Металлическая труба для теплообменника и способ ее изготовления

 

1. Металлическая труба для теплообменника, в частности, для ав томобильного транспортного средства, выполненная в виде корпуса продолговатого поперечного сечения, например овального, по меньшей мере один конец которого имеет круговое поперечное сечение, отличающаяся тем, что, с целью упрощения сборки теплообменника, конец кругового поперечного сечения соединен с корпусом трубы продолговатого поперечного сечения промежуточным участком длиной не более 0,2 наибольшего размера продолговатого сечения корпуса трубы или 0,5 наименьшего размера этого продолговатого ce eния, 2.Труба по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что средний периметр кругового сечения конца трубы больше среднего периметра продолговатого сечения корпуса трубы по меньшей мере на 1%. 3.Способ изготовления металлической трубы для теплообменника,включающий операции радиального обжима , конца трубы и радиальной раздачи этого конца, отличающийся теМ; что вначале осуществляют операцию радиального обжима концов по наибольшему размеру продолговатого J поперечного сечения конца трубы, а затем осуществляют радиальную раздачу . 4.Способ по п. 3, отличающий с я - тем, что в процессе par, диальной раздачи средний периметр кругового конца трубы увелргчивают по меньшей мере на 1 % по отнощению к среднему периметру продолговатого сечения корпуса трубы. с (О

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2949080/25-27 (22) 23.07.80 (31) 7919357 (32) 26.07.79 (33) FR (46) 07.04.86, Бюл. № 13 (71) Валео (FR) (72) Пьер Шарль Коллгон (FR) (53) 621.774.72(088.8) (56) Мосин Ф.В. Технология изготовления деталей из труб. M. — Ë.: Машгиз, 1962, с. 146, фиг. 101, (54) МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ТРУБА ДЛЯ ТЕПЛООБМЕННИКА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ. (57) 1. Металлическая труба для теплообменника, в частности, для автомобильного транспортного средства, выполненная в виде корпуса продолговатого поперечного сечения, например овального, по меньшей мере один конец которого имеет круговое поперечное сечение, отличающаяся тем, что, с целью упрощения сборки теплообменника, конец кругового поперечного сечения соединен с корпусом трубы продолговатого поперечного сечения промежуточным участком длиной

m1 4 В 21 0 41/00, В 23 Р 15/26, 28 Г 1/02 не более 0,2 наибольшего размера про олговатого сечения корпуса трубы или 0,5 наименьшего размера этого продолговатого се ения.

2. Труба по и. 1, о т л и ч а ющ a si с я тем, что средний периметр кругового сечения конца трубы больше среднего периметра продолговатого сечения корпуса трубы по меньшей мере на 1%.

3. Способ изготовления металлической трубы для теплообменника,включающий операции радиального обжима конца трубы и радиальной раздачи этого конца, отличающийся тем, что вначале осуществляют операцию радиального обжима концов по наибольшему размеру продолговатого

J поперечного сечения конца трубы, а затем осуществляют радиальную раздачу .

4. Способ по и. 3, о т л и ч а юш и и с я тем, что в процессе ра.диальной раздачи средний периметр кругового конца трубы увеличивают по меньшей мере на 1% по отношению к среднему периметру продолговатого сечения корпуса трубы.

1223830

Изобретение касается конструкций и способов изготовления металлической трубы, в частности для теплообменника типа радиатора, составляющего часть системы охлаждения двигателя автомобиля, или для теплообменника, составляющего часть установки для нагревания и/или создания искусственного микроклимата кабины автомобиля.

Целью изобретения является упрощение процесса сборки теплообменника, На фиг. 1 показана конструкция трубы в сборе с инструментом,, служащим для ее изготовления; на фиг. 2 часть теплообменника, разрез, на фиг. 3 — разрез А-А на фиг, 2,* на фиг. 4 — инструмент для реализации одной операции способа, на фиг. 5 то же, промежуточное положение инструмента, на фиг. 6 — разрез В(-Б на фиг. 5, на фиг. 7 — инструмент, для реализации другой операции способа, на фиг, 8 — разрез В-В на фиг. 7; на фиг. 9 — инструмен1 для осуществления способа по второму варианту; на фиг. 10 — конец инструмента, введенного в трубу; на фиг.11 разрез Г-Г на фиг. 9, на фиг. 12 разрез Д вЂ” Д на фиг. 9; на фиг. 13 вариант инструмента для другогo ва рианта способа; на фиг. 14 — вариант инструмента; на фиг. 15 — разрез Г-Е на фиг. 14", на фиг„ 16 — разрез Н(-(К на фиг. 14; на фиг, 17 — сечение трубы, наиболее предпочтительное для осуществления способа.

Металлическая труба выполнена в виде корпуса 1 продолговатого поперечного сечения, например онального,. при этом конец 2 корпуса имеет. круговое поперечное сечение, Длина участка Р, соединяющего корпус с одним концом, может быть не более 0,2 наибольшего размера продолговатого сечения трубы или 0,5 наименьшего размера этого продолговатого сечения, чтобы можно было изготавливать теплообменники с обычными коллекторами, образованными пластинами 3 с круглыми отверстиями 4, без установки прокладки между ребордой или краем 5 этого коллектора и последним ребром

6 набора. Отверстия 4 коллектора, образованного пластинами 3, окаймлены снаружи коллекторной камеры 7 цилиндрически и буртиками 8. Пластина покрыта внутри камеры резиновым листом 9 (или сделана из аналогичного (1

2g

?5

3iJ

3 ) материала), имеющим отверстия 10, совпадающие с отверстиями 4 и окаймленные муфтами 11, составляющими интегральную асть листа 9„ содержащего часть 12 небольшой длины, ныступающей н направлении камеры 7, и часть 13 большей длины, введенной в буртики 8 и оканчивающейся утолщением

14, образующим при его соединении с частью l3 реборду 15, опирающуюся на край конца буртика 8.

Край 5 металлической пластины 3, выступая наружу из коллекторной ка— меры, образует дно канавки, проходящей по мату l6 резинового листа 9.

Для крепления пластин 3 с их резиновым листом 9 к концам труб муфты

11 подвергаются предварительному напряжению. Диаметр их внутренней поверхности в свободном состоянии меньше диаметра внешней поверхности концов труб. Концы труб проходят через пластины до тех пор с каждой сторо— ны, пока края 5 не будут н контакте с ребром конца 6. Предварительное напряжение затем ослабляется, после чего вводятся пуансоны или оправки (не показаны) одновременно в концы труб с тем, чтобы конец ? имел уширение, наружный диаметр которого чуть больше внутреннего диаметра буртика 8, чтобы удерживать монтаж пластин 3 по отношению к корпусу 1 трубы. Контакт между краями 5 и концом 6 ребра также содействует этому монтажу„

Средний периметр конца трубы кругового сечения должен быть больше среднего периметра корпуса с продолговатым сечением, по меньшей мере, на IX, CI::.oñoî изготовления предлагаемой конструкции металлической трубы для теплообменника заключается в следующем(Конец корпуса 1 трубы прямого овального сечения 17 (фиг.4), имеющей большу;-о ось 18 и малую ось 19, перпендикулярные между собой, сжимая с помощью инструмента из двух зажимных губок 20 и 21, представляющих собсй идентичные активные поверхности по отношению соответственно к поверхностям 22 и 23, каждая из которых полуцилиндрическая круглого сечения; образующие этих полуцилиндрических поверхностей параллельны оси трубы. Радиус каждой из этих полуцилиндрических поверхностей нем1223830 ного больше радиуса наружной поверхности, которую необхолима получить на конце трубы.

В целях образования расширенного стыка небольшой длины между концом

2 и корпусом 1 трубы овального сечения губки 20 и 21 имеют срез или расширение, соответственно 24 и 25, Этот срез или расширение образован следующим образом.

Губки 20 и 21 в позиции, когда они сближены, ограничивают над скосами (срезами) 24 и 25 ось цилиндра, совпадающую с осью трубы. На продол1жении в перпендикулярной плоскости к этой оси намечают (фиг. 6) овал

26, соответствующий наружной поверхности трубы, и круг 27, соответствующий поверхностям 22 и 23. Этот круг имеет две дуги 28 и 29 внутри овала

26 и две дуги 28 и 29 снаружи овала

26. Дуги 28 и 29 соответствуют поверхностям 22 и 23 по всей длине или высоте инструмента, На этом продолжении наоборот срезы соответствуют дугам кривой типа 30 и 31, заключенных между овалом 26 и кругом 27.

Губки 20 и 21 сводятся вместе до контакта с наружной поверхностью трубы на концах 32 и 33 (фиг. 4) ее большой оси 18 и сближаются друг с другом параллельно этой большой аси по направлению стрелок f и fg . Труба таким образом, сжимается параллельно оси 18 и расширяется в перпендикулярном направлении, и ее сечение к исходу этого первого этапа операции имеет общую форму круглого кольца.

Оправка 34 (фиг. 4) круглого сечения с концом в виде усеченного конуса 35 и активной цилиндрической частью 36 круглого сечения диаметром больше диаметра внутренней поверхности полученного кольца к исходу первого этапа операции, вводится затем с усилием в конец 2, чтобы придать ему круглую цилиндрическую форму в результате расширения, т.е. увеличения периметра.

Эта операция проводится с тем, чтобы средний периметр конца 2 был после первого этапа осуществления способа больше, предпочтительно на

17, среднего периметра овального сечения. Но при этом не должен превышаться предел упругости металла, из которого сделана труба.

Диаметр наружной поверхности конца, образованный таким образом, 55

Этим способом можно изготавливать теплообменник типа теплаобменника, показанного на фиг, 2 и 3. т.е. теплообменник, в котором реборда обычного коллектора находится в непосредственном контакте с концам ребра, избегая использования громоздкой должен быть меньше па длине бальшой оси наружной поверхности овального сечения, чтобы можно была оперировать с закраинами 37 и 38 (фиг. 3), образующими упоры для ребра 6.

На фиг. 9 и 13 представлены варианты способа.

Па этим вариантам сначала производят операцию раздачи с помощьк инструмента 39 (фиг. 9), а после этой операции производят радиальное сжатие на наружной поверхности конца трубы с помощью кольца 40 (фиг. 13).

Инструмент — оправка 39 — имеет цилиндрическое тело 41 круглого сечения, наружный диаметр которого ра-. вен требуемому внутреннему диаметру для конца 2 трубы, и имеет конец в виде усеченного конуса 42, основание

43 которога в диаметре круглое и равно наименьшему малому размеру по аси 19 внутренней поверхности трубы в части ее овального сечения.

Осевая длина этого конуса 42

/ имеет примерно ту же величину, что и длина хода губок 20 и 21 (фиг, 4), т.е ° что и длина промежуточной части между телам и концом трубы после проведения этого способа. Таким образом, трубы, получаемые в результате применения второго способа, дают вазможность получать теплаобменник аналогичный теплообменнику, который показан на фиг. 2 и 3.

Оправка 39 вводится с силой в

35 корпус 1 трубы на некоторую длину.

Затем она удерживается в этом положении, после чего вокруг преобразованного таким образом конца пропускается в осевом направлении сколь40 зяще кольцо 40 с круглой внутренней цилиндрической поверхностью 44, внутренний диаметр которой равен требуемому наружному диаметру для конца трубы. Кольцо оканчивается в ниж-.

45 ней части фаской. Наружный диаметр этого кольца по существу равен pasмеру корпуса 1 трубы по ее большой оси 18. Фаска определяется аналогичным образом, что и срезы 24 и 25 гуSO бок 20 и 21 (фиг, 4).

122З880 прокладки, которая бесполезна при обмене тепла.

На фиг, 14-16 приведены варианты выполнения оправки. Оправка содержит головку, 45 и тело 46. Головка 45 имеет сечение овальной формы 47 с двумя вершинами 48 и 49 по ее большой оси 50, которые диаметрально противоположны на круге 51 (фиг. 15) диаметром, равным диаметру, требуемому для внутренней поверхности конца трубы. Головка имеет две других вершины 52 и 53 по своей малой оси

54, совпадающие с вершинами овала 55. соответствующего внутренней поверх-. ности тела трубы.

Тело 46 представляет цилиндр кру лого сечения диаметром, равным требуемому диаметру для внутренней поверхности конца трубы.

Длина головки 45 по крайней мере равна длине конца 2 круглого сечения, / который хотят получить.

Для осуществления э гого варианта способа головка 45 оправки вводится в корпус 1 трубы таким образом, что

> малая ось 54 совпадает с малои осью

19 и большая ось 18 совпадает с осью

50 на требуемой длине для конца 2,. затем эта оправка приводится во вращение вокруг своей оси 54. Труба остается неподвижной, что поз воляетт придать ее концу форму, близ, кую к цилиндру круглого сечения. Пос ле остановки вращения оправка устанавливаемся снова в положение под углом (фиг. 15) и толкается таким образом, что ее тело 46 заканчивает преобразование конца трубы. Головка

45 тогда не имеет преобразующего действия на тело трубы, внутри. которой она расположена, а имеет направляющее действие инструмента в трубе.

Наружная поверхность конца трубы затем преобразуется с помощью кольца 40, оправка остается во время этого второго этапа способа внутри трубы, Этот вариант позволяет также изготавливать теплообменник типа теплообменника, показанного на рис.2 и

111 3, т.е. теплообменник, в котором реборда обычного коллектора находится непосредственно в контакте с ребром конца, что дает возможность избежать использования громоздкой прокладки, „> которая бесполезна для теплообмена.

Наибслее предпочтительно, чтобы корпус 1 трубы имел овальное сечение (Фиг. 17) .

Наносят два круга 56 и 57 одина-,б кового радиуса с центрами 58 и 59

; а расстоянии друг от друга по линии

60, которая проходит по наибольшему рамеру сечения тела корпуса 1 трубы

Расстояние. отделяющее эти центры заметно больше диаметра каждого из кругов 56 и 57, Затем наносят две дуги круга 61 и 62 касательных к кругам 56, 57 с обеих сторон линии

60. Их центры 63 и 64 находятся на

Зб медиане 65 сегмента, соединяющего центры 58 и 59, и являются симметричными по отношению к этому сегменту.

Радиусы этих кругов значительно больше радиусов кругов 56 и 57.

Большая ось длиной Ь, полученной таким образом кривой и перпендикулярная малая ось длиной а имеют отношение Ь/а, находящееся в пределах межgQ ду 1, 5 и 2,5, что является оптимальным для теплообмена между жид-. костьк, циркулирующей в корпусе 1 трубы, и воздухом.

1223830

1223830 фг р

" 6 Ы

1 ) 7g() p)

Е-Е

Фиг.O

Составитель И, Капитонов

Редактор Н. Егорова Техред И.Верес Корректор А. Ференц

Заказ 1728/62 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раущская наб, ц. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4