DE1752852A1 - Verfahren zum Aufweiten eines vorgeweiteten Durchgangskanals in einer aus mehreren Schichten bestehenden Platte - Google Patents

Description

• Verfahren zum Auteiten eines vorgeweiteten Durchgangskanal m ir el.ne- aus mehreren Sohiehten bestehenden Platte Die Erfindung betrifft die Herstellung hohler Gegenstände; genauer, ein Verfahren zur genauen Aufweitung eines zur Verqendung als Wärmeaustauaoher bestimmten Gegenstandes.
• Es ist bereits bekannt, daß ein plattenförmiger Körper mit innen liegenden hohlen Durchlaufkanälen gut geeignet ist als Wärmeauetaugcher, in welchem ein Wärmeaustauschmittel durch das ganze Gerät hindurch umgewälzt wird. Ein besonders gut geeigneten Verfahren zur Herstellung solcher Geräte ist das Verfahren nach dem US-Patent 2 690 002 vom. 28.9,1954, bekannt als Walz-Binde-Verfahren (Roll-Bond proceas). In der Praxis wird bei. Anwendung der Erfindung nach dem genannten Patent eine Konstruktion geschaffen, zu welcher erforderliche Anachlußstücke für die Wärmaaustausohmittel hergestellt

  werden können. Derartige Anaehlußetüeke, iür die

  Umwälzung eines Kin llmitte t.e , sollen eine genaue Aus-

  bi lfl.izngsfc;rm haben, so da P, die Wärmesustauscherberäte

  rii-L ƒerienG3ßigen Aneehlußstücken ausge-

  w wer @.an können. So tet z.8. im US-Patent 2 822 151

  .27 !2.191C ein platteni:ü:miger Wärmeaustauscher be-

  schrieben, der mit einem einzigen'Ansehlußetüek sowohl für den Eintritt als auch für den Austritt des umlau-(enden Kühlmittels ausgestattet werden kann. Zur Anwendung z.B. in einem Haunhaltakühleohrank wurde e ei als wünschenswert erachtet, für die eine Seite den Wärmeaustauschers einen härteren Weckstoff zu verwenden als für die andere Seite. Die Seite mit dem härteren Material kann dann dort angeordnet werden, wo raune Behandlung erwartet werden kann, z.B. durch Eisschub. laden oder soha@?fe Werkzeuge zum Entfernen von Eisenseta. 5o können der Wärmeaustaueaher und damit auch die Durchgangskanäle eine Zwei-Metall-Konstruktion sein, bei der die Härte der einen Seite von. der Härte der anderen. Seite verschieden ist. Beiapiele für in einem derarten Zwei-Metall-Wärmeauatauscher verwendete Werkatoffe sind" eine X80$0-Degis.4ung für die harte und eine 1100.Le.
• gierung (AI 99) für die .weiche Seite (Werketoffbeeelok- , nungen der Aluminium Association of Amsriea für Aluminium und Aluminium-Knetlegierungen). Eine derartige Ausbildung verureaeht Schwierigkeiten bei der exakt genauen Aufweitung oder Dimensionierung ("eia. ing" ) der innen verlaufenden DurahgengekaMle, um serienr mäßige Ansohlußstüoke mit engem Sitz einzubauen.r Ke#nzeichnenderweißs verursacht die Anwendung bekannter ßiifamittel zum Kalibrieren einen Zwei-Netall-Wärmeaustausahers eine ungleiche Aufweitung an den beiden Seiten der innen liegenden Durehlaufl,äle. Wurde ein derartiger Zwei;.Metall-Wärmeauetauecher z.B. durch Flüssigkeitsdruck oder durch die. Anwendung eines grwmn.-liehen Kalibrierwerk$euge aufgeweitet werdenr eo rde die unterschiedliche Härte der beiden Saiten des Gerätes an jeder Seite zu einer ungleichen Aundehmung eh, Ein anderes vorgeschlagenes Verfahren zum Kalibrieren der Durchgangskanäle verwendet ein.unsymmetrisehee Werkzeug, das so berechnet ist, daß es bei einem Zwei-Metall- Austaüscher einen symmetrischen Kanalquerschnitt hervorbringt. Derartige Werkzeuge brechen jedoch leicht; außerdem maß das Werkzeug im Hinblick auf die harte Seite der Drosselstelle sehr genau lokalisiert werden. Ziel der Erfindung ist ein. verbesaertea Verfahren zur Herstellung hohler Gegenstände. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung derartiger Gegenstände aus Werkstoffen ver.;-schiedener Härte, welche innen verlaufende Durchlauf» kanäle aufweisen.
• Ferner sieht die Erfindung die Herstellung eines derartigen Gerätes vor, bei dem die innen Negeraden Durch-1aufkanäle für ,den Einbau serienmäßiger är£s:@hlußstüekz für die Umwälzung eines@ä@auatausehmite@s paedend kalibrsert sind.
• Gemäß der Erfindung kann öle Kalibrierung der Durchlaüfkanäie in einem :Zwei-Metall Wärmeaustauecher dadurch auegeführt werden, daß an den beiden Seiten des Durchlaufkanals je ein Hemmkissen von einer Härtevorgesehen wird, die so berechnet ist, daß jeweils die Ausweitung des Kanals an der Seite des entsprechenden Hemmkissens bis auf -das gemiinschte Maß begrenzt wird: Auf diese Weise ist durch entsprechende Variierung der Härte der Hemmkissen 'beidseits des Kanals ein vollständig aufgeweiterer Durehlaufkanal von vorgegebener Gestalt erzielbar. Die Erfindung :ist primär auf die Ausweitung von MetallblechpII.atten mit nicht miteinander verbundenen innenabschnitten gerichtet, jedoch gleichermaßen auf ähnliche, aus einem anderen Material hergestellte Platten, z.H.
• aus verschiedenen Kunststoffen, sowie auf aus verschiedenartigen Werlcetoffenp z.B. Metall arid Kunststoff, hergestellte und bis auf einen Abschnitt zwischen den Tafeln miteinander verbundene Plattenkörper anwendbar. Weitere Ziele und Vorteile ergeben sieh aus der nachfolgenden, der Erläuterung der Erfindung an. Hand sehe. matiacher Zeichnungen dienenden Beschreibung von Aue. fUhrungebeispiel*en._ Be stellen dar: Fig. 1 -. 3 ein eierfahren zur Herstellung eines für einen nach dem erfindungegomäßen Verfahren he2s tel t bal^en Wäxmeauetauscher dienenden Blechkörpers; Fig. 4 eine Draufsicht eines nach dem Verfahren nach Pig. 1 hergestellten Blechkdrpers mit einem zweckmäßigen Ansahlußstück für dran Umlauf eines Wärmeaustauschmittels; Fig. 5 einen Schnitt durch einen Abschnitt der Fig o 4 entlang der Linie Y.-V ; Fig. 5A eine der Fig. 5 ähnliche, jedoch eine Abänderung zeicende Schnittansicht; Fig. 6. eine Ansicht eines zweckmäßigen Werkzeuges zum Kalibrieren des Durchlaufkanals im Wärme.-austauscher nach Pig. 4-;* Fig. 7. einen duech den Murchlaufkanal des Gerätes nach Figo 4 gelegten Querschnitt, der eine Anordnung:zur Steuerung der kompletten Ausweitung der Kanalwandungen zeigt; Fig. 8 einen. Quer3ehnitt ähnlich Fig. 7, der ein zweites Verfahren zur Steuerung der kompletten Auswe:i tzng der Kanalwandungen zeigt t und pig. 9 ' eigen Querschnitt ähnlich: Fige.? und 8, der den Wärmaaustauecher mit dem vollständig ausgeweiteten Kanal zeigt.
• De Pig. 1 bis 3 der Zeichnungen erläutern ein erfin" dungegemäßes Verfahren, nach welchem ein plattenförmiger Wärmeaustauscher herstellbar ist. Während die Erfindung auf jede Blechkonstruktion mit innen verlaufenden Kanälen anwendbar ist, wird, das in dem eingangs erwähnten US-Patent 2 690 042 beschriebene Verfahren vorgezogen. Nach der in diesem Patent enthaltenen Zehre wird gemeB F'ig. 1 auf ein erstes Blechteil l ein gewünschtes Muster 2 aus einer das Verschweißen verhindernden Masse aufgebracht. Wie 3n Fig. 2 au sehen -ist, wird dann ein zweites Blechteil 3 auf das erste Blechteil l gelegt und beide Platten durch funktschweißeng (bei. 4) zusammengehalten, um ein Verschieben der aufeinanderliegenden Platten 1. und 2 gegeneinander beim nachfolgenden Schweißvorgang zu verhindern.
• Die Platten 1 und 3 werden dann an den durch die die- Schwer ßung verhindernden Masse nicht unterbrochenen BerUhrungflänhen verschweißt, z.B. durch Warmvaalzen gemäß Pig. 3. Die übereinandergelegten Platten werden zunächst erhitzt und anschließend durch Walzen 5 geführt, zwischen denen sie in ihrer Dicke reduziert und in Walzrichtung gelängt werden. Das so erhaltene freßteil f mit einem dem Muster 2 aus der die Verschweißung verhindernden ?.lasse entsprechenden, nicht verschweißten innen: liegenden Teil wird dann auf irgendeine zweokmäßi.ge Weise, z.B. durch. Ausglühen, weich gemacht und darauf durch Kaltwalzen auf gleichmäßigere picke gebracht und erneut geglüht. -Wie bekannt, `erfordert ein derartiges Verfahren zur Hereines Wärmeauatauschers die Auftragung eines stellung- . Teils der die Verschweißung verhindernden Masse in der NEhe einer Kante der Plattag so daß der innen verlanfencd.e gelaUnschte Durchgangskaral durch Einführung von Druckflüssigkeit ausgeweitet werden kann. Gemäß. dem vorgenannten US-Patent 1 822 151 ist es besonders vorteilhaft, das Muster aua der das Verschweißen verhindernden lasse so auszubilden, daJ3 durch den dadurch erhaltenen aufgeweiteten Kanal ein f'ärmes.ustausahmittel zirkulieren kann, das an der gleichen Stelle sowohl eintritt als auch austritt. :hin derartiges Gerät ist in Fig. 4 dargestellt und umfaßt einen. nach dem vorgenannten Verfahren hergestellten preßkörper 6, - bei. dem das Muster 2 aus der das Verschweißen verhindernden Masse durch Einleiten eines Flüssigkeite-.Aufweitungsdrücke in bekannter Weise aufgebläht wird, um ein System 7 «aus innen .verlaufenden- Durchlaufkanälen zu-bilden. Es können dann kanäentri$ah ausgerichtete Rohr® 8 und 9 für eine entsprechende Umwälzung einen Kühlmittels durch den Kanal 7 . eiegeführ t werden.' Eine derartige Lösung ist in detaillierter Form izi der Sehnittansicht nach Pig. 4 gezeigt. Wie zu sehen ist, umfaSt der Kanal 7 einen weiten Abschnitt 10 in Kantennähe der Platte und einen engen Verbindungsabschnitt 11. Das innere Rohr 8 des konzeritsischen Rohre -kann dann in den engen Absehni,#t' 11 eingefUhrt und zur Sinleitung des :`:ärmeauatauschmittele.;.-beiapielaweiae e.inea Kühlmittels, benutzt werden: -Des Kühlmittel. wird dann durch den Kanal 7 hindurehgewülzt, wobei es in' den Abschnitt 10 zurückleuft, aus welchem es durch das äußere Rohr 9 austreten kann. Es liegt nahe, dä.ß die Rohre 8 und 9 jede gewünischte. Form aufWeieen können, von denen die dargestellte lediglich ein Beispiel ist: E8 ist erforderlich, daß das Rohr-8--genau bündig an der Innenwand des Durchgangsabschnitts 11 angreift, um ein Zurückrinnen (leak-back) des Kältemittels zu verhindern; ein solchen Zurifckrinnen -kann eine verengerte Leistung und eine Ansammlung von Feuchtigkeit an den Austrittsrohren zw# haben, .da das Kältemittel im "fechsel zu. und abgeschaltet wird. Wenn es gewünscht wird, können daher zur Erzielung einer wirk- Samen Abdichtung eine DurchfÜhrungshülse und eine . . Durchführungsbuchse vorÜQsehen -verdena Eine solche Lösung -ist in Pigo-. 5A gezeigt, bei deT eine zy'i ind.-rische 'Rohrbuchse Bg die-aus Metall sein kann' mit einer zylindrischen hülse t3, ;die aus Schwammgummi. bestehen kann, ungefähr mutig- vcor ,der Einführung des Rohres S in dem engen :Abschnitt 11. eingef(,igt wird In jedem Pa11 tis 4 es erforderlich, daß der Durchlaufkanal auf-ein g'enaues Maß aufgeweitet ist,. damit . das. Ansehlußstüek, das in jeder-. besonderen Ausführungsform verwendbar sein =soll, dicht-anliegt. Wie bereits erwähnt, können.die gegenüberstehenden Seiten des. %eschriebenen;Wärmeäüstäuschers aus verschiedenen etall-iZegierunn, bestehen. Demgemäß würde die anfängliche Ausweitung des Kanals 7, ob durch flügsigkeifiadruck oder Einführung eines Dorns oder dergl., eine verschiedene Ausv.eitung der beiden Seiten* des Kanals hervorrufen. Da ilie serienmäßigen Anschlußs tücke für die Umwälzung,des Kältemittels einen -symmetrischen Üm--i-iß-, aufisreisen, ist es erwünsetit, dafl der der r t-,tfnahme eines derartigen Anschlußstückes dienende Abschnitt des Kanals ebenfalls symmetrisch ausgeführt :st. Gemäß der Erfindung ist zusätzlich zur Einführung-eines üblichen symmetrischen Xalibrferdorns, wie . er z.B. in Fig. 6 gezeigt und mit der Bezugsziffer 12 bezeichnet ist, ein Verfahren zur Steuerung der kufweitung eines derartigen Kanals vorgesehen. Denzufolge'wird. -im- Aneehlu@ an die anfängliche Au@."weitung des Durchlaufkanäls 7 der Freßkörper q wie i n Fg. 7-gezeigt ist g zwischen 2 Aemmkisgen 13 und -14: angeordnet. -1lär de f:9sen ist jedes zvreckmäßige verfornbaire Material geeignet, z.B. fester 'oder Schwammgummi. Ein erstes Kissen. 13 wird gegen die weiche 'Seite des Kanals 7 und ein zweites KZssen@14 von einer geringeren klärte als das Kissen 13 gegen die harte Seite des Kanals 7 -gelegt. Das Kissen @ - 14 kann ' aus einer ?inz7 gzn Tjage eines °Z= terals mit einer g°-ringeren Härte als der des Kissens 13 bestehen oder aus einer*größerenAnzahl vor: Kissen 15 gleicher Härte. Gemäß Fig. 7 kann z.B. das Kissen 13 äus einer etwa 2,5 mm (0,1") dicken Gummiplatte von 60 Härtegraden bestehen, und das Kissen 14 fünf solcher Platten 15 um ein Kissen von etwa 12,5 mm (0950) Dicke von 60 Härtegraden zu erhalten. Das Ganze kann dann von Stützplatten 16 und 17 umfaßt und durch Klemmkräfte zusammengehalten werden. Auf diese Weise verklammert, stößt bei Einführung eines symmetrischen Ralibrierdornes die haarte Seite des Kanals 7 auf weniger vrtlichen Widerstand in dem .Kissen 1¢ als die weiche Seite des Kanals 7 im Kissen 13. Durch entsprechende-Wahl der Kissen 13 und 14 kann daher eine genaue symmetrische Querschnittsform des Kanals erzielt werden,, wie z.B. in fig. 9 gezeigt ist. Eine zweite Abänderung des bisherigen Verfahrens ist in Pig. 8 erläutert, bei. der das Kiesen 18 an der , weichen Seite dem Kissen 13 in Pig. 7 ähnlich ist. Das Kissen 1. 4 der -vorigen Anwendungsform kann durch eine feste.Anlage 19 einer verhältnismäßig atärren formsicheren Ausführung mit einer dem Kanalverlauf benachbarten Vertiefung 20 ersetzt werden. Wie'bei der vorigen Anwendungsform wird dann eine Stützplatte 21 gegen das Kissen 18 gesetzt. Die Vertiefung 20 gestattet eine unbehinderte Aufweitung der harten Seite des Kanals 7, während das Kissen 18 die Aufweitung der weichen Kanalseite in einem berechneten Maß hemmt. Die zweckmäßige Wahl der Dicke und/oder der Härte des Kissens 18 und der Abmessungen der Vertiefung 20 ist wiederum besti=end für die gewünschte Ausweitung des Kanals 7.
• Be versteht sich von selbst, daß die Erfindung in allen Fällen anwendbar ist, bei denen eine genaue Aus-

  Bildungsform eines hohlen Durehlaufkanals verlangt

  ist. Des in den Zeichnungen vorgeatllte.Auster mit

  dem "Einfach-Zutritt" (single-entry) ist nur als Bei.-*spiel gedachte Die Erfindung kann In -enlicher Weise aueh auf einen freßkörper angawendet werden, der nach einem anderen als dem Wals-Bindeverfahren (Roll-Bond procees) hergestellt wurde. Außerdem ist die gezeigte kreieründs Kanalform nur eine der mittels der Erfindung herstellbaren Querschnittsformen. Durch entsprechende Wahl der Gestalt des galibrierwerkseugs rund der Ausbildung des Hemmkisaene und/oder der ' starren Abstützung kann jede gewünschte Form erhalten werden. Tenn 2.B. gewanscht ist, daß eine -Kanalseite eben. 'ist, kann ein: Kalibrerwerkzeug mit einem halbkreisförmigen Querschnitt verwendet und sn der anderen Seite ein genügend hartes Hemmkissen vorgesehen werden, um eine Ausweitung des Kanals an dieser Seite zu verhindern", Es sei ferner darauf hingewiesen, daß die, Erfindung nicht auf die bo.sohriebenen und gezeigten Abbildungen beschränkt ist, die lediglich für die vorteilhaftesten Ausführungsformen der Erfindung gehalten werden und hinsichtlich form, Größe und Anordnung von Teilen sowie Einzelheiten des Verfahrens Abänderungen unterdorten. sein können, daß sie vielmehr alle-solche Abänderungen und Abwandlungen einschließen soll,: die im: Sinn und Rahmen der Erfindung, wie sie in den AngprUchen festgelegt Ist, liegen.

Claims (1)

1. p . a t e n t ,a, n _e o _r _tie 1. verführen zum Aufweiten eines vorgeweiteten Durchlaufkanale im Innern einer aus mehreren Schichten be- stehenden Platte auf eine gewünschte Qüereohnitteform, [email protected], daß wenigstens ein Hemmkiesen (13, 14, 15) an mindestens einer Seite des Kanals (7) vorgesehen wird, wobei die Härte den Hemmkiesen® so bemeaaen ist,,da.B die Autweitung des K,anale an der;Seite, @an welcher ,das ßemmkieaen anliegt, auf den gewUnechten Betrag begrenzt wird, das auf beide Seiten der Platte (1) Yerklammerungekräfte ausgeübt werden und zum Aulereltes. des .aale (7), ein Werkzeug (12) 'mit der gewüneohten. Querachnitteform .die. Kanals. in den Kanal eingeftihrt..wird. . 2. Verfahren nach Anspruuh..l, dädurah gekennseiohnat, das es auf eine geschichtete Platte mit einem vorge. weiteten Durchlaufkanal.(1) anwendbar ist, bei der die beiden Seite4.dee Kanals (7) aus einem Material unter. schiedlicher Härte bestehen. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn-. zeichnet,, das: die: AufWeitnttg durch ein Verkseng 12) vorgenommen. wird, das eine zu der fbeneAer Platts (1) parallele Bfmmetrieebene aufweist. 4. Verfahren zur Hersteliung:einer einen Hohlrauf aufweisenden, aus Tafeln unterschiedlicher Härte beetehenden.Platte mit einem im@Innern der Platte ver- laufenden Kanal von gewünschter Querechnitteform, bei welchem eine erste Tafel auf eine zweite, in ihrer Härte von der ersten versqhiedene Tafel gelegt wird, dann beide Tafeln an ihren Bers3.hrungeflachen,außer an den Stellen, die ein dem ,gewünschten Kanalverlauf entsprechendes Kuster bilden, zusammengefügt werden und die platte enden das Münster bildenden Stellen zu dem Kanal aufgereitet wird, .dadurch gekennzeichnet, daß die platte (1) durch Hinführen von Druckflüssigkeit über den Verlauf des 1"äusters vorgeweitet wird, daß . wenigstens ein Hemmkiesen. (13, 14, 15) ar_ jeder Seite des iiber den Verlauf des IAusters (2) gebildeten, vorgeweiteten Kanals (T) vorgesehen wird, wobei die Härte des Hemmkissens so bemessen ist, daß die Aufweitung des Kanals Er der Seite des anliegenden Hemmkissens auf ein gevrVneäh Teig, zu der Außweitung an der anderen Seite in Beziehung etebender Maß begrenzt wird, daß auf die H1emr:@Lissen beider Seiten Verklammerungskräfte ausgeübt weiden und. zum Aufwehen des gorgeweiteten Kanals (7) auf den gewünschten Kanalquerschnitt ein Werkzeug (12) von der gewünschten Querschnittsform des Kanals in.den vvorgeweiteten Kanal, eingeführt wird. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigste@@@ ,--: j°- :`.-:@,@.:@kisesn (13, 14, 18`) aus einem verformbaren Iäaterial gewählt wird. 6e Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Seite des vorgeweiteten Kanals (7) ein I3emmkiseen (13, 14) aus einem verformbaren Material vorgesehen-wird, wobei-an der Seite der Tafel mit der größeren Härte ein dickeres Hemmkissen vorgesehen wird Nta an der Seite der Tafel mit der kleineren Härte. 7a. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, ds.ß fär die eine Seite des vorgeweiteten Kanals (7) ein-Hemmkissen (18) aus einem verformbaren Material und für die andere Seite ein Hemmkissen (1g) aus einem im wesentlichen starren bzw. formsicheren Material vorgesehen wird, das eine eine unbehinderte Aufweitung des Kanals zulassende Vertiefung (2C) aufweist. B. Verfahren nach Anspruch 1 fand 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vollständige Aufweitung des Durchlaupkanala (Z) durch die Einführung den galibri:erwerkaeugee (12) erfolgt.