DE2705632A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von lamellenwaermetauschern und verwendung derselben - Google Patents

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Lamellenwärmetauschern und Verwendung derselben

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Lamellenwärmetauschern gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 5. Die Erfindung betrifft ferner Verwendungen der hergestellten Lamellenwärmetauscher.

Es ist bereits seit langem Praxis, bei Lamellenwärmetauschorn mit runder Außen- und Innenkontur des Wärmetauschrohre?; dieses in etv/as größer bemessene Aufnahmeöffnungen hintereinander angeordneter Lamellen einzuschieben und dann das Wärmetauschrohr mittels rundem Aufweitdorn so aufzuweiten, daß eine feste Mechanische Verbindung mit den Lamellen und gegebenenfalls Abnefriuß-

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platten hergestellt wird. Die Abschlußplatten können dabei Teile von Wasserkästen sein, an die die Wärmetauschrohre stirnseitig angeschlossen sind.

Andererseits ist es seit langem bekannt, daß man für Lamellenwärmetauscher zweckmäßig Wärmetauschrohre mit langgestrecktem gerundeten Querschnitt verwendet, um höhere Wärmetauschleistungen zu erzielen. Dabei spielen sowohl innere Strömungsverhältnisse, wie bessere Beaufschlagung der Innenwandfläche des Wärmetauschrohres durch das hindurchgeführte Wärmetauschmedium als auch günstigere Strömungsverhältnisse an der Außenkontur des Wärmetauschrohres eine Rolle. Unter langgestrecktem gerundeten Querschnitt werden hier z.B. ovale, elliptische, tropfenförmige, flach langgestreckte oder aus zwei Halbkreisen mit dazwischenliegendem Rechteckquerschnitt zusammengesetzte Querschnitte verstanden (vgl. z.B. Fig. 1o und 11 der FR-OS 2 o46 737).

Zur Herstellung von Lamellenwärmetauschern unter Verwendung von Wärmetauschrohren mit langgestreckter gerundeter Wandung hatte man früher nur Lötverbindungen oder nicht schubfeste formschlüssige Verbindungen mit Reibungsschluß vorgesehen. In jüngster Zeit hat man auch vorgesehen, ovale Leichtmetallrohre in den Rohrboden von Wärmetauschern, beispielsweise von Wasser- oder Ölkühlern in Kraftfahrzeugen, dadurch zu befestigen, daß elastisch dehnbare Schläuche in die Rohre eingeführt und die Schläuche über eine

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angeschlossene Druckmittelleitung mit überdruck beaufschlagt werden, wodurch eine plastische Aufweitung der Rohre bis zur Anlage an den Aufnahmeöffnungen der Lamellen erzielt wird (DT-OS 25 o9 715 in Verbindung mit DT-OS 24 18 146). Das Einbringen der Schläuche ist jedoch relativ aufwendig; es kann zu Undichtigkeiten der Druckmittelzuführung, ja gar zu Beschädigungen der Schläuche kommen. Außerdem läßt sich nicht jeder gewünschte Querschnitt erreichen, da ein langgestreckt gerundetes Rohr bei Aufweitung durch pneumatisches oder hydraulisches Druckmittel dazu neigt, an den weniger gewölbten Bereichen stärker aufgetrieben und gerundet zu werden als an den stärker gewölbten Bereichen, die manchmal sogar unter dem Einfluß der starken Aufwölbung der ursprünglich weniger gewölbten Bereiche etv/as eingezogen werden können. Das führt auch zu einer über den Umfang ungleichmäßigen Anpreßkraft des jeweiligen Wärmetauschrohres an die Lamellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch Lamellenwärmetauscher mit langgestreckt gerundetem Rohrquerschnitt einfach und mit beliebig vorgegebenem Rohrquerschnitt herstellen und dabei die ganze Umfangskontur kontrolliert in die Aufnahmeöffnungen des Lamellenpakets aufweiten zu können.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, ausgehend von dem vorbekannten Verfahren der DT-OS 25 o9 715, die

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Verwendung eines Aufweitdorns mit im Querschnitt langgestreckt gerundeter Außenkontur entsprechend dem freien Querschnitt des im Lamellenwärmetauscher bereits eingebauten Wärmetauschrohres vorgesehen, wobei dieser Aufweitdorn in das in die Aufnahmeöffnungen der Lamellen lose eingebrachte Wärmetauschrohr eingetrieben wird. Eine solche Art der Befestigung eines Wärmetauschrohres mit langgestreckt gerundetem Rohrquerschnitt in einem Lamellenpaket ist bisher als nicht möglich angesehen worden (DT-OS 25 o9 715, S. 2, Z. 8 bis 13, und S. 4, letzter Satz). Es hat sich jedoch gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren bei hinreichender Sorgfalt im Hinblick auf Formgebung der Werkzeuge und Steuerung der Arbeitsvorgänge mit hervorragender Qualität der hergestellten Lamellenwärmetauscher durchführbar ist. Es werden dabei nicht mehr die empfindlichen und arbeitsaufwendigen druckmittelbetätigten Aufweitschläuche benötigt, und es können auch schwierigere Konturen der Wärmetauschrohre, auch mit weniger gewölbten Dereichen, kontrolliert und leicht automatisierbar gegen die entsprechend geformten Aufnahmeöffnungen der Lamellen aufgeweitet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bereits bei der Herstellung von Lamellenwärmetauschern mit nur einem einzigen Wärmetauschrohr anwendbar. Es ist ebenso jedoch auch zur Herstellung von Lainellenwärmetauschern rr.it zwei oder mehr Wärmetauschrohren, insbesondere auch einer groCen Vielzahl von Wärmetauschrohren, durchführbar,

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die jeweils in eine Vielzahl von Aufnahmeöffnungen der hintereinander angeordneten Lamellen eingeklemmt sind. Dann werden zweckmäßig alle Wärmetauschrohre gleichzeitig durch Aufweitdorne aufgeweitet.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.

So könnte man daran denken, den Aufweitdorn an einem Ende in das Wärmetauschrohr einzuführen und am anderen Ende wieder herauszuführen, wobei eine auf den Aufweitdorn wirkende Schubeinrichtung gesondert zurückgeführt werden kann.

Nach einer vorzugsweisen Alternative wird jedoch der Aufweitdorn durch die ganze mit Lamellen zu verbindende Länge des Wärmetauschrohres, gegebenenfalls einschließlich von Abschlußplatten, hindurchgedrückt und dann durch das Wärmetauschrohr wieder zurückgezogen. Es hat sich gezeigt, daß dies trotz der unrunden Kontur des Aufweitdorns möglich ist.

Wenn man die Herstellung eines gleichmäßig aufgeweiteten Wärmetauschrohres wünscht, kann man den Aufweitdorn auch durch die ganze Länge des Würmetauschrohres hindurchdrücken und dann erst zurückziehen. Diese Möglichkeit ist in der vorgenannten Verfahrensweise mit eingeschlossen.

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Wenn sich jedoch wegen der unrunden Kontur des Aufweitdorns doch Schwierigkeiten ergeben, oder wenn man die Aufweitung beschleunigen will, wird alternativ vorgesehen, daß je ein Aufweitdorn von beiden Seiten des Wärmetauschrohres aus in dieses eingedrückt wird, daß beide Aufweitdorne nach Erreichen ihrer maximalen Eindringtiefe wieder jeweils entgegen ihrer Einführrichtung zurückgezogen v/erden, und daß dabei die Eindruckbewegung dos einen Aufweitdorns gegenüber der des anderen so nacheilend gesteuert ist, daß der eine Aufweitdorn seine maximale Eindringtiefe erst erreicht, wenn der andere Aufweitdorn bereits aus diesem Bereich wieder zurückgezogen ist.

Durch die nacheilende Steuerung kann man erreichen, daß auch mittlere Bereiche des Wärmetauschrohres gleichmäßig aufgeweitet v/erden; denn es ist nicht möglich, bei direkt aneinander anstoßenden, von beiden Seiten des Viarinetauschrohres eingeführten Aufweitdornen den im Anstoßbereich liegenden Bereich des Wärmetauschrohres mit aufzuweiten, da die maximale Aufweitung des Aufweitdorns immer etwas zurückgesetzt gegenüber dessen Spitze erfolgt. Wenn man zweckmäßig beide Aufweitdorne gleich tief in das Wärmetauschrohr einbringen läßt, muß man also zur gleichmäßigen Aufweitung vorsehen, daß jeder Aufweitdorn mehr als um die Hälfte in das Wärmetauschrohr eingeführt wird. Dies ist jedoch nur bei Nacheilen der Bewegung des einen Aufweitdorns relativ zum anderen möglich. Entsprechendes gilt, wenn beide Auf-

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weitdorne über verschiedene Längen in das Wärmetauschrohr eingeführt werden. Wenn es einem jedoch auf eine fehlende gleichmäßige Aufweitung des Wärmetauschrohres in einem mittleren Bereich, wo etwa keine Lamellen vorgesehen sind, nicht ankommt, kann man auch auf die nacheilende Steuerung mit überlappendem Eindringen des Aufweitdornes in mittlere Bereiche verzichten.

Eine Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens weist zunächst ebenso wie bekannte Vorrichtungen mit rundem Aufweitdorn ein Gestell mit einer Halteeinrichtung für das Lamellenpaket, eine Einrichtung zum axialen Abstützen des in fluchtenden Aufnahmen des Lamellenpakets lose eingesteckten Wärmetauschrohres und mindestens einen kraftbetätigten Aufweitdorn auf, der einen von einer Stange getragenen Aufweitkopf aufweist, der stirnseitig in das Wärmetauschrohr eindrückbar ist. Die Stange hat dabei üblicherweise einen kleineren Durchmesser als der Aufweitkopf und kann gegebenenfalls durch Abstützungen, die zusätzlich gesteuert verschiebbar sind, gegen Knickbeanspruchung gesichert sein.

Im Rahmen der Erfindung weist der Aufweitkopf einen langgestreckten gerundeten Querschnitt auf. Dieser ist etwas weiter zu bemessen als der bereits langgestreckt gerundete Innenquerschnitt des noch lose in das Lamellenpaket eingesteckten Wärmetauschrohres.

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Es ist dabei zweckmäßig, jedoch nicht unbedingt notwendig, daß sich die Kontur des Aufweitdornes allein durch Verkleinerung auf die Innenkontur des noch lose in das Lamellenpaket eingesteckten Wärmetauschrohres abbilden läßt. Gegebenenfalls lassen sich verhältnismäßig geringfügige Konturunterschiede bei der Aufweitung mittels des Aufweitdornes noch ausgleichen. Eine möglichst genaue Anpassung der Konturform ist jedoch empfehlenswert.

Zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 4, oder jedenfalls zur gleichzeitigen Aufweitung des Wärmetauschrohres von beiden Seiten her, kann an beiden Enden des Wärmetauschrohres je ein kraftbetätigter Aufweitdorn vorgesehen sein, wobei beide Aufweitdorne relativ zueinander zugleich die axiale Abstützung des Wärraetauschrohres bilden; denn wenn beide Aufweitdorne zugleich am Wärmetauschrohr angreifen, ist es nicht mehr unbedingt erforderlich, jedoch möglich, das Wärmetauschrohr gesondert zu halten.

Insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 3 ist jedoch das eine Ende des Wärmetauschrohres zur axialen Abstützung auf einer Unterstützung aufgelagert.

Zur Herstellung eines Lamellenwärmetauschers in mehr als einem Wärmetauschrohr unter gleichzeitiger Aufweitung mehrerer Wärmetauschrohre ist ferner zweckmäßig eine Montageplatte zur lösbaren Aufnahme einer Mehrzahl von Aufweitdornen vorgesehen, welche

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durch die Kraftbetätigung unter gleichzeitigem Eindrücken mehrerer Aufweitdorne in mehrere Wärmetauschrohre verschiebbar ist. Entsprechend können bei gleichzeitiger Aufweitung mehrerer Wärmetauschrohre von ihren beiden Enden her zwei derartige Montageplatten zu beiden Seiten des herzustellenden Lamellenwärmetauschers vorgesehen sein. Je nach der Anzahl der benötigten Aufweitdorne und gegebenenfalls der geometrischen Anordnung der
Wärmetauschrohre relativ zueinander können die Aufweitdorne in die Montageplatte eingesetzt werden. Man kann auch beschädigte Aufweitdorne leicht auswechseln.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders auch zur
Herstellung von Lamellenwärmetauschern, deren Wärmetauschrohr
bzw. Wärmetauschrohre eine ovale oder elliptische Außenkontur
hat bzw. haben, da hierbei auch die weniger gewölbten Bereiche gut kontrollierbar aufgeweitet v/erden. In diesem Sinne wird
zweckmäßig ein Aufweitdorn mit ovaler oder elliptischer Außenkontur verwendet bzw. hat der Aufweitdorn einen Kopf mit ovalem oder elliptischem Querschnitt.

Nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung hergestellte Lamellenwärmetauscher können insbesondere als
Wasser- oder ölkühler von Kraftfahrzeugen oder Wärmetauscher
für Kraftfahrzeugheizungen verwendet werden. Sie können jedoch auch in anderen bekannten Einsatzgebieten von Lamellenwärme-

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tauschern zum Einsatz kommen. Die Erfindung ist dabei nicht darauf beschränkt, Lamellenwärmetauscher aus Leichtmetall herzustellen, sondern es kommen auch andere Materialien in Frage, z.B. aus einer Kupfer- oder Eisenlegierung.

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

Fig. 1 eine Funktionszeichnung der Herstellung eines Lamellenwärmetauschers in Ansicht von einer Breitseite her;

Fig. 2 die Funktionszeichnung gemäß Fig. 1 in Ansicht von einer Schmalseite her;

Fig. 3 eine mögliche Stirnansicht der Funktionszeichnung gemäß den Fig. 1 und 2;

Fig. 4 eine andere mögliche Stirnansicht der Funktionszeichnung der Fig. 1 und 2;

Fig. 5 eine Seitenansicht einer horizontalen Vorrichtung gemäß der Funktionsweise der Fig. 1 und 2 und 3 oder 4, sowie

Fig. 6 eine schräcjstehend angeordnete Vorrichtung gemäß der Funktionsweise der Fig. 1 und 2 und 3 oder 4.

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Gemäß den Fig. 1 und 2 und 3 oder 4 ist eine Vielzahl von Wärmetauschrohren 1 vorgesehen, und zwar im speziellen Ausführungsbeispiel in zwei Reihen hintereinander. Dabei haben die Wärmetauschrohre in ihrer Reihe jeweils einen Abstand von mindestens ihrem kleineren Durchmesser oder einen größeren Abstand. Die einzelnen Wärmetauscher 1 können gemäß Fig. 3 in den beiden Reihen hintereinander angeordnet sein oder gemäß Fig. 4 auf Lücke gegeneinander versetzt angeordnet sein. Die Wärmetauschrohre haben dabei einen langgestreckt gerundeten, hier etwa elliptischen, Rohrquerschnitt. Der kleine Durchmesser des Rohrquerschnitts liegt in Richtung der Aufreihung der einzelnen Wärmetauschrohre 1 in ihrer Reihe, während der große Durchmesser in rechtwinkliger Richtung dazu gelegen ist.

Die einzelnen Wärmetauschrohre 1 sind lose in Aufnahmeöffnungen 9 eines Lamellenpaketes eingeschoben, welches stirnseitig von je einer etwas dickeren Abschlußplatte 2 und einer Vielzahl dazwischenliegender und parallel mit den beiden Abschlußplatten 2 angeordneten dünneren Lamellen 3 gebildet ist, die untereinander äquidistant angeordnet sind. Die Aufnahmeöffnungen 9 können nach einer oder nach beiden Seiten hervorstehende Kragen aufweisen. Dasselbe gilt gegebenenfalls auch für die Abschlußplatten 2.

Man erkennt in den Fig. 3 oder 4, daß die Wärmetauschrohre 1

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zunächst mit etwas Radialspiel lose in die Aufnahmeöffnungen 9 der Abschlußplatten 2 bzw. 3 eingeschoben sind. In Fig. 3 oder 4 ist dabei die Lamelle 3 entweder auch stellvertretend für die Abschlußplatte 2, oder die Fig. 3 und 4 sind als Querschnitt durch die Anordnung der Fig. 1 zu verstehen.

Der langgestreckt gerundete, hier etwa elliptische, Rohrquerschnitt der Wärmetauschrohre ist auch durch Vergleich der Fig. 1 und 2 zu erkennen; während nämlich in Fig. 1 nur die durchmesserkleinere Seite des Wärmetauschrohres 1 zu sehen ist, ist in Fig. 2 die durchmessergrößere Seite des Wärmetauschrohres 1 zu sehen, so daß das Wärmetauschrohr 1 in Fig. 2 breiter als in Fig. 1 dargestellt ist. Aus Fig. 2 ist schließlich ebenso wie aus den Fig. 3 und 4 zu ersehen, daß zwischen den Wärmetauschrohren 1 benachbarter Reihen nur ein wesentlich kleinerer Abstand als sogar der kleinere Durchmesser des jeweiligen Wärmetauschrohres vorgesehen ist.

Die Abschlußplatten 2 sind etwa rechteckig und können in nicht dargestellter Weise zu Wasserkästen, etwa für Wasserkühler eines Kraftfahrzeuges, ergänzt werden, in denen die durch die Abschlußplatten 2 hindurchragenden freien Enden der Wärmetauschrohre 1 einmünden.

Den in der Zeichnung oberen freien Enden der Wärmetauschrohre 1 ist jeweils ein koaxialer Aufweitdorn mit Aufweitkopf 4 und diesen an einem Ende tragender Stange 5 zugeordnet. Die Aufweitdorne sind

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dabei koaxial mit den Wärmetauschrohren angeordnet. Man erkennt in den Fig. 1 und 2 zunächst, daß die Aufweitköpfe 4 sowohl in der Zeichnungsebene der Fig. 1 als auch in der Zeichnungsebene der Fig. 2 eine etwas größere Breite als die Weite der lose in das Lamellenpaket 2, 3 eingesteckten Wärmetauschrohre 1 haben. Im einzelnen haben die Aufweitköpfe 4 an der Stelle ihres breitesten, an die Stange 5 anschließenden Querschnitts eine im Querschnitt langgestreckt gerundete Außenkontur, die durch allseitige Vergrößerung um ein kleines Maß aus der Außenkontur der Wärmetauschrohre 1 im Zustand der Fig. 1 und 2 hervorgeht und dem freien Querschnitt der Wärmetauschrohre 1 im bereits im Lamellenwärmetauscher eingebauten Zustand entspricht. Dieser größte Querschnitt des Aufweitkopfes 4 verjüngt sich zu seiner Spitze hin allseits gleichmäßig, so daß in der seitlichen Ansicht die in den Fig. 1 und 2 erkennbare, in der Fig. 1 spitzer als in Fig. 2 zulaufende axialsynunetrische Kontur entsteht. Dabei kann die Spitze in Verlängerung der Achse der Stange 5 spitz, aber auch rechtwinklig zur Achse angeordnet sein. Von der Spitze geht dann die Kontur zunächst steil und dann mit immer abnehmender Krümmung in den der Schubstange 5 nächsten Querschnitt über, in welchem die Tangente an die Außenkontur parallel mit der Achse der Schubstange 5 verläuft, oder der sich, wie zeichnerisch nicht dargestellt ist, nochmals gerundet einzieht. Die Wärmetauschrohre 1 sind etwa in derselben winkeliuäßigen Orientierung wis die Aufweitköpfe 4 in die Aufnahmeöffnungen 9 eingesteckt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat auch die Stange 5 in der

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in Fig. 2 gezeichneten Ebene eine größere Querausdehnung als der in Fig. 1 gezeichneten Ebene. Die Stange kann z.B. einen entsprechend rechteckigen Querschnitt haben. Alternativ kann man jedoch auch eine zylindrische Stange nehmen. Wesentliche Bedingung ist in jedem Fall, daß die Querausdehnung der Stange 5 in jeder Winkelrichtung kleiner als die in derselben Winkelrichtung vorgegebene Querausdehnung des größten Querschnitts des Aufweitkopfes 4 ist.

Die Aufweitköpfe 4 bestehen zweckmäßig aus bei Aufweitdornen üblichem Hartmetall und sind an den Stangen 5, die nicht aus einem derartigen Hartmetall zu bestehen brauchen, befestigt. Die Wärmetauschrohre 1 und/oder die Abschlußplatten 2 und/oder die sonstigen Lamellen 3 bestehen zweckmäßig aus Leichtmetall, wie einer Aluminiumlegierung. Es kommen jedoch auch andere gut wärmeleitende Metalle, wie etwa Kupfer oder Eisen und dessen Legierungen, in Frage. Dabei ist die wärmeleitende Verbindung zv/ischen den Wärmetauschrohren 1 und den Lamellen 3 wesentlicher als die mit den Abschlußböden 2.

Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein Funktionspfeil gekennzeichnet, der besagt, daß die Aufweitdorne 4, 5 koaxial in das jeweils zugeordnete Wärmetauschrohr 1 eingetrieben werden körmen, um das jeweilige Wärmetauschrohr aufzutreiben und so zur Herstellung des fertigen Lamellenwärmetauschers gegen die Begrenzungen der Aufnahmeöffnungen 9 des Lamellenpaketes 2, 3 zu pressen.

Der Funktionspfeil 7 kann entweder die Bedeutung haben, daß die

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Wärmetauschrohre 1 bei diesem Vorgang abgestützt sind, oder daß auch von dieser Seite her eine Aufweitung mittels eines dem gezeichneten Aggregat entsprechenden Aggregates von Aufweitdornen 4, 5 vorgenommen werden kann.

Die in den Fig. 3 und 4 eingezeichneten Pfeile 8 zeigen die Strömungsrichtung eines äußeren Wärmetauschmediums, z.B. atmosphärischer Luft, an, welches über das Lamellenpaket 2, 3 und die Wärmetauschrohre 1 in wärmetauschenden Kontakt mit einem innerhalb der Wärmetauschrohre 1 geführten innerem Wärmetauschmedium tritt. Man erkennt, daß zweckmäßig die Strömungsrichtung 8 längs des großen Durchmessers der Wärmetauschrohre verläuft.

Zwei mögliche Vorrichtungen zur Ausführung der anhand der Fig. 1 bis 4 dargestellten Arbeitsweise zur Herstellung eines Lamellenwärmetauschers sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

In beiden Fällen ist die Vorrichtung auf einem transportablen Maschinengestell 1o aufgebaut.

Im Falle der Vorrichtung gemäß Fig. 5 hat das Maschinengestell eine horizontale Basis 12, von der sich jeweils Säulenpaare 14 erheben. Das mittlere Säulenpaar 14 trägt eine Auflagerplatte 16 des auf ihr vertikal aufgelagerten Lamellenpaketes 2, 3. Mit der Auflagerplatte 16 wirkt eine Gegenspannplatte 18 zusammen, mittels

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derer das Lamellenpaket 2, 3 fest zwischen der Auflagerplatte 16 und der Gegenspannplatte 18 einspannbar ist. Die Spindel 2o kann von einer nicht dargestellten Betätigungseinrichtung axial verstellbar sein, wobei die Betätigungseinrichtung wiederum auf dem Maschinengestell 1o montiert sein kann. Die Auflagerplatte 16 und die Gegenspannplatte 18 können nicht dargestellte Rillen aufweisen, in denen die unteren und oberen freien Kanten der Lamellen 3 und der Abschlußlatten 2 eingreifen können. Die Auflagerplatte 16 weist ferner einen das Lamellenpaket einschließlich der Abschlußplatten umgebenden erhöhten Rand 22 auf, der eine bewegliche seitliche Spannvorrichtung enthalten kann. In das eingespannte Lamellenpaket 2, 3 sind Wärmetauschrohre 1, die noch nicht aufgeweitet sind, lose unter Durchdringung der miteinander fluchtenden Aufnahmeöffnungen 9 (vgl. Fig. 3 oder 4) eingeschoben.

Die freien Enden der Wärmetauschrohre ragen beidseitig aus dem eingespannten Lamellenpaket heraus.

Jeweils in Verlängerung der freien Enden der Wärmetauschrohre ist je ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder 24 mit steuerbaren Hydraulikanschlüssen 26, 28 und einem Säulenpaar 14 auf der Basis 12 unterstützt. Die Versorgung mit Drucköl oder Druckluft erfolgt von an sich bekannten hydraulischen Speise- und Steuereinrichtungen aus, die wiederum auf der Basis 12 montiert sein können.

Die Zylinderstange 3o jedes doppeltwirkenden Hydraulikzylinders 24

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trägt jeweils eine Montageplatte 32, in welche die die Aufweitköpfe 4 tragenden Stangen 5 der Aufweitdorne 4, 5 in entsprechende Einspannfutter lösbar und mit den Wärmetauschrohren 1 fluchtend einsetzbar sind. Die Stangen 5 sind ferner durch mindestens eine gelochte Halte- und Führungsplatte 34 zusätzlich gegen Knicken abgestützt. Die Halte- und Führungsplatten können durch einen nicht dargestellten an sich bekannten Steuermechanismus während des Eindrückens der Aufweitdorne 4, 5 in die Wärmetauschrohre 1 von beiden Seiten her im Sinne des Pfeiles 36 jeweils in Richtung zum freien Ende des Wärmetauschrohres 1 bewegt werden, um so die Annäherung der Montageplatten 32 an die freien Enden der Wärmetauschrohre nicht zu behindern.

Diese horizontale Anordnung ist insbesondere bei der gleichzeitigen Aufweitung der Wärmetauschrohre 1 von beiden Seiten her zweckmäßig und benötigt keine zusätzliche Halterung der zunächst nur lose in das Lamellenpaket 2, 3 eingelegten Wärmetauschrohre. Man kann jedoch eine zusätzliche Halterung vorsehen, etwa durch Abstützung an den Stirnflächen oder radial nachgiebige Einspannung der freien Enden.

Die eine Montageplatte 32 wird gegenüber der anderen so nacheilend gesteuert, daß zunächst die von der einen Montageplatte tragenden Aufv/eitdorne 4,5 bis über die Mitte der Wärmetauschrohre einge-

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führt werden und um eine gewisse Strecke wieder zurückgeführt werden, ehe die von der anderen Montageplatte 3 2 getragenen Aufweitdorne 4, 5 ebenfalls bis über die Mitte der Länge der Wärmetauschrohre 1 eingeführt sind, um dann wieder zurückgezogen zu werden. Derartige Bewegungssteuerungen sind an sich bekannt.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung, bei der die Aufweitung der Wärmetauschrohre nur von einer Stirnseite her erfolgt. Hier ist aui dem Maschinengestell 1o ein vertikaler Montagebock 38 befestigt, welcher eine geneigte, steile Frontplatte 4o aufweist. Diese Frontplatte läuft unten in einer abgewinkelten Unterstützung 4 2 aus, auf der die aus dem Lamellenpaket 2, 3 am unteren Ende herausragenden freien Enden der Wärmetauschrohre 1 aufgestützt sind. Das Lamellenpaket 2, 3 ist wiederum zwischen einer Auflagerplatte 16, welche hier die abgebogene Unterstützung 42 bildet, und einer Gegenspannplatte 18 eingespannt. Zur Aufbringung der Einspannkraft auf die Gegenspannplatte 18 dient hier ein einfach wirkender Zylinder 44 mit Anschlußleitung 46 für das Druckmittel. Dieser Zylinder 44 kann in nicht dargestellter Weise ortsfest auf dem Maschinengestell 1o befestigt sein und die Gegenspannplatte 18 an seiner Zylinderstange tragen. Bezüglich der möglichen Ausbildung der Aufspannplatte 16 und der Gegenspannplatte 18 gilt dasselbe wie im Falle der Beschreibung der Vorrichtung gemäß Fig. 5.

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Auf einer Sockelplatte 48 ist ein doppeltwirkender Zylinder 24 mit steuerbaren Hydraulikanschlüssen 26 und 28 auf der Frontplatte 4o befestigt und dabei so angeordnet, daß seine Zylinderstange 3o wiederum eine Montageplatte 32 trägt, in der Aufweitdorne 4, lösbar einsetzbar sind. Da in diesem Falle die EindrücklMnge der Aufweitdorne 4, 5 mit Aufweitkopf 4 und Stange 5 relativ langer als im Falle der Fig. 5 ist, da die Aufweitdorne praktisch über die ganze Länge des Wärmetauschrohres eingedrückt werden müssen, sind mehrere durch eine Steuereinrichtung mit geringerer Geschwindigkeit als die Zylinderstange 3o mitführbare Halte- und Führungsplatten 34 vorgesehen.

- Ansprüche -

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Claims (11)

270B632 Patentansprüche

1. \ Verfahren zum Herstellen von Lamellenwärmetauschern, bei Jenen mindestens ein Wärmetauschrohr mit langgestreckt gerundetem Rohrquerschnitt in eine Vielzahl von Aufnahmeöffnungen hintereinander angeordneter Lamellen eingeklemmt ist, durch Einbringen des Wärmetauschrohres in den Aufnahmeöffnungen der Lamellen in einem Zustand des Wärmetauschrohres, in welchem dessen bereits mit langgestrecktem gerundeten Querschnitt versehene Außenwandflache einen etwas geringeren Querschnitt als die Aufnahmeöffnung der Lamellen hat, und durch anschließendes Aufv/eiten des jeweiligen Wärmetauschrohres unter Einwirkung eines Aufweitungsdrucks auf die Innenwandfläche des Wärmetauschrohres, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Aufweitdornes mit im Querschnitt langgestreckt gerundeter Außenkontur entsprechend dem freien Querschnitt des im Lamellenwärir.etauscher bereits eingebauten Wärmetauschrohres und durch Eintreiben dieses Aufweitdornes in das in die Aufnahmeöffnungen der Lamellen lose eingebrachte Wärmetauschrohr.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Herstellen von Lanellenwärmetauschcrn mit einer Mehrzahl von Wärnietauschrohren, die jeweils

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in eine Vielzahl von Aufnahmeöffnungen der hintereinander angeordneten Lamellen eingeklemmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wärmetauschrohre gleichzeitig durch Aufweitdorne aufgeweitet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufweitdorn durch die ganze mit Lamellen zu verbindende Länge des Wärmetauschrohres, gegebenenfalls einschließlich von Abschlußplatten, hindurchgedrückt und dann durch das Wärmetauschrohr wieder zurückgezogen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Aufweitdorn von beiden Seiten des Wärmetauschrohres aus in dieses eingedrückt v/ird, daß beide Aufweitdorne nach Erreichen ihrer maximalen Eindringtiefe wieder jeweils entgegen ihrer Einführrichtung zurückgezogen werden, und daß dabei die Eindrückbewegung des einen Aufweitdorns gegenüber der des anderen so nacheilend gesteuert ist, daß der eine Aufweitdorn seine maximale Eindringtiefe erst erreicht, wenn der andere Aufweitdorn bereits aus diesem Bereich wieder zurückgezogen ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein /vufweitdorn mit ovaler oder elliptischer Außenkontur verwendet wird.

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6. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, mit einem Gestell mit einer Halteeinrichtung für das Lamellenpaket, einer Einrichtung zum axialen Abstützen
des in fluchtenden Aufnahmen des Lamellenpakets lose eingesteckten VJärmetauschrohres und mindestens einem kraftbetätigten Aufweitdorn, der einen von einer Stange getragenen Aufweitkopf aufweist, der stirnseitig in das Wärmetauschrohr eindrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufweitkopf (4) einen langgestreckten gerundeten Querschnitt aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des VJärmetauschrohres (1) je ein kraftbetätigter (24) Aufweitdorn (4, 5) vorgesehen ist, die relativ zueinander
zugleich die axiale Abstützung des Wärmetauschrohres bilden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Wärmetauschrohres (1) zur axialen Abstützung auf
einer Unterstützung (42) aufgelagert ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine Montageplatte (32) zur lösbaren Aufnahme einer Mehrzahl von Aufweitdornen (4, 5), welche durch die Kraftbetätigung (24) unter gleichzeitigem Eindrücken mehrerer Aufweitdorne in

mehrere Wärmetauschrohre (1) verschiebbar ist.

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10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kopf (4) des Aufweitdornes (4, 5) ovalen oder elliptischen Querschnitt hat.

11. Verwendung eines nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 hergestellten Lamellenwärmetauschers als Wasseroder Ölkühler von Kraftfahrzeugen oder Wärmetauschers für Kraftfahrzeugheizungen .

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