DE2757202C2 - - Google Patents

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DE2757202C2
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Etienne Lamoriaye Fr Jouet
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L'ECHANGEUER SPIRALE EVER CLEAN Sarl PARIS FR
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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D53/02Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers
    • B21D53/027Making other particular articles heat exchangers or parts thereof, e.g. radiators, condensers fins, headers by helically or spirally winding elongated elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F28D9/04Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being formed by spirally-wound plates or laminae
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    • Y10T29/53122Heat exchanger including deforming means

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Wärmeaus­ tauschers in der Art mit einer im wesentlichen zylindrisch geformten Inneneinheit, die durch die spiralförmige Aufwicklung von zwei parallelen und einander benachbarten Strängen eines ersten Streifens, wie beispielsweise einem Stahlblech entsteht, wobei ein zweiter Streifen über diese Einheit gewickelt wird, um eine äußere Umhüllung zu bilden, die einen Mantel bilden kann.
Es sind bereits solche Austauscher bekannt, bei deren Herstellung ein oder mehrere Stahlbleche spiralförmig um eine Spindel oder einen Stempel oder einen Kern gewickelt werden. Diese Bleche begrenzen hierbei konzentrische Einfassungen, die je einen Flüssigkeits­ strom aufnehmen, die ihre Wärmeinhalte über die Wände dieser Einfassungen austauschen. Wärmeaustauscher, die aus spiralförmig aufgewickeltem Blech hergestellt sind, bieten Vorteile in Bezug auf die sehr wichtige zur Verfügung gestellte Austauschfläche und die einfache Herstellung, denn es genügt, die Bleche zusammenzusetzen und sie aufzuwickeln, um ein Grundgerippe für den Austauscher zu erhalten.
Gemäß einem bekannten Herstellungsverfahren für solche Austauscher wird zuerst ein Bündel von einem oder mehreren Blechen spiralförmig um einen Kern gewickelt. Wenn dann das Bündel in Form gebracht ist, wird darum eine äußere Umhüllung angebracht, die durch einen Reifen gehalten wird. Schließlich wird das Ganze in ein Rohr eingebracht und in die Zwischenräume zwischen der in der zuvor beschriebenen Weise gebildeten inneren Einheit und dem äußeren Rohr Zement eingefüllt. Alle diese Herstellungsverfahren sind jedoch langsam, umständlich und kostspielig.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung verfügbar zu machen, gemäß der mit sehr einfachen Mitteln in einem einzigen Arbeitsgang ein mit einer Außenwalze versehenes Bündel ohne Begrenzung der Länge, was die verwendeten Bleche betrifft, erhalten wird.
Die Aufgabe ist durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Das erfindungs­ gemäße Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen eine 50-prozentige Reduzierung der Herstellungszeit von Wärmeaustauschern. Darüberhinaus werden mit ihnen Austauscher von besserer Qualität erzielt, da die spiralförmig aufgewickelten Bleche unter einer während aller Herstellungsphasen dauernd kontrollierten Spannung stehen und da die aus dem inneren, zur Spirale aufgewickelten Bündel und der äußeren Umhüllung bestehende Einheit in ein und derselben Vorrichtung hergestellt werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungs­ beispielen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 bis 3 schematische Seitenansichten, teilweise im Schnitt auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in drei verschiedenen Phasen.
Fig. 4 einen schematischen Aufriß einer vollständig aufgewickelten und umhüllten Einheit, wie sie mit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 3 hergestellt wird,
Fig. 5 eine schematische Teilansicht von oben, entsprechend Fig. 3,
Fig. 6 eine schematische Teilansicht von oben einer abgewandelten Ausführungsform,
Fig. 7 eine schematische perspektivische Ansicht eines Details einer durch die Erfindung entstehenden Einheit,
Fig. 8 schematischer Ansicht einer Ausführungs­ form des Antriebsmechanismus gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 9 eine schematische Ansicht im Profil einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 10 einen schematischen Schnitt des Mechanismus zum spiralförmigen Aufwickeln,
Fig. 11 einen Aufriß eines Einzelteiles und
Fig. 12 eine perspektivische Ansicht eines Wärmeaustauschers, wie er nach dem erfindungsgemäßen Verfahren entsteht.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren soll ein Streifen auf sich selbst aufgerollt werden, der zwei parallele Spiralen bilden soll. Hierfür liegt der Beginn der Aufwicklung bei einer zur Längsachse des Streifens querlaufenden Linie. Diese Linie befindet sich oberhalb, weil die beiden Streifen oder Stränge von dieser Linie ausgehend gemessen aus geometrischen Gründen nicht dieselbe Länge haben, und nicht in der Mitte der Gesamtlänge.
Aus der Fig. 1 bis 3 geht hervor, daß die beiden Stränge 1 und 2 Teile eines und desselben fort­ laufenden Streifens sind, der am Anfang um sich selbst gefaltet ist. Jedoch sind zum besseren Verständnis der Erfindung diese beiden Stränge in der Zeichnung differenziert dargestellt, indem für ihre Schnitt­ darstellung für den Strang 1 Punkte und für den Strang 2 Striche benutzt wurden. Diese Streifen können handelsübliche Stahlbleche sein, von denen kosten­ günstig für die Herstellung der Trennwände eines Wärmeaustauschers für zwei Flüssigkeiten im vorliegen­ den Fall ausgegangen werden kann.
Wenn die beiden Stränge 1 und 2 aus demselben Blech bestehen, muß dieses also zu Beginn der Herstellung um sich selbst gemäß einer genau zu wählenden Querlinie gefaltet werden. Jedoch ist es auch möglich, dieses Blech oder diesen Streifen dadurch in die Herstellung zu geben, daß zwei verschiedene Bleche entlang ihrer beiden geeignet angepaßten Enden aneinandergeschweißt werden.
In jedem Fall werden die beiden Stränge 1 und 2 auf und um einen kleinen Stab 3 befestigt, damit dieser gegen die Verbindungslinie (gefaltet oder geschweißt) der beiden Stränge 1 und 2 in deren Innerem anliegt. Die Verbindung zwischen den beiden Strängen 1, 2 sollte jedoch, gemäß einem Profil erfolgen, das dem des kleinen Stabes 3 entspricht. Dieser verläuft parallel zu einem querverlaufenden zylindrischen Kern 4 und in einem Abstand, der im wesentlichen gleich des aus den Strängen 1 und 2 bestehenden Bleches ist. Die kleine Stange 3 kann in der Praxis durch zwei seitliche Finger von geringer Länge, die sich quer erstrecken, ersetzt werden.
Das freie Ende des Stranges 1 wird von einem Aufrollelement 5 gehalten und geführt, welches auf einer Quertrommel 6 befestigt ist, die ihrerseits drehbar an einem Gerüst 17 angebracht ist. Das Aufrollelement 5 endet in zwei Klemmen 7 und kann aus einem Streifen, Seilen oder ähnlichem bestehen.
Das freie Ende des Stranges 2 ist gemäß einer Querlinie 9 durch Schweißen, Kleben, Nieten oder jegliches andere Mittel an einem zweiten Streifen 8 befestigt, welcher eine Umhüllung oder einen äußeren Rand und die in einer Spirale aufgewickelten Bleche bilden soll.
Schon jetzt wird darauf hingewiesen, daß die Querlinie 9, entlang welcher der Strang 1 mit einem Ende des Streifens 8 verbunden ist, sich in einer Entfernung x vom freien Ende des Stranges 2 aus Gründen befindet, die später erläutert werden sollen. Der Streifen 8 ist mit seinem anderen Ende in Klemmen 10 festgelegt, welche am Ende eines Aufrollelementes 11 (beispiels­ weise einem Streifen) befestigt sind, welcher auf irgendeine Art der Streifen 8 verlängert. Dieses Aufrollelement 11 ist querverlaufend entlang einer Mantellinie an einer Trommel 12 befestigt, welche um eine Querachse drehbar auf dem Gerüst 17 angebracht ist. Diese Trommel 12 weist zur Mantellinie parallel­ verlaufende und zur Oberfläche querverlaufende Kerben 12 a bzw. 12 b auf, in welchen Klemmen 10 und Befesti­ gungsorgane für das Aufrollelement 11 gelagert sind, damit beim Aufrollen der Einheit auf der Trommel 12 (Fig. 1) keine Wülste entstehen.
Die aufgerollte Bleche müssen durch Zwischenräume getrennt sein, damit die Medien deren Wärmeinhalte­ sich austauschen sollen, zwischen diesen Blechwänden entlanggeführt werden können. Hierfür können entweder Erhebungen verwendet werden, welche in den Strängen 1 und 2 als Deformationen vorhanden sind, oder es werden Abstandshalter verwendet. Im ersten Fall müssen die Deformationen vor dem Aufrollen erzeugt werden. Es ist beispielsweise möglich, Bleche mit Oberflächenver­ formungen zu verwenden, etwa über die Blechbahn verteilte regelmäßige Beulen, oder auch vorgeformte Bleche, beispielsweise gewellte oder auch Bleche mit vorspringenden Rille oder Erhebungen, die sich Beispielsweise durch Sprengverformung erzeugen lassen.
In der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung werden Abstandshalter verwendet, welche in einfachster Ausführung aus Draht 13 und 14 bestehen, die zueineander parallel als Auftragungen auf dem Blech aufgebracht sind. Diese Drähte 13,14 können entweder vor dem Aufrollen befestigt werden oder vorzugsweise während des Aufrollens angebracht werden. Die beiden Bedeckungen aus Drähten 13 und 14 befinden sich zuvor auf Trommeln 15 und 16, auf Querachsen am Gerüst 17. Zu Beginn der Durchführung des Verfahrens werden ihre freien Enden zwischen dem Kern 4 bzw. dem Strang 1 einerseits und zwischen den Strängen 1 und 2 andererseits befestigt. Die Enden der Stränge 13 und 14 können mit jeder bekannten Technik (Verkeilung, Verkleben usw.) derart festgelegt werden, daß sie sich bis nahe an die Verbindungslinie zwischen den beiden Stängen 1 und 2 erstrecken.
Der Kern 4 ist vorzugsweise abnehmbar auf koaxialen Stützen (siehe Fig.10) befestigt, welche durch ein Gerüst 18 in ausreichender Höhe gehalten werden.
Der kleine Stab 3 und möglicherweise auch die koaxialen Stützen des Kerns 4, sind mit einem Drehan­ triebsmechanismus verbunden, dessen Achse die gleiche wie die des Kerns 4 ist, was später mit Bezug auf den Fig. 9 und 10 beschrieben werden wird. Dies bedeutet, daß der kleine Stab 3 parallel mit dem Kern 4 einen gedachten Zylinder durchläuft, dessen Achse die des Kerns 4 ist und dessen Radius die Entfernung ist, die die Achse von der dem kleinen Stab 3 trennt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die beiden Stränge 1 und 2 und die Drähte 13 und 14 gleichzeitig spiralförmig aufgerollt, wobei auf den Strang 2 eine kontrollierte Spannung aufgebracht wird. Diese Spannung wird durch Zwischenschaltung des Streifens 8 und des Aufrollelementes 11 erzeugt und zwar mit Hilfe eines Antriebsmotors 45 (Fig. 9 und 10), mit welchem der kleine Stab 3 und der Kern 4 verbunden sind, während die Trommel 12 mit einer regelbaren Bremse 46 versehen ist. Diese Zugspannung muß gesteuert und kontrolliert werden, um einerseits der erforderlichen Spannung des Bündels zu entsprechen, und andererseits unter jenen physikalischen Werten zu bilden, die sich mit der mechanischen Festigkeit der eingesetzten Elemente nicht vertragen würden: Reißen der Bleche, Bruch der Schweißung an der Querlinie 9, Ausgleiten der Klammerstücke 10 usw. . . Hierfür wird beispielsweise eine (nicht dargestellte) Momenten­ begrenzungseinrichtung in der Antriebsvorrichtung für die Trommel 12 vorgesehen, die außerdem den Antriebs­ motor 47 aufweist (Fig. 9).
Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung entspricht der des erfindungsgemäßen Verfahrens und verläuft folgendermaßen.
Zu Beginn werden die Stränge 1 und 2 sowie die Drähte 13 und 14 an dem kleinen Stab 3 befestigt, während dieser sich am niedrigsten Punkt ihres Umlaufes befindet (unter dem Kern 4). Darauf wird der Motor 45 angelassen, damit sich der kleine Stab 3 (Pfeil F 1) und die Trommel 12 (Pfeil F 2) beide im umgekehrten Uhrzeigersinn drehen, wobei die Bremse 46 die für den Strang 2 und den Streifen 8 erforderliche Spannung sicherstellt. Die Trommeln 6, 15 und 16 drehen sich desgleichen im umgekehrten Uhrzeigersinn (Pfeil F 3) infolge des auf den Strang 1 und die Drähte 13 und 14 ausgeübten Zuges.
Wenn der kleine Stab 3 eine bestimmte Anzahl von Umläufen vollendet hat, ist das spiralförmige Aufrollen der Stränge 1 und 2 auf den Kern 4 vollzogen und der Aufrollvorgang wird ein erstes Mal unter­ brochen, um die Drähte 13 und 14 in einer aus­ reichenden Entfernung von den Enden der Stränge 1 und 2 abzuschneiden und ein zweites Mal, wenn die freien Enden 1 a und 2 a der Stränge 1 und 2 zumindest die in der Fig. 2 dargestellten Stellung (gemäß Pfeil F 4 in Fig. 2) erreicht haben, daß die ganze Länge der Stränge 1 und 2 auf dem Kern und dadurch spiralförmig aufgewickelt ist.
Zu diesem Zeitpunkt wird der Antriebsmotor 47 der Trommel 12 angelassen, um diesen im Uhrzeigersinn zu drehen und die Speisung des Motors 45 derart eingeregelt, daß er als Bremse wirkt, um die gewünschte Spannung des Streifens 8 aufrecht zu erhalten, welches nun in Richtung des Pfeils F 5 zurückschiebt, während die freie Teile der Stränge 1 und 2 zwischen ihren Enden 1 a und 2 a und die Schweißzone 9 (Länge x) auf der aufgerollten Einheit verbleiben.
Wenn im Verlauf der teilweisen Abwicklung die in Fig. 3 dargestellte Stellung erreicht ist, werden die Motoren 45 und 47 angehalten und danach können die Enden 1 a und 2 a der Stränge 1 und 2 in aller Ruhe, beispielsweise durch eine Schweißung 19 wasserdicht miteinander verbunden werden.
Wenn dieser Schweißvorgang abgeschlossen ist, werden die Motoren 45 und 47 wieder im Aufwickelsinn (Pfeile F 1- F 2) in Bewegung gesetzt bis der Streifen 8 ebenfalls aufgewickelt ist (Fig. 4).
Wenn der Streifen 8 aus einem verhältnismäßig feinen Material besteht, kann er in mehreren Lagen herumge­ wickelt werden und sein freies Ende kann auf ihm selbst durch Schweißung befestigt werden, was nachfolgend genauer zu beschreiben ist. Das Ganze kann dann, wie es an sich bekannt ist, durch einen relativ dickwandigen Zylinder vervollständigt werden, welcher das Ganze umgibt, wobei ein ringförmiger Raum freibleibt, der mit Zement aufgefüllt wird.
Dieser Zylinder kann nach der Erfindung jedoch auch auf direktem Weg durch Aufwickeln hergestellt werden. Hierfür ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß der Streifen 8 auch den Zylindermantel selbst darstellt und daß dieser folglich eine Dicke aufweist, die größer als die der Stränge 1 und 2 ist.
In diesem Fall kann es sich als nützlich erweisen, daß der Zylinderaußenmantel höher ist, bzw. eine größere axiale Länge aufweist, als die zur Spirale aufgerollte Einheit.
Aus Fig. 6 ist zu ersehen, daß der in diesem Fall anstelle des Streifens 8 benutzte zweite Streifen 20 aus einer relativ dicken Blechzylinder besteht, der breiter ist als der Strang 2. Dieser Strang 2 und der Streifen 20 verlaufen derart koaxial, daß ihre Seiten um einen Abstand y abgesetzt sind, der etwa dem halben Breitenunterschied zwischen der zur Spirale aufge­ rollten Einheit und dem äußeren Streifen 20 ent­ spricht, wie dies aus Fig. 7 hervorgeht.
Da der Streifen 20 radiale Öffnungen für die Flüssig­ keitszirkulation aufweisen kann, kann es gemäß der Erfindung vorteilhaft sein, für diese Durchgänge vor dem Aufwickeln in dem Streifen 20 Löcher 21 vorzusehen (Fig. 6 und 7). Wenn das Ganze fertiggestellt ist, werden an den Löchern 21 mit Flanschen 23 versehenen Rohrstümpfe 22 für den Anschluß der Einheit an Zu- Ableitungen aufgeschweißt.
Die Befestigung des zweiten Sreifens 20, d.h. entweder des Streifens 8 oder des Streifens 20 stellt ein Problem dar, denn der Querrand dieses Streifens 20 ist mit einem Verlängerungselement verbunden, über welches die Spannung auf die Einheit aufgebracht wird.
Gemäß der Erfindung kann dieses Problem auf verschie­ dene Arten gelöst werden.
Eine erste Lösung besteht darin Klemmen 10 zu verwenden und einen Ausschnitt 8 a (Fig. 5) oder 20 a (Fig. 6) im Querrand des Streifens 20 vorzusehen, der zwei Abschnitte 8 b bzw. 20 b stehen läßt. Die Klemmen 10 werden an diesen Abschnitten mit relativ geringer Breite angebracht. Beim Aufwickeln ist der zweite Streifen (8 oder 20) vollständig aufgerollt bis auf die Abschnitte und es ist nötig, das Aufrollen rechtzeitig anzuhalten.
Jetzt können einige Schweißpunkte auf den Rand des Ausschnittes 8 a, 20 a als vorläufige Befestigung vorgesehen werden. Selbstverständlich kann diese Befestigung mit allen anderen Techniken wie Löten, Vergießen, Versiegeln oder Kleben usw. vorgenommen werden.
Wenn diese Befestigung vollzogen ist, können die Klemmen 10 gelöst werden. Die Abschnitte 8 b oder 20 b können ebenfalls festgelegt oder abgetrennt werden. Das Abtrennen der Abschnitte ist leichter, als das Abtrennen der vollständigen Streifen. Sie können beispielsweise abgeschnitten werden, um sie zu entfernen.
In jedem Fall wird die Befestigung mit einer durchgehenden Verschweißung 24 (Fig. 4), nicht nur des mittleren Teils des Streifens 20, sondern auch der Abschnitte 8 b oder 20 b oder des abgeschnittenen Teils abgeschlossen.
Eine andere Lösung besteht darin, das Element 11 von vorn herein aus einem Material bestehen zu lassen, das sich zu einer direkten Befestigung auf dem zweiten Streifen 20 eignet. In diesem Fall wird an Stelle der Klemmen 10 der zweite Streifen 20 und das Element 11 verbunden. Nach der völligen Aufwicklung des zweiten Streifens 20, wird eine vorläufige Befestigung vorge­ nommen, dann wird ein Bruchstück mit der Länge des Elementes 11 abgeschnitten und nachdem dieses Bruchstück abgetrennt worden ist, wird die endgültige Befestigung, wie zuvor beschrieben, vorgenommen.
Es ist verständlich, daß gemäß dieser Abänderung des Verfahrens für jede komplette Einheit ein Teilstück von der gesamten Länge des Elementes 11 gebraucht wird. Nachdem eine bestimmte Anzahl von Exemplaren hergestellt worden ist, muß das Element 11 erneuert werden.
Aus Fig. 6 ist zu ersehen, daß das Element, das den zweiten Streifen 20 verlängert, nicht wie im Fall der Fig. 1 bis 5 aus einem Streifen 11 sondern aus zwei Seilenden 25 bestehen kann. Damit diese beim Aufwickeln auf der Trommel 12 keine Wülste erzeugen, werden auf jener zwei Auskehlungen 26 vorgesehen, deren Tiefe ausreicht, die Seilenden 25 völlig darin aufzunehmen.
Die Vorrichtungen, mit denen die Stränge 1 und 2 aufgewickelt werden, können auf verschiedene Arten realisiert werden.
In Fig. 8 sind der kleine Stab 3 und der Kern 4 aus­ den Fig. 1 bis 4 in einfachster Form einzeln dargestellt. Es muß daran erinnert werden, daß der Kern 4 entweder mit der aufgerollten Einheit verbunden bleiben kann, um einen wesentlichen Teil davon darzustellen, oder daß es sich nur um eine Vorrichtung handeln kann, welche nach dem Aufwickeln herausgezogen wird, indem sie gleichzeitig auf dem kleinen Stab 3 und auf dem Kern 4 gleitet.
Es wird nun mit Bezug auf die Fig. 9 und 10 eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben werden. Diese Vorrichtung weist einerseits die Trommel 12, die die Haspel darstellt auf, und andererseits eine Aufrollmaschine 48. Die Trommel 12, die auf dem Gerüst 17 zur Drehung um eine waagrechte, querlaufende Achse angeordnet ist, wird über eine Transmissionsvorrichtung 49 mit Antriebs­ rädern und Ketten mit dem Antriebsmotor 47 verbunden.
Mit diesem Motor 47 ist eine Momentenbegrenzungsvor­ richtung verbunden, die für eine automatische Auskupplung sorgt, wenn die Spannung auf dem aufgewickelten Blech einen bestimmten Wert übersteigt.
Außerdem ist ebenfalls eine hydraulische Scheiben­ bremse 46 mit der Antriebsvorrichtung 49 der Trommel 12 derart verkuppelt, daß sie diese Trommel 12 während des Aufwickelns des Bleches mehr oder weniger bremst. Die hydraulische Bremse 46 ist mit einem Hauptzylinder 51 verbunden, der den auf die Bremse 46 aufgebrachten Druck reguliert, wobei dieser Druck mit Hilfe eines Manometers 52 gesteuert wird. Diese Vorrichtung ermöglicht beim Aufwickeln des Bleches zur Spirale eine sehr genaue Einstellung der Aufwickelspannung, und zwar über den ganzen Bereich der gleichfalls einstellbaren Wickelgeschwindigkeit.
Die Aufrollmaschine 48 liegt in einem bestimmten Abstand vor der Trommel 12. Zwischen ihnen erstrecken sich Holme 53, auf welchen sich ein Blecheinhänge­ schlitten 54, der über Seite 11 mit der Trommel 12 verbunden ist, horizontal verschieben kann.
Die Aufrollmaschine 48 weist zwei bewegliche Antriebsspindeln 55, 56 auf, die sich gegenüberliegen und auf einer Traverse 58 des Gerüstes (Rahmens) zwecks Anpassung an die Länge des verwendeten Bleches transversal verschoben werden können. Jede dieser Aufwickelspindeln 55, 56 weist je einen Aufwickeldorn 59 auf. Die beiden Dorne 59 haben koaxial verlaufende Querachsen und sie tragen auf den sich gegenüber­ liegenden Stirnflächen die koaxialen Stäbe 3. Jeder Dorn 59 ist über einen Übertragungsmechanismus 61 mit Antriebsrädern und Ketten mit einer querverlaufenden, gerieften Antriebswelle 62 verbunden, die ihrerseits über einen Verbindungsmechanismus 63 mit der Ausgangswelle des Motors 45 verbunden ist. Dieser Motor 45 kann mit einer Momentenbegrenzungsvorrichtung versehen sein, und er kann für die Praxis ein regelbarer Gleichstrommotor oder ein Antriebsaggregat mit Flüssigkeitsgetriebe sein. So ist es möglich, die Drehgeschwindigkeit der Anstriebsdorne 59 nach Wunsch zu regeln und damit auch die Wickelgeschwindigkeit des zur Spirale aufgerollten Bleches.
Auf den Aufwickeldornen 59 sind in der Praxis Aufwickelwerkzeuge vorgesehen, die je nach der Art der gewünschten Aufwicklung verschieden sind. Diese Werkzeuge 64 tragen im in Fig. 9 dargestellten Beispiel die koaxialen Stäbe 3. Durch diese Antriebs­ werkzeuge 64 wird es möglich, das zur Spirale aufgewickelte Bündel schnell zu lösen.
Die Antriebswerkzeuge 64 weisen einziehbare axiale Stifte 65 auf, die in den beiden äußeren Teilen des zentralen Kerns 4 aufgenommen werden, auf welchem die Aufwicklung vorgenommen wird, und die ins Innere der Werkzeuge 64 eingezogen werden können, um die zur Spirale aufgerollte Einheit zu lösen. Dieses Einziehen kann von hydraulischen Vorrichtungen gesteuert werden, beispielsweise, indem die Stifte 65 mit Kolbenköpfen verbunden werden, die sich im Innern der Werkzeuge 64 verschieben.
Diese Werkzeuge 64 tragen außerdem Querflansche 66, die auf dem Körper des Werkzeugs 64 axial verschoben werden können, um die Ränder der Bleche während des Aufwickelns in derselben transversalen Ebene zu halten. Die Einregulierung der Stellung der Flansche 66 kann entweder durch Anschrauben auf die mit Gewinde versehenen Werkzeugkörper 64 oder auch mit Hilfe von hydraulischen Vorrichtungen geschehen, wie es in Fig. 10 dargestellt ist. Diese Flansche 66 ermöglichen es, die Bleche im Verlauf und beim Ende des Auf­ wickelns vollkommen parallel zu halten.
In Fig. 11 ist eine besondere Ausführungsform der die Haspel bildenden Trommel 12 darstellt. Diese Trommel 12 hat in Ihrer Umfangsfläche einen ausgenommenen Teil 12 a, in welchem eine Abdeckung 69 liegt, welche für eine kontinuierliche Umfangsfläche der Trommel 12 sorgt und zugleich eine Blecheinhängung bildet. Diese Abdeckung 69 weist eine äußere Platte 69 a auf, die die kontinuierliche Umfangsfläche gewährleistet, eine Vorrichtung 69 b sorgt für eine Festlegung durch Klemmfinger des zweiten Streifens 8, der die äußere Einfassung bildet, und eine Vorrichtung 69 c, die für die Einhängung des Seils 11, das auf der Trommel 12 aufgewickelt ist, bestimmt ist. In Fig. 10 ist die Stellung, die die Blecheinhängungsabdeckung einnimmt, wenn sie in dem ausgenommenen Teil 12 a der Trommel 12 liegt, in punkt-gestrichelten Linien dargestellt. Ihre Stellung, die sich abseits von der Trommel 12 während des letzten Teils der Aufwickelphase befindet, ist mit durchgezogenen Linien dargestellt.
Die Fig. 12 ist eine perspektivische Ansicht eines Wärmeaustauschers, der dem aus Fig. 7 ähnelt und der bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten wird. In diesem Falle erstrecken sich die Eingangsrohrstutzen und die Flüssigkeitsausgänge 22, 23 längs und nicht radial wie im Falle von Fig. 7.
Aus der vorausgegangenen Beschreibung ergibt sich, daß es die Erfindung ermöglicht, Wärmeaustauscher herzustellen, die robust und preiswert sind, dank einer einfachen, schnellen und wirtschaftlichen Herstellungsweise. Dank des Wegfalls eines vorange­ henden Sickvorganges der Bleche gibt es keine Begrenzung, was die Länge der zur Spirale aufgewickel­ ten Bleche betrifft.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann leicht in eine automatische Her­ stellungskette für Wärmeaustauscher eingegliedert werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Wärmetauschern bestehend aus folgenden Schritten:
  • - ein erster Streifen, beispielsweise aus Blech, wird ungefähr in der Mitte seiner Längs­ ausdehnung um einen transversalen Stab gelegt,
  • - die sich dadurch ergebenden parallelen Stränge werden spiralförmig um einen zylindrischen transversalen Kern auf sich selbst aufgerollt,
  • - gleichzeitig sind Drähte zwischen den jeweiligen Strängen eingelegt, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aufrollens der Stränge (1, 2) und Drähte (13, 14) auf den von der Gesamtheit der Schichten am weitesten an der Oberfläche liegenden Strang (2) über einen zweiten Blechstreifen (8, 20) eine Zugspannung aufgebracht wird, wobei der zweite Streifen (8, 20) starr auf dem äußersten Teil des Stranges (2) befestigt ist und diesen Strang (2) um eine Länge (x) überlappt und daß das Verfahren weiterhin folgende Schritte umfaßt:
  • - Anhalten des Aufwickelvorganges, wenn das freie Ende des Stranges (1) aufgewickelt ist;
  • - Rückdrehung der aufgewickelten Einheit der beiden Stränge (1, 2) und Drähte (13, 14) entgegen dem Aufwickeldrehsinn (F 1) um die Länge (x) der Überlappung zwischen dem zweiten Streifen (8 x 20)x,) und dem äußersten Teilstrang (2);
  • - Abschneiden der Drähte (13, 14);
  • - Verbinden der äußeren Enden (1 A, 2 A) der Stränge (1, 2) durch eine Schweißnaht (19);
  • - weiteres Aufwickeln entsprechend dem ursprüng­ lichen Aufwickeldrehsinn (F 1) des zweiten Streifens (8, 20), wobei gleichzeitig auf diesen eine gesteuerte Zugspannung ausgeübt wird, bis er mindestens eine ganze Umdrehung um den bereits aufgewickelten Körper beschrieben hat;
  • - Befestigung des zweiten Streifens (8, 20) entlang einer Schnittlinie (24) auf sich selbst.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Endkante des zweiten Streifens (8, 20) mit einem Ausschnitt (8 A, 20 A) versieht, wobei man Schnitte (8 B, 20 B) stehen läßt, die man starr mit einem Element (11) verbindet, das aus einem Streifen oder zwei Seilenden (25) gebildet ist und auf das man die Zugspannung ausübt.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und/oder 2, die zwei Gestelle umfaßt, von denen eines einen Mechanismus zum spiral­ förmigen Aufwickeln des gesamten Austauschers trägt und das andere Trommeln, die die Bestand­ teile zum Aufwickeln des Austauschers tragen, aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell (17) eine Trommel (6) trägt, die ein Aufrollelement (5) trägt, das durch Klemmen (7) begrenzt wird, die den Strang (1) einklemmen, während die Trommel (12) das Aufrollelement (11) trägt, das in Klemmen (10) endet, die den zweiten Strang (8, 20) einklemmen und Trommeln (15, 16) die Drähte (13, 14) tragen, wobei jedes der beiden Gestelle jeweils einen Antriebsmotor (45, 47) sowie eine regelbare Bremse umfaßt.
DE19772757202 1976-12-27 1977-12-22 Verfahren und vorrichtung zur herstellung von waermeaustauschern Granted DE2757202A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7639149A FR2374979A1 (fr) 1976-12-27 1976-12-27 Procede et dispositif pour l'enroulement en spirale d'au moins une bande

Publications (2)

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