DE2813952A1

DE2813952A1 - Rohrboden aus metall, anwendungen und verwendung desselben sowie verfahren und vorrichtung zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2813952A1
Application number: DE19782813952
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: THERMAL WAERME KAELTE KLIMA
Current assignee: THERMAL WAERME KAELTE KLIMA
Priority date: 1978-03-31
Filing date: 1978-03-31
Publication date: 1979-10-04
Also published as: FR2421357A1

Description

DIPL-CHEM. DR. ELISABETH JUNCJ DIPL-PHYS. DR. JÖRGEN SCiIIFlDCWAHN DR.-ING. GERHARD SCHMITT-NILSON rVTENTANWÄLTE j.

8000 MONCHEN40,

CLEMENSSTRASSE 30 2813952

TELEFON 345067 ° ^fc

TELEGRAMM-ADRESSE: INVENT/MDNCHEN TELEX 5-29683

L 718 Mi+a (Dr.S/k)

31. März 1978

THERMAL-WERKE

Wärme-, Kälte-, Klimatechnik GmbH
Walldorf

Rohrboden aus Metall, Anwendungen und Verwendung desselben
sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner
Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rohrboden gemäß dem Gattungsbegriff von Patentanspruch 1.

Bei der Verbindung eines Wärmetauschrohres oder einer Mehrzahl derselben jeweils durch Einsetzen in eine Durchbrechung des
Rohrbodens besteht das Problem, in Richtung der Rohrbodenebene wirksame Schubkräfte möglichst gut zwischen dem Rand der Durch-

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brechung und der Mantelfläche des Wärmetauschrohres aufnehmen zu können, insbesondere Knickmomente möglichst vermeiden zu können. Dies ist schon dann von Bedeutung, wenn zwischen dem Rand der Durchbrechung und der Mantelfläche des eingesetzten Warmetauschrohres eine elastische oder starre Dichtung, z.B. ein elastischer Einsatz, ein Weich- oder Hartlot oder ein Klebmittel, angeordnet ist. Erst recht gilt diese Forderung dann, wenn eine dichte Metall-an-Metall-Verbindung zwischen der Mantelfläche des Warmetauschrohres und der Innenwand der Durchbrechung hergestellt werden soll, sei es durch thermisches Aufschrumpfen oder, woran im Rahmen der Erfindung besonderes Interesse besteht, durch Aufweiten des zunächst lose in die'Durchbrechung eingesetzten Warmetauschrohres. Dann müssen nicht nur während des Betriebs auftretende Schubkräfte, sondern auch die Aufweitungskräfte ohne unerwünschte Verformungen des Rohrbodens in dessen Ebene aufgenommen werden können. Diese Bedingung gilt erst recht bei den neuzeitlichen dünnen Rohrboden, aber auch bei dickeren. Gattungsgemäße Rohrboden sind zur Erfüllung dieser Bedingung besonders

geeignet, da sie eine über die Höhe der Durchbrechung in bezug auf die Ebene des Rohrbodens symmetrische Abstützung des Warmetauschrohres im Rohrboden ermöglichen.

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Rohrboden (BE-PS 554 355) sind die Mündungen der Durchbrechungen zu beiden Seiten des Rohrbodens als Kragen gleicher Querschnittsform und gleicher

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Höhe ausgebildet. Diese Kragen haben eine im Verhältnis zu ihrer Ansatzlänge am Rohrboden große Höhe bei relativ sehr kleiner Wandstärke und zeigen dadurch Mangel bei der Schubkraftübertragung vom Wärmetauschrohr in die Ebene des Rohrbodens. Als vorteilhaft ist jedoch anzusehen, daß man bei der Herstellung zunächst von einseitig an den Rohrboden angeformten Kragen ausgehen kann, was relativ leicht herstellbar ist, und zu der Endform in einem weiteren Verformungsgang führt, der die ursprünglich bereits ausgebildeten Kragen bis auf Verformungen beizubehalten gestattet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rohrboden mit Durchbrechungen, deren Mündungen beidseitig aus dem übrigen Rohrboden vorstehen, zu gewinnen, der gute Abstützungseigenschaften des Rohrbodens in der Durchbrechung mit zumutbarem Herstellungsaufwand vereint und insbesondere auch als sehr dünner Rohrboden und/oder zur direkten Metall-an-Metall-Abdichtung vorsehbar ist.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einem gattungsgemäßen Rohrboden gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 1 gelöst. Ein solcher Rohrboden läßt sich, wie nachfolgend noch im.Zusammenhang mit einem bevorzugten Herstellungsverfahren im einzelnen besprochen wird, relativ einfach herstellen. Es läßt sich dabei eine solche Form und Anordnung von an einer Seite des Rohrbodens weiterhin als Kragen ausgebildeten Mündungen der Durchbrechungen gewinnen, die bessere Abstützungseigenschaften als der Kragen bei dem bekannten gattungsgemäßen Rohrboden zeigt; auf Seiten des dann dem Kragen gegenüberliegenden Wulstes sind die Abstützungseigenschaften sogar

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noch vorteilhafter wegen des sanften Übergangs des Wulstes in den Rohrboden ohne ausgeprägte Hohlkehle. Man kann aber auch ganz auf die Beibehaltung einer Kragenform an der Mündung einer Durchbrechung des Rohrbodens verzichten und beidseitig Wulstformen vorsehen. Der Wulst hat dabei allgemein eine größere Ansatzlänge an dem Rohrboden als Höhe, aber auch ein beibehaltener Kragen kann mit relativ kleiner Höhe, großer Wandstärke und günstiger, an der Basis relativ langgestreckter Übergangslänge in den Rohrboden ausgebildet werden. Unter Übergangslänge wird hier ebenso wie weiter oben die Länge zwischen der beginnenden ErheBung des Kragens oder Wulstes aus der Außenfläche des Rohrbodens bis zur Mantelfläche der Durchbrechung verstanden, während unter der Höhe die Höhe zwischen der Außenfläche des Rohrbodens und der Scheitelfläche des Kragens oder Wulstes verstanden wird. Der vorzugsweise Gedanke der Erfindung läßt sich sinngemäß auch so verallgemeinert ausdrücken, daß an beiden Seiten der Durchbrechung deren Mündung mit einer Höhe ausgebildet wird, die vorzugsweise kleiner, oder höchstens gleich, der Übergangslänge in den Rohrboden ist.

Während das bekannte gattungsgemäße Verfahren (BE-PS 554 355) mit Warmverformung arbeitet, bestehen nach der Erfindung die Wandungen der Durchbrechungen vorzugsweise aus kaltverformtem Material des Rohrbodens.

Bei einem vorzugsweise vorgesehenen dünnwandigen Rohrboden gibt Anspruch 3 zweckmäßige Bemessungen an.

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Grundsätzlich ist es möglich, an einer Seite des Rohrbodens in einem vorbestimmten Wechsel teils Kragen, teils Wülste vorzusehen, z.B. abwechselnd längs Durchbrechungsreihen und gegebenenfalls auch quer dazu bei mehreren Reihen. Vorzugsweise sind die Wülste jedoch alle auf derselben Seite des Rohrbodens angeordnet. Dann

besteht nicht nur eine Herstellungsvereinfachung, sondern an dieser Seite auch ein allgemein günstig ausgebildetes Anströmungsprofil mit verhältsnismäßig sanften übergängen der Wülste. Wenn an derselben Seite des Rohrbodens Kragen und Wülste miteinander abwechseln, ist demgegenüber das Biegemoment des Rohrbodens vergleichmäßigt.

Zweckmäßig stehen die Kragen und Wülste um dasselbe Maß aus dem übrigen Rohrboden vor. Die Abstützungsstrecke des Wärmetauschrohres in der Durchbrechung hat dann zwischen den Scheiteln der Wülste und Kragen eine im wesentlichen symmetrisch zur Mittelebene des Rohrbodens verlaufende Verteilung, was zur übertragung der längs des Rohrbodens auftretenden Schubkräfte optimal ist. *

Zweckmäßig treten die Kragen und/oder die Wülste um weniger als die Stärke des übrigen Rohrbodens aus diesem vor. Dies gewährleistet eine ausreichende Abstützung bei hinreichender Dichtstrecke und ermöglicht es zugleich, den Querschnitt der Wülste und Kragen relativ dick zu gestalten und auch den übergang der Kragen und Wülste in den übrigen Rohrboden so zu vergleichmäßigen, daß Schubkräfte auch aus den außerhalb des übrigen Rohrbodens liegenden Bereichen der Mündungen der Durchbrechungen gut in den übrigen Rohrboden übergeleitet werden.

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Im Sinne einer Vergleichmäßigung der Kraftüberleitung sind auch die Angaben über verschiedene Übergangsradien nach den Ansprüchen 8 und 9 zu verstehen.

Wenn die erwähnten Schubkräfte in der Ebene des Rohrbodens gut aufgenommen werden, wofür die Erfindung gute Voraussetzungen schafft, kann man nicht nur gute momentane Abdichteigenschaften insbesondere auch einer Metall-an-Metall-Abdichtung zwischen Wärmetauschrohr und Rohrboden erreichen, sondern auch eine gute Dauerbelastbarkeit. Diese kann noch verstärkt werden, wenn an mindestens einem mündungsseitigen Bereich der Begrenzungsflächen der Durchbrechungen ein Dichtwulst angeformt ist.

Besondere Bedeutung haben erfindungsgemäße Rohrboden in Anwendung bei Wärmetausehern für Heizung von Kraftfahrzeugen oder bei Kühlern von Verbrennungsmotoren. Es kommen aber auch alle anderen

oder denkbarer

aus der Vielzahl bekanntgewordener /Anwendungsfälle von Wärmetauschern mit Rohrboden in Betracht.

Bei einem bevorzugten Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen Rohrbodens kann man gemäß dem Gattungsbegriff von Anspruch 14 zunächst wie bei der Herstellung des bekannten gattungsgemäßen Rohrbodens gemäß BE-PS 554 355 verfahren. Eine Vereinfachung des weiteren Verfahrens ergibt sich jedoch gemäß dem Kennzeichen von Anspruch 14. Hieran kann sich ohne wesentliche weitere Verformung noch eine Kallibrierung der Innenfläche der Durchbrechungen des

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Rohrbodens anschließen, wobei gegebenenfalls gemäß einem letzten Verfahrensschritt noch der erwähnte Dichtwulst oder mehrere derselben nach Anspruch 16 durch Herausdrücken hergestellt werden kann.

Die Ansprüche 17 und 18 schließlich zeigen zweckmäßige Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 14 oder 15 bzw. der Weiterbildung desselben nach Anspruch 16.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel noch näher erläutert. Es zeigen:

Abb. 1 bis 6 verschiedene aufeinanderfolgende Phasen der Herstellung eines erfindungsgemäßen Rohrbodens in die Endform gemäß Abb. 5 oder Abb. 6, und zwar jeweils anhand von Querschnitten des bearbeiteten Bleches, Rohlings oder fertigen Rohrbodens, und

Abb. 7 bis 1o die den Verfahrensschrxtten der Abb. 1 bis 6 zugeordneten Vorrichtungen in Form von Stanzr (Abb. 7), Durchstell- (Abb. 8), Kaltfließ- (Abb. 9) und Drückvorrichtungen (Abb. 1o), wobei Abb. 7 zu Abb. 1 bis 2, Abb. 8 zu Abb. 3, Abb. 9 zu Abb. 4 und gegebenenfalls 5 und Abb. 1o zu Abb. 6 zugeordnet sind.

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Aus einem z.B. ebenen Rohrbodenblech konstanter Stärke gemäß Abb. 1 wird zunächst mit der Vorrichtung gemäß Abb. 7 ein Loch ausgestanzt. Derselbe Vorgang erfolgt bei anderen Durchbrechungen des Rohrbodens und wird nachfolgend nicht mehr besonders erwähnt.

Nach Abb. 7 wird hierbei das Blech 1 gemäß Abb. 1 zwischen einem auf- und abbewegbaren Patrizenblock 2 und einem stationären Matrizenblock 3 an flachen, satt auf dem Blech 1 anliegenden Halteflächen erfaßt. In einer abgestuften und unten schmalen vertikalen Bohrung 4 des Patrizenblockes ist ein Stanzstempel 5 vertikal verschiebbar, der mit seinem an seinem freien Ende vorgesehenen, in der Verjüngung der Bohrung 4 eingreifenden verjüngten Stanzdorn 6 bis in eine zentrale Bohrung 7 eines gehärteten Einsatzes 8 in einer Erweiterung einer zentralen Bohrung 9 des Matrizenblocks eingreifen kann. Wie aus der Abb. 7 zu ersehen ist, ist dabei die zentrale Bohrung 7 im Einsatz 8 nach unten hin so erweitert, daß der ausgestanzte Teil 1oa des Bleches durch die Bohrung 9 nach unten ausfallen kann, nachdem er hinreichend tief nach unten gedrückt ist. Das so mit Stanzlöchern der Weite d1 versehene Rohrbodenblech 1o gemäß Abb. 2 wird nunmehr nach Abb. 8 in einer zweiten Station zwischen einem auf- und abbewegbaren Patrizenblock 11 und einem stationären Matrizenblock 12 eingelegt und in die Gestalt 2o der Abb. 3 verformt.

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Diese Verformung erfolgt unter Verwendung eines in einer zentralen vertikalen Bohrung 13 des Matrizenblockes 12 vertikal verschiebbaren Betätigungsstempels 14, der an seinem freien Ende eine zum Hindurchstellen des Lochrandes des Bleches dienende gerundete Schulter 15 und einen schmalen zentralen Zentrierdorn 16 aufweist. Mit diesem Zentrierdorn wird zunächst in das Loch des Bleches 1o eingegriffen, ehe Matrizenblock 12 und Patrizenblock 11 mit flachen Halteflächen satt an dem gelochten Blech zur Anlage kommen. Die Matrize v/eist eine mit dem Stempel 14 zusammenwirkende Biegekante 17 mit dem Radius R1 am oberen Rand einer zentralen Bohrung 18 auf, in die der Stempel 14 eingreift. In der zentralen Bohrung ist ein nach dem Formgebungsvorgang und dem Lösen des Halteschlusses von Matrize 12 und Patrize 11 hochschiebbarer Auswerferkolben 19 auf und ab verschiebbar angeordnet.

Der so gewonnene Rohrbodenrohling 20 gemäß Abb. 3 hat in dem durchgestellten Kragen der lichten Weite d2 im wesentlichen noch diesel£)e_{Wandstärke wie im} übrigen Rohrbodenblech. d2 ist jedoch entsprechend dem Durchmesser des Stempels 14 größer als das Loch d1 im Lochblech 10. Außerdem ist bei einem derartigen Durchstellvorgang eines Kragens automatisch der Radius R1, mit welchem die eine Seite des Rohlings 20 in die äußere Mantelfläche des Kragens übergeht, kleiner, ja wesentlich kleiner als der Radius R2, mit dem die andere Seite des Rohlings 20 in die Innenfläche des durchgestellten Kragens übergeht.Der Rand

des Loches im Lochblech ist in die Stirnseite des Kragens übergegangen .

In einer dritten Station gemäß Abb. 9 wird nun der Rohling

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durch Kaltfließpressen in seine eine mögliche Endform 30 gemäß Abb. 4 umgeformt. Hierzu wirken nach Abb. 9 eine auf- und abbewegbare Kaltfließpatrize 21 und eine stationäre Kaltfließmatrize 22 zusammen, die an ihren beiden Stirnflächen 23 bzw. 24 gemäß den herzustellenden beidseitigen Profilen des Rohrbodens gemäß Abb. 4 profiliert sind. Patrize 21 und Matrize 22 weisen eine durchgehende zentrale Bohrung 25 auf, in welcher ein Formstempel 26 mit gerundet konisch zulaufendem Kopfstück aus der Patrize 21 bis in die Matrize 22 verschiebbar ist. Der FließpreßVorgang erfolgt mit etwas Vorlauf des Formgebungsstempels 26 vor dem endgültigen Schließen von Kaltfließpatrize 21 und Kaltfließmatrize 22, um zunächst das Blech zu justieren und zu verhindern, daß fließendes Metall in den Bereich der hergestellten Durchbrechung einlaufen kann.

Der so gewonnene Rohrboden 30 hat in seiner Durchbrechung eine lichte Weite d3, die wiederum größer als die lichte Weite d2 des Rohlings 20 ist. Die Mündung der Durchbrechung 31 ist an der einen Seite weiterhin als Kragen 32 geformt, der aus dem Kragen des Rohlings 20 unter Materialverarmung der Wandstärke um größenordnungsmäßig, ein Drittel und weniger gewonnen ist. Der Übergangsradius des Kragens 32 in die ihm zugewandte Seite des Rohrbodens kann dabei der unverändert gebliebene Radius R1 sein. Wie man aus Abb. 4 ersehen kann, ist dabei der mit R1 gerundete Bereich nur geringfügig in die ursprüngliche Weite des Rohrbodens eingezogen. Aus dem mit R1 gerundeten Bereich erfolgt ein allmählich fließender übergang einerseits in die nächstliegende Seite 33 des Rohrbodens und andererseits in den mün-

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dungsseitigen Bereich 34 der äußeren Mantelfläche des Kragens Die Stirnseite des Kragens ist ebenso wie in Abb. 3 als flache Ringfläche 35 ausgebildet. Nur unmittelbar im Anschluß an diesen Ringbereich 35 ist .die maximale Wandstärkenabmagerung des Kragens 32 vorhanden, während die Wandstärke mit dem in der Zeichnung dargestellten merklichen konischen Winkel in Richtung zum Rohrboden relativ schnell zunimmt, um noch vor der Ebene 33 des Rohrbodens die ursprüngliche Stärke gleich der Wandstärke des Rohrbodens seihst zu erreichen. Diesbezüglich und bezüglich der übrigen relativen beniessungen des Rohrbodens wird auf Aßü. 4 ausdrücklich-Bezug genommen. _.■ - . - —■

-·... Auf die technische Darstellung der Abb. 4 bzw. der daraus gewonnenen Abb,. 5 und 6 wird hiermit ausdrücklich neben der schriftlichen Offenbarung der Erfindung Bezug genommen, da die Übergangslinien, abgesehen von den hier besprochenen grundsätzlichen Eigenschaften, mit ihren Details nur schwer in Worten wiedergebbar sind. Dies gilt sowohl für relative Längenbemessungen als" auch für Winkel.

An der den Kragen 32 abgewandten Seite 36 des Rohrbodens erhebt .sich'die hervortretende Mündung der Durchbre-" - " - ' ·-, -· chung 31 in Gestalt eines Wulstes 35 gleicher Höhe gegenüber der Fläche 36 wie die Höhe des Kragens 32 gegenüber der Fläche des Rohrbodens 30. Der Wulst 35 geht in die vertikale Innenseite der Durchbrechung 33 mit einem den Scheitel 37 beschreibenden Radius R3 über. Dieser Radius R3 beschreibt zwischen der vertikalen Innenseite der Durchbrechung und der Scheitellinie des Wulstes einen Kreisbogen von 90°, der sich hinter der Scheitellinie weiterfortsetzt und in eine annähernd, ebene Rampenfläche

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der Außenseite des Wulstes übergeht, die mit sanfter Rundung 39 schließlich in die Seitenfläche 36 des Rohrbodens übergeht. Die Rampenfläche 38 kann auch leicht S-förmig gerundet sein und verläuft unter einem Winkel zwischen 25 und 40° gegenüber der Ebene der Fläche 36, vorzugsweise dem aus der Zeichnung von Abb« 4 ersichtlichen Winkel.

Wesentlich für die Abstützung des Wärmetauschrohres in der Durchbrechung 31 ist, daß die Abstützung über eine größere vertikale Länge als die Stärke des Rohrbodens 30 erfolgen kann. Der Umstand, daß dabei im gerundeten Bereich des Wulstes keine Abstützung erfolgt und die Abstützung am stirnseitigen Ende des Kragens 32 mit geringerer Wandstärke vorgesehen ist, ist demgegenüber weniger bedeutsam. Die sehr guten Abstützungseigenschaften im Wulstbereich und die etwas größere Abstützlänge im Kragenbereich kompensieren sich dabei weitgehendst im Sinne einer Symmetrisierung der Abstützung.

R3 ist kleiner oder höchstens gleich R1.

Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, gegebenenfalls die Stirnseite des Kragens gerundet auszubilden, die Rundungen des Wulstes zu verändern oder aber auch den Kragen selbst in Wulstform umzugestalten, im Grenzfall derart, daß auf beiden Seiten des Rohrbodens 30 dieselbe Wulstform vorgesehen ist. Dies läßt sich veranschaulichen, wenn man hierzu beispielsweise den Wulst 35 nicht nur an der einen Seite des Rohrbodens 30 in Abb. 4, sondern auch an der anderen Seite des Rohrbodens anstelle des Kragens 32 vorsieht.

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Man erkennt ferner aus Abb. 4, daß die in Höhe der Fläche 33 gemessene Ansatzlänge des Kragens 32 am Rohrboden 30, d.h. das in Abb. 4 eingezeichnete Maß 1, größer ist als die in bezug auf die Ebene 33 gemessene.Höhe h des Kragens 32. Im Rahmen der Erfindung wird vorzugsweise auch der Fall mit eingeschlossen, daß h ungefähr gleich 1 ist. Es liegt jedoch auch noch im Rahmen der Erfindung, daß h kleiner als 1 ist und insoweit einen üblichen Kragen bekannter Art bei einem Rohrboden beschreibt.

Bei dem Wulst 35 soll demgegenüber die entsprechende Ansatzlänge L an der Fläche 36 möglichst immer deutlich größer als die entsprechende Höhe H gegenüber der Fläche 36 sein, wenn auch hier Grenzfälle von H ungefähr gleich 1,_λ eventuell gar der·Grenzfall H größer als 1, als verschlechterte Ausführungsformen mit im Rahmen der Erfindung eingeschlossen betrachtet sein sollen.

Vorzugsweise ist H ferner gleich h, wenn auch hier andere Maße möglich und gegebenenfalls sogar vorteilhaft sein können, um z.B. den unterschiedlichen Gestalten von beidseitigen Wülsten oder Wülsten und Kragen Rechnung zu tragen.

Es wurde bisher stillschweigend vorausgesetzt, daß die Durchbrechungen Durchmesser d1 bzw. d2 bzw. d3 haben, also mindestens im wesentlichen zylindrisch sind. Die Erfindung läßt sich jedoch sinngemäß auch so abwandeln, daß die Durchbrechungen andere Konfigurationen, z.B. eine annähernd elliptische Konfiguration, in Anpassung an einen entsprechenden Außenquerschnitt eines eingesetzten Wärmetauschrohres haben. Dann sind die Maße d1 bis d3 sinngemäß nicht als Durchmesser, sondern als Innenmaße in einer

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bestimmten Richtung zu verstehen, wobei diese Innenmaße in anderer als der dargestellten Richtung wechseln können. Vorzugsweise wird jedoch auch dann die Querschnittsform der Kragen und Wülste oder beidseitiger Wülste zweckmäßig ganz oder im wesentlichen rings um die Durchbrechung beibehalten.

Es ist zweckmäßig, aber in manchen Fällen entbehrlich, den gemäß Abb. 4 gewonnenen Rohrboden in einer vierten Station noch zu kalibrieren. Dabei kann im wesentlichen eine Vorrichtung benutzt werden, welche den dargestellten Elementen der der Abb. 9 entspricht. In diesem Falle tritt allerdings an die Stelle der Kaltfließpatrizen und -matrizen 21 und 22 jeweils nur eine entsprechende Haltepatrize bzw. -matrize, und der zum Aufweiten und Stützen dienende Dorn· 26 wird durch einen Kalibrierdorn ersetzt. Abb. 5 zeigt einen entsprechenden kalibrierten Rohrboden 40, der bis auf die zeichnerisch nicht erfaßbaren Änderungen der von , Feinmaßen im Rahmen einer Kalibrierung mit dem der Abb. 4 identisch ist und daher nicht nochmals gesondert beschrieben werden muß. Dementsprechend ist auch in etwas grober Vereinfachung in Abb. 5 dasselbe Durchmessermaß d3 eingezeichnet.

Schließlich kann man fakultativ noch in einer weiteren Station gemäß Abb. 1o zusätzlich in dem Rohrboden 30 oder 40 am Kragen und/oder an der Wulst einen Dichtwulst herausdrücken. Hier sei die Möglichkeit der Herausdrückung von Dichtwülsten sowohl im Kragen als auch in der Wulst beschrieben. Der gewonnene Rohrboden 50 mit einem Dichtwulst 51 an der Innenseite des Wulstes 35 und einem Dichtwulst 52 an der Innenseite des Kragens 32 ist in Abb. 6 dargestellt. Der Dichtv/ulst wird dadurch gewonnen, daß

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durch Drücken Material von der Innenkante des Wulstes oder des Kragens an der Innenseite der Durchbrechung 31 jeweils nach innen 'gedrückt wird und dann aus der unverändert bleibenden Innenfläche, 52 der Durchbrechung 31 nach innen hervortritt. Durch das Drücken entsteht dann jeweils mündungsseitig ein etwa rechteckiger Absatz oberhalb des Wulstes 51 oder 52, der seinerseits mit Rundung in die Innenwand 52 der Durchbrechung 31 übergeht und somit etwa die Form eines Viertelkreissegmentes hat.

Für den Drückvorgang sind in dieser weiteren, in der Folge des Ausführungsbeispiels fünften Station wiederum eine auf- und abbewegbare Patrize 41 und eine stationäre Matrize 42 mit fluchtender durchgehender Bohrung 45 vorgesehen, wobei die dem Rohrboden 30 oder 40 zugewandte Fläche wiederum analog Abb. 9 ausgebildet ist, jedoch wiederum nur Haltefunktionen ausübt (vgl. die oben beschriebene Kalibrierung).

In der Bohrung 45 ist ein erster Drückstempel 43 innerhalb der Patrize 41 und ein zweiter Drückstempel 44 innerhalb der Matrize 42 vertikal hin- und herverschiebbar. Die Drückstempel und 44 haben dabei die zum Ausbilden der Wülste 51 und 52 dienenden komplementären stirnseitigen Profile 47 bzw. 48.

Die Maße h und H sind übrigens kleiner als die Stärke D des übrigen Rohrbodens 30 bzw. 40 bzw. 50 bemessen.

Die innere Begrenzungsfläche der Durchbrechung 31 ist in Analogie zu Abb. 6 auch in den Abb. 4 und 5 mit 52 bezeichnet.

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Für den Fall, daß anstelle der Kragen auf beiden Seiten des Rohrbodens Wülste ausgebildet werden, kann man entweder die Vorrichtung" der Abb. 9 durch geänderte Profilierung insbesondere der Matrize 22 ändern oder noch einen weiteren Verfahrensschritt in einer Zwischenstation vorsehen.

Um eine dichte Metall-an-Metall-Verbindung eines in eine Durchbrechung eingesetzten Wärmetauschrohres mit dem Rohrboden zu erhalten, ist schon seit langem ein Aufwalzen des Rohres bekannt (vgl. z.B. DE-PS 385 479). Neuerdings verwendet man entweder Aufweitfluide oder mechanische Aufweitdorne.

Der Rohrboden ist hier der Einfachheit halber als ebene Platte beschrieben worden. Er kann jedoch auch in bekannter Weise geformt, z.B. als Halbschale gestaltet sein, um ihn z.B. mit einer weiteren Halbschale zu einem Wasserkasten zu ergänzen.

Die Rohrboden können z.B. in Anpassung an das Material der Wärmetauschrohre aus gleichem oder ähnlichem Material bestehen, was insbesondere bei Metall-an-Metall-Verbindung von Bedeutung sein kann, z.B. aus Aluminium, Kupfer oder Aluminium- oder Kupferlegierungen. Es kommen aber auch andere Metalle in Frage, da der Rohrboden in erster Linie Halteaufgaben erfüllt und nicht selbst wärmeleitend sein muß. Gegebenenfalls kommen sogar im Rahmen der Äquivalenz Austauschstoffe von Metallen in Frage.

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Claims

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Ansprüche

Rohrboden aus Metall mit einer Vielzahl von zur Aufnahme von Wärmetauschrohren dienenden Durchbrechungen, deren Mündungen als Verformungen des Rohrbodens beidseitig aus dem übrigen Rohrboden vorstehen und insbesondere jeweils an einer Seite des Rohrbodens als Kragen ausgebildet sind, dadurch g e k e η η *- zeichnet , daß die Mündungen der Durchbrechungen (31) jeweils an mindestens einer Seite des Rohrbodens (30;40;50) als Wülste (35) ausgebildet sind.
2. Rohrboden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen der Durchbrechungen (31) aus kaltverformtem Material des Rohrbodens (30;40;50) bestehen.
3. Rohrboden nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Rohrbodenmaterials zwischen Wülsten (35) und gegebenenfalls den Kragen (32) ca. 2,0 mm oder weniger beträgt, vorzugsweise von 0/75 bis 1,75 mm, zweckmäßig bei 1,25 mm liegt.
4. Rohrboden nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf mindestens einer Seite des Rohrbodens (30;

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40;50) nur Wülste (35) angeordnet sind.
5. .. Rohrboden nach einem der Ansprüche 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet, daß an derselben Seite des Rohrbodens Kragen (32) und Wülste (35) miteinander abwechseln.
6. Rohrboden nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragen (32) und Wülste (35) um dasselbe Maß (h=H) aus dem übrigen Rohrboden (30;40;50) vorstehen.
7. Rohrboden nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragen (32) und/oder Wülste (35) um weniger als die Stärke (D) des übrigen Rohrbodens (30;40;50) aus diesem vorstehen.
8. Rohrboden nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ubergangsradius (R1) des Rohrbodens (30; 40;50) in die Mantelfläche (34) des Kragens (32) größer oder gleich dem Ubergangsradius (R3) des Wulstes (35) in die Begrenzungsfläche (52) der Durchbrechung (31) ist.
9. Rohrboden nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsradien (R1 _#R3) einerseits des Rohrbodens (30;40;50) in die Mantelfläche (34) des Kragens (32) und andererseits des Wulstes (35) in die Begrenzungsfläche (52) der Durchbrechung (31) beide kleiner als die Stärke (D) des übrigen. Rohrbodens sind.

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10. Rohrboden nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem mündungsseitigen Bereich der Begrenzungsflächen (52) der Durchbrechungen (31) ein Dichtwulst (51;52) ausgeformt ist.
11. Anwendung eines Rohrbodens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 bei Wärmetauschern für Heizung von Kraftfahrzeugen.
12. Anwendung eines Rohrbodens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 bei Kühlern von Verbrennungsmotoren.
13. Verwendung eines Rohrbodens nach einem der Ansprüche bis 10, gegebenenfalls in der Anwendung nach Anspruch 11 oder 12, zur flüssigkeitsdichten unmittelbaren Metall-an-Metall-Verbindung zwischen den Begrenzungsflächen der Durchbrechungen des Rohrbodens und den Mantelflächen der in diesem Bereich aufgeweiteten Wärmetauschrohre.
14. Verfahren zum Herstellen eines Rohrbodens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durch Lochen eines zum Rohrboden zu formenden Bleches an den mit den Wärmetausehrohren zu verbindenden Stellen mit Lochdurchmesser, die kleiner als die Außendurchmesser der in die Durchbrechungen des Rohrbodens einzusetzenden Wärmetauschrohre sind. Formen von einseitig vom Blech vorspringenden Kragen aus dem Material der Lochränder mit gegenüber den Löchern vergrößerten, aber gegenüber den Außendurchmessern der Wärmetauschrohre noch kleineren Innendurchmessern in ihre Endform am Rohrboden, und Weiterverformen der Kragen in ihre Endform am Rohrboden unter weiterer Aufweitung der Kragen, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Weiterverformen der Kragen

auf der diesen jeweils abgewandten Seite des Blechs aus dem Material des Lochrandes jeweils ein Wulst durch Kaltfließpressen hergestellt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Durchbrechungen des Rohrbodens anschließend kalibriert wird.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15 zur Herstellung eines Rohrbodens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtwulst oder die Dichtwülste in einem letzten Arbeitsschritt aus dem jeweiligen Kragen und/oder der jeweiligen Wulst herausgedrückt werden.
17. Vorrichtung zum Kaltfließformen der mit einseitigen Kragen versehenen Rohrbodenrohlinge in die Endform zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch eine kragenformende Matrize (22), eine wulstformende Patrize (21) und einen durch die Durchbrechung des Rohrbodens greifenden Aufweit- und Stützdorn (26).
18. Vorrichtung nach Anspruch 17 zum Ausführen des Verfahrens nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine kragenhaltende Matrize (42), eine wulsthaltende Patrize (41) und einen von einer Seite oder zwei von beiden Seiten in die Durchbrechung einführbare(n) Drückstempel (43;44),

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