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Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustauschern, insbesondere in Form
von Verdampfern für Kühlschränke od. dgl. aus Leichtmetall Die Erfindung erstreckt
sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustauschem, insbesondere in Form
von Verdampfern für Kühlschränke od. dgl. aus Leichtmetall. Es sind bereits Wärmeaustauscher
bekannt, die aus einem Blech mit einseitig darauf angebrachten, vom Wärmetransportmittel
durchströmten Kanälen bestehen. Bei diesen sind die Kanäle bisher in der Regel als
Rundrohre ausgebildet, die mit der zur Vergrößerung der luftseitigen Wärmeübergangsfläche
dienenden Blechwand hartverlötet werden, wodurch gleichzeitig ein guter Wärmeübergang
zwischen den Rohren und dem Blech erzielt wird. Bei einer neuerdings zur Verbesserung
der Korrosionsfestigkeit bevorzugten Herstellung der Wärmeaustauscher aus Leichtmetall
erfordert der nur verhältnismäßig geringe Unterschied zwischen den Schmelztemperaturen
des Leichtmetalls und der verfügbaren Hartlote ein äußerst genaues Einhalten der
Löttemperaturen und -zeiten, wie es nur unter Verwendung entsprechend komplizierter
und teurer Öfen möglich ist. Ferner ist auch die Herstellung von Wärmeaustauschern
aus zwei zusammenplattierten Blechlagen bekannt, bei denen die Kanäle für das Wärmetransportmittel
durch Aufwölben einer oder beider Blechlagen an den unverbunden bleibenden Stellen
erzeugt werden. Die Herstellung von Wärmeaustauschern nach diesem Verfahren aus
gedoppeltem Blech bietet vor allem bezüglich der ausreichenden Reinigung und Trocknung
der seitlich in feine Kapillarräume auslaufenden Kanäle erhebliche Fertigungsschwierigkeiten.
Es ist auch schon ein Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustauschern, die aus einer
Blechwand und einem mit dieser durch Prägung verbundenen Rundrohr bestehen, bekannt,
bei dem die Verbindung zwischen dem Blech und der Rundrohrschlange durch Einprägen
einer zum Einbetten des ganzen Rohres dienenden Eindrückung in das Blech mit vorstehenden
Wülsten als erstem Schritt, nachfolgendem Einlegen der Rundrohrschlange in die Eindrückung
und abschließendem teilweisem oder völligem Niederdrücken der Wülste an der Oberseite
des Rundrohres erfolgt. Bei diesem bekannten Verfahren wird die eigentliche Verbindung
allein durch eine abschließende Verformung des Bleches hergestellt, während das
Rundrohr selbst keinerlei Querschnitts-Veränderung erfährt. Nach dieser Methode
läßt sich jedoch keine sehr feste Verbindung zwischen dem Blech und dem Rohr erzielen,
da das allein verformte Blech wegen seiner schon aus Preisgründen verhältnismäßig
gering zu haltenden Wandstärke nur eine entsprechend niedrige Steifigkeit aufweist.
Ferner ergeben sich bei dem bekannten Verfahren auch verhältnismäßig große Unebenheiten
an den Verbindungsstellen zwischen dem Blech und dem Rundrohr, die vor allem bei
einer Verwendung der Wärmeaustauscher als Verdampfer in Kühlschränken wegen der
Bildung von schwer sauberzuhaltenden Schmutzrillen und wegen einer erhöhten Gefahr
der Zerstörung der Verbindung durch Eissprengung nachteilig sind. Schließlich ist
auch bereits vorgeschlagen worden, Wärmeaustauscher aus Leichtmetall durch eine
formschlüssige Verbindung zwischen einseitig abgeflachten und mit geeigneten Vorsprüngen
versehenen Profilrohren und einem entsprechende Ausnehmungen aufweisenden Blech
herzustellen. Diese Verbindungsart erfordert jedoch sehr genaue und entsprechend
aufwendige Stanzwerkzeuge, um die Ausnehmungen im Blech in übereinstimmung mit den
Vorsprüngen der Profilrohre zu bringen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für Wärmeaustauscher
aus Leichtmetall zu schaffen, das die geschilderten Nachteile der bekannten bzw.
vorgeschlagenen Verfahren zu überwinden gestattet.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst,
daß in das Blech ein auf das Rohrprofil abgestimmtes Gegenprofil in Richtung auf
das Profilrohr eingeprägt, dann die Profilrohrschlange auf das vorgeprägte Blech
aufgelegt und durch einen weiteren Preßvorgang Blech und Profilrohr gemeinsam auf
der ganzen Rohrlänge zu einer unlösbaren Verbindung verformt werden. Dieses Verfahren
erfordert nur einen verhältnismäßig geringen Vorrichtungs- und Fertigungsaufwand
für die Herstellung von Wärmeaustauschern
aus Leichtmetall. Ferner
wird durch die gemeinsame Verformung von Blech und Profilrohr infolge der großen
Formsteifigkeit des verstärkten Profilrohr-Fußteiles eine besonders hohe Festigkeit
der Blech-Profilrohr-Verbindung erzielt. Gleichzeitig ergibt die Preßverbindung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine mit großer Annäherung glatte Blechwandseite,
deren verbleibende geringe Restunebenheiten leicht mittels eines Lackanstriches
ausgefüllt werden können, wodurch die Reinigung erheblich vereinfacht und die Gefahr
einer vorzeitigen Zerstörung der Verbindungen durch Eissprengung vermieden wird.
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Es liegt dabei im Rahmen der Erfindung, daß der aus dem Blech und
der Profilrahrschlange bestehende Verbundkörper in an sich bekannter Weise durch
Abkanten od. dgl. in die Endform des Wärmeaustauschers gebracht wird.
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Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens und
der zu seiner Durchführung bestimmten Profilrohre ergeben sich aus der nachstehenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand der Zeichnung mit vier Abbildungen.
Von diesen zeigt im einzelnen Abb. 1 eine Blechwand für einen Wärmeaustauscher aus
Leichtmetall als Zuschnitt mit eingeprägten Sicken entlang der Anlagefläche für
eine Schlange aus Profilrohr im Grundriß, Abb. 2 einen Teilschnitt durch die Blechwand
mit darüberliegendem Profilrohr nach der Linie II-11 der Abb. 1 im vergrößerten
Maßstab, Abb. 3 den gleichen Teilschnitt beim Herstellen der Verbindungspressung
zwischen Blech und Profilrohr und Abb.4 einen fertiggeformten Wärmeaustauscher als
Schaubild im verkleinerten Maßstab, Abb. 5 bis 7 drei weitere nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellte Profilrohr-Blech-Verbindungen mit außermittig zur Mittelachse
des Hohlraumes angeordneten Ausnehmungen an der Unterseite des Profilrohres im Schnitt.
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In den Abbildungen bezeichnet 1 ein anfänglich ebenes Blech aus Leichtmetall,
das nach der Verbindung mit einer aus einem Leichtmetall-Profilrohr 2 gebogenen
Rohrschlange an den in Abb. 1 strichpunktiert eingezeichneten Stellen 4 bis 7 zu
einem in Abb. 4 schaubildlich dargestellten Verdampfer für einen Kühlschrank verformt
werden soll. In das Blech 1 werden dabei zunächst entlang der vorgesehenen Verbindungsfläche
mit dem Profilrohr 2 auf das Rohrprofil im Querschnitt abgestimmte Sicken 3 eingeprägt,
deren Form aus dem in Abb. 2 vergrößert dargestellten Teilquerschnitt durch das
Blech 1 erkennbar ist. In der gleichen Abb. 2 ist auch ein bevorzugter Querschnitt
des Profilrohres 2 im urverformten Zustand dargestellt. Dieses enthält einen allseitig
geschlossenen Hohlraum 8 als Leitung für das flüssige Kühlmittel und einen verstärkten
Fußtei19 zur Verbindung mit dem Blech 1. In dem Fußteil 9 befindet sich eine Ausnehmung
10 zum Aufnehmen und formschlüssigen Erfassen der Blechsicke 3. Die Ausnehmung 10
ist zu diesem Zweck mit zwei hinterschnittenen Seitenwänden 11, 11' und einer vom
Grund vorstehenden Mittelleiste 12 versehen, während die Grundfläche des Profilrohres
zwei nach der Mitte vorspringende Teile 13,13' aufweist. Durch gemeinsames Niederpressen
von Blech 1 und auf die Sicken 3 aufgesetztem Profilrohr 2 gegen eine ebene Platte
14 mit Hilfe eines aus dem Profilstempel 15 und einem gefederten Niederhalter
16 bestehenden Oberwerkzeuges werden die beiden Teile in die Endform der Abb. 3
gebracht. Hierbei wird durch das selbsttätige Eindrükken der hinterschnittenen Seitenwände
11, 11' beim Flachpressen der vorspringenden Teile 13,13' der Profilunterseite in
die Flanken der Sicke 3 eine sehr feste formschlüssige Verbindung zwischen dem Blech
1 und dem Profilrohr 2 erzielt, die auch ein weiteres Verformen des Verbundkörpers
durch Abkanten zu einem Verdampfer nach Abb. 4 oder dergleichen Formen zuläßt. Gleichzeitig
wird durch das Niederpressen in die Form nach Abb. 3 eine nahezu völlig glatte Unterseite
17 des Bleches 1 hervorgebracht, wie es für die Innenwand eines Verdampfers erwünscht
ist.
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Die in den Abb. 5 bis 7 dargestellten Schnitte durch weitere Profilrohr-Blech-Verbindungen
nach der Erfindung unterscheiden sich von der Verbindung nach Abb. 3 durch die außermittige
Anordnung der Ausnehmungen 10 bzw. 10' in bezug auf die Mittelachse 18 des Hohlraumes
B. Auf diese Weise kann die Gesamthöhe des Profilrohres verringert und damit dessen
Biegebeanspruchung bei der nachträglichen Verformung zu einem Verdampfer entsprechend
Abb. 4 herabgesetzt werden. Durch eine gleichzeitige unsymmetrische Ausbildung des
Fußteiles 9 zur Achse 18 des Hohlraumes 8 gemäß Abb. 7 ist noch eine weitere Verringerung
der Querschnittsfläehe erzielbar. Infolge der unterschiedlichen Lage der Ausnehmungen
10 auf beiden Seiten der Mittelachse 18 in benachbarten Strängen des in Schlangenform
gebogenen Profilrohres 2 ergibt sich auch bei dieser Ausgestaltung eine ausreichende
Festigkeit der Profilrohr-Blech-Verbindung.