DE934644C

DE934644C - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung duennwandiger formstabiler Hohlkoerper langgestreckter Form

Info

Publication number: DE934644C
Application number: DESCH3303A
Authority: DE
Inventors: Walter Schoeler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1950-07-09
Filing date: 1950-07-09
Publication date: 1955-11-03

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung dünnwandiger formstabiler Hohlkörper langgestreckter Form Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung dünnwandiger formstabiler Hohlkörper langgestreckter Form, deren Formstabilität durch kraftschlüssige Verbindung der die Schmalseiten bildenden Mehrfachlagen und der an gegenüberliegenden Stellen der Langseite des Profilquerschnittes angeordneten Sicken erreicht wird.
Hohlkörper langgestreckter Form - auch als Flachröhren bezeichnet - finden in vielen Gebieten der Technik Anwendung und werden je nach dem Verwendungszweck aus Metallen, Kunststoffen oder anderen Werkstoffen hergestellt. Beim Bau vo - n Wärmeaustauschern finden beispielsweise metallische Flachrohre wegen des günstigen Verhältnisses von Oberfläche zu eingeschlossenem Volumen weitgehende Verwendung. Beste Wärmeleitung wird mit Kupfer als Werkstoff erzielt. Eine Verbesserung der Wärmeübergangszahl ist nur durch Verringerung der Wandstärken der Flachrohre möglich. Diese ist aber bei den heute bekannten Formen des Flachrohres ohne unzulässige Einhuße an Formsteifigkeit nicht möglich.
Flachrohre lassen sich aus nahtlosen Rohren fertigen, doch spielt diese Art der Fertigung keine Rolle, da. der Transport von Rohren wesentlich schwieriger und teurer ist als der von Bandmaterial.
In bekannter Weise werden Flachrohre aus einem Band gewalzt, mit der Naht an der Langseite des Profilquerschnittes. In gleichfalls bekannter Weise werden Flachrohre aus zwei Bändern gewalzt, deren Verbindungsstelle an den Flachseiten des Prüfilquerschnittes liegt. Für diese Verbindungsstelle sind die verschiedensten Vorschläge gemacht worden. So. wird beispielsweise über die durchgesetzten Kanten der beiden Bänder ein U-förmiger Verschlußstreifen geschoben. Bei einem anderen Herstellungsverfahren wird das Verbinden der beiden Bänder durch Überlappen und Falzen erreicht.
Um ein Zusammengedrücktwerden der Flachrohre zu verhindern, ist die Anordnung von Stegen, die von einer Wand zur anderen reichen, bekannt. Ersatzweise hat man auch bereits einander gegenüberliegende Sicken angeordnet. Bekannt ist auch das Verhaken von einander gegenüberliegenden Rippen zum Zwecke der besseren Aufnahme eines Überdruckes.
Im Gegensatz zu den bisher bekannten, werden die Flachrohre nach dem beanspruchten Verfahren so hergestellt, daß die Überlappungen. und Falzungen an den Schmalseiten des Profilquerschnittes so gelegt sind, daß diese Schmalseiten aus Mehrfachlagen aufgebaut sind; weiterhin sind diese Mehrfachlagen durch geeignete Mittel - z. B. Löten bei Verwendung verzinnten Kupferbleches - kraftschlüssig verbunden, so daß bei Biegung oder Torsion des Flachrohres kein Gleiten in den Verbindungsstellen auftreten kann. Darüber hinaus sind die an den gegenüberliegenden Stellen der Langseiten des Profilquerschnittes angeordneten Sicken kraftschlüssig verbunden, was bei verzinntem Kupferblech durch Löten erfolgt.
Der nach diesem neuen Verfahren hergestellte Hohlkörper (Flachrohr) erweist sich also so überlegen, hinsichtlich Biege- und Beulfestigkeit, daß gegenüber den nach den bisher bekannten Verfahren hergestellten Flachrohren eine Verminderung der Wandstärke um 3o his 50'/o möglich ist. Die Verarbeitung dieser Werkstoffe außergewöhnlich geringer Wandstärke ist bei dem angegebenen Verfahren dadurch möglich, daß die, Umformung des Werkstoffbandes im Ziehverfahren und nicht durch Walzen erfolgt, die Zugkraft aber an dem fertiggeformten Hohlkörper angreift. - Beim Bau von Wärmeaustauschern ermöglicht die Überlegenheit der nach diesem Verfahren hergestellten Hohlkörper hinsichtlich Handhabung, Wärmeübergang und Herstellungskosten da-rüber hina.us noch eine Verkleinerung der erforderlichen Oberfläche und damit kleinere Baumaße.
Für andere Anwendungsgebiete lassen sich mit anderen Werkstoffen durch Anwendung von elektrischer Schweißung oder Druckvulkanisierung ähnlich überlegene Hohlkörper schaffen. Bei Verarbeitung von bestimmten Kunststoffen kann die kraftschlüssige Verbindung auch durch Kleben erzielt werden.
Die Herstellung sei an dem Beispiel eines aus zwei Metallbändern hergestellten Flachrohres erläutert. Abh. i zeigt als Schema, im Aufriß die zur Herstellung erforderlichen Arbeitsgänge. Von den Bandtrommeln i und 2 laufen die vorher ve#rzinnten und auf genaue Breite geschnittenen Metallbänder 3 und 4 dem Ziehwerkzeug 5 zu, in dem die Formung des Flachrohres erfolgt. Hinter dem Ziehwerkzeug ist der Vo-rschubapparat 6 angeordnet, der das Flachrohr durch das Ziehwerkzeug zieht und zu der Lötapparatur 7 und der Abs,#hneidev,oirricjh-tung 8 färdert, zwischen den Bändern 3 und 4 sind die Ziehstäbe 9 angeordnet, die sich durch das Ziehwerkzeug 5 mindestens bis an das Auslaufende des Vorschubapparates 6 erstrecken. Der Vorschubapparat 6 ist als doppeltwirkender Bandtransporteur dargestellt, er kann selbstverständlich durch irgendeine andere Vorrichtung zur Erzielung konstanten oder intermittierenden Vorschubes ersetzt sein. Auch die Lötapparatur ist nur als Beispiel eines Durchlaufofens, einer Induktionsspule, ein-es Brennersatzes oder einer zweckentsprechenden Schweißapparatur anzusehen.
Für den Anlauf des Verfahrens werden die von den Trommeln abgewickelten freien Enden der Bänder 3 und 4 durch Abschneiden langgestreckter Zwickel seitlich angespitzt und durch das Ziehwerkzeug bis in den Mitnahmebereich des Vorschubapparates geschoben. Nach Inbetriebnahme der Lötapparatur und Einschalten der Antriebe für Vorschuhapparat und Längenschneider läuft das Verfahren selbsttätig und kontinuierlich, bis der Bandvarrat erschöpft ist.
Abb. 2 zeigt als Beispiel die Bildung eines Flachrohres aus den Bändern 3 und 4. io zeigt die Bänder kurz vor ihrem Einlauf in das Ziehwerkzeug 5, ii den Verformungszustand im Bereich des Schnittes längs der Linie IJ in Abb. 1, 1:2 den entsprechenden für 11-11, 13 entsprechend für. 111-111, 14 für IV-IV, 15 für V-V, während 16 den Zustand nach dem Durchlauf durch die Lötappa,ratur zeigt.
Für die Anwendung des Verfahrens auf einzelnen Sondergebieten sind gewisse Abwandlungen manchmal wünschenswert.
Die im folgenden als Beispiel für die Anwendung des Verfahrens beschriebenen Vorrichtungen sind speziell für die Herstellung von Flachrohren für Wärmeaustauscher und deren Zusammenstellung zu einem Kühlerblock gedacht. Die in diesem Zusammenhang gezeigte Verlegung des Lötvorganges in eine zeitlich spätere Stufe des Herstellungsvorganges zeigt die Abwandlungsfähigkeit des Verfahrens, die in diesem Falle durch die erzielte Formstabilität der Flachrohre möglich ist. Abh. 3 zeigt eine Flachrohrzieh- und Längenschneidemaschine in deri Ansicht von der Seite, Abb. 4 dieselbe Maschine von, oben gesehen. Das Maschinengestell 17 trägt an dem Ausleger iS die um die Achse ig drehbar gelagerten Bandtrommeln i und 2. Die Blechbänder 3 und 4 laufen über Umlenk- und Führungsrollen 2o dem Ziehwerkzeug 5 zu. Von einem Elektromotor:2i sind über ein Zwischengetriebe 22 die beiden Aggregate des Vorschubapparates 6 und 23 und die Abschneidevorrichtung 24 angetrieben, Das Ziehwerkzeug 5 ist in der waagerechten Ebene geteilt und kann nach Lösen von Flügelschrauben:25 schnell auseinandergenommen werden. Dadurch ist eine schnelle Wartung und Reinigungsmöglichkeit gewährleistet, außerdem ist ein Nachstellen der Ziehleisten 26 leicht möglich. Ober- und Unterteil des Ziehwerkzeuges sind außerdem durch Ebenen, die in der Ziehrichtung liegen und senkrecht auf der Hauptteilungsebene des Werkzeuges liegen, mehrfach unterteilt und durch Zuganker formschlüssig verbunden. Durch Auswechseln der Mittelstücke läßt sich das Werkzeug mit einigen Handgriffen für andere Rohrbreiten einstellen.
Der Vorschubapparat ist doppelt ausgeführt und besteht aus in den Achsabständen verstellbaren Walzenparen:27. Die Walzensind als Profilwalzen ausgebildet und auf einem Teil des Umfanges abgesetzt. Das hinter dem Ziehwerkzeug liegende Walzenpaar wirkt auf ober- und unterhalb des Flachrohres angeordnete Vorschubleisten 28, von denen jeweils mehrere - entsprechend der Querschnittsform des Flachrohres - nebeneinander angeordnet sind. Sinngemäß wirken die Walzen des Vorschubapparates:23 auf die in dem Inneren des Flachrohres angeordneten Ziehstäbe 9, deren Zahl der Anzahl der Vorschubleistenpaare entspricht.
Der Vorschub des Flachrohres wird durch das Zusammenwirken jeweils gemeinsam in Bewegungsrichtung vorgeschobener Vorschubleisten und Ziehst#,be bewirkt, während gleichzeitig die Vorschubleisten und der Ziehstab einer anderen Paarung durch Federzug zurückgeholt werden, da diese durch Absetzung der Vorschubwalzen in diesem Zeitpunkt nicht vorgeschoben werden können. Durch günstige Versetzung der Absetzung an den Walzen wird ein nicht unterbrochener vollkommen gleichmäßiger Zug erreicht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE.-i. Verfahren zur Herstellung dünnwandige" formstabiler Hohlkörper langgestreckter Form aus einem oder mehreren Bändern, dadurch gekennzeichnet, daß die die Verbindungsstelle bildenden, aus kraftschlüssig verbundenen Mehrfachlagen aufgebauten Schmalseiten des Profilquerschnittes und/oder an gegenüberliegenden Stellen des Profilquerschnittes angeordnete, kraftschlüssig verbundene Sicken den Profilquerschnitt versteifen.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachlagen durcli Überlappen, Falzen od. ä. erreicht werden,. 3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrfachlagen durch Löten, Schweißen, Kleben od. ä. kraftschlüssig zu SchmaIseiten des Profilquerschnittes verbunden werden. 4. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die kraftschlüssige Verbindung der in den Langseiten einander gegenüber angeordneten Sicken durch Löten, Schweißen, Kleben od. ä. Mittel erreicht wird. 5. Verfahren nach An#sprudh 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Izraftsdh-lüssi#ge Verbindung der Schmalseiten oder gegenüberliegend angeordneten Sicken erfolgt, wenn der aus den Hohlkörpern gebildete Block (Kühlerblock) im Lötofen erwärmt wird. 6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, bestehend aus einer Bandzuführung für jedes Bahd, einem Ziehwerkzeug, einem Vorschubapparat, einer Löteinrichtung und einem Längenschneider. 7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen i und 2, gekennzeichnet durch zwei oder mehr von der Bandzuführungsseite gehalterte und den Hohlquerschnitt des Hohlkörpers ausfüllende Ziehstäbe und mehrere Paare von Vorschuhleisten, von denen jedes mit einem Ziehstah zusammenwirkt. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verf ahrens nach den Ansprüdhen i und 2 in kontinuierlichem Arbeitsgang, gekennzeichnet durch Klemmung des Hohlkörpers zwischen dem je- weils in Vorschubrichtung bewegten Ziehstab und Vorschubleistenpaar, während ein anderer Ziehstab mit seinem Vorschubleistenpaar ohne Klemmun,g entgegen der Vorsdh.ubrichtung beewegt wird. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 273 444 401 893, 709 736; französische Patentschriften Nr. 909 526, 962-430.