DE1552044C - Verfahren zum Herstellen von Warmetau scher Hohlkörpern - Google Patents

Description

weicher als das der Platte 1. Mit den in F i g. 3 schematisch gezeigten Walzen 5 werden die Platten 1 and 3 mit Ausnahme der mit schweißhinderndem Material 2 überzogenen Stellen zu einem Körper, der im folgenden als Halbfabrikat 6 bezeichnet wird, durch Warmwalzen verschweißt. Beim Warmwalzen wird die Stärke der Platten 1 und 3 verringert und deren Längenabmessung in Walzrichtung vergrößert. Durch entsprechende Nachbehandlungsstufen kann eine gleichförmige Stärke und eine gewünschte Längenabmessung erreicht werden.

Wie in F i g. 1 gezeigt ist, ist das schweißhindernde Material für die Herstellung eines Wärmetauschers mit einem einzigen konzentrischen Anschluß für die Zu- und Abfuhr des Wärmetauschermediums an einer Stelle bis zum Rand der Platte 1 gezogen.

Ein solcher Wärmeaustauscher ist in F i g. 4 gezeigt. Er besteht aus dem Halbfabrikat 6, das nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, bei dem der nicht verbundene Abschnitt des Halbfabrikats, der dem Muster 2 des die Verschweißung verhindernden Materials entspricht, durch Einführen eines Druckströmungsmittels unter Bildung eines Systems von Hohlräumen 7 ausgedehnt wurde. Konzentrisch angeordnete Rohre 8 und 9 können dann zur Zirkulation eines Kühlmittels durch das Hohlraumsystem eingesetzt werden.

In F i g. 5 ist im Schnitt die Einlaß- und Auslaßstelle für das Kühlmittel eingehender gezeigt. Der Hohlraum 7 besteht aus einem vergrößerten Abschnitt 10 in der Nähe einer Kante des Halbfabrikats 6 und einem verengten Verbindungsabschnitt 11. Das Innenrohr 8 kann dann in den verengten Abschnitt 11 eingesetzt und zur Einführung des Wärmeaustauschmediums, ζ. Β. eines Kühlmittels, dienen. Das Kühlmittel wird dann durch das Hohlraumsystem geleitet und tritt innerhalb des Abschnittes 10 durch das äußere Rohr 9 aus. Es ist ersichtlich, daß die Rohre 8 und 9 jede gewünschte Form haben können und daß die gezeigte Form lediglich beispielhaft ist. Es ist notwendig, daß das Rohr 8 genau in das Innere des verengten Abschnittes 11 paßt, um ein Zurückfließen des Kühlmittels zu verhindern. Dieses Zurückfließen kann eine schlechte Leistung und die Ansammlung von Feuchtigkeit an den Auslaßrohren hervorrufen, wenn das Kühlmittel hindurchtritt. Für eine wirksame Abdichtung kann dementsprechend ein Dichtungsring und eine Muffe verwendet werden. Dies ist in Fig. 5A erläutert. Eine zylindrische Muffe B, die aus Metall bestehen kann, mit einem umgebenden zylindrischen Dichtungsring G, der aus Schwammgummi bestehen kann, wird etwa in der Mitte des verengten Abschnittes 11 vor dem Einsetzen des Rohres 8 eingeführt. Jedenfalls ist es notwendig, daß der Durchgang genau ausgedehnt wird, so daß er an das Rohr 8 paßt, das für den jeweiligen Anwendungszweck verwendet werden soll.

Wie vorstehend bereits erwähnt, können die beiden Metallbleche des Halbfabrikats 6 aus verschiedenen Legierungen bestehen. Dementsprechend würde die anfängliche Ausdehnung des Hohlraumsystems durch ein Dnickstromungsmittel oder durch Einführen eines Domes od. dgl. eine unterschiedliche Ausdehnung der beiden Seiten der Hohlräume 7 ergeben. Da die üblichen Anschlüsse für die Zirkulation eines Kühlmittels eine symmetrische Ausbildung haben, ist es erwünscht, daß der Abschnitt des Hohlraums, der einen solchen Anschluß aufnehmen soll, ebenfalls eine symmetrische Ausbildung besitzt. Zur Erleichterung der genauen Formgebung dieses Hohlraumabschnitts wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, bei dem ein übliches symmetrisches Kalibrierwerkzeug eingeführt wird, z.B. das in Fig. 6 gezeigte Werkzeug 12. Nach dem Ausdehnen der Hohlräume 7 ist die Ausdehnung nach der einen Seite größer als nach der anderen Seite. Diese Beziehung

ίο ist in Fig. 7 erläutert, die in vergrößertem Schnitt den Abschnitt 11 des Halbfabrikats 6 zeigt. Wie vorstehend bereits erwähnt, würde das Einführen eines Kalibrierwerkzeuges ähnlich dem von F i g. 6 eine hohe Kraft erfordern, um den gewünschten Qu erschnitt zu erzielen und, da eine Seite des Hohlraumes härter ist als die andere, eine ungleichmäßige Ausweitung der beiden Seiten zur Folge haben. Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn man zunächst den Hohlraum 7 weiter ausdehnt, indem man das Material des Halbfabrikats 6 auf beiden Seiten des Hohlraumes 7 in die Hohlraumwandungen fließen läßt. Somit können danach, wie in F i g. 8 erläutert ist, die Abschnitte 20 und 21 des Halbfabrikats 6 in ihrer Dicke verringert werden. Überschüssiges Material fließt in die Wandungen des Hohlraumes 7, und dementsprechend wird der Hohlraum 7 zu einem größeren Hohlraum 27 ausgedehnt. Die Ausdehnung an den beiden Seiten des Hohlraumes 27 ist immer noch ungleichmäßig, jedoch in geringerem Ausmaß, als sie in Fig. 7 erläutert ist. Außerdem ist die Kraft, die erforderlich ist, dem Hohlraum 27 die gewünschte Ausbildung durch Einführen eines Kalibrierwerkzeuges, wie 12, zu geben, erheblich geringer als beim Hohlraum 7.

Anschließend kann man dem Hohlraum 27 den gewünschten Querschnitt geben, z. B. die Gestalt 37 in Fig. 9. Auf Grund der vorhergehenden Ausdehnungsstufe ist diese Endverformung mit dem Kalibrierwerkzeug verhältnismäßig leicht zu bewirken und erfordert keine speziellen Vorrichtungen.

Zur Verringerung der Dicke der Abschnitte 20 und 21 des Halbfabrikats 6 sind bekannte Maßnahmen geeignet. Ein Verfahren, das besonders befriedigende Ergebnisse liefert, ist das Prägen an beiden Seiten des Halbfabrikats 6, wie aus F i g. 8 zu ersehen ist, und an beiden Seiten des Durchganges 11, wie aus F i g. 4 zu ersehen ist. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieser Maßnahme ist in Fig. 10 erläutert. Die verdünnten Abschnitte 20 und 21 können durch Anordnung des Halbfabrikats 6 in einer Presse mit Hilfe der Werkzeuge 40 erhalten werden, die an den Platten 41 und 42 der Presse angebracht sind. In der gezeigten Vorrichtung wird der Abschnitt 11 zwischen zwei benachbarten Werkzeugen 40 angeordnet, und die einander gegenüberliegenden Werkzeuge 40 sind ausgefluchtet und bilden die verdünnten Abschnitte 20 und 21, die in F i g. 8 gezeigt sind. Die Kraft und die Geschwindigkeit der Berührung zwischen den Werkzeugen 40 und dem Halbfabrikat 6 können so eingestellt werden, daß die gewünschte Ausdehnung des Hohlraumes 7 stattfindet. Beispielsweise wurde festgestellt, daß bei einem 1,45 mm dicken Halbfabrikat, dessen Hohlraum 7 eine Höhe von 2,13 mm aufweist, eine Prägung, die zu 1,35 mm dicken Abschnitten 20 und 21 führt, die gewünschte Ausdehnung des Hohlraumes 7 zu einer Höhe von 2,80 mm ergibt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 2

nähme von Normanschlußstücken die aus unterPatentanspruch: schiedlichen Werkstoffen bestehenden Platten ungleichmäßig aufweiten.

Verfahren zum Herstellen von Wärmetauscher- Man hat deshalb versucht, unsymmetrische Werk-

Hohlkörpern mit Partnern unterschiedlicher 5 zeuge zu verwenden, die der unterschiedlichen Auf-Härte und mit einem Einlaß- und Auslaßhohl- weitung der verschiedenartigen Legierungen so anraum bestimmter Form durch Aufblähen der gepaßt sind, daß man einen symmetrischen Anschlußdurch ein schweißhinderndes Mittel nicht ver- raum für die Aufnahme des Normanschlußstückes bundenen Bereiche eines Kanalsystems zwischen erhält. Derartige Werkzeuge brechen jedoch leicht den Partnern aus Metallblech und/oder Kunst- io ab, müssen äußerst genau eingesetzt werden. und stoffplatten mittels eines Druckmittels und Kali- sind schwierig zu handhaben.

brieren des Hohlraumes, dadurch gekenn- Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin,

zeichnet, daß vor dem Kalibrieren die Dicke ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schafder Partner beiderseits des Hohlraumes in beim fen, mit welchem sich der Anschlußraum für die Auf-Herstellen von Wärmetauscher-Hohlkörpern be- 15 nähme von Normanschlußstücken auf einfache Weise kannter Weise durch Prägen vermindert wird. in eine symmetrische Form bringen läßt.

Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß vor dem

"~ Kalibrieren die Dicke der Partner beiderseits des

20 Hohlraumes in beim Herstellen von Wärmetauscher-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- . hohlkörpern bekannter Weise durch Prägen verminstellen von Wärmetauscher-Hohlkörpern mit Part- dert wird. .

nern unterschiedlicher Härte und mit einem Einlaß- Es ist nämlich bereits bekannt, beim Aufweiten

und Auslaßhbhlraum bestimmter Form durch Auf- von zwischen zwei Platten auszubildenden Hohlblähen der durch ein schweißhinderndes Mittel nicht 25 räumen Prägungen für das Erreichen gewünschter verbundenen Bereiche eines Kanalsystems zwischen Wandstärken an bestimmten Stellen vorzunehmen den Partnern aus Metallblech und/oder Kunststoff- (USA.-Patentschrift 2 819 884).
platten mittels eines Druckmittels und Kalibrieren Da der Hohlraum, der für die Aufnahme der im

des Hohlraumes. allgemeinen symmetrischen Arischlußstücke für Ein-

Es ist bereits bekannt, Wärmetauscher-Hohlkörper 30 und Auslaß des Wärmetauschermediums vorzusehen aus zwei Platten herzustellen, wobei auf der einen ist, wegen der Verwendung von Platten Unterschied-Platte längs des Verlaufs der späteren Strömungs- licher Härte nicht symmetrisch, d. h. nicht rund ist, kanäle schweißhinderndes Material aufgebracht ist. wird also erfindungsgemäß, um dem Hohlraum die Danach wird auf diese Platte eine zweite Platte auf- gewünschte genaue Form · geben zu können, dieser gelegt. Die beiden Platten werden dann durch Warm- 35 mittels eines Kalibrierwerkzeuges aufgeweitet, nachwalzen verschweißt, wobei eine Stärkenreduktion dem die Blechbereiche beiderseits des Hohlraums stattfindet, die zu einer Verlängerung des Körpers unter Verminderung deren Materialstärke geprägt in Walzrichtung führt. Das schweißhindernde Ma- sind.

tcrial ist an wenigstens einer Stelle bis zum Rand Dies hat den Vorteil, daß die für das Kalibrier-

durchgezogen, so daß an dieser Stelle eine Verbin- 40 werkzeug erforderliche Kraft zur Ausbildung der gedung der beiden Platten nicht stattgefunden hat. wünschten Hohlraumform erheblich verringert ist, Durch Anlegen eines Drucks an dieser Stelle, bei- so daß die Gefahr einer Zerstörung des Werkzeugs spielsweise durch ein Hydraulikfluid, erfolgt ein Auf- bei der Formgebung nahezu ausgeschlossen ist. blähen der nicht verschweißten Zonen, wodurch die Außerdem können auch sehr dünne Kalibrierwerk-Strömungskanäle ausgebildet werden (USA.-Patent- 45 zeuge verwendet werden.
schrift 2 690 002). . An Hand der Zeichnungen wird das erfindungs-

Weiterhin ist bekannt, einen derart hergestellten gemäße Verfahren näher erläutert.
Hohlkörper als Wärmetauscher zu verwenden, wobei Fig. I bis 3 zeigen schematisch die Herstellung

nur eine Anschlußstelle vorgesehen ist. Dieser An- des plattenförmigen Körpers für den Wärmetauscher; schlußstelle wird das den Hohlkörper für den Wärme- 50 Fig. 4 zeigt den fertigen Wärmetauscher-Hohlaustausch durchströmende Medium durch ein Rohr körper mit Anschlußstücken;

zugeführt und durch ein dieses Rohr umgebendes Fig. 5 ist ein Schnitt längs der Linie V-V von

konzentrisches Rohr abgeführt (USA.-Patentschrift Fig. 4; ■ .

2 822 151). Fig. 5A ist ein ähnlicher Schnitt wie Fig. 5;

Derartige Hohlkörperwärmetauscher werden bei- 55 Fig. 6 zeigt ein verwendetes Kalibrierwerkzeug; spielsweise oft bei Haushaltskühlschränken eingebaut. Fig. 7, 8 und 9 zeigen jeweils in einer Schnitt-

Üabci ist es erforderlich, die eine Seite des Wärme- ansicht die verschiedenen Stufen beim Aufweiten des tauschers aus härterem Material als die andere Seite Hohlkörpers;

herzustellen, da die eine Seite oft starken Bean- F i g. 10 zeigt perspektivisch eine Prägevorrichtung,

spriiclumgen ausgesetzt ist, beispielsweise wenn Eis 60 Auf der in Fig. 1 gezeigten Platte 1, die aus mit scharfen Werkzeugen entfernt wird oder aus Kunststoff oder Metall bestehen kann, ist ein Belag Mutall bestehende Eiswürfelbehälter herumgeschoben eines schweißhindernden Materials aufgebracht, das werden. Die unterschiedlich harten Werkstoffe der dem späteren Verlauf der Strömungskanäle sowie Platten werden deshalb beispielsweise aus verschie- deren Abmessungen entsprechend verkürzt angeorddenen Aluminiumlegierungen und/oder Kunststoffen 65 net ist.

unterschiedlicher Härte hergestellt. ' In Fi g. 2 ist auf die Platte 1 eine weitere Platte 3

Hs hat sich nun gezeigt, daß sich beim Aufweiten durch Punktschwcißungcn 4 lagefixiert aufgebracht.

der Anschlußstellen der Hohlkörper für die Auf- Das Material der Platte 3 ist entweder härter oder