DE19752475A1 - Verfahren zur Herstellung eines geschichteten Wärmetauschers - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines plattenartigen bzw. geschichteten Wärmetauschers, der zum Beispiel in einem Klimatisierungssystem in Fahrzeugen oder dergleichen verwendet werden kann und durch abwechselnde schichtweise Anordnung von Rohrelementen und Rippen über eine Mehrzahl von Ebenen gebildet wird, wobei eine Endplatte zumindest an einem Ende in Richtung der schichtweisen Anordnung bzw. Schichtung vorgesehen ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß den Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mehrschichtige Wärmetauscher dieser Art umfassen nach dem Stand der Technik zum Beispiel jenen, der in der ungeprüften Japanischen Gebrauchsmuster-Patent­ schrift Nr. H1-157963 offenbart ist. Dieser mehrschichtige Wärmetauscher wird durch schichtweise Anordnung von rohrförmigen Kühlmittelströmungskanälen (Rohrele­ menten), die jeweils durch Verbinden eines Paares gegenüberliegender bzw. einander zugewandter Formplatten gebildet werden, wobei an einem Ende davon Tankab­ schnitte ausgebildet sind, abwechselnd mit lamellenartigen bzw. gewellten Rippen hergestellt, wie in Fig. 9 dargestellt, wobei eine Endplatte 100 und ein Rohrelement 102, das mit einer flachen Formplatte 101 an einem Ende in Richtung der schichtwei­ sen Anordnung versehen ist, über Rippen 103 verbunden werden.

Die Befestigung des Endteils in Richtung der schichtweisen Anordnung dieses mehr­ schichtigen Wärmetauschers kann durch Ausführen der in der Folge beschriebenen Schritte erfolgen. Zunächst wird eine provisorische Montage durchgeführt, wobei die Rippen 103 in einen vertieften Teil 104 der in Fig. 10 dargestellten Endplatte einge­ setzt werden, die in der linken Hand gehalten wird, und dann die flache Formplatte 101 darübergelegt wird. Dann werden, wie in Fig. 11 dargestellt, beide Enden in Längsrichtung in Rillen 106 einer Stapelplatte 105 eingesetzt und in diesen gehalten. Danach werden die Endplatte 100 und die flache Formplatte 101 durch Festklemmen mit zwei vorstehenden Teilen eines Roboters (nicht dargestellt) eingespannt. Wenn die Teile für die beiden Seitenteile des mehrschichtigen Wärmetauschers in Richtung der schichtweisen Anordnung derart vormontiert sind, kann die Montage der beiden Endteile des mehrschichtigen Wärmetauschers in Richtung der schichtweisen An­ ordnung einfach ausgeführt werden, indem diese Teile den Stapelplatten entnommen und während der Herstellung des Wärmetauschers mit dem Wärmetauscherkern ver­ bunden werden.

Zusätzlich wird festgehalten, daß die Dicke der Endplatte 100 nach dem Stand der Technik zwar normalerweise etwa 1 mm beträgt, aber in den letzten Jahren zuneh­ mend verlangt wurde, die Dicke zum Beispiel auf etwa 0,6 mm zu verringern, um die Produktionskosten von mehrschichtigen Wärmetauschern niedrig zu halten und einen leichteren mehrschichtigen Wärmetauscher zu erhalten. Wenn jedoch die Dicke der Endplatte 100 einfach verringert wird, wird auch die Festigkeit der Endplatte 100 verringert.

Da jedoch eine Mehrzahl von Endplatten 100 übereinandergestapelt ist, um den Transport zu erleichtern, wenn die Endplatten 100 an einer anderen Stelle hergestellt und dann zu der Produktionslinie der mehrschichtigen Wärmetauscher transportiert werden, neigen die Endplatten 100 durch diesen Verlust an Festigkeit dazu, sich in die Richtung zu wellen oder verbiegen, in der sie nicht verbunden sind, wenn sie ein­ zeln entnommen werden. Dadurch wird der Abstand zwischen der Endplatte 100 und der flachen Formplatte 101 größer als der Abstand zwischen den zwei vorstehenden Teilen des Roboters, mit dem daraus folgenden Problem, daß der Roboter die End­ platte 100 und die Formplatte 101 nicht einspannen kann.

Ferner gibt es Bedenken, daß sich bei einer manuellen provisorischen Montage der Endplatte 100 und der flachen Formplatte 101, wie zuvor beschrieben, der Teil der Endplatte 100, der zum Beispiel von Hand gehalten wird, verformen kann, was dazu führt, daß der Abstand zwischen der Endplatte 100 und der flachen Formplatte 101 größer als der Abstand zwischen den zwei vorstehenden Teilen des Roboters wird, so daß der Roboter die Endplatte 100 und die flache Formplatte 101 nicht einspannen kann.

Zur Lösung der zuvor beschriebenen Probleme kann selbst bei einer verringerten Dicke der Endplatte 100 die Festigkeit der Endplatte 100 durch Bildung eines Flan­ sches 107 durch Verbiegen des Randteils der Endplatte 100 zu der Innenseite in Richtung der schichtweisen Anordnung verbessert werden, wie in Fig. 12 dargestellt.

Zusätzlich, wie in Fig. 13A und 13B dargestellt ist, kann die Festigkeit der Endplatte 100 durch Ausbilden von Sicken 108, die zu der Außenseite in Richtung der schich­ tweisen Anordnung des Wärmetauschers abstehen, oder von Sicken 109, die zu der Innenseite in Richtung der schichtweisen Anordnung des Wärmetauschers von der Endplatte 100 abstehen, verbessert werden.

Bei der ersten beschriebenen Konstruktion der Endplatte 100, die in Fig. 12 darge­ stellt ist, entsteht jedoch das Problem, daß der Luftdurchströmungsquerschnitt im Wärmetauscher um die Breite des Flansches 107 verringert wird, was eine vermin­ derte Wärmeaustauschkapazität des Wärmetauschers zur Folge hat.

Ferner kann die zweite Konstruktion der Endplatte 100, die in Fig. 13A dargestellt ist, zu einem Problem beim Einbau des Wärmetauschers führen, da die Breite des mehr­ schichtigen Wärmetauschers in Richtung der schichtweisen Anordnung mit den Sic­ ken 108 zunimmt, die so ausgebildet sind, daß sie zu der Außenseite in Richtung der schichtweisen Anordnung abstehen. Zusätzlich stellt die Konstruktion der in Fig. 13B dargestellten Endplatte 100 ein Problem dar, da die Sicken 109, die so ausgebil­ det sind, daß sie zu der Innenseite in Richtung der schichtweisen Anordnung abste­ hen, die Bildung einer zuverlässigen Verbindung mit den Rippen 103 erschweren, wenn die Endplatte 100 und die flache Frontplatte 101 vorübergehend über den Rippen 103 zusammengebaut werden.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines geschichteten Wärmetauschers zu schaffen, bei dem selbst bei ver­ ringerter Dicke der Endplatte im Vergleich zum Stand der Technik ein Verbiegen oder Verformen der Endplatte verhindert wird, zumindest bis die Endplatte und die flache Frontplatte mit einem Roboter eingespannt sind, wobei die Abmessungen des Wärme­ tauschers in Richtung der Schichtung nach Beendigung der Ofen(hart)lötung nicht größer sind.

Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Insbesondere umfaßt das Verfahren zur Herstellung eines mehrschichtigen Wärmetau­ schers, der erste Formplatten zur Bildung von Wärmeaustauschmediumkanälen, eine zweite flache Formplatte, eine Endplatte, die mit einem vorstehenden Abschnitt ver­ sehen ist, der in Längsrichtung der Endplatte verläuft und an ihrer Außenfläche oder ihrer Innenfläche ausgebildet ist und einen oder mehrere Biegungsränder aufweist, und lamellenartige bzw. gewellte (Kühl-)Rippen umfaßt, einen Schritt, in dem eine Anordnung derart provisorisch montiert wird, daß erste Rohrelemente, die jeweils durch Verbinden von zwei ersten einander zugewandten Formplatten gebildet wer­ den, abwechselnd mit den Rippen über eine Mehrzahl von Ebenen schichtweise an­ geordnet werden und daß ein zweites Rohrelement, das durch Verbinden einer ersten Formplatte und einer gegenüberliegenden zweiten Formplatte gebildet wird, so daß die zweite Formplatte an der Außenseite liegt, und eine Endplatte an dem Ende der schichtweisen Anordnung bzw. an der außenliegenden zweiten, insbesondere fla­ chen Formplatte positioniert wird, und einen Schritt, in dem die Anordnung von den beiden Seiten bzw. Enden in Richtung der schichtweisen Anordnung bzw. Schich­ tung zusammengepreßt und eine Hartlötung in einem Ofen durchgeführt wird, wäh­ renddessen der zusammengepreßte Zustand aufrechterhalten wird.

Der vorstehende Abschnitt der Endplatte wird durch das Zusammenpressen und den Einfluß von Wärme flachgedrückt. Mit anderen Worten, die Endplatte, die den vor­ stehenden Abschnitt beibehält, bis die Anordnung, die durch provisorische Montage des mehrschichtigen Wärmetauschers erhalten wird, für die Hartlötung im Ofen bereit ist, wird während der Ofenhartlötung flach (gedrückt).

Da die Endplatte zumindest bis zur Ofenhartlötung einen Biegungsrand bzw. einen vorstehenden Abschnitt mit einem oder mehreren Biegungsrändern beibehält, die sich in Längsrichtung an ihrer Außenfläche oder ihrer Innenfläche erstrecken, ist ihre Fes­ tigkeit garantiert, selbst wenn die Dicke der Endplatte im Vergleich zum Stand der Technik verringert ist, und daher wird eine Endplatte, die aus einem Stapel entnom­ men wird, der eine Mehrzahl von Endplatten enthält, weder verbogen noch verformt, wenn sie mit der Hand gehalten wird.

Da der vorstehende Teil der Endplatte während des Hartlötens im Ofen flachgedrückt wird, nimmt die Breite des Wärmetauschers in Richtung der schichtweisen Anord­ nung bzw. Schichtung nicht zu, und die Verbindung mit den Rippen wird nicht nach­ teilig beeinflußt. Ferner wird ein ausreichender Luftströmungsquerschnitt im Wärme­ tauscher garantiert.

Die obengenannten und weitere Merkmale der Erfindung und die begleitenden Vor­ teile werden für den Fachmann angesichts der folgenden Beschreibung in Verbin­ dung mit der beiliegenden Zeichnung, die bevorzugte Ausführungsbeispiele zeigt, verständlicher und offensichtlicher. Es zeigt:

Fig. 1A eine Aufsicht, die einen Wärmetauscher mit einer Endplatte gemäß der vor­ liegenden Erfindung zeigt;

Fig. 1B eine Vorderansicht des Wärmetauschers gem. Fig. 1A;

Fig. 1C eine Unteransicht des Wärmetauschers gem. Fig. 1A;

Fig. 2A eine Draufsicht, welche den Aufbau der Endplatte gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, die mit einem vorstehenden Abschnitt versehen ist, der zu der Außenseite in Richtung der schichtweisen Anordnung absteht;

Fig. 2B eine Seitenansicht der Endplatte gem. Fig. 2A;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung, welche den Aufbau eines Teils zeigt, der durch Montieren der obengenannten Endplatte auf einer flachen Form­ platte über Rippen erhalten wird;

Fig. 4 einen Schritt, bei dem der in Fig. 1A, 1B und 1C dargestellte Wärmetau­ scher in einem Ofen hartgelötet wird, wobei er mit Spannvorrichtungen fi­ xiert ist;

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung, welche den Aufbau einer Endplatte zeigt, die sich von der in Fig. 2A und 2B dargestellten Endplatte unterscheidet und auch mit einem vorstehenden Abschnitt versehen ist, der zu der Au­ ßenseite in Richtung der schichtweisen Anordnung absteht;

Fig. 6A eine perspektivische Darstellung, die eine Endplatte zeigt, bei welcher der vorstehende Abschnitt der in Fig. 2A und 2B dargestellten Endplatte zu der Innenseite in Richtung der schichtweisen Anordnung ragt;

Fig. 6B eine perspektivische Darstellung, die eine Endplatte zeigt, bei welcher der vorstehende Abschnitt der in Fig. 5 dargestellten Endplatte zu der Innen­ seite in Richtung der schichtweisen Anordnung ragt;

Fig. 7A eine Draufsicht, welche einen Wärmetauscher mit einen anderen Aufbau der gebogenen Teile und Tanks als bei dem in Fig. 1A, 1B und 1C darge­ stellten Wärmetauscher von oben zeigt;

Fig. 7B eine Vorderansicht des Wärmetauschers gem. Fig. 7A;

Fig. 7C eine Unteransicht des Wärmetauschers gem. Fig. 7A;

Fig. 8A eine Draufsicht, die einen Wärmetauscher von oben zeigt, dessen Ein­ laß/Auslaßelemente in einer anderen Weise als die Einlaß/Auslaßelemente des in Fig. 1A, 1B und 1C dargestellten Wärmetauschers positioniert sind;

Fig. 8B eine Vorderansicht des Wärmetauschers gem. Fig. 8A;

Fig. 8C eine Unteransicht des Wärmetauschers gem. Fig. 8A;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Endes eines Wärmetauschers nach dem Stand der Technik;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht, welche den Aufbau einer Endplatte, der Rip­ pen und einer flachen Formplatte zeigt, die einen Endabschnitt des Wärme­ tauschers nach dem Stand der Technik in Richtung der Schichtung bilden;

Fig. 11 eine perspektivische Ansicht, die einen Schritt zeigt, bei dem das Teil, das der durch den Zusammenbau der Endplatte, der Rippen und der flachen Formplatte erhalten wird, in eine Stapelplatte eingesetzt wird;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau zeigt, bei dem ein Flansch gebildet wird, um die Dicke der Endplatte zu verringern;

Fig. 13A eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau zeigt, bei dem Sicken an der Außenseite in Richtung der Schichtung zur Verringerung der Dicke der Endplatte ausgebildet sind; und

Fig. 13B eine perspektivische Ansicht, die einen Aufbau nach dem Stand der Tech­ nik zeigt, bei dem Sicken an der Innenseite in Richtung der Schichtung zur Verringerung der Dicke der Endplatte ausgebildet sind.

Es folgt eine Erklärung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfin­ dung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Fig. 1A, 1B und 1C zeigen einen plattenförmigen bzw. geschichteten Wärmetauscher 1, der zum Beispiel als Verdampfer in einem Klimatisierungssystem für Fahrzeuge bzw. für eine Klimaanlage o. dgl. verwendet werden kann. Dieser Wärmetauscher 1 umfaßt Rohrelemente 2, 3, 4 und 5, lamellenartige bzw. gewellte Rippen 6 und Endplatten 7.

Die Rohrelemente 2 werden jeweils durch Verbinden von zwei einander zugewand­ ten Formplatten 2a gebildet, die insbesondere mit einem Hartlötmaterial überzogen sind. Jedes Rohrelement 2 umfaßt zwei Tanks 8, die an einem Ende in Längsrichtung ausgebildet sind, und einen U-förmigen Wärmeaustauschmediumkanal 9, der die Tanks 8 verbindet, so daß sich Wärmeaustauschmedium von einem der Tanks 8 durch den Wärmeaustauschmediumkanal 9 bewegt, um in den anderen Tank 8 zu strömen. Jeder Tank 8 ist mit einer Verbindungsöffnung (nicht dargestellt) an beiden Seiten des Rohrelements 2 in Richtung der Schichtung versehen ist, so daß er im verbun­ denen Zustand mit benachbarten Tanks zur Bildung von Tankgruppen A und B in Verbindung steht.

Ein Rohrelement 3, das annähernd identisch zu den Rohrelementen 2 aufgebaut ist, ist etwa in der Mitte des Wärmetauschers 1 in Richtung der Schichtung angeordnet, um die Tankgruppe A, die Einlaß/Auslaßelemente 11 aufweist, in eine Einlaßseite und eine Auslaßseite zu teilen. Hierzu weist das Rohrelement 3 einen blinden Tank 10 auf, d. h., daß der Tank auf der Seite, wo die Einlaß/Auslaßelemente gebildet sind, nur eine Verbindungsöffnung oder eine verschlossene Verbindungsöffnung aufweist.

Ferner sind Rohrelemente 4 mit einem Einlaß/Auslaßelement 11 versehen, das seit­ wärts von einem Tank 8 des Rohrelements 2 absteht. Die Rohrelemente 4 sind insbe­ sondere in der Mitte der Einlaßseite und der Auslaßseite der Tankgruppe A angeord­ net, die von dem Rohrelement 3 geteilt wird, um einen Wärmeaustauschmediumeinlaß und einen Wärmeaustauschmediumauslaß zu bilden.

Rohrelemente 5 sind jeweils an einer Seite des mehrschichtigen Wärmetauschers an­ geordnet und ihre Form wird durch Halbieren der zuvor beschriebenen Rohrelemente 2 erreicht. Mit anderen Worten, die Rohrelemente 5, von welchen jedes durch Ver­ binden einer Formplatte 2a, die zur Bildung der Rohrelemente 2 verwendet wird, und einer gegenüberliegenden flachen Formplatte 2b gebildet wird, sind mit Tanks 8a, de­ ren Kapazität bzw. Volumen halb so groß wie jene der Tanks 8 ist, und einem Wärme­ austauschmediumkanal 9a, dessen Kapazität bzw. Volumen halb so groß wie jene des Wärmeaustauschmediumkanals 9 ist, versehen.

Die Lamellen bzw. Rippen 6 sind zwischen den Rohrelementen 2 bis 5 und zwischen den Rohrelementen 5 und Endplatten 7 vorgesehen und werden von den Tanks 8 an einem Ende und von gebogenen Teilen 12, die durch Herausbiegen der Endteile der Rohrelemente 2, 3, 4 und 5 gebildet werden, an dem anderen Ende gehalten, wie in Fig. 1A und B dargestellt.

Die Endplatten 7 sind an der Außenseite der Rohrelemente 5 in Richtung der Schich­ tung angeordnet und ihre Dicke beträgt vorzugsweise etwa 0,6 mm. Diese Dicke ist geringer als jene einer Endplatte nach dem Stand der Technik, deren Dicke etwa 1 mm beträgt.

Wenn die Rohrelemente 2, 3, 4 und 5, welche die zuvor beschriebene Konstruktion aufweisen, verbunden werden, wird ein 4-gängiger Wärmeaustauschmediumströ­ mungsweg für den Wärmetauscher 1 erreicht.

Es muß festgehalten werden, daß die Endplatten 7 zwar eine flache Seitenfläche bei dem Wärmetauscher 1 gem. Fig. 1A, 1B und 1C aufweisen, die einen fertiggestellten Wärmetauscher 1 zeigen, die Endplatten 7 aber ursprünglich jeweils mit einem vor­ stehenden Abschnitt 13 versehen sind, wie in Fig. 2A und 2B dargestellt.

Wie in Fig. 2A dargestellt, ist der vorstehende Abschnitt 13 mit einem rechteckigen Biegungsrand 14 versehen, dessen vier Seiten aus zwei parallelen Biegungsrändern 14a, die sich in Längsrichtung an einer Seitenfläche der Endplatte 7 erstrecken, und zwei parallelen Biegungsrändern 14b, die sich in die Richtung der kurzen Seite an der Seitenfläche der Endplatte 7 erstrecken, bestehen, sowie mit einem Gratbiegungsrand 15, der sich parallel zu den Biegungsrändern 14a innerhalb des Rahmens des rechteckigen Biegungsrandes 14 erstreckt, und mit Biegungsrändern 16, die sich von den beiden Enden des Biegungsrandes 15 zu den Eck- bzw. Kontaktpunkten der Biegungsränder 14a und 14b des Biegungsrandes 14 erstrecken (das heißt, zu den Ecken des Biegungsrandes 14). Durch Ausbilden des Biegungsrandes 14 als Talbie­ gung und des Biegungsrandes 15 und 16 als Bergbiegung steht der vorstehende Ab­ schnitt 13 zum Beispiel 1 mm nach außen ab, wobei er sanft zu der Außenseite in Richtung der Schichtung mit dem Biegungsrand 16 als Scheitel der Schräge geneigt ist. Es muß festgehalten werden, daß der vorstehende Abschnitt 13 vorzugsweise durch Pressen oder Tiefziehen hergestellt wird.

In der Folge wird ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens zur Herstellung des Wär­ metauschers 1 unter Verwendung der Endplatte 7, die wie zuvor beschrieben kon­ struiert ist, unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 beschrieben. Es muß festgehalten wer­ den, daß die Schritte, die mit jenen bei der Herstellung des Beispiels nach dem Stand der Technik identisch sind, mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt werden, welche die Schritte nach dem Stand der Technik zeigen.

Zunächst werden Rippen 6 in einem vertieften Teil 17 der Endplatte 7 angeordnet, und dann wird die flache Formplatte 2b darübergelegt, wodurch ein Teil 19 gebildet wird, das in Fig. 3 dargestellt ist und eine provisorische Anordnung darstellt. Danach werden wie in dem Schritt nach dem Stand der Technik die beiden Enden des provi­ sorisch zusammengefügten Teils 19 in die Richtung der kurzen Seite in Rillen 106 ei­ ner Stapelplatte 105, die in Fig. 11 dargestellt ist, eingesetzt und darin gehalten. Dann wird das Teil 19 von zwei vorstehenden Teilen eines Roboters (nicht dargestellt) fest­ geklemmt und eingespannt, so daß das Teil 19, das ein Seitenteil des mehrschichtigen Wärmetauschers 1 in Richtung der Schichtung bildet, vormontiert ist. Dann wird während des Montageverfahrens des Wärmetauschers 1 das Teil 19 aus der Stapel­ platte 105 genommen und mit den anderen Rohrelementen 2, 3, 4 und 5 verbunden, so daß eine provisorische Anordnung 20 des Wärmetauschers gebildet wird. Es muß festgehalten werden, daß hierbei der vorstehende Abschnitt 13 der Endplatte 7 wei­ terhin in Richtung der Schichtung nach außen vorsteht.

Dann, nachdem die Anordnung 20 des Wärmetauschers 1 gewaschen bzw. gereinigt oder entfettet wurde, wird die Anordnung 20 des Wärmetauschers 1 durch Festklem­ men an beiden Seiten in Richtung der Schichtung mit Kontaktspannvorrichtungen 21 und 22 und durch Anbringen von viereckigen, rahmenförmigen Befestigungs­ spannvorrichtungen 23 und 24 an der Außenseite der Kontaktspannvorrichtungen 21 und 22, wie in Fig. 4 dargestellt, fixiert. Es muß festgehalten werden, daß während des Vorgangs, bei dem die Spannvorrichtungen 21, 22, 23 und 24 befestigt werden, die Anordnung 20 des Wärmetauschers 1 von den beiden Seiten in die Richtung der schichtweisen Anordnung mit einer Kraft von etwa 1 Tonne, d. h. etwa 9,81 kN, zu­ sammengepreßt wird.

Dann wird die Anordnung 20 des Wärmetauschers 1, die durch die Spannvorrichtun­ gen 21, 22, 23 und 24 fixiert wurde, in einen Ofen 25 eingebracht und in dem Ofen 25 hartgelötet, wie in Fig. 4 dargestellt, um den in Fig. 1A, 1B und 1C dargestellten Wärmetauscher 1 zu erhalten. Während der vorstehende Abschnitt 13 der Endplatte 7 flachgedrückt wird, da der Druck, der von den beiden Seiten in Richtung der Schichtung ausgeübt wird, und die Wärme, die in dem Ofen 25 herrscht (etwa 600 bis 700°C) zu einer Verringerung der Verformungsbeständigkeit und einer Erhöhung der Plastizität des Rohmaterials führen, bleiben die Biegungsränder 14, 15 und 16 in ei­ nem Ausmaß erhalten, daß sie erkennbar sind.

Da die Endplatte 7 den vorstehenden Abschnitt 13 beibehält, bis die Anordnung 20, die durch den provisorischen Zusammenbau des Wärmetausches 1 erhalten wird, in dem Ofen 25 zusammengelötet wird, ist somit ihre Festigkeit garantiert, selbst wenn die Dicke der Endplatte 7 auf 0,6 mm verringert ist, also auf eine Dicke, die geringer als jene bei dem Produkt nach dem Stand der Technik ist.

Da der vorstehende Abschnitt 13 der Endplatte 7 flachgedrückt ist, nachdem die An­ ordnung 20 des Wärmetauschers 1 in dem Ofen 25 zusammengelötet wurde, um den Wärmetauscher 1 zu vollenden, nimmt zusätzlich die Breite bzw. Ausdehnung des Wärmetauschers 1 in Richtung der Schichtung nicht zu und ist beim Einbau des Wärmetauschers 1 kein Hindernis vorhanden.

Da die Biegungsränder 14 bis 16 an der Endplatte 7 verbleiben, wird ferner der Vor­ teil erzielt, daß nachträglich noch feststellbar ist, ob ein Wärmetauscher gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellt worden ist. Dies ist beispielsweise für die Be­ urteilung von Ausfällen oder bei Beschädigungen wichtig.

Es muß festgehalten werden, daß die Form des vorstehenden Abschnitts der End­ platte 7 nicht auf jene des vorstehenden Abschnitts 13 beschränkt ist, der in Fig. 3 dargestellt ist, und statt dessen ein vorstehender Abschnitt 26 vorgesehen sein kann, der wie in Fig. 5 dargestellt geformt ist.

Dieser vorstehende Abschnitt 26 ist mit einem rechteckigen Biegungsrand 14, dessen vier Seiten aus zwei parallelen Biegungsrändern 14a, die sich in die Längsrichtung an einer Seitenfläche der Endplatte 7 erstrecken, und zwei parallelen Biegungsrändern 14b bestehen, die sich in die Richtung der kurzen Seite an der Seitenfläche der End­ platte 7 erstrecken, mit einem rechteckigen Biegungsrand 27, dessen vier Seiten aus Biegungsrändern 27a, die sich parallel zu den Biegungsrändern 14a erstrecken, und aus Biegungsrändern 27b bestehen, die sich parallel zu den Biegungsrändern 14b in dem Rahmen des rechteckigen Biegungsrandes 14 erstrecken, und mit Biegungsrän­ dern 16 versehen, welche jeweils die Ecken des Biegungsrandes 14 und die Ecken des Biegungsrandes 27 verbinden. Da der Biegungsrand 14 als Talbiegung und die Biegungsränder 16 und 27 als Bergbiegungen ausgebildet sind, steht der rechteckige Teil, der von dem Biegungsrand 27 in dem vorstehenden Teil 26 umgeben ist, zum Beispiel 1 mm nach außen vor, mit einer sanften Neigung zu der Außenseite in Rich­ tung der Schichtung. Der vorstehende Abschnitt 26 wird vorzugsweise durch Preß­ bearbeitung oder Tiefziehen hergestellt.

Während der vorstehende Abschnitt 13 und der vorstehende Abschnitt 26 der End­ platte 7 in Fig. 3 und Fig. 5 zu der Außenseite in Richtung der Schichtung nach au­ ßen vor- bzw. abstehend ausgebildet sind, kann der vorstehende Abschnitt 13 oder der vorstehende Abschnitt 26 ferner so ausgebildet sein, daß er zu der Innenseite in die Richtung der Schichtung vorsteht, wie in Fig. 6A und 6B dargestellt. Hierbei steht der vorstehende Abschnitt 13 zu der Innenseite in Richtung der Schichtung ab, wobei der Biegungsrand 14 als Bergbiegung und die Biegungsränder 15 und 16 als Talbiegungen ausgebildet sind, und der vorstehende Abschnitt 27 steht zu der In­ nenseite in Richtung der Schichtung ab, wobei der Biegungsrand 14 als Bergbiegung und die Biegungsränder 16 und 27 als Talbiegungen ausgebildet sind. In diesen Fäl­ len stehen die vorstehenden Abschnitte beispielsweise auch etwa 1 mm ab, wie dies bei den vorstehenden Abschnitten der Fall war, die nach außen in Richtung der Schichtung abstehen, und die vorstehenden Abschnitte 13 und 26 können auch durch Preßarbeit oder Tiefziehen hergestellt werden.

Ferner ist die Konstruktion des Wärmetauschers 1 nicht auf die in Fig. 1A, 1B und 1C dargestellte beschränkt und kann jede Konstruktion aufweisen, solange die End­ platte 7 mindestens an einer oder beiden Seiten in Richtung der Schichtung vorgese­ hen ist. Beispiele für einen solchen Wärmetauscher sind mit Bezugnahme auf Fig. 7A, 7B, 7C, 8A, 8B und 8C erklärt. Die Konstruktionsmerkmale, die mit jenen des in Fig. 1A, 1B und 1C dargestellten Wärmetauschers 1 identisch sind, sind mit denselben Be­ zugszeichen versehen und werden nicht erklärt.

In Fig. 7A, 7B und 7C werden die gebogenen Teile 12, die an den Rohrelementen 2, 3, 4 und 5 eines Wärmetauschers 28 ausgebildet sind, jeweils durch kontinuierliches Verbinden von oberen Stücken 12a mit unteren Stücken 12b, die an Positionen in ei­ ner Ebene unterhalb der oberen Stücke 12a angeordnet sind, gebildet, wie in Fig. 7A dargestellt, und somit ist jeder gebogene Teil 12 mit Vertiefungen und Fortsätzen ver­ sehen. Zusätzlich ist jedes untere Stück 12b, das zwischen oberen Stücken 12a vor­ gesehen ist, mit einer derartigen Form ausgebildet, daß seine Breite allmählich von der Seite, wo es kontinuierlich mit einem der oberen Stücke 12a verbunden ist, zur Mitte hin abnimmt und dann seine Breite wieder allmählich von der Mitte zu der Seite, wo es kontinuierlich mit einem der oberen Stücke 12a verbunden ist, zunimmt. Ferner ist, wie in Fig. 7C dargestellt, die Ausdehnung der Tanks 8 in Richtung des Luftstroms größer als jene der in Fig. 1C dargestellten Tanks, wodurch der Abstand zwischen den Tanks 8 verringert wird.

Fig. 8A, 8B und 8C zeigen eine Konstruktion, in der die Einlaß/Auslaßelemente 11 ei­ nes Wärmetauschers 29 an einer Seite in Richtung der Schichtung vorgesehen sind.

Mit anderen Worten, dieser Wärmetauscher 29 ist mit einem Rohrelement 30 an einer bestimmten gewünschten Position versehen, das einen Tank 31 aufweist, dessen Breite in Richtung des Luftstroms größer als jene des Tanks 8 ist und der sich zwi­ schen die Tankgruppen A und B erstreckt. Zusätzlich ist an einer Seite in Richtung der Schichtung eine ausgeweitete Platte 32 vorgesehen, in der ein Paar ausgeweiteter Teile 33 und 34 zur Bildung von Wärmeaustauschmediumkanälen 35 und 36 aus­ gebildet ist. Diese ausgeweitete Platte 32 bildet die Wärmeaustauschmediumkanäle 35 und 36, wenn sie mit einem Rohrelement 5 verbunden wird, und die Ein­ laß/Auslaßelemente 11 sind an den Wärmeaustauschmediumkanälen 35 und 36 vor­ gesehen. Eine Öffnung 37 ist in der ausgeweiteten Platte 32 vorgesehen, und durch Einsetzen eines Endes eines Verbindungsrohrs 38, dessen anderes Ende in den Tank 31 eingesetzt ist, in die Öffnung 37 werden der Wärmeaustauschmediumkanal 35 und der Tank 31 miteinander in Verbindung gebracht.

Somit ist die Endplatte 7 nur an der den Einlaß/Auslaßelementen 11 in Richtung der Schichtung gegenüberliegenden Seite angebracht.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung, wie zuvor erklärt wurde, die Endplatte mit ei­ nem vorstehenden Abschnitt versehen ist, der einen oder mehrere Biegungsränder aufweist, die sich in Längsrichtung erstrecken und nach außen oder innen in Schich­ tungsrichtung vorragen, bis die Anordnung, die durch den provisorischen Zusam­ menbau des Wärmetauschers erhalten wird, im Ofen hartgelötet wird, wird die Festig­ keit der Endplatte garantiert, selbst wenn ihre Dicke im Vergleich zum Stand der Technik verringert ist. Folglich wird eine Endplatte, die einem Stapel von Endplatten entnommen wird, nicht verbogen oder eine Endplatte wird nicht verformt, wenn sie in der Hand gehalten wird, wodurch gewährleistet ist, daß sie von den vorstehenden Teilen eines Roboters einfach eingespannt werden kann.

Da zusätzlich gemäß der vorliegenden Erfindung der vorstehende Abschnitt der Endplatte nach dem Hartlöten im Ofen flachgedrückt wird, nimmt die Breite des mehrschichtigen Wärmetauschers in Richtung der Schichtung nicht zu und die Ver­ bindung mit den Rippen wird nicht nachteilig beeinflußt. Ferner wird ein zusätzlicher Vorteil erzielt, da ein großer Luftströmungsquerschnitt im Wärmetauscher gewährleis­ tet ist.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines geschichteten Wärmetauschers, umfassend:
einen Schritt, in dem ein Kern des Wärmetauschers durch Verbinden einer Mehr­ zahl von Rohrelementen über eine Mehrzahl von Ebenen gebildet wird, wobei Rippen zwischen den Rohrelementen vorgesehen werden;
einen Schritt, in dem eine Anordnung durch Anbringen einer Endplatte an ei­ nem Rohrelement an einem Ende über Rippen an beiden Seiten oder an einer Seite des Kerns des Wärmetauschers in Richtung der Schichtung gebildet wird; und
einen Schritt, in dem die Anordnung von beiden Seiten in Richtung der Schich­ tung zusammengepreßt und in einem Ofen hart- bzw. zusammengelötet wird, während der zusammengepreßte Zustand aufrechterhalten wird;
dadurch gekennzeichnet,
daß die Endplatte mit einem vorstehenden Abschnitt versehen wird, der minde­ stens einen Biegungsrand aufweist, der sich in eine Längsrichtung an einer Au­ ßen- oder Innenfläche davon erstreckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Wärme­ tauschers durch folgende Elemente gebildet wird:
erste Rohrelemente mit jeweils einem Paar von Tanks und einem Wärmeaus­ tauschmediumkanal, der die Tanks verbindet, wobei die Tanks mit Tanks be­ nachbarter Rohrelemente in Verbindung stehen;
ein zweites Rohrelement mit einem Paar von Tanks und einem Wärmeaus­ tauschmediumkanal, der die Tanks verbindet, wobei einer der Tanks nicht mit einem Tank eines benachbarten Rohrelements in Verbindung steht, so daß er als Trennplatte dient;
dritte Rohrelemente mit jeweils einem Paar von Tanks und einem Wärmeaus­ tauschmediumkanal, der die Tanks verbindet, mit einem Einlaß/Auslaßelement, das von einem der Tanks in Richtung der Luftströmung absteht; und
ein viertes Rohrelement mit einem Paar von Tanks und einem Wärmeaustausch­ mediumkanal, der die Tanks verbindet, wobei die Tanks mit Tanks benachbarter Rohrelemente in Verbindung stehen und die Tanks und der Wärmeaustausch­ mediumkanal Kapazitäten für Wärmeaustauschmedium aufweisen, die halb so groß wie die Kapazitäten der Tanks und der Wärmeaustauschmediumkanäle der ersten Rohrelemente sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Rohrele­ ment an beiden Seiten des Kerns des Wärmetauschers in Richtung der Schich­ tung vorgesehen wird, wobei die Endplatte an der Außenseite des vierten Rohr­ elements an beiden Enden in Richtung der Schichtung vorgesehen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Wärme­ tauschers durch folgende Elemente gebildet wird:
erste Rohrelemente mit jeweils einem Paar von Tanks und einem Wärmeaus­ tauschmediumkanal, der die Tanks verbindet, wobei die Tanks mit Tanks be­ nachbarter Rohrelemente in Verbindung stehen;
ein zweites Rohrelement mit einem Paar von Tanks und einem Wärmeaus­ tauschmediumkanal, der die Tanks verbindet, wobei einer der Tanks nicht mit einem Tank eines benachbarten Rohrelements in Verbindung steht, so daß er als Trennplatte dient;
ein drittes Rohrelement mit einem Paar von Tanks und einem Wärmeaus­ tauschmediumkanal, der die Tanks verbindet, wobei die Breite eines der Tanks in Richtung der Luftströmung vergrößert ist; und
ein viertes Rohrelement mit einem Paar von Tanks und einem Wärmeaus­ tauschmediumkanal, der die Tanks verbindet, wobei die Tanks mit Tanks be­ nachbarter Rohrelemente in Verbindung stehen und die Tanks und der Wärme­ austauschmediumkanal Kapazitäten für Wärmeaustauschmedium aufweisen, die halb so groß wie die Kapazitäten der Tanks und der Wärmeaustauschmedi­ umkanäle der ersten Rohrelemente sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vierte Rohrele­ ment an beiden Seiten des Kerns des Wärmetauschers in Richtung der Schich­ tung vorgesehen wird, wobei eine ausgeweitete Platte mit Einlaß/Auslaßelemen­ ten an der Außenseite des vierten Rohrelements an einem Ende in Richtung der Schichtung vorgesehen wird, um ein Paar von Wärmeaustauschmediumkanälen zu bilden, wobei ein Verbindungsrohr einen der Wärmeaustauschmediumkanäle mit dem Tank vergrößerter Breite des dritten Rohrelements verbunden und die Endplatte an der Außenseite des vierten Rohrelements an dem anderen Ende in Richtung der Schichtung vorgesehen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorstehende Abschnitt durch Zusammenpressen und Wärmeausübung, insbe­ sondere beim Zusammenlöten des Wärmetauschers, insbesondere beim Zusam­ menlöten des Wärmetauschers, flachgedrückt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorstehende Abschnitt ferner mit einem rechteckigen Biegungsrand, dessen vier Seiten aus zwei parallelen Biegungsrändern, die sich in eine Längsrichtung an einer Seitenfläche der Endplatte erstrecken, und zwei parallelen Biegungsrän­ dern, die sich in die Richtung der kurzen Seite an der Seitenfläche der Endplatte erstrecken, bestehen, mit einem Gratbiegungsrand, der sich parallel zu den in Längsrichtung erstreckenden Biegungsrändern der Endplatte innerhalb eines Rahmens des rechteckigen Biegungsrandes erstreckt, und mit vier Biegungs­ rändern versehen wird, die sich von zwei Enden des Gratbiegungsrandes zu den Ecken des rechteckigen Biegungsrandes erstrecken.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der rechteckige Bie­ gungsrand als Talbiegung und der Gratbiegungsrand und die Biegungsränder, die den Gratbiegungsrand und die Ecken des rechteckigen Biegungsrandes verbinden, als Bergbiegungen ausgebildet werden, so daß der vorstehende Ab­ schnitt mit dem Gratbiegungsrand als Scheitel nach außen in Richtung der Schichtung absteht.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der rechteckige Bie­ gungsrand als Bergbiegung und der Gratbiegungsrand und die Biegungsränder, die den Gratbiegungsrand und die Ecken des rechteckigen Biegungsrandes verbinden, als Talbiegungen ausgebildet werden, so daß der vorstehende Ab­ schnitt mit dem Gratbiegungsrand als Scheitel nach innen in Richtung der Schichtung absteht.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorstehende Abschnitt ferner mit einem äußeren rechteckigen Biegungsrand, dessen vier Seiten aus zwei parallelen Biegungsrändern, die sich in eine Längs­ richtung an einer Seitenfläche der Endplatte erstrecken, und zwei parallelen Biegungsrändern, die sich in die Richtung der kurzen Seite an der Seitenfläche der Endplatte erstrecken, bestehen, mit einem innerhalb eines Rahmens des äu­ ßeren rechteckigen Biegungsrandes angeordneten inneren rechteckigen Bie­ gungsrand, dessen vier Seiten aus zwei parallelen Biegungsrändern, die sich in die Längsrichtung der Endplatte an einer ihrer Seitenflächen erstrecken, und zwei parallelen Biegungsrändern, die sich in die Richtung der kurzen Seite der Seitenfläche der Endplatte erstrecken, bestehen, und mit Biegungsrändern ver­ sehen wird, welche Ecken des äußeren rechteckigen Biegungsrandes mit Ecken des inneren rechteckigen Biegungsrandes verbinden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere rechtec­ kige Biegungsrand als Talbiegung und der innere rechteckige Biegungsrand und die Biegungsränder, welche die Ecken des äußeren rechteckigen Biegungs­ randes und die Ecken des inneren rechteckigen Biegungsrandes verbinden, als Bergbiegungen ausgebildet werden, so daß der vorstehende Abschnitt mit einer Fläche, die von dem inneren rechteckigen Biegungsrand umgeben ist, als Schei­ tel nach außen in Richtung der Schichtung absteht.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere rechtec­ kige Biegungsrand als Bergbiegung und der innere rechteckige Biegungsrand und die Biegungsränder, welche die Ecken des äußeren rechteckigen Biegungs­ randes und die Ecken des inneren rechteckigen Biegungsrandes verbinden, als Talbiegungen ausgebildet werden, so daß der vorstehende Abschnitt mit einer Fläche, die von dem inneren rechteckigen Biegungsrand umgeben ist, als Schei­ tel nach innen in Richtung der Schichtung absteht.