NO125963B

NO125963B -

Info

Publication number: NO125963B
Application number: NO164315A
Authority: NO
Inventors: L Tranel
Original assignee: Olin Corp
Priority date: 1965-08-24
Filing date: 1966-08-15
Publication date: 1972-12-04
Also published as: GB1146632A; US3377683A

Description

Fremgangsmåte til bruk ved fremstilling av hulpaneler. Procedure for use in the manufacture of hollow panels.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte til bruk ved fremstilling av hulpaneler, nærmere bestemt en fremgangsmåte for å gi, særlig innløps- eller utløpspartier av en ekspandert kanal i et hulpanel bestående av to med forskjellig hårdhetsgrad sammenbundne metallplater, den ønskede tverrsnittsform. The present invention relates to a method for use in the manufacture of hollow panels, more specifically a method for giving, in particular the inlet or outlet parts of an expanded channel in a hollow panel consisting of two metal plates bonded together with different degrees of hardness, the desired cross-sectional shape.

Som kjent er en platelignende struktur som er forsynt med innvendige hule kanaler velegnet til bruk som varmeveksler, idet et varmevekslingsmedium kan sirkuleres gjennom strukturen. En metode som egner seg særlig for fremstilling av slike inn-retninger er beskrevet i U.S. patentskrift nr. 2 690 002, kjent i faget som Roll-Bond prosessen. Ifølge dette patent skaffes en struktur forsynt med nødvendige forbindelser for sirkulasjon av Kfr. kl. 7c-26/02 varmevekslingsmediet. Slike forbindelser, f.eks. de som er nød-vendige for sirkulasjon av et kjølemiddel har fortrinnsvis en nøyaktig utforming, slik at standardforbindelser kan brukes for disse varmevekslere. F.eks. er det i U.S. patentskrift nr. As is known, a plate-like structure which is provided with internal hollow channels is suitable for use as a heat exchanger, as a heat exchange medium can be circulated through the structure. A method which is particularly suitable for the production of such devices is described in U.S. Pat. patent document no. 2 690 002, known in the art as the Roll-Bond process. According to this patent, a structure provided with the necessary connections for circulation of Kfr. at 7c-26/02 the heat exchange medium. Such compounds, e.g. those necessary for the circulation of a refrigerant preferably have a precise design, so that standard connections can be used for these heat exchangers. E.g. is it in the u.s. patent document no.

2 822 151 beskrevet en plateliknende varmeveksler forsynt med en 2 822 151 described a plate-like heat exchanger provided with a

enkel forbindelse som tjener så vel til innføring som til bort-føring av sirkulerende kjølemiddel. simple connection that serves both for the introduction and removal of circulating refrigerant.

Når det gjelder slike anvendelser som husholdningskjøle-skap er det fordelaktig å fremstille varmevekslere hvor en side er hårdere enn den andre. Den hårdere side kan da anbringes der hvor man venter større påkjenninger, f.eks. fra isskuffer eller fra skarpe instrumenter som brukes for å fjerne is. Varmeveksleren, og dermed de hule passasjer innenfor varmeveksleren, kan således bestå av en bimetall-legering, hvor en side har en annen hårdhet enn den andre side. For å gi et eksempel for de materialer som kan brukes i slike bimetall-legerings-varmevekslere kan den hårde side bestå av en X8040-legering og den mykere side av en aluminiumlegering, f.eks. en 1100-legering. Slike kon-struksjoner er forbundet med produksjonsvanskeligheter, da det er vanskelig å ekspandere nøyaktig de innvendige passasjer slik at de tett omslutter standardforbindelsene. Ved bruk av kjente midler for å ekspandere e"n bimetall-legerings-varmeveksler til-veiebringes imidlertid en ujevn utvidelse av de innvendige kanaler på deres to sider. Når f.eks. en slik bimetall-legerings-varmeveksler skal ekspanderes ved hjelp av fluidumstrykk eller ved å bruke standard ekspanderingsverktøy, vil den ulike hårdhet av de to sider av innretningen forårsake en ulik utvidelse på hver av sidene. When it comes to such applications as household refrigerators, it is advantageous to produce heat exchangers where one side is harder than the other. The harder side can then be placed where greater stress is expected, e.g. from ice trays or from sharp instruments used to remove ice. The heat exchanger, and thus the hollow passages within the heat exchanger, can thus consist of a bimetallic alloy, where one side has a different hardness than the other side. To give an example of the materials that can be used in such bimetallic alloy heat exchangers, the hard side may consist of an X8040 alloy and the softer side of an aluminum alloy, e.g. an 1100 alloy. Such constructions are associated with production difficulties, as it is difficult to precisely expand the internal passages so that they tightly enclose the standard connections. When using known means to expand a bimetallic alloy heat exchanger, however, an uneven expansion of the internal channels on their two sides is provided. When, for example, such a bimetallic alloy heat exchanger is to be expanded by means of fluid pressure or using standard expansion tools, the different hardness of the two sides of the device will cause a different expansion on each side.

Til belysning av teknikkens stilling kan videre vises til U.S. patentskrift nr. 2 882 588 som angår fremstilling av hulpaneler ved sammensveising av to paneler hvor kanalene eller deformasjonen i de motstående panelene finner sted under selve sammensveisingen av panelene, noe som erfaringsmessig ofte resul-terer i en ujevn ekspansjon av kanalene. For clarification of the state of the art, further reference can be made to U.S. Pat. patent document no. 2 882 588 which concerns the production of hollow panels by welding together two panels where the channels or the deformation in the opposite panels takes place during the actual welding of the panels, which experience often results in an uneven expansion of the channels.

Hovedformålet for foreliggende oppfinnelse er å komme frem til en fremgangsmåte til bruk ved fremstilling av hulpaneler slik at man kan sikre at de ekspanderte passasjer eller kanaler får den ønskede tverrsnittsformen, vanligvis en slik form at kanalene får innbyrdes symmetrisk form selv om hulpanelet består i The main purpose of the present invention is to come up with a method for use in the production of hollow panels so that it can be ensured that the expanded passages or channels have the desired cross-sectional shape, usually such a shape that the channels have a mutually symmetrical shape even if the hollow panel consists of

av metallplater med forskjellig hårdhetsgrad.of metal plates with different degrees of hardness.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen karakteriseres vedThe method according to the invention is characterized by

at> etter det innledende kanalekspansjonstrinn reduseres tykkelsen av panelet i et område på begge sider av angjeldende kanalparti, samtidig som ekspansjonen fortsetter, slik at panelmaterialet flyter mot kanalen i området hvor tykkelsen reduseres og at et formverktøy med ønsket form deretter innskyves i innløps- og/eller utløpspartiet av kanalen for med dette å avslutte tildanning av kanaldelen til den ønskede tverrsnittsform. that> after the initial channel expansion step, the thickness of the panel is reduced in an area on both sides of the relevant channel section, while the expansion continues, so that the panel material flows towards the channel in the area where the thickness is reduced and that a forming tool with the desired shape is then pushed into the inlet and/or or the outlet part of the channel in order to finish forming the channel part to the desired cross-sectional shape.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til vedlagte tegninger, hvor: The invention must be described in more detail with reference to the attached drawings, where:

Fig. 1-3 viser skjematisk en fremgangsmåte for frem-Fig. 1-3 schematically shows a procedure for producing

stilling av et emne fra hvilket; en varmeveksler ifølge oppfin-position of a subject from which; a heat exchanger according to the invention

nelsen kan dannes.the nelsen can form.

Fig. 4 er et grunnriss av en varmeveksler ekspandert fraFig. 4 is a plan view of a heat exchanger expanded from

emnet fremstilt ifølge den på fig. 1-3 viste fremgangsmåte, og viser en passende forbindelse for sirkulasjon av et varmevekslingsmedium. the blank produced according to that of fig. 1-3 shown method, and shows a suitable connection for circulation of a heat exchange medium.

Fig. 5 er et snitt av en del av fig. 4 langs linjenFig. 5 is a section of a part of fig. 4 along the line

V-V av fig. 4.V-V of fig. 4.

Fig. 5A er et snitt liknende fig. 5 og viser en modifi-Fig. 5A is a section similar to fig. 5 and shows a modified

kasjon derav.cation thereof.

Fig. 6 er et perspektivriss av et passende verktøy bruktFig. 6 is a perspective view of a suitable tool used

for ekspandering av kanalen i den på fig. 4 viste varmeveksler.for expanding the channel in the one in fig. 4 showed heat exchanger.

Fig. 7, 8 og 9 er snitt gjennom en del av det ekspanderteFig. 7, 8 and 9 are sections through part of the expanded

emne av fig. 4 og illustrerer forskjellige trinn ved fremgangs-subject of fig. 4 and illustrates different steps in the progress

måten, og the way, and

Fig. 10 er et perspektivriss av et passende apparat somFig. 10 is a perspective view of a suitable apparatus which

kan brukes ved foreliggende oppfinnelse.can be used in the present invention.

Fig. 1-3 viser som eksempel en fremgangsmåte ved hjelpFig. 1-3 shows, as an example, a procedure using

av hvilken en plateliknende varmeveksler med innvendige passasjer kan fremstilles. Skjønt foreliggende oppfinnelse kan brukes for alle slags plateliknende strukturer forsynt med innvendige passasjer, foretrekkes den metode som er beskrevet i U.S. patent nr. 2 690 002. I henhold til denne metode kan en første plate av materialet 1 forsynes på den ene overflate av platen med et ønsket mønster av sveisehindrende materiale 2, som vist på fig. 1. from which a plate-like heat exchanger with internal passages can be produced. Although the present invention can be used for any type of plate-like structure provided with internal passages, the method described in U.S. Pat. patent no. 2 690 002. According to this method, a first plate of the material 1 can be provided on one surface of the plate with a desired pattern of welding-preventing material 2, as shown in fig. 1.

En annen plate av materialet 3 kan deretter anbringes på den første plate 1, som vist på fig. 2, og festes sammen f.eks. ved punkt-sveising 4 for å hindre at de tilliggende overflater av platene 1 og 3 kan gli i forhold til hverandre under den etterfølgende sveiseprosess. Platene 1 og 3 kan derpå sveises sammen på deres berøringsoverflater som ikke er atskilt av sveisehindrende materiale. F.eks. kan de på hinannen anbrakte plater behandles ved varmevalsing som vist på fig. 3. De på hinannen anbrakte plater opphetes først og deretter føres de over valser 5 mellom hvilke deres tykkelse minskes og hvor de forlenges i valseretningen. Another plate of the material 3 can then be placed on the first plate 1, as shown in fig. 2, and fasten together e.g. in spot welding 4 to prevent the adjacent surfaces of the plates 1 and 3 from sliding relative to each other during the subsequent welding process. The plates 1 and 3 can then be welded together on their contact surfaces which are not separated by material preventing welding. E.g. the sheets placed on top of each other can be treated by hot rolling as shown in fig. 3. The plates placed on top of each other are first heated and then they are passed over rollers 5 between which their thickness is reduced and where they are extended in the direction of the rollers.

Det resulterende emne 6, som har et ikke forbundet indre parti svarende til mønstret av det sveisehindrende materiale 2, kan deretter gjøres mykere ved hjelp av en hvilken som helst passende måte, f.eks. ved glødning, og deretter kan emnet koldvalses for å få en enda jevnere tykkelse og glødes på ny. The resulting blank 6, which has a non-jointed inner portion corresponding to the pattern of the anti-weld material 2, can then be softened by any suitable means, e.g. by annealing, and then the blank can be cold-rolled to obtain an even more uniform thickness and annealed again.

Som kjent i faget krever en slik metode for fremstilling av varmevekslere at en del av det sveisehindrende materiale ligger ut mot en kant av platen, slik at den ønskede innvendige passasje kan ekspanderes ved innføring av et fluidumtrykk i passasjen. As is known in the art, such a method for manufacturing heat exchangers requires that part of the welding-preventing material lies against an edge of the plate, so that the desired internal passage can be expanded by introducing a fluid pressure into the passage.

Som beskrevet i U.S. patent nr. 2 822 151 er det særlig fordelaktig å forme mønstret av sveisehindrende materiale således at den resulterende ekspanderte passasje kan brukes for sirkulasjon av et varmevekslingsmedium som både strømmer inn og ut ved det samme punkt. En slik innretning er vist på fig. 4 og den kan omfatte et emne 6 fremstilt ifølge den ovenfor beskrevne metode, hvor mønstret av sveisehindrende materiale 2 ble oppblåst ved innføring av et utvidende fluidumtrykk, på en i faget kjent måte, for å danne et system 7 av innvendige hule passasjer. Konsentrisk rettede rør 8 og 9 kan deretter innsettes for å muliggjøre en sirkulasjon av et kjølemiddel gjennom passasjen 7. As described in U.S. patent no. 2,822,151, it is particularly advantageous to form the pattern of welding-inhibiting material so that the resulting expanded passage can be used for circulation of a heat exchange medium that both flows in and out at the same point. Such a device is shown in fig. 4 and it may comprise a blank 6 produced according to the method described above, where the pattern of welding-inhibiting material 2 was inflated by introducing an expanding fluid pressure, in a manner known in the art, to form a system 7 of internal hollow passages. Concentrically directed pipes 8 and 9 can then be inserted to enable a circulation of a refrigerant through the passage 7.

Denne forholdsregel er vist mer detaljert på fig. 5. Som vist der kan passasjen 7 omfatte et utvidet parti 10 i nærheten av en kant av platen og et innsnevret forbindelsesparti 11. Det indre rør 8 av de konsentriske rørene kan da innsettes i det innsnevrede parti 11 og brukes for innføring av varmevekslingsmediet, f.eks. av et kjølemiddel. Kjølemidlet sirkuleres deretter gjennom passasjen 7, idet det strømmer tilbake innenfor partiet 10, fra hvilket det kan strømme ut gjennom det ytre rør 9. Det er klart at rørene 8 og 9 kan ha en hvilken som helst ønsket form, idet de viste rør er bare vist eksempelvis. Det er nødvendig at røret 8 griper riktig inn i det indre av passasjen 11 for å hindre en lekkasje av kjølemidlet. En slik lekkasje kan forårsake dårlig ytelse og oppsamling av fuktigheten på utløpsrørene når kjøle-midlet passerer gjentatte ganger gjennom rørene. Derfor kan, om ønsket, en isoleringsring og en gjennomføringshylse brukes for å sikre en effektiv tetning. Denne forholdsregel er illustrert på fig. 5A, hvor en sylindrisk gjennomføringshylse B som kan bestå av metall med en omsluttende isoleringsring C som kan bestå av svampgummi, er innsatt omtrent midtveis i det innsnevrede parti 11 før røret 8 innsettes. Det er i hvert tilfelle nødvendig at passasjen er riktig ekspandert slik at den passer til forbindelsen som skal brukes ved den særlige anvendelse. This precaution is shown in more detail in fig. 5. As shown there, the passage 7 may comprise an expanded portion 10 near an edge of the plate and a narrowed connection portion 11. The inner tube 8 of the concentric tubes may then be inserted into the narrowed portion 11 and used for introducing the heat exchange medium, f .ex. of a refrigerant. The coolant is then circulated through the passage 7, flowing back into the portion 10, from which it can flow out through the outer pipe 9. It is clear that the pipes 8 and 9 can be of any desired shape, the pipes shown being only shown for example. It is necessary that the pipe 8 engages correctly in the interior of the passage 11 in order to prevent a leakage of the refrigerant. Such a leak can cause poor performance and accumulation of moisture on the outlet pipes when the refrigerant passes repeatedly through the pipes. Therefore, if desired, an insulating ring and a bushing can be used to ensure an effective seal. This precaution is illustrated in fig. 5A, where a cylindrical bushing B which may consist of metal with an enclosing insulating ring C which may consist of sponge rubber, is inserted approximately midway in the narrowed part 11 before the pipe 8 is inserted. In each case it is necessary that the passage is properly expanded so that it fits the connection to be used in the particular application.

Som nevnt ovenfor kan de motsatte sider av de beskrevne varmevekslere bestå av forskjellige legeringer. Derved vil en opprinnelig ekspandering av kanalen 7, likegyldig om den skjer ved hjelp av fluidumtrykk eller ved innføring av en dor eller liknende, forårsake en forskjellig ekspansjon av de to sider av kanalen. Da standard forbindelser for sirkulasjon av kjølemidlet har en symmetrisk konfigurasjon, er det ønskelig at den del av passasjen som opptar en slik forbindelse også har en symmetrisk konfigurasjon. Oppfinnelsen tilveiebringer en metode for å lette den nøyaktige ekspandering av en slik passasje etter innføringen av et vanlig symmetrisk ekspanderingsverktøy, f.eks. et verktøy som er vist på fig. 6 og betegnet med henvisningstallet 12. As mentioned above, the opposite sides of the described heat exchangers can consist of different alloys. Thereby, an initial expansion of the channel 7, regardless of whether it occurs by means of fluid pressure or by introducing a mandrel or the like, will cause a different expansion of the two sides of the channel. As standard connections for circulation of the refrigerant have a symmetrical configuration, it is desirable that the part of the passage which occupies such a connection also has a symmetrical configuration. The invention provides a method to facilitate the accurate expansion of such a passage after the introduction of a conventional symmetrical expansion tool, e.g. a tool shown in fig. 6 and denoted by the reference number 12.

Etter oppblåsingen av passasjen 7 vil ekspanderingen av en side være større enn den andre side. Dette forhold er illustrert på fig. 7, som viser et snitt av denne del av emnet 6 omfattende det innsnevrede parti 11. Som nevnt ovenfor vil innføringen av et standard ekspanderingsverktøy, liknende det som er vist på fig. 6, kreve en stor kraft for å oppnå den ønskede tverrsnitts-konfigurasjon, og da en side av passasjen er hårdere enn den andre vil man oppnå ulike utvidelser på de to sider. Slike feil kan unngås ved først å ekspandere ytterligere passasjen 7 ved å tvinge emnematerialet på begge sider av passasjen til å strømme inn i passasjeveggene. Som vist på fig. 8 kan således tykkelsen av partier 20 og 21 av emnet minskes, idet overskuddet av materialet strømmer inn i veggene av passasjen 7 og derved ekspanderer passa sjen 7 til en bredere passasje 27. Utvidelsen på de to sider av en slik passasje 27 vil ennå være ujevn, men i mindre grad enn vist på fig. 7. Ved siden derav er den kraft som er nødvendig for å gi passasjen 27 den ønskede konfigurasjon ved innføring av et ekspanderingsverktøy, f.eks. 12, betydelig mindre for passasjen 27 enn for passasjen 7. After the inflation of the passage 7, the expansion of one side will be greater than the other side. This relationship is illustrated in fig. 7, which shows a section of this part of the blank 6 including the narrowed part 11. As mentioned above, the introduction of a standard expanding tool, similar to that shown in fig. 6, require a large force to achieve the desired cross-sectional configuration, and as one side of the passage is harder than the other, different expansions will be achieved on the two sides. Such errors can be avoided by first further expanding the passage 7 by forcing the blank material on both sides of the passage to flow into the passage walls. As shown in fig. 8, the thickness of parts 20 and 21 of the workpiece can thus be reduced, as the excess material flows into the walls of the passage 7 and thereby expands the passage 7 into a wider passage 27. The expansion on the two sides of such a passage 27 will still be uneven , but to a lesser extent than shown in fig. 7. Next to that is the force necessary to give the passage 27 the desired configuration when introducing an expansion tool, e.g. 12, significantly less for passage 27 than for passage 7.

Passasjen 2 7 kan derved formes til den ønskede tverr-snittskonfigurasjon, f.eks. den som er vist ved 37 på fig. 9. Takket det mellomliggende ekspanderingstrinn er denne slutt-forming forholdsvis lett å utføre, og kan gjøres uten annet ut-styr enn selve ekspanderingsverktøyet. The passage 2 7 can thereby be shaped into the desired cross-sectional configuration, e.g. the one shown at 37 in fig. 9. Thanks to the intermediate expansion step, this final shaping is relatively easy to perform, and can be done without any equipment other than the expansion tool itself.

Hvis man nå tar i betraktning metoden ved hjelp av hvilken områder 20 og 21 av emnet 6 gjøres tynnere, er det klart at hvilke som helst midler for å minske tykkelsen av materialet kan brukes. Kn metode som ble forsøkt og funnet meget fordelaktig er en preg-ning utført på begge overflater av emnet, som det kan ses på If one now considers the method by means of which areas 20 and 21 of the blank 6 are made thinner, it is clear that any means for reducing the thickness of the material can be used. A method that was tried and found very advantageous is an embossing done on both surfaces of the object, which can be seen

fig. 8, og på hver side av passasjen, som det kan ses på fig. 4. fig. 8, and on each side of the passage, as can be seen in fig. 4.

Et passende apparat for å utføre fremgangsmåten er vist på fig. 10. De tynnere områder 2 0 og 21 kan oppnås ved å an-bringe emnet 6 i en egnet presse og å utsette emnet 6 for verk-tøyer 40 som kan være knyttet på hvilken som helst måte til trykk-plater 41 og 42 av pressen. Det er klart at i det viste apparat er passasjen anbrakt mellom to tilliggende verktøyer 40, og at like overfor disse verktøyer liggende verktøyer 40 ligger i linje for å danne de tynnere områder 20 og 21 vist på fig. 8. Kraften og kontakthastigheten mellom verktøyene 40 og emnet 6 kan så reguleres slik at det finner sted en ønsket ekspandering av passasjen 7. Det er f.eks. funnet at for et emne med en tykkelse av 0,14 cm med en passasje 7 med en høyde av 0,21 cm, vil en preging resulterende i et tynnere område på 0,13 cm bevirke en ønsket ekspandering av passasjen 7 til en høyde på 0,28 cm. A suitable apparatus for carrying out the method is shown in fig. 10. The thinner areas 20 and 21 can be obtained by placing the blank 6 in a suitable press and exposing the blank 6 to tools 40 which can be connected in any way to pressure plates 41 and 42 of the press . It is clear that in the apparatus shown the passage is placed between two adjacent tools 40, and that directly opposite these tools lying tools 40 lie in line to form the thinner areas 20 and 21 shown in fig. 8. The force and contact speed between the tools 40 and the workpiece 6 can then be regulated so that a desired expansion of the passage 7 takes place. It is e.g. found that for a blank 0.14 cm thick with a passage 7 with a height of 0.21 cm, an embossing resulting in a thinner area of 0.13 cm will effect a desired expansion of the passage 7 to a height of 0.28 cm.

Det må nevnes at det illustrerte apparat skal bare tjene som eksempel, og at de ønskede pregeverktøyer kan innføres i en presse brukt for andre formål ved behandlingen av emnet. It must be mentioned that the illustrated apparatus should only serve as an example, and that the desired embossing tools can be introduced into a press used for other purposes when processing the workpiece.

Det vil forstås at foreliggende oppfinnelse kan anvendesIt will be understood that the present invention can be used

i alle de tilfeller hvor man ønsker å oppnå en nøyaktig konfigurasjon av en hul passasje. Det på tegningene viste mønster med "enkelt innløp" er gitt bare som eksempel. Likeledes kan opp- in all cases where you want to achieve an exact configuration of a hollow passage. The "single inlet" pattern shown in the drawings is given as an example only. Likewise, up-

finnelsen brukes for emner fremstilt ved hjelp av andre metoder enn Roll-Bond prosessen. Den runde konfigurasjon av passasjen som er vist her er også bare en av de konfigurasjoner som kan oppnås ved oppfinnelsen. Ved passende ekspandering av passasjen og valg av konfigurasjonen av ekspanderingsverktøyet kan man oppnå en hvilken som helst ønsket konfigurasjon. the invention is used for blanks produced using methods other than the Roll-Bond process. The round configuration of the passage shown here is also only one of the configurations that can be achieved by the invention. By appropriately expanding the passage and choosing the configuration of the expansion tool, any desired configuration can be achieved.

Claims

1. Method for giving, in particular the inlet or outlet part of an expanded channel in a hollow panel consisting of two metal plates bonded together with different degrees of hardness, the desired cross-sectional shape, characterized in that after the initial channel expansion step, the thickness of the panel is reduced in an area on both sides of the relevant channel section, while the expansion continues, so that the panel material flows towards the channel in the area where the thickness is reduced and that a forming tool with the desired shape is then inserted into the inlet and/or outlet section of the channel to thereby end the formation of channel section to the desired cross-sectional shape.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the reduction of the thickness of the area on each side of the inlet and/or outlet part of the channel is carried out as a pressing operation against respective opposite side surfaces of the panel.