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Verfahren zum Herstellen von Ein- oder Vielkanalblechen oder -bändern
Zum Herstellen von Ein- oder Vielkanalblechen oder -bändern sind mehrere Verfahren
bekannt. Bei dem einen Verfahren werden Gußerzeugnisse hergestellt, die im Inneren
einen oder mehrere Grafitstäbe enthalten. Diese Erzeugnisse werden zu Blechen oder
Bändern ausgewalzt. Anschließend werden die nichtverschweißten Stellen aufgeweitet,
und das entstandene Grafitpulver wird entfernt. Durch dieses Verfahren können aber
nur Erzeugnisse mit Längskanälen hergestellt werden, was in vielen Fällen nicht
genügt.
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Bei einem anderen Verfahren zeichnet man beispielsweise auf ein Aluminiumblech
mit einer grafithaltigen Paste das gewünschte Kanalsystem auf, überdeckt diese Zeichnung
mit einem zweiten Blech und walzt beide Bleche zusammen aus. Beim Walzvorgang verschweißen
die Bleche dort wo sich kein Grafit befindet zu einer Einheit, über der Grafitzeichnung
dagegen bleiben sie jedoch getrennt. Auf diese Weise entsteht ein walzplattiertes
Blech, in das der Grundriß eines Kanalsystems eingebettet ist. Durch Aufweiten der
nichtverschweißten Stellen erhält man das gewünschte Kanalsystem und damit das Ein-
oder Vielkanalblech. Die Erzeugnisse, welche nach diesem Verfahren hergestellt werden,
können sowohl Längskanäle als auch von der Längsrichtung abweichende Kanalformen
haben.
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In beiden Fällen ist aber eine Entfernung des die Verschweißung hindernden
Grafitstaubes aus den Kanälen erforderlich. Es hat sich gezeigt, daß das nur unvollständig
gelingt, so daß bei der Anwendung der bekannten Ein- oder Vielkanalbleche das durchströmende,
flüssige Mittel damit verunreinigt werden kann. Vor allem ist aber durch die zurückbleibenden
Reste des Grafitstaubes die Gefahr gegeben, daß dieser Rückstand Ventile oder ähnliche
Gegenstände verstopft.
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Es ist ferner ein Verfahren zum Preßschweißen und Verformen von Blechen
aus Leichtmetall bekannt, bei welchem zwischen Ober- und Unterteil eines mit Kanälen
versehenen Preßschweißwerkzeuges zwei aufeinanderliegende Bleche eingelegt werden.
Die Verschweißung erfolgt dabei durch Stege der Preßform, die sich zwischen den
Kanälen befinden, unter Anwendung von Druck und Wärme. Die Kanäle im Werkstück werden
durch ein gleichzeitig oder anschließend wirkendes, gasförmiges Druckmittel erzeugt,
das bewirkt, daß die Wandungen des Werkstückes fest gegen die kanalförnügen Innenwandungen
des Preßschweißwerkzeuges gedrückt und auf diese Weise in die gewünschte Form gebracht
werden. Bei der Erläuterung dieses Verfahrens ist unter zeichnerischer Darstellung
ausgeführt, daß beim Preßschweißen ein Teil des Werkstoffes an den Schweißstellen
nach dem einen der beiden Bleche zu seitlich herausgedrückt wird, so daß die zwischen
den Schweißstellen befindlichen Abschnitte des Werkstückes einseitig durchgewölbt
werden. Der Vermeidung dieses Mangels dient das Druckmittel.
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Die Erfindung vermeidet die obengenannten Nachteile bei einem Verfahren
zum Herstellen von Ein-oder Vielkanalblechen oder -bändern aus Leichtmetall, Nichteisenschwerinetall,
Titan oder Titanlegierungen, Zirkon und Zirkonlegierungen, Stahl oder Kunststoff,
auch in beliebiger Vereinigung dieser Werkstoffe untereinander, durch Walzpreßschweißen
ebener, tafel- oder bandförmi ger Ausgangswerkstücke lediglich an den miteinander
zu verbindenden Stellen und Aufwölben der unverschweißt bleibenden Stellen in die
Kanalfonn, gegebenenfalls unter Zwischenlegen eines das Walzpreßschweißen begünstigenden
Stoffes, dadurch, daß erfindungsgemäß der zwischen den miteinander zu verbindenden
Stellen befindliche Werkstoff durch den Walzdruck in die Kanalform gepreßt wird.
Daß allein auf diese Weise die zwischen den miteinander zu verbindenden Stellen
befindlichen Abschnitte der Ausgangswerkstücke in die Kanalform preßbar sind, konnte
den Angaben über das vorstehend zuletzt erläuterte, bekannte Verfahren, bei dem,
wie erwähnt, zwischen den Schweißstellen befindliche Werkstückabschnitte nur einseitig
durchgewölbt werden, nicht entnommen werden, noch wurde das erfindungsgemäße Verfahren
durch diesen Stand der Technik nahegelegt.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen
Verfahrens lassen sich Ein- oder Vielkanalbleche oder -bänder herstellen, die als
Konstruktionselemente sowohl für die verschiedensten Erzeugnisse als auch als Austauscher
in der Kälte- und Wärmetechnik verwendet werden können. Die Erzeugnisse eignen sich
besonders gut, vor allem wegen ihres höheren Widerstandsmomentes, als Bauelement
im Fahrzeugbau, wie Kraftfahrzeug-, Flugzeug- und Schiffsbau. In *der Kälte- und
Wännetechnik, und in Apparaten der chemischen Industrie oder der Nahrungsmittelindustrie
sind vor allem Erzeugnisse, insbesondere aus Aluminium und Kupfer, bevorzugt, bei
denen eine Seite glatt ist. Das trifft auch für den Fahrzeugbau zu. Ihre Anwendung
ist ferner für Anlagen zu Klimaregulierungen von Räumen, wie auch im Fassadenbau
für verschiedene Zwecke vorteilhaft. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Erzeugnisse können dabei sowohl Kanäle haben, deren Querschnitte der Kreisform entsprechen
als auch solche, die von der Kreisform abweichen. Die Erzeugnisse können außerdem
sowohl Längs- -als auch von der Längsrichtung abweichende Kanäle haben und gegebenenfalls
über dem Querschnitt äußerst mannigfaltige..Raumformen zeigen. Es ist manchmal zweckmäßig,
- daß die Ein-oder Vielkanalbleche oder -bänder sogar Anschlußlappen auf einer oder
mbhreren Seiten haben, die mit dem Ein- oder Vielkanalblech oder -band vorzugsweise
nahtlos verbunden sind. Dadurch erübrigt sich ein Anlöten der Anschlußlappen an
die hergestellten Erzeugnisse, was sehr vorteilhaft ist. In manchen Fällen ist es
ferner vorteilhaft, am Anfang oder Ende eines Kanalbleches den Querkanal nicht als
Hohlform auszubilden, sondern an einer Seite offen zu lassen, so daß er zwei Anschlußlappen
bildet.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden in der Regel zwei Platten
oder Bänder aus Metall, die in üblicher Weise gereinigt worden sind, auf Schweißhitze
gebracht und miteinander durch ein Profilwalzwerk geschickt. Dabei wird der Werkstoff
nicht nur in Walzrichtung verlängert, sondern er wird erfindungsgemäß auch noch
in die Kanalform gepreßt '
Die Form dieser Kanäle kann weitgehend durch die
Ausgestaltung der Profilwalze abgewandelt werden. . Werden bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren Aluminiumlegierungen oder Reinaluminium verwendet, so ist die Anwendung
eines bekannten, die Verschweißung begünstigenden Stoffes zwischen den Platten oder
Bändern nicht erforderlich. Im Gegensatz dazu ist aber bei der Verschweißung von
zwei Kupferpla tten oder -blechen oder -bändern die Anwendung einer Schweißfolie
mindestens zweckmäßig, wenn nicht erforderlich. Dasselbe kann bei der Herstellung
von Ein- oder Vielkanalblechen aus Stahl notwendig sein, insbesondere dann, wenn
ein Kanalblech aus Stahl und anderen Metallen bestehen soll.
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Wird Kunststoff allein oder in Verbindung mit metallischen Werkstoffen
zum Herstellen von Erzeugnissen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet,
so müssen die zu verbindenden Werkstoffe vor dem Walzen auf Verbindungstemperatur
gebracht werden. Bei Anwendung von Kunststoff allein ist ein Metall zur Verbindung
nicht erforderlich. Wird aber .Kunststoff mit Metall kombiniert, so ist wiederum
die Anwendung eines Verbindungsmittels mindestens ,zweckmäßig, wenn nicht erforderlich.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Anwendung von die Verschweißung
-oder Verbindung hindernden Stoffen irgendwelcher Art zwischen -den Blechen,
Tafeln oder Bändern zum Herstellen von Ein- oder Vielkanalblechen nicht erforderlich.
Durch diesen Umstand unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren ganz wesentlich
von den bekannten Verfahren, die diese schweißhindernden Stoffe in der einen oder
anderen Verfahrensstufe zwingend benötigen. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet
sich auch noch dadurch gegenüber den bekannten Verfahren aus, daß ein Aufpressen
der Kanäle durch Druckgas oder Druckflüssigkeit meist sehr umständliche Reinigung
der Kanäle von Fremdstoffen, die zudem auch nur unvollständig gelingt, entfallen,
was aber nicht ausschließt, daß auch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Vielkanalbleche oder -bänder noch zusätzlich aufgeweitet werden können.
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. Das erfindungsgemäße Verfahren kann beispielsweise so durchgeführt
werden, daß Reinaluminiumbleche von 1 nirn Stärke auf 3501 C erhitzt
und dann in einem Stich mit einem Kaliberwalzwerk auf die gewünschte Form warm heruntergewalzt
werden. Das Kaliberwalzwerk ist hierbei je nach den Bedürfnissen entweder
so ausgestaltet, daß die eine oder beide Walzen auf ihrem Umfang eine ununterbrochene
Profilierung haben, oder daß die Profilierung auf dem Umfang -der einen oder der
anderen oder beiden Kaliberwalzen ein- oder mehrfach unterbrochen ist, um bei dem
Erzeugnis auch Längskanäle und von der Längsrichtung abweichende Kanäle zu erzielen.
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In der Zeichnung sind beispielsweise einige Ausführungsformen der
mittels des neuen Verfahrens hergestellten Erzeugnisse schematisch wiedergegeben.
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A b b. 1 stellt ein Vielkanalblech als Leitungs- bzw. Wärmeaustauscherelement
dar, dessen umgebogene, l#penförinige Ränder eine einfache Befestigung z. B. an
Wänden erlauben; in -
A b b. 2 ist ein Kanalblech wiedergegeben, dessen
Blech im Ausgangszustand so gefaltet wurde, daß die Ränder in einer Preßstelle zu
liegen kommen; das Kanalblech wird an beiden Rändern von Kanälen begrenzt;
Ab b. 3 demonstriert die Möglichkeit, für entsprechende Anschlüsse für Zu-
oder Abfuhr eines Mediums an den Enden des Kanalbleches zu sorgen; hierbei wird
ein Qü#rkanal nicht als Hohlform ausgebildet, vielmehr wird er zu zwei Anschlußlappen
aufgebogen; Ab b. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der der Kanal
verschiedene Richtungen in bezug auf die Walzrichtung einnimmt, während
Ab b. 5 ein in einen Rahmen eingebautes Wärmeaustauscherelement für zwei
bis fünf Medien darstellt.