DE3048874C2 - Verfahren zur Herstellung von dünnem Blech oder Band aus Kupfer oder einer Kupferlegierung - Google Patents

Description

a) beim Gießen der Strömungskanal mit Wanddikken ausgebildet ist, deren Summe, gemessen senkrecht zur Blechebene, mindestens der Dikke des Kupferblechhalbzeugs seitlich des Strömungskanals entspricht, sowie

b) das Walzen nur in Form des Kaltwalzens durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzeug, dessen Dicke vorzugsweise 15—20 mm beträgt, durch Kaltverformen auf die erforderliche Dicke, im allgemeinen 0,4—1 mm, gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbzeug kaltverformt wird, das Strömungskanäle von ovalem Querschnitt aufweist.

4. Verfahren nach einem de: obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbzeug kaltverformt wird, bei dem die Strömungskanäle näher an der einen Halbzeugfläche verlaufen, um auf diese Weise mit Strömungskanälen versehenes dünnes Kupferblech herzustellen, dessen eine Fläche an den Strömungskanälen stärker ausgebaucht ist als die entgegengesetzte Fläche.

5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Halbzeug kaltverformt wird, bei dem senkrecht zu seiner Ebene mehrere Strömungskanäle übereinander angeordnet sind.

6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den geöffneten Strömungskanal ein separates Innenrohr eingesetzt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein Verfahren dieser Gattung ist aus der DE-OS 47 897 bekannt, bei dem zur Herstellung eines flachen Wärmeaustauschers ai's Metallblech mit mindestens einem, ein zu erwärmendes oder zu kühlendes Medium führenden Kanal, insbesondere einer Dachhaut zur gleichzeitigen Aufnahme von Umweltenergie, zunächst die Herstellung eines mit mindestens einer Bohrung versehenen Metallblocks vorgesehen ist, wobei in jede Bohrung ein Schweißstoppmittel eingebracht wird, der Metallblock in Richtung des Verlaufs der Bohrung oder Bohrungen bis auf das Endmaß mit Walzen gestreckt und anschließend jede flachgewalzte Bohrung aufgebläht wird. Der aus Kupfer bestehende Metallblock wird zunächst warmgewalzt, daraufhin die Gußbzw. Walzhaut spanend entfernt und anschließend das spanend bearbeitete Band auf das Fndmaß kaltgewalzt Dia Herstellung des Metallblocks ist durch Stranggießen vorgesehen. Die Bohrungen in dem Metallblock können bereits beim Gießen hergestellt werden, wobei das Halbzeug in nahezu beliebigen Mengen herstellbar ist
Aus der US-PS 30 36 369 ist ein Verfahren zum Herstellen von flüssigkeitsleitenden Metallkörpern mittels Kaltwalzens bekannt, bei dem Bänder mit sich in Längsrichtung erstreckenden Schlitzen versehen werden, die durch Einführen von Druckflüssigkeit zur Bildung rohrförmiger Kanäle gedehnt werden. Durch Schneiden soleher langer Streifen auf geeignete kürzere Längen und anschließendes Dehnen der Schlitze zur Bildung der Durchtrittskanäle sollen Elemente geschaffen werden, die zur Verwendung in der Kühl- oder Heiztechnik geeignet sind. Die Bandstreifen sind frei von Schweißnähten oder anderen Verbindungsmitteln in den Schlitzebenen, so daß die Möglichkeit einer Trennung der Körper in diesen Ebenen vermieden wird, wenn die Schlitze durch das Einführen von Druckflüssigkeit zur Herstellung der Durchtrittskanäle gedehnt werden. Die Bänder können vom Walzwerk zum Hersteller von Wärmeaustauschelementen ο. dergl. wie übliches gewalztes Metallband tranrportiert werden, der die Streifen auf kürzere Längen schneiden kann, um sie den gewünschten Erfordernissen anzupassen und sie dann im Bereich der Schlitze zu dehnen, um die rohrförmigen Durchtrittskanäle solcher Elemente zu bilden. Die Druckschrift sieht ferner die Herstellung von saumlosen Rohren, z. B. von Zinkrohren, vor. Im einzelnen wird der Metallblock mit den Schlitzen durch Gießen eines Barrens oder einer Bramme aus walzfähigem Metall um eines oder mehrere sich längs erstreckende pulverisierbare Teile hergestellt. Zur Reduzierung seiner Dicke wird der Block gewalzt, wobei die Zwischenräume, die von den pulverisierbaren Teilen eingenommen werden, abgeflacht werden, um die gegenüberliegenden Seiten der Zwischenräume im wesentlichen miteinander in Berührung zu bringen, um die Schlitze zu formen und die pulverisierbaren Organe in feinen, eine Verschweißung verhindernden Puder zu zerbrechen. Der Puder verteilt sich in den Zwischenräumen und Schlitzen, wenn der Block gestreckt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch zu verbessern, daß auf den Einsatz eines Schweißstoppmittels verzichtet werden kann.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 enthaltenen Merkmale.

Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung sieht somit in einer Herstellungsstufe die Erzeugung eine Halbzeuges von beliebiger Länge sowie darin vorgesehener Strömungskanäle vor. Dabei können derart dünne Halbzeuge hergestellt werden, daß deren endgültige Dicke z. B. nur 0,4 mm bis 1 mm beträgt, wobei nur eine einzige Walzstufe in der Kälte benötigt wird. Durch die Einsparung des Schweißstoppmittels ist das erfindungsgemäße Verfahren einfacher und kostengünstiger durchführbar als die bekannten Verfahren.

Ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Blech bietet zahlreiche Einsatzmöglichkeiten in Wärmeaustauschern. Besonders geeignet ist es für Sonnenzellen, für die es, verglichen mit anderen Sonnenzel-

lenblecheii, folgende Vorteile bietet:

— bedeutend besserer Wärmeübergang vom Blech auf die Rohrleitung als bei Blechen, bei denen die Rohrleitung auf andere Weise auf das Blech angesetzt ist;

— bessere Wärmeleitfähigkeit als z. B. bei Aluminium;

— Bildung einer der besten Absorptionsflächen durch die erzeugte schwarze Oberfläche des Kupfers;

— besseres Korrosionsverhalten als z. B. bei Aluminium oder anderen Metallen; die von der Zelle wegführenden Rohrleitungen bestehen überwiegend aus Kupferrohr, so daß keine galvanische Korrosion erfolgt, da keine unterschiedlichen Werkstoffe aufeinandertreffen. Bei Aluminiumblechen z. B. hat man diese Gefahr der galvanischen Korrosion durch Einsetzen von Kupferrohren in die Kanäle des Bleches zu eliminieren versucht, was jedoch in der Herstellung schwierig und kostspielig ist;

— je nach Einsatzart des Wärmeaustauscherblechs können in die geöffneten Kanäle separate Innenrohre eingesetzt werden.

Im folgenden soll die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben werden. Es zeigt

Fig. IA das bei einer bevorzugten Ausführungsform verwendete Halbzeug im Querschnitt,

Fig. IB einen Querschnitt durch das in Fig. IA gezeigte Halbzeug nach erfolgtem Walzen,

Fig. IC einen Querschnitt durch das in Fig. IB gozeigte Blech nach erfolgtem Aufblasen der Kanäle,

F i g. 2 eine Teilansicht des Querschnitts durch ein alternatives, erfindungsgemäß zu verarbeitendes Halbzeug.

F i g. 1A zeigt das im kontinuierlichen Gießverfahren hergestellte Blech 1 aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, die beiden im Blech parallel zueinander verlaufenden, im Querschnitt ovalen Strömungskanäle 4, ihre Wandung 3 und den zwischen ihnen befindlichen Steg 2. Die Dicke der Wandung 3 der Strömungskanäle 4 beträgt, senkrecht zur Oberfläche gemessen, vorzugsweise die Hälfte der Werkstoffdicke des Halbzeugs 1, so daß die Reduktion beim Verformen an den Kanälen 4 ebenso groß wie am Steg 2 ist.

Fig. IB zeigt das ausgewalzte Halbzeug Y. Beim Walzen wird das in Fig. IA gezeigte Halbzeug 1 gestaucht und erfährt eine Verlängerung (gegebenenfalls wird es beim Walzen in Querrichtung verbreitert). Gleichzeitig werden, wie an der Stelle 4' gezeigt, die Strömungskanäle des Halbzeugs zusammengestaucht, ohne daß es jedoch zu einem Verschweißen der gegeneinander liegenden Flächen kommt.

Zum Schluß werden die Kanäle 4' durch Aufblasen geöffnet, so daß im Ergebnis das in Fig. IC gezeigte, mit Strömungskanälen 4" versehene Blech 1' entsteht.

F i g. 2 zeigt ein alternatives Halbzeug, bei dem in der zur Oberfläche senkrecht verlaufenden Ebene zwei übereinander angeordnete Strömungskanäle 4 vorhanden sind, wobei die Summe der Wanddicken senkrecht zur Halbzeugoberfläche, gemessen an den Öffnungen, ebenso groß wie beiderseits dieser Öffnungen 4 ist, so daß beim Verformen an den Öffnungen 4 und im daran anschließenden Bereich eine gleich große Reduktion erfolgt.

Die Dicke des in Fig. IA gezeigten Halbzeugs beträgt vorzugsweise 15 —20mm, die des in Fig. IC gezeigten dünnen Bleches vorzugsweise 0,6—1 mm. Bei den in Fig. IA und 2 gezeigten Halbzeugen sind die Kanäle im Querschnitt ovaL Es kommen aber auch andere Querschnittsformen, z. B. eine runde oder rhombische Form, in Betracht.

Die Kanäle brauchen auch nicht unbedingt in der Mitte des Halbzeugs 1 zu verlaufen, wie in Fig. IA dargestellt, sondern können näher an der einen Fläche des Halbzeugs angeordnet sein, wobei dann die eine Fläche des gewalzten und aufgeblasenen Bleches etwas weniger ausgebaucht als die entgegengesetzte Fläche ist.

Beispiel 1

Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde 0,6 mm dickes und 250 mm breites Cu-DLP-Band hergestellt, in welchem durch Luftdruck von 1 N/ mm² zwei im Querschnitt mandelförmige Kanäle von 0,3 mm Wanddicke geöffnet wurden. Das Arbeitsprogramm war wie folgt:

a) Kontinuierliches Gießen von profiliertem Halbzeug der in der Zeichnung gezeigten Querschnittsform auf die Querschnittsmaße 20 mm · 250 mm; maximale Dicke an den Öffnungen 38 mm, Wanddicke 10 mm, Querschnitt der ovalen Halbzeugkanäle 18 mm (Höhe) und 40 mm (Breite).

b) Kaltwalzen des Halbzeugs ohne Zwischenglühen auf 0,6 mm.

c) öffnen der Kanäle mit Druckluft (1 N/mm²) unter Verwendung eines geeigneten Öffnungswerkzeuges und einer passenden Luftdüse bei durch Pressen verschlossenem anderem Blechende. Vor dem Öffnen der Kanäle wurde das Blech auch schwarzverchromt.

Beispiel 2

Das Gießen des Halbzeugs erfolgte gemäß Beispiel 1. Arbeitsprogramm:

a) Bestreichen der Halbzeugkanäle mit Walzemulsion.

b) Kaltwalzen auf 0,67 mm Dicke.

c) Weichglühen im Durchziehglühofen (Strand Annealing Furnace).

d) Kaltwalzen auf 0,6 mm Dicke.

e) öffnen der Kanäle gemäß Beispiel 1. Vor dem öffnen der Kanäle wurde das Blech auch schwarzverchromt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von dünnem Blech oder Band aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit mindestens einem parallel zu seiner Ebene verlaufenden Strömungskanal, wobei dickes Kupferblechhalbzeug mit mindestens einem parallel zu seiner Ebene verlaufenden Strömungskanal kontinuierlich gegossen und durch Walzen auf seine endgültige Dicke gebracht und anschließend der beim Walzen zusammengestauchte Strömungskanal durch Druck von innen geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß