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DE3039693A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von waermetauscherelementen, wie heizkoerpersegmenten, kuehlschlangen etc. - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von waermetauscherelementen, wie heizkoerpersegmenten, kuehlschlangen etc.

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Publication number
DE3039693A1
DE3039693A1 DE19803039693 DE3039693A DE3039693A1 DE 3039693 A1 DE3039693 A1 DE 3039693A1 DE 19803039693 DE19803039693 DE 19803039693 DE 3039693 A DE3039693 A DE 3039693A DE 3039693 A1 DE3039693 A1 DE 3039693A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
pair
longitudinal channel
longitudinal
bands
band
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803039693
Other languages
English (en)
Inventor
Gunnar 7770 Überlingen Larsson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19803039693 priority Critical patent/DE3039693A1/de
Priority to US06/309,745 priority patent/US4562630A/en
Priority to JP56165885A priority patent/JPS57134216A/ja
Priority to EP81108579A priority patent/EP0050363B1/de
Priority to DE8181108579T priority patent/DE3168668D1/de
Priority to AT81108579T priority patent/ATE11494T1/de
Publication of DE3039693A1 publication Critical patent/DE3039693A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
    • F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
    • F28D1/03—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits
    • F28D1/0308—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with plate-like or laminated conduits the conduits being formed by paired plates touching each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/02—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/04—Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers of sheet metal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4935—Heat exchanger or boiler making
    • Y10T29/49366—Sheet joined to sheet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

DipL lag. Hans-Jürgen Müller /
Dr. rear, net. Thomas Bereadt ^ *
or.-Ing. Hane Leyh
Luc*K.Gfahn-*ra·· MDt Mlnehan 80
Gunnar Larsson
7770 Überlingen
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Wärmetauscherelementen, wie Heizkörpersegmenten, Kühlschlangen etc.
HJM/Na
BAD ORIGINAL
ο Ci 3 9 6 9 3
Beschreibung
Die Erfindting bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Wärmetauscherelementen der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 14 genannten Gattung .
Es ist bereits ein derartiges Verfahren bekannt (GB-PS 960 972), wonach Wärmetauscherelemente aus Bändern bzw. Blechen schweißbarer Stähle dadurch hergestellt werden, daß zuerst ein solches Band bzw. 31ech schrittweise mit Vertiefungen bzw. Erhebungen bildenden Sicken, die quer zur Längsrichtung des Bandes verlaufen, durch Preßeinrichtungen versehen werden und zwar derart, daß sich die Sicken nicht über die gesamte Bandbreite erstrekken, sondern an den Rändern Randbereiche unverformten Materials belassen. Anschließend werden zwei derart im Schrittpreßverfahren spanlos verformte Bänder derart paarweise zu einem Bänderpaar zusammengefaßt, daß die Randbereiche übereinander und aneinander anliegen, während die Sicken bzw- Vertiefungen und Erhebungen der beiden Bänder so gegeneinander in Längsrichtung versetzt sind, daß im Bereich der Sickenreihe die Bänder nicht aneinander anstoßen, sondern einen in Längsrichtung verlaufenden gewundenen Längskanal bilden. Anschließend werden die Randbereiche verschweißt, während an den Enden der Längskanäle Öffnungen zum Einleiten und Ausleiten desjenigen Mediums angebracht werden, das zum Kühlen oder Heizen durch das Wärmetauscherelenaent hindurchströmen soll. Ein weiterer Vorteil der Sicken, die man auch als eine Art "Querfalten" bezeichnen könnte, besteht neben der Vergrößerung der Wärmeübergangsfläche gegenüber nicht gewundenen Längskanälen darin, daß die mechanische Festigkeit verbessert und die Biegbarkeit der Wärmetauscherelemente quer zur Längsrichtung verbessert wird. Ein Wachteil des vorbekannten Verfahrens besteht dagegen darin, daß das schrittweise Her-
OR/G/NAL
stellungsverfahren produktionstechnisch die Herstellungsgeschwindigkeit begrenzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses Verfahren und die zur Durchführung desselben dienende Vorrichtung mit einfachen Mitteln dahingehend zu verbessern, daß hinsichtlich ihrer Wirkung mindestens gleich gute Wärmetauscherelemente herstellbar sind, die Herstellung selbst jedoch noch einfacher, rascher und besser bewerkstelligt werden kann.
Die Erfindung besteht darin, daß mindestens ein Band des Bänderpaares zuerst mit mindestens einer längsverlaufenden Rinne versehen und derart mit dem anderen Band dieses Bänderpaares längsverschweißt wird, daß die Rinne mit dem diesen überdeckenden Teil, insbesondere ebenfalls einer Längsrinne, des anderen Bandes einen Längskanal bilden, daß dann in diesen Längskanal ein flüssiges Füllgut gefüllt und durch Abkühlen bis unterhalb seines Gefrierpunktes erstarrt wird, und daß das Bänderpaar mit dem als Stützkern dienenden erstarrten bzw. gefrorenen Füllgut anschließend so spanlos verformt wird, daß der Längskanal den gewundenen Verlauf erhält. Nach dieser endgültigen Formgebung kann das gefrorene Füllgut wieder aufgetaut und aus dem gewundenen Längskanal entfernt werden, der dann zur Aufnahme des Heiz- bzw. Kühlmittels zur Verfügung steht.
Mit anderen Worten wird das spanlose Verformen der schweißbaren Bänder in zwei Abschnitte aufgeteilt, nämlich einmal die Rinnenbildung und zum anderen die Anordnung des gewundenen Verlaufs der Längskanäle. Bei diesem Hauptverformen, bei dem insbesondere quer oder auch schräg zur Längsrichtung der Längskanäle verlaufende Sicken in beidenBändem in versetzter Anordnung hergestellt werden, bildet das erstarrte Füllgut einen Kern zur Abstützung der spanlos sich verformenden Längskanalwandungen der beiden Bänder. Es hat sich gezeigt, daß sich insbesondere Wasser ausgezeichnet als Füllgut eignet.
•y-i
3Ü39G93
An sich ist bereits bekannt, beispielsweise Rohre mit Sand, Harz oder niedrig schmelzenden Legierungen zu füllen, um beim Biegen derselben zu verhindern, daß sich der Querschnitt in unerwünschter Weise verformt, insbesondere wesentlich vermindert. Entsprechend ist es auch in nordischen Ländern bekannt, Rohr mit Wasser zu füllen,um diese nach dem Erstarren in kalten Winternächten wie Moniereisen biegen zu können. Obwohl diese handwerklichen Maßnahmen beim Biegen von Rohren seit Jahrhunderten bekannt sind und angewandt werden, sind sie bisher nicht bei der Herstellung von Wärmetauscherelementen wie bei der Erfindung angewendet worden, sondern hat man - wie eingangs dargelegt - aufwendigere Maßnahmen ergriffen. Darüber hinaus ist die Erfindung auch nicht beschränkt auf die Anwendung solcher seit Generationen vorbekannter Biegeverfahren auf den Gattungsbegriff der Erfindung, denn die Erfindung geht hierüber weit hinaus.
Im übrigen ist es auch seit langem bekannt, Rohre und andere Hohlkörper unter Verwendung von Flüssigkeiten, fließfähigen Metallen, Gummi oder dergleichen, in Preßformen und Werkzeugen zu verformen. Auch in der VerpackungsIndustrie ist es bekannt, einen mit Füllgut, beispielsweise Milch^efüllten Kunststoffschlauch durch Querversiegeln in beispielsweise tetraederförmige Packungen abzuteilen.
Schließlich ist auch nicht neu, beispielsweise austenitische Stähle in Kälte zu verformen, da die beschleunigte Martensitbildung beanspruchte Teile des Werkstückes verstärkt. Da derartige Maßnahmen jedoch zu anderen Zwecken als bei der Erfindung verwendet sind, stellt das Vorbekanntsein derselben die Erfindungshöhe nicht in Frage.
Es ist ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß das gesamte Verfahren und nicht nur das Schweißen der Längsnähte im Gegensatz zum Folgeschrittverfahren kontinuierlich erfolgen kann, was viele Vorteile sowohl hinsichtlich der Schnelligkeit des Herstellungsverfahrens als auch des apparatemäßigen Aufwandes
bietet; so müssen beispielsweise Einzelaggregate nicht ständig beschleunigt und abgebremst werden, was abgesehen von einem hohen Energieaufwand auch immer wieder zu Erschütterungen unerwünschter Art führt. So empfiehlt es sich, das Verfahren mit einer Vorschub- bzw. Fördergeschwindigkeit zwischen etwa 1 und 8 m/min durchzuführen, was etwa der Nahtschweißgeschwindigkeit entspricht.
Mit gleicher Geschwindigkeit können dann die bandförmigen Wärmetauscherelemente aufgewickelt bzw. in die endgültige Verwendungsform gebogen werden; hierbei kann es auch empfehlenswert sein, das Füllgut noch im erstarrten Zustand zu belassen und erst nach diesem Aufwickeln, Biegen oder dergl. Verformen in den flüssigen Aggregatzustand zu überführen und aus dem Längskanalsystem ausfließen zu lassen.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vielzahl schweißbarer Materialien, insbesondere Schweißstähle darunter Edelstahle, verwendbar. Besondere Vorteile bietet rostfreier V2A-Stahl, bei dem auch unter Wasserkühlung geschweißt wird. Aber auch unlegierte Stähle sind verwertbar; es ist jedoch dafür Sorge zu tragen, daß die Stähle bei der Kälte, die für das Gefrierenlassen des Füllgutes erforderlich ist, plastisch verformbar sind. Sofern Wasser verwendet wird, empfiehlt es sich, dieses auf etwa - 10 0C abzukühlen, d.h. einen genügenden Abstand zum Gefrierpunkt herzustellen, damit vermieden wird, daß der erstarrte Füllgut-Verformungskern im Verlaufe des spanlosen Verformungsverfahrens sich jedenfalls soweit wieder verflüssigt, daß er seine Aufgabe als Verformungskern nicht mehr genügend erfüllen kann.
Die Dicke der Bänder, insbesondere Bleche, beträgt vorzugsweise zwischen 0,5 und 2,0 mm.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Bänderpaar in einer abwärts, insbesondere schräg abwärts geneigten Bahn mit dem flüs-
3Ü
Ü39G93
sigen Füllgut gefüllt und abgekühlt wird, weil dann das sich im unteren Teil in einer Gefrierstation erstarrende Füllgut einen "Pfropfen" bildet, der den Querschnitt des Längskanals verschließt, so daß von oben zufließendes Füllgut nicht nach unten ausfließen kann, sondern selbsttätig immer eine ausreichende Flüssigkeitssäule des Füllguts über dem bereits erstarrten Füllgut vorhanden ist.
Die Herstellung des gewundenen Verlaufs der Längskanäle in Förderrichtung hinter der Gefrierstation erfolgt zweckmäßiger Weise durch solche Verformungswalzen, die an der Mantelfläche Erhebungen und Vertiefungen aufweisen, wodurch die sickenartigen Gebilde in die Längskanäle eingeprägt werden können. Damit ein möglichst gleichbleibender Querschnitt in Längsrichtung der Längskanäle verbleibt, empfiehlt es sich dabei; diese Verformungswalzen hinsichtlich ihrer Erhebungen und Vertiefungen so gegeneinander zu versetzen, daß im einen Band gerade eine Erhebung bzw. Ausbuchtung geformt wird, wenn im anderen Band an der überlappten Stelle gerade eine Einbuchtung bzw. Vertiefung eingeformt wird. Dies schließt jedoch nicht aus, daß auch solche Wärmetauscherelemente erfindungsgemäß hergestellt werden können, bei denen in Längsrichtung der Längskanäle große und kleine Querschnitte abwechseln.
Wie auch anhand der Zeichnung noch dargestellt wird, kann die Form der rinnenförmigen Längskanäle eine große Vielfalt annehmen. Darüber hinaus kann es zweckmäßig sein; in einem Bänderpaar jeweils mehrere Längskanäle parallel nebeneinander anzuordnen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht im übrigen beispielsweise durch Auswechseln der Verformungswalzen, daß die Art des gewundenen Verlaufs der Längskanäle so ausbildbar ist, daß ein nachfolgendes Biegen erleichert wird. In Abhängigkeit von der Biegerichtung ist es dann zweckmäßig, die Form der sickenbildenden Aussparungen und Erhebungen bzw. "Berge" und "Täler" an der Mantelfläche der einen Verformungswalze etwas anders zu dimen-
sionieren bzw. zu gestalten als an der anderen Verformungswalze.
Es versteht sich, daß das Verfahren nicht auf die Verwendung von Walzen als Verformungswerkzeuge beschränkt ist, sondern auch Verformungsstempel anwendbar sind. Sofern das kontinuierliche Verfahren angewendet wird, müßten solche Verformungswerkzeuge, wie dies beispielsweise in der Verpackungsindustrie schon bekannt ist, mit dem Vorschub bzw. mit dem Fördern des Bänderpaares in Anlage an demselben bewegt und nach Abheben in entgegengesetzter Richtung wieder zurückgeführt werden.
Weitere Ausbildung der Erfindung sind in Unteransprüchen beansprucht und werden auch, jedenfalls teilweise, in der folgenden Figurenbeschreibung erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht (teilweise im Schnitt) einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 die Querschnitte verschiedener Bänderpaare mit unterschiedlichen Längskanal-Querschnitten in schematischer Darstellung;
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt der Hauptformstation mit zwei am Bänderpaar angreifenden und dieses spanlos verformenden Verformungswalzen;
Fig. 4 eine Seitenansicht eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Wärmetauscherelements;
Fig. 5a
und 5 b ein Bänderpaar in Frontansicht und Aufsicht;
Fig. 6 ein solches Bänderpaar einer anderen Ausbildung in Aufsicht;
Fig. 7 a
und 7 b eine Seitenansicht und eine Aufsicht auf ein spiralartig gebogenes Wärmetauscherelement gemäß der Erfindung.
3-J39693
Gemäß Fig. 1 werden zwei flache Bänder 1 mit einer Banddicke von beispielsweise 1 mm über zwei Umlenkwalzen 2 einer Vorformstatior 3 zugeführt, in der die beiden Bänder 1 durch Walzgänge 4 geführt werden, die in die Bänder 1 in Längsrichtung verlaufende Rinnen 5 (siehe insbesondere Fig. 2) formen. Die mit solchen Rinnen 5 versehenen Bänder 1 werden dann bis zu einem Walzengang 6 so zusammengeführt, daß sich die noch im flachen Zustand befindlichen Bandteile, insbesondere die BandrMnder 7 aneinanderlegen, während die Rinnen 5 voneinander abstehen und einen sich in Längsrichtung hinziehenden Längskanal 8 bilden. Anstelle eines Längskanals 8 können auch mehrere parallel verlaufende Längskanäle 8 insbesondere gemäß den Ausführungsbeispielen von Fig. 2 vorgesehen sein. In der Schweißstation 9 werden die aneinanderliegenden Bandteile insbesondere Längsränder durch Verbindungsschweißen miteinander verbunden, wozu sich besonders das Naht-Schweißen empfiehlt. Da derartige kontinuierlich wirksame Schweißverfahren zur Herstellung von Schweißnähten bekannt sind, werden diese hier nicht im einzelnen erläutert.
In der Schweißstation 9 wird dafür gesorgt, daß die durchgehenden Schweißnähte den Längskanal bzw. die Längskanäle des nunmehr gebildeten Bänderpaares 10 abschließen, so daß - von der Front- und Rücköffnung abgesehen - nach außen abgeschlossene Längskanäle vorliegen. In diese wird nun mit Hilfe einer lediglich schematisch dargestellten Fülleinrichtung 11 beispielsweise über ein zwischen den Bändern 1 hindurch und in den betreffenden Längskanal 8 des Bänderpaares 10 eingeführtes Rohr 12 flüssiges Füllgut in den Längskanal eingeleitet. Dieses fließt infolge der Schrägstellung des Bänderpaares 10 in Fig. 1 rechts nach unten und wird dort innerhalb der Gefrierstation 13 im Längskanal 8 zum Erstarren gebracht. Der Gefrierstation 13 werden insbesondere solche Kühlmittel zugeführt, die das Füllgut, insbesondere Wasser, auf eine Temperatur von insbesondere etwa 10 ° unterhalb des Gefrierpunktes, bei Wasser - 10 0C, bringen. Die Gefrierstation weist einen Gefriertunnel 14 auf, durch den das Bänderpaar 10 hindurchgeleitet wird. Das dabei erstarrende Füllgut verhindert,
ORIGINAL INSPECTED
daß das noch flüssige Füllgut nach unten ausfließen kann und stellt sicher, daß infolge des nachströmenden Füllgutes durch das Füllrohr 12 hindurch immer eine genügende Flüssigkeitssäule oberhalb des bereits erstarrten Füllguts verbleibt, damit ein sich in Längsrichtung der Längskanäle durch diese kontinuierlich erstreckender Verformungskern gebildet wird.
Im unteren Teil der Vorrichtung sorgt ein Schutzkanal 15 dafür, daß das abgekühlte Bänderpaar 10 bis zum Eintritt in die Hauptverformüngsstation 16 noch so kalt bleibt, daß das erstarrte Füllgut noch nicht aufweicht, sondern in der Hauptverf ormüngs station 16 seine Aufgabe als Verformungskern erfüllen kann. In der Hauptverformüngsstation 16 greifen an beiden Seiten des Bänderpaares 10 Verformungswalzen 17 an, die dem Längskanal bzw. den parallelen Längskanälen 8 einen gewundenen Verlauf erteilen, wie dies noch deutlicher in Fig. 3 dargestellt ist.
Zu diesem Zweck weisen die Mantelflächen der Verformungswalzen 17 Erhebungen 18 und Vertiefungen 19 auf. Die beiden Verformungswalzen 17 sind so angeordnet, daß deren sich gegenüberstehenden Erhöhungen 18 und Vertiefungen 19 derart in versetzter Anordnung befinden, daß beispielsweise der in Fig. 3 am Bänderpaar 10 gerade am stärksten angreifenden Erhöhung 18 der unteren Verformungswalze 17 eine Erhöhung 19 der oberen Verformungswalze 17 gegenübersteht. Hierdurch wird der gewundene Verlauf der Längskanäle 8 erzeugt, ohne daß sich der Querschnitt in Längsrichtung derselben wesentlich verändert.
Bei einer Vorschubgeschwindigkeit von 2 m/min, einem Querschnitt des Stahles von etwa 2,16 cm und einem Querschnitt dreier paral-
leler Längskanäle 8 gemäß Fig. 2 c von etwa 5,2 cm sowie einer Temperaturabsenkung von etwa 20 0C auf etwa - 10 0C wird eine Energie zum Vereisen von etwa 63 kcal/m und ein Energiebedarf von etwa 7600 kcal/h verlangt. Die Breite eines solchen Bänderpaares 10 gemäß Fig. 2 c beträgt hierbei 180 mm bei einer
3039G93
Gesamtbreite der Längskanäle 8 von etwa 4 mm.
Wie in Fig. 2 gezeigt,können die Querschnitte der Rinnen 5 und der aus diesen gebildeten Längskanäle 8 sehr unterschiedlich sein. Auch die Art der sich überlappenden flachen Bandbereiche 7 kann unterschiedlich sein, d.h. daß durchaus auch Bandmaterial eines Bandes über die sich überlappenden Bandbereiche beider Bänder im Bereich der Siegelnaht hinausragen kann, wie dies insbesondere in den Fig. 2 d - 2 g dargestellt ist.
In Fig. 4 ist der wellenartig gewundene Verlauf der Längskanäle in Seitenansicht dargestellt und in Fig. 5 b ist gezeigt, wie die beiden Rinnen 5 durch einen Längsnahtbereich 7 getrennt und außen durch ebenfalls mittels einer Längsschweißnaht verbundene Randbereiche 7 begrenzt sind. Die Einkerbungen bzw. Vertiefungen 20 sind durch die Erhebungen 18 der Verformungswalzen 17, gemäß Fig. 3, hergestellt, während sich die Erhöhungen 21 des Bänderpaares 10 durch die Vertiefungen 19 der Verformungswalzen 17 ergeben. Im Unterschied zu dem Verlauf der Vertiefungen 20, gemäß Fig. 5b, - um 90 ° gegenüber der Längsrichtung der Schweiß nähte 7 verdreht - verlaufen die Einkerbungen bzw. Vertiefungen 20 bei der Ausbildungsform von Fig. 6 in Diagonal-Richtung, z.B. um etwa 45 ° gegenüber der Längsrichtung der Schweißnähte 7 und des Bänderpaares 10, gedreht.
In Förderrichtung hinter der Hauptverformungsstation 16 kann das mit einem gewundenen Verlauf der Längskanäle 8 versehene Bänderpaar 10 gebogen werden. Gemäß Fig. 7 a und 7 b wird hierbei ein spiralartiges Wärmetauscherelement dadurch hergestellt, daß ein bestimmter Längsabschnitt des Bänderpaares 10 in der Mitte eingespannt und dann nach den Außenenden 10 a so gebogen wird, daß sich der in Fig. 7 b gezeigte spiralförmige Verlauf ergibt. An den beiden Bänderenden 10 a werden dann die Einlaß- und Auslaßleitungen angeschlossen, so daß beispielsweise ein Wärmemedium oder Kühlmittel an der einen Seite eintreten, durch das spiralförmige Wärmetauscheraggregat hinduchtreten und an der anderen Außenseite - in Radialrichtung gesehen - austreten kann. Im
ORIGINAL INSPECTED
γ-
Zentrum 22 der Spirale bildet das Bänderpaar 10 einen S-förmigen Verlauf. Die Anschlußleitungen 23 sind noch besser aus Fig. 7 a ersichtlich. Durch die im oberen Teil angegebenen Pfeile wird verdeutlicht, daß beispielsweise ein Kühlmittel links ein- und rechts austritt, während das durch die unteren Pfeile angedeutete zu kühlende Medium von unten nach oben durch das Wärmetauscherelement - zwischen den Lagen des Bänderpaares 10 - hindurchtritt. Diese Lagen werden durch geeignete Abstandselemente im Abstand voneinander gehalten.
Das erfindungsgemäße Verfahrensprinzip kann auch mit großem Vorteil bei einer alternativen Ausbildung der Erfindung gemäß Patentanspruch 14 Anwendung finden. Bei dieser Ausbildung der Erfindung muß der Längskanal gar nicht in Querrichtung gewunden sein, sondern nimmt er einen zwar gekrümmten bzw. gebogenen Verlauf wie beispielsweise nach Fig. 7 b, ohne daß sich in Längsrichtung desselben Erhebungen und Vertiefungen abwechseln. Mit anderen Worten sind die in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Vertiefungen und Erhebungen so unendlich dicht aneinandergerückt, daß sie mar noch eine sich in Längsrichtung verlaufende Rinne bilden. Das Bänderpaar stellt dann eine Art "Rohr" dar, das an beiden Seiten des das Rohr bildenden Längskanais die Schweißnähte aufweist. Nach dem Einfüllen und Erstarrenlassen des flüssigen Füllgutes bildet dieses den gleich guten Stützkern wie bei der anfänglich ausführlich beschriebenen Alternative der Erfindung, so daß das innen "verstärkte" ßänderpaar durch spanlose Verformung gebogen werden kann. Der Vorteil des Stützkerns besteht vor allem darin, daß sich der Querschnitt beim Biegen praktisch nicht nur nicht verkleinert, sondern auch formhaltig bleibt.
ORIGINAL INSPECTED

Claims (1)

  1. 3039633
    Patentansprüche
    1)J Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustauscherelementen, wie Heizkörpersegmenten, Kühlschlangen etc., bei dem ein Paar Bänder aus schweißbarem Material, z.B. Edelstahl durch Verformen mit mindestens einer Reihe von Vertiefungen bzw. Erhebungen versehen und so zusammengeschweißt werden, daß beidseitig jeder Reihe eine längs-verlaufende Schweißnaht gebildet ist, während die längs jeder Reihe aufeinanderfolgenden Vertiefungen bzw. Erhebungen durch gegenseitiges Versetzen einen in Querrichtung gewundenen Längskanal bilden, der sich parallel zu den Schweißnähten hinzieht und zum Hindurchleiten von Heiz- bzw. Kühlmittel dient, dadurch gekennzeichnet,
    daß mindestens ein Band (1) des Bänderpaares (io) zuerst mit mindestens einer längs-verlaufenden Rinne (5) versehe: und derart mit dem anderen Band (1) dieses Bänderpaares (1o) längs-verschweißt wird, daß die Rinne (5) mit dem di überdeckenden Teil des anderen Bandes (1) einen Längskana (8) bildet, daß in diesen Längskanal (8) ein flüssiges Füllgut gefüllt und durch Abkühlen bis unterhalb seines Gefrierpunktes erstarrt wird, daß das Bänderpaar (1o) mit dem als Stützkern dienenden erstarrten bzw. gefrorene: Füllgut anschließend so spanlos verformt wird, daß der Längskanal (8) hierdurch den gewundenen Verlauf erhält, und daß schließlich das gefrorene Füllgut wieder aufgetaut und aus dem gewundenen Längskanal (8) entfernt wird.
    2) Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder (i)des Bänderpaares (1ö) kontinuierlich verschweißt, mit dem flüssigen Füllgut versehen, abgekühlt und verformt werden.
    3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß das Bänderpaar (io) in einer abwärts geneigten Bahn mit dem flüssigen Füllgut gefüllt und abgekühlt wird.
    4) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet,
    daß das Bänderpaar (1ο) durch Verformungswalzen mit dem gewundenen Längskanal (8) versehen wird.
    5) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Bänderpaar (io) beim spanlosen Langskanalverformen mit quer verlaufenden Sicken versehen wird.
    6) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Bänderpaar (Io) beim spanlosen Langskanalverformen mit schräg verlaufenden Sicken versehen wird.
    7) Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die spanlose Längskanalverformung so vorgenommen wird, daß sich die Sicken des einen Bandes (1) des Bänderpaares (1o) zu den Sicken des anderen Bandes (1) in Längsrichtung versetzt befinden.
    8) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Füllgut auf mindestens 1o° C unterhalb seines Gefrier- bzw. Erstarrungspunktes abgekühlt wird.
    9) Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Bänderpaar (1o) nach dem spanlosen Langskanalverformen in die Anwendungsform gebogen wird.
    10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Bänderpaar (10) zu einer solchen Spiralform gebogen wird, daß benachbarte Lagen des Bänderpaares nicht aneinander anliegen, sondern durch Abstandhalter im Abstand voneinander haltbar sind.
    11) Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Bänderpaar (10) zu einer solchen Spiralform gebogen wird, daß sich Anfang und Ende des Längskanals (S) an den radialen Außenseiten der Spirale befinden, während der Längskanal (8) im Speicherzentrum (22) einen etwa S-förmig gekrümmten Übergangsteil bildet.
    12) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
    daß das Bänderpaar (10) in die Form von Behälterwänden bzw. deren Teile gebogen wird.
    13) Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet,
    daß das gefrorene bzw. erstarrte Füllgut erst nach dem Biegen wieder aufgetaut wird.
    14) Verfahren zum Herstellen von Wärmeaustauscherelementen, wie Heizkörpersegmenten, Kühlschlangen etc., bei dem ein Paar Bänder aus schweißbarem Material, z.B. Edelstahl, durch Verformen mit mindestens einer Reihe von Vertiefungen bzw. Erhebungen versehen und so zusammengeschweißt werden, daß beidseitig eine längsverlaufende Schweißnaht gebildet ist, und daß ein der Reihe folgender Längskanal zum Hindurchleiten von Heiz- bzw. Kühlmittel dient, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Band (1) des Bänderpaares (10) mit mindestens einer längsverlaufenden Rinne (5) als der Reihe von Vertiefungen versehen und derart mit dem anderen Band (1) dieses Bänderpaares (10) längsverschweißt wird, daß die Rinne (5) mit dem diese überdeckenden Teil des anderen Bandes (1) den Längskanal (8) bildet, daß in diesen Längskanal (6)
    BAD ORIGINAL '''
    ein flüssiges Füllgut eingefüllt und durch Abkühlen bis unterhalb seines Gefrierpunktes erstarrt wird, daß das verschweißte Bänderpaar (10) mit dem als Stützkern dienenden erstarrten bzw. gefrorenen Füllgut anschließend so spanlos verformt wird, daß der Längskanal (8) einen gekrümmten bzw. gebogenen Verlauf erhält, und daß schließlich das gefrorene Füllgut wieder aufgetaut und aus dem gekrümmten bzw. gebogenen Längskanal (8) entfernt wird.
    15) Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Verformungsstation zum Herstellen des gewundenen Längskanals, mit einer Schweißstation zum Schweißen der Langsnähte und mit einer Fördereinrichtung zum Befördern des Bänderpaares zwischen diesen Stationen, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Verformungsstation in zwei Einzelstationen aufgeteilt ist, von denen eine als Vorformstation (j5) dienende Einzelstation die Rinne(n) (5) in dem betreffenden Band (1) formt und in Durchlaufrichtung des Bänderpaares (10) vor der Schweißstation (9) angeordnet ist, während die andere als Hauptformstation (16) dienende Eihzelstation den gewundenen Verlauf des Längskanals (8) formt und in Durchlaufrichtung des Bänderpaares (10) sowohl hinter der Schweißstation (9) als auch hinter einer Gefrierstation (13) angeordnet ist, die das mittels einer Fülleinrichtung (11) in den Längskanal (8) eingefüllte flüssige Füllgut zum Erstarren bringt.
    16) Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Fülleinrichtung (11) ein Füllrohr (12) aufweist, das zwischen die Bänder (1) des betreffenden Bänderpaares (10) bis zu einer Stelle führt, an der die Langsnähte (7) bereits geschweißt sind.
    Vi) Vorrichtung nru-h Anspruch Ί£> oder 16, dadurch gekennzeichnet, da'3 die Gefrierstation (13) einen Gefriertunnel (14) aufweist, durch den das Bänderpaar (10) hindurchläuft.
    BAD ORIGINAL
    13) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hauptformstation (16) zwei Verformungswalzen (17) aufweist, die mit Vertiefungen (19) und Erhöhungen (1ö) an den Mantelflächen versehen und so beidseitig des Bänderpaares (10) angeordnet sind, daß jeweils eine Vertiefung (19) der einen Verformungswalze (17) mit einer Erhöhung (18) der anderen Verformungswalze (17) beim fluchtenden Angriff am Längskanal (8) überlappt.
    19) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Fördereinrichtung das Bänderpaar (10) kontinuierlich mit einer Förder- bzw. Vorschubgeschwindigkeit zwischein 1 und 8 m/min befördert.
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