DE1552044A1

DE1552044A1 - Verfahren zur Herstellung von Hohlkoerpern

Info

Publication number: DE1552044A1
Application number: DE19661552044
Authority: DE
Inventors: Tranel Lester J
Original assignee: Olin Corp
Current assignee: Olin Corp
Priority date: 1965-08-24
Filing date: 1966-08-18
Publication date: 1970-11-26
Also published as: US3351958A

Description

"Verfahren zur Herstelle von Hohlkörpern"

Die -Erfindung betrifft ein Verfahren-zur Herstellung von Hohl-

körpern durch Ausdehnen eines unverbundenen Teilen eins H®ta.13-

blech-Halbfabrikates für die Herstellung v®11 Wärmeaustauschezn.

.Ein derartiges Metallblech--fialbfabrikat besteht. aufs aufeinander--

lieZandan Blechen, zwiaohen denen ein Muster aus einem eine Ver-

echwaiiaung verhütenden Material angeordnet ist und die a,11 den

übrigen Stallerit balspielaweiee durch Warmwslzen@ miteinandr ver-

bunden sind* Ein zur Verstellung solcher Hohlkörper fair Wärws-

auatausoher besondere geeignetes Verfahren ist. 3r11 der U@paerr@@.

Schrift 2 690 002 (ausgegeben a-611 28.. ,September 1954) beschrieben

Dieses Verfahren ist als Roll-..Do-n,d...Verfahven bekannt. Jach esen

Verfahrexl werden Hohlkörper zur VerfUgang gestellt= an welche e l e

notwendigen Anschlüsse zur Zirkulation eines @iä=esuo tausahil tt e 1s

angebracht worden können. Diese Anschlüsse, z.8. dis zur Zirkula-

tion eines Kühlmittels, haben vorzugsweise eine genaue Konfigui a,

tion, so dass übliche Anschlüsse in die Wä.rmeaustauscher passen.

Beispielsweise ist in der USA.--Patentliohrift 2 &22 1.51 (ausgegeben

alrt 4. Februar 1958) ei.n -plattenähnlicher Wäxmesustauscher be-

schrieben, an welchen ein einziger Anschluss sowohl. für den Ein-

lase als auch für den Aualaes des kreisenden Kühlmittels ange-

bracht werden kann.

Hei solchen Anwendungszwecken, wie in. Aauahaltkühlachränken,

ist es erwünscht, sieg Wärmeaustauseher auf einer Seite aus hzärte

rem Material als auf der anderen Seite herzustellen. Die härtere

Seite kann dann in diene Stellung gebracht werden, bei der eire

energischere, unvorsichtige Behandlung erwartet werden muss, bei-

spielsweise durch die Eiswürfelbehälter oder scharfe Werkzeuge,

die zur Entfernung von Bis verwendet werden. Somit können der

Wärmeaustauscher und dementsprechend die Hohlräume innerhalb cis

Wärmesustauechers aus zweierlei Legierungen aufgebaut sein, wo-

bei die eine Seite aus einer härteren Negierung als die andere

besteht. Z.B, kann die» harte Seite aus einer Aluminitimlegieriane

X8040 bestehen, die etwa 190 % Si + ?ei 0t20 Cu, 0905 % 11.n

0t10 % Zü! lind inngesamt 0215 i% andere Blementep Rest Alami33il:lIll.

enthält, lYle -weiche #S8ite kann aus einer Aluminiumlegierung

11.00 bas tehen, d:io etwa 1., 0 St + Fe, O $ 20 % Gl, 0e05 % Nn,

0j10 #6. %n und. Inagesa-m#b 0,15 fu andere Elemente r tiea Es 1`1uriiizill 3m

D8rurtige Metallbleoli lialbfabrate lassen ®ich jedoeb

nUr aehwierig genau ausdehnen=- damit die: Hohlräume etandardisj.er_

te Ayisrhlüsf;e aufnehmen können.- ,Die bekannten 'erfahren zum

Aufdehnien von Metallbleehb:bfäbrikaten,, deren Bleche aus 2 ver

achiiedenen Legierungen bestehen, liefern eins ungleicäunäs:Bige

Auedeiuiung der lichlräume an deren beiden Seiten. Wenn z.. D. ein

derartiges Halbfa.brikat mit Hilfe eines flOosigen Druckmittels

oder mittels einen Nala:%rierverkzeugrs ausgedehnt wird, hat die

urgleiche Mäste der beiden Bleche. natürlich eine ungleiohmäasige

Ausdehnunijeder Seite der Hohlräume zerr Folge.

Ein anderes Verfahren zur Ausbildung der Hohlräume besteht in der

Verwendung eines uneymetrischen Werkzeugen,- d$B bei etallblech-

Hal bfäbrik#aten mit Blechen ans unterschiedlichen Legerungen

derart berechnet ist., daso eine ®yrmetrinehe Konfiguration des

Hohlraumes erzielt wi, Diene Verkzeuge sind jedoch sehr zer-

brechlich. und man ause das Werkzeug sehn genau bezUglich der .

harten Seite des Halbfabrikates anordnen.

Erfindungsgemäss wurde feetge®tellt r do man eine genaue Aus-

dehnung der iehlräume i.erhaab eines derartigen Hohlkärpere

mit tandardkaleerczefn bewirken- kann, wenn der ausgedehn-

te Hohlraum zunächst Fiber das Auema®o weiter ausgedehnt wird,

den durch Auadeudsn Halbfabrikaten erzielt wurde. DLese

weitere Ausdeimung lässt sich am einfachsten bewirken, indem man

das i4etmllblech--Halbfabrikat auf beiden Seiten de® Hohlraumes

n die Hehlraumwdungen fliessen läset. Dies kann z.H, bewirkt

werden, Indem man die Metallblech-Halbfabrks$älächen auf jedei-

Seite dea Hohlraucies prägt, um deren Stärke zu verringern. Eine solche weitere Ausdehnung verformt den Hohlraum besser zu der gewünschten Querscnnittakonfiguration und verringert erhebe .ich die für das Kalibrierwerkzeug erforderliche Kraft zur Ausbildung der genauem Konfiguration.

Die Erfindung zielt hauptsächlich auf die Ausdehnung von Metallblech-Halbfabrikaten, die unverbundene Teile aufweisen, doch ist die Erfindung in gleicher Weise anwendbar auf ähnliche Halbfabri. kate aus anderem Material als Metall, z.B. verschiedenen Kuhststoffen, sowie auf Halbfabrikate aus verschiedenem Naterial, wie Metall und Kunststoff, die unverbundene Teile aufweisen, während der Rest miteinander verbunden ist. Der Erfindung liegt also die Aufgebe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern durch Ausdehnung von Halbfabrikaten zur Verfügung zu stellen, die aus aufeinanderliegenden Platten aus Blech oder anderem Material bestehen; die eine unterschiedliche Härte besitzen. Nach dein erfindungsgemässen Verfahren gelingt enden Hohlräumen eine solche Grösse zuverleihen, dass sie Standardanschlüsse zur Zirkulation von Wärmeauatauschmedien aufnehmen können. Die Erfindung wird durch die Zeichnungen.weiter erläutert.

Fig. 1 - 3 gibt schematisch ein Verfahren zür Eierstellung eines Haibfabrikatee wieder, aus welchem erfindungsgemäss Hohlkörper für Wärmeauatauscher hergestellt werden können; .

zig. 4* zoigt in. einer Draufsicht einen Wärmeaustaiischer, der aus

einem Halbfabrikat gemäss Kg. j -bis 3 hergestellt wurde und d2y'

einen: Anschluss zur Zirkulation eines '.järineaustauschwediume auf-

weist- ,

Pg. 5 zeigt einen Schnitt der Pig. entlang der Linie V-V;

Pig. 5A zeigt eine ähnliche Ausbildungsform im Schnitt wie P1g 5

Pig. V zeigt perspektivisch ein Kallbrierwerkzeug zur Ausbildung

das Hohlraumes für den Wärmesustauecher von Pig e $ ;

Pig. 7, S und 9 zeigen in auseinandergezo&ener Darstallung im

Schnitt einen Teil das atiegedahnten Hohlkörpers von .g. 4 und sie

erläutern die verschiedenen Stufen des erfindungagaifflässen Ve-=

Fahrens;

ßg. 10 zeigt perspektivisch eine Vorrichtung, die zur.Duxch--

fÜhrung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden kann.

irr den Figuren 1 bis 3 Ist beispielhaft ein Verfahren zur Her--

stelzung eines plattenähnlichen Wärmeaustauschexs aus einem Me

tallblsoli-Halbfabrikat duxoh Ausdehnung des unverbundenen Teile

wiedergegeben, Das erfindungsgemässe Verfahren :ist zwar auf jedes

derartige hieta:lbleoh-Halbfabrikat anwendbar, das aus aufeinander-

liegenden Blechen besteht, doch wird das in der USA-Patentechrf

-2-65o O(32 beschriebene Verfahren zur Herstellung dieser Metall

. blech-;ialbfabrikate bevorzugt. Gemäss dieser Patentschrift wixci

auf die ein® Seite einer Platte 3. ein Huster aus einem die Ver-

schweissung verhindernden Material 2 an£;eordne-t. Ein zweites

Blech 3 wird dann auf das erste Blech gelegt und z.B. durch

Punktschweiasen bei 4 mit dem anderen Blech verbunden, um eine

Helativverschiebunß der benachbaxten Oberflächen der Bleche 1 und

3 während des nachfolgenden Schweiasvord ganges zu verhindern. Die

Bleche 1 und 3 können dann an Ihren sich berührenden Oberflächen.

die nicht durch das die Verschxieissung verhindernde Material be-

deckt sind, miteinander verschwei sat werden, z. B. durch Warmwaa-.

zen. Dabei. werden die überelnanderliegenden Bleche zunächst er-

hitzt und dann durch die Walzen 5 geführt, zwischen denen sie in

ihrer Dicke verringert und in der Malzrichtung verlängert werden,

Des erhaltene Metallbleeh-Halbfabrikärt 6 mit unverbundenen Teilen

entspricht dem Muster des die Verschweissung verhütenden Materials

2. Das Halbfabrixat kann dann in geeigneter Weise erweicht wer; en,

z.8, durch ülühen# und ansohliea$end wird das Metallblech-Halb-#

Fabrikat kaltgewalzt, um eine gleichmässigere Dicke zu erziele-ccr

und erneut geglüht.

Bekanntlich ist es bei. einem derartigen Verfahren zur Herstellung

von solchen Metallblech-Halbfabrikaten erforderlich, dass ein Teil

des die Verechweisrung' verhütenden .Materials benachbart an einer

Kante das Bleches angeordnet @ ist, ao dass die gewünschten Hohl==

räume durch Einführen sinea Druckstrdmungsmittals ausgebildet

werden können, Wie in der USA--Patentschrift 2 822 351 erläutert

ist, Ist es besondere vorteilhaft, das hlust$r aus dem die Vor-

schweissüng verhütenden Hatärial derartig anzuordnen, dass durch

die ausgedehnten Hohlräume ein Wärmaasa°tauschmedium kreisen kaum,

5@.c?@k:@ der: @,j4rmeaustausaher an der gleichen Stelle Verlässt.

x1) dr-,rz es ei_r..t@: fit. Ein solcher -Värmeau* tauscher ist in Figur 4-

gezei gt. Er kann aus einem Halbfabrikat 6 besteheng däss nach dem

vorsteheml besciirebenen Verfahren hergestellt wurdet bei. dem: _

ter nicht vierüundene Abschnitt des Halbfabrikats, der dem Muter 2

des die Vexschwwiesung verhütenden Materials entspricht,, durch

ij.nfühcen eines Druckströmungamittels ausgedehnt wurde unter BJ.1-

süxng eines -Systeme 7. von Hohlräumen. Konzentrisch angeordnete

;?ohne 8 und 9 k@hznen dann zur iirkulatäon eines Kühlmittels durch

das liohlraunteystem 7 eingesetzt werden. I

I u Figur 5 Ist i ui Schnitt die Einlass- und Auslasstelle für das

Kühlmittel eingehender gezeigt. Der Hohlraum 7 besteht aus einem

vergrösserten Abschnitt 10 in vier Nähe einer-Kante des Halbfabrl-

kats und einem verengerten Verbindungehbsohnitt 1.1. Das Innenrohr

8 ,kann dann in den verengten Abschnitt 11 einbesetzt und zur

Li.nführung des Wärmeaustausehtaediumsg z.Ei eines gühimittelsr

dienen.. Da® Kühlmittel wird dann durch, das hohlraumsystem ? ge-

leitet und tritt innerhalb des Abschnittee 10 durch das äussere

Hohr 9 aus. Es 'ist ersichtlich, dass die Rohre 0 und 9 jede t;e

wünschte Form haben können und dass die gezeigte Form lediglich

beispielhaft ist. Es ist notwendig, dann das Rohr g genes in das

Innere des verengten Abschnitten 11 gaset., um ein: Zwrtickfliesnen

des Kmittel$ zu verhindern: Diesen Zurückfliessen kann eine

schlechte Leistung und die Ansammlung von Feuchtigkeit an den Au9-

laesrohren: hervorrufeng wenn das Kühlmittel hindurchtrztt.

Für eine- wirksame Abdichtung kann dementsprechend eire Dichtuag&-

ring' und eine Ichaffe verendet werden. Dies ist in Fig: 5 A er-

läutert. .Eine zylindrische Muffe H, die aus Metall bestehgn keInn

mit einer: umgebenden zylindrischen Dichtung$ring G, der aus

Schwammgummi bestehen kann, wird etwa in der Dutte des verengten-

Abschnittes 11 vor dein Einsetzen des Rohres 8 eingeführt. Jeden-

falls ist es notwendig, dass der Durchgang genau ausgedehnt wird

so dass er an das Verbindungsstück passt, das für den jeweiliuE:0

Anwendungszweck verwendet werden soll.-

Wie vorstehend bereits erwähnt, können die beiden Metallbleche

des Halbfabrikates aus verschiedenen Legierungen bestehen. Dem-

entsprechend würde die anfängliche Ausdehnung des Hohlraumeystem

? durch ein Druckstränungemittel oder durch .Einführung eines

Dornes oder dergleichen eine unterschiedliche Ausdehnung der bs:i

den. Seiten des Hohlraumes ergeben. Da die üblichen Anschlüsse

für die Zirkulation eines Kühlmittels eine symmetrische Konfigu-

ration haben, ist es erwünscht, dass der Abschnitt des Hohlraume

der einen solchen Ansehluse aufnehmen soll, ebenfalls eine

symmetrische Konfiguration besitzt. Erfindungsgemäas wird ein. Ver-

fahren zur-Erleichterung der genauen Formgebung dieses Hohlraume

zur Verfügung geatellt, wenn, ein gewöhnlich symmetrisches Kali..

brierwerkzeug eingeführt wird, z.H. das in Pigur 6 gezeigte

Werkzeug 12. Nach dem Ausdehnen der Hohlräume 7 ist die Ausdehnung

der einen Seite grösser als die der anderen Seite. Diese Be-

ziehung ist in Figur ? erläutert, die in vergröesertem'Schnitt

den Äbachnitt 11 des Halbfabrikates zeigt, Wie vorstehend be-

reits erwähnt, würde durch Einführung eines Kalibrierwerkzeuges

ähnlich dem von Figur Vä eine hohe Kraft erfordern, um die ges

wünschte Querschnitt®kanfiguration zu erzielen und, da. eine Seite

das Hohlraumes härter ist ale-die andere, eine ungleichmässige

Ausweitung der beiden Seiten zur Polge haben. Dieser Nachteil

kann vermieden werden, wenn man zunächst den Hohlraum 7 weiter=

ausdehnt, indem' man das Material des Halbfabrikates auf beiden-

Seiten das Hohlraumes in die Hohlraumwandungen fliessen läset

Samt können, wie in rigur 8 erläutert ist, die Abschnitte 20

und 21 das Halbfabrikates 6 in ihrer Dicke verringert werden:.

Überschüss:igesläaterlal fliesst in die Wandungen des Hohlraumeb 7

und dementsprechend wird. der Hohlraum 7 zu einem grösseren Bol,-l.--

-raum `27 ausgedehnt. Die Ausdehnung an den beiden Seiten nies HphJ -

raumes 27 Ist imrAer noch ungleichmässig, j®doäh in geringerem Aus-

mass. als sie ,in Fgur 7 erläutert ist. Ausserdem ist die Kraft;

die erforderlich ist, dem Hohlraute 27 die g$wünechte Konf#gura-

tiön durch Einführung eines Eallbrierwerkzsuges; wie 12, zu

geben, erheblich geringer fär den Hohlraum 27 als für den Hohl-

raum 7 0

Anschlessend känn män dem Hohlraum 2? die gewünschte Quer

achüaittskozifiguration geben, z:B. die onfigura-tßon 37 In gu;# y,

Aufgrund der vorhergehenden Ausdehnungsatufe jst diese gndver--

formzung mit dem Kalbrierwerkzeug verhältüismää$g leicht zu. be-

wirken und erfordert keine speziellen Vorrichtungeh:

Zur Verringerung der Dicke der Absolnitte 20 und 21 des Häliste.b

1ates 6 eigneü-$ich bekannte Mäaenahmen. Ein Verfahren, das be-

i@onders ibefrietigünde Ergebnisse lieferte ie das rägän "se

bsderi Beite-n. das -Halbtübrikatea:, wie aua Figur H zu eir`sehei ist;

uüd äü beidh Sbitedes Dürchggee ilWie eüe ggür 4. tu er=

üeinenaiä i,net@bgneeoacribttuig gur chiriglserl:ss-

nahrne ist in Figur 10 erläutert. Die verdünnten Gebiete 2G und

21 können durch Anordnung des FIalbfabrikates 6 in einer geeigne-

ten presse mit Hilfe der Werkzeuge 40 erhalten werden, die an clen

Platten 4.1 und 42 der Presse angebranht sind. In der gezeigten

Vorrichtung Ist der Durchgang 11 zwischen zwei benachbarten

Werkzeugen 40 angeordnet¢ und die einander gegenüberliegende4

Werkzeuge 40 sind Busgefluchtet und bilden die verdünnten GE---

biete 20 und 21, die in Pigur 8 gezeigt sind. Die Krat't und di=:

Geschwindigkeit der Berührung zwischen den Werkzeugen. 40 und

dem Halbfabrikat 6 kÖnnen so eingestellt werden, dass die ge-

wünschte Ausdehnung des Hohlraumes 7 stattfindet. Beispielswt:i-la

wurde festgestellt, dass bei einem 3,,45 mm dicken Halbfabrikat

dessen Hohlraum ? eine Höhe von 2,l3 mm aufweist, eine fräguiig,

date zu einem 1,35 mm dicken Gebiet :führt, die gewünschte Aus=-

dehnung des Hohlraumes '1 zu einer Höhe von 2,80 mm ergibt.

Die gezeigte Vorrichtung ist lediglich beispielhaft, und es können die gewünschten Prägewerkzeugs in einer Presse eingebaut, werden, die für andere Zwecke bei. der Verarbeitung des Halb fabrikates dient. Dass erfindungsgemässe Verfahren kann immer dann angewendet w3rden wenn eine genaue Konfiguration des Hohlraumes erwünscht ist. Das

in den Zeichnungen gezeigte Muster mit Einlass und Auslass aa

der gleichen Stelle ist nur beispielhaft. Die Erfindung Kann.

natürlich auch an Halbfabrikaten, angewendet werden, die nach

anderen Verfahren als dass Aoll-Bond-Verfahren erzeugt würden.

Ausserdem 3.s-1; die gezeigte kreisrunde Kontiguration des

Hohlraumes nur eine Konfiguration, die hach deia erfind,2nGsge .

mässen Verfahren ausgebildet werden Imnn* Durch geeignete Aus-

dehneng des iohirauzies und h'ahl der Konfiguration des Kalibrie r-

wexkzeuges kann jede gewünschte KonfIguratien erhalten werden"

Claims

Y @a t e n t a n G ,p r ü c h e l.%@ Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern mit bestimmter @Querschnittskonfiguration durch Ausdehnung des unverbundenen Teiles eines Halbfabrikaten aus Metallblech und/oder Kunststoff platten mit Hilfe einen Druckmittels, .d a d u r c h b e -k e n n z e i c h n e t D dag9 rann zur weiteren Ausdehnung der Wandungen des Hohlraumes das Halbfabrikat zu beiden Seiten des Hohlraumes prägt und dann in den Hohlraum ein Werkzeug der gewünschten Konfiguration einführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r e h g e k e n nz e i c h n e t, dass ein Werkzeug verwendet wird, das symmetrisch in einer Ebene, parallel zur- Ebene des Halbfabri_ atf, ist. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e m k e n n z e i c h n e t, dass ein Halbfabrikat verwendet wird, dessen Seiten aus Material unterschiedlicher Härte besteht.