DE19532860A1

DE19532860A1 - Verfahren und Werkzeug zur Herstellung eines einstückigen Sammelrohres

Info

Publication number: DE19532860A1
Application number: DE19532860A
Authority: DE
Inventors: Rainer Baumann; Martin Rilk
Original assignee: Behr GmbH and Co KG; Mahle Behr GmbH and Co KG
Current assignee: Mahle Behr GmbH and Co KG
Priority date: 1995-09-06
Filing date: 1995-09-06
Publication date: 1997-03-13
Also published as: EP0761336B1; ES2138279T3; US5737952A; DE59603615D1; EP0761336A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ei nes einstückigen Sammelrohres für einen Wärmetauscher der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung sowie ein Werkzeug der im Oberbegriff des Anspruchs 6 angegebe nen Gattung.

In der EP 0 198 581 B1 ist ein Wärmetauscher beschrieben, bei dem die Enden der parallel verlaufenden Wärme tauscherrohre in Sammelrohren aufgenommen sind. Hierzu sind in die Wandung der Sammelrohre schlitzförmige Öff nungen eingebracht, in die die Enden der Wärmetauscher rohre eingesteckt und mit dem Sammelrohr verlötet sind. Zwischen jeweils zwei der schlitzartigen Öffnungen ist die Wandung des Sammelrohres kuppelförmig gestaltet, da es erforderlich ist, das Material des Sammelrohres weit in das Sammelrohr hineinzuziehen. Nur auf diese Weise kann eine ausreichende Anlage des Sammelrohres an den Flachseiten der Enden der Wärmetauscherrohre erreicht werden. Diese Ausgestaltung ist jedoch nur dann möglich, wenn zwischen den jeweiligen Wärmetauscherrohren ein be stimmter Abstand vorhanden ist. Bei geringen Abständen zwischen benachbarten Wärmetauscherrohren ist eine solche Ausführung nicht möglich. Außerdem ist die Kontur der in das Sammelrohr ragenden Durchzüge, welche die schlitzar tigen Öffnungen ergeben, nicht exakt geformt, da das Ma terial des Sammelrohres beim Eindrücken der Stempel zur Erzeugung der schlitzartigen Öffnungen zunächst nach in nen verformt und dann aufgerissen wird, ohne eine genaue Kontur hervorzurufen.

Zur Herstellung eines Rohres mit mehreren in der Rohrwan dung angeordneten Öffnungen mit nach innen gerichteten Durchzügen ist es aus der US-PS 4,679,289 bekannt, eine Innenmatrize in das Rohr einzuführen, die eine Abstützung des Rohres beim Eindrücken der Stempel gewährleistet. Auf diese Weise lassen sich in der Rohrwandung Öffnungen her stellen, die exakt geformte Durchzüge aufweisen und wobei die zwischen benachbarten Öffnungen liegenden Abschnitte des Sammelrohres der ursprünglichen Rohrkontur entspre chen. Eine derartige Innenmatrize muß jedoch wegen des mehrstufigen Entformungsvorgangs zweiteilig ausgeführt werden, so daß das entsprechende Werkzeug aufwendig ist. Die in zeitlich aufeinander folgenden Stufen durchge führte Entformung der Innenmatrize wirkt sich auf die Taktzeiten zur Herstellung eines derartigen Sammelrohres aus.

In EP 0 484 789 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Durchbruchs in der Wandung eines als Hohlkörper ausgebil deten Werkstücks beschrieben, wobei das Werkstück in ein Werkzeug eingesetzt wird, welches im Bereich des vorgese henen Durchbruches mit einer Ausformung versehen ist. Da bei besitzt die Ausformung eine dem zu erzeugenden Durch bruch entsprechende Randkontur, so daß bei der Beauf schlagung des Werkstückes mit einem entsprechenden Innen druck in dem Hohlraum ein Einschneiden der Werkstückwan dung entlang der Kante der Ausformung erfolgt. Ein derar tiges Verfahren ist jedoch nicht geeignet, um eine Viel zahl von dicht beieinander angeordneten Öffnungen in ei ner Rohrwandung zu erzeugen, und schon gar nicht können die Öffnungen umgebende und zur Rohrmitte gerichtete Durchzüge erzeugt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines einstückigen Sammelrohres für einen Wärmetauscher der gattungsgemäßen Art zu schaffen, durch das auf einfache Weise exakt ge formte Öffnungen und Durchzüge unabhängig von der Quer schnittsform des Sammelrohres erzeugbar sind. Außerdem besteht die Aufgabe darin, ein Werkzeug der im Oberbe griff des Anspruchs 6 genannten Gattung zu schaffen, durch das auf einfache Weise unter Verringerung des Werk zeugverschleiß ein Sammelrohr mit präzise geformten Öff nungen und Durchzügen für einen Wärmetauscher herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Herstellungsverfahrens durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und bezüglich des Werkzeugs durch ein Werkzeug mit den Merk malen des Anspruchs 6 gelöst.

Die wesentlichen Vorteile der Erfindung sind darin zu se hen, daß auf einfache Weise und unabhängig von der Rohr form im Innern des Rohres eine Abstützung durch Druckbe aufschlagung erfolgt, so daß die Kontur des Sammelrohres unverändert bleibt. Die in der Rohrwandung erzeugten Öff nungen und die diese umgebenden Durchzüge haben eine äu ßerst exakte, dem Außenumfang der Wärmetauscherrohre ent sprechende Kontur, die zu einer Steigerung der Ferti gungsqualität bei der Wärmetauscherherstellung führt. Da ein Druckfluid zur inneren Abstützung beim Eindrücken der Stempel in das Sammelrohr benutzt wird, entstehen keine Riefen, wie dies bei den bekannten Anordnungen mit axial zu entformenden Innenmatrizen der Fall ist.

Da für das Eindrücken der Stempel das Sammelrohr in der Werkzeugform aufgenommen wird, ist es auf einfache Weise möglich, nach dem Schließen der Werkzeugform an dem Sam melrohr nahe dessen Stirnseite eine in Umfangsrichtung verlaufende ringförmige Ausprägung zu erzeugen. Mit einer solchen Ausprägung versehen, kann das Ende des Sammelroh res gleichzeitig als Schlauchanschluß für einen Kühlmit telschlauch oder dergleichen dienen. Sofern in dem Sam melrohr eine quer zur Längsrichtung verlaufende Trennwand angeordnet ist und wobei ein Abschnitt des Sammelrohres als Zulauf und der andere Abschnitt als Ablauf dient, können selbstverständlich beide Enden des Sammelrohres mit entsprechenden ringförmigen Ausprägungen versehen werden. Die Herstellung dieser ringförmigen Ausprägungen erfolgt vorzugsweise durch Kompression eines Kunststoff teils, wobei die radial nach außen wirkende Preßkraft des Kunststoffteils die Rohrwandung in eine entsprechende Ausnehmung in der Werkzeugform drückt.

Zur inneren Abstützung des Sammelrohres beim Eindrücken der Stempel ist ein ausreichender Innendruck erforder lich, wobei die Höhe des Innendruckes von mehreren Para metern abhängig ist. Dabei kann der Innendruck zwischen 2 M Pa (20 bar) und 50 M Pa (500 bar) betragen. Als beson ders geeignet wird die Beaufschlagung mit einem Innen druck zwischen 4 M Pa und 10 M Pa angesehen. Um bei der späteren Wärmetauscherherstellung das Einführen der Wär metauscherrohre in die Öffnungen im Sammelrohr zu er leichtern, ist es zweckmäßig, die Öffnungen mit einer Einführschräge zu versehen. Diese Einführschrägen werden in bevorzugter Weise während eines Resthubs beim Eindrüc ken der Stempel erzeugt, so daß kein zusätzlicher Ar beitsgang erforderlich ist.

Die Erfindung kann mit Sammelrohren unterschiedlichen Querschnitts realisiert werden, in der Praxis dürften je doch zylindrische Rohrformen die größte Bedeutung haben. Es ist daher zweckmäßig, den Aufnahmeraum in der Werk zeugform zylinderförmig zu gestalten. Damit der Ringwulst am Ende des Sammelrohres bei dem in der Werkzeugform ein gelegten Rohr erzeugt werden kann, ist an mindestens ei nem Ende des Aufnahmeraumes in geringem Abstand zur Stirnseite des Sammelrohres eine in Umfangsrichtung ver laufende ringförmige Vertiefung vorgesehen.

Um die Zahl der relativ zueinander zu bewegenden Teile zu begrenzen, ist die Werkzeugform zweiteilig ausgebildet, wobei ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil zwei gleiche, jedoch spiegelbildliche Ausformungen zur gemein samen Bildung des Aufnahmeraumes aufweisen. Die Stempel sind in Führungsöffnungen des Werkzeugoberteils gelagert, wobei diese Lagerung möglichst spielfrei ist und ledig lich ein für die Schmierung der bewegten Teile ausrei chender Schmierfilm ermöglicht werden muß. Auf der dem Werkzeugunterteil abgewandten Seite des Werkzeugoberteils ist das Betätigungselement für die Stempel angeordnet, welches vorzugsweise als Druckplatte ausgebildet ist, in der die Stempel in Richtung des Arbeitshubs kraftschlüs sig gehalten sind. Damit die Eindringtiefe der Stempel in das Sammelrohr begrenzt wird, ist es zweckmäßig, daß die Strecke des Arbeitshubes durch den maximalen Abstand zwi schen einer Anlagefläche des Betätigungselementes und ei ner Anschlagfläche des Werkzeugoberteils bestimmt ist.

Die Form der Öffnungen im Sammelrohr bestimmt sich nach der Querschnittsform der Wärmetauscherrohre, die mit dem Sammelrohr verbunden werden. Für Wärmetauscher mit Flach rohren sind daher in dem Werkzeug zur Herstellung des Sammelrohres Stempel vorzusehen, die eine längliche Quer schnittsform mit parallelen Seitenflächen und gerundeten Schmalseiten aufweisen. Für Wärmetauscherrohre mit rundem oder ovalem Querschnitt ist selbstverständlich die Form des Stempels entsprechend zu gestalten. Um den Kraftauf wand beim Einstoßen der Stempel in die Rohrwandung zu be grenzen, ist es vorteilhaft, das vordere Ende des Stem pels als Spitze mit zu den gerundeten Schmalseiten der Querschnittsform verlaufenden Schrägflächen auszubilden. Um einen möglichst exakten Schnitt in der Rohrwandung beim Eindrücken des Stempels zu erreichen, ist an den Seitenflächen des Stempels eine zur Spitze gerichtete An schrägung vorgesehen.

Zum druckdichten Verschließen ist es nicht erforderlich, die Werkzeugform abzudichten, sondern es genügt, daß dazu ein axial in das Ende des Sammelrohres einführbarer Stop fen vorgesehen ist. Ein solcher Stopfen kann beispiels weise eine konische Mantelfläche aufweisen und besteht vorzugsweise mindestens im Bereich der Mantelfläche aus einem Kunststoff oder Gummimaterial. Durch die konische Mantelfläche kommt es nicht auf den genauen Durchmesser an, da sich eine derartige Form stets selbst zentriert, bis die Mantelfläche des Stopfens sich über den gesamten Kreisumfang des Sammelrohrendes anlegt. Der Stopfen kann jedoch auch zylindrisch ausgebildet und mit einer ring förmigen Dichtung versehen sein. Als besonders zweckmäßig wird angesehen, daß der Stopfen ein elastisches Ringele ment umfaßt, das zwischen zwei stirnseitigen Spannelemen ten angeordnet und durch axiale Kraftbeaufschlagung ra dial aufweitbar ist. Auf diese Weise ist genügend Spiel vorhanden, um den Stopfen in das Ende des Sammelrohres einzuführen, wobei dieses radiale Spiel durch die axiale Kraftbeaufschlagung überwunden und ein hoher Druck zur Abdichtung des Innenraumes des Sammelrohres erzeugt wird. Auf diese Weise kann darüber hinaus auch eine partielle Verformung des Sammelrohres erfolgen, beispielsweise zur Erzeugung des ringförmigen Wulstes nahe dem stirnseitigen Ende.

Für die Zuführung des Druckfluids dient vorzugsweise eine an dem Stopfen befestigte Druckmittelleitung. Dabei kann das Ende der Druckmittelleitung durch den Stopfen bis an die dem Innenraum des Sammelrohres zugewandte Seite des Stopfens geführt sein. Sofern die Druckmittelleitung nicht vollständig durch den Stopfen geführt ist, ist die Druckmittelleitung durch eine Bohrung im Stopfen mit dem Innenraum des Sammelrohres verbunden.

Das erfindungsgemäße Verfahren und insbesondere das Werk zeug zur Herstellung eines Sammelrohres sind nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spielen erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Werkzeugform mit eingeleg tem Sammelrohr vor dem Eindrücken der Stempel,

Fig. 2 einen Ausschnitt der Werkzeugform mit in das Sam melrohr eingedrückten Stempeln,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Endbereich des Sammelroh res mit Abdichtung und Druckmittelanschluß,

Fig. 4 die Draufsicht auf ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Sammelrohr,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung eines Schnitts ent lang der Linie V - V in Fig. 4,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie VI - VI in Fig. 5,

Fig. 7 eine Ausführungsvariante zu Fig. 5,

Fig. 8 die Darstellung des vorderen Endes eines Stem pels,

Fig. 9 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IX in Fig. 8,

Fig. 10 eine Ausführungsvariante zu Fig. 2,

Fig. 11 eine stirnseitige Ansicht der Werkzeugform ohne eingelegtes Sammelrohr.

Die Fig. 1 zeigt eine Werkzeugform 1, welche ein Werk zeugoberteil 2 und ein Werkzeugunterteil 3 mit jeweils darin angeordneten Ausformungen 4, 4′ umfaßt, wobei diese Ausformungen 4, 4′ gemeinsam einen Aufnahmeraum 15 für ein Sammelrohr 5 bilden. Die Teilungsebene der Werkzeug form 1 verläuft in Höhe der Mittellinie M des Sammelroh res bzw. des durch die Ausformungen 4, 4′ gebildeten Auf nahmeraumes 15. Eine stirnseitige Ansicht auf die Werk zeugform 1 ohne eingelegtes Sammelrohr zeigt Fig. 11. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß die Ausformung 4 im Werkzeugoberteil 2 und die Ausformung 4′ im Werkzeug unterteil 3 identisch ausgebildet sind und gemeinsam den Aufnahmeraum 15 bilden, der eine zylindrische Form auf weist. Die Teilungsebene T zwischen Werkzeugoberteil 2 und Werkzeugunterteil 3 befindet sich auf der Höhe der Mittelachse M des Aufnahmeraumes 15.

In dem Werkzeugoberteil 2 sind radial zum Sammelrohr 5 verlaufende Führungsöffnungen 11 vorgesehen, in denen Stempel 10 längsverschieblich geführt sind. Die Stempel 10 weisen ein vorderes Ende 12 auf, das in geringem Ab stand zu dem Aufnahmeraum 15 bzw. der Wandung des darin befindlichen Sammelrohres 5 liegt. Die Führungsöffnungen 11 und die Stempel 10 besitzen eine längliche Quer schnittsform mit zwei parallel verlaufenden Flachseiten, wie dies durch die um 90° gedrehte Ansicht der Fig. 11 in Verbindung mit Fig. 1 deutlich wird. Die Stempel 10 wei sen jeweils einen dem vorderen Ende 12 entfernt liegenden Abschnitt 13 auf, der in einer Druckplatte 14 kraft schlüssig gehalten ist. Mit dem Pfeil 17 ist die Richtung angegeben, in der die Druckplatte 14 mit den daran befe stigten Stempeln 10 einen Arbeitshub ausführt, wobei die Strecke des maximalen Arbeitshubs mit S angegeben ist. Diese Strecke S wird durch eine Anlagefläche 18 an der Druckplatte 14 und eine dieser gegenüberliegenden An schlagfläche 19 an dem Werkzeugoberteil 2 bestimmt.

Die Fig. 2 zeigt das entgegengesetzte Ende der Werkzeug form 1 mit dem darin befindlichen Sammelrohr 5, in dem Zustand, bei dem die Stempel 10 mit ihren vorderen Enden 12 in den Innenraum 7 des Sammelrohres 5 eingedrungen sind. Bevor die Druckplatte 14 mit den daran befestigten Stempeln 10 den Arbeitshub ausführt, wird der Innenraum 7 des Sammelrohres 5 mit einem Druckfluid gefüllt und ein Innendruck von zwischen 2 M Pa und 50 M Pa, vorzugsweise ca. 4 M Pa bis 10 M Pa aufgebaut. Dieser Innendruck stützt die Rohrwandung des Sammelrohres 5 gegen die ra dial auf das Sammelrohr 5 wirkenden Stempel 10, so daß die Rohrwandung im wesentlichen ihre Form behält und le diglich der Bereich der zu fertigenden Öffnungen verformt wird. Durch das radiale Eindrücken der Stempel wird ein nach innen gerichteter Durchzug 20 gebildet, der sich aufgrund des Innendruckes im Sammelrohr 5 an die Umfangs fläche des Stempels 10 legt und an dieser in Anlage bleibt. Auf diese Weise kann beim Eindringen der Stempel 10 kein Druckfluid aus dem Innenraum 7 austreten, so daß der Innendruck aufrecht erhalten bleibt.

In der Fig. 3 ist ein Schnitt durch den endseitigen Ab schnitt des Sammelrohres 5 während des Eindrückens der Stempel 10 gezeigt. Dabei befindet sich in dem stirnsei tigen Ende des Sammelrohres 5 ein Stopfen 23, der eine Innenhülse 21 sowie eine darauf konzentrisch angeordnete Abstützhülse 22 und ein Ringelement 24 aus einem elasti schen Material, bspw. einem Gummi oder Kunststoffmaterial umfaßt. Die Abstützhülse 22 besitzt eine radiale Schulter 25, mit der sich der Abstützring 22 an der Werkzeugform 1 abstützt. Die Innenhülse 21 durchragt die Abstützhülse 22 und besitzt einen innerhalb des Sammelrohres 5 liegenden radialen Bund 26, wobei zwischen dem vorderen Ende der Innenhülse 21 und dem radialen Bund 26 das Ringelement 24 angeordnet ist. Die Abstützhülse 22 ist relativ zur In nenhülse 21 in Richtung des Pfeiles 27 begrenzt ver schiebbar, wodurch der Abstand der radialen Flächen, die das Ringelement 24 in axialer Richtung beaufschlagen, vergrößert wird. Dies entspricht dem Zustand des Stopfens 23 vor dem Einführen in das stirnseitige Ende des Sammel rohres 5. Da in diesem Zustand das Ringelement 24 ent spannt ist, besitzt dieses Ringelement einen Durchmesser, der dem Innendurchmesser des Sammelrohres 5 entspricht. Da auch die Mantelfläche der Abstützhülse 22 und der ra diale Bund 26 der Innenhülse 21 ein geringes Untermaß ge genüber dem Innendurchmesser des Sammelrohres 5 auswei sen, läßt sich der Stopfen 23 leicht einführen, bis die radiale Schulter 25 an dem Werkzeugoberteil 2 und Werk zeugunterteil 3 anliegt.

Durch axiales Verschieben der Innenhülse 21 entgegen der Richtung des Pfeiles 27 wird das Ringelement 24 in axia ler Richtung beaufschlagt, so daß das Material des Ring elementes 24 radial nach außen auszuweichen versucht. Da sich das Ringelement 24 bezogen auf die Längserstreckung des Aufnahmeraumes 15 in einer Ebene befindet, in der der Aufnahmeraum 15 die ringförmige Vertiefung 16 aufweist, bewirkt die radial von dem Ringelement 24 auf das Rohrma terial wirkende Kraft eine Aufweitung des Sammelrohres im Bereich der Vertiefung 16, so daß sich die Rohrwandung in die Vertiefung 16 drücken läßt und die ringförmige Ausprägung 6 gebildet wird. Dies entspricht der in Fig. 3 dargestellten Position. Die Innenhülse 21 weist einen axialen Druckmittelkanal 28 auf, der an eine in der Fig. 3 nicht dargestellte Druckmittelleitung angeschlossen ist und durch den Druckfluid in den Innenraum 7 des Sammel rohres 5 zuführbar ist. Abgesehen von dem Druckmittelka nal 28 ist der Innenraum 7 des Sammelrohres 5 vollständig verschlossen, so daß der für die Innenabstützung des Sam melrohres erforderliche Druck aufgebaut werden kann. Da sich der Stopfen 23 während des Druckaufbaus und der Druckhaltephase in der in Fig. 3 gezeigten Stellung be findet, sorgt das Ringelement 24 für eine zuverlässige Abdichtung gegen den Austritt des Druckfluids.

Sobald ein ausreichender Druck im Innenraum 7 des Sammel rohres 5 aufgebaut ist, wird die Druckplatte 14 in Pfeil richtung 17 bewegt, wodurch die Stempel 10 mit ihren vor deren Enden 12 in das Sammelrohr eingestoßen werden. Auf grund des Innendruckes wird die Rohrwand des Sammelrohres abgestützt, so daß lediglich die Öffnungen mit den diese umgebenden Durchzügen 20 erzeugt werden. Bevor die Druck platte 14 und die Stempel 10 einen Arbeitshub entgegen der Pfeilrichtung 17 ausführen, wird der Druck im Sammel rohr abgebaut und das Druckfluid ggf. in einen entspre chenden Speicher zurückgeführt. Erst danach erfolgt das Ausziehen der Stempel 10 aus dem Sammelrohr 5 und das Öffnen der Werkzeugform 1, so daß das Sammelrohr aus der Werkzeugform ausgeworfen werden kann.

Die Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf ein Sammelrohr 5 mit nahe jedem Stirnende des Sammelrohres angeordneter Ausprägung 6 sowie einer Vielzahl von schlitzartigen Öff nungen 29, die in gleichen Abständen, parallel zueinander verlaufend und orthogonal zur Längsrichtung des Sammel rohres angeordnet sind. Der Abstand der jeweils äußeren Öffnung 29 zur jeweiligen Stirnseite des Sammelrohres 5 kann beliebig gewählt werden und ist im wesentlichen durch Einbaubedingungen des Wärmetauschers, Lage und Richtung der Anschlußstutzen und dergleichen bestimmt.

Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V - V in Fig. 4. Es ist daraus ersichtlich, daß das Sammelrohr 5 einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und die Öffnung 29 sich sichelförmig über einen bestimmten Bogenwinkel in der Rohrwandung erstreckt. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Bogenwinkel γ ca. 70°, es sind jedoch auch schlitzar tige Öffnungen 29 mit einem Bogenwinkel bis etwa 150° möglich. Entlang des Randes der Öffnungen 29 erstreckt sich der Durchzug 20, dessen Kontur entlang der paralle len Seitenflächen ebenfalls sichelförmig ist. Während der Durchzug 20 nahe der äußeren Mantelfläche des Sammelroh res 5 eine sich nach außen erweiternde Kontur aufweist, die bspw. auch als Einführschräge 31 ausgeführt sein kann, ist eine innere Umfangsfläche 30 als Anlagefläche für ein später einzubringendes Wärmetauscherrohr ausge bildet. Ein radial innen liegender Rand 32 des Durchzugs 20 ist wiederum etwas erweitert, so daß sich auf der In nenseite des Durchzugs 20 an dem später in das Sammelrohr 5 eingesetzten Wärmetauscherrohr ein Lötmeniskus bildet.

Die Fig. 6 zeigt einen Schnitt entlang der Linie VI - VI in Fig. 5. Daraus ist ersichtlich, daß die Außenkontur des Sammelrohres 5 völlig eben ist und lediglich durch die in der Rohrwandung eingebrachten Öffnungen 29 unter brochen wird. Die Durchzüge 20 der Öffnungen 29 besitzen die gleiche Kontur mit Flächen 30 und dem in das Rohr in nere gerichteten erweiterten Rand 32, wie dies bereits zu Fig. 5 beschrieben wurde.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsvariante der Fig. 5 mit ei nem in die schlitzartige Öffnung 29 eingesetzten Ende ei nes Wärmetauscherrohres 43. Dabei ist ein die schlitzar tige Öffnung 29 umgebender Durchzug 33 vorgesehen, der eine über die Mantelfläche der Rohrwandung hinaus stehende Stauchung 34 aufweist. Der Durchzug 33 weist im Gegensatz zur Fig. 5 keinen Abschnitt mit parallelen Flächen auf, sondern eine gewölbte Kontur, die mit der Mantelfläche des Wärmetauscherrohres 43 in Anlage kommt. Sowohl auf der Innenseite des Sammelrohres 5 als auch auf der Außen seite werden durch die Formgebung des Durchzugs 33 deut liche Lötmenisken gebildet.

Die Fig. 8 zeigt das vordere Ende 12 des Stempels 10, das an einem Stempelschaft 39 angeformt ist und eine Spitze 35 mit sich in Richtung auf die Schmalseiten 36, 36′ er streckenden Schrägflächen 37 umfaßt, die einen stumpfen Winkel β zwischen sich einschließen. An die Schrägflächen 37 schließt sich ein Abschnitt 38 mit axialer Kontur an, wobei dieser axiale Abschnitt orthogonal zur Längsachse des Stempels 10 eine etwas geringere Breite besitzt als die Erstreckung der Seitenflächen zwischen den Schmalsei ten 36 und 36′ des Stempelschaftes 39. Zwischen dem Ab schnitt 38 und dem Stempelschaft 39 ist ein Absatz 40 ge bildet, der entsprechend der gewünschten Kontur an der Außenseite des Durchzugs eine mehr oder weniger starke Schrägung ausweist.

Die Fig. 9 zeigt eine Ansicht in Richtung des Pfeiles IX der Fig. 8, woraus ersichtlich ist, daß der Stempel 10 eine flache Querschnittsform besitzt. Der Stempelschaft 39 ist an parallelen Seitenflächen 41 mit zur Spitze 35 verlaufenden Anschrägungen 42 versehen, wobei diese An schrägungen zwischen sich einen Winkel α < 40° einschlie ßen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 9 beträgt der Winkel etwa 20°.

Die Fig. 10 zeigt eine Anordnung ähnlich derjenigen in Fig. 2. Zum druckdichten Verschließen des Sammelrohres 5 dient in Fig. 10 ein Stopfen 44 mit konischer Mantelflä che 45, wodurch sich der Stopfen 44 beim Einführen in die Stirnseite des Sammelrohres 5 selbst zentriert und das stirnseitige Ende des Sammelrohres sicher verschließt. Der Stopfen 44 ist auf dem Ende einer Druckmittelleitung 46 befestigt, so daß die Druckmittelleitung unmittelbar in den Innenraum 7 des Sammelrohres 5 mündet.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines einstückigen Sam melrohre (5) für einen Wärmetauscher, insbesondere Kühlmittelkühler für ein Kraftfahrzeug, bei dem mehrere Öffnungen (29) in der Rohrwandung durch Eindrücken von radial auf die Rohrwandung einwir kenden Stempeln (10) erzeugt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) das Sammelrohr (5) wird in eine in dessen Längs richtung geteilte Werkzeugform (1), welche die Kon tur des Sammelrohres (5) aufweist, eingelegt und die Werkzeugform (1) geschlossen,
b) an das Sammelrohr (5) wird stirnseitig eine Druckmittelzuführung angeschlossen und im übrigen erfolgt die Abdichtung der Sammelrohrenden,
c) der Innenraum (7) des Sammelrohres (5) wird durch die Druckmittelzuführung mit einem Druckfluid gefüllt, so daß das Sammelrohr (5) mit einem vorbe stimmten Innendruck beaufschlagt ist,
d) beim Durchstoßen der Rohrwandung mittels der Stempel (10) werden zur Innenseite des Sammelrohres (5) gerichtete Durchzüge (20, 33) erzeugt, die sich dichtend an den Umfang des jeweiligen Stempels (10) anlegen,
e) der Druck im Sammelrohr (5) wird durch stirnsei tig aus dem Sammelrohr abgeführtes Druckfluid abge baut,
f) die Stempel (10) werden aus dem Sammelrohr (5) gezogen und das Sammelrohr aus der Werkzeugform (1) ausgeworfen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Schließen der Werkzeugform (1) an dem Sammelrohr(s) nahe dessen Stirnseiten in Umfangs richtung verlaufende, ringförmige Ausprägungen (6) erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Ausprägungen (6) durch axiale Kompression eines Ringelementes (24) erzeugt wer den, wodurch eine radial nach außen wirkende Preß kraft entsteht, welche die Rohrwand in eine ent sprechende Ausnehmung (16) in der Werkzeugform (1) drückt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Sammelrohr (5) mit einem Innendruck zwi schen 2 M Pa und 50 M Pa, vorzugsweise zwischen 4 M Pa und 10 M Pa beaufschlagt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während eines Resthubs beim Eindrücken der Stempel (10) an den Durchzügen (20, 33) eine Ein führschräge (31) geformt wird.

6. Werkzeug zur Herstellung eines einstückigen Sammel rohres (5) für einen Wärmetauscher mit Stempeln (10) zum radialen Durchdringen der Wandung des Sam melrohres (5) zum Einbringen mehrerer Öffnungen (29) mit in das Sammelrohr (5) gerichteten Durchzü gen (20, 33), dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug eine mehrteilige Werkzeugform (1) mit einem Aufnahmeraum (15) für das Sammelrohr (5) umfaßt, wobei die Werkzeugform (1) eine in Längs richtung des Sammelrohres (5) verlaufende Teilungs ebene (T) aufweist und in einem Teil der Werkzeug form mehrere Stempel (10) zur Ausführung eines Ar beitshubs längsverschieblich gelagert und mit einem Betätigungselement (14) verbunden sind und daß das Werkzeug mindestens ein Mittel zum druckdichten Verschließen der Enden des Sammelrohres (5) und Zu führung eines Druckfluids in einen Innenraum (7) des Sammelrohres (5) aufweist.

7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmeraum (15) die Form eines Zylinders aufweist.

8. Werkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß an mindestens einem Ende des Aufnahmeraumes (15) in geringem Abstand zur Stirnseite des Sammel rohres (5) eine in Umfangsrichtung verlaufende ringförmige Vertiefung (6) vorgesehen ist.

9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugform (1) zweiteilig ausgebildet ist, wobei ein Werkzeugoberteil (2) und ein Werk zeugunterteil (3) gleiche, jedoch spiegelbildliche Ausformungen (4) zur gemeinsamen Bildung des Auf nahmeraumes (15) aufweisen.

10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (10) in Führungsöffnungen (11) des Werkzeugoberteils (2) gelagert sind und das Betäti gungselement (14) auf der dem Werkzeugunterteil (3) abgewandten Seite des Werkzeugoberteils (2) ange ordnet ist.

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als Druckplatte (14) ausgebildet ist, in der die Stempel (10) in Rich tung des Arbeitshubs (17) kraftschlüssig gehalten sind.

12. Werkzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Strecke (S) des Arbeitshubs durch den maxi malen Abstand zwischen einer Anlagefläche (18) des Betätigungselementes (14) und einer Anschlagfläche (19) des Werkzeugoberteils (2) bestimmt ist.

13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (10) eine längliche Querschnitts form mit parallelen Seitenflächen (41) und gerunde ten Schmalseiten (36) aufweisen.

14. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (12) des Stempels (10) als Spitze (35) mit zu den gerundeten Schmalseiten (36) der Querschnittsform verlaufenden Schrägflächen (37) ausgebildet ist.

15. Werkzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Schrägflächen (37) ein axialer Ab schnitt (38) anschließt, dessen parallele Seiten flächen etwas kürzer sind als die eines Stempel schaftes, so daß zwischen dem Abschnitt und dem Stempelschaft ein Absatz gebildet ist.

16. Werkzeug nach Anspruch 13 bis 15, dadurch gekenn zeichnet, daß an den Seitenflächen (41) eine zur Spitze (35) gerichtete Anschrägung (42) vorgesehen ist.

17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zum druckdichten Verschließen ein axial in das Ende des Sammelrohres (5) einführbarer Stopfen (8, 8′; 23; 44) vorgesehen ist.

18. Werkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (44) eine konische Mantelfläche (45) aufweist und vorzugsweise mindestens im Be reich der Mantelfläche (45) aus einem Kunststoff oder Gummimaterial besteht.

19. Werkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (8, 8′; 23) zylindrisch ausgebildet und mit einer ringförmigen Dichtung (9, 24) verse hen ist.

20. Werkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (23) ein elastisches Ringelement (24) umfaßt, das zwischen zwei stirnseitigen Spann elementen (22, 26) angeordnet und durch axiale Kraftbeaufschlagung radial aufweitbar ist.

21. Werkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (24) aus Polyurethan besteht.

22. Werkzeug nach einem der Ansprüche 17 bis 21, da durch gekennzeichnet, daß zur Zuführung des Druckfluids eine an einem der Stopfen (23, 44) befestigte Druckmittelleitung (46) vorgesehen ist.

23. Werkzeug nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stopfen (23) ein Druckmittelkanal (28) vorgesehen ist, der die Druckmittelleitung mit dem Innenraum (7) des Sammelrohres (5) verbindet.