DE3622266C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Herstellen eines Wärmetauschers aus einer Aluminiumlegierung
im Druckgußverfahren und auf die Anwendung des Verfahrens für
die Herstellung von Gußkesselgliedern.
Es ist weitgehend üblich, als Werkstoff zur Herstellung von
Gußkesselgliedern Grauguß zu verwenden. Die Gußkesselglieder
stellen hierbei Hohlkörper dar, die etwa prismatischen Schnitt
haben. Der Hohlkörper ist mit einem an der Ecke liegenden Wasser
zulauf und einem an der diagonal gegenüberliegenden Ecke ver
sehenen Wasserablaufanschluß verbunden. Zu- und Ablaufanschluß
sind als das Gußkesselglied durchsetzende Rohrstutzen ausgebildet
Die einzelnen Gußkesselglieder werden aneinandergelegt und
durch eine Spanneinrichtung miteinander verbunden. Hierbei
liegen sämtliche Vor- und Rücklaufanschlüsse aneinander, ge
gebenenfalls unter Zwischenlage einer Dichtung, so daß ein
gemeinsamer Kesselblock-Rücklauf- und -Vorlaufanschluß entsteht,
wobei das Wasser vom einen in den anderen über die hydraulische
Parallelschaltung aller Innenräume der Gußkesselglieder strömt.
Die Außenwände zweier Gußkesselglieder stehen im Abstand, so
daß sich ein oben und unten freier Zwischenraum bildet, durch
den jeweils die Rauchgase des den Gußkesselblock beheizenden
Brenners hindurchstreichen. Sowohl an den dem Wasser zugewandten
als auch an den den Rauchgaszügen zugewandten Seiten sind die
Gußkesselglieder mit Rippen oder Noppen versehen, um einen
besseren Wärmeübergang zu ermöglichen.
Die Fertigung dieser Gußkesselglieder aus Grauguß ist relativ
kostenaufwendig, das Material selbst hat einen nicht sehr guten
Wärmeübergang.
Somit gibt es seit langem bereits Bestrebungen, den thermischen
Wirkungsgrad des Wärmeaustauschs zwischen Rauchgas und Wasser
zu verbessern. Bislang hat man dies über spezielle Gestaltungen
der dem Rauchgas beziehungsweise dem Wasser zugewandten Seiten
der Gußkesselglieder zu bewerkstelligen versucht.
Bekannt ist weiterhin ein in der GB-PS 10 34 167 beschriebenes
Verfahren zur Herstellung zusammengesetzter Radiatoren. Diese
bestehen aus zwei identischen, schalenförmigen Stahlpreßteilen,
welche an den auskragenden Rändern mittels eines Lichtbogen
schweißverfahrens miteinander verbunden werden. Das Preßverfahren,
erforderliche notarialen Nachbehandlungen sowie das Lichtbogen
schweißverfahren stellen komplizierte Technologien dar, deren
erreichbare Toleranzen dennoch zu wünschen übrig lassen.
Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein
preiswertes Herstellungsverfahren für solche Gußkesselglieder
anzugeben beziehungsweise den Wärmeübergang zwischen den beiden
Medien zu verbessern.
Die Lösung der Aufgabe besteht herstellungstechnisch in den
Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 und in
der Anwendung auf einen Heizkessel gemäß Anspruch 4.
Weitere Ausgestaltungen und besonders vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche beziehungsweise
gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, die ein Aus
führungsbeispiel anhand der Fig. 1 bis 3 der Zeichnung näher
verdeutlicht.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht auf ein fertiges Gußkesselglied,
Fig. 2 die beiden Teile des Gußkesselgliedes vor dem Schweißen und
Fig. 3 den geschweißten Endzustand.
In allen drei Figuren bedeuten gleiche Bezugszeichen jeweils
die gleichen Einzelheiten.
Das in der Fig. 1 dargestellte Gußkessel-Mittelglied aus Alu
minium oder einer Aluminiumlegierung weist eine Unterseite
1 und eine Oberseite 2 sowie eine Vorderseite 3 und eine Rück
seite 4 auf. Das Gußkesselglied bildet etwa quaderförmige Gestalt,
wobei es einen hohlen Innenraum 5 aufweist, der, abgesehen
von der Wandstärke, bis an sämtliche vier Seiten heranreicht.
Weiterhin ist das Kesselglied von zwei Wärmetauscherseiten 6
und 7 begrenzt. Der hohle Innenraum 5 ist mit einem Rücklaufan
schlußstutzen 8 und mit einem Vorlaufanschlußstutzen 9 für
ein aufzuheizendes Medium, hier insbesondere Wasser, verbunden.
Über den Rücklaufstutzen 8 wird dem Innenraum 5 Heizungswasser
zugeleitet, erwärmt und über den Vorlaufanschlußstutzen 9 wieder
abgeführt.
Die Unterseite 1 ist mit Rippen 10, die Wärmetauscherfläche
an den Außenseiten des fertigen Kesselgliedes mit kegelstumpf
artigen Nocken 11 versehen, zwischen denen sich geschlängelte
Pfade für den Rauchgasstrom eines den Kessel erwärmenden Brenners
ausbilden. Auf der den Innenraum 5 begrenzenden Wärmetauschfläche
sind mehrere große Stege 12 vorgesehen.
Das Herstellungsverfahren dieses Gliedes selbst geht aus den
Fig. 2 und 3 genauer hervor. Mittels eines Druckgieß- oder
Schmiedewerkzeuges werden zwei identische Hälften 13 und 14,
- nach Umschlagen - entlang einer Mittelberührungslinie 15
zusammengefügt. Diese Linie 15 erstreckt sich auf der Unter-,
Ober-, Vorder- und Rückseite sowie in Rohrstutzen für Vor-
und Rücklaufanschluß sowie den Rippen 10 und den Stegen 12.
Die Berührungslinie 15 wird nun zur Vorbereitung des Schweißens
mit Abschrägungen 16 versehen. Solche Abschrägungen 16 können
auch im Bereich der Stege 12 vorgesehen sein. Sie sind in jeder
der Hälften 13 und 14 vorgesehen, und zwar in gleicher Richtung,
so daß sich der entstehende Spalt bei einer Aneinanderlage
nach außen hin vergrößert. Die zusammengefügten Hälften 13
und 14 werden nun in einen luftverdünnten beziehungsweise eva
kuierten Raum gebracht und mit einem Elektronenstrahl- oder
Laser-Impuls-Verfahren verschweißt.
Nach Abschluß des Schweißvorgangs ergibt sich das fertige Kessel
mittelglied, wie es in der Fig. 3 dargestellt ist, das nur
noch an den bestehenden Schweißnähten 17 erkennbar ist.
Aus Gründen der Druckfestigkeit ist es notwendig, daß die Schweiß
naht 17 durchgeschweißt ist.
Es ist möglich, die beiden Hälften 13 und 14 so auszubilden,
daß sie das Schweißgut in Form eines Ansatzes bei der Herstellung
mit aufweisen. Es kann aber auch mit extern zugeführtem Schweiß
material gearbeitet werden.
Es ist auch möglich, in Abweichung des beschriebenen Ausführungs
beispieles nicht von identischem Hälftenmaterial auszugehen,
sondern die Teilungsfuge entlang der Berührungslinie 15 anders
zu legen, so daß demgemäß die den Wasserraum begrenzende Innen
fläche 18 beziehungsweise 19 einer der beiden Teilschalen 6
oder 7 so verläuft, daß sie mit der Projektion der Fläche 18
oder 19 zusammenfällt. Das würde bedeuten, daß nur die eine
Teilschale die Stege 12 aufweist, während die andere Wärmetausch
fläche 18 oder 19 plan wäre. Sind die Stege auf beiden Seiten
der Flächen 18 oder 19 vorhanden, können sie einander an der
Berührungslinie 15 berühren. Entsprechendes gilt bei einseitig
angeformten Stegen 12, welche die gegenüberliegende Fläche
18 oder 19 berühren können.
Hervorzuheben sind bei dem geschilderten Verfahren die besonderen
Vorteile, daß sich bei nahezu gleicher Außenfigurierung des
Endproduktes Kesselgußglieder erzeugen lassen, indem diese
aus einfachen Maschinenguß- oder Schmiedeteilen zu einem Hohl
glied zusammengeschweißt werden, wobei die bei Grauguß erforder
liche umständliche Formgebung mit verlorenem Kern unnötig ist
und daß sich aufgrund der Wahl von Aluminium als Herstellungs
material ein sehr viel besserer Wärmeübergang bei gleichzeitiger
Reduzierung des Gewichtes ergibt.
Zusätzlich können an den dem Wasser zugewandten Seiten 18 be
ziehungsweise 19 vorzugsweise identische Haken 20 vorgesehen
sein. Beim Aufeinanderlegen der beiden Hälften 13 und 14 gleiten
die beiden Haken 20 ineinander und halten die beiden Teile
13 und 14 aneinander fest. Hiermit kann einerseits erreicht
werden, daß die beiden Hälften 13 und 14 beim Schweißvorgang
besser aneinandergehalten werden, zum anderen ist bei auftreten
den hohen Drücken im Heizungskreis ein Aufbeulen der Mittel
kesselglieder erheblich erschwert.
Für die Fertigung der Kesselendglieder gilt dies analog. Hierbei
wird eine Hälfte 13 oder 14 mit einer abweichend gestalteten
anderen Hälfte 14 oder 13 zusammengeschweißt.
Als Material für die Kesselglieder eignen sich aluminiumhaltige
Druckgußlegierungen nach DIN 1725, insbesondere kupferarme
Legierungen des Typs AlSi 10, AlSi 12 und AlSi 10 MG. Die Kupfer
armut der Legierung ist wichtig für die Korrosionsbeständigkeit.
Falls die Kesselglieder im Schmiedeverfahren hergestellt werden,
eignen sich alle aus Korrosionsgründen kupferarmen Knetlegierungen
auf Aluminiumbasis. Bevorzugt werden hier die Legierungen des
Typs AlMg und AlMgMn verwendet.
Claims (4)
1. Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers aus
einer Aluminiumlegierung im Druckgußverfahren, wobei,
ausgehend von einem Hohlraum begrenzenden Teilschalen,
diese aneinandergelegt und anschließend im luftver
dünnten Raum mittels eines Elektronenstrahls oder
Laser-Impuls-Verfahrens verschweißt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Ausgangsmaterial untereinander gleiche Teil
schalen in Form von Hälften verwendet werden.
3. Die Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche
1 bis 2 für Gußkesselglieder in der Heizungstechnik.
4. Gußkesselglied nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß auf den den Wasserraum (5) begrenzenden Seiten
(18, 19) Haken (20) vorgesehen sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863622266 DE3622266A1 (de) | 1985-07-30 | 1986-07-02 | Verfahren zur herstellung eines waermetauschers aus aluminium und anwendung des waermetauschers als gusskesselglied |
Applications Claiming Priority (2)
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DE19863622266 DE3622266A1 (de) | 1985-07-30 | 1986-07-02 | Verfahren zur herstellung eines waermetauschers aus aluminium und anwendung des waermetauschers als gusskesselglied |
Publications (2)
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DE3622266A1 DE3622266A1 (de) | 1987-02-12 |
DE3622266C2 true DE3622266C2 (de) | 1990-10-25 |
Family
ID=25834513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19863622266 Granted DE3622266A1 (de) | 1985-07-30 | 1986-07-02 | Verfahren zur herstellung eines waermetauschers aus aluminium und anwendung des waermetauschers als gusskesselglied |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1986-07-02 DE DE19863622266 patent/DE3622266A1/de active Granted
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