DD256266A1 - Vorrichtung zum herstellen von waermeuebertragungsplatten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Waermeuebertragungsplatten gleicher Breite und unterschiedlicher Laenge fuer Plattenwaermeuebertrager unterschiedlicher Baugroessen mittels Tiefziehen. Die Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein an sich bekanntes Tiefziehwerkzeug, das in Kopfteilsegmente und in austauschbare Waermeuebertragungsflaechensegmente zerlegt ist und diese Segmente in einem den Abmessungen der in der Baureihe vorhandenen groessten Waermeuebertragungsplatte entsprechenden Rahmen so angeordnet sind, dass zwischen beiden Kopfteilsegmenten in Abhaengigkeit von der jeweils erforderlichen Waermeuebertragungsflaeche ein oder mehrere Waermeuebertragungsflaechensegmente gespannt sind und die Laenge R eines Waermeuebertragungsflaechensegments ein ganzzahliges Vielfaches des Quotienten der Wellenlaenge G und des Sinus des Winkels a ist.

Description

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein an sich bekanntes Tiefziehwerkzeug in Kopfsegmente und in austauschbare Wärmeübertragungsflächensegmente zerlegt ist und diese Segmente in einem den Abmessungen der in der Baureihe vorhandenen größten Wärmeübertragungsplatte entsprechenden Rahmen so angeordnet sind, daß zwischen beiden Kopfteilsegmenten in Abhängigkeit von der jeweils erforderlichen Wärmeübertragungsfläche ein oder mehrere Wärmeübertragungsflächensegmente gespannt sind und die Länge R eines Wärmeübertragungsflächensegmentes ein ganzzahliges Vielfaches des Quotienten der Wellenlänge G und des Sinus des Winkels α ist. Durch die Zerlegung des Ziehwerkzeuges, d. h. des Stempels und der Matrize, in Ziehsegmente, insbesondere in Kopfteilsegmente und Wärmeübertragungsflächensegmente, wird es ermöglicht, entsprechend der zu lösenden Wärmeübertragungsaufgabe in einem Rahmen das entsprechende Ziehwerkzeug zusammenzustellen, indem man zu den immer gleichbleibenden Kopfteilsegmenten ein oder mehrere Wärmeübertragungsflächensegmente zuordnet und in den Rahmen spannt. Dazu ist es erforderlich, daß der Rahmen die Abmaße der größten in der Baureihe vorgesehenen Wärmeübertragungsplatte aufweist. Mit diesem einem Ziehwerkzeug ist es möglich, durch die Kombination der Ziehsegmente jede erforderliche Größe an Wärmeübertragungsplatten herzustellen. Dabei haben alle Wärmeübertragungsplatten die gleiche Breite. Sie unterscheiden sich nur in ihrer Länge. Da das Wellenprofil der Wärmeübertragungsfläche bei jeder gezogenen Wärmeübertragungsplatte voll ausgeprägt sein muß, ist es erforderlich, daß die Wärmeübertragungsflächensegmente ein bestimmtes Längenmaß erhalten. Dieses Längenmaß wird bestimmt vom Winkel a, den das Wellenprofil mit der Strömungsrichtung bildet, und vom Abstand zwischen den einzelnen Wellen, d. h. von der Wellenlänge. Danach ist die Länge eines Wärmeübertragungsflächensegments ein ganzzahliges Vielfaches des Quotienten der Wellenlänge G und des Sinus des Winkels a. Bei Wärmeübertragungsplatten, die mit einem über die Breite der Wärmeübertragungsfläche sich periodisch ändernden Winkel verlaufenden Wellenprofilen versehen sind, ist es aus fertigungstechnischen Gründen möglich, die Wärmeübertragungsflächensegmente bei Einhaltung ihres Längenmaßes an der Stelle der Richtungsänderung des Winkels nochmals in Segmente zu zerlegen. Eine derartige Zerlegung in kleinere Tiefziehsegmente ist bei allen Wärmeübertragungsplatten unabhängig ihres Wellenprofils möglich, jedoch nicht erforderlich.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1-2: zeigt die Draufsicht auf die Matrize bzw. eines Stempels eines Ziehwerkzeuges, bestehend aus den in einem Rahmen

gespannten Kopfteilsegmenten und einer unterschiedlichen Anzahl von Wärmeübertragungsflächensegmenten. Fig.3: zeigt einen Ausschnitt aus einem Wärmeübertragungsflächensegment.

Wie in den Fig. 1-2 dargestellt, wird die erfindungsgemäße Vorrichtung am Beispiel einer in einem Winkel α zur Strömungsrichtung über die Gesamtbreite b der Wärmeübertragungsplatte verlaufenden Wellen, die ab Mittelriß spiegelbildlich angeordnet sind, beschrieben.

Die Matrize bzw. der Stempel der Ziehvorrichtung besteht aus einem Rahmen 1, in dem die Kopfteilsegmente 2 und 3 und ein oder mehrere Wärmeübertragungsflächensegmente 4zusammengespannt sind. Die Kopfteilsegmente 2 und 3 weisen die Form für die Prägungen für die Schaltlochung, die Dichtungsnuten und für das für die Wärmeübertragung und für die Abstützung erforderliche Wellenprofil auf. Die Wärmeübertragungsflächensegmente 4 weisen die Form des Wellenprofils der Wärmeübertragungsfläche und die der Wärmeübertragungsfläche begrenzenden Dichtungsnut auf. Die Breite b dieser Kopfteilsegmente 2 und 3 ist in diesem speziellen Fall gleich der Breite aller Wärmeübertragungsflächensegmente 4 und ist bei allen Größen der mit dem Ziehwerkzeug herzustellenden Wärmeübertragungsplatten gleich, denn für alle herzustellenden Wärmeübertragungsplatten werden die gleichen Kopfteilsegmente 2 und 3 verwendet. Der Rahmen 1 der Matrize bzw. des Stempels des Ziehwerkzeuges ist ausgelegt nach der größten herzustellenden Plattengröße. Je nach der zu lösenden Wärmeübertragungsaufgabe, d.h. je nach der erforderlichen Größe der Wärmeübertragungsfläche sind in diesen Rahmen 1 zwischen den Kopfteilsegmenten 2 und 3 ein oder mehrere Wärmeübertragungsflächensegmente 4 gespannt. In diesem konkreten Beispiel erfolgt das Hinzufügen oder Weglassen der Wärmeübertragungsflächensegmente 4 vom Mittelriß aus immer paarweise. Die Wärmeübertragungsflächensegmente 4 können bei Beibehaltung ihres Längenmaßes R in weitere kleinere Ziehsegmente unterteilt sein.

Wie Fig. 3 zeigt, ist das Wellenprofil in einem bestimmten Winkel α zur Strömungsrichtung angeordnet. Der Abstand zwischen den einzelnen Wellungen, d. h. die Wellenlänge G und der Winkel α sind ausschlaggebend für das Längenmaß R der Wärmeübertragungsflächensegmente 4. Dabei ist die Länge R der Wärmeübertragungsflächensegmente 4 ein ganzzahliges Vielfaches des Quotienten der Wellenlänge G und des Sinus des Winkels a. Mit Änderung des Winkels α ändert sich also auch das Längenmaß R der Wärmeübertragungsflächensegmente 4. Beträgt der Winkel a = 90°, so weist die Wärmeübertragungsfläche quer zur Strömungsrichtung verlaufende Wellungen auf. In diesem Fall beträgt die Länge R des Wärmeübertragungsflächensegmentes 4 ein ganzzahliges Vielfaches der Wellenlänge G. Daraus resultiert, daß die Wärmeübertragungsfläche der Wärmeübertragungsplatte im Rahmen 1 aus jeder beliebigen, bis zur maximalen möglichen Anzahl von Wärmeübertragungsflächensegmenten 4 zusammengesetzt werden kann. Weist die Wärmeübertragungsfläche ein Wellenprofil auf, dessen Winkel α sich über die Plattenbreite ein oder mehrmals ändert, wie es z.B. bei dem sogenannten Fischgrätenprofil der Fall ist, so bestimmt sich ebenfalls die Länge R der Wärmeübertragungsflächensegmente 4 nach der vorstehend dargelegten Beziehung.

Es ist jedoch aus Fertigungsgründen möglich, das Wärmeübertragungsflächensegment 4 an der Stelle des Richtungswechsels des Winkels α in seiner Breite nochmals in mehrere Ziehsegmente zu unterteilen.

Der Vorteil dieser Erfindung besteht darin, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung es ermöglicht, Wärmeübertragungsplatten mit gleicher Breite, jedoch in Abhängigkeit von der zu lösenden Wärmeübertragungsaufgabe mit unterschiedlicher Länge herzustellen und somit unterschiedliche Plattenwärmeübertragerzu erhalten, bei denen das Verhältnis zwischen der Lösung der wärmetechnischen Aufgabe und dem Materialeinsatz optimal ist. Dabei ist vor allem gewährleistet, diese unterschiedlichen Plattengrößen mit nur einem Ziehwerkzeug herzustellen, so daß die Werkzeugkosten und die Fertigungskosten gering gehalten sind.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Herstellen von Wärmeübertragungsplatten gleicher Breite und unterschiedlicher Länge für Plattenwärmeübertrager unterschiedlicher Baugrößen, bei denen die Wärmeübertragungsplatten mit quer oder unter einem bestimmten über die Breite der Wärmeübertragungsplatten konstanten oder sich periodisch ändernden Winkel verlaufenden Wellenprofilen versehen sind und die Herstellung der Wärmeübertragungsplatten durch Tiefziehen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein an sich bekanntes Tiefziehwerkzeug in Kopfteilsegmente (2) und (3) und in austauschbare Wärmeübertragungsflächensegmente (4) zerlegt ist und diese Segmente in einem den Abmessungen der in der Baureihe vorhandenen größten Wärmeübertragungsplatte entsprechenden Rahmen (1) so angeordnet sind, daß zwischen beiden Kopfteil Segmente η (2) und (3) in Abhängigkeit von der jeweils erforderlichen Wärmeübertragungsfläche ein oder mehrere Wärmeübertragungsfläc hensegmente gespannt sind und die Länge R eines Wärmeübertragungsflächensegments (4) ein ganzzahliges Vielfaches des Quotienten der Wellenlänge G und des Sinus des Winkels α ist.

2. Vorrichtung nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertragungsflächensegmente (4) bei Beibehaltung des Längenmaßes R in kleinere Segmente unterteilt sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Wärmeübertragungsplatten gleicher Breite und unterschiedlicher Längefür Plattenwärmeübertrager unterschiedlicher Baugrößen, bei denen dieWärmeübertragungsplatten mit quer oder unter einem bestimmten über die Breite der Wärmeübertragungsplatten konstanten oder sich periodisch ändernden Winkel verlaufenden Wellenprofilen versehen sind und die Herstellung der Wärmeübertragungsplatten durch Tiefziehen erfolgt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Wärmeübertragungsplatten für Plattenwärmeübertrager besitzen im allgemeinen eine rechteckige Gesamtfläche. An beiden Schmalseiten sind jeweils zwei Schaltlochungen möglich, mit deren Hilfe der Strömungsverlauf der an der Wärmeübertragung beteiligten Flüssigkeiten gesteuert wird. Die die Schaltlochungen enthaltenden Schmalseiten werden nachfolgend als Kopfteile bezeichnet. Zwischen den beiden Kopfteilen befindet sich die eigentliche Wärmeübertragungsfläche, die mit einem Wellenprofil versehen ist.

Es gibt auf dem Markt für die unterschiedlichsten Wärmeübertragungsprobleme eine relativ große Anzahl von Wärmeübertragungsplatten, die sich voneinander im wesentlichen durch die Größe ihrer Wärmeübertragungsfläche unterscheiden. Die Herstellung derartiger bekannter Wärmeübertragungsplatten erfolgt durch Tiefziehen mittels eines Tiefziehwerkzeuges. Dabei wird für jede Plattengröße ein gesondertes Ziehwerkzeug benötigt. Der ökonomische Aufwand zur Herstellung von Ziehwerkzeugen für die Produktion von Wärmeübertragungsplatten ist sehr hoch. Aus diesem Grund wird die Anzahl der einzelnen unterschiedlichen Plattengrößen in Abhängigkeit von der für die einzelnen Plattengrößen zu erwartenden jährlichen Produktionsstückzahl, d. h. von ökonomischen Gesichtspunkten her, eingeschränkt. Das bedeutet, daß die optimale Ausführung eines Plattenwärmeübertragers hinsichtlich seines Verhältnisses, der Lösung der wärmetechnischen Aufgabe und des Materialeinsatzes nicht in jedem Fall gesichert ist.

Bei Einschränkung der Anzahl der erforderlichen Plattengrößen wird nach den bekannten Verfahren die zwischen zwei feststehenden Plattengrößen erforderliche thermische Länge durch Modifikation des Plattenabstandes oder durch Verwendung gleicher Plattengrößen mit unterschiedlicher Formgebung der Oberfläche in bestimmten Grenzen versucht, den durch die geringe Anzahl der Plattengrößen entstehenden wärmetechnischen Nachteil zu minimieren. Das hat jedoch den Nachteil, daß beide Verfahrenswege sehr aufwendig sind, da sie Änderungen der Dichtungsnut, der Abstandsnocken bzw. des gesamten Plattenprofils erforderlich machen und somit ein neues Ziehwerkzeug erforderlich ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Tiefziehen zu schaffen, die es ermöglicht, mit einer Vorrichtung verschiedene Wärmeübertragungsplattengrößen bei wesentlich gleichbleibender Profilform kostengünstig herzustellen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, Wärmeübertragungsplatten mit gleicher Breite, jedoch in Abhängigkeit von der jeweils zu lösenden Wärmeübertragungsaufgabe erforderlichen unterschiedlichen Länge bei im wesentlichen gleicher Profilstruktur herzustellen.