DE2600750C2 - Wärmetauschelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Wärmetauschelement und Verfahren zu seiner Herstellung

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DE2600750C2 DE2600750A DE2600750A DE2600750C2 DE 2600750 C2 DE2600750 C2 DE 2600750C2 DE 2600750 A DE2600750 A DE 2600750A DE 2600750 A DE2600750 A DE 2600750A DE 2600750 C2 DE2600750 C2 DE 2600750C2
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Description

a) Herstellen des ianggestr<ic..ten röhrenförmigen Körpers (2,2a) !fit Wandungen (7,7a, 8, Sa) mit einer innenfläche (22) und einer Außenfläche (21);
b) vom einen Ende (A) des röhrenförmigen Körpers (2, 2a,} auf das andere Ende (B) zu werden zur Erzeugung von Lamellen (4,4a^ von den Außenflächen (21, 2Sa^ her schrittweise Schnitte unter spitzem Winkel zur Längsrichtung des röhrenförmigen Körpers (2, 2a) in diesen geregt weiche ·η einigem Abstand vor den Innenflächen (22) enden;
c) Aufrichten der Lamellen (4,4ajt
dadurch gekennzeichnet, daß
d) vor dem Schnitivorgang in den Außenflächen (21, 2Ia^ Vertiefungen vorgesehen werden, weiche in einigem Abstand vor den Innenflächen (22) enden und in Quer- sowie in Längsrichtung des röhrenförmigen Körpers (2,
T11I
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in Längsrichtung des röhrenförmigen Körpers (2, 2a) gemessen der Abstand benachbarter Schnitte geringer als die Weite der Vertiefungen (23) und geringer als der Abstand benachbarter Vertiefungen (23) festgelegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Körper (2, 2a^ während des Vollführens der Schnitte durch Zuführmittel in Längsrichtung vorwärtsbewegt wird,
welche in die Vertiefungen (23) eingreifen.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der röhrenförmige Körper (2, 2a) in Längsrichtung vorwärtsbewegt und gleichzeitig mit den Vertiefungen (23) versehen wird, indem er zwischen rotierenden Zuführwalzen (25,26) bewegt wird, weiche derart mit am Umfang verteilten Zähnen (27) versehen sind, daß steis wenigstens ein Zahn (27) jeder Walze (25,26) mit den Außenflächen (21) in Eingriff steht
7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnitte mit solchem Abstand gelegt werden, daß einige an den Vertiefungen (23) und andere zwischen benachbarten Vertiefungen (23) beginnen.
iö Die trfindung betrifft ein v/ärmetausche'emeni gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs I sowie ein Verfahren zu seiner Hersteüung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
Aus der US 32 02 212 und der DE-OS 21 16 358 sind bereits Wärmetauschelemente bekannt, die Lamellen aufweisen, welche aus der äußeren Wandung eines röhrenförmigen Körpers gebildet werden. Im Fall der US32 02 2J2 haben die Lamellen die Gestalt von Dornen, die aus R;ppen an der Außenseite des röhrenförmigen Körpers herausgearbeitet sind. Im Fall der DE-OS 21 16 358 werden die Lamellen aus solchen Rippen an der Außenseite des röhrenförmigen Körpers und aus dem unmittelbar unter den Rippen liegenden Bereich des röhrenförmigen Körpers herausgeschnitten bzw. -gefräst, so daß die Lamellen eine langgestreckte, aus der Wandung des röhrenförmigen Körpers herausragende Basis mit sich nach außen erstreckenden Dornen an der Basis besitzen und die Dornen einen gewissen Abstand untereinander aufweisen.
Es sind auch schon Wärmetauschelemente mit perforierten, aus der Außenfläche ein^ > röhrenförmigen Körpers gebildeten Lamellen bekannt geworden. Diese Lamellen werden aus einem Bereich des röhrenförmigen Körpers herausgeschnitten oder -gefräst der in Längsrichtung des Körpers verlaufende Kanäle aufweist.
Die bekannten Wärmetauschelemente haben sich als sehr wirksam erwiesen. Der Erfindung liegt jedoch die Aufgabe zugrunde, sie weiter zu verbessern, um sie noch praxisgerechter und einfacher in der Herstellung zu machen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Wärmetauschelemeni gemäß dem Anspruch 1. Anspruch 2 beschreibt eine bevorzugte Ausführungsform dieses Wärmetauschelementes.
Zur Herstellung solcher Wärmetauschelemente geht
Λ noAMuiIi Ί
dadurch langgestreckte Lamellen, welche sich quer zur Längsrichtung des röhrenförmigen Körpers erstrecken und sowohl eine langgestreckte Basis im röhrenförmigen Körper als auch eine langgestreckte Außenkante besitzen, welche sich ebenfalls quer zur Längsrichtung des röhrenförmigen Körpers erstrecken. Die Lamellen besitzen durchgehende Öffnungen, welche zur Außen· kante und zur Basis einen Abstand einhalten.
Die Öffnungen in den Lamellen bewirken eine schnellere Zirkulation der Luft Da die Öffnung vor dem Schnittvorgang als Vertiefungen vorhanden sind,
16 OO
braucht bei diesem weniger Material geschnitten werden, was den Schneidvorgang erleichtert und Energie spart.
Die Ansprache 4 bis 7 betreffen Ausgestaltungen des Herstellverfahrens nach Anspruch 3.
Das Ergebnis des Verfahrens nach Anspruch 4 sind verschiedene Lamellen mit bzw. ohne Einschnitten in den langgestreckten Außenkanten.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand d~r Zeichnung beschrieben. Dabei ist
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts eines erfindungsgernäßen Wärmetauschelementes,
Fig.2 der Längsschnitt entlang der Linie 2-2 in F i g. 1 mit einer in F i g. 1 nicht dargestellter. Zuführvorrichtung,
F i g. 3 der Querschnitt entlang der Lhie 3-" ü F i g. 1,
Fig.4 der Längsschnitt entlang der L',.t.\s 4-4 in Fig.3.
F: g. 5 eine perspektivische Ans._..t eines Abschnitts eines weiteren erfindungsgf Hauen Wärmetauschelements, und
F i g. 6 der Querschnitt entlang der Linie 6-6 in F i g. 5.
Die Fi g. 1 bis 4 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines Wäimetausch- bzw. Wärmeübertragt..gselements 1 als Endabschnitt eines länglichen, röhrenförmigen Körpers 2 und illustrieren zugleich das bevorzugte Verfahren zu seiner Herstellung.
Wie später noch eingehender erläutert wird, stellt man das Wärmetauschelement 1 vorzugsweise aus einem länglichen röhrenförmigen Werkstück wie dem Körper 2 her. indem man es schrittweise vom eine.i Ende A auf das andere Ende Bzu bearbeitet (F i g. 4) und nach Erreichen der gewünschten Länge A-C des Wärmetauschelementes 1 den verbleibenden Abschnitt ß-Cdes Körpers 2 abtrennt.
Das Wärmetauschelement I umfaßt iip wesentlichen einen länglichen, röhrenförmigen Grundkörper 3 mit länglichen Lamellen 4, die sich vom Grundkörper auswärts erstrecken. Die Lamellen besitzen eine langgestreckte Basis 5 und Außenkante 6 (F i g. 1, 3 und 4)-~
Der röhrenförmige Körper 2 hat einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt und besteht aus einer oberen Wandung 7 und einer dazu parallelen unteren Wandung 8 sowie senkrecht zu beiden zwischen deren Seitenkanten zwei Seiienv/änden 9 und IG. Die Wandungen 7 und 8 besitzen vorzugsweise mehrere längsverlaufeiide, parallele sich nach außen erstreckende Rippen 11. Die Wandungen 7 und 8 können unterschiedliche Gestalt haben, sind jedocii vorzugsweise konvex (F i g. 1 und 3).
Durch den röhreniömige» Körper 2 erstrecken sich mehrere Kanäle 12—15, die durch Trennwände 16—18 voneinander getrennt sind. Selbstverständlich spielt es keine Rolle, wieviele Kanäle der Körper enthält: Es kann nur einer sein, es können aber auch sehr viele sein.
senkrecht zu ihnen. Die Außenkanten 6 der Lamellen liegen zu beiden Seiten des röhrenförmigen Grundkörpers 3 bevorzugt in je einer Ebene. Beide Wandungen 7 und 8 des röhrenförmigen Körpers 2 haben eine Außenfläche 21 und eine innenfläche 22 (F i g. 1, 3 und
Der Körper 2, aus dem das Wärmetauschelement 1 hergestellt wird, kann z. B. aus Aluminium bestehen und im Strangpreßverfahren hergestellt sein. Vor dem Herausarbeiten der Lamellen 4 werden in die Außenflächen 21 der Rippen 11 eine Reihe von Öffnungen oder Vertiefungen 23 eingeformt Der Sinn dieser Vertiefungen wird noch erläutert.
Nach der Fertigstellung des röhrenförmigen Körpers 2 wird dieser in Längsrichtung durch eine Schneidemaschine geführt, die die Lamellen aus den Wandungen 7 und 8 herausschneidet Der Körper 2 bewegt sich in Richtung des Pfeiles 24 durch die Schneidemaschine (F i g. 1,2,4), und zwar vorzugsweise unier der Wirkung von Zuführwalzen oder -rädern 25 und 26 (Fig.2), welche die Außenflächen der Rippen 11 erfassen. Beide Zuführwalzen besitzen an ihrem Umfang verteilt eine Reihe von Zähnen 27, die beim Einführen des Körpers 2 in die Schneidemaschine die Vertiefungen 23 in die Außenflächen der Rippen 11 eindrücken. Der Abstand der Zuführwalzen 25 und 26 ist vorzugsweise so gewählt daß lediglich die Zähne in Eingriff mit den Wandungen 7 und 8 des röhrenförmigen Körpers 2 gelangen, damit während des Zuführens des Körpers 2 nicht etwa die Außenflächen 21 zwischen den Vertiefungen 23 durch die Zuführwalzen geprägt werden.
Durch den Eingriff der Zähne 27 der Zuführwalzen Z5 und 26 in den röhrenförmigen Körper 2 werden nicht nur die Vertiefungen 23 gebildet vielmehr wird dadurch auch der Vorschub des Körpers 2 bewirkt. Die Zähne sind mit solchem Abstand am Umfang der Zuführwalzen verteilt daß zu jeder Zeit wenigstens ein Zahn auf jeder Zuführwalze mit dem Körper 2 in Eingrff steht Die Zähne können unterschiedliche Gestalt haben. Im gezeichneten Beispiel sind sie kegelförmig und erzeuger deshalb kegelförmige Vertiefungen 23 (Fig.2 und
Vorzugsweise wird — wie gezeichnet — in jeder Rippe 11 eine Reihe von Vertiefungen 23 in Längsrichtung niniefeiriandef gebildet, wobei auch die in Querrichtung benachbarten, in benachbarten Rippen liegenden Vertiefungen jeweils auf einer senkrecht zur Längsrichtung des Körpers 2 verlaufenden Geraden
liegen.
Nach der Bildung von Vertiefungen im röhrenförmigen Körper 2 können auf beiden Wandungen 7 und 8 schrittweise die Lamellen 4 aus den Rippen 11 geformt werden. Dies geschieht im gezeichneten Beispiel
(F i g. 2) vom einen Ende A auf das andere Ende B zu. Dabei wird mit ein^m nicht dargestellten Schneidwerk-
oeim uargesieiiien warmeiauscneiemem ι ragen aie Lamellen 4 von Wandungsteilen 19 und 20 (F i g. 4) nach außen, die den Wandungen 7 und 8 zugehörig sind. Zugleich sind die Lamellen aus den Wandungen 7 und 8 δ0 herausgearbeitet worden. Die Lamellen erstrecken sich quer über die Wandungsteile 19 und 20, zugleich quer und vorzugsweise senkrecht zur im Grundkörper 3 in Längsrichtung sich erstreckenden Mhtelebene. jede Lamelle besitzt eine längliche Basis 5 als integralen Bestandtei! der Wandungsteile 19 bzw. 20. Jede der Lamellen 4 erstreckt sich von den Wandungsteifen 19 bzw. 20 nach außen, ynd zwar vorzugsweise etwa zeug Liimcnc iui l^hmciic aus ucn »raiijungc-i / unu c herausgeschnitten, indem das Schneidwerkzeug zunächst in Längsrichtung (in Fig.4 nach rechts) die Außenfläche 21 einschneidet und dadurch eine neue Außenfläche 28 erzeugt, weiche sich quer über eine Anzahl von Vertiefungen 23 erstreckt, die in Längsrichtung der Rippen nebeneinander liegen. Die neue Außenfläche 28 endet am Fuß der Rippen Π in einer zwischen dem Grund der Vertiefungen 23 und der Innenfläche 22 liegenden Ebene. Anschließend wird jede geschnittene Lamelle aufgebogen, und zwar bevorzugt in eine etwa senkrecht zu den Außenflächen
26 OO 750
21 der Wandungen 7 und 8 verlaufenden Lage,
Beim Schneiden der Lamellen entstehen in diesen mehrere längliche Öffnungen 29 an den Stellen, an denen das Schneidwerkzeug auf die Vertiefungen 23 trifft Benachbarte Lamellen in benachbarten Rippen 11 liegen in derselben Ebene und besitzen jeweils entsprechende öffnungen 2S.
Es bat sich herausgestellt, daß beim; beschriebenen Schneiden der Lamellen diese gestaucht werden und daher niedriger sind als der Schnitt lang ist. Die Stauchung üegt in desj Größenordnung der halberi Sc'iniirlSnec. so -Wß man _ B. zur Herstellung von \2 r.m i-cru ι Lu.-,-el'« ?·* ι π. mn.e Phr ie er: 'art;.· der Aüik-ni! i-;.. 28 durchf'-aren muß Die Lampen haben gewöhnlich eine Wandstärke im Bereich von 0.05 bis 3 mm. venn sie auf die beschriebene WeLe hergestellt werden. Die öffnungen 29 werden dabei in zunehmend .ii?ö.<gerer Höhe der Vertiefungen 23 gebildet Folglich wird der Querschnitt der öffnungen 29 in jeder Lamelle vom oberen Rand 6 zur Basis 4 klüner (Γ i g. 3). Ja Jas Schneidwerkzeug durch immer engere Abschnitte der Vertiefungen 23 hindurchgeht Od ais Sdinr'.ts ins spitsjn Winke' zur Längsrichtung des röhrenförmig*..·. Körpers 3 geführt werden, sind die Öffnungen 23 ia ien aufgebogener; Lamellen 4 in senkrechter F.tetttjüi langgestreckt
NacndeiTi der jswünschic Abschnitt A-C des röhrenförmigen Kit.·«« _ mit Lameilpn versehen ist kann der Körper ir^snawo zwischen A und C in fertige WärmetausclieSemtnie getrennt werden. Die Trennschnitte erfolgen quer zur Längsrichtung und führen zur WännetauscheiemetKen. die vo^standi^ mit Lamellen besetzt sind. Natüii'ih kann man .nit dem Schneiden der Lamellen auch erst ·- - Stück einwärts vom Ende A des Körpers 2 beg:ntien «ί J legt den Frransehnüt esst links von der Stelle C fr ig.4). Man erhält dann ein Wärmetauscheferot - —i-hps obsr den mit Lamellen besetzten Beieich ht'iaus verlängert isi und deshalb an beiden Enden Anschlußmöglichkeiten bietet Bei dieser — nicht gezeichneten — Ausbildung werden die außerhalb des Lamelienbereiches liegenden Wandungen 7 und 3 in ihrer Wandstärke bevorzugt auf die Wandstärke der Wandungsteile 19 und 20 reduziert Dies geschieht z. B. dmch Abschleifen, um glattwandige AnychlußstOcke zu erhsiäcn.
Es ist zu beachten, daß man Einschnitte 30 in den Außenkanten 6 der Lamellen erhält, wenn man den Schnitt gerade über einer der Vertiefungen 23 beginnt; andernfalls sind die Außenkanten glatt. Wenn also die Schnitte so eng gelegt werden, daß jeweils mehrere durch eine Vertiefung 23 und mehrere durch den
- Zwischenraum zwischen benachbarten Vertiefungen gesehen, so erhält mari abwechselnd Lamellengruppen mit eingeschnittenen Und mit glatten Außenkanten.
Das neuartige Herstellungsverfahren ermöglicht mithin einen VorschüB dor Rohlinge in die Schneidernaschine. in der die Lamellen geschnitten werden, und errr.'.g' ch! i'jgi--c'· ·η c^fac^e? und -<ch ^t .'!er Weiit r/ie Bildung von Ver:iefurs^ei . Rohling, die hinterher als
Öffnungen in den Lamelle»· wiederkehren.
Darüber hinaus sind für den Vorschub und für das Bilden der Vertiefungen die gleichen Maschinenelemente vorgesehen, nämlich vorzugsweise die Zuführwalzen 25 und 26.
ίη den Fig.5 und 6 ist ein abgewandeltes Wärmetauschelement ta dargestellt Teile, die mit den entsprechenden Teilen in F i g. 1 bis 4 übereinstimmen, sind mit denselben Bezugsziffer" bezeichnet Teile, die entsprecher, len Teilen sr* F i %
2S haben dieselben BezugsAeiche-i
»a« erhalten.
Bern Wärmets:Jschelc?Tten! 1 .
Körper ?n ohne Sippen auf d?n Wandungen Ta und 8a gebildet ^iehnehr sind die /s-iSenfiächen 2f eben (Fig.5). Wenn man i^menen 4a mit der gleichen Scfrnittiefe wie bei den LsmeUer 4 des ersten Beispiels schneidet, erhält man folglich huggesireckte Lamellen 4a, die sich in ihrer Längsrichtung quer üöer die gesamte Breite des Grundkörpers 2 en, /ecken Vorzugsweise sind die Wandungen Ta und Ss so dick und die Schnittiefe darin so lang, daß die E;:sis 5a der Lamellen 4a für alle Lamellen in dsr Mitte 2P/ischen dem Grund der Vertiefungen 23 und den innenflächen 22 des röhrenförmigen Körpers 2a liegt, wie auch im ersten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 —4.
Wie im ersten Beispiel weisen die Lamellen 4a Reihen von Öffnungen 29 zwischen der Außenkante 6a und der Basis 5a auf, und gibt es abwechselnd Lamellengruppen mit eingeschnittenen und glatten Au&ankanten.
! bh 4 ähnlich sind, edoch πιίί dem Zusatz
· !st der röhrenförmige
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: 26 OO 750
1. Wärmetauschelement, bestehend aus einem langgestreckten, röhrenförmigen Körper (2,2a) mit wenigstens einer langgestreckten Wandung (7,7a, 8, SaX welche als integralen Bestandteil in Längsrichtung der Wandung {7, 7a, S1 Sa) mit Abstand nacheinander angeordnete Lamellen (4, 4a) mit fanggestreckten Außenkanten (6, 6s) aufWeist, die sich von der Wandung (7, 7a, 8, 8a,/ nach außen erstrecken und eine in der Wandung (7, 7a, 8, Sa) liegende langgestreckte Basis (5, 5a) aufweisen, die quer zur Längsrichtung des röhrenförmigen Körpers (2,2a)verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Lamellen (4, 4a) eine Anzahl von durchgehenden Öffnungen (29) aufweisen, die mit Abstand untereinander quer zur Längsrichtung der Wandung (7, 7a, 8, 8a,J und mit Abstand zu den langgestreckten Außenkanten (6, 6a) angeordnet sind, und daß wenigstens ein Te4 der Lamellen (4,4aj Einschnitte (30) in den langgestreckten Außenkanten (6,6a)be.<i> it
2. Wärmetauschelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gnippen benachbarter Lamellen (4,4a,J Einschnitte (30) in den langgestreckten Außenkanten (6, 6aJ besitzen und andere Gruppen benachbarter Lamellen (4, 4a) frei von solchen Einschnitten (30) sind, wobei beide Arten von Lamellengruppen in Längsrichtung des röhrenförmigen Körpers (2,2a) abwechselnd nacheinander angeordnet sind.
3. Verfahren zur Herstellung eines Wärmetauschelementes nach Anspruch 1 oder 2, mit folgenden Verfahrensschritten:
DE2600750A 1975-01-14 1976-01-10 Wärmetauschelement und Verfahren zu seiner Herstellung Expired DE2600750C2 (de)

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