用于制造用于热交换器的板部分的方法和装置与流程

本发明涉及根据以下所展示独立权利要求的前叙部分的用于制造板部分坯件（blank）的方法和装置。本发明还涉及用于制造用于热交换器的板部分的布置结构。

背景技术：

板式热交换器的板组件（platepack）通常由成型的金属板构成。板的轮廓图案也即轮廓形状和轮廓的高度可以取决于所期望的热交换特性而改变。通常，板式热交换器的成型板由冷加工方法通过在平面工具之间一次挤压一个板而制造。工具中的一个被用作为挤压件而另一个被用作为模具。由于尤其随着板大小的增大而需要的大的力，用于制造板部分的平面工具是非常沉重的，并且该工具的制造成本也高。

之前也已知的是通过滚轧方法制造热交换器的成型金属板，在所述方法中，片状材料的连续片料（sheeting）被传递通过一对辊轴，用于形成成型板。说明书wo00/53355公开了一种用于通过滚轧方法来制造热交换器的板部分的方法。在所展示的方法中，待加工的连续片料在两个辊轴（roll）之间被馈送，其中在具有相对表面图案的两个辊轴之间板部分被成形，并且当它们被成形时，它们被同时地切割成其最终形状。在所展示的装置中，辊轴通过装配在辊轴一端处的传动装置彼此联接，并且通过辊轴专用同步马达和电控制系统来设置辊轴的同步。然而，可能出现由于辊轴的独立驱动机构而与板的轮廓图案的精确度相关的问题，因为辊轴中的一个的旋转速度可以由于滚轧中出现的力而改变并且随后辊轴的旋转速度不再彼此同步。与板的边缘相比，由于辊轴的弯曲，轮廓图案的高度也可以在板的中部是不同的，并且这将导致形成至板组件的旁通流，并且因此影响热交换器的热交换特性。因此，仍存在对于使得能够通过滚轧方法来制造用于具有精确轮廓图案的热交换器的板部分的方法和装置的需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于展示一种用于通过滚轧方法来制造用于热交换器的板部分坯件的创新解决方案。

本发明的目的尤其是提供一种用于制造板部分坯件的方法和装置，这使得能够制造在板的整个表面区域中具有更精确的轮廓图案的板部分。

为了在其它之中实现如上所展示的目的，本发明的特征在于所附独立权利要求的特征化部分中所展示的内容。

在其它权利要求中将描述本发明的一些优选实施例。

在该文本中所提及的实施例和优点，如可适用，涉及根据本发明的方法、装置两者以及涉及布置结构，即使其并未总是具体地提及。

在根据本发明的用于制造用于热交换器的板部分坯件的典型方法中，在具有相对表面图案的两个辊轴之间加工形式为连续片料的片状材料，以如此方式将成型板部分坯件形成至片状材料中从而使得通过采用公共同步齿轮来控制辊轴相对于彼此的旋转以便将辊轴同步成以大体上相同的速率旋转，所述齿轮借由具有盘组件（diskpack）或齿轮联接件的轴联接至辊轴，从而齿轮间隙（backlash）小于0.1mm，并且两个或更多个板部分坯件在辊轴的一圈旋转期间形成至片状材料中。

根据本发明的用于制造用于热交换器的板部分坯件的典型装置，至少包括

－框架部分，以及

－安装在框架部分上的轴承上的两个辊轴，并且所述辊轴包括彼此相对的表面图案以便将成型的板部分坯件形成至片状材料中，

以及装置进一步包括用于控制辊轴相对于彼此旋转的同步齿轮，所述齿轮借由具有盘组件或齿轮联接件的轴联接至辊轴，从而齿轮间隙小于0.1mm，并且辊轴包括表面图案以便在辊轴的一圈旋转期间形成两个或更多个板部分。

根据本发明的典型布置结构包括

－根据本发明的用于将板部分坯件形成至片状材料中的装置，以及

－激光切割设备，用于从片状材料切割板部分坯件，所述设备与用于形成板部分坯件的装置同步。

根据本发明的方法是用于制造用于热交换器的板组件的成型板部分的冷加工方法。成型板部分指的是热交换器的波状金属板（corrugatedmetalplate），也即它们具有凹槽以及凹槽之间的脊部。本发明基于装置的一对辊轴，通过不具有齿轮间隙或者几乎不具有齿轮间隙（也即齿轮间隙小于0.1mm）的公共同步装置将所述辊轴同步并将其彼此联接。因此，辊轴被设置成以大体上相同的速率旋转并且因此板的成型图案在板的整个表面区域中将是几何正确且精确的。使用根据本发明的公共同步装置最小化了辊轴的表面图案的相互未对准。本发明的装置包括一对辊轴，其中当材料在一对辊轴之间传递期间，成型板部分被形成至片状材料。

根据本发明的装置的辊轴通过公共同步装置彼此联接，所述公共同步装置包括同步齿轮以及具有盘组件或齿轮联接件的两个轴，用于将齿轮与辊轴联接。辊轴相对于彼此的旋转被控制和调节成使得它们以大体上相同的速率旋转。公共同步装置消除了在滚轧中出现的至辊轴的力的影响，并且因此精确的轮廓图案被实现至板部分。

在本发明的优选实施例中，辊轴借由具有盘组件或齿轮联接件的两个轴（第一轴和第二轴）与同步齿轮联接，从而第一和第二轴的一端被装配成与辊轴的一端连接，并且第一和第二轴的另一端被设置成与同步齿轮连接。盘组件联接件是零齿轮间隙联接件，其使用钢制成的盘组件作为驱动元件，其中两个金属轮毂被连接至盘组件。盘组件联接件可以是单盘组件或双盘组件。齿轮联接件指的是由钢制成的双接头联接件，其将接合两个内部笔直的齿凸缘的两个冠齿齿接轮毂（crownedtoothgearedhub）使用为传动元件。在本发明的优选实施例中，两个轴均包括两个盘组件联接件。盘组件或齿轮联接件是扭转刚性的，但是轴向和角向柔性的，以补偿轴的未对准。具有盘组件或齿轮联接件的轴使得能够调节辊轴之间的距离而并不影响辊轴的同步装置。因此，也可以通过使用装置的相同辊轴而形成具有不同厚度并具有不同轮廓图案高度的板。

在根据本发明的方法中，板部分坯件成形为两个辊轴（第一辊轴和第二辊轴）之间的片状材料的连续片料；所述辊轴包括相对表面图案以将（多个）成型板部分坯件形成至片状材料中。在辊轴的一圈旋转期间，两个或更多个板部分坯件被形成至片状材料中，也即当其已经行进通过一对辊轴时将板部分坯件形成至连续片料。在本发明的优选实施例中，在辊轴的一圈旋转期间形成两个板部分坯件，所述板部分坯件具有相同大小，也即辊轴包括设置至辊轴的相对侧面的两个类似的表面图案。辊轴的一圈旋转指的是辊轴的完整旋转，其中辊轴圆周的整个长度已经与片状材料接触。在一圈旋转期间待形成的板部分坯件的数目取决于待制造的板部分的大小。待形成的板部分坯件的大小可以不同。有利的是在片状材料的整个宽度之上延伸待成型的区域并且从而在一圈旋转期间所形成的板部分的量取决于待成型的板部分的大小。较小的板部分可以被形成至片状材料的从具有较大大小的板部分留下的区域。由该布置结构实现装置的大体上不弯曲的辊轴，因为可以均匀地分散滚轧力。当在辊轴的一圈旋转期间形成两个板部分坯件时，辊轴相对于辊轴中心轴线的弯曲至多是0.02mm，并且因此轮廓图案的高度在待形成的板的整个表面区域中大体上相等。

根据本发明的方法和布置结构使得能够制造不同形状的板部分，也即矩形或圆形板部分，或者能够制造不同大小的板部分，也即例如圆形板部分的直径可以改变。通常，圆形板部分的直径从150至1500mm。板部分也可以在其中包括小开口。

在辊轴的表面上具有相对形状的表面图案或所谓的成型图案或者以静止的方式被固定至辊轴的表面，或者以静止的方式被可拆卸地锁定至辊轴的表面上。成型图案指的是板部分的波纹（corrugation），也即凹槽和凹槽之间的脊部。在本发明的优选实施例中，辊轴包括表面图案，以便在辊轴的一圈旋转期间形成两个或更多个板部分。

在本发明的实施例中，辊轴包括表面图案，其将连续轮廓图案（也即连续矩形轮廓图案）形成至片状材料。可以从具有连续轮廓图案的片状材料切割出具有所期望长度的矩形板部分坯件。

根据本发明的优选实施例，同步齿轮配备有驱动机构，诸如电动马达，所述驱动机构为辊轴两者所共有。因此可以以无级方式调节辊轴的速度。

可以基于用作原始材料的片状材料的厚度和材料特性来调节辊轴的旋转速度。

以如下方式使用根据本发明的用于制造板部分的方法和装置。调节辊轴的距离以便对应用作原始材料的片状材料的厚度。板部分坯件成形在具有相对形状（也即成型图案）的两个辊轴之间，用于形成成型板部分坯件并随后在独立的切割阶段中将坯件从片状材料切割成板的最终形状。在本发明的优选实施例中，通过使用激光切割装置来切割板部分坯件。通常，形式为包括成型板部分坯件的连续片料的片状材料从滚轧装置被直接地传递至激光切割设备。激光切割设备的功能与辊轴的旋转速度同步。

也可以通过使用任何其它合适的切割方法来从片状材料切割出板部分坯件。

在本发明的实施例中，在激光切割阶段之前对板部分坯件进行照相并且基于照片确定待切割的板部分的位置，也即基于照片确定并调节激光切割设备的对准。根据本发明的实施例，片状材料还包括由辊轴形成的独立校验图案，并且基于这些校验图案，激光切割装置可以确定待切割的板坯件的位置。在本发明的优选实施例中，相机被设置成对设置在待切割的板部分坯件的两侧上的两个校验图案进行照相，并将这些校验图案与参考图像进行比较并且随后调节激光切割装置的对准。在本发明的实施例中，激光切割装置被设置成从片状材料切割出板部分坯件并且还同时地对板部分切割出开口，如果需要的话。

根据本发明实施例的布置结构还包括用于测量所形成的板部分的轮廓图案的深度的仪器。在本发明的优选实施例中，采用激光传感器自动地测量轮廓图案的深度。可以易于在板部分的一个、两个或更多个点中检查轮廓图案的深度。可以在激光切割设备之前或之后执行测量。如果轮廓图案的深度不正确，可以自动地停止装置的辊轴。

根据本发明的装置和布置结构还包括用于展开例如在卷轴上的片状材料的所需装置，以及用于将片状材料馈送至装置并前进至切割设备的目的的辊轴轨道。

片状材料通常是钢，诸如不锈钢，或者用于热交换器的板的其它合适的材料。片状材料的厚度通常从0.5至1.5mm。

根据本发明的用于制造板部分的方法和装置对于当前在使用的方法和装置来说具有相当大的优点。特别是在较大板部分的制造中，当与平面加工工具相比时，滚轧所需的挤压力充分地减小。该对于力的较小需求是基于在辊轴和片状材料之间的接触表面原则上是直线的事实，其中待加工的面积是小的。

根据本发明的用于制造板部分的方法和装置相当大地减少了具有薄断面（lowprofile）的较大板部分的制造成本。此外，提高了待制造的板部分的质量。

附图说明

将参考附图更详细地描述本发明，其中

图1示出了根据本发明实施例的用于制造板部分坯件的装置，

图2示出了根据本发明实施例的激光设备，以及

图3示出了根据本发明实施例的用于制造用于热交换器的板部分的布置结构。

具体实施方式

在根据本发明的方法中，可以通过图1的装置制造用于热交换器的板部分坯件。根据本发明实施例的装置1包括框架部分4、4’，以及安装在框架部分4、4’上的轴承上的两个辊轴5、6。辊轴5、6包括彼此相对的成型图案7、7’、8，以便将成型板部分坯件3、3’形成至片状材料2中。如图1中所示，片状材料以连续片料的形式被传递通过辊轴5、6，并且在辊轴之间由片状材料2成形为板部分坯件3、3’。根据如图1中所示的本发明，在辊轴5、6的一圈旋转期间将两个板部分坯件3、3’形成至片状材料2中。成型图案7、7’、8通常以静止的方式被固定至辊轴5、6的表面。

图1中所展示的装置1的辊轴5、6通过公共同步齿轮9彼此同步，从而齿轮9借由具有盘组件或齿轮联接件的两个轴10、11联接至辊轴。轴10、11的一端连接至辊轴5、6，并且轴10、11的另一端连接至同步齿轮9。同步齿轮配备有驱动机构12，诸如电动马达。

在根据本发明的实施例的方法中，从片状材料2切割出板部分坯件3、3’，并且同时地也通过使用激光切割设备13来切割出板部分的开口14，如图2中所示。激光切割设备13包括用于确定待切割的板部分的位置的相机15。

图3示出了根据本发明实施例的用于制造用于热交换器的板部分的布置结构16，所述布置结构包括用于将板部分坯件3、3’、3”制造至片状材料中的装置1，以及被设置至与装置1相同的生产线的激光切割设备13，其中激光切割设备13的功能与装置1的辊轴5、6的旋转速度同步。

本发明的许多变形将根据以上的详细描述而将自身建议给本领域技术人员。这些明显的变形在所附权利要求的全部意指的范围内。