5:1〜8:1の直径比（大きな直径と小さな直径と
の比）を有することになる。
プ横断面に限定されるものでもない。むしろ本発明の目
的からすると、この「楕円形の」という概念は、一般に
楕円形、卵形又はそれに準ずる形状、もしくは互いに平
行な２つの側面を有し、その各端部が楕円形、半円形又
はそれに類する形状に彎曲された側面によって互いに結
合されているような「平らに押し潰された楕円形」の意
味であるといってよい。この種の横断面形状を呈するパ
イプの場合には、加工された各端部間に位置するパイプ
区分が2.5:1〜8:1の直径比（大きな直径と小さな直径と
の比）を有することになる。
【図１】 一連の楕円形パイプを有する熱交換器の部分的な斜視
図。
図。
【図２】 図１による熱交換器のパイプ端部上に開いた状態で装着
された加圧ジョーを有する熱交換システムの平面図。
された加圧ジョーを有する熱交換システムの平面図。
【図３】 ２列型の熱交換システムにおいて加圧ジョーが閉じられ
た状態にある図２に相当する平面図。
た状態にある図２に相当する平面図。
【図４】 図２のVI−VI線に沿った断面図であって、加圧ジョーを
取り除き、パイプ端部をベースプレート内に導入した後
の状態を第２図の場合より若干縮尺して示した図。
取り除き、パイプ端部をベースプレート内に導入した後
の状態を第２図の場合より若干縮尺して示した図。
【図５】 ベースプレート内でパイプ端部を緊締するためのコアロ
ッドを導入した後の状態を示す図４に相当する断面図。
ッドを導入した後の状態を示す図４に相当する断面図。
【図６】 緊締後における熱交換システムを部分的に破断して示し
た図２に相当する図。
た図２に相当する図。
【図７】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はコアロッドの図で、（ａ）は
正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図。
正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図。
１……ガイドプレート ３……パイプ ４……楕円形の横断面 ５……穿孔部 ６、７……ベースプレート ８……カラー ９……捕集タンク 10……接続管片 11……熱交換システム 12……シール部材 13……貫通開口部 14……シールカラー 15a、15b……加圧−乃至成形ジョー 16……軸線 17a、17b……縦方向縁部 18a、18b……成形ポケット 19……楕円切欠 20……パイプ端部の横断面形状を示す線 21……コアロッド 22……支持部材 23……傾斜面 24……先端部 25……先行する第１のコアロッド区分 26……後続の第２のコアロッド区分 27……周方向溝 30……カラー 31……ルーバー ａ……最大外径 ｂ……最小外径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−26647（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−204187（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F28F 1/32
Claims (10)
- 【請求項１】それぞれ多数の楕円形開口部を有する複数
枚のガイドプレート（１）であって、各ガイドプレート
（１）における前記多数の楕円形開口部が同軸的な位置
を占めるようにして積層されている複数枚のガイドプレ
ート（１）と、 当該同軸的な位置を占めている複数枚のガイドプレート
（１）の楕円形開口部を垂直方向に貫通するパイプ
（３）であって、両端部において円形形状とは異なる横
断面を有し、両端部の間において楕円形横断面を有する
パイプ（３）と、 前記積層されている複数枚のガイドプレート（１）の上
側と下側とからそれぞれ装着されるベースプレート
（６、７）であって、前記パイプ（３）の円形形状とは
異なる横断面を有する端部によって貫通され、前記パイ
プ（３）の端部を拡開することによって前記パイプ
（３）の端部がそのカラー（８）に固定される複数の穿
孔部（５）を有すると共に、当該複数の穿孔部（５）に
対して整合された複数の貫通開口部（13）を有し、当該
複数の貫通開口部（13）から前記複数の穿孔部（５）の
カラー（８）内に突入して穿孔部（５）の内側からカラ
ー（８）に固定的に当接するシールカラー（14）を備え
ているシール部材（12）を有するベースプレート（６、
７）とによって構成される熱交換器であって、 パイプ（３）の前記両端部以外の部分における最大外径
と最小外径との比が、パイプ（３）の前記両端部におけ
る最大外径と最小外径との比より大きい熱交換器におい
て、 パイプ（３）の前記両端部以外の部分における最大外径
と最小外径との比は、2.5:1乃至8:1であり、パイプ
（３）の端部は外側からの加圧とこれに引き続く内部か
らの拡開によって変形され、ベースプレート（６、７）
の複数の穿孔部（５）に固定されている位置において、
最大外径と最小外径との比が、1.2:1乃至3:1になるよう
に構成されていることを特徴とする熱交換器。 - 【請求項２】パイプ（３）の前記両端部以外の部分にお
ける最大の外径は、ベースプレート（６、７）の複数の
穿孔部（５）に固定されている位置におけるパイプ
（３）の端部の最大の外径よりも大きいことを特徴とす
る請求項１記載の熱交換器。 - 【請求項３】それぞれ多数の楕円形開口部を有する複数
枚のガイドプレート（１）であって、各ガイドプレート
（１）における前記多数の楕円形開口部が同軸的な位置
を占めるようにして積層されている複数枚のガイドプレ
ート（１）と、 当該同軸的な位置を占めている複数枚のガイドプレート
（１）の楕円形開口部を垂直方向に貫通するパイプ
（３）であって、両端部において円形形状とは異なる横
断面を有し、両端部の間において楕円形横断面を有する
パイプ（３）と、 前記積層されている複数枚のガイドプレート（１）の上
側と下側とからそれぞれ装着されるベースプレート
（６、７）であって、前記パイプ（３）の円形形状とは
異なる横断面を有する端部によって貫通され、前記パイ
プ（３）の端部を拡開することによって前記パイプ
（３）の端部がそのカラー（８）に固定される複数の穿
孔部（５）を有すると共に、当該複数の穿孔部（５）に
対して整合された複数の貫通開口部（13）を有し、当該
複数の貫通開口部（13）から前記複数の穿孔部（５）の
カラー（８）内に突入して穿孔部（５）の内側からカラ
ー（８）に固定的に当接するシールカラー（14）を備え
ているシール部材（12）を有するベースプレート（６、
７）とによって構成される熱交換器であって、 パイプ（３）の前記両端部以外の部分における最大外径
と最小外径との比が、パイプ（３）の前記両端部におけ
る最大外径と最小外径との比より大きい熱交換器を製造
する方法において、 最大外径と最小外径との比が2.5:1乃至8:1の範囲にある
パイプ（３）を使用し、当該パイプ（３）の端部を外側
からの加圧によって変形させた後に、前記シールカラー
（14）内に挿入し、その後、当該パイプ（３）の端部を
内部から拡開して変形させ、当該パイプ（３）の端部
が、ベースプレート（６、７）の複数の穿孔部（５）に
固定されている位置において、最大外径と最小外径との
比が、1.2:1乃至3:1になるようにされることを特徴とす
る熱交換器の製造方法。 - 【請求項４】貫通開口部（13）の横断面は楕円形であっ
て、前記外側から加圧されることによって円形形状とは
異なる横断面に変形された時点のパイプ（３）の端部の
横断面よりごく僅かだけ大きいことを特徴とする請求項
３記載の熱交換器の製造方法。 - 【請求項５】内側からパイプ（３）の端部を、最終的に
パイプ（３）の端部が最大外径と最小外径との間で1.2:
1乃至3:1の比率を有するように拡開する際に、パイプ
（３）の端部における最大の外径は、パイプ（３）の前
記両端部以外の部分における最大の外径より小さいまま
であることを特徴とする請求項３又は４記載の熱交換器
の製造方法。 - 【請求項６】内側からパイプ（３）の端部を、最終的に
パイプ（３）の端部が最大外径と最小外径との間で1.2:
1乃至3:1の比率を有するように拡開する工程は、二段階
で行われることを特徴とする請求項３乃至５のいずれか
１項記載の熱交換器の製造方法。 - 【請求項７】内側からパイプ（３）の端部を、最終的に
パイプ（３）の端部が最大外径と最小外径との間で1.2:
1乃至3:1の比率を有するように拡開する二段階の工程を
構成する各工程は、それぞれ二段階に分けて行われ、当
該二段階の各段階においてパイプ（３）の端部における
最終的な最小の外径が得られる前に、パイプ（３）の端
部における最終的な最大の外径が得られることを特徴と
する請求項６記載の熱交換器の製造方法。 - 【請求項８】内側からパイプ（３）の端部を、最終的に
パイプ（３）の端部が最大外径と最小外径との間で1.2:
1乃至3:1の比率を有するように拡開するために、パイプ
（３）にコアロッド（21）が挿入される構成になってお
り、当該コアロッド（21）は、パイプ（３）への挿入方
向で見て、予め選定されている大きな直径にパイプ
（３）の端部を変形させるために使用される先行するコ
アロッド区分（25）と、続いて挿入方向で見て、当該コ
アロッド区分（25）に接続されていて予め選定されてい
る小さな直径にパイプ（３）の端部を変形させるために
使用されるコアロッド区分（26）とを含むことを特徴と
する請求項３乃至７のいずれか１項記載の熱交換器の製
造方法。 - 【請求項９】パイプ（３）の端部と端部との間に位置す
る中央パイプ区分に至る移行範囲でのパイプ（３）の内
側への陥没を、パイプ（３）への挿入方向で見てコアロ
ッド（21）のコアロッド区分（25）より先にパイプ
（３）に挿入される先端部（24）によって阻止すること
を特徴とする請求項８記載の熱交換器の製造方法。 - 【請求項１０】外側から加圧されることによってパイプ
（３）の端部が円形形状とは異なる横断面に変形される
際に、その周面は殆ど変化しないままの状態を保たれる
ことを特徴とする請求項３乃至９のいずれか１項記載の
熱交換器の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3908266.0 | 1989-03-14 | ||
| DE3908266A DE3908266A1 (de) | 1989-03-14 | 1989-03-14 | Waermeaustauscher und verfahren zur fluessigkeitsdichten befestigung einer bodenplatte an einem waermetauschernetz |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02279991A JPH02279991A (ja) | 1990-11-15 |
| JP3198385B2 true JP3198385B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=6376307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06248590A Expired - Fee Related JP3198385B2 (ja) | 1989-03-14 | 1990-03-13 | 熱交換器、並びに熱交換システムにベースプレートを液密に固定するための方法 |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5101561A (ja) |
| EP (1) | EP0387678B1 (ja) |
| JP (1) | JP3198385B2 (ja) |
| KR (1) | KR0144564B1 (ja) |
| AT (1) | ATE97734T1 (ja) |
| CA (1) | CA2012043C (ja) |
| DE (2) | DE3908266A1 (ja) |
| DK (1) | DK0387678T3 (ja) |
| ES (1) | ES2048877T3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2676534B1 (fr) * | 1991-05-14 | 1999-02-12 | Valeo Thermique Moteur Sa | Echangeur de chaleur a faisceau de tubes, en particulier pour vehicule automobile, et procede pour sa fabrication. |
| HU9200588D0 (en) * | 1992-02-24 | 1992-05-28 | Energiagazdalkodasi Intezet | Pipe joint consisting of pipe wall and pipe as well as method for producing said joint |
| DE4212717A1 (de) * | 1992-04-16 | 1993-10-21 | Laengerer & Reich Gmbh & Co | Wärmeaustauscher |
| FR2690515A1 (fr) * | 1992-04-24 | 1993-10-29 | Valeo Thermique Moteur Sa | Echangeur de chaleur à tubes de section oblongue, en particulier pour véhicules automobiles. |
| DE4305945A1 (de) * | 1993-02-26 | 1994-09-01 | Behr Gmbh & Co | Wärmetauscher, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
| DE4311892A1 (de) * | 1993-04-10 | 1994-10-13 | Behr Gmbh & Co | Wärmetauscher, insbesondere für Kraftfahrzeuge |
| US5341566A (en) * | 1993-05-10 | 1994-08-30 | Eaton Corporation | Conduit attachment |
| DE4316020C1 (de) * | 1993-05-13 | 1994-04-28 | Laengerer & Reich Gmbh & Co | Flachrohr für Wärmeaustauscher |
| DE4445590C2 (de) * | 1994-12-20 | 2001-02-01 | Behr Gmbh & Co | Verfahren zum Aufweiten der Rohrenden von Rohren eines Wärmetauschers, Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens sowie nach dem Verfahren und mit dem Werkzeug hergestellter Wärmetauscher |
| US5604982A (en) * | 1995-06-05 | 1997-02-25 | General Motors Corporation | Method for mechanically expanding elliptical tubes |
| FR2740869B1 (fr) | 1995-11-02 | 1997-12-19 | Valeo Thermique Moteur Sa | Echangeur de chaleur a tubes de section ovale ou oblongue et son procede d'assemblage |
| US5655298A (en) * | 1996-05-23 | 1997-08-12 | Greene Manufacturing Co. | Method for joining a tube and a plate |
| EP1068033B1 (en) * | 1998-03-31 | 2002-06-12 | Industria Scambiatori Calore S.P.A. | Process for making a fluid-tight connection betweeen a tube and a plate-shaped part |
| DE19836015C2 (de) * | 1998-08-10 | 2002-06-13 | Behr Gmbh & Co | Verfahren zum Aufweiten von Rohrenden von Rohren eines Wärmetauschers |
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