DE19654367A1 - Verfahren zum Anbringen von Laschen und/oder Vorsprüngen an einem Feinblech und Feinblech mit Laschen und/oder Vorrichtungen sowie Rechteckrohr aus Feinblechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen von La­ schen und/oder Vorsprüngen an einem Feinblech, insbesondere an einem Feinblechstreifen, die im wesentlichen lotrecht von der Grundfläche des Feinbleches abragen und eine Höhe aufwei­ sen, die höher als die Blechstärke ist, sowie ein hiernach hergestelltes Feinblech und ein aus zwei Feinblechen herge­ stelltes Rechteckrohr für einen Wärmeübertrager.

In der nicht vorveröffentlichten DE-Patentanmeldung P 195 40 683.4 ist offenbart, daß an Feinblechen paarweise Laschen an­ gebracht werden, die in Strömungsrichtung V-förmig auseinan­ derlaufen. Diese Laschen erstrecken sich bis etwa zu einem Viertel oder einem Drittel der Höhe des Rechteckrohres, so daß sie eine Höhe haben, die deutlich höher als die Blechstärke ist. In der DE-Patentanmeldung ist offenbart, daß diese Laschen insbesondere als Einsätze vorgesehen werden, die beim Zusammenfügen der Rechteckrohre oder auch vorher an den Feinblechen angebracht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das wirtschaftlich zu verwirklichen ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Laschen und/oder Vorsprünge mittels Massivumformens aus dem Blech herausge­ formt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, daß die La­ schen und/oder Vorsprünge nicht nur einfach und preisgünsti­ gen einem Feinblech oder Feinblechstreifen angebracht werden können, sondern daß auch die Laschen und/oder Vorsprünge mas­ sive Teile sind, die ohne Spalte o. dgl. an das Feinblech an­ schließen. Dadurch bilden sie keine korrosionsanfälligen Stellen.

In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß das Fein­ blech im Bereich der Laschen und/oder Vorsprünge mittels Stempel und Matrize flächig über seine Fließgrenze hinaus be­ lastet wird, wobei ein Teil des Blechmaterials in eine oder mehrere Aussparungen der Matrize und/oder des Stempels hin­ eingedrückt wird, die als Negativformen den anzubringen La­ schen und/oder Vorsprüngen entsprechen. Dadurch lassen sich in einfacher Weise unter Einhaltung relativ enger Toleranzen Laschen und/oder Vorsprünge an dem Feinblech anbringen.

Eine vorteilhafte Anwendung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Feinbleche und insbesondere Fein­ blechstreifen besteht darin, daß ein Rechteckrohr für einen Wärmeübertrager, insbesondere für einen Abgaswärmeübertrager aus zwei U-förmigen Feinblechschalen zusammengesetzt ist, wo­ bei wenigstens von dem Boden einer der Feinblechschalen paar­ weise angeordnete Laschen nach innen abragen, die in Strö­ mungsrichtung V-förmig auseinanderlaufen und die mittels Mas­ sivumformen aus dem Boden wenigstens einer der Feinblechscha­ len herausgeformt sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten Beschreibung einer Vorrichtung zum Massivum­ formen von Feinblechen und eines aus massiv umgeformten Fein­ blechschalen gebildeten Rechteckrohres für einen Abgaswärme­ übertrager.

Fig. 1 zeigt eine Stirnansicht eines Rechteckrohres für ei­ nen Abgaswärmeübertrager, das mit mittels Massivum­ formen aus dem Boden der Feinblechschalen herausge­ formten Laschen versehen ist,

Fig. 2 eine Ansicht auf eine Blechschale im Bereich zweier Laschen und

Fig. 3 eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Rechteckrohr 10, das etwa in dem Vierfachen seiner normalen Größe gezeichnet ist, ist zur Verwendung in einem Wärmeübertrager und insbesondere einem Abgaswärmeübertrager bestimmt. Aus einer Vielzahl derartiger Rechteckrohre 10 wird ein Rohrbündel gebildet, das zur Füh­ rung von Abgas bestimmt ist. Die Enden der Rohrbündel sind gasdicht jeweils in einem Rohrboden angeordnet, wobei die Rohrböden zusammen mit einem das Rohrbündel umgebenden Außen­ mantel ein Gehäuse zur Führung eines flüssigen Kühlmittels bilden. Dieses Gehäuse ist zwischen den beiden Rohrböden mit einem Eintritt und einem Austritt für das flüssige Kühlmittel versehen. Ein derartiger Abgaswärmetauscher ist in der nicht vorveröffentlichten deutschen Patentanmeldung P 195 40 683.4 offenbart.

Das Rechteckrohr 10 ist aus zwei U-förmigen Feinblechschalen 11, 12 zusammengesetzt, die an ihren Stegen dicht miteinander verbunden sind, insbesondere verschweißt sind. Von den Böden der beiden Feinblechschalen 11, 12 ragen zum Innern des Rechteckrohres 10 hin Laschen 13, 14 ab, die sich etwa über ein Viertel bis ein Drittel der Höhe des Rechteckrohres er­ strecken. Die Laschen 13, 14 sind jeweils paarweise symme­ trisch zur Längsmitte des Rechteckrohres 10 angeordnet. Sie laufen in Strömungsrichtung des zu führenden Gases V-förmig auseinander, wobei ihre der Strömungsrichtung zugewandten En­ den einen Abstand zueinander einhalten. Die paarweise ange­ ordneten Laschen 13, 14 wiederholen sich über die Länge des Rechteckrohres 10 in regelmäßigen Abständen. Dabei sind die Feinblechschalen 11, 12 derart versetzt zueinander angeord­ net, daß die Laschen 13, 14 der Böden der Feinblechschale 11 und der Feinblechschale 12 in Längsrichtung versetzt zueinan­ der angeordnet sind.

Die Laschen 13, 14 sind aus den Böden der Feinblechschalen 11, 12 mittels Massivumformens und insbesondere mittels eines Fließpressens herausgeformt. Hierzu werden die Feinblech­ streifen, die später zu den Feinblechhalbschalen 11, 12 umge­ formt werden, zwischen einer Matrize und einem Stempel flä­ chig mit Druck derart belastet, daß die Fließgrenze des Blechmaterials überschritten wird und ein Teil des Fein­ blechmaterials in Schlitze einer Matrize (oder auch des Stem­ pels) hineinfließt, die die Form der Laschen 13, 14 bestim­ men. Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel werden die Feinblechstreifen mittels einer Kreisfläche belastet, die die beiden Laschen 13, 14 umgibt. Es können je­ doch noch andere Belastungsflächen vorgesehen werden, bei­ spielsweise quadratische oder rechteckige Flächen oder Flä­ chen, die an die Kontur der zu bildenden Laschen 13, 14 ange­ paßt sind. Die Feinblechstreifen, die eine Blechstärke von nicht mehr als 1,0 mm aufweisen, werden mittels Fließpressen auf etwa 70% bis etwa 50% ihrer ursprünglichen Blechstärke zusammengedrückt, wodurch sich Laschen 13, 14 von einer Höhe ergeben, deren Höhe ohne weiteres das 1,5fache der ursprüng­ lichen Blechstärke betragen kann.

In Fig. 3 ist schematisch eine Vorrichtung dargestellt, mit­ tels der das Massivumformen zum Bilden der Laschen durchge­ führt werden kann. Die Vorrichtung besitzt ein Unterteil 15, in der eine Matrize 16 angeordnet ist. Die Matrize 16 besitzt eine Aussparung 17, in die ein Feinblechstreifen 18 einge­ schoben ist. Der Feinblechstreifen 18 ist mittels an dem Un­ terteil 15 angebrachter Führungen 19 in der Aussparung 17 ge­ halten. In der Matrize 16 sind schlitzförmige Aussparungen 20 vorgesehen, die als Negativformen für die zu bildenden La­ schen 13, 14 dienen.

In einem dem Unterteil 15 unter Aufbringung einer Preßkraft zustellbaren Oberteil 21, ist ein Stempel 22 gehalten, der zwischen den Führungen 19 dem Feinblechstreifen 18 zustellbar ist, wobei er den Bereich der Aussparungen 20 flächig über­ deckt. Der Stempel 22 besitzt hierzu eine ebene, zu dem Fein­ blech 18 parallele Stempelfläche 23, die den Bereich der Aus­ sparungen 20 der Matrize 16 in ausreichender Größe flächig überdeckt. Der Stempel 22 wird mit seiner Stempelfläche 23 mit ausreichender Kraft in den Feinblechstreifen 18 einge­ drückt, so daß die Fließgrenze des Blechmaterials überschrit­ ten wird. Ein Teil des Blechmaterials fließt dann in die Aus­ sparungen 20 und bildet dabei die Laschen 13, 14, die in Fig. 1 und 2 dargestellt sind. Dabei wird das Feinblech in dem Be­ reich der Stempelfläche 23 auf etwa 70% bis etwa 50% der ur­ sprünglichen Blechstärke zusammengedrückt. Die Eindrücktiefe hängt von der Höhe der zu bildenden Laschen ab. Zweckmäßiger­ weise wird die Eindringtiefe der Stempelfläche 23 des Stem­ pels 22 durch einen Tiefenanschlag begrenzt. Die Aussparungen 20 können offene Schlitze sein oder eine Tiefe aufweisen, die größer als die gewünschte Höhe der Laschen ist. Die Höhe der Laschen bestimmt sich durch die Eindrücktiefe, mit der die Stempelfläche 23 in das Feinblech 18 eingedrückt wird. Zu er­ wähnen ist noch, daß bei dem Fließpressen die für Fließpres­ sen üblichen Schmiermittel eingesetzt werden, um die Stanz­ zeit des Werkzeugs zu verbessern.

Das Fließpressen kann in kaltem Zustand durchgeführt werden. Wenn das Fließpressen in halbwarmem Zustand, beispielsweise bis 600°C oder im warmen Zustand, beispielsweise bis 1200°C, durchgeführt wird, so erhöht sich die Fließfähigkeit des Blechmaterials, so daß kleinere Umformkräfte erforderlich sind. Als Werkstoff für den Feinblechstreifen hat sich bei­ spielsweise ein Stahl mit der Nr. 1.4539 als anwendbar erwie­ sen.

Mit der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung lassen sich an den Blechstreifen 18 die Paare von Laschen 13, 14 taktweise formen, indem das Feinblech 18 taktweise vorgeschoben und der Fließpreßvorgang durch Zustellen des Stempels 22 ebenfalls taktweise ausgeführt wird. Es ist jedoch auch möglich, ein ähnliches Fließpressen mittels Walzen des Feinblechstreifens durchzuführen. Dabei kann auch vorgesehen werden, daß ein Mittelstreifen, in welchem die Laschen 13, 14 durch Massivum­ formen gebildet werden, ständig fließgepreßt und damit zusam­ mengedrückt wird, während dennoch die Laschen nur in regelmä­ ßigen Abständen gebildet werden.

Bei einer abgewandelten Ausführungsform wird eine Matrize 16 mit einer ebenen Auflagefläche vorgesehen, während den Aus­ sparungen 20 entsprechende Aussparungen in dem Stempel 22 im Bereich der Stempelfläche 23 vorgesehen sind. Das Anbringen der Aussparungen 20 in der Matrize 16 hat jedoch den Vorteil, daß die gasführende Seite eines aus den Blechstreifen 18 ge­ bildeten Rohres bis auf die Laschen 13, 14 glatte Innenwan­ dungen aufweist, so daß eine Ablagerung von festen Partikeln o. dgl. vermieden wird.

Claims (9)

1. Verfahren zum Anbringen von Laschen und/oder Vorsprün­ gen an einem Feinblech, insbesondere an einem Fein­ blechstreifen, die im wesentlichen lotrecht von der Grundfläche des Feinbleches abragen und eine Höhe auf­ weisen, die höher als die Blechstärke ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Laschen (13, 14) und/oder Vor­ sprünge mittels Massivumformens aus dem Feinblech (17) herausgeformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinblech (18) im Bereich der Laschen (13, 14) und/oder Vorsprünge mittels Stempel und Matrize flächig über seine Fließgrenze hinaus belastet wird, wobei ein Teil des Blechmaterials in eine oder mehrere Aussparun­ gen (20) der Matrize (16) und/oder des Stempels hinein­ gedrückt wird, die als Negativform der anzubringenden Laschen und/oder Vorsprünge dient.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Laschen (13, 14) und/oder Vorsprünge mit­ tels taktweisen Zustellens von Stempel (22) und Matrize (16) und taktweisen Vorschiebens des Feinbleches, ins­ besondere des Feinblechstreifens (18), geformt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Massivumformen des Feinbleches und insbe­ sondere des Feinblechstreifens (18) zum Erzeugen von Laschen und/oder Vorsprüngen mittels Walzen kontinuier­ lich durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Feinblech (18) im Bereich der La­ schen (13, 14) und/oder Vorsprünge auf etwa 70% bis et­ wa 50% der ursprünglichen Blechstärke mittels Fließ­ pressens eingedrückt wird.

6. Feinblech, insbesondere Feinblechstreifen, von dessen Grundfläche Laschen und/oder Vorsprünge abragen und ei­ ne Höhe aufweisen, die höher als die Blechstärke ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (13, 14) und/oder Vorsprünge mittels Massivumformens aus dem Feinblech (18) herausgeformt sind.

7. Feinblech nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinblech (18) im Bereich der Laschen (13, 14) und/oder Vorsprünge auf etwa 70% bis etwa 50% der ur­ sprünglichen Blechstärke eingepreßt ist.

8. Feinblech nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (13, 14) und/oder Vorsprünge sich auf der Seite der Grundfläche befinden, die nicht eingepreßt ist.

9. Rechteckrohr für einen Wärmeübertrager, insbesondere für einen Abgaswärmeübertrager, das aus zwei U-förmigen Feinblechschalen zusammengesetzt ist, wobei wenigstens von dem Boden einer der Feinblechschalen paarweise an­ geordnete Laschen nach innen abragen, die in Strömungs­ richtung V-förmig auseinanderlaufen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Laschen (13, 14) mittels Massivumfor­ mens aus dem Boden wenigstens einer der Feinblechscha­ len (11, 12) herausgeformt sind.