DE3443797A1

DE3443797A1 - Verfahren zum herstellen einer platte mit einem nach einer seite hin ausgebildetem fluidleitungssystem

Info

Publication number: DE3443797A1
Application number: DE19843443797
Authority: DE
Inventors: Robert Cognin Richard
Original assignee: Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Current assignee: Cegedur Societe de Transformation de lAluminium Pechiney SA
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1984-11-30
Publication date: 1985-06-13
Also published as: IT8423756A1; IT8423756A0; BR8406024A; FR2561368A1; JPS60133934A; IT1177336B; ES8602244A1; CA1255080A; DE3443797C2; FR2561368B1; ES538039A0; NO158860C; NO158860B; NO844788L; JPH0442102B2

Description

CEGEDUR SOCIETE DE TRANSFORMATION DE L'ALUMINIUM PECHINEY

Paris, Frankreich

Verfahren zum Herstellen einer Platte mit einem nach einer Seite hin ausgebildetem Fluidleitungssystem

Die Erfindung betrifft ein V/erfahren zum Herstellen einer Platte mit einem nach einer Seite hin ausgebildetem Fluidleitungssystem.

Ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Platte ist z. B. aus der FR-PS 1 456 125 bekannt.

Dieses Verfahren besteht allgemein ausgedrückt darin, zwei Bleche aus Aluminium oder dessen Legierungen durch einen Walz Vorgang miteinander zu verbinden, bis auf Stellen, die durch ein vorheriges Auftragen eines geeigneten Mittels zum Verhindern eines Verschweißens geschützt werden. Dieses Auftragen wird, im folgenden mit "Vorzeichneri" bezeichnet. Die nicht verschweißten Bereiche werden anschließend, hydraulisch oder pneumatisch expandiert, um ein Leitungssystem zu formen, wovon ein wesentlicher Teil z. B. zur späteren Verwendung als Wärmetauscher ausgebildet ist. Wenn

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das Fluidleitungssystem auf der Platte nach einer Seite hin ausgebildet ist, erfolgt die Expansion der Leitungen, nachdem ein hydraulischer oder pneumatischer Gegendruck auf einer Seite der Platte angelegt wurde. Bei dieser bekannten Technik u/eist das Leitungssystem eine geschlossene äußere Leitung und ein inneres Leitungssystem, das später als Wärmetauscher verwendet werden soll, auf, wobei das innere Leitungssystem und die äußere Leitung durch eine verengte bzw. eingeschnürte Verbindungsleitung miteinander verbunden sind. Bei dieser Anordnung der Leitungen wird die äußere Leitung, nachdem die Platte in eine Presse eingebracht wurde, zuerst expandiert, wodurch der Zwischenraum zwischen den Preßbacken der Presse abgedichtet wird, bevor auf einer Seite der Platte ein Gegendruck angelegt wird. Der Druck zum Expandieren der Leitung wird anschließend erhöht, um die verengte Verbindungsleitung zu öffnen und um das innere Leitungssystem zu expandieren.

Dieses Verfahren weist folgende Mangel auf:

- Für jedes innere Leitungssystem, das z. B. als Wärmetauscher verwendet werden soll, muß je eineverengte Verbindungsleitung vorgesehen werden, also im allgemeinen mehrere pro Platte;

- wenn sich die verengte Verbindungsleitung zu früh öffnet, erhält man eine Platte, bei der

das Leitungssystem nach beiden Seiten hin ausgebildet ist,und wenn die verengte Verbindungsleitung sich nicht bei dem voreingestellten Druck öffnet, werden die inneren Leitungssysteme nicht

expandiert. In beiden Fällen sind die so hergestellten Platten Ausschuß. Es kommt dabei also in großem Maße auf die genaue Breite der verengten Verbindungsleitung an, deren Wert in dieser Hinsicht sehr kritisch ist (es können nur geringe Abmessungstoleranzen zugelassen • v/erden) ; .

- die notwendige Erhöhung des Drucks zum Expandieren der verengten Verbindungsleitung erfordert eine Erhöhung des Gegendrucks, so daß deren Differenz im wesentlichen bis auf ungefähr +_ 0,5 MPa (5 bar) konstantgehalten \i/ird, um hinreichend kleine Abmessungstoleranzen der geformten Teile zu gewährleisten. Dies erfordert also eine entsprechende Erhöhung der Leistung der verwendeten Presse. Eine Erhöhung des Drucks um 1 MPa (10 bar) entspricht z. B. bei einem Teil mit den Ausmaßen 4200 χ 1000 mm einer zusätzlichenBelastungskraft von 420 t.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Platte mit einem nach einer Seite hin ausgebildetem Fluidleitungssystem so zu verbessern, daß die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden.

Diese Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Auf einem der Bleche, aus denen, die Platte geformt wird, ist ein Leitungssystem vorgezeichnet, das folgende Elemente aufweist:

1. Eine äußere geschlossene Leitung, der das Druckfluid über eine am Rand der Platte mündende Verbindungsleitung zugeführt wird. Diese äußere Leitung dient wie beim Stand der Technik dazu, einen Raum zwischen den Pre.ßbacken der Presse abzudichten.

2. Ein inneres Leitungssystem, das aus einem oder mehreren einzelnen Teilen bestehen kann.

3. Eine oder mehrere Vejbindungsleitungen, die die äußere Leitung mit dem oder den inneren Leitungssystemen) verbinden . Diese Verbindungsleitung hat eine im wesentlichen konstante Breite, die ausreichend groß gewählt ist, daß diese Leitung bei dem Fluiddruck expandiert wird, bei dem auch die äußere Leitung expandiert wird. (Dies steht im Gegensatz zu dem Verfahren nach dem Stand der Technik, bei dem eine Erhöhung des Fluiddrucks erforderlich ist). Die Verbindungsleitung muß ferner eine ausreichende Länge aufweisen, damit die Zeit zur progressiven Ausbildung der Verbindungsleitung ausreicht, um den zur Erhaltung einer Platte mit nach einer Seite hin ausgebildetem Leitungssystem erforderlichen Gegendruck etablieren zu können, bevor das oder die innere(n) Leitungssystem^) ausgebildet wird (werden). Die Länge dieser Verbindungsleitung ist größer als die halbe Länge der herzustellenden Platte und ist im allgemeinen größenordnungsmäßig 1- bis 3-mal größer als diese Länge. Diese Verbindungsleitung verläuft vorzugsweise geradlinig in Richtung der Längsseite der Platte. Sie verbindet die äußere Leitung mit dem inneren Leitungssystem^ ausgehend von einer Stelle in der äußeren Leitung, die dem Eingang für das Druckfluid in die äußere

Leitung gegenüberliegt. Die Drucke des Fluids für die Expansion der Leitungen sind auf 12 bis 15 MPa (120 bis 150 bar) und die entsprechenden Gegendrücke auf 5 bis 7 MPa (50 bis 70 bar) eingestellt.

Im folgenden «/erden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: .

Fig. 1 bis 3 einige Ausführungsbeispiele von

nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Platten;

Fig. 4 in einem Diagramm den Verlauf des

Fluiddrucks und des Gegendrucks . in Abhängigkeit von der Zeit bei der Herstellung der in Fig. 2 gezeigten Platte.

Die in Fig. 1 gezeigte Platte u/eist eine äußere Leitung 1 auf, mit einem am Rand der Platte 4 angeordneten Eingangskanal 2. Das in Fig. 1 mit gestrichelten Linien eingerahmte Fertigteil 5 besteht aus einem Leitungssystem 6. Zwischen der äußeren Leitung 2 und dem inneren Leitungssystem 6 ist eine Verbindungsleitung 7 angeordnet, deren Länge ausreichend groß und/ oder deren Querschnitt ausreichend klein ist, so daß die Zeit für deren Expansion bei den gewählten Druckverhältnissen größer als 2 s ist und" im allgemeinen etu/a 3 s beträgt.

Folgende Uerfahrensschritte sind zur Herstellung einer in Fig. 2 gezeigten Platte notwendig:

- Das Vorbehandeln und Vorzeichnen eines Aluminium-Blechs mit einem Aluminiumgehalt von 99,5 % (A5 nach der französischen Norm AFNOR A 50-451) im fettblanken Zustand mit einer Dicke von 2,9 mm, auf der das Leitungssystem, in. Längsrichtung mit reduziertem Maßstab, aufgezeichnet ist. Dieses Blech wird mit einem zweiten Blech bedeckt, dessen gegenüberliegende Fläche ähnlich behandelt ist.

- Beide Bleche zusammen werden auf eine Gesamtdicke von 1,45 mm warmgewalzt.

- Die so gebildete Platte wird zwischen den Preßbacken einer Presse angeordnet, wobei der Abstand der Preßbacken der Gesamthöhe der zu formenden Leitung, z. B. 3 mm, entspricht.

- Der an einer Seite der Platte mündende Leitungskanal wird geöffnet und es wird dort eine Injektionsnadel für das zur Expansion der Leitungen verwendete Druckfluid, in diesem Fall Druckluft, eingeführt.

Das Einführen der komprimierten Luft in das Leitungssystem und den Bereich, in dem sich der Gegendruck ausbilden soll, d. h. in den von der äußeren Leitung umschlossenen Bereich zwischen einer Plattenseite und einer Preßbacke, erfolgt jeweils über geeichte Elektroventile, die ggf. von einem Manostaten geregelt und verzögert werden. Das in Fig. 4 dargestellte Diagramm zeigt den Verlauf dieser Drucke über der Zeit. Man sieht, daß der Gegendruck etwa 0,2 bis 0,5 s nach der Beaufschlagung des Leitungssystems mit dem Expansionsdruck er-

folgt.

Nach der Expansion wird das Leitungssystem entlüftet und der Gegendruck so vermindert, daß im Leitungssystem stets ein Druck herrscht, der größer ist als der Gegendruck, um ein Quetschen der Leitungen zu verhindern· Die Presse wird geöffnet, wenn die Druckdifferenz mindestens 1 MPa (10 bar) beträgt. In diesem Fall dauert das Expandieren des Leitungssystems 8 s und das Belüften IQ s.

Anschließend wird die so gebildete Platte aus der Presse genommen und den üblichen weiteren E.ndbehandlungen und dem Ausschneiden unterzogen.

Claims

BEETZ & PARTNER "Patentanwälte

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Telefon (089) 227201 - 227244-295910 _{R ßEETZ} ^ « * * *

Telex 522048 - Telegramm Allpat" München _. , _,„,____..

ur.-ing. H. bet ι z. jun.

5o3-36 987P Dr.-Ing.W.TlMPE

DOJ jb.ya/i' Dipl.-Ing.J.SIEGFRIED

Priv.-Doz. DipL-Chem. Dr. rer. nat. W. SCHMITT-FUMIAN Dipl.-Ing. K. LAMPRECHT11981

3o. Nov. 19

Ansprüche

Verfahren zum Herstellen einer Platte mit einem nach einer Seite hin ausgebildetem Fluidleitungssystem, bei dem.zwei Bleche übereinandergelegt und auf ihrer gesamten Berührungsfläche miteinander verschweißt werden, mit Ausnahme von Bereichen, in denen die Ausbildung von Leitungen eines Leitungssystems vorgesehen ist, das eine geschlossene äußere Leitung und ein inneres Fluidleitungssystem, die miteinander durch mindestens eine Verbindungsleitung verbunden sind, umfaßt, die aus den verschweißten Blechen gebildete Platte in eine Presse eingebracht wird, in der die äußere Leitung mittels eines Druckfluids expandiert wird, bis diese ein Volumen zwischen den Preßbacken der Presse dicht abschließt, eine Seite der Platte mit Druck beaufschlagt wird und die Verbindungsleitung (oder -leitungen) und. das innere Fluidleitungssystem expandiert werden,

d ad urch geken η ze i c h η e t ,

daß der Strömungswiderstand der Verbindungsleitung (oder -leitungen) so ausgelegt ist, daß bei konstantem Druck des Druckfluids die Platte auf einer Seite mit Druck beaufschlagt wird, nachdem die äußere Leitung expandiert wurde und bevor die Expansion des inne-

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ren Fluidleitungssystems erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit zur Ausbildung der Verbindungsleitung (oder -leitungen) größer als 2 s ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Verbindungsleitung (oder -leitungen) größer als die halbe Länge der herzustellenden Platte ist. ,
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Verbindungsleitung (oder -leitungen) ein- bis dreimal so groß ist, wie die Länge der herzustellenden Platte.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (oder -leitungen) geradlinig ist (sind), sich in Längsrichtung der herzustellenden Platte erstreckt (erstrecken) und won einer Stelle der äußeren Leitung ausgeht (ausgehen), die dem Expansionsfluideingang der äußeren Leitung gegenüberliegt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß 0,2 bis 0,5 s nach dem Einlassen des Expansionsfluids in die äußere Leitung der Gegendruck an die Platte angelegt u/ird.