DE19819945A1 - Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines Einbauelements für einen Wärmetauscher, insbesondere in einem Kühlturm - Google Patents

Abstract

Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Einbauelements für einen Wärmetauscher, insbesondere in einem Kühlturm, wird das Element lageweise durch Aufeinanderlegen vorzugsweise wellenförmiger Plattenelemente (12, 28, 40) aufgebaut, wobei zumindest am Rand der Plattenelemente ausgebildete Kontaktflächen (30, 32) aufeinanderliegender Plattenelemente (12, 28, 40) miteinander in Kontakt treten. Erfindungsgemäß werden nur Paare von Kontaktflächen (30, 32) am Rand der Plattenelemente (12, 28, 40) verbunden, wobei die Verbindung erst nach Aufeinanderlegen sämtlicher Plattenelemente (12, 28, 40) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vor­ richtung zur Herstellung eines Einbauelements für einen Wärmetauscher, insbesondere in einem Kühlturm, und das damit hergestellte Einbauelement.

Solche Einbauelemente sind beispielsweise aus der DE 41 11 451 bekannt. Sie werden vorzugsweise in Form von Paketen in Wärmetauschern neben- und übereinander angeordnet. Während zu kühlendes Wasser von oben auf die Einbauelemente gegeben wird, wird Kühlluft von einer Zuführung unterhalb der Einbauelemente angesaugt. Die Einbauelemente haben vorzugsweise eine gitterartige Plattenstruktur, so daß es zu einem möglichst großflä­ chigen Austausch zwischen den beiden das Einbauelement im Gegenstrom durchströmenden Medien kommt.

Bekannte Einbauelemente werden aus Lagen von wellen­ förmigen Plattenelementen aufgebaut. Die Platten­ elemente weisen schrägverlaufende Wellenberge bzw. -täler auf. Die Plattenelemente werden zur Bildung der Einbauelemente so aufeinandergelegt, daß die Kanäle aus Wellenbergen und Wellentälern überkreuzend aufeinander­ liegen. Um ein zusammenhängendes Einbauelement zu er­ halten, werden aufeinanderliegende Plattenelemente an Kontaktflächen verbunden, z. B. verklebt oder ver­ schweißt. Letzteres gilt insbesondere für als tief­ gezogene Folien ausgebildete Plattenelemente, bei denen jedoch die Gefahr besteht, daß die Kanäle im Laufe der Zeit verstopfen.

Daher ist man dazu übergegangen, anstelle der tief­ gezogenen Folienplattenelemente wellenförmige Gitter­ platten zu verwenden. Die Dicke dieser gitterartigen Plattenelemente ist größer als die der Folienelemente. Die gitterartigen Plattenelemente werden im Spritzguß­ verfahren, z. B. aus High-Density Polyethylen herge­ stellt.

Die Verbindung aufeinandergelegter Plattenelemente (ob als Folien- oder Gitterelement ausgebildet) jeweils nach Auflegen des nächsten Plattenelements hat sich jedoch als äußerst aufwendig erwiesen. Zudem eignen sich die beim Spritzgußverfahren verwendeten Materiali­ en nicht gut zum Verschweißen.

Es wurde daher bereits vorgeschlagen, Kontaktflächen aufeinanderliegender Gitterplattenelemente vorzusehen, bei denen an einer der Kontaktflächen ein Zapfen ausge­ bildet ist, der in einem Aufnahmeloch der zweiten Kon­ taktfläche aufgenommen wird. Der Zapfen weist einen kegelförmigen Kopf auf, der einen größeren Durchmesser als das Aufnahmeloch aufweist. So soll eine Rastverbin­ dung zwischen aufeinanderliegenden Plattenelementen hergestellt werden. Wegen des hierfür notwendigen Hin­ terschnitts der Zapfen ist jedoch die Herstellung einer entsprechenden Spritzgußform mit hohen Kosten verbun­ den. Zudem hat es sich gezeigt, daß das Aufeinander­ legen und Verrasten derartiger Plattenelemente sehr aufwendig ist und die Rastverbindung ein gewisses Spiel aufweist.

Es besteht daher die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Herstellung eines neuartigen Ein­ bauelements zu schaffen, das eine leicht herzustellende und trotzdem ausreichend feste Verbindung der Platten­ elemente aufeinander gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gelöst durch das Einbauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 10, das Verfahren zu seiner Herstellung gemäß Anspruch 1 und die entsprechende Vor­ richtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß die üblichen Stapel aus aufeinandergelegten wellenförmigen Plattenelementen nicht mehr plattenweise, d. h. jeweils nach Auflegen einzelner Plattenelemente, sondern erst nach dem Aufeinanderlegen sämtlicher Plattenelemente zu dem Einbauelement verbunden werden.

Der Begriff Plattenelemente soll hier für eine Vielzahl von möglichen verwendbaren Elementen gebraucht werden. Zunächst soll klargestellt werden, daß die Platten­ elemente im hier gebrauchten Sinne nicht notwendiger­ weise Platten sein müssen, sondern sogar vorzugsweise gitterartige Struktur aufweisen. Plattenelemente können entweder an einem Stück, z. B. im Spritzgußverfahren hergestellt werden oder aber aus mehreren geeigneten Einzelelementen aufgebaut sein. Der Begriff Platten­ element soll hier auch beispielsweise solche Elemente umfassen, die ihrerseits bereits aus zwei oder sogar mehreren wellenförmigen Platten aufgebaut sind.

Werden solche Plattenelemente übereinandergelegt, so berühren sie sich an Kontaktflächen. Hierfür können vorteilhafterweise bereits Plattenstrukturen vorgesehen sein, die eine gute Plazierung und gegenseitige Abstüt­ zung gewährleisten.

Die Erfindung sieht vor, daß Paare solcher Kontakt­ flächen am Rand der Plattenelemente verbunden werden. Nach dem Aufeinanderlegen sämtlicher Plattenelemente sind innenliegende Kontaktflächen nur schwer zugäng­ lich. Die am Rand befindlichen Kontaktflächen, an denen sich jeweils mindestens zwei aufeinanderliegende Plat­ tenelemente berühren, sind von außen zur Herstellung einer Verbindung zugänglich.

Dieses neue Verfahren, das sich von dem schrittweisen Aufbau des Einbauelements durch jeweils abwechselndes Aufeinanderlegen und direkt anschließendes Verbinden der Plattenelemente abwendet, bietet erhebliche Vor­ teile hinsichtlich des Herstellungsaufwands. Insbeson­ dere können die Einbauelemente so wesentlich schneller aufgebaut werden. Es hat sich gezeigt, daß die so er­ zielte Festigkeit vollständig ausreicht.

Nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung ist hierbei vorgesehen, daß die Plattenelemente lediglich an zwei gegenüberliegenden Rändern untereinander verbunden wer­ den. Dies dient zur weiteren Verringerung des Aufwands bei der Herstellung der Einbauelemente. Es ist darüber hinaus bei der maschinellen Fertigung vorteilhaft, weil die Einbauelemente bei der Herstellung in gerader Linie transportiert werden können, wobei sie von der Seite bearbeitet werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ferner vor­ gesehen, daß quer zu den Plattenelementen mindestens ein Zuganker eingesetzt wird. Ein solcher Zuganker greift durch fluchtende Löcher in den Plattenelementen hindurch und hält die aufeinandergelegten Platten­ elemente zusammen. Je nach Größe des so aufgebauten Einbauelements können mehrere Zuganker über die Fläche verteilt sein. Es kann zum Übereinanderlegen der Plat­ tenelemente vorteilhaft sein, z. B. stangenförmige Un­ terteile der Zuganker senkrecht aufzustellen und die Plattenelemente darauf schichtweise übereinander­ zulegen. So entfällt das nachträgliche Einsetzen der Zuganker und die Plattenelemente werden zueinander aus­ gerichtet.

Besonders vorteilhaft ist es, die aufeinandergelegten Plattenelemente zunächst mit dem oder den Zugankern zu verbinden und danach die Verbindung an den Kontakt­ flächen am Rand herzustellen. Denn das so gebildete Paket kann zum Herstellen der Verbindungen besonders gut gehandhabt werden, wenn die Plattenelemente, ohne an ihren Rändern verbunden zu sein, bereits aufeinan­ dergehalten werden.

Die Verbindung der Kontaktflächen aufeinanderliegender Plattenelemente kann auf eine Vielzahl von Arten ge­ schehen. Aus dem Stand der Technik sind hier beispiels­ weise das Verkleben bzw. Verschweißen von aufeinander­ liegenden Plattenelementen bekannt. Gemäß einer Weiter­ bildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zwei auf­ einanderliegende Kontaktflächen eine Zapfenverbindung bilden, wobei der in einer der Kontaktflächen ausgebil­ dete Zapfen durch ein Aufnahmeloch der zweiten Kontakt­ fläche hindurchragt. Die Verbindung kann dann herge­ stellt werden, indem der hindurchragende Zapfen erwärmt wird und so in einer Weise verformt wird, daß eine kraftschlüssige Verbindung entsteht. Der Kraftschluß kann hier durch Formschluß gebildet werden, d. h., daß das Ende des Zapfens durch seine Verformung verbreitert wird, so daß es nicht durch das Aufnahmeloch zurückge­ zogen werden kann. Insgesamt ist die Herstellung einer solche Verbindung mit einer Nietverbindung vergleich­ bar. Durch längere Anwendung von Wärme kann auch eine stoffschlüssige Verbindung hergestellt werden, wenn nämlich Zapfen und Loch miteinander verschweißt werden.

Eine solche Verbindung gewährleistet erhebliche Festig­ keit. Wenn die beiden zu verbindenden Plattenelemente fest aufeinandergedrückt werden, entsteht eine Verbin­ dung, bei der kein Spiel zwischen aufeinanderliegenden Plattenelementen möglich ist. Hierdurch wird ein beson­ ders guter Zusammenhalt des fertigen Einbauelements erzielt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird vorge­ schlagen, daß zur Herstellung der Verbindung der Paare von Kontaktflächen am Rand Hebel verwendet werden, wobei jeweils ein Paar von Hebeln die Verbindung an einer Kontaktfläche herstellt. Die Hebel gehen parallel von einem Halteelement aus, so daß insgesamt eine Struktur entsteht, die hier als Kamm bezeichnet wird. Eine solche Struktur kann beispielsweise durch stangen­ förmige Halteelemente gebildet werden, von denen die Hebel vorzugsweise rechtwinklig ausgehen. Ebenso sind jedoch Strukturen denkbar, bei denen das Halteelement flächig, z. B. als Platte ausgebildet ist, so daß die Hebel senkrecht auf einer Fläche angeordnet sind.

Aus einem Paar einander zugeordnet er Kämme wird eine Verbindungsvorrichtung gebildet, die durch das Ver­ schieben der Kämme gegeneinander die Verbindung zweier Kontaktflächen herstellt. Bei der Herstellung der Ver­ bindung bewegt sich jeweils ein Hebel des ersten Kammes auf einen zugeordneten Hebel des zweiten Kammes so zu, daß die Hebel jeweils zwei aufeinanderliegende Platten­ elemente beidseitig nach Art einer Zange kontaktieren.

Zum Herstellen der Verbindung weist gemäß einer Weiter­ bildung der Erfindung mindestens einer der Hebel ein Heizelement auf. So kann beispielsweise ein Ver­ schweißen zweier aufeinanderliegender Plattenelemente statt­ finden oder es kann die beschriebene Zapfenverbindung durch das Warmverformen des Zapfens erstellt werden.

Durch die Verwendung von Kämmen mit mehreren Hebeln können durch entsprechende Positionierung der Verbin­ dungsvorrichtung an den aufeinanderliegenden Platten­ elementen mehrere Verbindungen gleichzeitig gebildet werden. Vorzugsweise ist sogar vorgesehen, die Hälfte der pro Rand der Plattenelemente herzustellenden Ver­ bindungen in einem Schritt herzustellen. Durch Verfah­ ren der Verbindungsvorrichtung wird anschließend die andere Hälfte der Verbindungen dieser Seite herge­ stellt. Dies verringert die Herstellungszeit für ein Einbauelement erheblich, da in nur zwei Schritten sämt­ liche herzustellenden Verbindungen einer Seite des Ein­ bauelements gefertigt werden können.

Das Einbauelement gemäß Anspruch 10 besteht aus Plat­ tenelementen, die untereinander nur an ihren Rändern verbunden sind. Gegenüber bisherigen Einbauelementen bietet das den Vorteil, daß es erheblich schneller und mit geringerem Aufwand hergestellt werden kann.

Besonders geeignet für einen solchen Aufbau eines Ein­ bauelements sind Plattenelemente, die speziell geformte Kontaktflächen aufweisen, an denen sie andere Platten­ elemente beim Aufeinanderlegen berühren. Diese bevor­ zugte Form der Ausgestaltung der Form der Kontakt­ flächen sieht die Ausbildung eines Zapfens an einem Teil der Kontaktflächen und die Ausbildung von ent­ sprechenden Aufnahmelöchern an einem anderen Teil der Kontaktflächen vor. So ausgebildete Plattenelemente können aufeinandergelegt werden, so daß jeweils die Zapfen der Kontaktflächen des ersten Elements in die Löcher der Kontaktflächen des zweiten Elements eingrei­ fen und umgekehrt. Ein Plattenelement mit solchermaßen ausgebildeten Kontaktflächen wird als für die Erfindung vorteilhaft angesehen.

Die Herstellung solcher Plattenelemente hat den Vor­ teil, daß keine Hinterschneidungen notwendig sind. Die Form, z. B. zur Herstellung im Spritzgußverfahren, ist also recht einfach.

Werden Plattenelemente, bei denen solchermaßen ausge­ bildete Kontaktflächen über die gesamte Fläche verteilt sind, ineinandergreifend übereinandergelegt, so ergibt sich eine starke Zentrierwirkung der Verbindungen, so daß die aufeinanderliegenden ineinandergreifenden Plat­ tenelemente nicht gegeneinander verschoben werden kön­ nen. Wird zusätzlich noch ein Zuganker quer zu den Plattenelementen eingesetzt, der die Plattenelemente aufeinanderhält, so weist der Stapel aus aufeinander­ gelegten Plattenelementen bereits einen guten Zusammen­ halt auf.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind aufeinan­ derliegende Plattenelemente an mindestens zwei gegen­ überliegenden Rändern miteinander verbunden. Hierdurch wird die Anzahl der herzustellenden Verbindungen gegen­ über dem Stand der Technik erheblich reduziert und es ist eine deutlich kostengünstigere Herstellung möglich.

Einbauelemente, die aus Plattenelementen mit der be­ schriebenen Zapfenform der Kontaktflächen bestehen, die zusätzlich mit einem Zuganker versehen sind und bei denen die Kontaktflächen mindestens an zwei gegenüber­ liegenden Rändern durch Verformung des Zapfens verbun­ den sind, weisen insgesamt bei äußerst vorteilhafter Herstellung eine hohe Stabilität auf. Während die voll­ ständige Kombination dieser Merkmale die größte Fülle von Vorteilen bietet, ist klar, daß unter Weglassung einzelner Merkmale auch einzelne der genannten Vorteile erzielt werden können.

Erfindungsgemäß wird weiter eine Vorrichtung zur Her­ stellung von Einbauelementen aus aufeinanderliegenden wellenförmigen Plattenelementen vorgeschlagen, die min­ destens eine der oben bereits beschriebenen Verbin­ dungsvorrichtungen aufweist. Die Verbindungsvorrichtung weist einander zugeordnete Paare von Hebeln von gegen­ einander verschieblichen Kämmen auf, die von einer Öff­ nungsposition in eine Schließposition überführt werden können. So wird, wie oben beschrieben, die Verbindung von zwischen den Hebeln angeordneten Plattenelementen hergestellt.

Nach einer erfindungsgemäßen Weiterbildung sind Mittel vorgesehen, mit denen die Verbindungsvorrichtung an einem aus Plattenelementen aufgebauten Einbauelement positioniert werden kann. Nach der Positionierung be­ findet sich jeweils zwischen zwei einander zugeordneten Hebeln der Kämme eine zu verbindende Stelle zweier auf­ einanderliegender Plattenelemente. Die Verbindung der Plattenelemente wird durch das Überführen der Hebel in die Schließposition hergestellt, wobei sich die Hebel aufeinander zu bewegen und die zu verbindenden Bereiche jeweils benachbarter Plattenelemente kontaktieren.

Die Verbindung kann hier beispielsweise durch das Auf­ einanderdrücken der Kontaktflächen hergestellt werden. Dies ist beispielsweise bei der Beschichtung der Kon­ taktflächen mit einem entsprechenden Kontaktkleber mög­ lich oder bei einer Ausbildung der Kontaktflächen, die eine Rastverbindung ermöglicht. Nach einer Weiterbil­ dung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß an min­ destens einem der Hebel eines Paares ein Heizelement angebracht ist. Mit Hilfe eines solchen Heizelements kann die oben beschriebene Zapfenverbindung hergestellt werden, indem der durch das Aufnahmeloch ragende Zapfen erwärmt wird, während gleichzeitig die Hebel aufeinan­ derdrücken, so daß es zu einer Verformung des Zapfens kommt. So wird eine Verbindung hergestellt, die einer Nietverbindung ähnlich ist.

Die Verbindungsvorrichtung kann eine Vielzahl von Ge­ stalten annehmen. Sie kann beispielsweise flächig aus­ gebildet werden, so daß die Halteelemente flächig aus­ gebildet und die Paare von Hebeln über eine Fläche ver­ teilt angeordnet sind. Die Halteelemente können auch als Stangen ausgebildet sein, wobei vorzugsweise die Halteelemente einander zugeordneter Kämme parallel zu­ einander angeordnet sind.

Vorteilhafterweise sollte die Anordnung der Hebel so gewählt sein, daß sie der Anordnung der Zapfen bzw. der Aufnahmelöcher entspricht. Es kann vorgesehen sein, daß von einem Hebelpaar lediglich der der Zapfenseite einer Verbindung zugeordnete Hebel ein Heizelement aufweist. Bei der Verarbeitung von Plattenelementen mit abwech­ selnd ausgerichteten, also nach oben und nach unten weisenden Zapfen sollten demnach die Heizelemente vor­ zugsweise abwechselnd am oberen bzw. unteren Hebel an­ geordnet sein.

Die Vorrichtung zur Herstellung der Einbauelemente weist nach einer Weiterbildung der Erfindung eine Auf­ lagefläche auf, auf die übereinandergelegte Platten­ elemente gelegt werden. Beidseitig dieser Auflagefläche angeordnete Verbindungsvorrichtungen der vorstehend be­ schriebenen Art werden durch geeignete Mittel so an den beiden Seitenrändern des Einbauelements positioniert, daß durch Aktivierung der Verbindungsvorrichtungen die Verbindungen der Kontaktflächen am Rand hergestellt werden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeich­ nungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von aufeinanderge­ stapelten Plattenelementen,

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Teils von übereinan­ der angeordneten Plattenelementen vor dem Zu­ sammenfügen,

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Teils von übereinan­ der angeordneten zusammengefügten Platten­ elementen,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Verarbeitungsstation,

Fig. 5 eine Ansicht entlang des Schnitts 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 eine Detaildarstellung im Schnitt einer Kon­ taktstelle mit zwei Hebeln in Öffnungsposition und

Fig. 7 eine Schnittdarstellung der Kontaktstelle und der Hebel aus Fig. 6 in Schließposition.

In Fig. 1 ist ein Einbauelement 10 dargestellt, das aus übereinandergelegten wellenförmigen Plattenelementen 12 aufgebaut ist. Die Plattenelemente 12 bestehen aus einer gitterartigen Struktur, in der schräg verlaufende Wellenberge 14 und -täler 16 eingeformt sind.

Zum Aufschichten der Plattenelemente 12 werden Anker­ körper 22 senkrecht aufgestellt. Die Plattenelemente 12, die fluchtende Löcher 24 aufweisen, werden zur Bil­ dung des Einbauelements 10 so aufeinandergeschichtet, daß die Wellenmuster aufeinanderliegender Plattenele­ mente einander überkreuzen, wie in Fig. 1 dargestellt.

Die Ankerkörper 22 greifen durch die fluchtenden Löcher 24 in den Plattenelementen 12 hindurch. Nach dem Auf­ einanderlegen sämtlicher Plattenelemente 12 werden die Ankerkörper 22 mit Verschlußbolzen 20 zu Zugankern 18 zusammengesetzt, indem die Ankerkörper 22 mit dem Ver­ schlußbolzen 20 durch Zusammendrücken gesichert werden. Zum Herstellen einer Rastverbindung weist der Ver­ schlußbolzen 20 einen gezackten Bereich 23 auf, der sich so in einen entsprechend ausgestalteten Verschluß 26 des Ankerkörpers 22 eindrücken läßt, daß eine gegen­ über Zugkräften feste Verbindung hergestellt wird. Durch das Einsetzen der Zuganker 18 werden die aufein­ andergelegten Plattenelemente 12 zusammengehalten, so daß der Stapel nun bereits als Ganzes handhabbar ist.

In Fig. 2 ist das Plattenelement 12 sowie ein darüber liegendes oberes Plattenelement 28 im Schnitt darge­ stellt. Es ist zu erkennen, daß an den Wellenbergen bzw. Wellentälern 14, 16 der Plattenelemente 12, 28 Kon­ taktflächen 30, 32 ausgebildet sind. Einige der Kon­ taktflächen 30 weisen einen Zapfen 34 auf, der auf einem kegelstumpfförmigen Ansatz 36 so auf der Kontakt­ fläche 30 ausgebildet ist, daß er aus der Ebene des Plattenelements 12, 28 herausragt. Als Gegenstücke zu den so ausgebildeten Kontaktflächen 30 weisen Kon­ taktflächen 32 ein Aufnahmeloch 38 mit kegelförmiger Berandung auf. Innerhalb einer Schnittebene durch ein Plattenelement 12 weisen die Wellenberge 14 und ebenso die Wellentäler 16 jeweils abwechselnd eine Kontaktflä­ che 30 mit Zapfen 34 und eine Kontaktfläche 32 mit Auf­ nahmeloch 38 auf. Die Kontaktflächen sind so verteilt, daß beim Aufeinanderlegen zweier identischer Platten­ elemente 12, 28 jeweils passende Kontaktflächen 30, 32 der Plattenelemente 12, 28 an Verbindungsstellen 35 in Kontakt treten.

In Fig. 3 sind drei übereinandergelegte Plattenelemente 12, 28, 40 dargestellt, bei denen die Kontaktflächen 30, 32 an den Verbindungsstellen 35 zusammengefügt sind. Hier ist zu sehen, wie der kegelstumpfförmige Ansatz 36 jeder Kontaktfläche 30 in dem kegelförmig berandeten Aufnahmeloch 38 der zugehörigen Kontaktfläche 32 aufge­ nommen ist. Der Zapfen 34, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der kleinste Innendurchmesser des Auf­ nahmelochs 38 ragt durch das Aufnahmeloch 38 hindurch.

Es ist zu erkennen, daß die Struktur des aus den Plat­ tenelementen 12, 28, 40 gebildeten Körpers sich in Diago­ nalrichtung nach rechts oben wiederholt: Wie bei einer Verbindungsstelle 35a ist auch bei einer diagonal rechts oben davon angeordneten Verbindungsstelle 35b der Zapfen 34 an der oberen Kontaktfläche 30 angeordnet und weist nach unten. Diese Struktur setzt sich über alle von links unten nach rechts oben verlaufende Di­ agonalen fort.

In Fig. 4 ist eine Verarbeitungsstation 42 dargestellt. Sie ist aus einem Tisch 44 aufgebaut, dessen Tisch­ fläche 46 in drei Bereiche aufgeteilt ist: eine Zuführ­ position 48, eine Verarbeitungsposition 50 und eine Entnahmeposition 52.

An die Längsseiten des Tisches 44 ist jeweils eine Ver­ bindungsvorrichtung 54 angebracht, von der hier nur die vordere zu sehen ist.

Die Verbindungsvorrichtung 54 ist dazu geeignet, eine große Anzahl von Verbindungen von aufeinanderliegenden Plattenelementen 12 des Einbauelements 10 gleichzeitig herzustellen. Sie besteht aus parallel nebeneinander angeordneten Paaren 56 von Kämmen 60, 62, die in Fig. 5 näher dargestellt sind.

In Fig. 5 ist ein Teil des Einbauelements 10 im Schnitt schematisch dargestellt. Das Einbauelement 10 liegt auf der Tischfläche 46 des Tisches 44. Die aufeinanderge­ legten Plattenelemente 12 sind durch den Zuganker 18 aufeinander gehalten. Die Kontaktflächen 30, 32 (in Fig. 5 nicht sichtbar) der Plattenelemente 12 sind wie in Fig. 3 dargestellt ineinandergelegt, so daß die Enden der Zapfen 34 durch die entsprechenden Aufnahmelöcher 38 hindurchragen. Zur besseren Übersichtlichkeit wurden in Fig. 5 Bezugszeichen an entsprechenden Stellen zweier beispielhaft herausgegriffener Plattenelemente 12, 28 angebracht.

Die an der Seite des Einbauelements 10 angeordnete Ver­ bindungsvorrichtung 54 ist seitlich und in der Höhe positionierbar, wie durch die Pfeile angedeutet ist. Auf einem Grundträger 58 ist ein Paar 56 von Kämmen 60, 62 angeordnet. Der Kamm 60 besteht aus Haltern 61, einer Haltestange 64 und an der Haltestange starr ange­ brachten Hebeln 70. Der zweite Kamm 62 besteht aus obe­ ren und unteren Haltern 63, einer Haltestange 66 und starr an dieser Haltestange 66 befestigten Hebeln 68. Die Hebel 68 des ersten Kamms 60 haben zueinander je­ weils denselben Abstand wie die zu verbindenden Kon­ taktflächen. Dasselbe gilt für die Hebel 70 des zweiten Kamms 62. Die Haltestangen 64, 66 verlaufen parallel zueinander. Die Kämme 60, 62 sind in Längsrichtung der Haltestangen 64, 66 gegeneinander verschiebbar.

Die Verbindungsvorrichtung 54 umfaßt insgesamt eine solche Anzahl von Hebeln 68, 70, daß damit die Hälfte der herzustellenden Verbindungen an der Seite des Ein­ bauelements 10 hergestellt werden können. Die Hebel 68, 70 sind entlang der Stangen 64, 66 so angeordnet, daß jeweils eine Spalte von untereinander angeordneten Ver­ bindungsstellen 35 bearbeitet werden kann. Zwischen daneben angeordneten weiteren Paaren 56 ist jeweils eine Spalte untereinander angeordneter Verbindungsstel­ len 35 frei.

In Fig. 6 ist eine Vergrößerung eines Ausschnittes aus Fig. 5 dargestellt. Die zum Teil dargestellte Halte­ stange 64 des ersten Kamms 60 trägt den Hebel 70. Die ebenfalls zum Teil dargestellte Haltestange 66 des zweiten Kamms 62 trägt den Hebel 68. Am Hebel 68 ist das Heizelement 72 befestigt. Das Heizelement 72 ist ein Heizwiderstand, der über nicht dargestellte Leitun­ gen mit einer Spannungsversorgung (ebenfalls nicht dar­ gestellt) verbunden ist.

In der in Fig. 6 gezeigten Stellung befinden sich die Kämme 60, 62 in der Öffnungsstellung. Die Hebel 68, 70 bilden einen Abstand, der groß genug ist, um die aus dem Aufnahmeloch 38 und dem darin aufgenommenen Zapfen 34 und dessen kegelstumpfförmigen Ansatz 36 gebildete Verbindungsstelle 35 der aufeinanderliegenden Platten­ elemente 12, 28 zwischen den Hebeln anzuordnen.

In Fig. 7 ist die Verbindungsvorrichtung 54 in der Schließstellung gezeigt. Die Verbindungsvorrichtung 54 wurde gegenüber der Darstellung in Fig. 6 so nach links verschoben, daß die Hebel 68, 70 die zu verbindenden Plattenelemente 12, 28 zwischen sich einschließen. Die Haltestangen 64, 66 der Kämme 60, 62 sind gegenüber der Darstellung von Fig. 6 in Längsrichtung so verschoben, daß die Hebel 68, 70 einen geringeren Abstand aufweisen und sich beidseitig an die zu verbindenden Plattenele­ mente 12, 28 anlegen.

In dieser Stellung der Verbindungsvorrichtung 54 wird das Heizelement 72 des Hebels 68 aktiviert, so daß der aufragende Zapfen 34 weich wird. Durch den Andruck der Hebel 68, 70 wird der Zapfen 34 dann so verformt, daß insgesamt eine kraftschlüssige Verbindung der Platten­ elemente 12, 28 hergestellt wird.

Im folgenden soll das Vorgehen bei der Herstellung eines Einbauelements 10 beschrieben werden. Die Plat­ tenelemente 12 werden so aufeinandergelegt, daß die an ihren Kontaktflächen 30, 32 ausgebildeten Zapfen 34 bzw. Aufnahmelöcher 38 ineinandergreifen. Die Plattenelemen­ te 12 werden bis zur gewünschten Höhe des Einbau­ elements 10 in dieser Weise aufeinandergestapelt. Dann werden durch fluchtende Löcher 24 in den Plattenelemen­ ten 12 die Ankerkörper 22 von Zugankern 18 von der einen Seite eingesetzt und von der anderen Seite mit Verschlußbolzen 20 gesichert. So wird eine Vorstufe des Einbauelements 10 erstellt, die bereits einen festen Zusammenhalt aufweist und daher gut gehandhabt werden kann.

Das Aufstapeln des Einbauelements 10 geschieht in der Zuführposition 48 auf der Oberfläche 46 des Tisches 44. Nach dem vollständigen Aufstapeln und Verbinden der Plattenelemente 12 mit den Zugankern 18 wird das Ein­ bauelement an die Verarbeitungsposition 50 auf der Tischfläche 46 weitertransportiert. Die Verbindungsvor­ richtungen 54 werden beidseits des Elements so positio­ niert, daß Paare von Hebeln 68, 70 neben der Hälfte der an jeder Seite zu verbindenden Stellen aufeinanderlie­ gender Plattenelemente 12, 28 angeordnet sind. Die Kämme 60, 62 der Verbindungsvorrichtung 54 werden in die Öff­ nungsposition gebracht. Dann wird die Verbindungsvor­ richtung 54 seitlich so an das Einbauelement herange­ fahren, daß die zu verbindenden Stellen der Plattenele­ mente 12, 28 zwischen den Hebeln 68, 70 angeordnet sind.

Die Kämme 60, 62 werden nun so gegeneinander verschoben, daß die Hebel 68, 70 in die Schließposition überführt werden. Dabei legen sich die Hebel 68, 70 beidseitig an die zu verbindenden Stellen aufeinanderliegender Plat­ tenelemente 12, 28 an. Durch Aktivierung des Heiz­ elements 72 wird der Zapfen 34 der jeweiligen Verbin­ dungsstelle erwärmt und unter dem gegeneinander gerich­ teten Druck der Hebel 68, 70 so verformt, daß eine Art Nietverbindung zwischen aufeinanderliegenden Platten­ elementen 12, 28 gebildet wird.

Anschließend werden die Kämme 60, 62 gegeneinander wie­ der in die Öffnungsposition gefahren, so daß die Kämme die Plattenelemente 12, 28 verlassen. Die Verbindungs­ vorrichtung 54 wird vom Einbauelement 10 zurückgezogen. Danach wird die Verbindungsvorrichtung 54 diagonal zu der Randseite des Einbauelements 10 so verschoben, daß sich die Hebelpaare 68, 70 neben weiteren Verbindungs­ stellen 35 befinden. Beispielsweise wird ein bestimmtes Paar von Hebeln 68, 70 von der in Fig. 3 dargestellten Verbindungsstelle 35a diagonal nach rechts oben zur Verbindungsstelle 35b verschoben. Diese Verbindungen werden dort ebenfalls wie oben beschrieben hergestellt.

Das fertige Einbauelement 10 kann nun zur Entnahmeposi­ tion 52 auf dem Tisch 44 transportiert werden. Die Plattenelemente 12 des Einbauelements 10 sind mit der beschriebenen Nietverbindung an an zwei gegenüberlie­ genden Seitenrändern gelegenen Verbindungsstellen 35 verbunden. Die innerhalb des Einbauelements 10 angeord­ neten Paare von Zapfen 34 und Aufnahmelöchern 38 grei­ fen ineinander, sind jedoch nicht in der beschriebenen Weise verbunden. Da die Plattenelemente 12 zusätzlich durch die Zuganker 18 aufeinandergehalten werden, be­ wirken die Paare aus ineinandergreifenden Zapfen 34 und Aufnahmelöchern 38 dennoch einen stabilen, im wesentli­ chen schubstarren Zusammenhalt des Einbauelements 10. Dies ist insbesondere insofern von Vorteil, als die Einbauelemente unter Drehung um 90° gegenüber ihrer Ausrichtung beim Zusammenbau in z. B. einen Kühlturm eingesetzt werden. Die Einbauelemente müssen zu Inspek­ tions- und Installations- sowie Reparaturzwecken begeh­ bar sein. Auf die Ränder der Plattenelemente wirken also Kräfte in den Ausbreitungsebenen der Plattenele­ mente ein, die wegen der Verbindung der Plattenelemente untereinander zu keinerlei unerwünschter Relativ­ verschiebung führen, die das Einbauelement zerstören können.

Claims (20)

1. Verfahren zur Herstellung eines Einbauelements für einen Wärmetauscher, insbesondere in einem Kühl­ turm, bei dem

• - das Element lageweise durch Aufeinanderlegen vorzugsweise wellenförmiger Plattenelemente (12, 28, 40) aufgebaut wird,
• - wobei zumindest am Rand der Plattenelemente ausgebildete Kontaktflächen (30, 32) aufeinan­ derliegender Plattenelemente (12, 28, 40) mitein­ ander in Kontakt treten, dadurch gekennzeichnet,
• - daß nur Paare von Kontaktflächen (30, 32) am Rand der Plattenelemente (12, 28, 40) verbunden werden und
• - daß die Verbindung erst nach Aufeinanderlegen sämtlicher Plattenelemente (12, 28, 40) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich an zwei gegenüberliegenden Rändern der Plattenelemente (12, 28, 40) Verbindungen herge­ stellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zusätzlich quer zu den Platten­ elementen (12, 28, 40) mindestens ein Zuganker (18) eingesetzt wird, um die Plattenelemente (12, 28, 40) aufeinander zu halten.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufeinanderlegen der Plattenelemente (12, 28, 40) diese zunächst durch den Zuganker (18) verbunden werden und danach die Verbindung an den Kontaktflächen (30, 32) hergestellt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - von den entsprechenden Kontaktflächen (30, 32) zweier aufeinanderliegender Plattenelemente (12, 28, 40) die eine einen Zapfen (34) aufweist, der in einem Aufnahmeloch (38) der zweiten auf­ genommen wird, wobei der Querschnitt des Zapfens (34) über seine gesamte Länge kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Aufnahme­ lochs (38) ist,
• - und die Verbindung hergestellt wird, indem der das Aufnahmeloch (38) durchdringende Zapfen (34) an seinem freien Ende durch Erwärmung verbreitert wird, so daß eine kraftschlüssige Verbindung gebildet wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß

• - die Verbindung jeweils benachbarter Platten­ elemente (12, 28, 40) durch mindestens ein Paar (36) von Hebel (68, 70) aufweisenden Kämmen (60, 62) hergestellt wird,
  • - wobei die Hebel (68, 70) jedes Kammes (60, 62) parallel von jeweils einem Halteelement (64, 66) ausgehen,
• - indem die Kämme (60, 62) gegeneinander zwischen einer Öffnungs- und einer Schließposition ver­ schoben werden, wobei
  • - sich in der Öffnungsposition die zu verbin­ denden Plattenelemente (12, 28, 40) zwischen zwei einander zugeordneten Hebeln (68, 70) im Abstand von diesen befinden,.
  • - und die einander zugeordneten Hebel (68, 70) der jeweiligen Kämme (60, 62) in der Schließ­ position auf den zu verbindenden Plattenele­ menten (12, 28, 40) aufliegen,
• - und daß durch Überführen der Kämme (60, 62) in ihre Schließposition die Verbindung der Plattenelemente (12, 28, 40) hergestellt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Hebel (68) Heizelemente (72) aufweist.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehen­ den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Verbindungen gleichzeitig gebildet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Schritt die Hälfte der Verbindungen mindestens an einem Rand der Plattenelemente (12, 28, 40) gebildet wird.

10. Einbauelement für einen Wärmetauscher, insbeson­ dere in einem Kühlturm,

• - gebildet aus lageweise aufeinandergelegten, vorzugsweise wellenförmigen Plattenelementen (12, 28, 40), die an Kontaktflächen (30, 32) an­ einanderliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelemente (12, 28, 40) untereinander nur an ihren Rändern verbunden sind.

11. Einbauelement nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß

• - von den entsprechenden Kontaktflächen (30, 32) zweier aufeinanderliegender Plattenelemente (12, 28, 40) die eine einen Zapfen (34) aufweist, der in einem Aufnahmeloch (38) der zweiten auf­ genommen wird, und
• - daß die Zapfen (34) an ihren die Aufnahmelöcher (38) durchdringenden freien Enden durch plastische Verformung verbreitert sind.

12. Einbauelemente nach Anspruch 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aufeinanderliegende Kontaktflächen (30, 32) durch unter Einwirkung von Wärme erfolgte Verformung des Zapfens (34) verbunden sind.

13. Einbauelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß quer zu den Platten­ elementen (12, 28, 40) mindestens ein Zuganker (18) vorhanden ist, der die Plattenelemente zusätzlich aufeinanderhält.

14. Einbauelement nach einem oder mehreren der An­ sprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenelemente (12, 28, 40) an den Kontaktflächen (30, 32) entlang mindestens zweier ihrer gegenüber­ liegender Ränder verbunden sind.

15. Vorrichtung zur Herstellung von Einbauelementen aus mehreren aufeinanderliegenden Plattenelementen (12, 28, 40) für einen Wärmetauscher, insbesondere in einem Kühlturm, gekennzeichnet durch

• - mindestens eine aus einem Paar (36) von Kämmen (60, 62) bestehende Verbindungsvorrichtung (54) zum Herstellen einer Verbindung zwischen auf­ einanderliegenden Plattenelementen (12, 28, 40),
  • - wobei die Kämme (60, 62) Hebel (68, 70) auf­ weisen,
  • - die parallel von jeweils einem Halteelement (64, 66) ausgehen,
• - und die Kämme (60, 62) so zwischen einer Öff­ nungs- und einer Schließposition gegeneinander verschieblich sind,
• - daß in der Öffnungsposition zwei einander zuge­ ordnete Hebel (68, 70) einen größeren Abstand voneinander aufweisen,
• - und die Hebel (68, 70) in der Schließposition einen geringeren Abstand aufweisen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­ net, daß zumindest einige der Hebel Heizelemente aufweisen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß

• - Mittel zur Positionierung der Verbindungsvor­ richtung vorgesehen sind, mit denen die Verbin­ dungsvorrichtung (54) an einem lageweise durch Aufeinanderlegen von Plattenelementen (12, 28, 40) aufgebautem Einbauelement (20) positioniert werden kann,
• - so daß durch Verfahren der Kämme (60, 62) in die Schließposition zu verbindende Teile der Plat­ tenelemente (12, 28, 40) mit jeweils zwei Hebeln (68, 70) in Kontakt treten.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente flächig ausgebildet sind.

19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte­ elemente (64, 66) als Stangen ausgebildet sind und daß die Halteelemente (64, 66) zweier einander zu­ geordneter Kämme (60, 62) parallel angeordnet sind.

20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß eine Auf­ lagefläche (46, 50) für übereinandergelegte Plat­ tenelemente (12, 28, 40) vorgesehen ist und daß beidseitig dieser Auflagefläche (46, 50) positio­ nierbare Verbindungsvorrichtungen (54) vorgesehen sind.