DE2755161C2 - Formwerkzeug zur Anwendung beim Expansions-Profilier-Verfahren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Formwerkzeug zur Anwendung bei der Herstellung von Profilblechen nach dem Expansions-Profilier-Verfahren, bei dem miteinander verbundene dünne Blechplatinen mittels Druckluft zwischen Expansionsformplatten und Begrenzungsleisten so verformt werden, daß sich entlang der Verbindungslinien zwischen den Blechplatinen den Dimensionen der Expansionsformplatten und Begrenzungsleisten entsprechend ineinander übergehende Längs- und Querkanäle unterschiedlicher Höhe ausbilden (US-PS 29 58 934).

Derartig hergestellte und ausgebildete Profilbleche sind bekannt und finden insbesondere und beispielsweise als Absorberplatten bei sogenannten Sonnenkollektoren Anwendung. Hierbei dienen die dünnen Blechplatinen einerseits der Absorption der Sonnenenergie und andererseits dem Wärmeübergang zu dem zwischen den Blechplatinen in den Quer- und Längskanälen fließenden Medium.

Bei den bekannten Profilblechen tritt aufgrund des Herstellungsverfahrens am Übergang zwischen den Längs- und Querkanälen eine schädliche Einschnürung der Längskanäle auf, die als Folge der Ausbildung einer freien Biegekante des Querkanais beschrieben werden kann. Diese Einschnürung beeinflußt das zwischen den Blechplatinen fließende Wärmetransportmedium derart, daß die Strömungsverhältnisse gestört sind. Insbesondere ist es schädlich, daß diese Einschnürungen von Übergang zu Übergang unterschiedlich sind, so daß bezogen auf das Gesamtsystem, sehr inhomogene Strömungsverhältnisse vorliegen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht mithin darin, das Formwerkzeug der eingangs genannten Art derart zu konzipieren, daß am Übergang zwischen Längs- und Querkanälen jeweils gleiche und insbesondere — bezogen auf Massenproduktion — reproduzierbare geometrische Verhältnisse erreichbar sind.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß am Übergang zwischen den Längs- und Querkanälen Formteile vorgesehen sind, die definierte und reproduzierbare Übergänge gewährleisten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert Hierbei wird ein Ausführungsbeispiel entsprechend der Unteransprüche beschrieben. F i g. 1 zeigt eine Absorberplatte für Sonnenkollektoren.

F i g. 2 zeigt einen Ausschnitt X aus F i g. 1 im vergrö-Berten Maßstab mit schraffiert eingezeichneten Formteilen.

Fig.3 zeigt einen Schnitt A-B aus Fig.2 durch die Absorberplatte längs einer Verbindungsnaht zwischen den Blechplatinen mit Formwerkzeug.

Fig.4a zeigt einen Schnitt C-Daus F i g. 2 mit Formwerkzeug ohne Formteil 7 und 16, entsprechend dem Stand der Technik.

F i g. 4b zeigt einen Schnitt wie F i g. 4a mit Formteil 7 aber ohne Formteil 16.

Fig.4c zeigt einen Schnitt wie Fi g.4a mit Formteil 7 und 16 entsprechend der Erfindung,

F i g. 5 zeigt einen Schnitt E-F aus F i g. 2 durch die niederen Kanäle der Absorberplatte mit Formwerkzeug.

In F i g. 1 ist eine Absorberplatte 1 dargestellt, die aus zwei gleichgroßen, rechteckigen, glatten und dünnen Blechplatinen besteht. Diese Blechplatinen sind mittels Nahtschweißungen 2 an den Außenkanten und mittels Punktschweißungen 3 miteinander verbunden. Mittels einer Expansionsmaschine werden sodann nach dem bekannten Expansions-Profilier-Verfahren Längskanäle 5 und Querkanäle 6 einprofiliert und zwar dadurch, daß die beiden verbundenen Blechplstinen zwischen Stahlplatten und -formteilen gewissermaßen aufgeblasen werden. Mit 4 sind die Anschlüsse an der Absorberplatte bezeichnet, über die einerseits beim Herstellungsvorgang die Luft eingepreßt wird und über die andererseits das zwischen den Absorberplatten fließende, als »Energieträger« dienende Medium geleitet wird. Wie aus der Darstellung von Fig. 1 ersichtlich, enthält die Absorberplatte je einen längs der beiden Querkanten verlaufenden Querkanal 6 und mehrere jeweils zwischen den Schweißpunktreihen liegende Längskanäle 5.

In F i g. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt X aus einer Absorberplatte 1 dargestellt. Parallel zu den Kanten der Absorberplatte verläuft die Schweißnaht 2, die das thermische System zwischen den Blechplatinen seitlich begrenzt. Dieser Schweißnaht benachbart befindet sich ein Querkanal 6, der mit den Längskanälen 5 verbunden

Diese Längskanäle 5 ihrerseits sind gegeneinander durch Punktschweißreihen 3 abgeschlossen. Im weiteren Sinne vermittelt die Anordnung der parallel zueinander liegenden Längskanäle 5 den Eindruck einer Steppdecke, bei der nur längs bzw. parallel zu zwei parallelen Außenkanten abgesteppt ist.

Die geschlängelten Begrenzungslinien 8, 9 der Ausdehnung des Querkanals 6 ergeben sich — wie aus den Ausführungen zu und in den Fig. 3 und 4a—c ersicht-

b5 lieh wird — aufgrund des Herstellungsverfahrens.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie A-B in F i g. 2 durch eine Absorberplatte 1 und zwar längs einer Punktschweißreihe 3. Anhand dieser und der weiteren

Figuren werden insbesondere das Herstellungsverfahren und die Wirkung des erfindungsgemäß ausgebildeten Formwerkzeuges ersichtlich.

Das Grundwerkzeug besteht aus zwei sogenannten Expansionsformplatten 10, zwischen denen die Blechplatinen 1 bzw. die zu formende Absorberplatte eingelegt werden. Längs der durchgehenden Schweißnaht 2 sind zwischen den Expansionsformplatten und dem verschweißten Rand der Blechplatinen sogenannte Randeinspannleisten 13 vorgesehen. Im vorgegebenen, der Breite der Querkanäle 6 entsprechenden Abstand von diesen Randeinspannleisten 13 werden dann sogenannte Stützleisten 11 zwischen den Expansionsformplatten 10 und längs der Punktscbweißreihen 3 eingebracht. Diese Stützleisten haben insbesondere den Zweck, die Zerstörung der Punktschweißverbindungen zu verhindern.

Die Schnittzeichnungen nach Fig.4a—c (Schnitt C-D nach F i g. 2) zeigen im wesentlichen die gleichen Grundelemente wie die nach Fig.3. Der eigentliche Unterschied liegt darin, daß anstelle der Stützleisten 11 jetzt sogenannte Begrenzungsleisten 15 dargestellt sind, die die vertikale Ausdehnung der Längskanäle 5 bestimmen.

Bei der Darstellung nach F i g. 4a ist insbesondere das Detail ersichtlich, das zur vorliegenden Erfindung geführt hat. Dieses Detail betrifft, wie eingangs erwähnt, den Übergang zwischen Quer- und Längskanal. Wie aus dieser Darstellung zu ersehen ist, bilden sich an diesem Übergang herstellungsbedingt zwischen Längs- und Querkanal die Einschnürungen 14 aus. Diese Einschnürangen kommen dadurch zustande, daß beim Expandieren der Querkanal 6 sich zuerst verformt, und sich längs der Stirnkante der Begrenzungsleisten 15 eine stabilisierende Biegekante im Blech ausbildet. Diese Biegekante verhindert beim nachfolgenden Expandieren der Längskanäle 5 im Bereich des Übergangs der Längskanäle in den Querkanal die volle Ausprägung des Längskanals bis zur Anlage an der Begrenzungsleiste 15. Dadurch entsteht die Einschnürung 14 gemäß F i g. 4a.

Hier se'zt, wie aus Fig.3 ersichtlich, die Erfindung dergestalt ein, daß die Wirkung der Stützleisten 11 durch quaderförmige, den gleichen Querschnitt wie die Stützleisten 11 aufweisende als sogenannte Abstütznasen 7 in den freien Raum des Querkanals hinein verlängert ist, wodurch die freie Biegekante des Querkanals Schlangenform erhält und dadurch die genannten Einschnürungen vermieden werden bzw. die Ausbildung dieser Einschnürungen über die Solleinkerbungen 12 (Fig. 3, 4b und 4c) so beeinflußt wird, daß an jedem Übergang die Versch^eidekanten 8 zwischen Quer- 6 und Längskanal 5 entstehen.

Die L^ge dieser Abstütznasen 7 beim Herstellungsvorgang ist insbesondere der F i g. 2 zu entnehmen, woraus insbesondere ersichtlich ist, daß die Strecke zwischen den äußersten Schweißpunkten und dem Querkanal mechanisch fixiert ist, und zwar durch diese Abstütznasen.

Eine weitere Schnittzeichnung ist in Fig. 5 dargestellt. Dieser Darstellung sind insbesondere die Lagen und relativen Zuordnungen von Stützleisten 11, Begrenzungsleisten 15 und Expansionsformplatten 10 zu entnehmen. Zwischen diesen Elementen sind die beiden die Absorberplatte 1 bildenden Blechplatinen eingespannt und können sich beim Expansionsvorgang zwecks Ausbildung von Längs- und Querkanälen frei ausformen. Die Stützleisten Ii und die Begrenzungsleisien 15 biiden die mechanische Begrenzung für die Längskanäle 5. Nicht zu sehen sind in dieser Darstellung die Querkanäle, aber es soll doch darauf hingewiesen werden, daß sie in ihrer vertikalen Ausdehnung von entsprechenden Expansioniformteilen, wie z. B. Begrenzungsleisten, begrenzt werden.

Durch die Bemessung der erfindungsgemäß vorgesehenen Formteile 7 oder 16, insbesondere der erfindungsgemäßen, in den Zeichnungen dargestellten Abstütznase 7, kann nun einerseits die Ausbildung einer vertikalen Einschnürung gänzlich verhindert werden — es kann aber auch bei Bedarf eine gewünschte an allen Längskanälen gleichmäßige Einschnürung verifiziert werden. Die positive Auswirkung liegt insbesondere darin, daß mit den Formteilen gemäß der Erfindung an allen Übergangsstellen gleiche Verhältnisse erreichbar sind.

Die Form der Abstütznasen, insbesondere deren Länge, bewirkt anstelle der unerwünschten Einschnürung bei freier Ausformung eine gezielte Ausbildung der Öffnung.

Die s&weit beschriebene und dargestellte Erfindung führt dann zu einwandfreien Ergebnissen, wenn die Differenz zwischen der Höhe der Que.'kanäle und der Längskanäle nicht zu groß ist, was bei der Anwendung als Absorberplatten für Sonnenkollektoren im r'lgemeinen gegeben ist.

Wird die genannte Differenz aber zu groß, so können in Weiterbildung der Erfindung zusätzliche Formteile jeweils zwischen den Stützleisten erforderlich werden, wobei die zusätzlichen Formteile dann weiter in den Bereich der Querkanäle hineinragen. Diese Ausgestaltung ist in den F i g. 2 und 4c mit dargestellt. Aus F i g. 2 ist die bevorzugte Form und Lage dieser zusätzlichen Formteile 16 zu entnehmen und zwar dergestalt, daß sie in Art eines stumpfwinkeligen Dreiecks mit abgerundeter Spitze zwischen den in der Verlängerung der Stützleisten 11 befindlichen Abstütznasen 7 liegen. Die Dicke dieser zusätzlichen Formteile 16 entspricht der der Begrenzungsleisten 15 und die Höhe h des Dreiecks (Fig. 2) ist von der obengenannten Höhendifftrenz der Kanäle abhängig; sie muß umso höher sein, je größer die Differenz ist. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie die zusätzlichen Formteile in den Querkanal hineinragen und aus Fig.4c wie diese zusätzlichen Formteile definierte Solleindrückungen 17 bilden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Formwerkzeug zur Anwendung bei der Herstellung von Profilblechen nach dem Expansions-Profilier-Verfahren, bei dem miteinander verbundene dünne Blechplatinen mittels Druckluft zwischen Expansionsformplatten und darauf angeordneten Begrenzungsleisten so verformt werden, daß sich entlang der Verbindungslinien zwischen den Blechplatinen den Dimensionen der Expansionsformplairten und Begrenzungsleisten entsprechend ineinandergehende Längs- und Querkanäle unterschiedlicher Höhe frei ausbilden, insbesondere zur Anwendung bei der Herstellung von Absorberplatten für Sonnenkollektoren, dadurch gekennzeichnet, daß am Obergang zwischen den Längs- und Querkanälen zusätzliche Formteile vorgesehen sind, die über die formgebenden Begrenzungsleisten hinaus in den Raam des Querkanals vorstehen.

2. Formwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Formteile (7) in der Verlängerung von Stützleisten (11) zum Niederhalten der die Verbindung zwischen den Blechplatinen bildenden Schweißpunktreihen (3) angeordnet sind.

3. Formwerkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Anwendung bei großen Hc>henunterschieden zwischen den Längs- und Querkanälen zusätzliche Formteile (16) vorgesehen sind, die zwischen je zwei Stützleisten (11) in den Bereich de:r Querkanäle (by ragen.