SE517450C2 - Fluidtransportrör samt sätt och anordning för framställning av detsamma - Google Patents

Description

w v. n 10 15 20 25 30 35 517 450 2 Det föreligger dock ett ständigt behov att förbättra värmeöverföringskapaciteten hos fordonskylare, inte minst p g a att utrymmet för fordonskylare är begränsat i dagens fordon samtidigt som behovet av kylning ökar, framförallt hos lastbilar. En förbättrad värmeöverfö- ringskapacitet kan användas för att öka kylningseffek- tiviteten hos en kylare med en given storlek, eller för att minska storleken av en kylare med en given kylnings- effektivitet.

Sammanfattning av uppfinningen Det är ett ändamål med uppfinningen att åstadkomma ett fluidumtransportrör och en fordonskylare som för en given storlek uppvisar en högre värmeöverföringskapacitet än gängse konstruktioner.

Det är också ett ändamål att anvisa en enkel teknik för framställning av ett sådant fluidumtransportrör till relativt låg kostnad och med låg kassation.

Dessa och andra ändamål, som kommer att framgå av efterföljande beskrivning, har nu uppnåtts medelst ett sätt och en anordning för framställning enligt efterföl- jande patentkrav l respektive 5, samt ett fluidumtrans- portrör och en fordonskylare enligt efterföljande patent- krav 10 respektive 14. Föredragna utföringsformer defi- nieras i de underordnade patentkraven.

Den på fluidumtransportrörets insida bildade yt- strukturen tjänar till att bryta upp det laminära gräns- skikt med isolerande verkan som tenderar att bildas invid rörets primärytor i den genom röret strömmande fluiden.

Ytstrukturen bidrar således till att ytterligare för- bättra rörets värmeöverföringskapacitet, i synnerhet vid låga fluidumflöden genom röret, utan någon väsentlig ök- ning av tryckfallet i den genom röret strömmande fluiden.

Med den uppfinningsenliga framställningstekniken kan röret formas i ett stycke utgående från ett ämne av metalliskt material på ett enkelt och kostnadseffektivt vis. -.- .n-u 10 15 20 25 30 35 5117 4 50 :íšz 3 Enligt ett speciellt föredraget utförande av den uppfinningsenliga framställningstekniken förses ämnet med ytstrukturen först efter det att två upprättstàende kant- partier har formats vid tvâ motstående kanter hos ämnet.

Därmed minimeras risken för att ojämnheter uppkommer i ämnets ytterkanter under formningen av ytstrukturen pà ämnets yta. Materialet i ämnet har nämligen en viss ten- dens att dra sig vid formningen av ytstrukturen. Eftersom ämnets ytterkanter senare anbringas mot livpartiet för avgränsning av kanalerna, skulle sàdana ojämnheter kunna leda till att röret mäste kasseras p g a läckage mellan kanalerna.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen och dess fördelar kommer att beskrivas närmare i det följande under hänvisning till bifogade schematiska ritningar, som i exemplifierande syfte visar för närvarande föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning.

Fig 1 är en ändvy av ett fluidumtransportrör enligt uppfinningen.

Fig 2-6 är planvyer ovanifràn av en del av fluidum- transportrör enligt olika varianter av föreliggande upp- finning.

Fig 7 är en sidovy av en uppfinningsenlig anordning för framställning av ett fluidumtransportrör.

Fig 8a-8e är ändvyer av ett utgàngsämne under bear- betningen av detta till ett fluidumtransportrör, varvid respektive ändvy är tagen i positionerna a-e i fig 7.

Fig 9 är en sidovy av en variant av anordningen i fig 7.

Beskrivning av föredragna utföringsformer I fig 1-6 visas föredragna utföringsformer av ett fluidumtransportrör enligt uppfinningen. Röret är lämp- ligen tillverkat av ett metalliskt material, vanligen ett aluminiummaterial. Såsom framgàr av fig 1 är röret platt och uppvisar två motstående flatsidor 1, 2, vilka är väsentligen plana. Flatsidorna 1, 2 är förbundna via två ywßu 10 15 20 25 30 35 517 450 4 motstående, krökta kortsidor 3, 4. När rören är monterade i en fordonskylare är ytförstorare (ej visade), t ex veckade lameller, bringade till anliggning mot flatsidor- na 1, 2. Den huvudsakliga värmeöverföringen mellan det medium som genomströmmar rören och det medium som genom- strömmar ytförstorarna kring rörens utsida sker således via dessa flatsidor 1, 2. Röret avgränsar invändigt två parallella kanaler 5, 6, vilka är åtskilda av en skilje- vägg 7 och sträcker sig i rörets längdriktning mellan dess ändar. Flatsidorna 1, 2 bildar i respektive kanal 5, 6 två motstående primärytor 1', 2' för värmeöverföring.

Såsom framgår av fig 2-6 är primärytorna l', 2' för- sedda medfen ytstruktur i form av ett antal utskjutande, turbulensskapande element 8, så kallade dimplar. Dessa dimplar 8 kan ha godtyckligt utseende och vara placerade i ett godtyckligt mönster på primärytorna l', 2'. I fig 2-6 visas i exemplifierande syfte olika varianter på yt- strukturen på rörets primärytor l', 2', varvid dimplarna 8 på den övre primärytan 1' visas med heldragna linjer och dimplarna 8 på den undre primärytan 2' visas med streckade linjer. I samtliga fall är dimplarna 8 på de övre och undre primärytorna l', 2' inbördes förskjutna, så att röret i tvärsnitt saknar motstàende dimplar 8.

Detta för att minska risken för igensättning av röret.

Vidare bildar dimplarna 8 i sidled sig sträckande rader 9 på respektive primäryta 1', 2'. Dessa rader 9 är alterne- rande anordnade på den övre och den undre primärytan l', 2' sett i rörets längdriktning L.

Enligt varianterna i fig 2 och 3 är dimplarna 8 avlånga och snedställda relativt rörets längdriktning L.

Inom respektive rad 9 är dimplarna 8 inbördes parallella.

Sett i längdriktningen L, d v s i en fluids huvudström- ningsriktning genom röret, är pà varandra följande dimp- lar 8 omväxlande anordnade på de övre och undre primär- ytorna l', 2'. Enligt varianten i fig 2 är sådana på varandra följande dimplar 8 snedställda med en given :nnun 10 15 20 25 30 35 517 450 5 inbördes vinkel, och enligt varianten i fig 3 är dessa inbördes parallella.

Enligt varianterna i fig 4-6 är raderna 9 av dimplar 8 på de övre och undre primärytorna l', 2' inbördes för- skjutna i sidled, så att på varandra följande dimplar 8, sett i längdriktningen L, är uteslutande anordnade på den övre eller den undre primärytan l', 2'. I fig 4 och 5 är dimplarna 8 trekantiga respektive cirkulära i tvärsnitt parallellt med primärytorna l', 2'. I fig 6 är varje dimpel 8 avlång och anordnad att sträcka sig parallellt med rörets längdriktning L.

I det följande kommer en uppfinningsenlig anordning för framställning av ett rör enligt fig 1-6 att beskrivas i anslutning till fig 7-8. Anordningen är konstruerad att omforma ett väsentligen plant utgängsämne eller band 20 av ett metalliskt material, företrädesvis ett aluminium- material, till en rörprofil genom successiva viknings- operationer. I anordningen passerar bandet 20 mellan ett antal drivna axelpar, vilka är utformade att mata bandet 20 genom anordningen och är försedda med profilformande verktyg. Vid inmatningen i anordningen är bandets 20 långsidor eller kanter väsentligen parallella med bandets matningsriktning, vilken indikeras med pilar M i fig 7.

Anordningen har en första station 30, i vilken de profil- formande verktygen viker bandets 20 långsidor väsentligen vinkelrätt mot bandets huvudplan. Efter den första sta- tionen 30 uppvisar bandet 20, såsom framgår av fig 8a, två upprättstàende långsträckta kantpartier 21, 22 och ett mellanliggande plant livparti 23.

I en påföljande, andra station 40 förses bandets 20 livparti 23 med dimplar 8 i ett givet mönster, exempelvis något av de mönster som framgår av fig 2-6. Bandet 20 passerar därvid mellan en eller flera kombinationer av ett roterande mothåll 41 och en roterande axel 42 med utskott på sin periferiyta 43. Under kontinuerlig rörelse genom den andra stationen 40 deformeras således bandet 20 plastiskt så att gropar bildas på dess ena sida och mot- :nun- l0 15 20 25 30 35 5217 450 6 svarande utspràng bildas pà dess motstàende sida, sàsom framgår av fig 8b. Det bör noteras att ytstrukturen av tydlighetsskäl är kraftigt överdriven i fig 8a-8e.

Anordningen har en efterföljande, tredje station 50 i vilken profilformande verktyg successivt viker livpar- tiet 23 för bildande av de tvà kanalerna 5, 6, se fig 8c- 8e. Därvid anbringas i detta utförande de upprättstàende kantpartierna 21, 22 mot varandra för att bilda skilje- väggen 7 mellan kanalerna 5, 6 (jfr fig 1). Dessutom, sàsom framgår av fig 1, anbringas kantpartiernas 21, 22 ytteràndar, d v s bandets 20 längsgående ytterkanter, mot livpartiet 23. Det inses att hög precision krävs för att säkerställa god anliggning mellan dessa ytterkanter och livpartiet 23 längs hela röret.

Efter den tredje stationen 50 följer företrädesvis en klippningsstation (ej visad), i vilken den bildade rörprofilen kapas i önskade längder. Det mä dock påpekas att, som alternativ till ovanstående ämne i form av ett kontinuerligt, làngsträckt band, utgàngsämnet kan utgöras av väsentligen plana plattor av lämplig dimension, vilka i den uppfinningsenliga anordningen formas till rörpro- filer av given längd. I detta fall kan således klipp- ningsstationen undvaras.

Enligt ett alternativt utförande, som visas i fig 9, omfattar den andra stationen 40' en eller flera kombina- tioner av ett mothàll 41' och en stämpel 42'. Den sist- nämnda är rörlig vinkelrätt mot bandet 20 för ansättning mot detsamma. Till skillnad från anordningen i fig 7 in- dexeras bandet 20 in i den andra stationen 40', i vilken det stillastående bandet 20 sedan deformeras plastiskt, så att gropar bildas pà dess ena sida och motsvarande utspràng bildas på dess motstàende sida. I övrigt är anordningen i fig 9 identisk med anordningen i fig 7 och kommer därför ej att beskrivas närmare.

Den fràn anordningen i fig 7 eller 9 utmatade rör- profilen fogas sedan samman till ett rör genom hàrdlöd- ning i en ugn. Det inses att rörprofilen åtminstone del- .nnan 10 15 517 450 išßïí: 7 vis omfattar lodmaterial för bildande av sammanhàllande lödfogar. Lämpligen är ett lodmaterial genom valsning anbringat pá bàda sidor av det ämne från vilket rörprofi- len bildas.

Det är föredraget att rörprofilerna, tillsammans med övriga i en fordonskylare ingående komponenter, sätts samman till ett aggregat, vilket sedan förs in i en löd- ugn för bildande av en fordonskylare i en enda lödnings- operation. Därvid bildas rören samtidigt med resten av fordonskylaren.

Det må påpekas att det uppfinningsenliga röret är tillämpligt vid alla typer av fordonskylare med paral- lellt anordnade rör för kylning av fluider, d v s vätskor eller gaser, såsom vätskekylare, laddluftkylare, konden- sorer och oljekylare.

Claims (11)

5717 450 PATENTKRAV

1. Sätt att utgående fràn ett ämne av metalliskt material framställa ett långsträckt fluidumtransportrör, vilket är avsett för montering i en fordonskylare och omfattar minst tvà invändiga, làngsträckta kanaler (5, 6), kännetecknat av stegen att genom plastisk deformation av ämnet forma ett flertal utspráng (8) i ett givet mönster pà ämnets ena sida för bildande av en utskjutande ytstruktur (8) pà ett parti (23) av ämnets yta, att vid tvà motstàende kanter hos ämnet forma tvà upprättstàende kantpartier (21, 22), vilka mellan sig avgränsar ett àtminstone delvis väsentligen plant liv- parti (23), och att forma livpartiet (23) sà, att kantpartierna (21, 22) bringas till anliggning mot varandra och mot livpar- tiet (23) för avgränsning av nämnda kanaler (5, 6).

2. Sätt enligt krav 1, varvid steget att forma yt- strukturen (8) utförs efter steget att forma kantpar- tierna (21, 22), och varvid ytstrukturen (8) formas pà nämnda livparti (23).

3. Sätt enligt krav 1 eller 2, varvid ämnet vid formningen av ytstrukturen anordnas att sträcka sig genom minst ett präglingsdon (41, 42), vilket omfattar en mot ämnet vänd ansättningsyta med ett flertal utskott, och varvid nämnda utskott ansätts mot ämnet för bildande av nämnda ytstruktur (8).

4. Anordning för framställning av ett làngsträckt fluidumtransportrör, vilket är avsett för montering i en fordonskylare och omfattar minst tvà invändiga, läng- sträckta kanaler (5, 6), utgående fràn ett ämne av metalliskt material, varvid anordningen innefattar ett organ för matning av ämnet genom anordningen, och en kanalformningsstation (50), k är1n etze c] ytformningsstation (40) som är utformad att genom plastisk deformation av ämnet bilda ett flertal utspráng 517 '450 (8) i ett givet mönster på ämnets ena sida, för bildande av en utskjutande ytstruktur (8) pà ett parti (23) av ämnets yta, och en kantformningsstation (30) för formning av tvá motstáende kanter hos ämnet till två upprättstàende kantpartier (21, 22), vilka mellan sig avgränsar ett åtminstone delvis väsentligen plant livparti (23), varvid kanalformningsstationen (50) är utformad att anbringa kantpartierna (21, 22) mot varandra och mot livpartiet (23) i syfte att avgränsa nämnda kanaler (5, 6).

5. Anordning enligt krav 4, varvid ytformningssta- tionen (40), sett i ämnets matningsriktning genom anord- ningen, är inrättad nedströms kantformningsstationen (30) och är utformad att bilda ytstrukturen (8) pà nämnda liv- parti (23).

6. Anordning enligt kraven 4 eller 5, varvid yt- formningsstationen (40) omfattar minst en mot ämnet vänd ansättningsyta med ett flertal utskott.

7. Anordning enligt krav 6, varvid nämnda ansätt- ningsyta är utformad pà en periferiyta (43) hos en rote- rande vals (42) eller pà en vinkelrätt mot ämnet ansätt- bar stämpel (42').

8. Fluidumtransportrör till fordonskylare, vilket innefattar minst tvà längsgående kanaler (5, 6), som var och en omfattar två motstáende längsgående primärytor (l', 2') för värmeöverföring, k ä n n e t e c k n a t av att fluidumtransportröret är utformat i ett stycke av ett ämne av metalliskt material, . att minst en primäryta (l', 2') i varje kanal (5,6) uppvisar en utskjutande, turbulensskapande ytstruktur, att ytstrukturen har formen av ett flertal över nämnda primäryta (l', 2') fördelade utspràng (8).

9. Fluidumtransportrör enligt krav 8, varvid utspràngen (8) i respektive kanals (5, 6) längdriktning är alternerande anordnade på de motstáende primärytorna (l', 2') så, att respektive kanal (5, 6) i tvärsnitt saknar motstáende utspràng (8). 517 450 uno-en . o o - au~uu. 1 n nun J . w o øßua cos: 10

10. Fordonskylare omfattande ett värmeväxlarpaket och minst en till värmeväxlarpaketet ansluten tank, k ä n n e t e c k n a d av att värmeväxlarpaketet är upp- byggt av fluidumtransportrör enligt något av kraven 8-9 samt mellan rören anordnade ytförstorande organ.

11. Fordonskylare enligt krav 10, varvid i kylaren ingående komponenter är förenade genom hàrdlödning.