CH657292A5

CH657292A5 - Vorrichtung zum gaufrieren von blech.

Info

Publication number: CH657292A5
Application number: CH4848/82A
Authority: CH
Inventors: Evgeny Vladimirovich Dubrovsky; Viktor Petrovich Dunaev; Anatoly Ivanovich Kuzin
Original assignee: G Soyuzny Ni Traktorny I
Priority date: 1980-12-10
Filing date: 1981-07-30
Publication date: 1986-08-29
Also published as: US4502315A; FR2495506A1; FR2495506B1; JPS57501913A; DE3152612A1; WO1982002009A1; IT1168455B; JPH0146204B2; SE8204416D0; IT8141662A0; SU1022765A1; CA1188933A; DE3152612C2; IT8141662A1; SE441156B; SE8204416L

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Mit einer solchen Vorrichtung wird durch Druckverformung ein waffelartiges Muster in Blech unterschiedlicher Dicke sowie unterschiedlicher Härte und unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung bei unterschiedlichem Grad der Oberflächenunebenheit geprägt, wobei die seitlichen Prägekanten in unterbrochenen Linien aufgetrennt werden. Das so geformte Blech dient insbesondere als Wärmeaustauschelement in einem Wärmeaustauscher. Eine solche Vorrichtung bekannter Art weist zwei zusammenwirkende Wellen auf, welche sich aus einer Reihe von Schneid- und Formplatten zusammensetzen, die mit an Evolventenzähnen angebrachten Schneiden versehen sind. Die Zähne der jeweils benachbarten Platten jeder Welle sind zueinander um eine halbe Zahnteilung versetzt. Die gezahnten Wellen einer solchen Vorrichtung vereinigen in sich eine Vorschubeinrichtung für das zu bearbeitende Blech mit Stempeln, durch welche das Blech durch Bildung eines waffelartigen Musters in Form von zueinander versetzt angeordneten seitlich durchbrochenen Wellen gaufriert wird. Der Spitzenwinkel des mittels einer solchen Vorrichtung hergestellten Wellenmusters darf nicht unter 100° liegen. Dadurch wird die Kompaktheit eines solchen Wärmeaustauschelements bedeutend verschlechtert, weil die Wellenteilung mehr als das l,5fache der Wellenhöhe beträgt.

Ferner bildet sich bei der bekannten Vorrichtung beim Schneiden des Bleches an den Kanten der durchgetrennten Stellen ein Grat, welcher sich im Laufe der Betriebszeit ver-grössert. Ferner ist die Grösse des Unterschnittes durch nicht 5 vollkommen durchgeschnittenes Blechmaterial am Stoss zwischen den durchgetrennten Stellen von Bedeutung. Die Qualität eines mit der bekannten Vorrichtung hergestellten Wärmeaustauschelementes entspricht nicht den gestellten Forderungen, sodass die Verwendung eines solchen Elementes in Wär-îcmeaustauschern beschränkt ist.

Eine weitere bekannte Vorrichtung der eingangs genannten Art weist eine Vorschubeinrichtung auf, die zum Zuführen des Bleches zu zwei Stempeln dient. Die beidseits des Bleches angeordneten Stempel sind in einer Ebene hin- und her-15 gehend bewegbar, die senkrecht zur Ebene des Bleches liegt. Eine Antriebsvorrichtung dient zur hin- und hergehenden Bewegung der Stempel über die Fläche des Bleches senkrecht zu seiner Vorschubrichtung. Die Stempel sind in Form von Kämmen ausgebildet, die Form- und Schneidkanten aufwei-2osen. Die Zähne eines Stempels befinden sich gegenüber den Lücken zwischen den Zähnen eines anderen Stempels. Das Profil jedes Zahnes des Stempels ist in Form eines gleichschenkligen Dreieckes mit einer abgerundeten Spitze ausgebildet.

25 Das Blech wird zur Bildung des genannten waffelartigen Musters gemäss den nachfolgend beschriebenen Arbeitsgängen gaufriert:

Die Zähne des einen Stempels drücken mit ihrer abgerundeten Spitze das Blech in die Lücken zwischen den Zähnen 30 des andern Stempels hinein. Gleichzeitig wird das Blech mittels der Schneiden der abgerundeten Spitze angeschnitten. Das vollständige Durchschneiden wird mittels der Schneiden der Seitenflächen und das endgültige Formen des Profils einer Welle mittels der Seitenflächen und der angerundeten Spitze 35 des Stempels bewirkt.

Der durch die seitlichen Formflächen der Stempel gebildete Schnittwinkel soll wenigstens 30° betragen, da ein solcher Winkel für die Durchführung des Schneidvorganges notwendig ist. Auf diese Weise darf die minimale, bei diesem Herstel-40 lungsverfahren zu erzielende Wellenteilung, die durch die Wellenhöhe begrenzt ist, nicht unter 3/4 der Wellenhöhe liegen.

Derartig hergestellte Wärmeaustauschelemente sind nicht besonders kompakt, wodurch ihre Anwendung in Wärmeaus-45 tauschern beschränkt ist. Ausserdem werden die Schneidkanten der Stempel mit der Zeit durch die Einwirkung auf das Blech gebrochen. Der Grat an den Kanten der durchtrennten Stellen des Bleches nimmt zu. Der Unterschnitt des Blechs am Stoss zwischen den durchgetrennten Stellen steigt an. Die vor-50 stehend aufgeführten Nachteile haben zur Folge, dass sich die wärmehydraulischen Eigenschaften und die Qualität der mittels dieser bekannten Vorrichtung hergestellten Wärmeaustauschelemente während des Betriebes dieser bekannten Vorrichtung bedeutend vermindert, sodass die Stempel häufig 55 ausgewechselt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der anstelle des Formens der Wellen und der Bildung von durchgetrennten Stellen durch Durchschneiden des Blechmaterials das 6° Formen und die Bildung der durchgetrennten Stellen durch Zerreissen des Blechmaterials hergestellt werden.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gegebenen Merkmale gelöst.

65 Durch die erfindungsgemässe Lösung ist es möglich, eine unmittelbare Berührung des Bleches und der Schneide der Seitenflächen der Stempel zu verhindern und den sonst üblichen Schneidvorgang zur Bildung der durchbrochenen Wel-

3

657 292

len durch ein Verfahren zum Eindrücken und Zerreissen des ebene liegenden Ebene begrenzen. Die Obergesenke und die

Blechmaterials zu ersetzen. Untergesenke sind jeweils mit dem oberen Gleitstück 21 bzw.

Zum Formen der durchbrochenen Wellen aus Blechmate- dem unteren Gleitstück 22 über Federn 25 verbunden.

rial unterschiedlicher Breite ist eine bevorzugte Ausführungs- Das obere Gleitstück 21 ist mit dem in Stützen 26 gelagerform nach Anspruch 2 besonders geeignet. 5 ten Exzenter 6 über einen Schlitten 27, einen Keil 28 und eine

Um beim Gaufrieren von Blechmaterial eine hochqualita- Kulisse 29 gekuppelt.

tive Ausführung der Kanten der durchbrochenen Wellen zu Eine zur Aufnahme des fertig bearbeiteten Blechstückes 2

gewährleisten, die einen hohen Grad der Unebenheit der dienende Aufnahmevorrichtung 30 (Fig. 1) weist nach Fig. 2

Oberfläche, eine grössere Dicke oder eine hinsichtlich der Aufnahmemittel 32 mit an diesen angeordneten Begrenzern

Härte ungleichmässige Mikrostruktur der Oberfläche aufwei- i0 33 auf, wobei die Aufnahmemittel 32 jeweils mit dem oberen sen, wird vorzugsweise eine Ausführungsform nach Anspruch Gleitstück 21 bzw. dem unteren Gleitstück 22 mittels Federn

3 verwendet. 34 verbunden sind.

Die höchstmögliche Qualität der Ausführung der Kanten Die beschriebene Vorrichtung zum Gaufrieren von Blech der durchbrochenen Wellen und die besten wärmehydrauli- arbeitet wie folgt:

sehen Kenndaten der mit dem waffelartigen Muster versehe- 15 Gemäss Fig. 1 wird das Blech 2 über die Führung 8 und nen Wärmeaustauschfläche können mit einer Vorrichtung er- den Wagen 10 den Stempeln 3 und 4 zugeführt.

zielt werden, die im Anspruch 4 beschrieben ist. Gemäss Fig. 2 drückt der Exzenter 6 beim Rotieren über

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung die Kulisse 29, den Keil 28, den Schlitten 27 und das obere anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Gleitstück 21 auf die daran befestigten oberen Stempel 3 und

Fig. 1 eine erfindungsgemässe Vorrichtung in einer sehe- 20 über die Federn 25 auf die Obergesenke 12. Die Obergesenke matischen Seitenansicht, 12 werden dabei mit ihren Anschlägen 24 gegen die Anschläge

Fig. 2 die Vorrichtung nach der Fig. 1 in einer Schnittan- 24 der Untergesenke 13 bewegt.

sieht nach der Schnittlinie II-II,

Fig. 3 eine schematische Ansicht der gegenseitigen Anord- Die oberen Stempel 3 drücken zugleich auf das Blech 2

nung der Stempel und Gesenke beim Formen eines Musters 2s und, indem sie sich relativ zu den Gesenken 12 und 13 bewe-

mit durchbrochenen Wellenlinien, gen, durchbrechen sie das Blech 2 mit ihrem Radiusteil, drük-

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Herstellung von Abschnitten ken es zwischen den gegenüberliegenden Untergesenken 13

mit im Querschnitt verminderten Bereichen und ein und dringen in die Lücken zwischen den unteren Stempeln

Fig. 5 ein gaufriertes Blechstück mit abschnittweise durch- 4 ein.

brochenen Wellenlinien. 30 Die unteren Stempel 4 durchbrechen das Blech 2 eben-

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte bevorzugte Aus- falls, drücken es zwischen den gegenüberliegenden Oberge-

führungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zum senken 12 ein und dringen in die Lücken zwischen den oberen

Gaufrieren von Blech enthält eine Vorschubvorrichtung 1 Stempeln 3 ein. Dabei wird das Blech 2 an den zuvor durch zum Zuführen eines Blechstückes 2 zu einer Oberstempel 3 den Radiusteil der Stempel 3 und 4 durchbrochenen Stellen und Unterstempel 4 aufweisenden Bearbeitungsstation. Die 35 zerrissen, wobei durchbrochene Wellen mit der erforderlichen

Vorschubvorrichtung 1 enthält Zugstangen 5, die mit einem Höhe h gemäss Fig. 3 hergestellt werden.

Exzenter 6 und einem Gleitstück 7 verbunden sind, welches Bei weiterer Drehung des Exzenters 6 werden die oberen seinerseits mit einer Stange 9 verbunden ist, die in einer Füh- Stempel 3 aus den Lücken zwischen den unteren Stempeln 4

rung 8 geführt ist und an einem Wagen 10 angreift. herausgezogen. Die Gesenke 12 und 13 werden unter der Wir-

Die von je einer Seite senkrecht in die Bearbeitungsebene 40 kung der Federn 25 in die Ausgangsstellung zurückgebracht,

des Bleches 2 bewegbaren Reihen von Stempeln 3 und 4 sind Die Aufnahmemittel 32 nehmen unter der Wirkung der Fe-

gemäss Fig. 2 mit einer Verschiebevorrichtung 11 verbunden, dern 34 das fertig gewellte Blech mit den durchbrochenen welche dazu bestimmt ist, die Stempelreihen in einer parallel Wellen 31 (Fig. 1,3 und 5) von den Stempeln 3 und 4 und von zur Bearbeitungsebene und rechtwinklig zur Vorschubrich- den Gesenken 12 und 13 auf.

tung verlaufenden Richtung hin- und her zu verschieben. 45 Von der Welle des Exzenters 6 wird ferner eine Drehbewe-

Zu beiden Seiten der oberen und unteren Stempel 3 und 4 gung über den Kettentrieb 16 auf das Umlenkkettenrad 15 sind gemäss den Figuren 1,2 und 3 in Vorschubrichtung des übertragen. Der Nocken 14 rotiert zusammen mit dem UmBleches 2 jeweils Obergesenke 12 bzw. Untergesenke 13 ange- lenkkettenrad 15 und bewegt das Druckelement 17, welches ordnet. auf das untere Gleitstück 22 einwirkt. Dabei werden sowohl Die Gesenke 12 und 13 sind relativ zu den Stempeln 3 und 50 das untere Gleitstück 22 wie auch das obere Gleitstück 21 zu-

4 unter Belassung eines Spiels, das nicht weniger als die Dicke sammen mit den daran befestigten Stempeln 3 und 4 und den des Blechmaterials 2 ist, hin- und her und senkrecht zur Ebene Gesenken 12 und 13 in einer Horizontalebene senkrecht zur des Materials 2 bewegbar angeordnet. Vorschubrichtung des Bleches 2 um eine Grösse / bewegt, die

Die Verschiebevorrichtung 11 ist bei der vorliegenden der Breite der Stempel 3,4 entspricht. Gleichzeitig wird das

Konstruktion z.B. in Form eines Nockens 14 (Fig. 2) ausge- 55 Gleitstück 7 über die Zugstangen 5 gemäss Fig. 1 vom Exzen-bildet, der an einem Umlenkkettenrad 15, eines Kettentriebes ter 6 bewegt, welches Gleitstück 7 über die Stange 9 den Wa-

16 befestigt ist, der mit der Welle des Exzenters 6 verbunden gen 10 mitnimmt, der das Blech 2 den Stempeln 3 und 4 in den ist. In den Nocken 14 greift ein unter der Wirkung von Federn den Wellen 31 entsprechenden Schritten zuführt. Der vorste-

18 stehendes Druckelement 17 ein. Das Umlenkkettenrad 15 hend beschriebene Vorgang wiederholt sich in weiteren ist auf einer Achse 19 frei drehbar gelagert, die an einer Platte 6" gleichartigen Schritten.

20 befestigt ist. Beim nächsten der weiteren gleichartigen Schritte, nach-

Die Oberstempel 3 und die Unterstempel 4 sind jeweils an dem das Blech 2 mit einer Reihe fertiggestellter durchbroche-einem oberen Gleitstück 21 bzw. an einem unteren Gleitstück ner Wellen 31 von der Aufnahmevorrichtung 30 aufgenom-

22 befestigt. Die Gleitstücke 21 und 22 sind gemäss Fig. 2 men wurde, bewirkt der Nocken 14 eine Freigabe des Druck-

über Säulen 23 miteinander verbunden. 65 elementes 17, sodass das obere und das untere Gleitstück 21

Die Obergesenke 12 und die Untergesenke 13 weisen je- und 22 zusammen mit den Stempeln 3 und 4 sowie den Gesen-

weils gegeneinander gerichtete Anschläge 24 auf, welche die ken 12 und 13 um die Grösse l unter der Wirkung der Federn

Bewegung der Gesenke in einer senkrecht zur Bearbeitungs- 18 in eine Ausgangsstellung zurückgestellt werden. Die Vor-

657 292

Schubvorrichtung 1 schiebt das Blech 2 zum Prägen der nächsten Wellenreihe um einen entsprechenden Betrag vorwärts.

Das Querschnittsprofil eines fertig geprägten Bleches mit zueinander versetzten Reihen von durchbrochenen Wellen 31 weist eine komplizierte Form auf, als die nach bekannten Verfahren auf bekannten Vorrichtungen hergestellten Bleche. Die vorgeschlagenen konstruktiven Verbesserungen gestatten es, einen aus deratig geprägten Wärmeaustauschelementen aufgebauten Wärmeaustauscher bedeutend kompakter aufzubauen. Das lässt sich dadurch erklären, dass bei der erfin-dungsgemässen Vorrichtung die Teilung der Wellen t gemäss Fig. 3 nicht von deren Höhe h abhängig ist, sondern nur von der Dicke des Blechmaterials 2 und den konstruktiv bedingten Dicken der Stempel 3 und 4 sowie von den Gesenken 12 und 13.

Ausserdem weist das mittels der erfindungsgemässen Vorrichtung gaufrierte Blech an den durchbrochenen Kanten der Wellen 31 praktisch keinen Grat auf und die Grösse des Unterschnittes an den durchbrochenen Stellen ist auf ein Minimum reduziert. Ein solcher Vorteil wird dadurch erzielt, dass die zu durchtrennenden Stellen nicht geschnitten, sondern durchbrochen werden. Es ist deshalb nicht erforderlich, die Stempel nachzuschleifen oder die Werkzeuge auszuwechseln, sodass die Lebensdauer einer solchen Vorrichtung bedeutend verlängert werden kann. Ein weiterer Vorteil ist die über einen langen Zeitraum stets gleichbleibende Güte der bearbeiteten Bleche und damit eine konstante Qualität.

Aufgrund der vorstehenden Eigenschaften ist die Herstellung von Wärmeaustauschelementen mit hohen wärmehydraulischen Kenndaten gewährleistet.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung zum Gaufrieren von Blech kann gemäss Fig. 1 mit einer Werkzeuganordnung 35 zur Herstellung von Abschnitten mit vermindertem Querschnitt ausgerüstet werden, z.B. in Form eines Walzenpaares 36,37 gemäss Fig. 4, die zu beiden Seiten der Bearbeitungsebene des Blechs 2 angeordnet sind und im Querschnitt spitze Vorsprünge aufweisen, welche um die Teilung l voneinander beabstandet sind, die der Breite der Stempel 3,4 entspricht.

Das Blech 2 wird in diesem Fall gemäss Fig. 1 über die

Führungen 8 zugeführt und zwischen der Oberwalze 36 und der Unterwalze 37 gemäss Fig. 4 jeweils durch den Wagen 10 zu den Stempeln 3 und 4 gefördert. Beim Durchlaufen des Walzenpaares 36,37 bilden die Walzen durch ihre im Quer-5 schnitt spitzen Vorsprünge auf der Oberfläche des Bleches 2 auf beiden Seiten Einkerbungen, aus denen eine Querschnittsverminderung resultiert. Anschliessend wird das Blech 2 durch den Wagen 10 derart zu den Stempeln 3 und 4 zugeführt, dass die Streifen verminderten Querschnittes mit den io Rändern der Stempel 3 und 4 zusammenfallen. Die weitere Bearbeitung entspricht den bereits vorher beschriebenen Verfahren.

Die streifenförmige Querschnittsverminderung gestattet es, eine höhere Güte der Kanten der durchbrochenen Stellen 15 zu erzielen, insbesondere bei der Bearbeitung von Blech mit grösseren Unebenheiten seiner Oberflächen oder mit einer hinsichtlich der Härte ungleichmässigen Mikrostruktur der Oberflächen, wobei sich die Kanten der durchbrochenen Stellen an dieser Oberfläche an beliebigen Stellen bilden können, 20 die eine geringere Zerreissfestigkeit aufweisen.

Eine hohe Qualität der Kanten der durchbrochenen Wellen ergibt sich bei Verwendung der beschriebenen Vorrichtung, die mit einer Werkzeuganordnung zur bereichsweisen Querschnittsverminderung ausgerüstet ist, sowie auch beim 25 Gaufrieren von Blechmaterial einer grösseren Dicke.

Die wärmehydraulischen Kenndaten von mit der erfindungsgemässen Vorrichtung hergestellten Wärmeaustauschelementen werden maximale Werte aufweisen.

Die Verwendung der erfindungsgemässen Vorrichtung 30 gestattet es, in zueinander versetzter Anordnung angeordnete, mit Durchbrüchen versehene Wellenreihen in Blechen unterschiedlicher Dicke, Härte und chemischer Zusammensetzung und bei unterschiedlichen Unebenheiten der Oberfläche zu bilden. Die Qualität und die wärmehydraulischen Eigenschaf-35 ten von Wärmeaustauscheinsätzen werden bei der Herstellung mittels der beschriebenen Vorrichtung innerhalb einer längeren Betriebszeit der Vorrichtung konstant bleiben und im Vergleich zu mittels anderer bekannter Vorrichtungen hergestellter Wärmeaustauscheinsätze höhere Werte aufweisen.

C

1 Blatt Zeichnungen

Claims

657 292 PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Gaufrieren von Blech durch Bildung eines waffelartigen Musters in Form von zueinander versetzt angeordneten seitlich durchbrochenen Wellen (31), mit einer Vorschubvorrichtung (1) zum Zuführen des Blechs (2) zu mindestens zwei von je einer Seite senkrecht in die Bearbeitungsebene des Blechs (2) hin und her bewegbaren Stempeln (3,4), sowie mit einer Verschiebevorrichtung (11) zum hin-und hergehenden Verschieben der Stempel (3,4) in einer parallel zur Bearbeitungsebene und rechtwinklig zur Vorschubrichtung verlaufenden Richtung, dadurch gekennzeichnet, dass in Vorschubrichtung vor und hinter jedem Stempel (3,4) ein relativ zu den Stempeln (3,4) und senkrecht zur Bearbeitungsebene hin und her bewegbares Gesenk (12,13) unter Einhaltung eines Spiels zum jeweils benachbarten Stempel (3, 4) derart angeordnet ist, dass die seitlich durchbrochenen Wellen (31) zwischen Stempel (3,4) und Gesenk (12,13) geformt werden, wobei das Spiel zwischen Stempel (3,4) und Gesenk (12,13) auf nicht weniger als die Dicke des zu bearbeitenden Blechs (2) bemessen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der Bearbeitungsebene eine Mehrzahl von eine Formfläche aufweisenden Stempeln (3,4) angeordnet ist, von denen die auf der einen Seite angeordneten Stempel (3) unter Aussparung von Lücken miteinander verbunden sind und die Lücken gleich breit sind, wie die auf der anderen Seite angeordneten, den Lücken gegenüberliegenden Stempel (4).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Vorschubrichtung vor den Stempeln (3,4) eine zur bereichsweisen Querschnittsverminderung des Blechs (2) auf seinen beiden Seiten bestimmte Werkzeuganordnung (35) vorhanden ist, welche derart bemessen ist, dass die im Querschnitt verminderten Bereiche eine Teilung (/) aufweisen, die der Breite der Stempel (3,4) entspricht.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuganordnung (35) ein Walzenpaar (36, 37) aufweist, von denen jede Walze zur Erzeugung der im Querschnitt verminderten Bereiche umfangsseitige, im Querschnitt spitze Vorsprünge aufweist.