DE2918191A1

DE2918191A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines konvektorelements

Info

Publication number: DE2918191A1
Application number: DE19792918191
Authority: DE
Inventors: Petrus Hendrikus Van Baal
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-12
Filing date: 1979-05-05
Publication date: 1979-11-15
Also published as: NL7805210A; BE876179A; FR2425285A1; AT366605B; ATA348879A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Konvektorelement, versehen mit einem Kanal, durch den ein wärme-abgebendes Medium, meistens Warmwasser, geführt werden kann, wobei die wärme-abgebende Oberfläche des Kanals durch Platten, Streifen, Rippen, Flansche u.dgl., die an dessen Aussenseite geschweisst sind, vergrössert worden ist.

Insbesondere betrifft die Erfundung ein Konvektorelenent von diesem Typus, bei dem der Kanal durch ein abgeflachtes Rohr aus Blech gebildet wird, mit auf beiden Seiten gegen die flachen Rohrflächen geschweissten, die wärme—abgebende Oberfläche vergrössernden, welle- oder zinnenföraig gebogenen Streifen. Die kritischte und das Tempo am meisten bestimmende Handlung bei der Herstellung dieser Konvektorelements ist das in Wellenoder Zinnenform Biegen von Streifen zur Bildung der oberflächenvergrössernden Elemente.

Die Erfindung bezweckt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung solcher Konvektorelenente jeder gewünschten Länge in hohem Tempo.

Genäss der Erfindung wird dazu ein Streifen Ausgangsmaterial über eine Höhe, die der Amplitude der bezweckten Wellenart gleich ist, abwechselnd aufwärts und abwärts von und nach einer Referenzebene gebogen, wobei nach jeder Aufwärts- oder Abwärtsbewegung verhindert wird, dass der als letzter aufwärts bzw. abwärts ungebogene Streifenteil aus dem so eingestellten Stand weggebogen wird.

In dieser Weise kann in hohem Tempo einen Streifen eine Wellenform beliebiger Amplitude erteilt werden, indem ausschliesslich bei den Wellenbergen und den Wellentälern gebogen wird, so dass die ilaterialbelastungen, wie diese bei 3iegungsbearbeitungen mit einen Tiefziehaspekt unvermeidlich sind, nicht auftreten. Ausserden ist die Anwendung von Biegebacken mit einen komplizierten Bewegungsschema nicht notwendig.

In einer näheren Ausarbeitung der Erfindung können zur vollautomatischen Herstellung von Konvektorelenenten von betreffenden Typus, zwei Wellstreifen nebeneinander kontinuierlich hergestellt werden und nebeneinandei auf einen Metallstreifen befestigt werden, von den Teile einer gewünschten Länge geschnitten werden und diese Teile in der Länge zu einem

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flachen Rohr gefaltet werden, das bei den freien Längsrändern des Metallstreifens abgeschlossen wird.

Zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere um einem Streifen eine Wellenform zu erteilen, verschafft die Erfindung eine Vorrichtung, versehen mit wenigstens zwei, die Wellenform bestimmenden Stempeln, die in einer Richtung senkrecht zu einer Referenzebene bewegbar sind und einer Klemme, die intermittierend auf den flachen Metallstreifen angreifen kann und in einer Richtung senkrecht zu der Referenzebene bewegbar ist, während die Stempel und die Klemme parallel zu der Referenzebene relativ bewegbar sind.

Während eine letztgeformte Welle zischen den nebeneinander angeordneten Stempeln fixiert wird, kann die Klemme den zugeführten Streifen loslassen und kann der Relativabstand zwischen Stempeln und Klenme vergrössert werden. Die Klemme greift jetzt wieder auf den Streifen an und die Stempelstellung wird derart eingestellt, dass der der Klemme zugeführte Teil der letztgeformten Welle von einem Stempel bedeckt wird, worauf die Klemme,während gleichzeitig der Relativabstand zwischen Stempeln und Klemme reduziert wird, eine 3evegung senkrecht zu der Referenzebene durchführt und dabei einen neuen Wellenteil aus dem zugeführten Streifen biegt.

Für die periodische Aenderung des Relativabstandes zwischen Stempeln und Klemme gibt es eine konstruktiv einfache Lösung, bei der die Stempel vertikal verschiebbar in einem Schlitten gelagert sind, der in bezug auf die aufwärts und abwärts bewegbare Klemme horizontal hin und her bewegbar ist.

Die Stempel dienen nicht nur dazu, beim Biegen der Wellen die letztgeformten Wellen zu fixieren, sondern sie müssen auch den Fertigteil des Wellstreifens aus der Biegezone abführen. Vorzugsweise werden daher mehr als zwei, namentlich drei oder vier Stempel, die selektiv bewegbar sind, angewendet.

Zur Klarstellung der Erfindung wird unter Hirrreis auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der Vorrichtung zur Herstellung von Konvektorelementen beschrieben.

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Fig. 1 zeigt einen Zyklus zum wellen- oaer zinnenförmigen Biegen eines Metallstreifens.

Fig. 2 ist eine Seitenansicht der Biegevorrichtung.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht gemäss dem Pfeil ΙΙΙ-ΙΙΓ in Fig.2.

Fig. k ist eine Ansicht gemäss dem Pfeil IY-IV in Fig. 2, wobei einige Teile weggelassen sind.

Fig. 5 zeigt eine Anzahl Zwischenphasen bei der Herstellung eines Konvektorelements.

Fig. 6a zeigt eine Seitenansicht und Fig. 6b eine Draufsicht einer Vorrichtung zur Herstellung des Konvektorelenents gemäss Fig. 5c in schematischer Darstellung.

Obwohl in Prinzip jede 7/ellenform möglich ist, wird nur das Biegen des Metallstreifens in Zinnenform beschrieben. Die fünf Stufen jedes Biegungszyklus werden in Fig. T wiedergegeben. Angegeben in dieser Figur sind eine horizontale Referenzebene H, vier Biegungsstempel A,E,C und D, eine Klemme, von der die Eacken 1,2 nach v/ahl aufeinander zu und voneinander ab bewegt werden können und ein Metallstreifen 3, der an der linken Seite in der Zeichnung bereits mit einer Anzahl Wellen 3' versehen ist.

Zum Beschreiben des Biegungszyklus kann von der Situation ausgegangen werden, bei der die Stempel A₅B₅C und D und die Klemme 1,2 sich in der in Fig. la abgebildeten Stellung befinden mit der Klemme 1,2 auf dem Niveau der iiorizontalebene H. In der in Fig. Ib abgebildeten Situation ist das System von Stempeln A_S3,C und D als Ganzes nach links bewegt unter Mitnahme der fertigen Wellen 3' und um dies zu ermöglichen sind die Klemmbacken 1 und 2 auseinander bewegt.

Sodann werden die Backen 1,2 wieder auf den Streif er. 3 ^eilerrst und werden die ."tenpel A und B nach oben und die Stempel C und D nach unten aus den Wellen 3' gezogen. In der zurückgezogenen Stellung werden alle Stempel A₅B₁C und D über einen Abstand, der das Zweifache des Teilungsabstandes S ist, nach rechts bewegt, und werden die Stempel A₅B und C

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wieder senkrecht zu der Horizontalebene E eingeschoben, während der Stempel D noch in der zurückgezogenen Stellung bleibt. Diese Situation wird in Fig. Ic wiedergegeben.

Darauf wird die Klemme 1,2, während diese den Streifen 3 fest eingeklemmt hält, über einen Abstand h in bezug auf die Horizontalebene H hochbewegt und wird auch der Stempel D hochgeführt, wodurch der in Fig. Ic mit 3" angegebene Streifenteil aufwärts gegen die freie rechte Seite des Stempels B gelegt wird. Diese Situation wird in Fig. Id angegeben. Beim Hochbewegen der Klemme 1,2 und des Stempels D wird das System von Stempeln A,3,C und D nach rechts in der Richtung der Klemme 1,2 gezogen bis in die in Fig. Id wiedergegebene Endlage.

Danach wird dafür gesorgt, dass die Klemme 1,2 den Streifen 3 freigibt und werden die Stempel A,B,C und D zusammen mit den fertigen Wellen nach links gezogen, wie in Fig. Ie wiedergegeben wird. Darauf lässt man die Klemme 1,2 wiederum auf den Streifen 3 angreifen und bewegt man die Klemme 1,2 wieder über den Abstand ti nach unten, bis die Klemme 1,2 wieder in der Ebene H liegt. Dabei wird das System von Stempeln A₅B₅C und D wieder nach rechts bewegt bis in die in Fig. If wiedergegebene Stellung, die der Stellung in Fig. la entspricht, ausser, dass der Zusammensetzung von fertigen 'fellen 3' eine Welle hinzugefügt worden ist.

In dieser Weise kann in einem hohen Tempo, und zwar in der Grössenordnung von 80 Wellungen/Minute, ein 'fellstreifen hergestellt werden.

Eine Biegevorrichtung, mit der das unter Hinweis auf Fig. 1 beschriebene Verfahren durchgeführt werden kann, wird in den Figuren 2,3 und k wiedergegeben, wobei Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung ist, in der Situation, in der der Stand der Backen 1,2 und der Stempel A-D dem in den Figuren la und If abgebildeten Stand entspricht.

Wie aus den Figuren 3 und k hervorgeht, gibt es zwei nebeneinander wirksame Sätze Stempel A,3,C,D und zwei Klemmen 1,2. Es können also zwei Streifen 3 gleichzeitig gefaltet werden und der Zwack wird näher erläutert werden. Es wird nur der Antrieb eines Stempelsatzes und einer Klemmbacke 1,2 beschrieben.

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In den Fig.2-U ist eine stationäre Gestellplatte k angegeben. Auf dieser Gestellplatte sind (siehe Fig. 3) zwei vertikale Führungen 5 angeordnet, zvischen denen die Klemmen 1,2 vertikal aufwärts und abwärts bewegbar sind. Von jeder der Klemmen 1,2 ist die untere Backe 2 mit einem Schlitten 6 verbunden, in dem eine Schwenkachse T fixiert ist. Die obere Backe 1 jeder Klemme ist um die Schwenkachse 7 drehbar und die Schwenkbewegung der oberen Backe 1 in bezug auf die untere Backe 2 wird durch einen Druckbalken 8 gesteuert, der mit einem hydraulischen Plunger 9 iait einer Zufuhr 10 verbunden ist. Beim Ausschieber* des Plungers 9 drückt der Balken 8 das (F~ig· 2) rechte Ende der oberen Backe 1 hoch, so dass das linke Ende sich nach unten in Richtung der unteren Backe 2 bewegt zum Festklemmen des Metallstreifens 3·

Das Aufwärts- und Abwärtsbewegen der Klemmen 1,2 erfolgt dadurch, dass der Schlitten 6 zwischen den Führungen 5 nach oben und nach unten bewegt werden mittels Kurvenscheiben 11 und 11'. Auch die Form der Kurvenscheiben wird hier nicht näher eingegangen, weil diese, wenn das Bewegungsschema der Klemmen 1,2 bekannt ist, von einem Fachmann ausgearbeitet werden kann. Die Kurvenscheiben 11 and der Oberseite und 11' an der Unterseite des Klemmensystems arbeiten zusammen zum positiven Aufwärts- und Abwärtsbewegen des Schlittens 6.

Die Stempel A und 3 müssen, wie aus den Schemazeichnungen Ia-If hervorgeht , in bezug auf die horizontale Referenzebene H aufwärts und abwärts bewegt werden können (Fig. 2). Fcenso müssen die Stempel C und D nach oben und nach unten bewegt werden können. Die Stempel A und B können gleichzeitig nach oben und nach unten bewegt werden, aber die Stempel C und D müssen dies unabhängig voneinander tun können. Schliesslich muss das System von Stempeln A,B,C und D horizontal hin und her bewegbar sein, wie mit den Pfeilen ? in Fig. 2 angegeben ist.

Im Zusammenhang mit dieser horizontalen Bewegung sind die Stempel vertikal verschiebbar in einen Schlitten 12 mit einem darin ausgesparten Kanal 13 montiert. In der Ansicht nach Fig. h sind die Stempel A durch den I'Zanal 13 hindurch ersichtlich. Die weiteren Stempel befinden sich in Fig. h hinter der Ebene der Zeichnung.

Der Schlitten 12 ist mittels Gleitlager I^ horizontal über die Gestell-

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platte h verschiebbar. Diese horizontale Bewegung wird durch eine Kurvenscheibe 15 bewirkt, die ebenso wie die obere Kurvenscheibe 11 des Schlittens 6 fest auf einer Antriebswelle l6 gelagert ist. Die Kurvenscheibe 15 arbeitet mit auf dem Block 12 montierten Folgerollen 17 zusammen. Die Kurvenscheibe 15 hat eine derartige Bandkonfiguration, dass sie in den gewünschten Augenblick den Block 12 gemäss den Ffeilen P horizontal verschiebt.

Durch eine vertikale Aussparung 18 in dem Schlitten 12 erstreckt sich ein Stempelhalter 19, auf dem die Stempel A und B fest angeordnet sind. Der Stempelhalter 19 ist in einem Block 20 fixiert, in dem eine Folgerolle 21 für eine Kurvenscheibe 22 gelagert ist. Die Umfangszone der Kurvenscheibe ist zwischen zwei Backen 23 des Blocks 20 eingeschlossen, so dass bei Horizontalbewegungen des Schlittens 12 gemäss den Pfeilen P, wobei der Block 20 mitgenommen wird, auch die Kurvenscheibe 22 mitgenommen wird. Est is klar, dass, wenn die Kurvenscheibe auf derselben Antriebswelle Ib wie die Kurvenscheiben 11 und 15 gelagert ist, die Kurvenscheibe 22 horizontal über die Welle 16 verschiebbar sein nuss, "'eil die Welle 16 die Kurvenscheibe 22 in Rotation versetzen können muss, kann für die Lagerung der Scheibe 22 auf der '.-IeIIe Io eine Verbindung vom Keil-und-I7ut-Typus angewendet werden.

Die Stempel C und D sollen unabh.ängi.3 voneinander vertikal bewegbar sein, und daher ist jeder auf einen eigenen Stempelhalter 2U bzw. 25 befestigt. Die Stempelhalter 2h und 25 erstrecken sich durch die vertikale Aussparung 26 in dem Schlitten 12. Der Stempelhalter 2h ist an einem Block 27 mit einer Folgerolle 28 für eine Kurvenscheibe 29 befestigt. Der Stempelhalter 25 ist an einem Block 30 mit einer Folgerolle 31 für die Kurvenscheibe 32 befestigt. Die Kurvenscheiben 29 und 32 sind mit ihrer Umfangszone in gleicher Weise eingeschlossen wie die Kurvenscheibe 22, so dass die Kurvenscheiben 29 und 32 gleichfalls bei Bewegungen des Blocks 12 ~emäss den Pfeilen P horizontal rait-jer.c-rr-.en --erden. I'.-.rs "a.jerung auf dsr Antriebswelle 33 kann also entsprechend der Lagerung der Kurvenscheibe 22 auf der Welle Ic sein. Durch eine richtige Wahl der Konfiguration und der winkelstellung der Kurvenscheibe kann das Bevegungsschena der Stempel A,B,C und D und der Klemmen 1,2₃ vie in den Figuren Ia-If abgebildet, ausgeführt werden.

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Während der Schlitten 6 der Klemmen 1,2 zwischen den Kurvenscheiben 11 und 11' eingeklemmt ist, so dass die Vertikalbewegung sowohl nach oben wie nach unten positiv geführt wird, sorgen die Kurvenscheiben 22 bzw. 29 und 32 nur für die Bewegung der betreffenden Blöcke 20 bzw. 27,30 in einer einzigen Richtung. Für die Bewegung in der anderen Richtung, also zum Bewirken, dass die Folgerollen 21 bzw. 28 und 31 immer mit den zugehörigen Kurvenscheiben 22 bzw. 29 und 32 in Berührung bleiben, kann entweder Schwerkraft benutzt werden oder können an sich bekannte Mittel, wie hydraulische oder pneumatische Zylinder oder, wie in Fig. 2 schematisch wiedergegeben, eine Zugfeder 36 angewendet werden.

In der Vorrichtung nach den Fig. 2-U können gemäss den in Fig..]. wiedergegebenen Arbeitsschema gleichzeitig zwei Streifen 3 gewellt werden.

Diese Wellstreifen werden in Fig. 5 mit der Bezugsziffer Uo angegeben und können, beispielsweise durch Punkt- oder Buckelschweissen auf einer Basisplatte Ul befestigt werden. Die Platte kann, wie in Fig. 5ΐ> abgebildet ist, gemäss der Faltlinie U2 in Längsrichtung gebogen werden und, wie in Fig. 5c wiedergegeben ist, an der Unterseite mittels einer Rollnaht abgeschlossen werden. Das Resultat ist ein Konvektorelement mit einem flachrohrförmigen Kanal U3, durch den genäss deir. Pfeil H ein wärme-abgebendes Medium geführt werden kann, welches Medium die Wellstreifen Uo erwärmt und diese können der Umgebung ihre Wärme durch Konvektion abgeben.

In Fig. 6 wird schematisch eine Vorrichtung zum in hohem Tempo automatisch Herstellen von Konvektorelementen des in Fig.5c abgebildeten Typus wiedergegeben.

Der Metallstreifen Ul, aus dem der Wasserkanal U 3 gebogen wird, wird von einer Haspel UU abgewickelt und in einer ersten 3earbeitungsstation Up werden die Randzonen Ul' gebildet. Ein Metallstreifen zum Bilden des Wellstreifens Uo wird mit Doppelbreite von einer Haspel U6 abgewickelt und in einer Spaltmaschine U7 in der Länge in zwei gleiche Teile 3,3 geteilt. Die zwei Metallstreifen 3 werden nebeneinander in die Maschine U3 geführt, die den Streifen die Wellenform erteilt, und die also eine Vorrichtung sein kann, wie diese in den "Fi3. 2-U wiedergegeben ist. Die Wellstreifen 3' (Uo) werden gegen die Unterseite des Metallstreifens

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kl gelegt und durch eine Buckelschweissvorrichtung 1*9 hindurchgeführt und das Zwischenprodukt, das die Buckelschweissvorrichtung hg verlässt, hat eine Konfiguration, wie in Fig. 5a abgebildet ist, aber dann in umgekehrter Richtung, d.h. mit den Blechmetallstreifen Ul oben und den zwei Wellstreifen Uo an dessen Unterseite geschweisst. Die Zusammensetzung gemäss Fig. 5a vird jetzt in einer Schneidvorrichtung 50 in Teile der gewünschten Länge geschnitten, welche Teile in einer falzvorrichtung 51 gemäss der Linie U2 zu der Konfiguration der Fig. 5c gebogen werden, wobei in einer nächsten Station, und zwar der Station 52 die Wasserkanäle an der Unterseite abgeschlossen werden, z.3. durch Rollnahtschweissung. Die fertigen Konvektorelenente werden sodann einer Abfuhrvorrichtung 53 zugeführt.

Dadurch, dass die !'fellstreifen Uo sich an der Unterseite des Metallstreifens Ul befinden, kann nan in der '-falzvorrichtung 51 die zwei Eälften auf beiden Seiten einer Faltlinie kZ aufwärts biegen. Man benutzt dazu die übliche Reihenfolge von Walzenrollensätzen, die unter einem zunehmend scharfen Winkel in bezug aufeinander angeordnet sind, und weil diese Rollen an der Aussenseite beidseitig der Faltlinie k2 angreifen, kann sich das Endprodukt bis zu der Ablieferung auf den Ablegetisch 53 auf die Förderrollen stützen und brauchen keine speziellen Halteorgane angewendet zu werden. Weil die Vorrichtung k8, in der die Wellstreifen kO hergestellt werden (enstprechend den Verfahren nach Fig. 1 und der Ausführungsforn nach den Fig. 2-U), schrittweise arbeitet, ist es nützlich, die Walzvorrichtung 51 j die auf die Schneidvorrichtung 50 folgt, mit einer grösseren Geschwindigkeit als die Wellenfaltvorrichtung hQ arbeiten zu lassen. In dieser Weise wird gesichert, während die Vorrichtung hQ schrittweise arbeitet, die Biegewalzvorrichtung 51 und die Rollnahtschweissvorrichtung 52 kontinuierlich arbeiten können.

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Claims

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Petrus uendrikus van Baal, Trekvogelweg 32, Arcersfoort

"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines -Convektoreleinents'

Patentansprüche

Verfahren zur Herstellung eines wellen- oder zinnenförniig gebogenen Streifens, insbesondere bestimmt zum Vergrössern der wäme-abgebenden Oberfläche eines Konvektors, dadurch gekannzeichnet, dass der Streifen Ausgangsnaterial über eine Höhe,die der Amplitude der bezweckten v/ellenart gleich ist, abwechselnd aufwärts "and abwärts von und nach einer P.eferenzebene gebogen wird, wobei nach jeder Aufwärts- oder Abwärtsbewegung verhindert wird, dass der als letzter aufwärts bzw. abwärts umgebogene Streifenteil aus den eingestellten Stand weggebogen wird.
2. Verfahren zur Herstellung eines Konvektorelenents in Fora eines abgeflachten Rohrs aus Blech nit auf beiden Seiten gegen die flachen P.ohrflachen geschweissten, die wäme-abgebende Oberfläche vergrössernden, wellen- oder sinnenfcrisis, z.B. unter Anwendung des Verfahrens nach Anspruch I₉ gebogenen Streifen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei fellstreifen nebeneinander kontinuierlich hergestellt werden und nebeneinander auf einen iietallstreifen befestigt werden, von dera Teile einer

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einer gewünschten Länge geschnitten werden und diese Teile in der Länge zu einen flachen Rohr gefaltet werden, das bei den freien Längsrändern des Metallstreifens abgeschlossen wird.
3. Vorrichtung zur Anwendung bei den Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere einem Metallstreifen eine Wellenform zu erteilen, versehen ra.it wenigstens zwei, die "ellenform bestimmenden Stempeln, die in einer Richtung senkrecht zu einer Referenzebene bewegbar sind und einer Klemme, die intermittierend auf einen flachen Metallstreifen angreifen kann und in einer Richtung senkrecht zu der Referenzebene relativ bewegbar ist.
h. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die periodische Änderung des Relativabstandes zwischen Stempeln und Klemme die Stempel vertikal verschiebbar in einem Schlitten gelagert sind, der in bezug auf die aufwärts und abwärts bewegbare Klemme horizontal hin- und herbewegbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder h, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei, vorzugsweise vier Stempel, die selektiv bewegbar sind, angewendet werden.
6. Konvektor, hergestellt unter Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2.

7- Gebogener Streifen, hergestellt nach Anspruch 1.

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