DE3938388A1 - Verfahren zur herstellung u-foermiger rohrboegen fuer einen waermetauscher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung U-förmiger Rohrbögen für einen Wärmetauscher, insbesondere als Verdampfer und/oder Kondensator einer Klimaanlage, der durch Lamellen hindurch geführte Rohrstücke aufweist, deren Enden über die U-förmigen Rohrbögen miteinander dicht verbunden sind, wobei die Enden der Rohre ggf. aufgeweitet die Rohrbogenenden aufnehmen und vorzugsweise im Tauchlötverfahren mit Ultraschall verlötet sind, wobei zur Entlüftung des Lötspalts am Außenumfang der Rohrbogenenden verteilt mehrere achsparallele Entlüftungskanäle vorgesehen sind.

Zur Herstellung der Rohrbogen wurde schon vorgeschlagen, in die Enden abgelängter Rohrbögen durch axiales Stoßen oder Schälen die Entlüftungkanäle herzustellen. Dies muß in einem besonderen Arbeitsgang erfolgen, der besondere Maschinen für die Bearbeitung der Rohrbögen erfordert. Die Handhabung ist insgesamt zeitaufwendig, umständlich und mit einem erheblichen Vorrichtungsaufwand verbunden. Durch das Stoßen oder Schälen entsteht ein Grat der dazu führen kann, daß beim Löten die Gase nicht ungehindert aus den Entlüftungskanälen entweichen können und sich dadurch Blasen im Lötspalt bilden. Der Aufbau eines Wärmetauschers der beschriebenen Art ist in der DE 29 52 736 C2 gezeigt.

In Vermeidung der geschilderten Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß eine dichte Verbindung der Rohrbogen mit den Enden der Rohre einfach, sicher und rationell mit geringem Aufwand ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß zumindest beim noch geraden Rohr durch mindestens ein auf einer Antriebswelle angeordnetes Sägblatt oder einen Fräser mindestens ein, vorzugsweise aber gleich zwei oder drei Entlüftungskanäle durch Änderung des Achsabstands zwischen dem geraden Rohr und der Antriebswelle und eine anschließende Relativverschiebung in Richtung der Rohrachse hergestellt werden, daß anschließend der Achsabstand wieder vergrößert wird und nach Herstellung der Entlüftungskanäle das Rohr zur U-Form gebogen und dann etwa in der Längsmitte der so hergestellten Entlüftungskanäle abgelängt wird.

Eine besonders einfache Herstellvorrichtung wird dadurch ermöglicht, daß zwei oder mehr Entlüftungskanäle zeitlich aufeinanderfolgend hergestellt werden und zwischen diesen Säge- und Fräsvorgängen das Rohr jeweils um einen bestimmten Winkel um die Rohrachse gedreht wird, wobei vorzugsweise der Winkel so gewählt wird, daß die Entlüftungskanäle gleichmäßig am Rohrumfang verteilt gesägt oder gefräst werden. Zweckmäßigerweise können jeweils mindestens Entlüftungskanäle gleichzeitig durch symmetrisch zum Rohr angeordnete Sägblätter oder Fräser hergestellt werden.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird besonders einfach, wenn eine Grundplatte vorgesehen ist, in der mindestens ein Rohr mindestens längsverschiebbar gehalten ist und auf der Antriebswelle mindestens ein Sägblatt oder ein Fräser angeordnet ist und ferner der Achsabstand Grundplatte mit Rohr - Antriebswelle durch eine Hubvorrichtung veränderbar ist, wobei das Rohr und die Grundplatte mit dem Rohr zur Antriebswelle in Richtung der Rohrachse verschiebbar angeordnet sind.

Eine wesentliche Verkürzung der Fertigungszeit kann dadurch erreicht werden, daß symmetrisch zum Rohr eine weitere Antriebswelle vorgesehen ist, auf der mindestens ein weiteres Sägblatt oder mindestens ein weiterer Fräser angeordnet ist, wobei auch der Abstand dieser weiteren Antriebswelle vom Rohr veränderbar ist.

Zur gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Rohre können besonders vorteilhaft auf der gemeinsamen Antriebswelle, jeweils einem Rohr zugeordnet, mehrere Sägblattpaare, Fräserpaare oder -gruppen vorgesehen sein und so gleichzeitig mehrere gerade Rohre mit mehreren Entlüftungskanälen versehen werden. Besonders vorteilhaft können dazu über und unter mehreren parallelen Rohren zwei gemeinsame Antriebswellen mit einer der Anzahl der Rohre entsprechenden Anzahl von Sägblattpaaren, Fräserpaaren oder -gruppen vorgesehen sein, wobei durch Änderung der Achsabstände der zwei gemeinsamen Antriebswellen und der Rohrachsen und eine axiale Relativverschiebung in Richtung der Rohrachsen die Entlüftungskanäle zweier Rohrbogenenden pro Rohr hergestellt werden und anschließend die Rohre um 180° gebogen und dann etwa in der Längsmitte der so hergestellten Entlüftungskanäle durch einen quer zu den Rohren verlaufenden Trennschnitt abgelängt werden.

Die Entlüftungskanäle haben vorzugsweise einen Dreieckquerschnitt vorzugsweise mit einem 90°-Grundwinkel.

Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen anhand der beigefügten Zeichnungen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch einen Wärmetauscher,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Herstellungsvorrichtung der Rohrbogen,

Fig. 3 eine Schrägansicht eines mit Entlüftungskanälen versehenen Rohrstücks und

Fig. 4 eine Schrägansicht eines fertig bearbeiteten Rohrbogens.

Der in Fig. 1 teilweise dargestellte Wärmetauscher 1, insbesondere für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs, weist mehrere parallel zueinander verlaufende Rohrstücke 2 auf, von denen nur der Bereich eines Rohrstücks dargestellt ist. Dieses durchragt Lamellen 3 und ein Seitenteil 4.

Die Enden 5 der Rohrstücke 2 sind aufgeweitet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel in Form einer Doppeltulpe 6, in der jeweils ein Rohrbogenende 7 eines U-förmig gebogenen Rohrbogens 8 mit gewisser Vorspannung gehalten ist. lm Rohrbogenende 7 sind am Umfang verteilt 4 achsparallele Entlüftungskanäle 9 vorgesehen. die einen Dreiecksquerschnitt mit einem Grundwinkel 10 von etwa 90° aufweisen.

Zur dichten Verbindung der Rohrstücke 2 und der Rohrbogen 8 werden diese nach dem Zusammenfügen in einem Tauchbad verlötet, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, wobei der Wärmetauscher 1 so tief in das Lötbad eingetaucht wird, daß der Badspiegel 11 des Tauchbads etwa bis zum Rohrbogenende 7 reicht. Durch die Entlüftungskanäle 9 kann so der Lötspalt 12 entlüftet und eine sichere dichte Lötverbindung unter Ultraschalleinwirkung hergestellt werden.

In Fig. 2 ist schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung der Rohrbogen 8 teilweise dargestellt. Diese Vorrichtung weist eine Grundplatte 13 auf, in der parallel nebeneinander mehrere Führungsbohrungen 14 für Rohre 15 angeordnet sind. In Fig. 2 ist nur eine der Führungsbohrungen 14 und ein darin geführtes Rohr 15 dargestellt. Dieses Rohr 15 wird jeweils von einem Coil herunter der Grundplatte 13 zugeführt. Über und unter der Grundplatte 13 ist jeweils eine Antriebswelle 16, 16′ vorgesehen, auf der, den Rohren 15 zugeordnet, Sägblattpaare 17, 17′ angeordnet sind. Die Sägblätter 18 sind in einem vorberechneten Abstand 19 angeordnet. Durch Verschiebung der Antriebswellen 16, 16′ in Richtung der Pfeile 20, 20′ erfolgt ein Eintauchen der Sägblätter 18 jeweils in die zugeordneten Rohre 15. Durch eine Längsverschiebung der Rohre 15 erfolgt dann praktisch ein Eintauchschnitt der etwas länger ist als die doppelte Länge der Entlüftungskanäle 9.

Nach diesem Eintauchsägen werden die Rohre 15 um die Abwicklungslänge der Rohrbogen 8 im Takt weitergeschoben, die Endbereiche um 180° U-förmig umgebogen, und es werden dann die Rohre 15 quer zu den Rohrachsen 21 etwa in der Mitte 22 abgelängt.

Vor dem Einbringen der Entlüftungskanäle 9 müssen die Rohre 15 nicht gewaschen oder sonstwie behandelt werden. Es ist nur eine Endreinigung der fertig gebogenen Rohrbogen 8 vor dem Einfügen in die Rohrstücke 2 des Wärmetauschers 1 erforderlich, so daß die Fertigung weitgehend automatisierbar sehr rationell durchgeführt werden kann. In der Grundplatte 13 können bspw. fünf oder auch noch mehr parallele Führungsbohrungen 14 für die Rohre 15 vorgesehen sein, um so im Takt gleichzeitig mehrere Rohrbogen 8 rationell vom Coil herunter herstellen zu können.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung U-förmiger Rohrbögen (8) für einen Wärmetauscher (1), insbesondere als Verdampfer und/oder Kondensator einer Klimaanlage, der durch Lamellen (3) hindurchgeführte Rohrstücke (2) aufweist, deren Enden (5) über die U-förmigen Rohrbogen (8) miteinander dicht verbunden sind, wobei die Enden (5) der Rohrstücke (2) ggf. aufgeweitet die Rohrbogenenden (7) aufnehmen und vorzugsweise im Tauchlötverfahren mit Ultraschall verlötet sind, wobei zur Entlüftung des Lötspalts (12) am Außenumfang der Rohrbogenenden (7) verteilt mehrere achsparallele Entlüftungskanäle (9) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest beim noch geraden Rohr (15) durch mindestens ein auf einer Antriebswelle (16) angeordnetes Sägblatt (18) oder einen Fräser mindestens ein, vorzugsweise aber gleich zwei oder drei Entlüftungskanäle (9) durch Änderung des Achsabstands zwischen dem geraden Rohr (15) und der Antriebswelle (16) und eine anschließende Relativverschiebung in Richtung der Rohrachse hergestellt werden, daß anschließend der Achsabstand wieder vergrößert wird und nach Herstellung der Entlüftungskanäle (9) das Rohr (15) zur U-Form gebogen und dann etwa in der Längsmitte der so hergestellten Entlüftungskanäle (9) abgelängt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr Entlüftungskanäle (9) zeitlich aufeinanderfolgend hergestellt werden und zwischen diesen Säge- oder Fräsvorgängen das Rohr (15) jeweils um einen bestimmten Winkel um die Rohrachse gedreht wird, wobei vorzugsweise der Winkel so gewählt wird, daß die Entlüftungskanäle (9) gleichmäßig am Rohrumfang verteilt gesägt oder gefräst werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mindestens zwei Entlüftungskanäle (9) gleichzeitig durch symmetrisch zum Rohr (15) angeordnete Sägblätter (18) oder Fräser hergestellt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere parallel zueinander angeordnete Rohre (15) gleichzeitig mit Entlüftungskanälen (9) versehen werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet. daß über und unter mehreren parallelen Rohren (15) zwei gemeinsame Antriebswellen (16, 16′) mit einer der Anzahl der Rohre (15) entsprechenden Anzahl von Sägblattpaaren (17, 17′), Fräserpaaren oder -gruppen vorgesehen sind und durch Änderung des Achsabstandes der zwei gemeinsamen Antriebswellen (16, 16′) und der Rohrachsen und eine anschließende axiale Relativverschiebung in Richtung der Rohrachsen die Entlüftungskanäle (9) in einem Arbeitsgang in mehreren Rohren (15) hergestellt werden und anschließend diese Rohre (15) zu den Rohrbögen (8) um 180° abgebogen und dann etwa in der Längsmitte (22) der so hergestellten Entlüftungskanäle (9) durch einen quer zu den Rohren (15) verlaufenden Trennschnitt abgelängt werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundplatte (13) vorgesehen ist, in der mindestens ein Rohr (15) mindestens längsverschiebbar gehalten ist, daß auf der Antriebswelle (16) mindestens ein Sägblatt (18) oder ein Fräser angeordnet ist, daß ferner der Achsabstand Grundplatte (13) mit Rohr (15) - Antriebswelle (16) durch eine Hubvorrichtung veränderbar ist und daß das Rohr (15) oder die Grundplatte (13) mit dem Rohr (15) zur Antriebswelle (16) in Richtung der Rohrachse verschiebbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß symmetrisch zum Rohr (15) eine weitere Antriebswelle (16′) vorgesehen ist, auf der mindestens ein weiteres Sägblatt (18) oder mindestens ein weiterer Fräser angeordnet ist und daß auch der Abstand dieser weiteren Antriebswelle (16′) vom Rohr (15) veränderbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei im vorbestimmten Abstand (19) auf der Antriebswelle (16, 16′) angeordnete Sägblätter (18, Sägblattpaar 17, 17′) oder Fräser vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der gemeinsamen Antriebswelle (16, 16′) mehrere Sägblattpaare (17, 17′), Fräserpaare oder Gruppen davon vorgesehen sind und gleichzeitig mehrere gerade Rohre (15) in einer Grundplatte (13) gehalten sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundplatte (13) mehrere parallele durchgehende Führungsbohrungen (14) für die zu bearbeitenden Rohre (15) angeordnet sind, daß über und unter der Grundplatte (13) parallel zueinander jeweils eine Antriebswelle (16, 16′) vorgesehen ist die, der Anzahl der Rohre (15) entsprechend, jedem Rohr (15) zugeordnet, eine Sägblattgruppe (Sägblattpaar 17, 17′) tragen, wobei die Antriebswellen (16, 16′) in Richtung der Pfeile (20) gegenüber der Grundplatte (13) zwischen einer Ruhestellung und einer Arbeitsstellung verschiebbar sind und in der Arbeitsstellung die Antriebswellen (16, 16′) relativ zu den Rohren (15) in Richtung der Rohrachsen (21) zum Einschneiden der Entlüftungskanäle (9) bewegbar sind und daß eine Abschneidvorrichtung vorgesehen ist mit der die Rohre (15) nach dem Einschneiden der Entlüftungskanäle (9) ablängbar sind und daß gegebenenfalls eine Biegevorrichtung vorgesehen ist mit der die Rohre (15) nach dem Einschneiden der Entlüftungskanäle (9) vor oder nach dem Abschneiden U-förmig abbiegbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Entlüftungskanäle (9) einen Dreiecksquerschnitt aufweisen, vorzugsweise mit einem 90°-Grundwinkel (10) und daß zur Erzielung des Dreieckquerschnitts jeweils die Zahnform der Sägblätter (18) entsprechend gewählt und/oder die Sägblattanordnung und der Sägblattdurchmesser gegenüber dem zu bearbeitenden Rohr (15) entsprechend gewählt ist.