DE1937414B2 - Filling compound for a regenerator and a method for producing the same - Google Patents
Filling compound for a regenerator and a method for producing the sameInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sicli auf eine Füllmasse für einen Regenerator, welche aus in einem Gehäuse angeordnetem zusammengepreßtem, drahtförmigem, metallischem Miaterial besteht, dessen Drähte sich quer zur Durchströmungsrichtung des Regenerators erstrekken. The invention relates sicli to a filling compound for a regenerator, which is made of compressed, wire-shaped, metallic Miaterial consists, the wires of which extend transversely to the direction of flow through the regenerator.
Es ist üblich, das als Füllmasse verwendete Drahtma- ^0 terial durch ein verhältnismäßig teueres Ziehverfahren zu erzeugen. Dabei wird das Ausgangsmaterial durch eine Anzahl Ziehsteine mit nacheinander abnehmendem Bohrungsdurchmesser gezogen, jnd es wird ein Draht großer Länge je Reihe nacheinander durchlaufener Ziehsteine erhalten. Um aus einem derart langen Draht eine Füllmasse zu bilden, ist es aus der DT-PS 76 494 bekannt, drahtförmiges Material in Form von Gaze in einer Anzahl Schichten aufeinander zu stapeln und das auf diese Weise erhaltene Paket zu einer Füllmasse zusammenzupressen. Weiter ist es aus der LJS-PS 30 15 153 bekannt, den Draht zu zerschneiden und die Drahtstücke in einen Raum zu füllen. Ein solches Ziehverfahren macht die Füllmasse verhältnismäßig teuer. .It is customary to produce the Drahtma- used as a filler ^ 0 TERIAL by a relatively expensive drawing process. The starting material is drawn through a number of drawing dies with successively decreasing bore diameters, and one wire of great length is obtained for each row of drawing dies passed through one after the other. In order to form a filling compound from such a long wire, it is known from DT-PS 76 494 to stack wire-like material in the form of gauze in a number of layers and to compress the package obtained in this way to form a filling compound. It is also known from LJS-PS 30 15 153 to cut the wire and fill the pieces of wire into a space. Such a drawing process makes the filling compound relatively expensive. .
Die Erfindung bezweckt, eine Füllmasse fur einen Regenerator zu schaffen, deren günstige Eigenschaften, wie hoher Wirkungsgrad und niedriger Strömungswiderstand, beibehalten werden, und die wirtschaftlicher ist als die bekannten Füllmassen.The invention aims to provide a filling compound for a To create regenerators whose favorable properties, such as high efficiency and low flow resistance, are retained, and which is more economical than the known filling compounds.
Dies wird dadurch erreicht, daß die geschiehst ausgebildete Füllmasse aus einer Anzahl durch Schnittbearbehung erhaltener Drähte aufgebaut ist, die pro Schicht gleich gerichtet sind, sich über die ganze in der Längsrichtung der Drähte gerechnete Abmessung der Schicht erstrecken und durch Sintern miteinander zusammenhängen. .This is achieved by the fact that the filler compound formed in the process is made up of a number of wires obtained by cutting, which are oriented in the same direction per layer, extend over the entire dimension of the layer calculated in the longitudinal direction of the wires and are connected to one another by sintering. .
Es lassen sich mit einfachen Mitteln aus einem Materialband mehrere solcher Drähte gleichzeitig schneiden Diese Drähte liegen bereits dicht aneinander und bilden von der Schneidstelle an ein Büschel, dessen Drähte untereinander gerichtet sind.Several such wires can be cut at the same time from a strip of material with simple means These wires are already close to one another and form a tuft from the cutting point, its Wires are directed towards each other.
Bei einer günstigen Ausführungsform bildet die Hauptrichtung der in einer Schicht befindlichen Drähte mit der Hauptrichtung der in einer benachbarten Schicht befindlichen Drähte einen Winkel. Auf diese Weise wird die Kontaktoberfläche zwischen gegeneinanderliegenden Schichten verringert, wodurch einerseits die Wärmeleitfähigkeit der Füllmasse in der Durchströmungsrichtung herabgesetzt wird, und andererseits die Kontaktoberfläche der Masse mit dem hindurchströmenden Medium vergrößert wird.In a favorable embodiment, the main direction is formed by the wires located in a layer make an angle with the main direction of the wires in an adjacent layer. To this Way is the contact surface between opposing Reduced layers, which on the one hand the thermal conductivity of the filler in the Flow direction is reduced, and on the other hand the contact surface of the mass with the medium flowing through is enlarged.
Bei einer weiteren günstigen Ausführungsform ist die Schicht spiralförmig aufgewickelt.In a further advantageous embodiment, the Layer wound up in a spiral.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Herstellen einer Regeneratorfüümasse.The invention also relates to a method for producing a regenerator liquid.
Nach diesem Verfahren werden von einem Metallband gleichzeitig mehrere Drähte großer Länge geschnitten, gerichtet und zu einem flachen Büschel untereinander gleich gerichteter Drähte zusammengefügt, wonach ein oder mehrere abgeschnittene Teile des Büschels unter Beibehaltung der gegenseitigen Lage der Drähte zu einem Paket geformt werden, das gepreßt und gesintert wird.According to this procedure, several wires of great length are cut from a metal strip at the same time, directed and joined together to form a flat tuft of wires aligned in the same direction, after which one or more cut parts of the tuft while maintaining the mutual position of the Wires are formed into a package that is pressed and sintered.
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens werden die abgeschnittenen Büschelteile zu einem Paket gestapelt. According to one embodiment of the method, the cut tuft parts are stacked to form a package.
Eine andere Ausführungsform des Verfahrens weist das Kennzeichen auf, daß ein abgeschnittener Büschelteil durch Zickzackfaltung zu einem Paket geformt wird.Another embodiment of the method is characterized in that a cut tuft part is formed into a package by zigzag folding.
Auch ist es nach der Erfindung möglich, ein Büschelteil spiralförmig zu einem Paket zu wickeln.It is also possible according to the invention to wrap a tuft part in a spiral shape to form a package.
Nach einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird das Paket zu etwa 50% des ursprünglichen Volumens zusammengepreßt, in einer reduzierenden Atmosphäre spannungsfrei geglüht, anschließend bis zum Erreichen des gewünschten Füllfaktors weiter zusammengepreßt und danach gesintert. Dadurch reicht ein geringerer Preßdruck aus, um das Paket zum gewünschten Füllfaktor zusammenzupressen. Ausgehend von Stahldraht kann das Spannungsfreiglühen beispielsweise bei etwa 6500C in einer Wasserstoffatmosphäre erfolgen. Das Sintern kann in diesem Fall beispielsweise bei etwa 1100"C geschehen. Durch die Sinterung bleibt der Zusammenhang der Füllmasse wäh-According to another embodiment of the method, the package is compressed to about 50% of its original volume, annealed in a stress-free manner in a reducing atmosphere, then further compressed until the desired filling factor is reached and then sintered. As a result, a lower pressure is sufficient to compress the package to the desired fill factor. Starting from steel wire, the stress-relieving annealing can take place, for example, at around 650 ° C. in a hydrogen atmosphere. In this case, the sintering can take place, for example, at around 1100 ° C. The sintering ensures that the relationship between the filling compound remains constant.
rend des Betriebes des Regenerators in einem Heißgasmotor gewahrt, und es wird eine bessere Handhabung der Füllmasse erhallen.The operation of the regenerator in a hot gas engine is preserved and there is better handling the filling compound.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im !olgenden näher beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawings and will be explained in more detail below described. It shows
F i g. 1 schematisch eine Vorrichtung, mil der mehrere Drähte gleichzeitig an zwei Stellen aus einem Materialstück geschnitten werden, welche Drähie über Führungsrollen geführt und zu einem Streifen untereinander gleich gerichteter Drähte zusammengefügt werden,F i g. 1 schematically shows a device with which several wires are made from one piece of material at two points at the same time be cut, which wires are guided over guide rollers and form a strip below one another wires in the same direction are joined together,
Fig. Ib und Ic schematisch, wie mehrere Drähte gleichzeitig an mehreren Stellen aus einem Maierialstück geschnitten und zu einem flachen Büschel untereinander gleich gerichteter Drähte zusammengefügt werden,Fig. Ib and Ic schematically, like several wires Cut from a piece of Maierial in several places at the same time and form a flat tuft one below the other wires in the same direction are joined together,
Fig. 2, 3 und 4, wie ein flaches Büschel untereinander gleich gerichteter Drähte durch Zerschneiden und Stapeln, Zickzackfalten bzw. spiralförmig Aufwickeln zu einem Paket geformt wird,Fig. 2, 3 and 4, like a flat tuft one below the other Identically aligned wires by cutting and stacking, zigzag folding or spiral winding is formed into a package,
Fig. 5 eine Matrize mit einem Stempel, in der ein zusammenzupressendes Paket untergebracht ist, und5 shows a die with a punch in which a package to be compressed is accommodated, and FIG
F i g. 6 eine Ausführungsform des Regenerators.F i g. 6 shows an embodiment of the regenerator.
In F i g. 1 ist ein in Richtung der Pfeile sich fortbewegendes Metallband 1 angedeutet, welches beispielsweise ein Stahlband sein kann, das über Rollen 2 und 3 transportiert wird.In Fig. 1 is a locomotive in the direction of the arrows Metal band 1 indicated, which can be a steel band, for example, which is rolled over rollers 2 and 3 is transported.
Ein gezahnt ausgebildeter Meißel 4. dessen Zähne mit ihren Schnittkanten parallel zum Metallband wirken, schneidet aus der einen Oberfläche des Metallbandes an der Stelle, wo dieses mit der anderen Oberfläche gegen die Rolle 2 anliegt, eine Anzahl nahe/u in einer Ebene liegender Drähte. Die Anzahl geschnittener Drähte wird durch die Anzahl Zähne bestimmt, die auf dem Meißel 4 vorhanden ist. Die Querabmessungen des Drahtes werden durch die Zahnabmessungen und durch die Eindringtiefe der Zähne in das Bandmaterial bestimmt. Auf diese Weise ist es möglich, mehrere Drähte gleichzeitig und auf einfache billige Weise zu schneiden.A toothed chisel 4. the teeth of which work with their cutting edges parallel to the metal strip, cuts from one surface of the metal strip at the point where it meets the other surface against roller 2, a number of wires lying close / u in one plane. The number of cut Wires is determined by the number of teeth that are present on the chisel 4. The transverse dimensions of the The size of the wire and the depth of penetration of the teeth into the band material certainly. In this way it is possible to connect several wires at the same time and in a simple cheap way cut.
Die durch den Meißel 4 geschnittenen Drähte 5 gelangen in Rillen einer Führungsrolle 6. Dadurch behalten sie ihre gerichtete Lage gegeneinander bei.The wires 5 cut by the chisel 4 get into grooves of a guide roller 6. This keeps them they contribute to their directed position against one another.
Der vom Meißel 4 bearbeitete Teil des Metallbandes weist eine Oberfläche mit in der Transportrichtung des Bandes sich erstreckenden Nuten und dazwischenliegenden Rippen auf. Ein flach ausgebildeter Meißel 7 schneidet von der gerippten Oberfläche des Metallbandes an der Stelle, wo dieses mit der vom Meißel abgewandten Seite an der Rolle 3 anliegt, eine zweite Reihe nahezu in einer Ebene liegender Drähte 8, wodurch das Band wieder eine ebene Oberfläche erhält.The part of the metal strip machined by the chisel 4 has a surface in the direction of transport of the Tape extending grooves and ribs therebetween. A flat chisel 7 cuts from the ribbed surface of the metal strip at the point where it meets the one facing away from the chisel Side rests against the roller 3, a second row of wires 8 lying almost in one plane, whereby the Tape is given a flat surface again.
Da der gegenseitige Abstand und die Abmessungen der Zähne des Meißels 4 sowie die Eindringtiefen der beiden Meißel 4 und 7 gleich gewählt sind, haben die von diesen Meißeln geschnittenen Drähte die gleichen Querabmessungen.Since the mutual distance and the dimensions of the teeth of the chisel 4 and the depths of penetration of the If both chisels 4 and 7 are chosen to be the same, the wires cut by these chisels have the same Transverse dimensions.
Die vom Meißel 7 geschnittenen Drähte 8 gelangen in Rillen einer Führungsrolle 9, so daß sie untereinander gerichtet sind.The wires 8 cut by the chisel 7 get into the grooves of a guide roller 9 so that they are interconnected are directed.
Die von den Führungsrollen 6 und 9 kommenden Drähte werden an der Rolle 10 zu einem Streifen untereinander gleich gerichteter Drähte 11 zusammengefügt. The wires coming from the guide rollers 6 and 9 become a strip with one another on the roller 10 wires 11 in the same direction joined together.
Wenn mehrere Kombinationen eines gezahnten und eines flachen Meißels hintereinander in der Transportrichtung des Bandes angeordnet sind, können gleichzeitig mehrere Drahtstreifen erhalten und zu einem flachen Büschel untereinander gerichteter Drähte zusammengefügt werden. Dies ist in Fig. Ib und Ic dargestellt. Die Drähte 11 werden in einem Trichter 12 zu einem flachen Büschel zusammengefügt.If there are several combinations of a toothed and a flat chisel in a row in the direction of transport of the tape are arranged, several wire strips can be obtained at the same time and become a flat one Tufts of mutually directed wires are joined together. This is shown in Fig. Ib and Ic. The wires 11 are joined together in a funnel 12 to form a flat tuft.
Ausgehend von dem flachen Büschel untereinander gleich gerichteter Drähte kann das Zusammenstellen eines Pakeies auf verschiedene Weise geschehen.Starting from the flat tuft of wires aligned in the same direction, the assembly can be done of a pakeie can be done in different ways.
So kann man das Drahtbüschel zerschneiden und die abgeschnittenen Teile zu einem Paket stapeln. Dies ist in F i g. 2 dargestellt, wobei die Hauptrichtung der in einer aus einem Büschelteil bestehenden Schicht befindlichen Drähte mit der Haupirichtung der in einer benachbarten Schicht befindlichen Drähte einen Winkel von 90° einschließt.So you can cut the tuft of wire and stack the cut pieces into a package. This is in Fig. 2, the main direction of which is located in a layer consisting of a tuft part Wires at an angle with the main direction of wires in an adjacent layer of 90 °.
Es ist auch möglich, aus einem Büschelteil durch Zickzackfaltung ein Paket zu bilden, was in F i g. 3 dargestellt ist. wobei die Haupirichtung der benachbarten Schichten gleich ist.It is also possible to form a package from a tuft part by zigzag folding, which is shown in FIG. 3 shown is. the main direction of the adjacent layers being the same.
F i g. 4 zeigt, wie ein Büschelteil spiralförmig zu einem Paket gewickelt ist.F i g. Fig. 4 shows how a tuft part is spirally wound into a package.
Zum Erzielen einer Füllmasse mit bestimmtem Füllfaktor wird ein derart hergestelltes Paket in einer Matrize zusammengepreßt. Danach erfolgt die Sinterung der Füllmasse.In order to achieve a filling compound with a certain filling factor, a package produced in this way is placed in a die compressed. The filling compound is then sintered.
In F i g. 5 ist eine Matrize 13 dargestellt, in der ein Paket 14 angeordnet ist, das mittels eines Stempels 15 zusammengepreßt wird. Das Paket ist dabei von der Matrize und dem Stempel allseitig umgeben. Es ist möglich, in nur einem Bearbeitungsgang mit dem Stempel 15 das Paket bis zum gewünschten Füllfaktor zusammenzupressen. Dabei wird bei fortschreitender Verformung des Paketes der erforderliche Preßdruck zunehmen. Wenn das Paket zunächst auf etwa 50% des ursprünglichen Volumens zusammengepreßt und danach spannungsfrei in einer reduzierenden Atmosphäre geglüht wird, reicht ein geringerer Preßdruck aus. um das in seinem Volumen halbierte Paket /um gewünschten Füllfaktor zusammenzupressen. Dies bietet den Vorteil, daß eine leichtere und billigere Presse verwendet werden kann.In Fig. 5 shows a die 13 in which a Package 14 is arranged, which is compressed by means of a punch 15. The package is from the Surrounding die and punch on all sides. It is possible to use the stamp in just one processing step 15 compress the package to the desired fill factor. This is when progressing Deformation of the package will increase the required pressure. If the package initially drops to around 50% of the Original volume compressed and then tension-free in a reducing atmosphere is annealed, a lower pressure is sufficient. by the package halved in volume / by the desired Compress fill factor. This has the advantage that a lighter and cheaper press is used can be.
Besteht das Paket aus Stahldraht, so kann das Spannungsfreiglühen bis etwa 65O0C z.B. in einer Wasserstoffatmosphäre erfolgen. Das Sintern des zusammengepreßten Paktes kann in diesem Fall bei einer Temperatur von etwa 1100°C erfolgen.If the package of steel wire, the stress relief annealing to about 65O 0 C, for example, can be carried out in a hydrogen atmosphere. In this case, the compressed package can be sintered at a temperature of about 1100.degree.
Durch das Sintern wird ein guter Zusammenhalt der Drähte erreicht, so daß das Paket leicht weiterbearbeitet werden kann und der Zusammenhang der beispielsweise als Regenerator in einem Heißgasmotor verwendeten Füllmasse erhalten bleibt.Sintering ensures that the wires are held together so that the package can easily be further processed can be and the context of, for example, used as a regenerator in a hot gas engine Fill mass is retained.
Die Füllmasse wird in einem kegeneratorgehäuse derart angeordnet, daß die Drähte sich quer zur Durchsirömungsrichtung durch den Regenerator erstrecken. Dadurch ist die Wärmeleitfähigkeit der Füllmasse in der Druchströmungsrichtung gering.The filling compound is arranged in a generator housing in such a way that the wires extend transversely to the direction of flow extend through the regenerator. As a result, the thermal conductivity of the filling compound is in the direction of flow is low.
Eine weitere Verringerung des thermischen Kontaktes in der Durchströmungsrichtung wird erreicht, wenn die Schichten derart gestapelt sind, daß die Hauptrichlung der Drähte in einer Schicht mit der Hnuptrichtung der Drähte in einer benachbarten Sehich ι einen Winkel einschließt. Dies ist in F i g. 2 dargestellt, wobei der gewählte Winkel 90° beträgt. Auf diese Weise wird zugleich die Kontaktoberfläche zwischen der Füllmasse und dem hindurchströmenden Medium vergrößert und damit die Wärmeübertragung verbessert sowie eine bessere Homogenität gewährleistet.A further reduction in the thermal contact in the flow direction is achieved if the layers are stacked so that the main direction of the wires in one layer with the horn direction of the wires in an adjacent view ι an angle includes. This is shown in FIG. 2, the selected angle being 90 °. In this way will be at the same time the contact surface between the filling compound and the medium flowing through it increases and thus improving the heat transfer and ensuring better homogeneity.
Die Füllmasse kann dadurch im Regeneratorgehäuse festgehalten werden, daß an den beiden offenen SeitenThe filling compound can be held in the regenerator housing on the two open sides
des Gehäuses durchlöcherte Plättchen oder Mctallga/c angeordnet ist, welche an den Rändern des Gehäuses befestigt sind.of the case perforated plates or Mctallga / c is arranged, which are attached to the edges of the housing.
F i g. 6 zeigt eine Ausführungsform des Regenerators. Die Füllmasse 16, die auf die in F i g. 2 dargestellte Weise aus Schichten aufgebaut ist, ist in einem Gehäuse 17 angeordnet.F i g. 6 shows an embodiment of the regenerator. The filling compound 16, which is based on the in F i g. 2 shown Is constructed from layers, is arranged in a housing 17.
Auf der Vorder- und Rückseite des Gehäuses ist die Füllmasse mit einer Mctallgaze 18 abgedeckt, die über den ganzen Umfang «-.·' der Wand des Gehäuses mittels eines Rahmens 19 und Schrauben 20 befestigt ist. Die zvlinderförmige Füllmasse wird von einer gesinterten Füllmasse in Form eines rechteckigen Blocks durch Abdrehen erhalten.On the front and back of the housing, the filling compound is covered with a Mctallgaze 18, which over all size «-. · 'a wall of the case by means of a frame 19 and screws 20 is attached. The cylinder-shaped filling compound is sintered by a Obtain filling compound in the form of a rectangular block by turning.
Die Erfindung schafft einen Regenerator, der wirtschaftlich ist, sich auf verhältnismäßig einfache und billige Weise herstellen läßt und gute Regeneratoreigenschaften aufweist.The invention provides a regenerator which is economical, is relatively simple and inexpensive Wise can be produced and has good regenerator properties.
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Applications Claiming Priority (2)
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