Leichtmetall-Wärmeaustauscher und Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Leichtmetall-Wärmeaustauscher und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Bekanntlich werden die mit Rippen versehenen Wärmeaustauscher aus Leichtmetall in zahlreichen Gebieten der Industrie und des Alltags verwendet. Bei diesen gerippten Leichtmetall-Wärmeaustauschern strömt im allgemeinen das eine am Wärmeaustausch teilnehmende Medium im Rohr, das andere hingegen zwischen den auf der Aussenseite des Rohrs befindlichen Rippen. Von gerippten Leichtmetall-Wärmeaustauschern sind die verschiedensten Varianten bekannt. In der bisherigen Praxis wurden bei der Auslegung von Wärmeaustauschern in erster Linie die Gesichtspunkte der Fertigungstechnologie und Festigkeit berücksichtigt, die der Wärme- und Strömungstechnik von den erwähnten Gesichtspunkten im allgemeinen aber verdrängt wurden.
Einer der modernsten bekannten Leichtmetall-Wärmeaustauscher ist der Wärmeaustauscher mit schraubenlinienförmigen Rippen, wo die Rippen aus dem Rohrmaterial ausgewalzt werden, so dass zwischen Rippe und Rohr eine vollkommene Wärmeleitung besteht. Bei diesem Wärmeaustauscher ist jedoch ein bedeutender Nachteil darin zu erblicken, dass die Rohrwandstärke aus fertigungstechnischen Gründen ein Mehrfaches des laut Festigkeitslehre erforderlichen Wertes ist.
Ferner bilden sich an der Rohrinnenwand Einkerbungen, die den Strömungswiderstand für das im Rohr fliessende Medium vergrössern. Der dicken Wand, also des grossen Aussendurchmessers wegen, ist auch der luftseitige Widerstand des Rohres sehr gross. Wie ersichtlich, sind auch hier der Verwirklichung wärme- und strömungstechnischoptimaler Konstruktion durch technologische Gegebenheiten Grenzen gesetzt.
Bei den bekannten Lamellenrippenrohren, wo an den Rohren z. B. Aluminiumblechrippen befestigt werden, muss für eine gute Wärmeleitverbindung zwischen Rohr und Rippe gesorgt werden. Bei Verwendung von dünnen Rippen und Rohren mit rundem Querschnitt werden auf das Rohr gezogene Ringe zur Erzielung einer guten Verbindung verwendet. Dadurch aber entsteht ein konzentrisches Rohr, dessen Wandstärke das Mehrfache der aus Festigkeitsgründen erforderlichen Wandstärke ausmacht. Rohre mit grösserem Durchmesser als nötig sind jedoch im Hinblick auf den luftseitigen Widerstand nachteilig.
Nachteilig ist weiter bei den Rippenrundrohr-Wärmeaustauschern, dass keine gleiche Rippenfusstemperatur der Rippen, besonders der in kurzen Streifen ausgestanzten, unterbrochenen Rippen erreicht werden kann. Die Temperatur an den Rippenfüssen ist nämlich von deren Abstand vom Rohr abhängig und damit verschieden. Im Vergleich zu den unmittelbar neben dem Rohr befindlichen Rippen tritt bei den entfernteren Rippen ein Temperaturgefälle auf. Der Wirkungsgrad dieser Rippen ist geringer. Auch ist bei solchen gerippten Wärmeaustauschern mit fluchtender oder versetzter Rohranordnung hinter den Rohrreihen in Luftstromrichtung das Entstehen von Toträumen unvermeidlich, die an der Wärmeabgabe des Rippenblechs in nachteilig verringertem Masse teilnehmen.
Vom Standpunkt des luftseitigen Widerstands ist des weiteren nachteilig, dass der Querschnitt der Rippen, besonders der unterbrochenen Rippen, der strömungstechnisch optimalen Form nicht entspricht, da die Kante der Rippen flach abgeschnitten oder in vielen Fällen sogar gratig ist.
Zweck der Erfindung ist das Beheben obiger Unzulänglichkeiten und die Herstellung solcher Leichtmetall-Wärmeaustauscher, wo die wärme- und strömungstechnischen Gesichtspunkte weitgehend berücksichtigt sind. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass man obigen Anforderungen genügen kann, wenn die das eine Medium aufnehmenden Rohre annähernd tropfenförmigen Querschnitt haben und an den Rippenblechen den Rohren entsprechend geformte Flansche ausgebildet sind.
Bei einer vorteilhaften Ausführung können die Kanten der Rippen abgerundet sein. Um die Wärmeabgabe zu intensivieren, können in dem Blech ausgestanzte und aus dem Blech im Winkel herausgebogene jalousieartige Rippenelemente vorgesehen sein.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines solchen Wärmeaustauschers besteht darin, dass zur Abrundung der Rippenkanten im Blech vor dem Schneiden, mittels Walzen, Schleifen, Pressen oder Hobeln keilförmige Nuten herge stellt und sodann die Rippen entlang der Nuten durch Pressen ausgestanzt werden.
Die Erfindung wird näher durch Ausführungsbeispiele aufgrund von Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines Wärmeaus tausd-Rippenbleches in Draufsicht.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt eines Teiles des Rippenbleches nach Fig. 1.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus dem Querschnitt einer Ausführungsform des Wärmeaustauschers nach der Erfindung.
Fig. i zeigt die Draufsicht einer weiteren Ausführungsform des Rippenbleches.
Fig. 5 zeigt einen mehr ins Einzelne gehenden Querschnitt des Rippenbleches gemäss Fig. 4.
Fig. 6 zeigt einen Teil eines Rippenbleches mit abgerundeten Rippenkanten im Querschnitt.
Fig. 7 zeigt ein zur Herstellung des Wärmeaustauschers verwendbares Werkzeug im Schnitt.
Fig. 8 zeigt den Querschnitt eines Rippenblechs mit den fertigen Nuten.
Fig. 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines zur Durchführung des Verfahrens verwendbaren weiteren Werlueugs.
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf ein Rippenblech mit Flanschen 1 für Rohre mit angenähert tropfenförmigem Querschnitt. Wie ersichtlich, muss das Rippenblech den versetzt angeordneten Rohren entsprechend geformt werden. Die Rippen - vertikal zur Luftströmungsrichtung mit Ausbiegungen versehene Blechstreifen 2 bzw. in Luftströmungsrichtung aufgebogene Rippen 3 - dienen teils zur Turbulenzbildung, teils zur Abstandhaltung zwischen den Blechen.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch ein Rippenblech gemäss Fig. 1. Um die den Rohren entsprechende Form beizubehalten, ist der flanschförmige Teil des Blechs 1 dicker als die ursprüngliche Blechstärke. Die auf dem Rippenblech sichtbaren Blechstreifen 2 bilden Kurzrippen, während die Blechaufbördelungen 3 ausser zur Turbulenzbildung auch zur Abstandhaltung zwischen den einzelnen Blechen dienen.
Um eine enge Verbindung zwischen Rippenblech und Rohr eines Wärmeaustauschers nach Fig. 3 zu erzielen, werden die lose auf das Rohr aufgereihten Rippenbleche einem derartigen axialen Druck ausgesetzt, dass die einzelnen Rippenbleche eng aneinander stossen; gleichzeitig erfolgt die Fixierung durch einen in das Rohr geführten Dorn mit grösseren Abmessungen als die lichte Weite des Rohres.
Beim Formen von Rohr und Dorn muss darauf geachtet werden, dass das Rohr während der Aufweitung nicht verformt wird. Es empfiehlt sich, das Rohr als Kombination von Kreis bögen grösserer und kleinerer Durchmesser herzustellen.
Fig. 4 zeigt die Draufsicht eines Wärmeaustausch-Rippenblechs für gerade Anordnung der Rohre. Zwischen den Rohren befinden sich jalousieartig aufgebogene Rippen 2, 3. Die hintereinander angeordneten Rohre sichern die vollkommene Wärmeversorgung der Rippen; der Rippenfuss befindet sich nämlich im allgemeinen sehr nahe dem Rohr. Ein weiterer Vorteil ist, dass der unausgenützte tote Raum hinter den Rohren auf ein Minimum reduziert wird.
Fig. 5 stellt ein ausführliches Querschnittbild der auf der vorhergehenden Abbildung dargestellten Rippenausbildung dar. Bei den aus dem Blech mit einem Winkel zwischen 10 und 40' herausgebogenen Jalousierippen ändert sich der Anstellwinkel zur Strömungsrichtung gruppenweise. Z.B. leiten in der Abbildung drei Rippen das am Wärmeaustausch teilnehmende Medium abwärts und drei Rippen aufwärts, so dass das Medium durch die Rippengruppen zu einer turbulenten Bewegung gezwungen wird.
Der Anschluss der Rohre an die an beiden Enden des Wärmeaustauschers befindlichen Kammern ist bei den bei Leichtmetallen in Frage kommenden Kaltverfahren, also ohne Schweissen und Löten nur so zu lösen, dass am Ende der Rohre mit angenähert tropfenförmigen Querschnitt durch nachträgliches Walzen oder Dehnen ein kurzer Abschnitt kreisrund geformt wird. Kreisförmige Rohre können nämlich durch Einwalzen oder O-Dichtungsringe gut an die Sammelkammern angeschlossen werden.
Im Interesse einer strömungstechnisch günstigen Formgebung der Kurzrippen muss dafür gesorgt werden, dass der rechteckige Querschnitt der einzelnen Rippen sich iii Wirklich keit einem an den Ecken abgerundeten Rechteck annähert.
Fig. 6 zeigt in grösserem Masstab das Bild solcher Rippen mit abgerundetem Querschnitt.
Fig 7 skizziert den Fertigungsvorgang, mit dessen Hilfe die gewünschte abgerundete Rippenform hergestellt werden kann.
Dementsprechend pressen als erster Schritt die Einlagen 6 eines Werkzeugs Nuten in die Rippen. Nach dem Pressen entstehen an der Rippenoberfläche die auf Fig. 8 sichtbaren kleinen keilförmigen Einschnitte 7, eigentlich dünne, kleine Nuten.
Im Laufe des endgültigen Pressverfahrens stanzt das Presswerkzeug die Rippen entlang der erwähnten Nuten aus und so entsteht das auf Fig. 6 gezeigte rechteckige, abgerundete Rippenblech.
Die Fertigung der skizzierten Rippenstreifen mit geringem Luftwiderstand kann durch Walzen, Pressen oder Spanabhe heu erfolgen.
Fig. 9 zeigt ein Werkzeug, das aus einem Walzenpaar besteht. Die Walzen 8 können so gestaltet sein, dass sich an ihrem Umfang hervorstehende Spitzen bzw. zum Pressen geeignete Ausbuchtungen befinden. Das Walzenpaar kann jedoch auch ein solches mit hoher Drehzahl sein, das die erforderlichen Nuten auf der Blechoberfläche nicht durch Walzen.
sondern durch Schleifen herstellt. Infolge der sehr kleinen Nutenabmessung ist der Materialverlust beim Spanabheben unbedeutend.
Im Pressverfahren stimmt die Breite der Presswalzen mit der des Rippenblechs überein, so dass das ganze Einwalzen der Vertiefungen in einem Arbeitsgang durchgeführt wird. Mit Rücksicht darauf, dass es nicht nötig ist das Rippenblech in dessen ganzer Länge mit den erwähnten Nuten zu versehen, da Nuten nur dort erforderlich sind, wo man später turbulenzformende Rippen oder Jalousien herstellt, müssen die Nutenwalzen so gefertigt werden, dass sich am Walzenumfang in der Rohrleitung entsprechenden Abständen Einschnitte befinden.
Über solche Walzenpaare geführt, entstehen auf dem Rippenblech glatte und genutete Abschnitte. Die glatten Abschnitte sind den Rohren vorbehalten, in einem genuteten Abschnitt erfolgt das Pressen der Rippen.
Die Nuten können auch mit Hilfe von Hobelmessern hergestellt werden, in welchem Fall die Messer das Nutenmaterial durch Spanabheben entfernen.
Mit Rücksicht darauf, dass beim Aufziehen auf das Rohr das genaue Einhalten der Rohrteilung - besonders im Falle von breiten, also mit langen Blechstreifen versehenen Wärmeaustauschern - eine wesentliche Forderung darstellt, muss auf die genaue Rohrteilung bei den einzelnen Blechen streng geachtet werden, da sich sonst die Bleche beim Aufziehen auf das Rohr wellenförmig verwerfen. Daher muss nach dem Rippenpress- und Flanschformungs-Arbeitsgang jeder Blechstreifen einer Kalibrierung unterzogen werden.
Das Kalibrierpressen erfolgt in der Weise, dass in die Teilungsabstände des fertigen Rippenblechstreifens je eine Halbzylindervertiefung kommt, wodurch sich der Blechstreifen spannt und die Ungleichheiten der Teilung verschwinden. Das Kalibrieren kann auch auf die Weise durchgeführt werden, dass im Laufe der Blechfertigung zwischen den Rohrteilungen entsprechend verjüngte Querschnitte ausgebildet werden, wobei das Rippenblech an diesen Punkten auf einen der endgültigen Teilung entsprechenden Dorn aufgezogen und auf die endgültige Abmessung gedehnt wird.
Das nachträgliche Blechkalibrieren kann vermieden werden wenn in der Rippenblechfertigung der Blechvorschub nicht durch Anschlag, sondern durch Erfassen der ganzen Blechbreite mittels einer Zahnleiste oder einer Richtdornreihe erfolgt.
Demnach wird der Wärmeaustauscher so fertiggestellt, dass die mit Verrippung und Anschlussflansch versehenen Blechstreifen auf die Rohre aufgezogen und axial zusammengepresst werden, so dass sich die Rippen eng aneinander schliessen.
Sodann wird ein der Innenform des Rohres entsprechender Dorn mit grösserem Ausmass durch die Rohre gezogen, um dadurch den engen Kontakt zwischen Rohr und Rippen zu erzielen.
PATENTANSPRUCH 1
Leichtmetall-Wärmeaustauscher, der Rohre zur Aufnahme eines der am Wärmeaustausch teilnehmenden Medien, und auf die Rohre aufgepresste Wärmeaustausch-Rippenbleche besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die das eine Medium aufnehmenden Rohre (4) annähernd tropfenförmigen Querschnitt haben und dass an den Rippenblechen den Rohren entsprechend geformte Flansche (1) ausgebildet sind.
UNTERANSPRÜCHE
1. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippenkanten abgerundet sind.
2. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrissform der Rohre (4) eine aus Kreisbögen bzw. Kreisbögen und Geraden kombinierte Kurve ist, wobei sich vorne ein Kreisbogen mit grösserem, hinten ein Kreisbogen mit kleinerem Krümmungsradius befindet und wobei diese Kreisbögen durch eine Gerade oder Kreisbögen mit grossem Krümmungsradius verbunden sind.
3. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sich auf den Blechen parallel zu deren Flächen, sowie vertikal oder in einem gewissen Winkel stehende, gepresste turbulenzbildende Elemente (2, 3) befinden.
4. Wärmeaustauscher nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die am Rippenblech befindlichen Flansche (1) sich bis zum benachbarten Rippenblech erstrecken.
5. Wärmeaustauscher nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Blech ausgestanzte und im Winkel aus dem Blech herausgebogene, jalousieartige Rippenelemeute (2) vorgesehen sind.
PATENTANSPRUCH II
Verfahren zur Herstellung des Wärmeaustauschers nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Abrundung der Rippenkanten im Blech vor dem Schneiden, mittels Walzen, Schleifen, Pressen oder Hobeln keilförmige Nuten (7) hergestellt und sodann die Rippen entlang der Nuten durch Pressen ausgestanzt werden.
UNTERANSPRÜCHE
6. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das fertige Rippenblech einem der Rohrteilung entsprechenden nachträglichen Kalibrierpressen unterzogen wird.
7. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixieren der fertigen Rippenbleche auf dem Rohr nach dem Aufreihen mittels Axialdruck und in vom Kreis abweichenden Rohrformen mit Durchzug eines entsprechend geformten, jedoch grösser als die Rohrinnenmasse bemessenen Dornes erfolgt.
8. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Fixieren der fertigen Rippenbleche auf dem Rohr nach dem Aufreihen mittels Axialdruck und in vom Kreis abweichenden Rohrformen mit Durchzug eines Dornes erfolgt.
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Light metal heat exchangers and process for their manufacture
The invention relates to a light metal heat exchanger and to a method for its production.
As is known, the finned light metal heat exchangers are used in numerous fields of industry and everyday life. In these finned light metal heat exchangers, one medium participating in the heat exchange generally flows in the tube, while the other flows between the fins located on the outside of the tube. A wide variety of variants are known of finned light metal heat exchangers. In previous practice, when designing heat exchangers, the aspects of manufacturing technology and strength were primarily taken into account, but those aspects of heat and flow technology have generally been supplanted by the aspects mentioned.
One of the most modern known light metal heat exchangers is the heat exchanger with helical ribs, where the ribs are rolled out of the tube material so that there is perfect heat conduction between the rib and the tube. In this heat exchanger, however, a significant disadvantage can be seen in the fact that the pipe wall thickness, for manufacturing reasons, is a multiple of the value required according to the strength theory.
Furthermore, notches are formed on the inner wall of the pipe, which increase the flow resistance for the medium flowing in the pipe. Because of the thick wall, i.e. the large outer diameter, the air-side resistance of the pipe is also very high. As can be seen, here too there are limits to the implementation of a construction that is optimal in terms of heat and flow due to technological conditions.
In the known finned tubes, where on the tubes z. B. aluminum sheet ribs are attached, a good thermal connection between the tube and rib must be ensured. When using thin ribs and tubes with a round cross-section, rings drawn onto the tube are used to achieve a good connection. This creates a concentric tube, the wall thickness of which is a multiple of the wall thickness required for reasons of strength. However, pipes with a larger diameter than necessary are disadvantageous with regard to the air-side resistance.
Another disadvantage of the fin round tube heat exchangers is that the same fin base temperature of the fins, particularly the interrupted fins punched out in short strips, cannot be achieved. The temperature at the feet of the ribs depends on the distance between them and the pipe, and is therefore different. Compared to the ribs immediately next to the pipe, a temperature gradient occurs at the more distant ribs. The efficiency of these ribs is lower. In such finned heat exchangers with an aligned or offset tube arrangement behind the rows of tubes in the air flow direction, the creation of dead spaces is inevitable, which take part in the heat dissipation of the ribbed plate to a disadvantageously reduced extent.
From the point of view of the air-side resistance, it is further disadvantageous that the cross-section of the ribs, especially the interrupted ribs, does not correspond to the optimal shape in terms of flow, since the edge of the ribs is cut off flat or in many cases even burred.
The purpose of the invention is to remedy the above shortcomings and to manufacture such light metal heat exchangers, where the thermal and fluidic aspects are largely taken into account. The invention is based on the knowledge that the above requirements can be satisfied if the tubes receiving a medium have an approximately teardrop-shaped cross section and flanges shaped to match the tubes are formed on the ribbed plates.
In an advantageous embodiment, the edges of the ribs can be rounded. In order to intensify the heat emission, blind-like rib elements can be provided in the sheet metal and bent out of the sheet metal at an angle.
The inventive method for producing such a heat exchanger is that to round the rib edges in the sheet metal before cutting, by rolling, grinding, pressing or planing, wedge-shaped grooves are produced and then the ribs are punched out along the grooves by pressing.
The invention is explained in more detail by means of embodiments based on drawings.
Fig. 1 shows a first embodiment of a Wärmeaus Tausd fin plate in plan view.
FIG. 2 shows the cross section of part of the ribbed plate according to FIG. 1.
Fig. 3 shows a detail from the cross section of an embodiment of the heat exchanger according to the invention.
Fig. I shows the top view of a further embodiment of the ribbed plate.
FIG. 5 shows a more detailed cross-section of the ribbed plate according to FIG. 4.
6 shows a part of a ribbed plate with rounded rib edges in cross section.
Fig. 7 shows a tool that can be used to manufacture the heat exchanger in section.
Fig. 8 shows the cross section of a ribbed plate with the finished grooves.
9 shows an exemplary embodiment of a further Werlueug which can be used to carry out the method.
Fig. 1 shows the plan view of a ribbed plate with flanges 1 for pipes with an approximately teardrop-shaped cross section. As can be seen, the ribbed plate must be shaped to match the staggered tubes. The ribs - sheet metal strips 2 provided with bends vertically to the air flow direction or ribs 3 bent up in the air flow direction - serve partly to create turbulence and partly to keep the metal sheets spaced.
FIG. 2 shows the cross section through a ribbed plate according to FIG. 1. In order to maintain the shape corresponding to the tubes, the flange-shaped part of the plate 1 is thicker than the original plate thickness. The sheet metal strips 2 visible on the ribbed sheet metal form short ribs, while the sheet metal flanges 3 serve not only to create turbulence but also to keep the spacing between the individual sheets.
In order to achieve a close connection between the ribbed plate and tube of a heat exchanger according to FIG. 3, the ribbed plates loosely lined up on the tube are subjected to such an axial pressure that the individual ribbed plates butt closely against one another; At the same time, the fixation is carried out by a mandrel guided into the pipe with dimensions larger than the inside diameter of the pipe.
When shaping the pipe and mandrel, care must be taken that the pipe is not deformed during the expansion. It is advisable to manufacture the pipe as a combination of arcs of larger and smaller diameters.
Fig. 4 shows the top view of a heat exchange fin plate for straight arrangement of the tubes. Ribs 2, 3, bent up in the manner of a blind, are located between the tubes. The tubes, which are arranged one behind the other, ensure the complete heat supply to the ribs; namely, the base of the rib is generally very close to the tube. Another advantage is that the unused dead space behind the pipes is reduced to a minimum.
5 shows a detailed cross-sectional image of the rib configuration shown in the previous figure. In the case of the louvre ribs bent out of the sheet metal at an angle between 10 and 40 ', the angle of incidence to the direction of flow changes in groups. E.g. In the figure, three fins guide the medium participating in the heat exchange downwards and three fins upwards, so that the medium is forced into a turbulent movement by the fin groups.
The connection of the tubes to the chambers located at both ends of the heat exchanger can only be solved in the cold processes that are suitable for light metals, i.e. without welding and soldering, so that at the end of the tubes with an approximately teardrop-shaped cross-section, a short section is created by subsequent rolling or stretching is shaped circular. Circular pipes can be easily connected to the collecting chambers by rolling them in or using O-rings.
In the interest of a fluidically favorable shape of the short ribs, it must be ensured that the rectangular cross-section of the individual ribs actually approximates a rectangle with rounded corners.
Fig. 6 shows on a larger scale the image of such ribs with a rounded cross section.
7 outlines the manufacturing process with the help of which the desired rounded rib shape can be manufactured.
Accordingly, as a first step, the inserts 6 of a tool press grooves into the ribs. After pressing, the small wedge-shaped incisions 7 visible in FIG. 8, actually thin, small grooves, are formed on the rib surface.
In the course of the final pressing process, the pressing tool punches out the ribs along the aforementioned grooves, and this creates the rectangular, rounded ribbed plate shown in FIG. 6.
The outlined rib strips with low air resistance can be manufactured by rolling, pressing or cutting hay.
9 shows a tool which consists of a pair of rollers. The rollers 8 can be designed so that there are protruding tips or bulges suitable for pressing on their circumference. The pair of rollers can, however, also be one with a high speed which does not produce the necessary grooves on the sheet metal surface by rolling.
it is made by grinding. Due to the very small dimensions of the groove, the loss of material during chip removal is insignificant.
In the pressing process, the width of the press rollers matches that of the ribbed plate, so that the entire rolling-in of the depressions is carried out in one operation. In consideration of the fact that it is not necessary to provide the ribbed plate with the above-mentioned grooves over its entire length, since grooves are only required where turbulence-forming ribs or blinds are produced later, the grooved rollers must be manufactured in such a way that they are in cuts are made in the pipeline.
Guided over such pairs of rollers, smooth and grooved sections are created on the ribbed plate. The smooth sections are reserved for the tubes, the ribs are pressed in a grooved section.
The grooves can also be made with the help of planing knives, in which case the knives remove the groove material by chip removal.
In view of the fact that the exact adherence to the pipe spacing - especially in the case of wide heat exchangers with long sheet metal strips - is an essential requirement when pulling it onto the pipe, strict attention must be paid to the exact pipe spacing of the individual sheets, otherwise discard the sheets in a wave shape when pulling them onto the pipe. Therefore, each sheet metal strip must be calibrated after the rib pressing and flange forming operation.
The calibrating pressing is carried out in such a way that a half-cylinder recess comes into the spacing of the finished ribbed sheet metal strip, whereby the sheet metal strip is tensioned and the inequalities of the division disappear. The calibration can also be carried out in such a way that correspondingly tapered cross-sections are formed between the pipe divisions in the course of sheet metal production, the ribbed plate being pulled onto a mandrel corresponding to the final division and stretched to the final dimension at these points.
Subsequent sheet metal calibration can be avoided if the sheet metal feed is not carried out by a stop in the ribbed sheet metal production, but by capturing the entire sheet width using a toothed bar or a row of straightening mandrels.
Accordingly, the heat exchanger is finished in such a way that the sheet metal strips provided with ribs and connecting flange are pulled onto the tubes and axially pressed together, so that the ribs close together.
Then a mandrel corresponding to the inner shape of the tube is pulled through the tubes to a larger extent in order to achieve close contact between the tube and the ribs.
PATENT CLAIM 1
Light metal heat exchanger, which has tubes for receiving one of the media participating in the heat exchange, and heat exchange ribbed plates pressed onto the tubes, characterized in that the tubes (4) receiving a medium have an approximately teardrop-shaped cross-section and that on the ribbed plates corresponding to the tubes shaped flanges (1) are formed.
SUBCLAIMS
1. Heat exchanger according to claim I, characterized in that the rib edges are rounded.
2. Heat exchanger according to claim I, characterized in that the outline shape of the tubes (4) is a curve combined from circular arcs or circular arcs and straight lines, with an arc with a larger radius at the front and an arc with a smaller radius of curvature at the rear and these arcs through a straight line or arcs with a large radius of curvature are connected.
3. Heat exchanger according to claim I, characterized in that there are pressed turbulence-forming elements (2, 3) on the sheets parallel to their surfaces, as well as vertically or at a certain angle.
4. Heat exchanger according to claim I, characterized in that the flanges (1) located on the ribbed plate extend to the adjacent ribbed plate.
5. Heat exchanger according to dependent claim 3, characterized in that blind-like rib elements (2) are provided which are punched out in the sheet metal and bent out at an angle from the sheet metal.
PATENT CLAIM II
Method for producing the heat exchanger according to claim 1 and dependent claim 1, characterized in that wedge-shaped grooves (7) are produced by rolling, grinding, pressing or planing in order to round off the rib edges in the sheet metal before cutting, and the ribs are then punched out along the grooves by pressing will.
SUBCLAIMS
6. The method according to claim II, characterized in that the finished ribbed plate is subjected to a subsequent calibration press corresponding to the pipe division.
7. The method according to claim II, characterized in that the fixation of the finished ribbed plates on the tube after lining up by means of axial pressure and in tube shapes deviating from the circle with the passage of a correspondingly shaped, but larger than the inner pipe dimensions dimensioned mandrel.
8. The method according to claim II, characterized in that the fixation of the finished ribbed plates on the tube takes place after the lining up by means of axial pressure and in tube shapes deviating from the circle with the passage of a mandrel.
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