FI112043B - Menetelmä ja laite levyosien valmistamiseksi - Google Patents

Description

112043

Menetelmä ja laite levyosien valmistamiseksi

Keksintö koskee menetelmää ja laitetta, jolla valmistetaan levyosia, edullisesti levylämmönvaihtimen levyjä, johtamalla raaka-aineena oleva levymateriaali 5 rainan muodossa kahden valssitelan väliin levyosien muotoilemiseksi.

Levylämmönvaihtimien levyt on valmistettu kylmämuokkausmenetelmällä puristamalla levy kerrallaan tasotyökalujen välissä. Työkaluista toinen toimii painimena ja toinen vastimena. Valmistettavan levyn profiilin korkeudesta ja muo-10 doista riippuu valmistettavien levyosien muokkausaste. Lämmönvaihtimien levyjen profiilit ovat yleensä niin matalia, että muokkausaste ei tuota ongelmia. Sen sijaan levykoon kasvaessa puristusvoiman tarve nousee niin suureksi, ettei pienellä levylämmönvaihtimia valmistavalla konepajalla ole taloudellisia edellytyksiä hankkia levyjen puristamiseen tarvittavaa prässiä. Pienempien levyjen 15 puristamiseen on riittänyt mekaaninen epäkeskotyyppinen puristin. Sen sijaan suuremmat levyosat on puristettu yleensä hydraulisilla puristimilla.

,! . ‘ Levyosien valmistukseen käytettävät tasotyökalut ovat suurista voimista johtu- : . ·. en erittäin järeitä. Tällaisten työkalujen valmistuskustannukset ovat niin kor- : ‘' ‘: 20 keat, että pieniä määriä levyjä ei kannata tehdä. Levyosien leikkausta varten :,: '· tarvitaan omat työkalut. Levyosien leikkauksen vaatima voima on yleensä pie- * · ’ ' nempi kuin muokkauksen vaatima voima, jolloin leikkaukseen voidaan käyttää kevyempiä puristimia. Levylämmönvaihtimissa käytettävien levyosien reiät t' · ·, tehdään pistotyökaluilla. Perinteinen lämmönvaihtimen levyosien valmistus • · * 25 käsittää useita työvaiheita alkaen levyrainan leikkauksesta sopivan kokoisiksi , · ·. aihioiksi päättyen esimerkiksi reikien tekoon.

» » ·

Ennestään tunnetaan myös erilaisten profiloitujen metallilevyjen valmistaminen valssausmenetelmällä. Profilointeja käytetään levyissä joko ulkonäkösyistä tai 2 112043 vahvistamaan levyn lujuutta. Muotovalssaamalla tehdyt kattopellit ovat ehkä tunnetuimpia tämän tyyppisiä tuotteita. Tällaisissa ohutlevyistä valmistetuissa kattopelleissä muokkausaste on yleensä niin suuri, että valssaus tehdään useassa vaiheessa. Kattopelteihin ei tehdä muotoleikkauksia koneella, vaan levyt kat-5 kaistaan määrätyiltä alueilta erillisillä leikkuuterillä. Rullamuovausta käytetään pitkien listojen tai profiloitujen kappaleiden valmistukseen. Myös särmäyspuristinta voidaan käyttää valmistettaessa erilaisia profiileita levyihin. Yhteistä edellä esitetyille menetelmille on se, että profilointityökaluilla ei tehdä levyn leikkausta.

10 Tämän keksinnön tarkoituksena on valmistusmenetelmä ja laite, joka muotoilee ja leikkaa levy osan yhdessä työvaiheessa kahden telan välissä, jolloin levy osa on valmis kuljettuaan telaparin lävitse. Keksintö perustuu siihen, että levyläm-mönvaihtimen ulkoreunat ja reikien ulkoreunat ovat suoria tasoja, jolloin ne on 15 helpompi leikata valssauksen yhteydessä kuin profiloidut osuudet.

Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle ja laitteelle le- ! vyosien valmistamiseksi on tunnusomaista se, mikä on esitetty jäljempänä seu- : . ’. raavissa patenttivaatimuksissa.

> · · I I · · 20 *·/· ’· Levyosien valmistusmenetelmässä levyosat muotoillaan kahden muodoiltaan '. * ’ vastakkaisen telan välissä ja leikataan irti lopulliseen muotoonsa samalla kun ne muotoillaan. Telojen etäisyys ei vaikuta telojen synkronointiin, koska telat on « · ·

I < I

!.. # kytketty toisiinsa välyksettömällä tai välyksettömäksi säätyvällä hammaspyö- • * · .. ·, 25 rästöllä, joka on sovitettu telojen toiseen päähän. Telojen synkronointi hoide- I t « • · ' · · ·. taan telakohtaisilla synkronointi- tai servomoottoreilla j a sähköisellä ohj ausj är- ‘ . jestelmällä. Valmistettavien levyosien kuvion profiilin korkeutta voidaan • · ....: muuttaa teloj en korkeutta muuttamalla. Teloissa olevat leikkuuterät ovat j oko kiinteästi telojen pintaan työstettyjä tai irrotettavia, jolloin ne voidaan vaihtaa.

3 112043

Leikkuuterät teroitetaan edullisesti niiden ollessa kiinnitettyinä teloihin. Telojen pinnoilla olevat toisiinsa nähden vastakkaiset muotokuviot ovat joko kiinteästi telojen pinnoilla tai irrotettavia liikkumattomasti telojen pinnoille lukittuja. Telojen etäisyyttä säädetään runko-osan pystytolppien avulla, jotka on katkaistu 5 tätä varten.

Keksinnön mukaisella levyosien valmistusmenetelmällä ja laitteella saavutetaan merkittäviä etuja nykyisin käytössä oleviin menetelmiin ja laitteisiin nähden. Varsinkin isompia levyosia valmistettaessa tarvittava puristusvoima pienenee 10 oleellisesti tasomaisiin muokkaustyökaluihin verrattuna. Lämmönvaihtimen levyosien valmistukseen soveltuvan valssin hankintahinta on vain murto-osa suuren hydraulisen prässin hankintahinnasta. Keksinnön mukainen levyosien valmistusmenetelmä ja laite pienentävät merkittävästi suurehkojen matalaprofiilisten levyosien valmistuskustannuksia. Levyosa valmistuu yhdellä työkalulla 15 yhden työvaiheen aikana, jolloin ei tarvita välivarastoja eikä tuotantolinjan eri työvaiheita toteuttavien koneiden synkronointia toisiinsa nähden. Valmistettavien levyosien laatu paranee, koska eri työvaiheiden välisiä valmistustoleransseja • $ * .! .' ei ole.

• * : *'': 20 Seuraavassa keksintöä selitetään yksityiskohtaisemmin erään suoritusmuodon v : avulla ja oheisiin piirustuksiin viitaten.

Kuvio 1 esittää erästä suoritusmuotoa keksinnön mukaisesta laitteesta levyosien . : ·. valmistamiseksi.

» · · 25 , ·*. Kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisen laitteen teloja halkileikattuna hammaspyö- * %; rästön puoleisessa päässä.

Levyosat valmistetaan keksinnön mukaisessa menetelmässä kuvan 1 mukaisella . 112043 4 laitteella, jossa runko-osaan 1 on laakeroitu telat 2 ja 3 pystytolppien 4 ja 5 varaan. Pystytolpat 4 ja 5 voidaan suojata koteloilla 6 ja 7. Kuvasta 1 nähdään miten raaka-aineena käytettävästä rainasta on muotoiltu levyosia 9 telojen 2 ja 3 välissä. Muokkaustekniikan kannalta on edullista tehdä lämmönvaihdinlevyjen 5 profilointi rainan 8 kulun suuntaisesti teloihin 2 ja 3 nähden poikittaisesti. Lämmönvaihtimen levyosien 9 reikien 10 paikat määräävät lämmönvaihtimen lämpöteknisiin ja virtausteknisiin ominaisuuksiin ratkaisevasti vaikuttavan har-jakulman suuruuden. Haijakulma on kahden vastakkain olevan levyosan harjojen tai urien välinen kulma. Keksinnön mukaisessa menetelmässä levy osat 9 10 leikataan irti rainasta 8 ja reiät 10 tehdään saman aikaisesti telojen 2 ja 3 välissä. Valssauksen tarvitsema voima on huomattavasti pienempi kuin tasomaisia puristintyökaluja käytettäessä. Tämä pienempi voiman tarve perustuu siihen, että telojen 2 ja 3 sekä rainan 8 välinen kosketuspinta on periaatteessa viiva, jolloin muokattava alue on pieni.

15 Telojen 2 ja 3 toisissa päissä on hammaspyörästö 11, joka on tyypiltään välyk-setön, jolloin telojen 2 ja 3 pyörimisliikkeet on lukittu toisiinsa nähden, mikä on erittäin tärkeätä varsinkin levyosia 9 leikattaessa irti rainasta 8. Kuvion 1 mu-.! . ’ kaisessa keksinnön suoritusmuodossa hammaspyörästö 11 muodostuu kahdesta : . ·. toisiinsa kytketystä hammaspyörästä 12 ja 13, jöistä toinen on jaettu kolmeen : ’1'; 20 osaan, joita voidaan pyörittää toisiinsa nähden. Telojen 2 ja 3 välistä etäisyyttä :: : muutettaessa hammaspyörien 12 ja 13 välille syntyvä välys poistetaan pyörit- ‘ ‘ ’ tämällä kolmiosaisen hammaspyörän 13 osat sellaiseen asentoon, jossa välystä ei enää ole.

25 Hammaspyörästön 11 välyksettömällä hammasvälityksellä tapahtuvan mekaa- • · , · · ·. nisen synkronoinnin lisäksi telojen pyörimistä toisiinsa nähden ohjataan sähköi- ‘ : sesti ohjauskeskuksen 14 avulla. Kummallakin telalla 2 ja 3 on oma käyttöko- ....: neistonsa, jotka kuvan 1 mukaisessa suoritusmuodossa käsittävät sähkömoot torit 15 ja 16 sekä vaihteet 17 ja 18. Telojen 2 ja 3 synkronointi voidaan tehdä 5 112043 joko mekaanisesti, sähköisesti tai käyttämällä niiden yhdistelmiä.

Telojen 2 ja 3 välistä etäisyyttä voidaan säätää sovittamalla pysty tolpissa 4 ja 5 oleviin rakoihin 20 halutun suuruiset täytelevyt 21, jotka kiristetään paikoilleen 5 katkoskohtien 20 läpi menevien pulttien 22 ja muttereiden 23 avulla kuten kuviosta 2 on nähtävissä. Telojen 2 ja 3 halkileikkauskuvasta kuviossa 2 nähdään, että tässä suoritusmuodossa telat 2 ja 3 on tehty paksuseinäisistä putkista 21 ja 22, jotka muodostavat telojen vaipat. Putkien 21 ja 22 kummassakin päässä on päätykappaleet 23 ja 24, joiden läpi telojen 2 ja 3 akselit 25 ja 26 kulkevat.

10 Putket 21, 22 on kytketty päätykappaleidensa 23, 24 välityksellä kiinteästi akse-leihinsa 25,26 joko hitsaamalla tai liittämällä ne irrotettavasti toisiinsa.

Kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa levyosien 9 muotoiluosat 27 ja 28 on työstetty suoraan telojen 2 ja 3 vaippoina toimivien putkien 21 ja 22 pinnoille.

15 Muotoiluosat 27, 28 voidaan tehdä myös tasomaisina levyinä, jotka taivutetaan ja kiinnitetään liikkumattomasti telojen 2, 3 pinnoille. Muokkaustekniikan kannalta on edullista ulottaa muotoiltava alue koko rainan 8 leveydelle kuten kuvi-! .' ossa 2 on esitetty. Tällöin myös levyosien 9 ulkopuolelle jäävät rainan 8 osat : ,·. voidaan käyttää pienempien levyosien valmistamiseen. Hammaspyörät 12 ja 13 : ’ “: 20 kytketään hammaskehinä putkiin 21,22 tai akseleihin 25,26. Niiden kiinnitys :: : voidaan tehdä myös telojen 2, 3 päätykappaleisiin 23, 24.

Kuvion 2 mukaisessa suoritusmuodossa levyosan 9 ulkoreunan leikkuuterät muodostuvat teloihin 2 ja 3 kiinnitetyistä teristä 29 ja 30, joista toinen voi toi-25 mia vastimena ja toinen leikkaavana teränä. Myös molemmat terät voidaan te-. · ·. roittaa leikkaaviksi. Leikkuuterät 29, 30 tai toinen niistä voidaan valmistaa t ’ t; kiinteästi telojen 2, 3 vaippojen pinnalle, jolloin esimerkiksi vain leikkaava terä ...: vaihdetaan teroituksen ja kulumisen seurauksena. Leikkuuterien 29, 30 tulee ulkomuodoltaan olla telojen 2, 3 ulkokehien muotoisia, jotta ne voidaan kiinnit- 6 112043 tää telojen 2, 3 pinnoille.

Levyosan 9 reikien 10 tekoa varten teloihin 2, 3 tehdään tai kiinnitetään leik-kuuterät 31, 32. Leikkuuteristä toinen voi toimia painimena, joka leikkaa, ja 5 toinen vastinrenkaana. Reikien 10 leikkuuterät 31, 32 voidaan tehdä joko telojen 2, 3 materiaalista tai ne kiinnitetään irrotettavasti telojen 2, 3 pinnoille kuten kuviossa 2.

Leikkuuterät 29, 30, 31 ja 32 on edullista teroittaa niiden ollessa kiinnitettyinä 10 telojen 2, 3 pinnoille. Kun jokin leikkuuteristä 29, 30, 31, 32 on teroitettu loppuun, se irrotetaan ja vaihdetaan uuteen, jos kysymyksessä on irrotettava terä. Mikäli terä on kiinteä osa telojen 2, 3 pinnoilla, voidaan loppuun teroitetun tai kuluneen terän käyttöikää pidentää hitsaamalla tai vastaavilla menetelmillä.

15 Telojen 2, 3 akselit 25, 26 on laakeroitu runko-osan 1 muodostavien pystypyl-väiden 4, 5 sisälle sovitettuihin laakereihin 33. Telojen 2, 3 pyörittämistä varten ainakin yksi telojen 2, 3 akseleista johdetaan pystypylväiden 4, 5 läpi käyttökö-neiston 17, 18 kytkentää varten.

; ’: 20 Keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta levyosien valmistamiseksi käytetään :: seuraavaan tapaan. Telojen 2, 3 etäisyys säädetään vastaamaan raaka-aineena ' ·' ‘ käytettävän rainan 8 paksuutta sijoittamalla sopivat täytelevyt 21 pystypylväi den 4 ja 5 rakoihin 20 ja kiristämällä pultit 22 muttereiden 23 avulla. Hammas- , ; ·. pyörästö 11 säädetään mekaanisesti välyksettömäksi kolmiosaisen hammas- 1 · » ,, \ 25 pyörän 13 avulla ja/tai sähköisesti telakohtaisilla synkroni- tai servomoottoreilla 15,16,17,18.

....: Ohjauskeskuksesta 14 valitaan raaka aineena käytettävän rainan 8 aineominai- suuksia ja paksuutta vastaava pyörimisnopeus ja syötetään työstettävä raina 8 7 112043 telojen 2, 3 väliin, jotka muotoilevat ja leikkaavat levyosat 9 samanaikaisesti. Jotta edellä esitetyn kaltainen menetelmä ja laite levy osien valmistamiseksi toimisi, tarvitaan esimerkiksi kelalla olevan rainan 8 purkauslaite ja rullaradat telojen 2, 3 eteen ja taakse rainan 8 syöttöä ja levyosien 9 poistoa varten.

5

Alan ammattimiehelle on selvää, että edellä esitetty selitys ja siihen liittyvät kuviot on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan menetelmä ja laite levyosien valmistamiseksi voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten suojapiirin puitteissa. Niinpä esimerkiksi telojen 2, 3 väli-10 sen etäisyyden säätö on helposti automatisoitavissa nykytekniikalla. Muotoilu-osat 27, 28 voidaan toteuttaa toisin kuin edellä on esitetty, samoin teräosien 29, 30, 31, 32 valmistamiseen, kiinnittämiseen ja huoltoon on olemassa ennestään tunnettuja ratkaisuja.

* · f · « · I » · t » · »

Claims (5)

112043

1. Menetelmä levyosien (9), edullisesti lämmönvaihtimen levyosien (9), valmistamiseksi muokkaamalla edullisesti rainan (8) muodossa olevaa 5 levymateriaalia kahden pintamuodoiltaan vastakkaisen telan (2, 3) välissä ja leikkaamalla levyosat (9) irti levyrainasta (8) lopulliseen muotoonsa samanaikaisesti kun ne muotoillaan, tunnettu siitä, että telojen (2, 3) liike on synkronoitu telojen (2, 3) etäisyydestä riippumattomalla välyksettömällä tai välyksettömäksi säätyvällä telat (2, 3) toisiinsa kytkevällä hammaspyörästöllä 10 (11).

2. Patenttivaatimusten 1 mukainen menetelmä levyosien (9) valmistamiseksi tunnettu siitä, että telat (2, 3) synkronoidaan toisiinsa telakohtaisilla synkroni- tai servomoottoreilla ja sähköisellä ohjausjärjestelmällä. 15

3. Joidenkin patenttivaatimusten 1-2 mukainen menetelmä levyosien (9) valmistamiseksi tunnettu siitä, että valmistettavan levyosan (9) kuvion profiilin korkeutta muutetaan telojen (2, 3) etäisyyttä muuttamalla. t · • · • « · * · : · . 20 4. Joidenkin patenttivaatimusten 1-3 mukaisessa menetelmässä levyosien (9) I · : valmistamiseksi käytettävä laite, joka käsittää runko-osan (1), siihen laakeroidut kaksi telaa (2, 3), telojen (2, 3) pyörityselimet (15, 16, 17, 18) ja ohjauskeskuksen ,: : (14), tunnettu siitä, että runko-osan (1) pystytolpat (4, 5), joihin telat (2, 3) on * I t .: : laakeroitu on katkaistu telojen (2, 3) laakerointien (33) väliseltä osalta telojen (2, 25 3) välisen etäisyyden säätämiseksi.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite levyosien (9) valmistamiseksi tunnettu » I t siitä, että telat (2, 3) on kytketty toisiinsa välyksettömällä tai välyksettömäksi » * säätyvällä telojen (2, 3) toisiin päihin sovitetulla hammaspyörästöllä (11) ja että | t > ' *'. 30 kumpaankin telaan (2, 3) on kytketty telakohtainen synkroni- tai servomoottori (15, 16, 17, 18) ja sähköinen ohjausjärjestelmä (14). 9 112043