DE9406559U1 - Hollow chamber profile made of metal - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG Hohlkammerprofil aus Metall DESCRIPTION Hollow chamber profile made of metal
Die Erfindung bezieht sich auf ein Hohlkammerprofil aus Metall, insbesondere für Wärmetauscher, bestehend aus einem stranggepreßten Flachrohrprofil mit zwei zueinander parallelen Breitseiten und gewölbten oder ebenen Schmalseiten, wobei im Innenraum des Flachrohrprofils von Breitseite zu Breitseite sich erstreckende, mehrere durchlaufende Kanäle bildende Stege und dazwischen parallel sich erstreckende wellenförmig verformte Stegansätze angeordnet sind.The invention relates to a hollow chamber profile made of metal, in particular for heat exchangers, consisting of an extruded flat tube profile with two parallel broad sides and curved or flat narrow sides, wherein in the interior of the flat tube profile there are arranged webs extending from broad side to broad side, forming several continuous channels and wave-shaped web projections extending parallel between them.
Diese Gestaltung eines Hohlkammerprofils für Wärmetauscher ist aus der DE-PS 36 15 300 bekannt. Dort wird die Verformung der Stegansätze nach dem Strangpressen der Profile durch eine besondere spanlose Verformung der Breitseiten des Profils durchgeführt. Wenn diese punktuelle Verformung an der richtigen Stelle angebracht wird, wirkt sich diese nach innen gehende Verformung in einer Ausbuchtung der Stegansätze aus. Voraussetzung hierfür ist, daß der Ansatzpunkt der Verformung im Randbereich der Stegansätze liegt. Die Folge dieser zusätzlichen Verformung besteht darin, daß die Außenfläche der Breitseiten des Flachrohrprofiles nicht mehr eben sondern vielfältig genarbt ausgebildet ist. Solche Verformungen der Außenfläche der Breitseiten stören nicht nur eine glatte Ausbildung der Außenfläche der Breitseiten, sondern behindern auch das Verbinden der Flachrohrprofile untereinander sowie mit eventuellen Zwischenelementen.This design of a hollow chamber profile for heat exchangers is known from DE-PS 36 15 300. There, the deformation of the web attachments is carried out after the extrusion of the profiles by a special chipless deformation of the broad sides of the profile. If this point deformation is applied in the right place, this inward deformation results in a bulge in the web attachments. The prerequisite for this is that the starting point of the deformation is in the edge area of the web attachments. The consequence of this additional deformation is that the outer surface of the broad sides of the flat tube profile is no longer flat but has a variety of grains. Such deformations of the outer surface of the broad sides not only disrupt the smooth formation of the outer surface of the broad sides, but also hinder the connection of the flat tube profiles to one another and to any intermediate elements.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hohlkammerprofil dergestalt auszubilden, daß seine wellenförmige Profilierung der Stegansätze mit einfacherenThe invention is based on the object of designing a hollow chamber profile in such a way that its wave-shaped profiling of the web attachments can be achieved with simpler
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Mitteln erzielt werden kann und die Außenfläche der Breitseiten eben verbleiben kann. Es wird zwar die besonders vorteilhafte Ausbildung eines Hohlprofils für Wärmetauscher angestrebt, ohne indes darauf beschränkt zu sein.means and the outer surface of the broad sides can remain flat. The particularly advantageous design of a hollow profile for heat exchangers is sought, but is not limited to this.
Diese Aufgabe der Erfindung wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 dadurch gelöst, daß die wellenförmige Profilierung der Stegansätze am freien Stegansatzende eine maximale Ausbauchung aufweist und am Fuß des Stegansatzes weniger ausgeprägt ausgebildet ist und daß die Wellenform der Stegansätze beim Strangpressen durch verstärkte Stauchung des Profilmaterials unter Beibehaltung glatter Außenflächen der Breitseiten gebildet ist.This object of the invention is achieved with the characterizing features of claim 1 in that the wave-shaped profiling of the web attachments has a maximum bulge at the free web attachment end and is less pronounced at the foot of the web attachment and that the wave shape of the web attachments is formed during extrusion by increased compression of the profile material while maintaining smooth outer surfaces of the broad sides.
Diese erfindungsgemäße Anordnung unterscheidet sich vom Stand der Technik gemäß DE-PS 36 15 300 zunächst dadurch, daß der erfindungsgemäße Gegenstand einstufig hergestellt werden kann. Die wellenförmige Profilierung der Stegansätze wird nämlich nicht nachträglich, sondern beim Strangpressen erzeugt. Hierfür wird für denjenigen Stegansatz, der wellenförmig profiliert werden soll, mehr Strangpreßmaterial angeboten als für einen anderen Stegansatz, der nicht wellenförmig profiliert werden soll. Dieses vermehrte Angebot des zu verpressenden Materials führt zu einer Stauchung des Materials und demgemäß zu einer willkürlichen Verformung des zu verpressenden Stegansatzes. Indem man die Menge des zum Verpressen herangeführten Materials auf den Querschnitt des strangepreßten Stegansatzes anpaßt, gelingt es, die wellenförmige Profilierung des zu bildenden Stegansatzes in eine vorgegebene geometrische Form zu überführen. Dieses Verhältnis zu bestimmen ist dem Fachmann der Strangpreßtechnik geläufig.This arrangement according to the invention differs from the prior art according to DE-PS 36 15 300 in that the object according to the invention can be manufactured in one step. The wave-shaped profiling of the web attachments is not created subsequently, but during extrusion. For this purpose, more extrusion material is offered for the web attachment that is to be profiled in a wave-shaped manner than for another web attachment that is not to be profiled in a wave-shaped manner. This increased supply of material to be pressed leads to compression of the material and therefore to an arbitrary deformation of the web attachment to be pressed. By adapting the amount of material supplied for pressing to the cross section of the extruded web attachment, it is possible to convert the wave-shaped profiling of the web attachment to be formed into a predetermined geometric shape. The person skilled in extrusion technology is familiar with determining this ratio.
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Für dieses Verfahren sind Leichtmetalle, insbesondere Aluminium oder Aluminiumlegierungen, besonders geeignet. Die Erfindung umfaßt aber auch die Anwendung anderer Metalle, soweit sie sich beim Strangpressen ähnlich wie Leichtmetall verhalten. Sogar die Anwendung auf strangpreßfähigen Kunststoff ist mit der Erfindung möglich.Light metals, especially aluminum or aluminum alloys, are particularly suitable for this process. The invention also includes the use of other metals, provided they behave similarly to light metal during extrusion. The invention even makes it possible to use it on extrudable plastic.
Der Gegenstand des Anspruches 2 der Erfindung umfaßt einen selbständigen Erfindungsgedanken. Dieser Gegenstand geht von der GB-A-21 59 265 aus, wonach Kühlrohre mit zwei Schmal- und Breitseiten bekannt sind, bei denen durch sich von Breitseite zu Breitseite erstreckende Stege glatte Kanäle für den Durchtritt eines Mediums ausgebildet sind, wobei auf den Breitseiten im Bereich der glatten Kanäle einander gegenüberliegend Noppen angebracht sind, die in diesem Bereich die Kanäle verengen. Diese Kühlrohre weisen keine Halbstege auf.The subject matter of claim 2 of the invention comprises an independent inventive concept. This subject matter is based on GB-A-21 59 265, according to which cooling pipes with two narrow and wide sides are known, in which smooth channels for the passage of a medium are formed by webs extending from wide side to wide side, whereby on the wide sides in the area of the smooth channels, knobs are attached opposite one another, which narrow the channels in this area. These cooling pipes do not have half webs.
Ausgehend von diesem Stand der Technik besteht die Aufgabe der Erfindung in bezug auf Anspruch 2 darin, die vorbekannten Flachrohrprofile dahingehend auszubilden und in ihrer Herstellung zu vereinfachen, daß die Flachrohrprofile in einem Arbeitsgang montagefähig hergestellt werden können und eine ausgeprägtere Durchwirbelung des die Flachrohrprofile durchströmenden Mediums erreicht werden kann.Based on this prior art, the object of the invention with respect to claim 2 is to design the previously known flat tube profiles and to simplify their manufacture in such a way that the flat tube profiles can be manufactured in a single operation so that they can be assembled and a more pronounced turbulence of the medium flowing through the flat tube profiles can be achieved.
Diese Aufgabe wird im Sinne der Erfindung dadurch gelöst, daß einige der Stege, vorzugsweise jeder zweite Steg, mit einer wellenförmigen Profilierung versehen sind, die im mittleren Stegbereich eine maximale Ausbauchung aufweisen und am Fuß des Steges weniger ausgeprägt ausgebildet sind, wobei die Wellenform der Stege beim Strangpressen durch verstärkte Stauchung des Profilmaterials unter Beibehaltung glatter Außenflächen der Breitseiten gebildet ist.This object is achieved in accordance with the invention in that some of the webs, preferably every second web, are provided with a wave-shaped profile, which has a maximum bulge in the middle web area and is less pronounced at the base of the web, the wave shape of the webs being formed during extrusion by increased compression of the profile material while maintaining smooth outer surfaces of the broad sides.
Bei diesem selbständigen Gegenstand der Erfindung wird das Flachprofil von Stegen durchsetzt, welche die Breitseiten des Flachprofils untereinander verbinden und dadurch durchlaufende Hohlkammern bilden. Um die Durchmischung des durch die Flachrohrprofile geführten Mediums zu erhöhen, sind einige, vorzugsweise die Hälfte der Stege wellenförmig verformt. Diese Verformung erfolgt ebenfalls im Zuge des Strangpressens des Flachrohrprofiles. Auch in diesem Fall wird der Matrize des Strangpreßprofilwerkzeuges mehr Material zugeführt als für die Bildung eines ebenen Profilsteges erforderlich ist. Dieses Mehrangebot an Material führt zu einer Stauchung des im Fließzustand befindlichen Materials, was automatisch eine wellenförmige Profilierung des zu bildenden Steges zur Folge hat.In this independent subject of the invention, the flat profile is penetrated by webs which connect the broad sides of the flat profile to one another and thereby form continuous hollow chambers. In order to increase the mixing of the medium guided through the flat tube profiles, some, preferably half of the webs are wave-shaped. This deformation also takes place during the extrusion of the flat tube profile. In this case too, more material is fed into the die of the extrusion profile tool than is required to form a flat profile web. This excess supply of material leads to compression of the material in the flowing state, which automatically results in a wave-shaped profile of the web to be formed.
Mit den Merkmalen der Ansprüche 3 bis 5 wird das Ziel verfolgt, die Ausbauchung der Stegansätze oder der Stege gerade dort maximal vorzusehen, wo eine erhöhte Turbulenz erreicht werden soll. Im Falle der Bildung von Stegansätzen ist dieser Ort am günstigsten im Bereich der Stegansatzenden gewählt.The aim of the features of claims 3 to 5 is to provide the bulging of the web attachments or the webs to a maximum precisely where increased turbulence is to be achieved. In the case of the formation of web attachments, this location is most conveniently selected in the area of the web attachment ends.
Wenn das Flachrohrprofil jedoch von durchgehenden Stegen durchsetzt ist, befindet sich im Sinne der Erfindung das Maximum der wellenförmigen Ausbauchung auf halber Höhe der Stege.However, if the flat tube profile is interspersed with continuous webs, the maximum of the wave-shaped bulge is located halfway up the webs in the sense of the invention.
In beiden Fällen erstreckt sich die Ausbauchung der Stegansätze bzw. der Stege nicht bis zum Fuß der Stegansätze bzw. der Stege, sondern geht an den Fußenden in eine gerade Linie über. Hierdurch werden in Fließrichtung einerseits gewellte Linien der Stegköpfe von den Stegansätzen bzw. Stegmitten von den Stegen und andererseits gerade Steglinien der Fußenden vonIn both cases, the bulge of the web attachments or webs does not extend to the foot of the web attachments or webs, but merges into a straight line at the foot ends. This results in, on the one hand, wavy lines of the web heads from the web attachments or web centers from the webs and, on the other hand, straight web lines of the foot ends from
Stegansätzen und Stegen erzielt.Bridge approaches and bridges.
Auf diese Weise wird erreicht, daß die erfindungsgemaßen Flachrohrprofile vielfältig eingesetzt werden können. Die Erfindung ist keineswegs auf die Anwendung der Flachrohrprofile für Wärmetauscher beschränkt, sondern umfaßt deren Einsatz auch auf anderen technischen Sachgebieten, z. B. Strömungstechnik, Bautechnik und dergleichen.In this way, the flat tube profiles according to the invention can be used in a variety of ways. The invention is by no means limited to the use of the flat tube profiles for heat exchangers, but also includes their use in other technical fields, e.g. fluid dynamics, structural engineering and the like.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigen:Details of the invention can be seen from the drawing. The invention is shown schematically and by way of example. They show:
Figur 1 : einen Querschnitt durch ein FlachrohrprofilFigure 1 : a cross section through a flat tube profile
mit durchgehenden Stegen und dazwischen befindlichen Stegansätzen,with continuous webs and web attachments in between,
Figur 2 : eine perspektivische Ansicht desFigure 2 : a perspective view of the
Flachrohrprofiles (1),Flat tube profiles (1),
Figur 3 : einen Querschnitt durch ein FlachrohrprofilFigure 3 : a cross section through a flat tube profile
mit durchgehenden Stegen, von denen einige wellenförmig profiliert sind,with continuous webs, some of which are wave-shaped,
Figur 4 : einen Teilquerschnitt (in vergrößerterFigure 4 : a partial cross-section (in enlarged
Darstellung) eines verformten Stegansatzes gemäß Figur 1 undRepresentation) of a deformed web attachment according to Figure 1 and
Figur 5 : einen Querschnitt (in vergrößerterFigure 5 : a cross-section (in enlarged
Darstellung) durch einen verformten Steg gemäß Figur 3.representation) by a deformed web according to Figure 3.
Der Gegenstand der Figur 1 zeigt ein Flachrohrprofil (1) mit zueinander parallelen Breitseiten (2,3), derenThe object of Figure 1 shows a flat tube profile (1) with parallel broad sides (2,3), whose
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Schmalseiten (4,5) gewölbt (wie dargestellt) oder eben ausgebildet sein können. Zwischen den Innenflächen der Breitseiten (2,3) erstrecken sich im Innenraum (19) Stege (6) sowie Stegansätze (7), die einander abwechseln. Die Stegansätze (7) weisen wellenförmige Profilierungen (8) auf.Narrow sides (4,5) can be curved (as shown) or flat. Between the inner surfaces of the wide sides (2,3) there are webs (6) and web attachments (7) in the interior (19) that alternate with one another. The web attachments (7) have wave-shaped profiles (8).
Zwischen den Stegen (6) und Stegansätzen (7) werden durchlaufende Kanäle (20) gebildet, durch welche ein gasförmiges oder flüssiges Medium strömen kann.Continuous channels (20) are formed between the webs (6) and web extensions (7), through which a gaseous or liquid medium can flow.
Beim Gegenstand der Erfindung sind nun diese wellenförmigen Profilierungen (8) so ausgebildet, daß ihre Ausbauchung im Bereich der Stegansatzenden (9) maximal und im Bereich des Stegfußes (10) minimal ist. Die Stege (6) bleiben hingegen unverformt.In the subject matter of the invention, these wave-shaped profiles (8) are designed in such a way that their bulging is maximum in the area of the web attachment ends (9) and minimum in the area of the web base (10). The webs (6), on the other hand, remain undeformed.
Durch diese Ausbildung der Stegansätze (7) wird erreicht, daß eine Durchwirbelung der die Kanäle (20) durchfließenden Mediums erfolgt, was zu einem verbesserten Wärmeübergang von den Stegen (6) bzw. von den Stegansätzen (7) auf die Breitseiten (2,3) bzw. Schmalseiten (4,5) führt.This design of the web attachments (7) ensures that the medium flowing through the channels (20) is swirled, which leads to improved heat transfer from the webs (6) or from the web attachments (7) to the broad sides (2,3) or narrow sides (4,5).
Im Gegensatz zum Stand der Technik (DE-PS 36 15 300) werden die Profilierungen (8) der Stegansätze (7) beim Strangpressen des Flachrohrprofils (1) erzeugt, welches deswegen bevorzugt aus Aluminium oder Aluminiumlegierung besteht. Dieses Strangpressen hat zunächst zur Folge, daß die Oberfläche (11) der Breitseiten (3,4) glatt bleibt, also nicht durchbrochen wird. Die wellenförmige Profilierung (8) der Stegansätze (7) erfolgt durch strangpreßtechnische Maßnahmen. Diese sind dem Strangpreß-Fachmann durchaus geläufig. Es sei lediglich darauf hingewiesen, daß das Materialangebot zum Verpressen der verwellten Stegansätze (7) größer als dasIn contrast to the state of the art (DE-PS 36 15 300), the profiles (8) of the web attachments (7) are produced during the extrusion of the flat tube profile (1), which is therefore preferably made of aluminum or aluminum alloy. This extrusion initially results in the surface (11) of the broad sides (3, 4) remaining smooth, i.e. not being broken through. The wave-shaped profile (8) of the web attachments (7) is produced by means of extrusion-technical measures. These are well known to the extrusion specialist. It should simply be pointed out that the material available for pressing the corrugated web attachments (7) is larger than the
Materialangebot zum Pressen glatter Stegansätze ist. Dieses vermehrte Materialangebot führt zu einer Stauchung des Materials im Bereich der Matrizenausgänge für diejenigen Stegansätze (7), die verformt werden sollen. Das aus der Matrize austretende Material findet keinen ordnungsgemäßen Abfluß im Bereich der Stegansätze (7) und führt daher automatisch zu einer wellenförmigen Profilierung (8) der Stegansätze (7).Material supply for pressing smooth web attachments. This increased material supply leads to a compression of the material in the area of the die outlets for those web attachments (7) that are to be deformed. The material emerging from the die does not drain properly in the area of the web attachments (7) and therefore automatically leads to a wavy profiling (8) of the web attachments (7).
Im Beispiel der Figur 2 ist in perspektivischer Ansicht, teilweise aufgetrennt, die Lage der durchgehenden unverformten Stege (6) und der verformten Stegansätze (7) dargestellt.In the example in Figure 2, the position of the continuous undeformed webs (6) and the deformed web attachments (7) is shown in a perspective view, partially cut away.
Wie im besonderen die Figur 4 ausweist, ist die wellenförmige Profilierung (8) im Bereich der freien Enden der Stegansätze (7) maximal ausgebuchtet (14). Die Ausbuchtung (14) geht in einen geradlinig profilierten Stegansatz (7) über, was aber nur ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist.As shown in particular in Figure 4, the wave-shaped profile (8) is maximally bulged out (14) in the area of the free ends of the web attachments (7). The bulge (14) merges into a straight-line profiled web attachment (7), which is, however, only one embodiment of the invention.
Beim Gegenstand der Figur (3), der selbständigen Erfindungscharakter besitzt, wird das Flachrohrprofil (I1) durchweg von Stegen (6) durchsetzt, welche die Breitseiten (2,3) miteinander verbinden. Einige der Stege (6) sind glattlinig, andere Stege (12) sind verformt. Es empfiehlt sich, die glattlinigen Stege (6) und die verformten Stege (12) einander abzuwechseln. In allen Fällen werden durchgehende Kanäle (20) gebildet.In the object of Figure (3), which has an independent inventive character, the flat tube profile (I 1 ) is penetrated throughout by webs (6) which connect the broad sides (2,3) to one another. Some of the webs (6) are smooth, other webs (12) are deformed. It is recommended to alternate the smooth webs (6) and the deformed webs (12). In all cases, continuous channels (20) are formed.
Wie die Figur 5 im Teilquerschnitt zeigt, befindet sich die maximale Ausbauchung (14) des einzelnen Steges (12) etwa in der Mitte zwischen den Breitseiten (2,3). Die Ausbuchtung (14) geht jeweils bei (15) in einen geradlinigen Stegfuß über.As Figure 5 shows in partial cross-section, the maximum bulge (14) of the individual web (12) is located approximately in the middle between the broad sides (2,3). The bulge (14) merges into a straight web foot at (15).
Die glatten Oberflächen der erfindungsgemäßen Flachrohrprofile können problemlos mit kühlertypischen Rohrboden und Blechlamellen verlötet werden. Die Lamellen werden normalerweise an die Flachrohrprofile (1,1') angelötet. Eine solche Anlötung ist normalerweise nicht gewährleistet, wenn die Oberflächen der Flachrohrprofile (1,1·) entsprechend der Lehre der DE-PS 36 15 300 ausgebildet sind.The smooth surfaces of the flat tube profiles according to the invention can be easily soldered to the tube base and sheet metal fins typical of coolers. The fins are normally soldered to the flat tube profiles (1,1'). Such soldering is normally not guaranteed if the surfaces of the flat tube profiles (1,1·) are designed in accordance with the teaching of DE-PS 36 15 300.
STÜCKLISTEPARTS LIST
1 Flachrohrprofil 1' Flachrohrprofil1 flat tube profile 1' flat tube profile
2 Breitseite2 Broadside
3 Breitseite3 Broadside
4 Schmalseite4 Narrow side
5 Schmalseite5 Narrow side
6 Steg6 Bridge
7 Stegansatz7 Bridge attachment
8 wellenförmige Profilierung8 wave-shaped profiling
9 Stegansatzende9 Bridge end
10 Stegfuß10 Bridge foot
11 glatte Oberfläche11 smooth surface
12 verformter Steg12 deformed web
13 halbe Höhe des Stegansatzes13 half height of the bridge attachment
14 maximale Ausbauchung14 maximum bulge
15 Verformungsübergang15 Deformation transition
19 Innenraum19 Interior
20 Kanal20 Channel
1010
Claims (6)
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