EP1300645A2 - Verfahren zur Herstellung einer Flachrohranschlussstruktur für einen Wärmeübertrager - Google Patents

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EP1300645A2
EP1300645A2 EP02018750A EP02018750A EP1300645A2 EP 1300645 A2 EP1300645 A2 EP 1300645A2 EP 02018750 A EP02018750 A EP 02018750A EP 02018750 A EP02018750 A EP 02018750A EP 1300645 A2 EP1300645 A2 EP 1300645A2
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EP
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flat
flat tube
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arc
bend
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EP02018750A
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Martin Dipl.-Ing. Kotsch
Hans-Joachim Dipl.-Ing. Krauss
Hagen Dipl.-Ing. Mittelstrass
Karl-Heinz Dipl.-Ing. Staffa
Christoph Dipl.-Ing. Walter
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Mahle Behr GmbH and Co KG
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Behr GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Behr GmbH and Co KG filed Critical Behr GmbH and Co KG
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Publication of EP1300645A3 publication Critical patent/EP1300645A3/de
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    • F28D2021/0073Gas coolers

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a flat tube connection structure with a terminal compartment component and at least two flat tube parts, which in the terminal compartment component with each other flat side adjacent end portions open, for a heat exchanger.
  • Heat exchanger with such a flat pipe connection structure for example, as an evaporator and condensers / gas cooler in Vehicle air conditioners used with carbon dioxide or another Refrigerants work, the heat exchanger typically a tube block of several straight flat tubes or one or more serpentine flat tubes.
  • the serpentine flat tubes open into a cross-divided one Sammelrohr consensus, one half of which as a distributor for feeding the Refrigerant in a part of the channels of each flat tube and the other Half acts as a collector, in which the other channels of each flat tube lead.
  • the refrigerant in Block depth direction from one to the other channels of each Flat tube deflected be the two serpentine flat tubes as prefabricated separate components, each with a straight Flachrohrendteil flat side together and with the abutting ends in the collection or Umlenkrohr Suite inserted and sealed.
  • the invention is a technical problem to provide a method underlying, with the flat pipe connection structures of said Art, in which at least two flat tube parts with flat side adjacent End sections lead into a terminal compartment component, with Relatively low cost process reliable and reliable fluid-tight let produce.
  • the invention solves this problem by providing a manufacturing method with the features of claim 1.
  • this Procedures are the two opening into the terminal compartment component Flat tube pieces from a flat tube blank bent at least once manufactured, wherein transversely over the outer radius of the at least one Arc of the flat tube blank introduced a predetermined tear line and then a forming process is performed, wherein the Arc is compressed, causing the flat tube at the arc outer radius Bursting along the tear line, leaving openings for the one or more channels of the single or multi-channel flat tube blank emerge.
  • the terminal compartment component is fluid-tight over the compressed and torn at the outer radius Bow applied.
  • they join the bow two flat pipe sections with the two flat side adjacent Bog parts as end portions in the terminal compartment component.
  • Words arise in this way from every flow channel of the Flat tube blanks two channels, over the associated torn Mouth opening fluidly parallel in one of the terminal compartment part open terminal space.
  • a terminal compartment component a collection tube that uses a common, preferably continuous over the entire collection tube length Longitudinal slot for inserting several adjacent pairs of adjacent flat tube part end portions, which the construction and assembly of the flat tube connection structure and one of these using, entire heat exchanger flat tube block further eased.
  • a collecting pipe with common Longitudinal slot for the inserted flat tube pieces easier to finished as a manifold, each with a slot for each flat tube part.
  • no so exact manufacturing tolerances are met as in the case of individual Insertion slots for each two with flat side adjacent end portions configuredsteckenden flat tube parts.
  • solder material inserted into the inner arc area e.g. in the form of a solder sheet or a solder foil.
  • the solder material becomes during the forming process by the compression of the bow fixed by the arch parts and then stands in this area for Dichtlöten during a subsequent soldering process.
  • a development of the invention according to claim 6 has the advantage that during the process step for introducing the predetermined tear line simultaneously and thus introduced without significant additional effort Lot bathstopprillen be with which a flow of solder out of the area Joint can be stopped or at least reduced.
  • Figs. 1 to 6 is an example of a method for producing a Flat tube connection structure in successive process steps illustrates how they are used in particular for heat exchangers of vehicle air conditioning is usable with carbon dioxide or another Refrigerants work.
  • Fig. 1 illustrates an initial process step in which a bent over Flat tube blank 1 provided with at least one sheet 2 becomes.
  • This may be a serpentine flat tube blank with several sheets or even just around a U-shaped flat tube blank act with a single sheet, in Fig. 1 for clarity half of the flat tube blank 1 only one arc and the two subsequent, rectilinear flat tube sections 1a, 1b shown explicitly are.
  • Fig. 1 in the outer radius of the arc 2 in the middle a extending over the entire flat tube width, transverse tear line by means of a mandrel 3 or a needle brought in.
  • Fig. 2 shows in the plan view of the sheet 2 through the Scoring the outer edge generated tear line 4.
  • Fig. 3 illustrates the movement of the thus processed flat tube blank 1 in a forming tool, of which schematically only two here interesting pressing jaws 5, 6 are shown.
  • the flat tube blank 1 is inserted so far into the pressing tool that only his bow 2 with the outside crack line 4 between the pressing jaws 5, 6 is located.
  • the two adjoining the arch 2, rectilinear Flat pipe sections 1a, 1b are interposed by an Spacer block 7 supported and kept at a distance. In the area the sheet inside a solder sheet 8 is inserted. Then that will be Press tool activated, i. the two pressing jaws 5, 6 move towards each other, as indicated by appropriate arrows.
  • the Flanks are essentially in front of the flat tube thickness, so on the one hand, they do not obstruct the forming process and, on the other hand each side flanks of both pressing jaws 5, 6 in the in Fig. 4 end position of the pressing tool abut against each other and prevent the lateral pushing out of pipe material.
  • this realizes a calibration process that works together takes place with the forming process or adjoins this and with which the Flachrohrendabête 2 a, 2 b in width and height be calibrated.
  • the part of the formed flat tube blank shown in FIGS. 4 and 5 thus includes two multi-channel flat tube parts 10, 11, respectively a straight flat tube section 1a, 1b and the associated, straight bent Bow half 2a, 2b include and over the untapped Bogeninnenradius are integrally connected together.
  • the manifold 14 has a visible from Fig. 6 Q-shaped Cross section, i. the limiting the continuous longitudinal slot Longitudinal edges 15, 16 are slightly widened away from each other and thus facilitate the sliding of the manifold 14 and the insertion the respective Flachrohrendabitess 2a, 2b.
  • the collecting pipe 14 with these slot-limiting longitudinal edges 15, 16 against the shoulder portion 12, 13 of the formed flat tube to the plant comes automatically, the insertion depth of the two in one piece connected flat tube parts 10, 11 containing flat tube limited. Over an associated mouth opening are thus ever a flow channel each of the two multi-channel flat tube parts 10, 11 with a from the manifold 14 defined collecting space 17 in fluid communication.
  • the flat-tube connection structure according to the invention according to FIG. 6 can be used, for example, for the aforementioned serpentine-type heat exchanger which is used as an evaporator in CO 2 vehicle air conditioners and has a refrigerant deflection in the block depth direction, one or more of serpentine flat tubes being divided into a cross-divided collection tube piece and / or or open into an undivided Umlenkrohr Gi. Both the connection to the transversely divided manifold and the connection to the or the Umlenkrohr spicye can be realized by the present, flat-tube connection structure according to the invention.
  • the collection tube 14 according to FIG. 6 can be used with the modification that it is provided with a corresponding transverse dividing wall.
  • the Umlenkrohr harmonye the undivided manifold 14 shown in FIG. 6 is used.
  • modified flat-tube connection structures according to the invention can be produced.
  • the sheet halves then still have a certain distance from each other.
  • any number can be used as required of inventively formed by pipe bend forming pairs of flat tube parts juxtaposed in the common, preferably continuous collector tube longitudinal slot be inserted can.
  • several pairs of flat tube parts in each one own inserted by several insertion slots, from each other spaced are introduced into a corresponding manifold.
  • any other conventional terminal compartment component can be used, e.g. a junction box.
  • the inventive method has the advantage that Pairs of flat tube parts, with flat side adjacent end portions be inserted into a terminal compartment component, from a single Flat tube blank can be made and one piece with each other stay connected, with their flow channels in the bow area be opened without cutting by external tearing.
  • the related Flat tube parts, the parts of a straight flat tube or a serpentine flat pipe are in construction a flat tube block for an associated heat exchanger comparatively easy to handle, and the insertion depth into the terminal compartment component can be limited automatically. Because of the engagement The inventive method is thus the creation of a cost-effective and production-safe execution of the refrigerant charge and exhausting a heat exchanger, e.g.
  • serpentine heat exchanger this can be done using a single continuous Flachrohrserpentine be built, but he can also consist of several serpentine segments, all the way to in the case that the respective segment only out of the two by an arc connected, straight sections of a U-shaped flat tube blank consists.

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Abstract

2.1. Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Flachrohranschlussstruktur mit einem Anschlussraumbauteil (14) und mindestens zwei darin mit einander flachseitig benachbarten Endabschnitten (2a, 2b) mündenden Flachrohrteilen (10, 11) für einen Wärmeübertrager. 2.2. Erfindungsgemäß wird dazu ein Flachrohr mit wenigstens einem Bogen bereitgestellt, über dessen Außenradius hinweg quer eine Sollrisslinie eingebracht wird. In einem anschließenden Umformvorgang wird der Bogen zusammengedrückt, wodurch das Flachrohr am Bogenaußenradius aufreist. Auf den zusammengedrückten und aufgerissenen Bogen wird das Anschlussraumbauteil fluiddicht aufgebracht. 2.3. Verwendung z.B. bei der Fertigung von Verdampfern in Flachrohr-Serpentinenbauweise für CO 2 -Fahrzeugklimaanlagen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Flachrohranschlussstruktur mit einem Anschlussraumbauteil und mindestens zwei Flachrohrteilen, die in das Anschlussraumbauteil mit einander flachseitig benachbarten Endabschnitten münden, für einen Wärmeübertrager.
Wärmeübertrager mit einer derartigen Flachrohranschlussstruktur werden beispielsweise als Verdampfer sowie Kondensatoren/Gaskühler in Fahrzeug-Klimaanlagen eingesetzt, die mit Kohlendioxid oder einem anderen Kältemittel arbeiten, wobei der Wärmeübertrager typischerweise einen Rohrblock aus mehreren geradlinigen Flachrohren oder aus einem oder mehreren serpentinenförmigen Flachrohren aufweist.
In den älteren deutschen Patentanmeldungen 100 49 256.8 und 101 05 201.2 sind verschiedene Wärmeübertrager insbesondere in Serpentinenbauweise mit Flachrohranschlussstrukturen der eingangs genannten Art beschrieben, bei den zwei Serpentinen-Flachrohre mit flachseitig gegeneinander anliegenden Enden in ein jeweiliges Sammelrohr münden, um ein Kältemittel parallel in die Flachrohre hinein und aus den Flachrohren heraus zu leiten. Des weiteren sind dort Beispiele von Serpentinen-Wärmeübertragerblöcken gezeigt, bei denen je zwei benachbarte Mehrkanal-Serpentinenflachrohre mit flachseitig gegeneinander anliegenden Endabschnitten in ein Umlenkrohrstück münden. Mit ihrem anderen Ende münden die Serpentinenflachrohre in ein quergeteiltes Sammelrohrstück, dessen eine Hälfte als Verteiler zur Einspeisung des Kältemittels in einen Teil der Kanäle jedes Flachrohrs und dessen andere Hälfte als Sammler fungiert, in den die anderen Kanäle jedes Flachrohrs münden. In den Umlenkrohrstücken wird daher das Kältemittel in Blocktiefenrichtung von den einen in die anderen Kanäle des jeweiligen Flachrohrs umgelenkt. Zur Herstellung dieser Strukturen zum Anschluss je zweier benachbarter Serpentinen-Flachrohre an ein Sammelrohrstück oder Umlenkrohrstück werden die beiden Serpentinen-Flachrohre als separate Bauteile vorgefertigt, mit je einem geradlinigen Flachrohrendteil flachseitig aneinandergelegt und mit den aneinandergelegten Enden in das Sammel- bzw. Umlenkrohrstück eingefügt und dichtgelötet.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens zugrunde, mit dem sich Flachrohranschlussstrukturen der besagten Art, bei der mindestens zwei Flachrohrteile mit flachseitig benachbarten Endabschnitten in ein Anschlussraumbauteil münden, mit vergleichsweise geringem Aufwand prozesssicher und zuverlässig fluiddicht herstellen lassen.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei diesem Verfahren werden die in das Anschlussraumbauteil mündenden beiden Flachrohrstücke aus einem mindestens einmal umgebogenen Flachrohrrohling gefertigt, wobei quer über den Außenradius des wenigstens einen Bogens des Flachrohrrohlings hinweg eine Sollrisslinie eingebracht und anschließend ein Umformvorgang durchgeführt wird, bei dem der Bogen zusammengedrückt wird, wodurch das Flachrohr am Bogenaußenradius entlang der Sollrisslinie aufreisst, so dass Mündungsöffnungen für den oder die Kanäle des ein- oder mehrkanaligen Flachrohrrohlings entstehen.Anschließend wird das Anschlussraumbauteil fluiddicht über den zusammengedrückten und am Außenradius aufgerissenen Bogen aufgebracht. Somit münden die sich an den Bogen anschließenden beiden Flachrohrabschnitte mit den beiden flachseitig benachbarten Bogenteilen als Endabschnitte in das Anschlussraumbauteil. Mit anderen Worten entstehen auf diese Weise aus jedem Strömungskanal des Flachrohrrohlings zwei Kanäle, die über die zugehörige aufgerissene Mündungsöffnung strömungstechnisch parallel in einen vom Anschlussraumteil definierten Anschlussraum münden.
Da die beiden über den zusammengedrückten und außenseitig aufgerissenen Bogen in das Anschlussraumbeil mündenden Flachrohrteile bogeninnenseitig einstückig miteinander in Verbindung bleiben, ist die Handhabung beim Aufbauen und Zusammenfügen dieser Flachrohranschlussstruktur im Vergleich zur Handhabung zweier separater Flachrohrteile vereinfacht. Ein weiterer Vorteil dieses Herstellungsverfahrens besteht darin, dass das Öffnen des Rohrbogens am Außenradius spanlos erfolgt, so dass keine unerwünschten Späne in den Kältemittelkreislauf gelangen können bzw. eine Entfernung von Spänen entfallen kann. Zudem stellt dieses Herstellungsverfahren sehr einfach eine Anschlagbegrenzung für die Einstecktiefe der in das Anschlussraumteil eingesteckten Flachrohrteile zur Verfügung, indem der sich verbreiternde Übergang vom zusammengedrückten Bogen zu den beiden anschließenden Flachrohrabschnitten als Anschlag für das aufgebrachte Anschlussraumteil verwendet werden kann, d.h. die Länge des zusammengedrückten Bogenbereichs wird kleiner gewählt als die Abmessung des Anschlussraumbauteils in der Flachrohreinsteckrichtung.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 werden die beiden Bogenhälften beim Umfangvorgang geradegebogen und zusammengedrückt, bis sie sich berührend aneinander liegen. Das direkte gegeneinander Anliegen der beiden Endabschnitte mit ihrem Flachseiten wirkt formstabilisierend und raumsparend, insbesondere minimiert diese Maßnahme die Breite bzw. Höhe des Einsteckschlitzes am Anschlussraumbauteil auf allenfalls geringfügig mehr als die doppelte Dicke bzw. Höhe des Flachrohrs.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 werden die an den Bogen anschließenden beiden Flachrohrabschnitte beim Umformvorgang durch ein zwischengefügtes Abstandselement auf Abstand gehalten. Dies ermöglicht beim Aufbau eines Flachrohrblocks in einfacher Weise die Einhaltung eines definierten Abstandes der im Block benachbarten, geradlinigen Flachrohrmittelabschnitte, die von entsprechenden Abschnitten geradliniger oder serpentinenförmiger Flachrohre gebildet sein können.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 wird als Anschlussraumbauteil ein Sammelrohr verwendet, das einen gemeinsamen, vorzugsweise über die gesamte Sammelrohrlänge durchgehenden Längsschlitz zum Einstecken mehrerer nebeneinanderliegender Paare von aneinanderliegenden Flachrohrteil-Endabschnitten aufweist, was das Aufbauen und Zusammenfügen der Flachrohranschlussstruktur und eines diese verwendenden, gesamten Wärmeübertrager-Flachrohrblocks weiter erleichtert. Zudem ist ein Sammelrohr mit gemeinsamem Längsschlitz für die darin einzufügenden Flachrohrstücke einfacher zu fertigen als ein Sammelrohr mit je einem Einsteckschlitz für jedes Flachrohrteil. Außerdem müssen bei Verwendung eines gemeinsamen und erst recht eines durchgehenden Sammelrohr-Längsschlitzes keine so genauen Fertigungstoleranzen eingehalten werden wie im Fall von einzelnen Einsteckschlitzen für je zwei mit flachseitig benachbarten Endabschnitten einzusteckenden Flachrohrteile.
In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 wird vor Durchführen des Umformvorgangs Lotmaterial in den Bogeninnenbereich eingelegt, z.B. in Form eines Lotblechs oder einer Lotfolie. Das Lotmaterial wird beim Umformvorgang durch das Zusammendrücken des Bogens von den Bogenteilen fixiert und steht dann in diesem Bereich zum Dichtlöten während eines anschließenden Lötvorgangs zur Verfügung.
Eine Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 6 hat den Vorteil, dass während des Prozessschrittes zum Einbringen der Sollrisslinie gleichzeitig und damit ohne signifikanten Mehraufwand Lotflussstopprillen eingebracht werden, mit denen ein Wegfließen von Lot aus dem Bereich der Fügestelle gestoppt oder jedenfalls vermindert werden kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1
eine ausschnittweise Seitenansicht eines umgebogenen Flachrohrrohlings während des Einbringens einer Sollrisslinie am Bogenaußenradius,
Fig. 2
eine Draufsicht auf den Flachrohrbogen entlang des Pfeils II von Fig. 1,
Fig. 3
eine schematische Seitenansicht des Flachrohrrohlings nach Einbringen der Sollrisslinie und Verbringen in ein Umformwerkzeug,
Fig. 4
die Ansicht von Fig. 3 nach Durchführung des Umformvorgangs,
Fig. 5
eine Draufsicht auf den Flachrohrbogen entsprechend Fig. 2, jedoch nach beendetem Umformvorgang und
Fig. 6
eine Seitenansicht der durch Aufbringen eines Sammelrohrs auf den umgeformten Flachrohrbogen fertiggestellten Flachrohranschlussstruktur.
In den Fig. 1 bis 6 ist ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Flachrohranschlussstruktur in aufeinanderfolgenden Prozessschritten veranschaulicht, wie sie insbesondere für Wärmeübertrager von Fahrzeug-Klimaanlagen verwendbar ist, die mit Kohlendioxid oder einem anderen Kältemittel arbeiten.
Fig. 1 illustriert einen anfänglichen Verfahrensschritt, bei dem ein umgebogener Flachrohrrohling 1 mit wenigstens einem Bogen 2 bereitgestellt wird. Hierbei kann es sich um einen Serpentinen-Flachrohrrohling mit mehreren Bögen oder auch nur um einen U-förmigen Flachrohrrohling mit einem einzigen Bogen handeln, wobei in Fig. 1 der Übersichtlichkeit halber von dem Flachrohrrohling 1 nur ein Bogen und die beiden anschließenden, geradlinigen Flachrohrabschnitte 1a, 1b explizit gezeigt sind. Wie in Fig. 1 weiter angedeutet, wird in den Außenradius des Bogens 2 mittig eine sich über die gesamte Flachrohrbreite erstreckende, quer verlaufende Sollrisslinie mittels eines Dorns 3 oder einer Nadel eingebracht. Fig. 2 zeigt in der Draufsicht auf den Bogen 2 die durch das Anritzen bogenaußenseitig erzeugte Sollrisslinie 4.
Fig. 3 veranschaulicht das Verbringen des so bearbeiteten Flachrohrrohlings 1 in ein Umformwerkzeug, von dem schematisch lediglich zwei hier interessierende Pressbacken 5, 6 wiedergegeben sind. Der Flachrohrrohling 1 wird so weit in das Presswerkzeug eingebracht, dass sich nur sein Bogen 2 mit der außenseitigen Sollrisslinie 4 zwischen den Pressbacken 5, 6 befindet. Die beiden an den Bogen 2 anschließenden, geradlinigen Flachrohrabschnitte 1a, 1b werden durch einen zwischengefügten Abstandsblock 7 abgestützt und auf Abstand gehalten. In den Bereich der Bogeninnenseite wird ein Lotblech 8 eingelegt. Dann wird das Presswerkzeug aktiviert, d.h. die beiden Pressbacken 5, 6 bewegen sich aufeinander zu, wie mit entsprechenden Pfeilen angedeutet.
Dieser Pressvorgang wird beendet, wenn die beiden Hälften 2a, 2b des Bogens 2 durch die Wirkung der Pressbacken 5, 6 geradegebogen sind und mit ihren Flachseiten gegeneinander anliegen, wobei sie das eingebrachte Lotblech 8 zwischen sich fixiert halten. Fig. 4 veranschaulicht diese Situation am Ende des Pressvorgangs.
Durch diesen Umformvorgang reisst das Flachrohr 1 am Bogenaußenradius während des Zusammendrückens des Bogens 2 entlang der zuvor eingebrachten Sollrisslinie 4 auf. Dies hat zur Folge, dass dort jeder Strömungskanal des Flachrohrrohlings 1 unter Bildung einer entsprechenden Mündungsöffnung nach außen aufbricht. In der Draufsicht von Fig. 5 auf den umgeformten Flachrohrbogenbereich sind die zu in diesem Beispiel acht Strömungskanälen gehörigen acht Mündungsöffnungen 9 zu erkennen.
Beim Umformen kann es zu einem seitlichen Hinausdrücken von Rohrmaterial unter Bildung je eines Wulstes oberhalb und unterhalb der Ebene der Sollrisslinie 4 auf den beiden Seiten der geradegebogenen Flachrohrhälften 2a, 2b kommen. Wenn dies stört, z.B. weil mehrere Flachrohre eng aneinanderliegend in einen durchgehenden Längsschlitz eines Sammelrohrs eingefügt werden sollen, kann diese seitliche Wulstbildung dadurch unterdrückt werden, dass seitliche Flanken an jedem der beiden Pressbacken 5, 6 mit einem im wesentlichen der Flachrohrbreite entsprechenden Abstand vorgesehen werden, die ein seitliches Ausweichen von Rohrmaterial beim Umformvorgang unterbinden. Die Flanken stehen dabei im wesentlichen um die Flachrohrdicke vor, so dass sie einerseits den Umformvorgang nicht behindern und andererseits die jeweils seitengleichen Flanken beider Pressbacken 5, 6 in der in Fig. 4 gezeigten Endstellung des Presswerkzeugs gegeneinander anliegen und das seitliche Hinausdrücken von Rohrmaterial verhindern. Mit anderen Worten wird dadurch ein Kalibriervorgang realisiert, der gemeinsam mit dem Umformvorgang erfolgt oder sich an diesen anschließt und mit dem die Flachrohrendabschnitte 2a, 2b breiten- und höhenmäßig kalibriert werden.
Der in den Fig. 4 und 5 gezeigte Teil des umgeformten Flachrohrrohlings beinhaltet folglich zwei mehrkanalige Flachrohrteile 10, 11, die jeweils einen geradlinigen Flachrohrabschnitt 1a, 1b und die zugehörige, geradegebogene Bogenhälfte 2a, 2b beinhalten und über den nicht aufgerissenen Bogeninnenradius einstückig miteinander verbunden sind. Dabei bilden die beiden Übergangsbereiche 12, 13 zwischen dem jeweiligen Endabschnitt 2a, 2b und dem jeweiligen Mittelabschnitt 1a, 1b einen Schulterbereich, dessen Außenabmessung senkrecht zur Flachrohrebene von der doppelten Flachrohrdicke im Endabschnittbereich um die Höhe des Abstandsblocks 7 im Mittelabschnittbereich zunimmt, wobei die Höhe des Abstandsblocks 7 den bleibenden Abstand der Flachrohrmittelabschnitte 1a, 1b für einen späteren Einbau der Flachrohrteile 10, 11 in einen Wärmeübertrager-Flachrohrblock definiert und dementsprechend gewählt wird.
Nach beendetem Umformvorgang werden die Pressbacken 5, 6 gelöst, das umgeformte Flachrohr wird entnommen, und der Abstandsblock 7 wird entfernt. Dann wird auf den umgeformten Endabschnitt mit den beiden geradegebogenen Bogenhälften 2a, 2b ein einschlitziges Sammelrohr 14 aufgeschoben. Anschließend wird die dergestalt vorgefertigte Flachrohranschlussstruktur durch einen herkömmlichen Lötvorgang dichtgelötet, vorzugsweise in einem gemeinsamen Lötvorgang, bei dem auch die übrigen Lötverbindungen eines Wärmeübertrager-Flachrohrblockaufbaus hergestellt werden, in welchem die Anschlussstruktur verwendet wird.
Das zwischen den geradegebogenen Bogenhälften 2a, 2b fixierte Lotblech 8 dient zur Lotversorgung beim Dichtlöten. Um einen Lotfluss von der Fügestelle weg während des Lötvorgangs zu vermeiden bzw. zu vermindern, werden optional entsprechende Lötflussstopprillen 18 vorgesehen, die bevorzugt ohne größeren Mehraufwand in den Rohrbogenbereich oder den angrenzenden Teil der geradlinigen Rohrmittelabschnitte 1a, 1b während des Verfahrensschrittes eingebracht werden können, in welchem durch den Ritzdorn 3 bzw. die Ritznadel die Sollrisslinie 4 eingebracht wird. Im gezeigten Beispiel werden je drei Lötflussstopprillen 18 außen- und innenseitig durch ein entsprechendes Ritzwerkzeug 19, siehe Fig. 1, in einen Rohrbereich eingebracht, der sich im fertigen Rohrblock zwischen den geradegebogenen Bogenhälften 2a, 2b einerseits und einer Wellrippe andererseits befindet, die jeweils zwischen die Flachrohrmittelabschnitte eingefügt ist.
Bevorzugt besitzt das Sammelrohr 14 einen aus Fig. 6 ersichtlichen Q-förmigen Querschnitt, d.h. die den durchgehenden Längsschlitz begrenzenden Längskanten 15, 16 sind voneinander weg etwas aufgeweitet und erleichtern so das Aufschieben des Sammelrohrs 14 bzw. das Einfügen des jeweiligen Flachrohrendabschnitts 2a, 2b. Indem das Sammelrohr 14 mit diesen schlitzbegrenzenden Längskanten 15, 16 gegen den Schulterbereich 12, 13 des umgeformten Flachrohrs zur Anlage kommt, wird automatisch die Einstecktiefe des die beiden einstückig verbundenen Flachrohrteile 10, 11 beinhaltenden Flachrohrs begrenzt. Über eine zugehörige Mündungsöffnung stehen somit je ein Strömungskanal jedes der beiden mehrkanaligen Flachrohrteile 10, 11 mit einem vom Sammelrohr 14 definierten Sammelraum 17 in Fluidverbindung.
Die erfindungsgemäß hergestellte Flachrohranschlussstruktur gemäß Fig. 6 ist beispielsweise für den eingangs erwähnten Wärmeübertrager vom Serpentinentyp verwendbar, der als Verdampfer in CO2-Fahrzeugklimaanlagen zum Einsatz kommt und eine Kältemittelumlenkung in der Blocktiefenrichtung aufweist, wobei ein oder mehrere von Serpentinenflachrohre in ein quergeteiltes Sammelrohrstück und/oder in ein ungeteiltes Umlenkrohrstück münden. Sowohl der Anschluss an das quergeteilte Sammelrohr als auch der Anschluss an das oder die Umlenkrohrstücke ist durch die vorliegende, erfindungsgemäße Flachrohranschlussstruktur realisierbar. Für das quergeteilte Sammelrohrstück ist das Sammelrohr 14 gemäß Fig. 6 mit der Modifikation verwendbar, dass es mit einer entsprechenden Quertrennwand versehen ist. Für die Umlenkrohrstücke ist das ungeteilte Sammelrohr 14 gemäß Fig. 6 verwendbar.
Es versteht sich, dass außer dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel weitere, modifizierte Flachrohranschlussstrukturen erfindungsgemäß herstellbar sind. So kann in bestimmten Anwendungsfällen bereits ein weniger weitgehendes Zusammendrücken der Bogenhälften genügen, das zum bogenaußenseitigen Aufreißen des Flachrohrs und damit dem Öffnen des oder der Flachrohrkanäle führt, wobei die Bogenhälften dann noch einen gewissen Abstand voneinander haben. Weiter versteht sich, dass außer dem gezeigten achtkanaligen Flachrohr jedes andere herkömmliche, umgebogene Flachrohr mit nur einem Strömungskanal oder mit einer beliebigen anderen Anzahl von Strömungskanälen verwendbar ist. Des weiteren versteht sich, dass je nach Bedarf eine beliebige Anzahl von erfindungsgemäß durch Rohrbogenumformung gebildeten Paaren von Flachrohrteilen nebeneinanderliegend in den gemeinsamen, vorzugsweise durchgehenden Sammelrohr-Längsschlitz eingefügt sein können. Alternativ können mehrere Paare von Flachrohrteilen in je einen eigenen von mehreren Einsteckschlitzen eingefügt sein, die voneinander beabstandet in ein entsprechendes Sammelrohr eingebracht sind.
Selbstverständlich kann statt eines Sammelrohrs in entsprechenden Anwendungsfällen auch irgendein anderes herkömmliches Anschlussraumbauteil verwendet werden, z.B. ein Anschlusskasten.
In allen Fällen hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass Paare von Flachrohrteilen, die mit flachseitig benachbarten Endabschnitten in ein Anschlussraumbauteil einzufügen sind, aus einem einzigen Flachrohrrohling hergestellt werden können und einstückig miteinander in Verbindung bleiben, wobei ihre Strömungskanäle im Bogenbereich spanlos durch außenseitiges Aufreißen geöffnet werden. Die zusammenhängenden Flachrohrteile, die Teile eines geradlinigen Flachrohrs oder eines Serpentinenflachrohrs darstellen können, sind beim Aufbau eines Flachrohrblocks für einen zugehörigen Wärmeübertrager vergleichsweise einfach handhabbar, und die Einstecktiefe in das Anschlussraumbauteil lässt sich automatisch begrenzen. Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit die Schaffung einer kostengünstigen und fertigungssicheren Ausführung der Kältemittel-Beaufschlagung und -Absaugung eines Wärmeübertragers z.B. vom Serpentinentyp und bei Bedarf eine kostengünstige Ausführung einer Kältemittelumlenkung in der Rohrblocktiefenrichtung möglich. Der Serpentinen-Wärmeübertrager kann hierbei unter Verwendung einer einzigen durchgehenden Flachrohrserpentine aufgebaut werden, er kann jedoch auch aus mehreren Serpentinensegmenten bestehen, bis hin zu dem Fall, dass das jeweilige Segment nur aus den zwei durch einen Bogen verbundenen, geraden Abschnitten eines U-förmigen Flachrohrrohlings besteht.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Herstellung einer Flachrohranschlussstruktur mit einem Anschlussraumbauteil (14) und mindestens zwei darin mit einander flachseitig benachbarten Endabschnitten (2a, 2b) mündenden Flachrohrteilen (10, 11) für einen Wärmeübertrager,
    gekennzeichnet durch die Schritte:
    Bereitstellen eines Flachrohrs (1) mit wenigstens einem Bogen (2);
    Einbringen einer Sollrisslinie (4) quer über den Außenradius des Bogens hinweg;
    Durchführen eines Umformvorgangs, bei dem der Bogen zusammengedrückt wird und dadurch das Flachrohr am Bogenaußenradius entlang der Sollrisslinie aufreisst; und
    fluiddichtes Aufbringen des Anschlussraumteils (14) über den zusammengedrückten und am Außenradius aufgerissenen Bogen, so dass dessen beide Bogenteile (2a, 2b) die zwei flachseitig benachbarten, in das Anschlussraumbauteil mündenden Endabschnitte bilden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bogenteile (2a, 2b) beim Umformvorgang geradegebogen werden, bis sie sich berührend aneinander liegen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die an den Bogen anschließenden beiden Flachrohrabschnitte (1a, 1b) beim Umformvorgang durch ein zwischengefügtes Abstandselement (7) auf Abstand gehalten werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass über die geradegebogenen Bogenteile ein einschlitziges Sammelrohr (14) als Anschlussraumbauteil aufgeschoben wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass vor Durchführen des Umformvorgangs ein Lotmaterial (8) in den Bogeninnenbereich eingelegt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt des Einbringens der Sollrisslinie eine oder mehrere Lotflussstopprillen (18) eingebracht werden.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1459025B1 (de) * 2001-12-21 2010-03-17 Behr GmbH & Co. KG Vorrichtung zum austausch von wärme

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US5243842A (en) * 1988-07-14 1993-09-14 Showa Aluminum Kabushiki Kaisha Method of making a brazeable metal pipe having tube-insertion apertures formed with guide lugs

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