СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБЫ ДЛЯ ТЕПЛООБМЕННИКА, В ЧАСТНОСТИ, ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ
PRODUCTION OF TUBE FOR HEAT EXCHANGER, FOR EXAMPLE, FOR VEHICLE

Изобретение относится к способу изготовления трубы для теплообменника, в частности, для автомобиля, при котором снабженная на своей поверхности турбулентными вставками длинная труба разрезается, по меньшей мере, на две отдельные трубы.
Теплообменники с теплопередающими трубами известны во многих вариантах выполнения и областях применения и используются, в частности, также для охлаждения двигателя и для кондиционирования автомобилей. Такие теплообменники содержат паяный блок из труб и гофрированных ребер, причем в трубах протекает охлаждающая среда. Труба омывается снаружи охлаждаемой средой, например отработавшими газами двигателя внутреннего сгорания. При этом труба имеет выполненные глубокой вытяжкой тиснения так называемые винглеты, посредством которых ламинарное течение охлаждаемой среды преобразуется в турбулентное течение.
Эти трубы изготавливаются обычно из длинных труб, которые с помощью прецизионной дисковой пилы разрезаются на отдельные трубы. Однако во время этого процесса образуется большое число мелких нежелательных грязевых остатков или их мельчайшие частицы, поскольку при применении распиловки речь идет о стружечном высокоскоростном способе разделения. Такой стружечный способ разделения требует сложной последующей очистки отдельных труб. Кроме того, необходим дополнительный процесс в виде щеточного удаления грата, при котором в местах резания удаляются заусенцы и металлическая пыль и образуются чистые поверхности реза. Эти дополнительные процессы очистки повышают расходы и затраты времени на изготовление трубы.
Задачей изобретения является создание рентабельного способа изготовления трубы для теплообменника, в частности, для автомобиля, который обеспечивал бы получение, в основном, чистых поверхностей реза на краях труб без дополнительной обработки труб или лишь с небольшой дополнительной обработкой.
Согласно изобретению эта задача решается посредством того, что через, по меньшей мере, одно отверстие длинной трубы внутрь нее вводится первая часть, по меньшей мере, составного разрезающего устройства, а его вторая часть прикладывается к внешней стороне длинной трубы приблизительно напротив внутренней первой части, и обе части разрезающего устройства прижимаются друг к другу для разрезания длинной трубы. Это имеет то преимущество, что происходит изготовление трубы, по меньшей мере, почти без стружки или с ее малым количеством. Благодаря этому почти бесстружечному изготовлению можно в самой значительной степени отказаться от очистки трубы от остатков или снизить затраты на нее, поскольку при этом способе изготовления или разделения почти или вообще не образуются стружка и металлическая пыль. Кроме того, при определенных условиях может отпасть также дополнительный процесс щеточного удаления грата. Благодаря этому виду изготовления трубы для теплообменника сокращаются не только расходы на резку труб, но и затраты времени на их изготовление, поскольку можно отказаться от их последующей обработки.
Предпочтительно в продольном направлении металлической ленты с заданными промежутками выполняется, по меньшей мере, одно отверстие, после чего металлическая лента деформируется в длинную трубу. Поскольку металлическая лента проста в обращении, необходимые отверстия могут выполняться в ней в автоматическом режиме. Отверстия выполняются в металлической ленте точно в тех местах, где позднее длинная труба должна разрезаться на отдельные трубы. При этом отверстия вырубаются в металлической ленте преимущественно особенно простым образом. Лишь после этого металлическая лента деформируется в длинную трубу.
В одном варианте выполнения в металлической ленте в ее поперечном направлении рядом друг с другом выполняются соответственно, по меньшей мере, два отверстия, причем металлическая лента формируется в длинную трубу, в частности, прямоугольного сечения так, что на расстоянии друг от друга и напротив друг друга находятся, по меньшей мере, два отверстия. В металлической ленте посредством управляемого инструмента могут сначала выполняться отверстия в ее продольном направлении в соответственно нужном положении и с заданными промежутками. В зависимости от нужной формы выполнения положение отверстий может изменяться по длине, что можно легко реализовать посредством управляемого инструмента.
Отверстия предпочтительно выполняются шлицевидными, причем продольная протяженность шлицевидных отверстий приблизительно перпендикулярна продольной протяженности длинной трубы, а шлицевидные отверстия соединяются между собой перемычками. В частности, в зоне перемычек длинная труба может, тем самым, особенно просто формирована в отдельные трубы.
По меньшей мере, составное разрезающее устройство состоит из режущего приспособления и матрицы, причем либо режущее приспособление в качестве первой части разрезающего устройства вводится внутрь длинной трубы через два противоположных друг другу отверстия и удерживается там, а матрица в качестве второй части разрезающего устройства прикладывается к длинной трубе с ее внешней стороны, либо матрица в качестве первой части разрезающего устройства вводится внутрь длинной трубы через два противоположных друг другу отверстия и удерживается там, а режущее приспособление в качестве второй части разрезающего устройства прикладывается к длинной трубе с ее внешней стороны. В зависимости от позиционирования режущего приспособления или матрицы длинная труба может разрезаться изнутри наружу или снаружи внутрь.
В другом предпочтительном варианте выполнения режущее приспособление имеет, по меньшей мере, две соответствующие геометрии сечения длинной трубы режущие поверхности, причем к матрице прижимается сначала одна режущая поверхность для отделения одной части длинной трубы, а затем другая режущая поверхность для отделения ее оставшейся части, в результате чего от длинной трубы отрезается отдельная труба. Благодаря такому способу труба может разрезаться полностью автоматически, причем этот процесс оптимально включается в тактовое время при изготовлении трубы.
Предпочтительно во время ввода режущего приспособления внутрь длинной трубы и его позиционирования относительно ее геометрии сечения матрица раскрыта, а перед выполнением процесса разрезания ее смыкают. Таким образом, имеется достаточный зазор для того, чтобы режущее приспособление можно было позиционировать точно внутри длинной трубы.
В частности, в своем сомкнутом состоянии матрица приблизительно полностью охватывает длинную трубу по ее периметру. Это позволяет особенно надежно позиционировать длинную трубу, сдвиг которой в процессе разрезания надежно предотвращен, благодаря чему обеспечивается чистая поверхность реза трубы.
Режущее приспособление подвижно удерживается внутри двух противоположных друг другу отверстий перпендикулярно продольной протяженности длинной трубы, причем режущее приспособление во время первого процесса разрезания движется в первом направлении, а во время второго процесса разрезания - в противоположном втором направлении. Поскольку длинная труба жестко позиционирована посредством матрицы, можно за счет движения режущего приспособления выполнять чистый рез для отделения труб.
В частности, по завершению первого и второго процессов разрезания матрица раскрывается. При этом режущее приспособление может быть выдвинуто из длинной трубы.
Изобретение допускает многочисленные варианты его осуществления. Один из них более подробно поясняется ниже со ссылкой на чертежи, на которых представлено следующее:
фиг.1 - металлическая лента с турбулентными вставками;
фиг.2 - согнутая труба;
фиг.3 - операция отделения трубы.
Одинаковые элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
На фиг.1 изображена металлическая лента 1 в виде полосы шириной, например, 36 мм. На первом этапе в ленте 1 с равными промежутками выполняются турбулентные вставки 2, так называемые винглеты. При этом вставки 2 выполняются глубокой вытяжкой за счет их выдавливания комбинированным инструментом. После настройки вставок 2 в ленте 1 на произвольных, предварительно намеченных участках высекаются шлицевидные отверстия 3, 4, которые имеют ширину максимум 2 мм, проходят при этом поперек продольного направления ленты 1 и соединены между собой перемычками 5, 6, 7.
После высекания шлицевидных отверстий 3, 4 лента 1 сгибается в своем продольном направлении и сваривается, в результате чего образуется длинная труба 8. Выполненные в ленте 1 шлицевидные отверстия 3, 4 позиционированы теперь в трубе 8 так, что они непосредственно противоположны друг другу, причем за счет внутреннего пространства трубы они отстоят друг от друга. Формованная таким образом длинная труба 8 изображена на фиг.2. При этом на фиг.2b изображен разрез формованной трубы 8 по линии A-A. Труба 8 имеет прямоугольное сечение, поэтому она обычно называется также плоская труба.
Окончательно формованная таким образом труба 8 должна быть теперь разрезана. Этапы резания изображены на фиг.3. Здесь также показан разрез A-A. Для разрезания трубы 8 на отдельные трубы необходимо составное разрезающее устройство, состоящее из режущего приспособления 11 и матрицы 12a, b, причем матрица 12a, b состоит из верхней и нижней частей. На первом этапе режущее приспособление 11 вводится внутрь трубы 8 через шлицевидные отверстия 3, 4. Оно выполнено при этом в виде очень плоского режущего пуансона толщиной около 1 мм. Внутри трубы 8 режущее приспособление 11 позиционируется относительно ее верхней 9 и нижней 10 частей, отделенных друг от друга продольными шлицами 3, 4, и точно настраивается. На этом этапе матрица 12a, b раскрыта.
На следующем этапе матрица 12a, b смыкается, как это показано на фиг.3b. Это значит, что ее часть 12a прочно охватывает верхнюю часть 9 трубы 8, а часть 12b - нижнюю часть 10 трубы 8. Как видно на фиг.3b, режущее приспособление 11 имеет две режущие поверхности 13a, 13b. Режущая поверхность 13a направлена к верхней части 9 трубы 8, а режущая поверхность 13b - к нижней части 10 трубы 8. Режущее приспособление 11 прижимается сначала к верхней части 9 трубы 8, причем матрица фиксирует трубу 8 в ее положении, так что процесс разрезания может выполняться без всяких проблем. После выполнения разреза на верхней части 9 трубы 8 режущее приспособление 11 перемещается в противоположном направлении и разрезает нижнюю часть 10 трубы 8, удерживаемую частью 12b матрицы. Шлицевидные отверстия 3, 4 выполнены по своей протяженности так, что режущее приспособление 11 может двигаться без проблем в этих обоих направлениях.
За счет этого, установленного с обеих сторон в шлицевидных отверстиях 3, 4 режущего приспособления 11 труба 8 разрезается сначала в одном, а затем в другом направлениях, причем верхняя 9 и нижняя 10 части трубы 8 разрезаются там, где находятся шлицевидные отверстия 3, 4. После завершения процесса разрезания матрица 12a, b раскрывается, и режущее приспособление 11 выдвигается из трубы 8.
Благодаря этому способу изготовления трубы для теплообменника сокращаются производственные расходы и обеспечивается особая чистота мест резания, поскольку описанный способ представляет собой бесстружечный способ. В предложенном решении могут отпасть дополнительные операции, такие как промывка труб или сложное щеточное удаление грата, необходимые в стружечном способе разделения. После оптимизации тактового времени описанное изготовление трубы может быть встроено в автоматический процесс производства.