DE102007049116A1

DE102007049116A1 - Corrugated expanded metal manufacturing method for heat exchanger, involves transporting endless metal band through rolling route, where band is transformed by roller pairs, and inserting set of slots arranged at distances into metal band

Info

Publication number: DE102007049116A1
Application number: DE200710049116
Authority: DE
Inventors: Frank Dr.-Ing. Opferkuch
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2009-04-16

Abstract

The method involves providing wave flanks (W) for connecting wave crests and wave troughs, where the wave flanks are designed on a rolling route comprising roller pairs. An endless metal band is transported through the rolling route and transformed by the roller pairs. A set of slots (1) arranged at distances (2) is inserted into the metal band. Openings (3) are formed on the slots and the wave flanks are expanded, where the slots are designed as the openings. The slots are formed in a transverse direction of the metal band or diagonal to the transverse direction. Independent claims are also included for the following: (1) a rolling path comprising pairs of rollers (2) a corrugated expanded metal producible from metal band on pairs of rollers.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gewelltem Streckmetall mit Wellenbergen und Wellentälern und diese verbindende Wellenflanken auf einer Walzenstraße. Ferner betrifft die Erfindung auch ein nach dem Verfahren hergestelltes gewelltes Streckmetall und eine Walzenstraße auf der das Verfahren ausgeführt wird. Ein Herstellungsverfahren mit einigen Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Walzenstraße zur Herstellung von gewellten Wärmetauscherelementen sind aus der noch nicht veröffentlichten Anmeldung mit der Anmeldenummer DE 10 2007 004 9931 bekannt. In der noch nicht veröffentlichten Anmeldung werden Inneneinsätze für flache Wärmetauscherrohre hergestellt, wobei in den Wellenflanken angeordnete Schnitte heraus gebogen werden, um als Turbulenzerzeuger zu dienen. Die Turbulenzerzeuger verbessern die Wärmetauscheffizienz des mit solchen Wärmetauschelementen ausgerüsteten Wärmetauschers. Um den Wärmetauscher recht leicht auszubilden und mit guten Wärmeübergangswerten versehen zu können, werden Metallbänder eingesetzt, deren Dicke etwa im Bereich von 0,03 mm oder geringfügig darüber liegt.The invention relates to a method for the production of corrugated expanded metal with wave crests and troughs and these connecting corrugation flanks on a roller mill. Furthermore, the invention also relates to a corrugated expanded metal produced by the process and a rolling mill on which the process is carried out. A manufacturing method with some features of claim 1 and a rolling mill for the production of corrugated heat exchanger elements are from the not yet published application with the application number DE 10 2007 004 9931 known. In the not yet published application inner inserts are made for flat heat exchanger tubes, wherein sections arranged in the corrugation flanks are bent out to serve as turbulence generators. The turbulence generators improve the heat exchange efficiency of the heat exchanger equipped with such heat exchange elements. To make the heat exchanger fairly easy and to be able to provide good heat transfer values, metal strips are used whose thickness is approximately in the range of 0.03 mm or slightly above.

Ein weiteres gewelltes Wärmetauscherelement ist aus US 6 942 024 B2 bekannt. Dort wurden die Schnitte schräg in den Wellenflanken und kreuzweise zu den Schnitten in benachbarten Wellenflanken angeordnet und ebenfalls aus der Ebene der Wellenflanken heraus gebogen, um als Turbulenzerzeuger wirken zu können. Ferner sind so genannte Streckmetalle seit langem bekannt. Bei deren Herstellung werden in ein vergleichsweise recht dickes, flaches Metallband Schnitte schräg oder quer zur Längsrichtung desselben eingebracht. Anschließend wird das Metallband gestreckt. Dabei werden die Schnitte sozusagen geöffnet, wobei sich die Stege zwischen den Schnitten mehr oder weniger stark verformen. Die zahlreichen Öffnungen und Stege ergeben ein markantes Aussehen des Metallbandes und führen zu einigen Vorteilen. Solche Streckmetalle besitzen bei geringerem Materialeinsatz eine durch die Umformung bewirkte vergleichsweise höhere Steifigkeit. Die Einsatzgebiete der Streckmetalle sind sehr vielseitig. Sie sind wohl in der gesamten Metallbranche, beispielsweise im Anlagen – und Apparatebau, zu finden, aber auch im Bauwesen anzutreffen. Man kann beispielsweise im Schiffbau die Trittflächen von Niedergängen oder auch Decksflächen mit Streckmetallen versehen, weil sie eine rutschfeste Oberfläche zur Verfügung stellen. Im Betonbau können sie als Geflechte die Festigkeit von Konstruktionen anheben.Another corrugated heat exchanger element is off US Pat. No. 6,942,024 B2 known. There, the cuts were arranged obliquely in the wave flanks and crosswise to the cuts in adjacent wave flanks and also bent out of the plane of the wave flanks to be able to act as a turbulence generator. Furthermore, so-called expanded metals have long been known. During their manufacture, cuts are made obliquely or transversely to the longitudinal direction in a comparatively quite thick, flat metal strip. Subsequently, the metal strip is stretched. The cuts are opened, so to speak, whereby the webs deform more or less strongly between the cuts. The numerous openings and bars make a striking appearance of the metal strip and lead to some advantages. Such expanded metals have a lower material use caused by the deformation comparatively higher stiffness. The fields of application of the expanded metals are very versatile. They are probably to be found in the entire metal industry, for example in plant and apparatus construction, but also in construction. For example, in shipbuilding, the treads of companionways or even deck surfaces can be provided with expanded metals because they provide a non-slip surface. In concrete construction, they can increase the strength of constructions as braids.

Streckmetalle kommen auch als Turbulatoren in Wärmetauscherrohren zum Einsatz, wie es beispielsweise in der DE-OS 26 04 956 gezeigt wird. Die eingesetzten Streckmetalle sind dort nicht gewellt ausgebildet. Sie sind vielmehr derart gewunden, dass sie die Innenseite runder Rohre auskleiden, um den Wärmeübergang zu verbessern.Expanded metals are also used as turbulators in heat exchanger tubes, as used for example in the DE-OS 26 04 956 will be shown. The expanded metals used are not formed wavy there. Rather, they are so twisted that they line the inside of round tubes to improve heat transfer.

Aus der DE 10 2004 006 401 B3 sowie aus der DE 197 28 913 C1 sind Maschinen zur Herstellung von ebenfalls nicht gewelltem Streckmetall bekannt. Diese Maschinen sind nach der Art von Stanzen mit Obermesser und Untermesser aufgebaut, durch die das Metallband schrittweise bzw. taktweise hindurchgeführt wird. Die Durchlaufgeschwindigkeit des Metallbandes bzw. die Herstellungsgeschwindigkeit des Streckmetalls hängt demzufolge von dem Takt bzw. von der Dauerhubgeschwindigkeit der Exenterpresse ab.From the DE 10 2004 006 401 B3 as well as from the DE 197 28 913 C1 are known machines for the production of also not corrugated expanded metal. These machines are built on the type of punching with upper blade and lower blade, through which the metal strip is passed stepwise or intermittently. The throughput speed of the metal strip or the production speed of the expanded metal therefore depends on the cycle or on the Dauerhubgeschwindigkeit the eccentric press.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines wirtschaftlichen Herstellungsverfahrens für gewellte Streckmetalle und in der Bereitstellung der gewellten Streckmetalle als Wärmetauscherelemente, um damit ausgerüstete Wärmetauscher in mancherlei Hinsicht noch effizienter zu machen.The The object of the invention is to provide an economical Manufacturing process for corrugated expanded metals and in the provision of the corrugated expanded metals as heat exchanger elements, to equipped with this heat exchanger in various ways To make things even more efficient.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich mit einem Herstellungsverfahren, das sämtliche Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Das gewellte Streckmetall besitzt die Merkmale aus dem Anspruch 10. Der Anspruch 16 sieht die Verwendung des gewellten Streckmetalls für Wärmetauscher vor. Eine Walzenstraße, auf der das Verfahren ausgeführt wird, besitzt sämtliche Merkmale des Anspruchs 8.The solution according to the invention results from A manufacturing process that incorporates all the features of the Claim 1 has. The corrugated expanded metal has the features From claim 10. The claim 16 provides the use of the corrugated Expanded metal for heat exchangers. A roller mill, on which the method is executed has all Features of claim 8.

Weil die Einschnitte im Zuge der Herstellung der Wellungen soweit gestreckt werden, dass Öffnungen ausgebildet werden, wobei die Abstände wenigstens teilweise umgeformt werden, oder weil Schwachstellen, beispielsweise Einkerbungen, durch die Streckung der Wellenflanken aufgebrochen und zu Öffnungen umgewandelt werden, stellen sich einige Vorteile ein. Zunächst wird ein mit einer Vielzahl von solchermaßen hergestellten gewellten Streckmetallen ausgerüsteter Wärmetauscher im Vergleich zu Wärmetauschern des Standes der Technik wegen der vielen, verhältnismäßig großen Öffnungen in den Wellenflanken und den in den Wellenflanken verbleibenden verhältnismäßig kleinen Stegen noch leichter sein. Jedenfalls wird durch die Erfindung ein Weg aufgezeigt, den spezifischen Materialeinsatz weiter zu reduzieren. Die Dicke des verwendeten endlosen Metallbandes liegt im Bereich von 0,03 mm oder wenig darüber, vielleicht höchstens bei 0,10 mm. Durch die wenigstens teilweise Umformung der Abstände bzw. der Stege werden diese zu Turbulenzerzeugern umgewandelt und sorgen für sehr gute Wärmetauscheffizienz. Die erwähnte Streckung kann auch eine Dehnung des Metalls umfassen. Das erfindungsgemäße Verfahren führt auch zu geringeren Aufwendungen für die zur Herstellung vorgesehene Walzenstraße. Aufgrund der vorhandenen Streckung in den Wellenflanken werden vergleichsweise weniger Walzenpaare zur Herstellung benötigt. Es stellt sich bei Verfahren aus dem Stand der Technik gewöhnlich ein Breitenunterschied zwischen der Breite des Ausgangsblechbandes und der Breite des fertigen gewellten Wärmetauscherelements ein, siehe auch 5 in der DE 19 800 096 A1 , die den Breitenunterschied zeigt. Dieser Breitenunterschied wird bei Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens geringer ausfallen, weshalb weniger Rollenwalzenpaare erforderlich sind. Vorzugsweise tritt bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens gar kein Breitenunterschied auf, da sich die Wellungen komplett aus der Expansion der Wellenflanken ergeben. Dies hängt von der konkreten Ausführung ab, beispielsweise von den vorgesehenen Wellenlängen, den Wellenhöhen, von der Anordnung und der Ausbildung der Schnitte sowie von dem Grad ihrer Expansion. Im Vergleich zum vorne angegebenen Stand der Technik werden ferner deutlich höhere Transportgeschwindigkeiten des Metallbandes möglich. Bei extremer Expansion kann das gewellte Streckmetall sogar breiter sein als der Ausgangsblechstreifen.Because the cuts are stretched in the course of producing the corrugations to the extent that openings are formed, the spacings being at least partially reshaped, or because weak points, such as indentations, are broken by the extension of the corrugation flanks and converted into openings, there are some advantages , First, a heat exchanger equipped with a plurality of corrugated expanded metals thus produced will be even lighter compared to prior art heat exchangers because of the many relatively large openings in the corrugation flanks and the relatively small corrugations remaining in the corrugated flanks. In any case, the invention shows a way to further reduce the specific use of materials. The thickness of the endless metal belt used is in the range of 0.03 mm or slightly above, perhaps at most 0.10 mm. As a result of the at least partial transformation of the distances or of the webs, these are converted into turbulence generators and ensure very good heat exchange efficiency. The mentioned stretch may also include an elongation of the metal. The method according to the invention also leads to lower costs for the rolling mill provided for production. Due to the existing stretch in the Wave flanks are required comparatively fewer pairs of rollers for production. Usually, in prior art methods, there is a difference in width between the width of the starting sheet strip and the width of the finished corrugated heat exchanger element, see also 5 in the DE 19 800 096 A1 showing the width difference. This difference in width will be lower when using the proposed method, so fewer pairs of roller rollers are required. Preferably, no difference in width occurs when using the method according to the invention, since the corrugations result completely from the expansion of the corrugation flanks. This depends on the specific design, for example, the intended wavelengths, the wave heights, the arrangement and the formation of the cuts and the degree of their expansion. In comparison to the above-mentioned prior art also significantly higher transport speeds of the metal strip are possible. For extreme expansion, the corrugated expanded metal may even be wider than the parent sheet metal strip.

Gemäß einem Aspekt ist vorgesehen, dass die Streckung in Längsrichtung des Metallbandes vorgenommen wird. Die Streckung in Längsrichtung wird beispielsweise dadurch erreicht, dass ein folgendes Walzenpaar eine größere Umfangsgeschwindigkeit aufweist. Durch in Längsrichtung gestreckte gewellte Wärmetauscherelemente wird eine bessere Wärmeleitung über die Abstände zwischen den Schnitten bzw. über die Stege zu den Wellenbergen und den Wellentälern hin geschaffen, also dorthin, wo sich bei einem Wärmetauscher beispielsweise flache Wärmetauscherrohre befinden, wenn die Wärmetauscherelemente als Wellrippen zwischen den Wärmetauscherrohren eingesetzt werden. Oder dorthin, wo sich die Innenseiten der beiden Breitwände flacher Wärmetauscherrohre befinden, falls die Wärmetauscherelemente Inneneinsätze für die Wärmetauscherrohre darstellen, was gegenwärtig eine bevorzugte Einsatzmöglichkeit sein soll. Es wird aber auch daran gearbeitet, die vorschlagsgemäß hergestellten Wärmetauscherelemente sowohl als Inneneinsätze als auch als Wellrippen einzusetzen. Es versteht sich, dass in solchen Fällen die Dimensionierung der Wärmetauscherelemente, die Anzahl und Gestalt der Öffnungen und Stege durchaus unterschiedlich sind, das heißt, zweckentsprechend angepasst sind. Gemäß einem anderen Aspekt ist vorgesehen, dass die Streckung in Querrichtung des Metallbandes vorgenommen wird. Dieser Aspekt stellt eine bessere Herstellbarkeit mittels der Rollenwalzen zur Verfügung.According to one Aspect is provided that the extension in the longitudinal direction the metal strip is made. The stretching becomes longitudinal For example, achieved by a following pair of rollers a has greater peripheral speed. By longitudinally stretched corrugated heat exchanger elements will provide better heat conduction over the distances between the cuts or over the footbridges to the wave mountains and created the troughs, ie where, where in a heat exchanger, for example, flat heat exchanger tubes located when the heat exchanger elements as corrugated fins be used between the heat exchanger tubes. Or there, where are the insides of the two wide walls of flat heat exchanger tubes located, if the heat exchanger elements interior inserts for the heat exchanger tubes represent what is currently a preferred use should be. It will, too worked on the proposal made Heat exchanger elements both as internal inserts as well as corrugated ribs. It is understood that in such Cases the dimensioning of the heat exchanger elements, the number and shape of the openings and bars quite are different, that is, adapted appropriately are. According to another aspect, it is provided that made the stretching in the transverse direction of the metal strip becomes. This aspect provides better manufacturability roller rollers available.

Nach einem weiteren Aspekt ist vorgesehen, dass aus den Abständen mittels der Umformung Stege hergestellt werden, die aus der Ebene der Wellenflanken hervorstehen. Dadurch wird bei einem Einsatz des gewellten Streckmetalls in einem Wärmetauscher die Turbulenzbildung verbessert.To In another aspect, it is provided that from the distances By means of forming webs are made, which are out of the plane the wave flanks protrude. This is when using the corrugated expanded metal in a heat exchanger turbulence formation improved.

Der Erfinder hat festgestellt, dass es ein Optimum für den Grad der Expansion bzw. für den Grad der Streckung gibt. Zu stark expandierte Wärmetauscherelemente besitzen zu geringe Wärme leitende Querschnitte der Stege. Auch das Handling mit solchen Wärmetauscherelementen kann schwierig werden. Zu gering expandierte Wärmetauscherelemente verursachen hingegen möglicherweise nicht ausreichende Turbulenzen. Deshalb hält der Erfinder einen Expansionsbereich von 20–200% gegenwärtig für vorteilhaft. Er weist ferner darauf hin, dass die Dicke der verwendeten Metallbänder auch etwas größer gewählt werden kann, beispielsweise 0,09 mm, um das Handhaben bzw. um die weitere Verarbeitung zu verbessern, weil die Elemente dann etwas mehr Steifigkeit aufweisen. Gegenüber einem 0,04 mm dicken Metallband, welches jedoch zu einem bekannten Wärmetauscherelement umgeformt wurde, kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wegen der verfahrensgemäß vorzunehmenden Streckung trotzdem Material eingespart werden.Of the Inventor has found that it is an optimum for the Degree of expansion or for the degree of stretching. Too much expanded heat exchanger elements have to low heat conductive cross sections of the webs. That too Handling with such heat exchanger elements can be difficult become. Too low expansion cause heat exchanger elements however, may not be sufficient turbulence. Therefore, the inventor holds an expansion range of 20-200% currently for beneficial. He points out hints that the thickness of the metal bands used also something can be chosen larger, for example 0.09 mm to improve handling and further processing, because the elements then have a little more rigidity. Across from a 0.04 mm thick metal strip, which, however, to a known heat exchanger element has been transformed, when using the inventive Procedure for the procedure to be carried out according to Stretching material can still be saved.

Bei der Querexpansion bzw. bei der Streckung in Querrichtung liegt der erwähnte vorteilhafte Bereich zwischen 30 und 70% beispielsweise bei 50%.at the transverse expansion or in the transverse direction is the mentioned advantageous range between 30 and 70%, for example at 50%.

Die Streckung findet mindestens in den Wellenflanken statt. Damit ist nicht grundsätzlich ausgeschlossen, die Streckung auch in den Wellenbergen und Wellentälern, also über das gesamte Metallband, vorzunehmen, was beispielsweise bei der Längsstreckung des Metallbandes der Fall istThe Stretching takes place at least in the wave flanks. This is not excluded in principle, the extension also in the wave crests and troughs, so over the entire metal band, make what for example in the Longitudinal stretching of the metal strip is the case

Die Erfindung wird in einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen beschrieben.The Invention is in an embodiment with reference on the attached pictures.

Die 1 zeigt in stilisierter Weise die Umformung des Metallbandes.The 1 shows in a stylized way the deformation of the metal strip.

Die 2a, b, c und 3 zeigen verschiedene Ausschnitte aus gewellten Streckmetallen.The 2a , b, c and 3 show different sections of corrugated expanded metals.

Die 4 und 5 zeigen Ausschnitte aus dem Streckmetall welches im Falle der 4 in Querrichtung des Metallbandes und im Falle der 5 in Längsrichtung gestreckt wurde.The 4 and 5 show sections of the expanded metal which in the case of 4 in the transverse direction of the metal strip and in the case of 5 was stretched in the longitudinal direction.

Die 6 zeigt ein Diagramm für den bevorzugten Grad der Streckung im Einsatzfall des gewellten Streckmetalls in einem Wärmetauscher.The 6 shows a diagram for the preferred degree of stretching in the application of the corrugated expanded metal in a heat exchanger.

Die 7 zeigt ein Stück des Metallbandes mit einer Einkerbung im Querschnitt.The 7 shows a piece of metal strip with a notch in cross section.

Die 8 zeigt einen Querschnitt eines Wärmetauscherrohres mit einem inneren gewellten Streckmetall.The 8th shows a cross section of a heat exchanger tube with an inner corrugated expanded metal.

Die 9 zeigt eine Walzenstraße im Prinzip, auf der Wärmetauscherrohre gemäß 8 hergestellt werden können.The 9 shows a roller mill in principle, on the heat exchanger tubes according to 8th can be produced.

Die 10 zeigt weitere Einzelheiten der Herstellung des gewellten Streckmetalls.The 10 shows further details of the production of the corrugated expanded metal.

Die 11 und 12 zeigen Ausschnitte aus Kühlnetzen von Wärmetauschern mit Flachrohren und Wellrippen.The 11 and 12 show sections of cooling networks of heat exchangers with flat tubes and corrugated fins.

Das Ausführungsbeispiel bezieht sich auf gewellte Streckmetalle, die in einem Wärmetauscher zum Einsatz kommen. Deshalb werden diese im Folgenden oft als gewellte Wärmetauscherelemente bezeichnet. Der Einsatz der vorschlagsgemäßen Streckmetalle ist jedoch nicht auf Wärmetauscher beschränkt, sondern erstreckt sich vielmehr auf alle vorstellbaren Anwendungen.The Embodiment relates to corrugated expanded metals, which are used in a heat exchanger. Therefore These are often referred to below as corrugated heat exchanger elements designated. The use of the proposed expanded metals is not limited to heat exchangers, Rather, it extends to all imaginable applications.

Bei dem in der 1 gezeigtem Ausführungsbeispiel werden zunächst zahlreiche in Bandlängsrichtung sich erstreckende Reihen von intermittierenden Schnitten oder von intermittierenden Schwachstellen, wie Einkerbungen oder dergleichen, in das noch flache Metallband eingebracht. Im Ausführungsbeispiel handelt es sich um Einschnitte 1. Die Einschnitte 1 können durch Stanzen oder kontinuierlich durch Scherschneiden mittels Schneidrollen oder durch Quetschschneiden mit einem oder mehreren Walzenpaare oder durch Berstschneiden mit Schneidmessern in das noch ebene Metallband eingebracht werden.In the in the 1 In the embodiment shown, numerous rows of intermittent cuts or intermittent weak points, such as notches or the like, extending in the longitudinal direction of the strip are first introduced into the still flat metal strip. The exemplary embodiment is cuts 1 , The cuts 1 can be introduced by punching or continuously by shear cutting by means of cutting rollers or by crushing with one or more pairs of rollers or by bursting with cutting blades in the still flat metal strip.

Die 1 zeigt, genauer gesagt, eine Ansicht auf das Metallband und dessen fortschreitende Bearbeitung. Die Bearbeitungswerkzeuge (Walzenpaare) sind in dieser Darstellung nicht vorhanden. (siehe aber 10, unten) In der 1 wurden die Einschnitte 1 lediglich für jeweils eine Wellenflanke W sichtbar gemacht, obwohl bekanntlich jede Wellung zwei Wellenflanken W aufweist, sozusagen eine aufsteigende und eine absteigende Wellenflanke W. Nur die aufsteigenden Wellenflanken sind in 1 sichtbar.The 1 shows, more precisely, a view of the metal strip and its progressive processing. The processing tools (roller pairs) are not present in this presentation. (but see 10 , below) In the 1 were the cuts 1 only visible for each wave edge W, although known each corrugation has two wave edges W, so to speak, an ascending and a descending wave edge W. Only the rising wave flanks are in 1 visible, noticeable.

An dieser Stelle soll erneut darauf hingewiesen werden, dass es sich hier um Wärmetauscherelemente handelt. Für diese und auch für andere Verwendungen der Streckmetalle können die Einschnitte 1 sehr wohl auch über die gesamte Breite des Metallbandes verteilt angeordnet sein, also nicht nur in den entstehenden Wellenflanken W.At this point, it should again be pointed out that these are heat exchanger elements. For these and other uses of the expanded metals, the cuts 1 be very well distributed over the entire width of the metal strip, so not only in the resulting wave flanks W.

Es sollte aus der 1 aber erkennbar sein, dass pro später entstehender Wellenflanke W in diesem Ausführungsbeispiel drei Reihen solcher intermittierender Einschnitte 1 eingebracht werden. Sämtliche Einschnitte 1 weisen die gleiche Länge auf.It should be from the 1 but it can be seen that for each later emerging wave edge W in this embodiment, three rows of such intermittent cuts 1 be introduced. All cuts 1 have the same length.

Die beiden „äußeren" Reihen sind bezüglich der Anordnung der Einschnitte 1 identisch und die mittlere Reihe weist Einschnitte 1 auf, die versetzt zu den Einschnitten 1 der beiden „äußeren" Reihen angeordnet sind. Die Reihen weisen zwischen sich Abstände 2 auf und, da es sich, wie erwähnt, um intermittierende Einschnitte 1 in jeder einzelnen Reihe handelt, gibt es auch jeweils einen Abstand 2 zwischen den Einschnitten 1 in jeder Reihe. Die Einschnitte 1 werden mittels wenigstens eines Walzenpaares in das noch ebene Metallband eingebracht. Im Zuge der Ausbildung der Wellungen werden die Wellenflanken W gestreckt. Dabei werden die Schnitte 1 geöffnet und die Öffnungen 3 ausgebildet. Falls Schwachstellen 1 anstelle der Schnitte 1 vorgesehen werden, werden durch die Streckung der Wellenflanken W die Schwachstellen aufgebrochen und zu Öffnungen 3 umgewandelt. (7)The two "outer" rows are relative to the arrangement of the cuts 1 identical and the middle row has cuts 1 on, which offset to the incisions 1 the two "outer" rows are arranged .The rows have distances between them 2 on, and, as mentioned, intermittent cuts 1 In each individual row, there is also a distance 2 between the incisions 1 in every row. The cuts 1 be introduced by means of at least one pair of rollers in the still flat metal strip. In the course of the formation of the corrugations, the wave flanks W are stretched. Here are the cuts 1 opened and the openings 3 educated. If weak points 1 instead of the cuts 1 are provided, are broken by the extension of the wave flanks W, the vulnerabilities and openings 3 transformed. ( 7 )

Aus den Abständen 2 entstehen dabei umgeformte Stege 2 zwischen den Öffnungen 3. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 erfolgt die Streckung etwa in Querrichtung des Blechbandes, also etwa quer zu dessen Längsrichtung. Die Querrichtung wurde mit gestrichelten Doppelpfeilen angezeigt und die Längsrichtung wurde mit durchgezogenen Doppelpfeilen dargestellt.From the distances 2 thereby formed formed webs 2 between the openings 3 , In the embodiment according to 1 The extension takes place approximately in the transverse direction of the sheet metal strip, that is approximately transversely to the longitudinal direction. The transverse direction was indicated by dashed double arrows and the longitudinal direction was indicated by solid double arrows.

Die 2a, b c und 3 zeigen stark vergrößerte Einzelheiten fertig gewellter Wärmeübertragungselemente in verschiedenen Ausgestaltungen der Schnitte und Öffnungen. Die 3 zeigt einen Abschnitt des gewellten Wärmetauscherelementes, in dem lediglich fünf Kanäle 10 vorhanden sind. Die Anzahl und die Ausbildung der Kanäle 10 bleiben dem Einzelfall vorbehalten. Sie beträgt gewöhnlich wesentlich mehr als fünf Kanäle 10. Wie ersichtlich ist, sind die Kanäle 10 in Querrichtung des gewellten Wärmetauscherelements, die identisch ist mit der Querrichtung des anfänglichen Metallbandes, hydraulisch miteinander über die Öffnungen 3 verbunden.The 2a , bc and 3 show greatly enlarged details of finished corrugated heat transfer elements in various configurations of the cuts and openings. The 3 shows a portion of the corrugated heat exchanger element in which only five channels 10 available. The number and training of the channels 10 remain reserved for the individual case. It is usually much more than five channels 10 , As can be seen, the channels are 10 in the transverse direction of the corrugated heat exchanger element, which is identical to the transverse direction of the initial metal strip, hydraulically with each other via the openings 3 connected.

Die 4 zeigt einen Ausschnitt aus einer Wellenflanke W, in der die Schnitte 1 in Längsrichtung angeordnet sind und die Streckung in Querrichtung durchgeführt wird.The 4 shows a section of a wave flank W in which the cuts 1 are arranged in the longitudinal direction and the stretching is carried out in the transverse direction.

Hingegen zeigt die 5 einen Ausschnitt aus einer Wellenflanke W eines anderen Wärmetauscherelements, in der die Schnitte 1 in Querrichtung des Metallbandes angeordnet sind und die Streckung in Längsrichtung des Metallbandes vorgenommen wird.On the other hand shows the 5 a section of a wave edge W of another heat exchanger element in which the cuts 1 are arranged in the transverse direction of the metal strip and the stretching is carried out in the longitudinal direction of the metal strip.

Der Erfinder hält einen Grad der Expansion von 20 bis 200% gegenwärtig für akzeptablen. Das soll mit der 6 gezeigt werden. Mit zunehmender Expansion wird die Wärme übertragende Fläche A kleiner. Gleichzeitig steigt der Wärmeübergangskoeffizient α an. Der Wärmeübergang als Produkt aus A × α stellt in dem angegebenen Bereich einen Kompromiss zwischen vertretbarem Wärmeübergang und Bearbeitbarkeit gewellter Wärmtauscherelemente dar.The inventor currently considers a degree of expansion of 20 to 200% to be acceptable. The should with the 6 to be shown. As the expansion increases, the heat transfer area A becomes smaller. At the same time, the heat transfer coefficient α increases. The heat transfer as a product of A × α represents in the specified range a compromise between justifiable heat transfer and machinability of corrugated heat exchanger elements.

Die 7 zeigt lediglich symbolisch an, was unter Einkerbungen 1 im Metallband zu verstehen ist, die anstelle von Einschnitten 1 vorhanden sein können. Die Einkerbungen 1 gehen im Unterschied zu Einschnitten 1 nicht vollständig durch das Metallband hindurch. Sie stellen Schwachstellen dar, die durch die Streckung der Wellenflanken aufgebrochen werden können.The 7 indicates only symbolically what is meant by notches 1 in the metal strip, instead of cuts 1 can be present. The notches 1 go in contrast to cuts 1 not completely through the metal band. They represent weak points that can be broken by the extension of the wave flanks.

Die 9 zeigt prinzipiell eine Walzenstraße, auf der aus drei endlosen Blechstreifen a, b, c ein endloses Flachrohr hergestellt wird. Dabei sind zwei Blechstreifen a, b zur Ausbildung der Wand des Flachrohres vorgesehen und der dritte Blechstreifen c, welcher auf der Walzenstraße zwischen den beiden zuerst erwähnten Blechstreifen a, b angeordnet ist, dient der Herstellung des vorgeschlagenen gewellten Wärmetauscherelements, welches in diesem Ausführungsbeispiel demnach als Inneneinsatz des Flachrohres zum Einsatz kommt.The 9 shows in principle a roller mill on which three endless metal strips a, b, c, an endless flat tube is produced. In this case, two metal strips a, b are provided for forming the wall of the flat tube and the third metal strip c, which is arranged on the rolling line between the two first-mentioned metal strips a, b, serves to produce the proposed corrugated heat exchanger element, which in this embodiment accordingly as Internal use of the flat tube is used.

Ein Querschnitt des erzeugten Flachrohres ist in der 8 zu sehen. Dort sind die oben angesprochenen Kanäle 10 vorhanden. Obwohl die vorgeschlagenen Merkmale des gewellten Wärmetauscherelements c in der 8 nicht erkennbar sind, sind sie dort natürlich vorhanden. Das bedeutet auch, dass die Kanäle 10 hydraulisch über die Öffnungen 3 verbunden sind.A cross section of the produced flat tube is in the 8th to see. There are the channels mentioned above 10 available. Although the proposed features of the corrugated heat exchanger element c in the 8th are not recognizable, they are naturally present there. That also means that the channels 10 hydraulically through the openings 3 are connected.

Die 10 zeigt nun sozusagen einen Ausschnitt aus einer Walzenstraße mit mehreren Walzenpaaren WP. Der Ausschnitt beschränkt sich auf einige Walzenpaare, die zur Herstellung des gewellten Wärmetauscherelements (Streckmetalls) vorgesehen sind. Das heißt, sämtliche anderen Einzelheiten der Walzenstraße gemäß 9 wurden dort weggelassen, auch deshalb, weil die Herstellung des gewellten Streckmetalls von dieser Walzenstraße völlig unabhängig sein kann. Die Transportrichtung des Metallbandes durch die Walzenpaare WP wird durch einen Pfeil angezeigt. Zu nächst handelt es sich um Schnittwalzen SW, die die Einschnitte 1, wie vorne schon beschrieben wurde, in das noch ebene Metallband einbringen. Die folgenden Walzen der Walzenpaare WP weisen eine in axialer Richtung bzw. in Längsrichtung der Walzen laufende Wellung bzw. Profilierung P ihres Umfanges auf, wobei die Wellen beider Walzen ähnlich Zahnräder ineinander greifen, jedoch mit dem wesentlichen Unterschied, dass hier die ineinander greifenden Zähne (bzw. Wellen) kein Drehmoment übertragen können und auch nicht sollen, denn diese sind hier in axialer Richtung der angetriebenen Walzen angeordnet. Bei gerade verzahnten Zahnrädern sind die ineinander greifenden Zähne bekanntlich in radialer Richtung der Zahnräder um deren Umfang angeordnet, damit ein Drehmoment über die ineinander greifenden Zähne von dem einen Zahnrad auf das andere Zahnrad übertragen werden kann.The 10 shows now, so to speak, a section of a roller mill with several roller pairs WP. The section is limited to a few pairs of rollers, which are provided for the production of the corrugated heat exchanger element (expanded metal). That is, all the other details of the rolling mill according to 9 were omitted there, also because the production of the corrugated expanded metal from this roller train can be completely independent. The transport direction of the metal strip through the roller pairs WP is indicated by an arrow. Next, it is cut rolls SW, the incisions 1 , as already described, bring in the still flat metal band. The following rollers of the roller pairs WP have a running in the axial direction or in the longitudinal direction of the rollers corrugation or profiling P on its circumference, the waves of both rollers similar gears mesh with each other, but with the essential difference that here the interlocking teeth ( or waves) can not transmit torque and should not, because these are arranged here in the axial direction of the driven rollers. In straight-toothed gears, the meshing teeth are known to be arranged in the radial direction of the gears around the circumference, so that a torque on the intermeshing teeth can be transmitted from one gear to the other gear.

Die Wellen der Profilierung erstrecken sich also axial über die gesamte Länge der Walzen um deren Umfang, wobei – noch genauer gesagt – jeweils ein Wellenberg der einen Walze in ein Wellental der anderen Walze eingreift. Dazwischen befindet sich das Metallband. Von Walzenpaar zu Walzenpaar WP steigt die Wellenhöhe der Profilierung P an, was beim Transport des Metallbandes durch die Walzenpaare WP dazu führt, dass eine größer werdende Zugkraft auf jede Wellenflanke ausgeübt wird, mittels derer die beabsichtigte Streckung der Wellenflanken W vorgenommen wird.The Waves of profiling thus extend axially over the entire length of the rollers around their circumference, where - still more precisely - each a wave crest of a roller engages in a trough of the other roller. In between is the metal band. From roller pair to roller pair WP, the wave height increases the profiling P, what during transport of the metal strip through the roller pairs WP causes a larger emerging traction is exerted on each wave flank, by means of which the intended extension of the wave flanks W made becomes.

Die zuvor eingebrachten Einschnitte 1 werden dabei geöffnet oder weiter geöffnet.The previously introduced cuts 1 will be opened or opened further.

Diese Streckung wird hier als Streckung in Querrichtung des Metallbandes bezeichnet. In Abhängigkeit vom Grad der Streckung kann bei anderen nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ein einziges Umformwalzenpaar WP mit solchen wellenartigen Profilierungen P ausreichend sein. Wenn eine Streckung in Längsrichtung vorgenommen wird kann beispielsweise eines der Walzenpaare WP mit höherer Geschwindigkeit laufen, um eine die Streckung bewirkende Zugkraft in Längsrichtung auf das Metallband auszuüben.These Stretching is used here as an extension in the transverse direction of the metal strip designated. Depending on the degree of stretching can in other embodiments, not shown, a single forming roller pair WP be sufficient with such wave-like profiles P. If a stretching in the longitudinal direction can be made for example, one of the roller pairs WP with higher speed run to a stretching effecting longitudinal force to exercise on the metal band.

Es ist aus der Darstellung ferner ersichtlich, dass die Breite B des Metallbandes sich im Zuge der Herstellung des gewellten Wärmetauscherelements nicht oder kaum verändert.It is also apparent from the representation that the width B of the Metal strip is not in the course of production of the corrugated heat exchanger element or barely changed.

Die 11 zeigt einen Ausschnitt aus einem Wärmetauscher. Der Wärmetauscher besitzt Flachrohre, die einen Inneneinsatz c aufweisen, und er weist Wellrippen auf, die zwischen den Flachrohren angeordnet sind. Durch die Wellrippen strömt beispielsweise Kühlluft (Pfeil). Von den Wellrippen WR ist lediglich eine Wellenflanke W erkennbar. Durch die Flachrohre strömt beispielsweise die Kühlflüssigkeit eines Kraftfahrzeugmotors. Die beschriebenen gewellten Streckmetalle stellen die Inneneinsätze dar. Auch die Wellrippen bestehen aus gewelltem Streckmetall.The 11 shows a section of a heat exchanger. The heat exchanger has flat tubes, which have an inner insert c, and it has corrugated ribs which are arranged between the flat tubes. For example, cooling air flows through the corrugated ribs (arrow). Of the corrugated fins WR only a wave edge W is recognizable. For example, the cooling liquid of a motor vehicle engine flows through the flat tubes. The described corrugated expanded metals represent the inner inserts. The corrugated ribs are also made of corrugated expanded metal.

Die 12 unterscheidet sich von der 11 durch die Form der Einschnitte 1 und Öffnungen 3 bzw. der Stege 2 in den Wellenflanken W der Wellrippen.The 12 is different from the 11 through the shape of the incisions 1 and openings 3 or the webs 2 in the wave flanks W of the corrugated fins.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims

A process for the production of corrugated expanded metals (c), with wave crests and wave troughs and these connecting corrugation flanks (W), which is carried out on a pair of rollers having rolling line through which an endless metal belt is transported and thereby formed by means of the roller pairs, wherein in the metal strip a Variety of at intervals ( 2 ) arranged incisions ( 1 ) from which, in the course of the further production (W), openings ( 3 ), for which purpose at least the corrugation flanks (W) are stretched, whereby either the incisions ( 1 ) to the openings ( 3 ), or wherein notches ( 1 ) and to the openings ( 3 ) being transformed.

Manufacturing method according to claim 1, characterized in that the stretching is carried out in the longitudinal direction of the metal strip, the incisions ( 1 ) or indentations are incorporated approximately in the transverse direction of the metal strip or obliquely to the transverse direction.

A method according to claim 1, characterized in that the stretching in the transverse direction of the metal strip is made, wherein the incisions ( 1 ) or indentations are incorporated approximately in the longitudinal direction or obliquely to the longitudinal direction of the metal strip.

Method according to claim 1, characterized in that that the stretching in the longitudinal and in the transverse direction is performed.

Method according to one of claims 1-4, characterized in that from the distances ( 2 ) webs are produced by means of a further stretching effecting a deformation which at least partially protrude from the plane of the wave flanks (W).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the expansion range between 20 and 200% is.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the width (B) of the endless metal band approximately equal to the width of the corrugated expanded metal.

Roller mill with several pairs of rollers, for Implementation of the method according to a the preceding claims, characterized in that at least one Umformwalzenpaar (WP) with axially running wave-like Profilings (P) of the circumference of the rollers is provided, wherein the waves of profiling (P) interlock and thereby the Wave flanks (W) stretch.

Rolling mill according to claim 8, characterized in that that the depth of the profiles (P) of successive Umformwalzenpaare increases.

Corrugated expanded metal, which can be produced from metal strip on a pair of rollers having rolling line, with wave crests, wave troughs and these connecting wave flanks (W), in which at intervals ( 2 ) arranged incisions ( 1 ) provided to openings ( 3 ) are formed, wherein the openings ( 3 ) can be produced by stretching the wave flanks (W), whereby either the distances ( 2 ) between the incisions ( 1 ) or the distances ( 2 ) between notches ( 1 ) as at least partially reshaped webs appear in appearance.

Corrugated expanded metal according to claim 10, characterized in that the cuts ( 1 ) are arranged in rows approximately in the longitudinal direction of the metal strip.

Corrugated expanded metal according to the claims 10 and 11, characterized in that per wave edge (W) at least a series of incisions or front notches is arranged.

Corrugated expanded metal according to one of the preceding claims, characterized in that per wave flank (W) three rows of incisions ( 1 ) or of notches are arranged.

Corrugated expanded metal according to at least one of preceding claims, characterized in that the Width (B) of the metal strip about the width of the corrugated expanded metal equivalent.

Corrugated expanded metal according to at least one of preceding claims, characterized in that the Thickness of the metal strip is approximately between 0.03 mm and 0.10 mm.

Use of corrugated expanded metals, which are formed or produced according to one of the preceding claims, characterized in that the corrugated expanded metals are arranged as heat exchanger elements (c), for example as inner inserts of flat tubes and / or as corrugated ribs between adjacent flat tubes, wherein between adjacent wave flanks ( W) at least one channel ( 10 ).

Heat exchanger, consisting of flat tubes with Interior inserts and corrugated fins between adjacent Flat tubes are arranged, characterized in that the inner inserts and / or the corrugated ribs are made of corrugated expanded metal, the according to any one of the preceding claims has been trained or produced.