DE3152612C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Gaufrieren von Blechmaterial unter Bildung von versetzt angeordneten durchtrennten Wellen nach der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung.

Eine Gaufriervorrichtung dieser Gattung ist bekannt aus SU 3 61 000.

Die Stempel sind dort in Form von Zähnen ausgebildet, die Form- und Schneidkanten aufweisen.

Das Profil jedes Zahnes bzw. Stempels ist in Form eines gleichschenkligen Dreiecks mit einer abgerundeten Spitze ausgebildet.

Das Gaufrieren des Blechmaterials und die Bildung von in versetzter Ordnung angeordneten durchgeschnittenen Wellen werden wie folgt durchgeführt.

Die Zähne drücken mit ihrer abgerun­ deten Spitze das Blechmaterial in die Lücken zwischen die gegenüberliegenden Zähne ein. Gleichzeitig wird das Blechmaterial mittels der Schneiden der abgerundeten Spit­ ze angeschnitten. Das vollkommene Durchschneiden wird mit­ tels der Schneiden der Seitenflächen und das endgültige Formen des Profils der Welle wird mittels der Seitenflächen und der angerundeten Spitze der Stempel verwirklicht.

Der durch die seitlichen Formflächen der Stempel ge­ bildete Schnittwinkel soll wenigstens 30° betragen, was für die Durchführung des Schneidvorganges beim Schneiden des Blechmaterials notwendig ist. Auf diese Weise darf die mi­ nimale, bei diesem Herstellungsverfahren zu erhaltende Wel­ lenteilung, die durch die Wellenhöhe begrenzt ist, nicht unter ³/₄ der Wellenhöhe liegen. Die Kompaktheit von hiernach gewellten Wärmeaustauscheinsätzen ist gering, wodurch deren Anwendung in Wärmeaustauschapparaten beschränkt ist. Außerdem werden die Schneidkanten der Stempel mit der Zeit durch die Einwirkung des Blechmaterials gebrochen. Die Grate an den Kanten der Durchschnittsstellen des Blech­ materials nehmen zu. Es steigt die Größe des Unterschnit­ tes des Blechmaterials am Stoß zwischen den durchschnittenen Stellen an. All das führt dazu, daß sich die wärmehydrau­ lische Wirksamkeit und die Qualität der mittels dieser Vorrichtung herzustellenden gewellten Wärmeaustauschein­ sätze während des Betriebs der Vorrichtung bedeutend ver­ mindern, so daß ein häufiges Auswechseln der Stempel er­ forderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Gaufriervorrichtung der eingangs genannten Art den Verschleiß der Stempel zu vermindern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es möglich, eine unmittelbare Berührung des Blechmaterials und der Kanten der Seitenflächen der Stempel zu verhindern. Die Trennstellen an den Wellen werden durch Eindrücken und Durchreißen des Blechmaterials gebildet. Der Verschleiß der Stempel kann nachhaltig vermindert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann insbesondere zur Herstellung von Einsätzen aus gewelltem Blechmaterial für Wärmeaustauschapparaten verwendet werden. Es kann Blechmaterial unterschiedlicher Dicke, Härte, chemischer Zusammensetzung und Oberflächenunebenheit gaufriert werden.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird als Beispiel nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer Vorrichtung zum Gaufrieren von Blechmaterial;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 in schematischer Darstellung die gegenseitige Anordnung der Stempel und der Gesenke beim Formen von durchgeschnittenen Wellen;

Fig. 4 eine Einrichtung zur Herstellung von Ab­ schnitten mit abgeschwächtem Querschnitt am Blechmaterial;

Fig. 5 ein fertiges gewelltes Blechmaterial mit durch­ geschnittenen Wellen.

Die Vorrichtung enthält eine Vorschubeinrichtung 1 (Fig. 1) für die Zuführung des Blechmaterials 2 (Fig. 1, 3, 4) zu Oberstempeln 3 und Unterstempeln 4 (Fig. 1, 2, 3); die Vorschubeinrichtung besteht z. B. aus Zugstangen 5 (Fig. 1), die mit einer Exzenterwelle 6 (Fig. 1, 2), einem Gleitstück 7 (Fig. 1), einer Führung 8, einer Stange 9 und einem Wagen 10 verbunden sind.

Die Stempel 3, 4 (Fig. 1, 2, 3) sind hin- und hergehend bewegbar zu beiden Seiten des Blechmaterials 2 (Fig. 1, 3, 4) in einer Ebene, die zu der Ebene des Blechmaterials 2 senk­ recht liegt, angeordnet und mit einer Einrichtung 11 zur hin- und hergehenden Bewegung (Fig. 2) der Stempel 3, 4 (Fig. 1, 2, 3) über die Fläche des Blechmaterials 2 (Fig. 1, 3, 4) senkrecht zu seiner Zuführ- bzw. Vorschubrichtung verbunden.

Zu beiden Seiten der oberen 3 und der unteren Stempel 4 (Fig. 1, 2, 3), in der Vorschubrichtung des Blechma­ terials 2 (Fig. 1, 3, 4) sind jeweils Obergesenke 12 und Untergesenke 13 (Fig. 1, 2, 3) angeordnet.

Die Gesenke 12, 13 sind relativ zu den Stempeln 3, 4 unter Belassung eines Spiels, das nicht kleiner als die Dicke des Blechmaterials 2 (Fig. 1, 3, 4) ist, senkrecht zu der Ebene des Materials 2 (Fig. 1, 3, 4) hin- und hergehend bewegbar ange­ ordnet.

Die Einrichtung 11 zur hin- und hergehenden Bewegung (Fig. 2) der Stempel 3, 4 (Fig. 1, 2, 3) ist bei der vorlie­ genden Konstruktion z. B. in Form eines Nockens 14 (Fig. 2) ausgebildet, der an einem Umlenkkettenrad 15 eines Ket­ tentriebes 16 befestigt ist, der mit der Exzenterwelle 6 (Fig. 1, 2) und über den Nocken 14 mit einem Drücker 17 (Fig. 2) von Federn 18 ver­ bunden ist. Das Umlenkkettenrad 15 dreht sich frei um ei­ ne Achse 19, die an einer Platte 20 befestigt ist.

Die Ober- und Unterstempel 3 und 4 (Fig. 1, 2, 3) sind jeweils an einem oberen Gleitstück 21 und einem unteren Gleitstück 22 (Fig. 1, 2) befestigt, die über Säulen 23 (Fig. 2) miteinander verbunden sind.

Die Obergesenke 12 und Untergesenke 13 (Fig. 1, 2, 3) enthalten jeweils Anschläge 24 (Fig. 2), die die Bewegung der Gesenke in einer Ebene begrenzen, die senkrecht zu der Ebene des Blechmaterials 2 (Fig. 1, 3, 4) liegt. Die Ober- und Untergesenke sind jeweils mit den oberen und unteren Gleitstücken 21 und 22 (Fig. 1, 2) über Federn 25 (Fig. 2) verbunden.

Das obere Gleitstück 21 (Fig. 1, 2) ist mit der Exzen­ terwelle 6, welche in Stützen 26 angeordnet ist, über ei­ nen Schlitten 27 (Fig. 2), einen Keil 28 und eine Kulisse 29 verbunden.

Eine Einrichtung 30 (Fig. 1) zur Abnahme des fertigen gewellten Blechmaterials mit durchgeschnittenen Wellen 31 (Fig. 1, 3, 4) enthält Abnahmemittel 32 (Fig. 2) mit an die­ sen angeordneten Begrenzern 33, wobei die Abnahmemittel 32 jeweils mit den oberen und den unteren Gleitstücken 21 und 22 (Fig. 1, 2) mittels Federn 34 verbunden sind.

Die Vorrichtung zum Gaufrieren von Blechmaterial unter Bildung von in versetzter Ordnung angeordneten durchgeschnittenen Wellen weist folgende Arbeitsweise auf.

Das Blechmaterial 2 (Fig. 1, 3, 4) wird über die Füh­ rung 8 (Fig. 1) und den Wagen 10 den Stempeln 3, 4 (Fig. 1, 2, 3) zugeführt.

Bei der Drehung der Exzenterwelle 6 (Fig. 1, 2) drückt die Kulisse 29 (Fig. 2) über den Keil 28 und den Schlitten 27 auf das obere Gleitstück 21 (Fig. 1, 2), auf die an diesem befestigten oberen Stempel 3 (Fig. 1, 2, 3) und über die Federn 25 (Fig. 2) auf die oberen Gesenke 12 (1, 2, 3). Die Obergesenke 12 werden mit ihren Anschlägen 24 (Fig. 2) gegen die Anschläge 24 der Untergesenke 13 (Fig. 1, 2, 3) gestellt.

Die oberen Stempel 3 drücken zugleich auf das Blech­ material 2 (Fig. 1, 3, 4), und indem sie sich relativ zu den Gesenken 12, 13 (Fig. 1, 2, 3) bewegen, durchbrechen sie dieses mit ihrem Radiusteil, drücken es zwischen den ge­ genüberliegenden Gesenken 13 ein und dringen in die Lücken zwischen den unteren Stempeln 4 ein. Die unteren Stempel 4 durchbrechen das Blechmaterial, drücken es zwischen den gegenüberliegenden Gesenken 12 ein und dringen in die Lücken zwischen den oberen Stempeln 3 ein. Dabei wird das Blech­ material 2 (Fig. 1, 3, 4) an den vorher durch den Radius­ teil der Stempel durchbrochenen Stellen zerrissen, wobei eine durchgeschnittene Welle mit erforderlicher Höhe h her­ gestellt wird.

Bei der weiteren Drehung der Exzenterwelle 6 (Fig. 1, 2) gehen die oberen Stempel 3 (Fig. 1, 2, 3) aus den Lücken zwischen den unteren Stempeln 4 heraus. Die Gesenke 12, 13 werden unter der Einwirkung der Federn 25 (Fig. 2) in die Ausgangsstellung gebracht. Die Abnahmemittel 32 nehmen un­ ter der Einwirkung der Federn 34 (Fig. 1, 2) das fertige gewellte Blechmaterial mit den durchgeschnittenen Wellen 31 (Fig. 1, 3, 5) von den Stempeln 3, 4 (Fig. 1, 2, 3) und den Gesenken 12, 13 ab.

Das Drehmoment wird von der Exzenterwelle 6 (Fig. 1, 2) über den Kettentrieb 16 (Fig. 2) auf das Umlenkkettenrad 15 übertragen. Der Nocken 14 wird zusammen mit dem Um­ lenkkettenrad 15 gedreht und er bewegt den Drücker 17, der auf das untere Gleitstück 22 (Fig. 1, 2) einwirkt. Das obere Gleitstück 21 und das untere Gleitstück 22 werden zusammen mit den an diesen befestigten Stempeln 3 und 4 (Fig. 1, 2, 3) und zusammen mit den Gesenken 12 und 13 in Horizontalebene senkrecht zu der Vorschubrichtung des Ma­ terials 2 (Fig. 1, 3, 4) um eine Größe bewegt, die der Breite l der Stempel 3, 4 (Fig. 1, 2, 3) gleich ist. Gleich­ zeitig wird das Gleitstück 7 über die Zugstangen 5 (Fig. 1) von der Exzenterwelle 6 bewegt, die über die Stange 9 auf den Wagen 10 einwirkt, der sich bewegt und das Blechma­ terial 2 (Fig. 1, 3, 4), indem er auf das fertige gewellte Blechmaterial mit den durchgeschnittenen Wellen 31 (Fig. 1, 3, 5) einwirkt, den oberen Stempeln 4 und den unteren Stem­ peln 4 (Fig. 1, 2, 3) jeweils um eine erforderliche Größe zuführt. Es wiederholt sich der Prozeß der Formung von Wellen, der oben beschrieben ist.

Nachdem das fertige gewellte Blechmaterial mit den durchgeschnittenen Wellen 31 (Fig. 1, 3, 5) abgenommen ist, hört der Nocken 14 (Fig. 2) auf, auf den Drücker 17 ein­ zuwirken. Die Federn 18 bewegen das obere Gleitstück 21 und das un­ tere Gleitstück 22 (Fig. 1, 2) jeweils mit den Stempeln 3 und 4 (Fig. 1, 2, 3) und den Gesenken 12 und 13 um die Größe der Breite l in die Ausgangsstellung.

In der Vorschubeinrichtung 1 (Fig. 1) für das Blechma­ terial 2 (Fig. 1, 3, 4) schiebt sich dieses um eine erforderliche Größe vor. Der Zyklus wiederholt sich.

Das Profil des Querschnittes eines fertigen gewell­ ten Blechmaterials mit durchgeschnittenen Wellen 31 (Fig. 1, 3, 5), die in versetzter Ordnung angeordnet sind, weist eine verhältnismäßig komplizierte Form auf. Die Vorrichtung gestattet je­ doch die Kompaktheit des zu formenden Wärmeaustausch­ einsatzes bedeutend zu erhöhen. Das läßt sich dadurch er­ klären, daß bei der Vorrichtung zum Gaufrieren von Blechmaterial 2 (Fig. 1, 3, 4) die Teilung t (Fig. 3) der Wellen von deren Höhe h nicht abhängig ist, sondern nur von der Dicke des Blechmaterials 2 (Fig. 1, 3, 4) und den konstruktiven Dicken der Stempel 3, 4 (Fig. 1, 2, 3) und der Gesenke 12, 13.

Außerdem weist das mittels der Vorrichtung zu formende fertige gewellte Blechmaterial mit den durchgeschnittenen Wellen 31 (Fig. 1, 3, 5) an den durchschnittenen Stellen Kanten auf, an denen praktisch keine Grate vorhanden sind, und ist die Größe des Unterschnittes an diesen Stellen des Blechmaterials 2 (Fig. 1, 3, 4) auf ein Minimum reduziert. Ein solcher Effekt wurde dadurch erzielt, daß der Prozeß des Schneidens des Blechmaterials 2 durch den Prozeß des Durchbrechens des­ selben ersetzt wird. Die Lebensdauer einer solchen Vor­ richtung ist bedeutend größer, weil keine häufige Aus­ wechslung oder kein Schleifen der Stempel erforderlich ist. Während des Betriebes der Vorrichtung bleibt die Qualität der geformten Wellen konstant und ändert sich mit der Zeit nicht.

All das gewährleistet hohe wärmehydraulische Kennda­ ten der durchgeschnittenen gewellten Wärmeaustauschflä­ che.

Die Vorrichtung zum Gaufrieren von Blechmaterial 2 kann mit einer Einrichtung 35 (Fig. 1) zur Herstellung von Abschnitten mit abgeschwächtem Querschnitt versehen werden, die z. B. in Form eines Paares von Walzen 36, 37 (Fig. 4) ausgebildet ist, die zu beiden Seiten des Blech­ materials 2 (Fig. 1, 3, 4) angeordnet sind, und gespitzte Vor­ sprünge aufweisen, welche zueinander mit einem Abstand l (Fig. 4) angeordnet sind, der der Breite bzw. dem Abstand der Stempel 3, 4 (Fig. 1, 2, 3) gleich ist.

Das Blechmaterial 2 (Fig. 1, 3, 4) wird in diesem Fall über die Führungen 8 (Fig. 1) zugeführt und zwi­ schen der Oberwalze 36 und Unterwalze 37 (Fig. 4) jeweils durch den Wagen 10 (Fig. 1) zu den Stempeln 3 und 5 (Fig. 1, 2, 3) geführt. Wenn das Blechmaterial 2 (Fig. 1, 3, 4) durch die Walzen 36, 37 (Fig. 4) geführt wird, bilden die Walzen 36, 37 mit ihren gespitzten Vorsprüngen an der Oberflä­ che des Blechmaterials 2 (Fig. 1, 3, 4) von beiden Seiten desselben Abschnitte mit abgeschwächtem Querschnitt. An­ schließend wird das Blechmaterial 2 durch den Wagen 10 (Fig. 1) zu den Stempeln 3, 4 (Fig. 1, 2, 3) derart zuge­ führt, daß die Abschnitte des Blechmaterials 2 mit ab­ geschwächtem Querschnitt (Fig. 1, 3, 4) mit den Rändern der Stempel 3, 4 (Fig. 1, 2, 3) zusammenfallen. Es fängt der Pro­ zeß des Gaufrierens des Blechmaterials 2 (Fig. 1, 3, 4) an, der ähnlich dem oben beschriebenen Prozeß ist.

Die Herstellung von Abschnitten des Blechmaterials 2 mit abgeschwächtem Querschnitt mittels der Einrichtung 35 gestattet es, die Kante der durchgeschnittenen Welle von einer höheren Qualität, insbesondere bei der Verwendung vom Blechmaterial mit einem höheren Grad der Oberflächen­ unebenheit oder mit einer hinsichtlich der Härte ungleich­ mäßigen Mikrostruktur der Oberfläche herzustellen, wobei sich die Kanten der durchschnittenen Stellen an dieser Ober­ fläche an beliebigen Stellen bilden können, die eine ge­ ringere Zerreißfestigkeit aufweisen.

Eine hohe Qualität der Kanten der durchgeschnittenen Wellen erhält man bei der Verwendung der Vorrichtung zum Gaufrieren von Blechmaterial 2, die mit einer Einrichtung 35 zur Herstellung von Abschnitten mit geschwächtem Quer­ schnitt versehen ist, sowie auch beim Gaufrieren von Blech­ material 2 von einer größeren Dicke.

Die wärmehydraulischen Kenndaten einer gewellten Wärmeaustauschfläche mit durchgeschnittenen Wellen, die mittels der Vorrichtung mit einer Ein­ richtung 35 zur Herstellung von Abschnitten mit abgeschwächtem Querschnitt, hergestellt worden ist, weisen maximale Werte auf.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Gaufrieren von Blechmaterial unter Bildung von versetzt angeordneten durchtrennten Wellen, mit einer Vorschubeinrichtung zum schrittweisen Zuführen des Blechmaterials zu Stempeln, die relativ zueinander bewegbar zu beiden Seiten des Blechmaterials in einer Ebene, die zur Zuführebene sowie zur Zuführrichtung des Blechmaterials senkrecht liegt, versetzt angeordnet und gemeinsam parallel zur Zuführebene sowie senkrecht zur Zuführrichtung des Blechmaterials hin- und herverschiebbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß Gesenke (12, 13) vorgesehen sind, die jeweils beiderseits der Zuführebene sowie quer zur Zuführrichtung des Blechmaterials (2) angeordnet und relativ zu den Stempeln senkrecht zur Zuführebene des Blechmaterials begrenzt bewegbar sind, wobei die Stempel der jeweils gegenüberliegenden Seite in die Gesenke mit einem Spiel eingreifen, das nicht kleiner ist als die Dicke des Blechmaterials.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zu beiden Seiten des Blechmaterials (2) angeordneten Stempel (3, 4) jeweils an einem Gleitstück (21, 22) befestigt sind, das das Hin- und Herverschieben der Stempel ausführt und über Federn (25) die Gesenke (12, 13) abstützt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits der Zuführebene des Blechmaterials (2) angeordneten Gesenke (12, 13) jeweils durch zwei Teile gebildet sind, die sich in Zuführrichtung des Blechmaterials vor und hinter den auf der jeweiligen Seite liegenden Stempel (3, 4) befinden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als jeweils zwei Teile ausgebildeten Gesenke (12, 13) an ihren Enden jeweils Anschläge (24) aufweisen, durch die das Begrenzen der Relativbewegung der Gesenke gegeneinander erfolgt.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Zuführrichtung des Blechmaterials (2) vor den Stempeln (3, 4) und den Gesenken (12, 13) eine Einrichtung (35) vorgesehen ist, welche im Blechmaterial Einprägungen erzeugt, deren Abstand voneinander dem gegenseitigen Abstand der Stempel bzw. Gesenke entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägeeinrichtung (35) zwei beiderseits der Zuführebene des Blechmaterials (2) angeordnete Walzen (36, 37) mit spitzen Vorsprüngen aufweist, durch die das Erzeugen der Einprägungen erfolgt.