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Verfahren bzw. Einrichtung zur Herstellung eines Metall-Rippen-
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körper-Wärmetauschers.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren bzw. eine Einrichtung
zur Herstellung eines Metall-Rippenkörper-Wärmetauschers, welcher mindestens einen
zur Durchleitung eines Wärmetauschmittels dienenden Strömungskanal und mindestens
ein mit diesem wärmeleitend verbundenes Wand- oder Plattenelement enthält, das Flächen
zum Energieaustausch mit der Umgebung besitzt. Bei einem an anderer Stelle vorgeschlagenen
Verfahren zur Herstellung derartiger Wärmetauscher wird ein mindestens einseitig
mit Verankerungsmitteln versehenes, als Strömungskanal dienendes Metallrohr mit
einem Dorn gefüllt und zusammen mit einem das Wandelement oder Plattenelement bildenden
Metallblech derart gepreßt, daß
sich die größere Härte als das Metallblech
besitzenden Verankerungsmittel des Metallrohres in das Metallblech eindrücken, wonach
der Dorn entfernt wird. In vorteilhafter Weise können so Wärmetauscher-Bauelemente
oder vollständige Wärmetauscher ohne Wärmebehandlungsschritte zur Herstellung der
Verbindung zwischen dem Strömungskanal und dem die Energieaustauschflächen aufweisenden
Wand- oder Plattenelement gebildet werden, wodurch die Herstellungskosten erniedrigt
und der Zeitaufwand verringert werden.
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Es zeigt sich jedoch, daß bei dem vorerwähnten, an anderer Stel-1
le vorgeschlagenen Verfahren die Länge der in einem Durchgang oder zusammenhängend
erstellbaren Wärmetauscher oder Wärmetauscher-Bauelemente begrenzt ist, da das Metallrohr
über seine gesamte Länge hin mit dem Dorn erfüllt werden muß und es zu Schwie rigkeiten
beim Herausziehen des Dornes kommen kann, wenn sich beispielsweise das Metallblech
und/oder das Metallrohr aufgrund der Preßvorgänge etwas verworfen hat bzw. haben.
Die Fertigung jeweils einzelner Wärmetauscher-Bauelemente in begrenzter Länge in
einem nicht kontinuierlichen Verfahren ist zeitraubend und erhöht die Herstellungskosten.
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Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, Wärmetauscher
oder Wärmetauscher-Bauelemente der eingangs beschriebenen Art in Längenstücken herstellen
zu können, welche im wesentlichen nur durch die verfügbare maximale Rohrlänge oder
die verfügbare maximale Länge des mit dem Metallrohr zu verbindenden Metallblechstreifens
beschränkt ist.
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Eine erste Lösung dieser Aufgabe geht von einem Verfahren der zuvor
erwähnten Art aus und ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn,
welcher eine gegenüber der Länge des Metallrohres bedeutend geringere Länge aufweist,
gegenüber der Metallrohrinnenwand ein Spiel aufweist, daß zum Anpressen des Metallrohres
an das Metallblech auf diese beiden Teile eine Presse taktweise im Bereich des Dornes
einwirkt und daß nach
diesem Preßvorgang der Dorn zur Vorbereitung
des nächsten Preßtaktes relativ zum Metallrohr in diesem so bewegt wird, daß er
im Bereich der Presse bleibt. Vorzugsweise wird der ferromagnetische Dorn oder ein
mit dem Dorn verbundener, ferromagnetischer Ansatz durch ein magnetisches Kraftfeld,
welches außerhalb des Metallrohres erzeugt wird, im Metallrohr verschoben.
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Bezüglich weiterer Ausgestaltungen und auch hinsichtlich einer Einrichtung
zur Durchführung des soeben vorgeschlagenen Verfahrens sei auf die anliegenden Ansprüche
l bis 13 ausdrücklich hingewiesen, wobei der Inhalt der Ansprüche hierdurch zum
Bestandteil der Beschreibungseinleitung gemacht, der Wortlaut dieser Ansprüche zur
Vereinfachung jedoch nicht nochmals wiederholt wird.
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Ein weiterer Lösungsgcdanke nach der Erfindung geht von einem Verfahren
zur Herstellung eines Metall-Rippenkörper-Wärmetauschers aus, welcher mindestens
einen zum Durchleiten eines Wärmetauschmittels dienenden Strömungskanal und mindestens
ein mit diesem wärmeleitend verbundenes Wand- oder Plattenelement enthält, welches
Flächen zum Energieaustausch mit der Umgebung besitzt, wobei ein mindestens einseitig
mit Verankerungsmitteln versehenes, als Strömungskanal dienendes Metallrohr zusammen
mit einem das Wand- oder Plattenelement bildenden Metallblech derart gepreßt wird,
daß sich die größere Härte als das Metallblech aufweisenden Verankerungsmittel des
Metallrohres in das Metallblech eindrücken. Dieser Lösungsgedanke ist erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß das Metallrohr in einer Richtung senkrecht zur Preßrichtung
in dem betreffenden Längenabschnitt einseitig derart abgestützt wird, daß es unter
dem Preßdruck nicht oder nur in zulässigen Grenzen verformt wird.
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Das Pressen und Abstützen des Rohres kann taktweise fortschreitend
erfolgen, vornehmlich aber wird das Pressen und das Abstützen kontinuierlich an
kalibrierten Preßwalzen durchgeführt,
wobei entweder die das Metallrohr
umgreifende Preßwalze entsprechend profiliert ist, daß sie mit seitlichen Flanschen
die Metallrohrwand beidseitig abstützen kann oder aber es sind im Bereich des Walzenspaltes
des den Preßdruck aufbringenden Preßwalzenpaares zusätzlich die Angriffsstelen eines
Abstützwalzen -paares vorgesehen, dessen Achsenrichtung senkrecht zu derjenigen
des Preßwalzenpaares orientiert ist.
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Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieses Lösungsgedan kens
sind Gegenstand der anliegenden Ansprüche 14 bis 24, deren Inhalt zum Bestandteil
der Beschreibungseinleitung gemacht wird, ohne ihren Wortlaut hier nochmals zu wiederholen.
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Ein wiederum anderer Lösungsgedanke der Erfindung besteht in einem
Verfahren zur Herstellung eines Metall-Rippenkörper-Wärme tauschers, welcher mindestens
einen zum Durchleiten eines Wärmetauschmittels dienenden Strömungskanal und mindestens
ein mit diesem wärmeleitend verbundenes Wand- oder Plattenelement enthält, welches
Flächen zum Energieaustausch mit der Umgebung besitzt, wobei dieses Verfahren erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet ist, daß das Metallrohr mit dem Metallblech unmittelbar durch
Punktnahtschweißung verbunden wird. Es zeigt sich überraschenderweise, daß über
die das Metallrohr umgreifende Elektrodenrolle ein ausreichender Schweißstrom in
das Metallrohr geführt werden kann, um im Bereich des Preßspaltes zwischen den Elektrodenrollen
eine ordnungsgemäße Punktschweißung zwischen dem Metallrohr und dem Metallblech
vornehmen zu können.
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Schließlich wird zur Lösung der gestellten Aufgabe erfindungsgemäß
auch noch ein Verfahren zur Herstellung eines Metall-Rip penkörper-Wärmetauschers
vorgeschlagen, welcher mindestens einen zum Durchleiten eines Wärinetauschmittels
dienenden Strömungskanal und mindestens ein mit diesem wärmeleitend verbundenes
Wand-oder Plattenelement enthält, welches Flächen zum Energieaustausch
mit
der Umgebung besitzt, wobei ein mindestens einseitig mit Verankerungsmitteln versehenes,
als Strömungskanal dienendes Metallrohr zusammen mit einem das Wand- oder Plattenelement
bildenden Metallblech derart gepreßt wird, daß sich die größere Härte als das Metallblech
aufweisenden Verankerungsmittel des Metallrohres in das Metallblech eindrücken,
und wobei dieses Verfahren erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß beim
Pressen das Metallrohr zusammengedrückt und nach dem Pressen von einem Rohrende
her ein Druckmittel eingeleitet wird, welches unter Abstützung gegen das verschlossene
andere Rohrende das Metallrohr mindestens teilweise wieder aufrichtet oder aufbläht.
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Nachfolgend werden einige Ausführungsbeispiele der vorgeschlagenen
Verfahren sowie Einrichtungen zur Durchführung dieser Verfahren anhand der Zeichnung
erläutert. Es zeigen: Fig. l eine teilweise im Schnitt gezeichnete, schematische
Seitenansicht einer Einrichtung zur Durchführung eines kontinuierlichen Verfahrens
zur herstellung von Wärmetauscher-Bauelementen, Fig. 2 Vertikalschnitte durch die
Einrichtung nach bis 4 Figur 1 entsprechend der in dieser Zeichnungsfigur angedeuteten
Schnittebene A-A zur Erläuterung verschiedener Verfahrensschritte, Fig. 5 eine Stirnansicht
einer praktischen Ausführungsform einer taktweise arbeitenden Presse und einer synchron
mit derem Hub betätigten Zusammendrückvorrichtung, teilweise im Schnitt in vergrößertem
Maßstab, Fig. 6 eine ähnliche Darstellung wie Figur 5 von dem die Prese und die
Zusammendrückvorrichtung enthaltenden Einrichtungsteil zur Herstellung von Wärmetauscher-Bauelementen
mit mehreren,
auf einem Blechstreifen angeordneten, parallellaufenden
Metallrohren, Fig. 7 eine schematische Stirnansicht einer anderen Einrichtung zur
Herstellung von Wärmetauscher-Bauelementen, teilweise im Schnitt gezeigt, Fig. 8
eine perspektivische Teilansicht einer wiederum anderen Einrichtung zur Herstellung
von Wärmetauscher-Bauelementen in einem kontinuierlichen Verfahren, Fig. 9 eine
schematische, teilweise im Schnitt gezeichnete Seitenansicht einer Punktschweißeinrichtung
zur Herstellung von Wärinetauscher-Bauelementen nach einem kontinuierlichen Verfahren
unter Verbindung eines Metallrohres mit einem Metallblech unmittelbar über eine
Punktschweißnaht, Fig. 10 eine teilweise im Schnitt gezeichnete Stirnansicht eines
Preßwalzenpaares 1 mittels welchem ein Verankerungsmittel tragendes Metallrohr an
ein Metallblech angepreßt und zusammengedrückt wird und Fig. 11 einen Schnitt durch
das Metallrohr und das Metallblech nach Verlassen der Herstellungseinrichtung gemäß
Figur 10 und nach Aufblähung unter Verwendung eines Druckmittels.
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Zur Herstellung einer mechanisch festen und in ausreichendem Maße
wärmeleitenden Verbindung zwischen einem den Strömungskanal für ein Wärmetauschmittel
bildenden Metallrohr l und einem das Energieaustauschflächen tragenden Wand- oder
Plattenelement bildenden Metallblech 2 wird das Metallrohr 1 zunächst mit Verankerungsmitteln
versehen, welche im vorliegenden Ausführungs beispiel die Gestalt einer Drahtumwendlung
3 haben, wobei der Metalldraht gleiche oder geringere Härte als der Werkstoff des
Metallrohres
1 , jedoch größere Härte als der Werkstoff des Metallbleches 2 besitzt.
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Der lichte Querschnitt des Metallrohres 1 wird dann mit einem Dornstück
4 ausgefüllt, welches eine bestimmte Axiallänge besitzt, worauf nachfolgend noch
eingegangen wird. Das Metallrohr 1, das Metallblech 2 und das Dornstück 4 werden
sodann zwischen die Gesenkteile 5 und 6 einer Exzenterpresse gebracht und die Presse
wird betätigt, wobei das Dornstück 4 aufgrund seiner Querschnittsgestalt die Wand
des Metallrohres l abstützt und den Preßdruck über den Rohrquerschnitt hinweg zu
der an dem Metallblech 2 anliegenden Metallrohrwand leitet, welche an das Metallblech
2 angepreßt wird und die Windungen der Metalldrahtumwendelung 3 in dem betreffenden
Umfangsabschnitt in das weichere Metallblech 2 eindrückt. Der Werkstoff des Metallbleches
2 umfließt hierbei die Windungen der Metalldrahtumwendelung 3, so daß eine sichere
Verankerung der Metalldrahtumwendelung an dem Metallblech entsteht und die Windungen
der Metalldrahtumwendelung das Metallrohr l an dem Metallblech 2 festhalten.
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Nach diesem Preßvorgang werden die Gesenkteile 5 und 6 voneinander
abgehoben und das Metallblech 2 und das Metallrohr 1 werden um ein etwa der Axiallänge
der Gesenkteile 5 und 6 entsprechendes Längenstück weitergefördert, um das Werkstück
in die richtige Position für den nächsten Preßtakt zu bringen. Gleichzeitig aber
verschiebt eine Fördereinrichtung das Dornstück 4 entgegen der Bewegungsrichtung
des ctallbleches l, derart, daß das Dornstück 4 in seiner Lage im Bereich der Gesenkteile
5 und 6 verbleibt. Diese Verschiebung des Dornstückes 4 innerhalb des Metallrohres
l ist möglich, da das Metallrohr 1 entweder aufgrund seiner Federeigenschaften nach
dem Pressen zwischen den Gesenkteilen 5 und 6 wieder in seine ursprüngliche Form
zurückgefedert ist und ein ausreichendes Spiel zu dem Dornstück 4 sich selbsttätig
wieder herstellt oder aber da das Metallrohr 1 nach dem Preßvorgang, durch welchen
es auf den Dorn hin plastisch verformt worden ist, in einer Zusammendrückvorrichtung
wieder auf
gerichtet wird, wobei die Zusammendrückvorrichtung,
welche in Figur 1 und Figur 4 mit 7 bezeichnet ist, eine Druckkraft in einer Richtung
senkrecht zur Preßkraft der Gesenkteile 5 und 6 abzugeben vermag. Aufgrund der taktweisen
Betätigung der Presse und der Zusammendrückvorrichtung 7 wird das Dornstück 4 also
auch dann, wenn durch den Preßvorgang das ursprüngliche Spiel beseitigt worden ist,
wieder für eine Verschiebung innerhalb des Metallrohres 1 frei, so daß die Fördereinrichtung
das Dornstück 4 während des Vorschubes des Metallbleches 2 und des Metallrohres
1 gegenüber den Gesenkteilen 5 und 6 in deren Bereich hält.
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Das Wirksamwerden der Zusammendrückvorrichtung wird aus den Figuren
2 bis 4 erkennbar. Das Dornstück 4 hat in Figur 2 vor dem Anlegen der Gesenkteile
5 und 6 allseitig ein ausreichendes Spiel gegenüber der Wand des Metallrohres 1.
In Richtung des Preßdruckes nach dem Zusarnmendrücken der Gesenkteile 5 und 6 wird
das Spiel, wie in Figur 3 gezeigt, beseitigt. Eine Wiederherstellung des Spieles
in Richtung des Preßdruckes erfolgt, wie aus Figur 4 zu entneliriien, durch Wiederaufrichten
des zusammengedrückten Netallrohres 1 mittels der Zusammendrückvorrichtung 7, welche
in einer Arbeitsrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gesenkteile 5 und 6
angreift.
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Das Dornstück 4 ist über einen Schaft 8 mit einem ferromagnetischen
Kern 9 verbunden, welcher sich in bestimmtem Abstand von dem Dornstück 4 befindet
und welcher ein ausreichendes Spiel zur Innenwand des Metallrohres l hat. Der Kern
9 wirkt mit Elek tromagneten 10 und 11 zusammen, welche ein starkes magnetisches
Kraftfeld erzeugen, das sich durch die aus nichtferromagnetischem Werkstoff bestehenden
Wände des Rohres l und durch das ebenfalls aus nichtferromagnetischem Werkstoff
bestehende Metallblech 2 hindurch in den Innenraum des Rohres 1 ausbreitet.
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Das magnetische Kraftfeld hält den Kern 9 in dem Bereich zwischen
den Polen der Elektromagneten 10 und 11 und auf diese Weise wird über den Schaft
8 auch das Kernstück 4 in dem Bereich
zwischen den Gesenkteilen
5 und 6 gehalten. Wegen der übereinstimmenden Länge des Dornstückes 4 einerseits
und der Gesenkteile 5 und 6 andererseits wird während des Preßvorganges das Metallrohr
1 ausreichend abgestützt. Das Dornstück 4 braucht jedoch nicht größere Länge zu
haben und neigt aus diesem Grunde nicht zum Verklemmen oder Verkanten. Ein verhältnismäßig
kleines Spiel ergibt bereits eine ausreichende Verschieblichkeit zwischen dem Dornstück
4 und dem Metallrohr l mindestens nach Wiederherstellung des allseitigen Spieles
mittels der Zusammendrückvorrichtung 7.
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Werden die Elektromagneten 10 und ll mit Wechselstrom gespeist, so
entstehen Rüttelkräfte entsprechend der Frequenz des Wechselstromes, welche einer
Verschiebung des Dornstückes 4 und des Kernes 9 innerhalb des Metallrohres l förderlich
sein können.
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Solche Rüttelkräfte können auch durch einen gesonderten Rüttler 12
eingeführt werden, der mit dem Metallblech 2 und dem Metallrohr l gekoppelt ist.
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Figur 5 zeigt teilweise im Schnitt eine Stirnansicht einer praktischen
Ausführungsform einer Bearbeitungsstation der Einrichtung zum Anpressen des Metallrohres
l an das Metallblech 2 und zum Zusammendrücken des Metallrohres zum Zwecke der Spielvergrößerung
gegenüber dem Dornstück 4, wobei auf der rechten Seite die Einrichtung während des
Arbeitstaktes zur Herstellung der Verbindung-zwischen Metallrohr und Metallblech
und auf der linken Seite während des Arbeitstaktes zur Spielvergrößerung zwischen
Metallrohr und Dornstück 4 gezeigt ist. Einzelheiten der Zusammendrückvorrichtung
7 sind aus Figur 5 ohne weiteres zu erkennen. Es sei darauf hingewiesen, daß in
Querrichtung eine der Anzahl zu befestigender Metallrohre entsprechende Zahl von
Zusammendrückvorrichtungen 7 vorzusehen ist, falls auf dem Metallblech 2 eine Reihe
von Metallrohren 1 parallellaufend befestigt werden soll.
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Das obere Gesenkteil 5 wird durch einen Ansatz 13 des Pressenstempels
14 betätigt, wobei eine Schraubendruckfeder 15 beim Aufwärtshub des Pressenstempels
14 die Teile 5 und 13 aus einanderdrückt. An einer gesonderten Halterung oder an
einer mit dem Gesenkteil 5 verbundenen Halterung sind zu beiden Seiten des Gesenkteiles
5 an Achsen 16 bzw. 17 Hebel 18 bzw. 19 gelagert, deren wirksame Länge in Axialrichtung
mit der von den Gesenkteilen 5 und 6 bearbeiteten Axiallänge des Metallrohres l
übereinstimmt. Beim Abwärtshub des Pressenstempels 14 und einer entsprechenden Abwärtsbewegung
des Ansatzes 13 bewegt sich ein Nocken 20 des Ansatzes 13 nach abwärts von einer
Nase 21 des Hebels 18 bzw. des Hebels 19 weg, wie dies im rechten Teil von Figur
5 gezeigt ist, so daß sich der Hebel 18 im Gegenuhrzeiger sinn und der Hebel 19
im Uhrzeigersinn verschwenken können und entsprechende Zwischenräume zwischen ihrem
jeweils ausgerundeten, unteren Hebelmaul 22 und der gegenüberliegenden Wand des
mit der Drahtumwendelung 3 vorsehenen Netallrohres 1 freigeben. Wird dann das Metallrohr
gegen aas Dornstück 4 gepreßt und nimmt daher die im rechten Teil von Figur 5 dargestellte,
im Querschnitt elliptische Gestalt all, so Icasln sich die Rohrwand ungehindert
seitlich bewegen und der Druck des Gesenkteiles 5 wird von dem Dornstück 4 auf die
Verbindungsstelle zwischen dem unteren Teil der Rohrwand und dem Metallblech 2 übertragen.
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Hebt sich dann der Pressenstempel 14 an und nimmt den Ansatz 13 nach
oben mit, so kommt der Nocken 20 des Ansatzes 13 in eine Lage gegenüber der Nase
21, so daß die jeweils oberen Enden der hebel 18 und 19 voneinander weggeschwenkt
werden und sich das llebelmaul schließt, wobei das zuvor in elliptische Querschnittsform
gedrückte Mctallrohr 1 unter plastischer Verformung aufgerichtet wird, wie im linken
Teil von Figur 5 dargestellt ist.
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Aufgrund eines durch entsprechende Betätigung oder Führung bewirkten
Zurückweichens des Gesenkteiles 5 kehrt also das Metallrohr 1 bei der hier beschriebenen
Ausführungsform wieder in die runde Querschnittsform zurück und gibt ein ausreichendes
Spiel
zu dem Dornstück 4 für dessen Verschiebung durch die Fördereinrichtung
frei.
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Es sei bemerkt, daß die Teile 18 und 19 der Ausführungsform nach
Figur 5 von einer Reihe in axialer Richtung in geringem Abstand oder unmittelbar
in Axialrichtung nebeneinanderliegender, verhältnismäßig schmaler Hebel gebildet
sein können.
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Sollen gleichzeitig mehrere Metallrohre 1 in verhältnismäßig geringem
Querabstand parallellaufend auf dem Metallblech 2 befestigt werden, so erreicht
man eine sehr gedrängte Bauweise der für jedes Metallrohr vorzusehenden Zusammendrückvorrichtungen
7 gemäß der Ausführungsform nach Figur 6 dadurch, daß die einander benachbarten
Anordnungen von Hebeln 18 bzw. 19 auf ein und derselben Achse 16 bzw. 17 gelagert
werden und als Anordnung kammartig ineinandergreifender Hebelsätze ausgebildet sind,
wobei der eine Hebel satz zusammen niit dem ihm über das zugehörige Gesenkteil 5
hinweg gegenüberliegenden Hebelsatz von einem Ansatz 13 und der andere Hebelsatz
mit dem ihm über das zugehörige Gesonkteil 5 gegenüberliegenden IIebelsatz von einem
anderen Ansatz 13 in der beschriebeiien Weise betätigt werden und beide Ansätze
13 mit dem Pressenstempel 14 der betreffenden Presse verbunden sind. Man erkennt
ohne weiteres, daß eine beliebige Vervielfachung der parallelbetriebenen Gesenkteile
und Zusammendrückvorrichtungen im Rahwen der zur Verfügung stehenden Pressenkraft
möglich ist. Schließlich sei noch bemerkt, daß für jedes der Dornstücke 4 eine jeweils
gesonderte Fördereinrichtung, etwa in Gestalt eines elektromagnetischen Antriebs
nach Figur 1 vorgesehen werden kann oder daß, beispielsweise in Gestalt eines ueber
mehrere, paralleltaufende Rohre hinweggreifenden Magnetsystems, auch eine gemeinsame
Lördereinrichtung zur Verschiebung, der Dornstiicke 4 dienen kanu. Lediglich zur
Erleichterung des Verständnisses sei hier noch kurz angemerkt, daß ähnlich wie in
Figur 5 in Figur 6 die Einrichtung in zwei verschiedenen Betriebszuständen gezeigt
ist. Die jeweils außenliegenden Teile
der Darstellung zeigen die
Station in dem Arbeitstakt während des Anpressens des Metallrohres und der innenliegende
Teil der Darstellung zeigt die Station während des Arbeitstaktes zur Wiederaufrichtung
des Metallrohres.
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Während die Einrichtung nach Figur 1 taktweise arbeitet, ist bei Verwendung
der Einrichtung nach Figur 7 eine kontinuierliche Verbindung eines Metallrohres
mit einem Metallblech zur Herstellung eines Wärmetauscher-Bauelementes möglich.
Das Metallrohr 1 besitzt als Verankerungsmittel im Querschnitt trapezartige Vorsprünge
3, welche Teile von an der Wand des Metallrohres 1 festgelöteten oder festgeschweißten
Befestigungselementen sein können. Das Metallblech 2 und das Metallrohr 1 werden
zwischen profilierten Walzen eines Preßwalzenpaares 23 und 24 hindurch bewegt, wobei
die hinterschnittonen Vorsprünge der Verankerungsmittel des Metallrohres 1 in das
reLativ weichere Material des Metallbleches 2 eingepreßt wer(leil. Eine Verformung
des Metallrohes 1 in einen elliptischen Quersciniitt wird durch ein Abstützwalzenpaar
25 bzw. 26 verhindert, dessen Achsen senkrecht zur Richtung der Achsen des Preßwalzenpaares
23 und 24 stehen.
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Die Walzen des Abstützwalzenpaares 25 und 26 sind auf ihren Achsen
27 bzw. 28 um ein kleines Stück in Richtung ihrer Achse verschiebbar, uni die Zusammendrückung
des aus dem Metallrohr 1 und dem Metallblech 2 geDildetell Werkstiickverbandes zu
berücksichtigen und den Seitenwändeii des Metallrohres 1 auch hierbei eine ausreichende
Abstützung gegen die resultierenden Ausbeulungskräfte zu gewähren. Man orkennt,
daß aufgrund der Profilierung der Walzenpaare 23 und 24 sowie 25 und 26 im wesentlichen
der gesamte Umfaiig des Metalirolires 1 abgestützt ist und die Preßkraft der Walzen
23 und 24 über den Querschnitt des Metallrohres 1 hinweg auf die Verbindungsstelle
zwischen dem Metallrohr und dem Metallblech übertragen werden kann, ohne daß der
lichte Rohrquerschnitt mit einem Dorn gefüllt zu werden braucht.
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In bestimmten Fällen ist auch eine seitliche Abstützung der Rohrwand
durch Flanschen 29 bzw. 30 des Walzenprofils derjenigen Walze des Walzenpaares 23,
24 ausreichend, welche das Metallrohr 1 umgreift. Während die untere Preßwalze 24
nur eine verhältnismäßig seichte Profilrille 31 aufweist, welche eine geringfügige
sickenartige Ausbuchtung 32 auf der dem Metallrohr 1 abgewandten Seite des Metallbleches
2 aufnimmt, besitzt die gegenüberliegende Preßwalze 23 eine Profilrille 33, deren
Tiefe nicht wesentlich kleiner als der Durchmeser des Metallrohres 1 ist. Die seitliche
Abstützung und auch eine Führung des Metallrohres 1 in Vertikalrichtung werden durch
einen stillstehenden, mit einem Durchtrittskanal 34 für das Metallrohr 1 versehenen
Stützblock 35 verbessert, welcher an einer Stützkonstruktion 36 befestigt ist. Der
Stützblock 35 ist dem Preßwalzenpaar 23, 24 in Förderrichtung nachgeschaltet und
mit keilförmigen Ansätzen 37 entsprechend der Profilierung der am Metallrohr 1 angreifenden
Preßwalze 23 versehen, wobei diese keilförmigen Ansätze in den Walzenspalt im Raum
zwischen dem Metallblech 2 und der Preßwalze 23 hineinreichen. Auch bei der Einrichtung
nach Figur 8 ist die Verwendung eines weitergeschobenen oder mitgeführten Dornes
im lichten Querschnitt des Metallrohres 1 bei der Herstellung von Wärmetauscherelementen
der vorliegend betrachteten 1 Art nicht erforderlich.
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In Figur 9 ist schematisch eine Punktnahtschweißmaschine 38 gezeigt,
welche zur kontinuierlichen Herstellung von Wärmetauscher-, Bauelementen ohne Verwendung
eines Dornes im lichten Querschnitt des mit einem Metallblech zu verbindenden Metallrohres
enthält.
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Die Punktnahtschweißmaschine 38 weist einander gegenüberstehende Zlektrodenrollen
39 und 40 auf, welche in an sich bekannter Weise wassergekühlt sind und, beispielsweise
mittels Druckmittelan- I trieben zur Ausübung eines Preßdruckes aufeinander zu bewegt
werden können. Diesbezügliche Einzelheiten sind jedoch zur Vereinfachung der Darstellung
weggelassen.
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Die Elektrodenrolle 50 besitzt eine Profilierung ähnlich der Preßwalze
23 nacii figur 8. Die Elektrodenrolle 39 besitzt eine unprofilierte, verhältnismäßig
schmale Umfangsfläche mit einer Stärke etwa entsprechend der Breite der zu erzeugenden
Schweißnaht .
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Zwischen den Elektrodenrollen 39 und 40 wird der aus dem Metallblech
2 und dem Metallrohr l gebildete Werkstückverband hindurchgeführt und es worden
in dichter Folge Punktschweißungen vorgenommen, wobei Schweißtakt, Schweißzeit und
Schweißstrom in an sich bekannter Weise elektronisch gesteuert werden. Die durch
die dicht an dicht liegenden Schweißpunkte erzeugte Punktnaht ergibt eine hervorragend
wärmeleitende und mechanisch feste Verbindung zwischen dem Metallrohr und dem Metallblech.
Zur gleichzeitigen Verbindung mehrerer parallellaufender Metallrohre 1 mit dem Metallblech
2 ist eine ontsprechende Anzahl von Punktnahtsc1iwe Bmaschinen vorzusonen. Li ese
sind gegebenenfalls in Querrichtung über die Breite des Streifenmaterials des Bleches
2 gestaffelt anzuordnen. Aufgrund der Abstützung der Rohrwandung durch seitliche
Flansche des Profils der Elektrodenrolle 40 ist eine kontinulerliche Fertigung möglich,
ohne daß ein Dorn verwendet wii'd.
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Ebenso wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen gestattet
die Einrichtung nach Figur 9 die Fertigung von Wärmetauscher-Bauelementen in Längen,
welche nur durch die verfügbare Maximallänge des Rohre@ 1 und des Metallblechstreifens
2 begrenzt sind.
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Beide Werkstckteile können von einer Rolle abgezogen werden, was ill
dcii Zeichnungen jedoch iii cht gezeigt ist.
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Das Herstollen der Verbindung zwischen dem Metallrohr 1 und dem Metallblech
2 unter Anwendung eines Druckes ohne Verwendung eines Dornes im lichten Querschnitt
des Metallrohres kann gemäß dem in Figur 1() schematisch gezeigten Ausfülirungsbeispiel
auch in der Weise erfolgen, daß man zunächst eine vollständige Zusammendrückung
des
Metallrohres 1 zuläßt, so daß die einander gegenüberliegenden Rohrwandteile den
Pressendruck übertragen und die Verankerungsmittel 3 in das weichere Material des
Metallbleches 2 eingedrückt und von diesom Material umflossen werden.
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Ist dann ein beträches Längenstück des Wärmetanscher-Bauei erneutes
hergestellt, so wird di s cs Längenstück voii (ler Einrichtung bzw. dem Rohrmaterial
und dem Biechstreifenmaterial abgetrennt und das eine Ende wir<I, wie in Figur
11 durch strichpunktierte Linien angedeutet ist, mit einem Stopfen 41 verschlossen,
während über das andere Ende des Metallrohres 1 eine Druckflüssigkeit eingeleitet
wird, was durch den Pfeil P angedeutet ist. Die Druckflüssigkeit wird durch eine
flydraulikpuiiipo so stark eingepreß t, daß sich das zuvor zusammellgedriickbe Metallrohr
1 aufbläht und mindestens einen elliptischen Querschnitt annimmt. Abweichend von
@@ sich bekannten Verfahren zur Herstellung von Wärmetausche@n, bei weichen ein
Strömungskanalsystem durch Aufblähen co@@pr@chend@@ Bereiche in einem zweilagigen
Schichtenverband erzongt wird, wird bei dem Verfahren gemäß den Figuron 10 und 11
ledigiich in denjenigen Bereichen ein mehrlagiger Schichtenverband geblldot und
schließlich aufgebläht, in welchen Strömungswittelkznäte verloufen.
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Abschließend sei @och deutlich gmmcht, daß der hier verwendete Ausdruck
"Wärmetauscher" selbstverständlich auch Einrichtungen umfaßt, welche einen Energi@@ustausch
mit der Umgebung durch Aufnahme oder Abgabe von Strahiusg bewirken.
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L e e r s e i t e