DE102009003264B4

DE102009003264B4 - Method and device for producing a plate-shaped heat exchanger

Info

Publication number: DE102009003264B4
Application number: DE102009003264.9A
Authority: DE
Inventors: Richard Bendele; Harald Häussler; Stefan Kerner; Werner Schmid
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2009-05-20
Publication date: 2024-11-07
Anticipated expiration: 2029-05-21
Also published as: DE102009003264A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Plattenwärmetauschers mit den Schritten:a) Bereitstellen eines eine Grundplatte (1) und eine Mehrzahl von Biegebolzen (3) aufweisenden Werkstückträgers;b) Verlegen eines die Biegebolzen (3) umschlingenden Wärmetauscherrohrs (15) auf der Grundplatte (1);c) Andrücken des Wärmetauscherrohrs (15) gegen eine Trägerplatte (30) und Lösen des Wärmetauscherrohrs (15) von den Biegebolzen (3), mit dem zusätzlichen Schritt des Erzeugens einer Klebstoffschicht zwischen dem Wärmetauscherrohr (15) und der Trägerplatte (30).Method for producing a plate heat exchanger with the steps:a) providing a workpiece carrier having a base plate (1) and a plurality of bending bolts (3);b) laying a heat exchanger tube (15) wrapping around the bending bolts (3) on the base plate (1);c) pressing the heat exchanger tube (15) against a carrier plate (30) and releasing the heat exchanger tube (15) from the bending bolts (3), with the additional step of producing an adhesive layer between the heat exchanger tube (15) and the carrier plate (30).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines plattenförmigen Wärmetauschers sowie zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtungen.The present invention relates to a method for producing a plate-shaped heat exchanger and to devices suitable for carrying out the method.

Für Wärmetauscher gibt es einen breiten Anwendungsbereich und eine Vielzahl von unterschiedlichsten Ausführungsvarianten. Eine beliebte Variante ist die Wärmeübertragung über Rohrleitungen. Dabei wird ein Wärmeträger durch ein Rohrleitungssystem gepumpt und ein zweiter an einer Kontaktfläche an der Außenseite der Rohrleitungen geführt. Um den Wirkungsgrad eines solchen Wärmetauschers zu optimieren, bestehen die Rohre zumeist aus einem gut wärmeleitenden Metall. Vorzugsweise findet Kupfer oder Aluminium Verwendung, und dort, wo eine besondere Beständigkeit der Materialien benötigt wird, kommt Edelstahl zum Einsatz.Heat exchangers have a wide range of applications and a variety of different designs. A popular variant is heat transfer via pipes. In this case, a heat transfer medium is pumped through a pipe system and a second is guided to a contact surface on the outside of the pipes. In order to optimize the efficiency of such a heat exchanger, the pipes are usually made of a metal that conducts heat well. Copper or aluminum are preferably used, and where particularly durable materials are required, stainless steel is used.

Die Herstellung von Wärmetauschern aus Rohrleitungen ist eine Herausforderung, denn bei der Konstruktion von Wärmetauschern wird grundsätzlich versucht, bei geringem Bauraum eine möglichst große Oberfläche zu erzeugen. Oft müssen zahlreiche Rohrleitungen zu einem kompletten Bauteil zusammengefügt werden, so dass an das einzelne Rohrelement höchste Genauigkeitsanforderungen gestellt werden. Das hat zur Folge, dass der Biegevorgang möglichst genau sein sollte. Deshalb kommt dem Herstellungsvorgang besondere Bedeutung zu.The manufacture of heat exchangers from pipes is a challenge, because when designing heat exchangers, the basic aim is to create as large a surface as possible in a small installation space. Often, numerous pipes have to be joined together to form a complete component, so that the individual pipe element has to meet the highest precision requirements. This means that the bending process should be as precise as possible. This is why the manufacturing process is particularly important.

Herkömmliche Verfahren zum Biegen eines Rohrs für einen plattenförmigen Wärmetauscher verwenden einen stationären Biegebolzen, um den das Rohr abschnittweise herum gebogen wird, und eine Rohrdüse, über die das zu biegende Rohr an den Biegebolzen herangeführt wird. Nach dem Erzeugen einer Biegung wird neues Rohr über die Düse in einer benötigten Länge zugeführt, das Rohr eventuell um die Achse der Düse gedreht und eine weitere Biegung wird erzeugt, indem der neu zugeführte Rohrabschnitt um denselben Biegebolzen herum gezogen wird. Durch mehrmaliges Zuführen von Rohr und Biegen in jeweils entgegengesetzte Richtungen wird ein Verdampferrohr mit mäanderndem Verlauf erhalten.Conventional methods for bending a tube for a plate-shaped heat exchanger use a stationary bending bolt around which the tube is bent section by section, and a tube nozzle through which the tube to be bent is guided to the bending bolt. After a bend has been created, new tube is fed through the nozzle in the required length, the tube is possibly rotated around the axis of the nozzle and another bend is created by pulling the newly fed tube section around the same bending bolt. By feeding tube and bending it several times in opposite directions, an evaporator tube with a meandering course is obtained.

Mit Fortschreiten der Fertigung nehmen Abmessungen und Masse des Verdampferrohres zu, und es besteht die Gefahr, dass Teile des Verdampferrohrs, die bereits korrekt gebogen wurden, sich im Laufe der weiteren Fertigung wieder verformen, sei es aufgrund von Reibung des hin und her geschwenkten Rohrs auf einer Unterlage oder aufgrund von Fliehkräften, die beim Drehen und Biegen auf bereits fertige Abschnitte des Verdampferrohres wirken. Weitere Probleme können sich ergeben, wenn die zu fertigende Form des Verdampferrohrs mit den dafür verwendeten Vorrichtungen inkompatibel ist und bereits fertig gebogene Teile des Verdampferrohrs bei der Erzeugung weiterer Biegungen an diese Vorrichtungen anstoßen.As production progresses, the dimensions and mass of the evaporator tube increase and there is a risk that parts of the evaporator tube that have already been correctly bent will deform again during further production, either due to friction of the tube being swung back and forth on a support or due to centrifugal forces acting on already finished sections of the evaporator tube during turning and bending. Further problems can arise if the shape of the evaporator tube to be manufactured is incompatible with the devices used for this purpose and parts of the evaporator tube that have already been bent come into contact with these devices when further bends are created.

US 2007 / 0 017 095 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Heiz-/Kühlelements für ein Strahlungskomfortsystem, umfassend die Schritte Bilden des Heiz-/Kühlelements aus einem Material mit Formgedächtnis; Aufwickeln des Heiz-/Kühlelements in einem Muster aus Windungsabschnitten und geraden Abschnitten auf eine Wickelvorrichtung; Entfernen des Heiz-/Kühlelements aus der Wickelvorrichtung nach einer vorgegebenen Zeitspanne, sodass das Heiz-/Kühlelement das Muster aus Windungsabschnitten und geraden Abschnitten beibehält.US 2007/0 017 095 A1 discloses a method for manufacturing a heating/cooling element for a radiant comfort system, comprising the steps of forming the heating/cooling element from a shape memory material; winding the heating/cooling element in a pattern of winding sections and straight sections on a winding device; removing the heating/cooling element from the winding device after a predetermined period of time so that the heating/cooling element retains the pattern of winding sections and straight sections.

JP 2001 - 150 073 A offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines zickzackförmigen Rohrs, beispielsweise eines Kühlrohrs zur Eisspeicherung, auf engstem Raum, wobei ein Träger um eine rotierende Wellenlinie gedreht wird, während der Träger durch ein Paar Biegesäulen gestützt wird, die sich parallel erstrecken und einen vorgegebenen Abstand voneinander haben. JP 2001 - 150 073 A discloses a method for manufacturing a zigzag-shaped tube, for example a cooling tube for ice storage, in a confined space, wherein a support is rotated about a rotating shaft line while the support is supported by a pair of bending columns extending in parallel and having a predetermined distance from each other.

US 2003 / 0 019 270 A1 offenbart eine Biegemaschine, umfassend unter Anderem ein erstes Befestigungselement zum Halten eines Endabschnitts eines langen Werkstücks, ein zweites Befestigungselement zum Halten des anderen Endabschnitts des Werkstücks sowie eine rollenförmige Biegematrize, die auf dem zweiten Befestigungselement montiert ist, zum Biegen des Werkstücks entlang der Außenumfangsfläche des zweiten Befestigungselements.US 2003/0 019 270 A1 discloses a bending machine comprising, inter alia, a first fastening member for holding one end portion of a long workpiece, a second fastening member for holding the other end portion of the workpiece, and a roller-shaped bending die mounted on the second fastening member for bending the workpiece along the outer peripheral surface of the second fastening member.

Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zu schaffen, das die Herstellung von Wärmetauschern vereinfacht und beschleunigt und dadurch eine produktive und billige Massenproduktion ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zu schaffen, das eine Herstellung von Wärmetauschern mit engen Toleranzen beim Rohrbiegen zulässt. Eine Aufgabe der Erfindung ist es darüber hinaus, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche in dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzt werden kann.One object of the invention is to create a method that simplifies and accelerates the manufacture of heat exchangers and thereby enables productive and inexpensive mass production. Another object of the invention is to create a method that allows heat exchangers to be manufactured with tight tolerances when bending pipes. Another object of the invention is to provide a device that can be used in the method according to the invention.

Die Aufgaben werden gelöst durch ein Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung gemäß dem abhängigen Anspruch 8 sowie durch eine Vorrichtung gemäß dem abhängigen Anspruch 11. Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.The objects are achieved by a method according to independent claim 1 and by a device according to dependent claim 8 and by a device according to dependent claim 11. Further developments of the method and the device are specified in the subclaims.

Die Lösung durch das Verfahren des unabhängigen Anspruchs 1 erfolgt mit den Schritten

a) Bereitstellen eines eine Grundplatte und eine Mehrzahl von Biegebolzen aufweisenden Werkstückträgers;
b) Verlegen eines die Biegebolzen umschlingenden Wärmetauscherrohrs auf der Grundplatte;
c) Andrücken des Wärmetauscherrohrs gegen eine Trägerplatte und Lösen des Wärmetauscherrohrs von den Biegebolzen,

mit dem zusätzlichen Schritt des Erzeugens einer Klebstoffschicht zwischen dem Wärmetauscherrohr (15) und der Trägerplatte (30).The solution by the method of independent claim 1 is carried out with the steps

a) providing a workpiece carrier having a base plate and a plurality of bending bolts;
b) Laying a heat exchanger tube on the base plate that wraps around the bending bolts;
c) Pressing the heat exchanger tube against a carrier plate and releasing the heat exchanger tube from the bending bolts,

with the additional step of producing an adhesive layer between the heat exchanger tube (15) and the carrier plate (30).

Die Mehrzahl von Biegebolzen erlaubt es, diese zum Stabilisieren der Rohrform mit den um sie herum gebogenen Rohrabschnitten in Kontakt zu belassen, so dass eine nachträgliche Verformung bereits fertig gebogener Abschnitte des Verdampferrohrs im Laufe der weiteren Fertigung ausgeschlossen ist. Die Genauigkeit, mit der gefertigt werden kann, ist daher im Wesentlichen nur durch die Genauigkeit eingeschränkt, mit der die Biegebolzen auf dem Werkstückträger platziert sind. Da jeder Biegebolzen einen von ihm umschlungenen Rohrabschnitt bis zum Abschluss des Verlegevorgangs fixiert und somit Fliehkräfte keinen verformenden Einfluss haben können, können die einzelnen Biegeschritte des Verlegevorgangs mit gleich bleibend hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, was auch eine Beschleunigung der Fertigung gegenüber herkömmlichen Techniken ermöglicht.The large number of bending bolts allows them to remain in contact with the pipe sections bent around them in order to stabilize the pipe shape, so that subsequent deformation of already bent sections of the evaporator pipe is excluded during further production. The accuracy with which production can be carried out is therefore essentially only limited by the accuracy with which the bending bolts are placed on the workpiece carrier. Since each bending bolt fixes a pipe section wrapped around it until the installation process is completed and centrifugal forces cannot have a deforming influence, the individual bending steps of the installation process can be carried out at a consistently high speed, which also enables production to be accelerated compared to conventional techniques.

Da die Rohrzuführungseinrichtung in der Regel ortsfest ist, ist nach der Erfindung ein Roboter mit schwenkbarem Roboterarm vorgesehen, der den Werkstückträger trägt. Der Roboter weist ein Kopfstück auf, an dem der Werkstückträger um eine zu den Achsen der Biegebolzen parallele Drehachse drehbar montiert ist. Der Roboterarm ist so eingerichtet , dass das Kopfstück auf einer Kreisbahn von wählbarem Durchmesser bewegbar ist. Dabei ist die Achse der Kreisbahn zu der Drehachse des Kopfstücks parallel. Dadurch ist es möglich, diejenigen Biegebolzen, um die das Rohr jeweils als nächstes herum gebogen werden soll, in einem im Wesentlichen gleich bleibenden, geringen Abstand von der Rohrdüse zu platzieren.Since the pipe feed device is usually stationary, the invention provides a robot with a pivoting robot arm that carries the workpiece carrier. The robot has a head piece on which the workpiece carrier is mounted so that it can rotate about an axis of rotation parallel to the axes of the bending bolts. The robot arm is set up so that the head piece can move on a circular path of selectable diameter. The axis of the circular path is parallel to the axis of rotation of the head piece. This makes it possible to place the bending bolts around which the pipe is to be bent next at an essentially constant, small distance from the pipe nozzle.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Rohr in Schritt b) durch eine Rohrdüse zugeführt werden, wobei ein sich zwischen der Rohrdüse und einem Befestigungspunkt am Werkstückträger erstreckender Abschnitt des Rohrs mit einem der Biegebolzen in Kontakt gebracht wird und der Werkstückträger um eine Achse des Biegebolzens gedreht wird, um das Rohr um den Biegebolzen herum zu biegen.According to the method according to the invention, the tube can be fed through a tube nozzle in step b), wherein a section of the tube extending between the tube nozzle and a fastening point on the workpiece carrier is brought into contact with one of the bending bolts and the workpiece carrier is rotated about an axis of the bending bolt in order to bend the tube around the bending bolt.

Für den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf ist es sinnvoll, wenn zwischen zwei Schritten des Herumbiegens des Rohrs um zwei Biegebolzen der Werkstückträger verschoben wird, um zusätzlich Rohr aus der Rohrdüse herauszuziehen. So lässt sich der Verlegevorgang zeitlich weiter optimieren.For the process sequence according to the invention, it is useful if the workpiece carrier is moved between two steps of bending the pipe around two bending bolts in order to pull additional pipe out of the pipe nozzle. This allows the laying process to be further optimized in terms of time.

Um das fertig gebogene Wärmetauscherrohr von dem Werkstückträger zu lösen, kann vorgesehen werden, die Biegebolzen im Werkstückträger zu versenken. Hierfür müssen die Biegebolzen zurückdrängbar ausgestaltet sein.In order to release the finished bent heat exchanger tube from the workpiece carrier, the bending bolts can be sunk into the workpiece carrier. For this purpose, the bending bolts must be designed so that they can be pushed back.

Nach der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Biegebolzen beim Andrücken des Werkstückträgers an eine Platte, vorzugsweise an die Trägerplatte, an der auch das fertig gebogene Rohr fixiert wird, in den Werkstückträger hinein zurückgedrängt werden. Hierfür können die Biegebolzen die Platte direkt berühren.According to the invention, it is particularly advantageous if the bending bolts are pushed back into the workpiece carrier when the workpiece carrier is pressed against a plate, preferably against the carrier plate to which the finished bent tube is also fixed. For this purpose, the bending bolts can touch the plate directly.

Um zu verhindern, dass während des Verlegevorgangs ein bereits fertig gebogener Rohrabschnitt von dem von ihm umschlungenen Biegebolzen abgleitet, ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Biegebolzen eine taillierte Umfangsfläche aufweisen. In diese kann sich das Rohr beim Biegen hineinschmiegen.In order to prevent a pipe section that has already been bent from slipping off the bending bolt that it is wrapped around during the laying process, the invention provides that the bending bolts have a tapered circumferential surface. The pipe can nestle into this during bending.

Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren den Schritt des Erzeugens einer Klebstoffschicht zwischen dem Wärmetauscherrohr und der Trägerplatte. Klebeverbindungen brauchen keine oder nur geringe Vor- und Nacharbeiten und sind oft kostengünstiger. Bisher wurden die Wärmetauscherrohre auf eine Trägerplatte gelötet. Beim Löten ist in einer Vorbereitungsphase für eine geeignete Oberflächenrauhheit der aneinander zufügenden Bauteile zu sorgen, anschließend ist eine Fixierung der Fügeteile vorzunehmen, um mit dem Lötvorgang beginnen zu können. Diese Arbeitsphasen können nun entfallen.According to the invention, the method comprises the step of creating an adhesive layer between the heat exchanger tube and the carrier plate. Adhesive joints require little or no preparatory and follow-up work and are often more cost-effective. Previously, the heat exchanger tubes were soldered to a carrier plate. During soldering, a preparation phase must be carried out to ensure that the components to be joined have a suitable surface roughness, and then the parts to be joined must be fixed in place so that the soldering process can begin. These work phases can now be omitted.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Klebstoff zeitgleich mit dem Herausziehen des Rohres aus der Rohrdüse vorgenommen wird. Hierdurch wird ein weiterer erheblicher Zeitgewinn erzielt, da ein eigener Verfahrensschritt für die Aufbringung des Klebstoffs entfallen kann. Dazu wird vorzugsweise eine für dieses Verfahren geschaffene Vorrichtungsvariante benutzt, bei der benachbart zu einer ortsfesten Rohrdüse eine Klebstoffdüse zum Auftragen von Klebstoff auf aus der Rohrdüse austretendes Rohr angeordnet ist.It is particularly advantageous if the adhesive is applied at the same time as the pipe is being pulled out of the pipe nozzle. This saves a considerable amount of time, as a separate process step for applying the adhesive can be omitted. For this purpose, a device variant created for this process is preferably used, in which an adhesive nozzle for applying adhesive to the pipe emerging from the pipe nozzle is arranged next to a stationary pipe nozzle.

Für eine effiziente Wärmeübertragung zwischen Wärmetauscherrohr und Trägerplatte sollte die Klebstoffschicht zwischen beiden möglichst dünn sein. Hierfür ist es zweckmäßig, das Wärmetauscherrohr zwischen dem Werkstückträger und der Trägerplatte zusammenzudrücken. Damit wird gleichzeitig die für den Wärmeaustausch zwischen Wärmetauscherrohr und Trägerplatte zur Verfügung stehende Fläche vergrößert.For efficient heat transfer between heat exchanger tube and carrier plate, the adhesive layer between the two should be as thin. For this purpose, it is advisable to compress the heat exchanger tube between the workpiece carrier and the carrier plate. This simultaneously increases the area available for heat exchange between the heat exchanger tube and the carrier plate.

Um zu verhindern, dass die Biegebolzen beim Andrücken des Wärmetauscherrohrs an die Trägerplatte mit Klebstoff in Berührung kommen, ist es von Vorteil, wenn die Biegebolzen eine Spitze haben, deren Durchmesser kleiner als der Durchmesser eines der Grundplatte benachbarten, von dem Rohr umschlungenen Fußes ist.In order to prevent the bending bolts from coming into contact with adhesive when the heat exchanger tube is pressed onto the carrier plate, it is advantageous if the bending bolts have a tip whose diameter is smaller than the diameter of a foot adjacent to the base plate and wrapped around by the tube.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Werkstückträgers;
2 einen schematischen Querschnitt durch den Werkstückträger, einen ihn haltenden Roboterarm und einen ortsfesten Rohrzuführungskopf;
3A bis 3D jeweils eine schematische Draufsicht auf den Rohrzuführungskopf und den Werkstückträger in verschiedenen Stadien der Fertigung des Wärmetauscherrohrs; und
4A bis 4C jeweils verschiedene Stadien der Anbringung des Wärmetauscherrohrs auf einer Trägerplatte eines Wärmetauschers.

Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. They show:

1 a perspective view of a workpiece carrier;
2 a schematic cross-section through the workpiece carrier, a robot arm holding it and a stationary pipe feed head;
3A to 3D a schematic plan view of the tube feed head and the workpiece carrier in different stages of the production of the heat exchanger tube; and
4A to 4C different stages of the attachment of the heat exchanger tube to a carrier plate of a heat exchanger.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkstückträgers. Der Werkstückträger umfasst eine Grundplatte 1, deren Abmessungen im Wesentlichen denen eines mit ihm zu fertigenden Verdampferrohrs entsprechen. Eine erste Klemmvorrichtung 2 an einer Schmalseite der Grundplatte 1 ist vorgesehen, um darin ein Anfangsstück eines in 1 nicht dargestellten auf der Grundplatte 1 zu verlegenden Rohrs zu klemmen. An den Längsseiten der Grundplatte sind Biegebolzen 3 in drei zueinander und zu den Längsseiten parallelen Reihen 4, 5 bzw. 6 angeordnet. Die Biegebolzen der Reihen 4, 5 sind gegeneinander versetzt angeordnet, so dass das Rohr zwischen Biegebolzen der Reihen 4 und 5 hin und her mäandernd verlegt werden kann. Indem das Rohr um unterschiedlich viele Biegebolzen der Reihen 4, 5 herumgelegt wird, können Verdampferrohre für Verdampfer von unterschiedlicher Höhe vorgeformt werden. Je nach Abmessung des zu fertigenden Verdampfers wird die eine oder andere von zwei an einer Längsseite der Grundplatte 1 angeordneten Klemmvorrichtungen 7 bzw. 8 zum Klemmen des hinteren Endes des Rohrs verwendet. 1 shows a perspective view of a workpiece carrier according to the invention. The workpiece carrier comprises a base plate 1, the dimensions of which essentially correspond to those of an evaporator tube to be manufactured with it. A first clamping device 2 on a narrow side of the base plate 1 is provided in order to clamp therein a starting piece of a 1 not shown to be laid on the base plate 1. On the long sides of the base plate, bending bolts 3 are arranged in three rows 4, 5 and 6 that are parallel to one another and to the long sides. The bending bolts of rows 4, 5 are offset from one another so that the pipe can be laid in a meandering manner back and forth between bending bolts of rows 4 and 5. By laying the pipe around different numbers of bending bolts of rows 4, 5, evaporator tubes for evaporators of different heights can be preformed. Depending on the dimensions of the evaporator to be manufactured, one or the other of two clamping devices 7 and 8 arranged on a long side of the base plate 1 is used to clamp the rear end of the pipe.

Die Grundplatte 1 ist zur Reduzierung von Gewicht und Trägheitsmoment von einer Vielzahl von Schlitzen 9 durchzogen, die jeweils so platziert sind, dass ein auf der Grundplatte 1 verlegtes Rohr keinen der Schlitze 9 kreuzt, sondern auf Stegen 10 zwischen den Schlitzen 9 verläuft.In order to reduce weight and moment of inertia, the base plate 1 is traversed by a plurality of slots 9, each of which is positioned in such a way that a pipe laid on the base plate 1 does not cross any of the slots 9, but runs on webs 10 between the slots 9.

Die Biegebolzen 3 umfassen jeweils einen im Wesentlichen flachzylindrischen Rollenkörper 11 mit einer umlaufenden Nut 12 und einen Schaft 13, der in der Grundplatte 1 in Richtung seiner Achse bzw. der Oberflächennormalen der Grundplatte 1 verschiebbar gehalten ist. Eine Spitze des Schafts 13 steht über den Rollenkörper 11 über. Unterhalb jedes Rollenkörpers 11 ist in der Grundplatte 1 eine Aussparung 14 (siehe 2) gebildet, die bemessen ist, um eine (nicht dargestellte) drückende Schraubenfeder und, in gestauchtem Zustand der Schraubenfeder, den Rollenkörper 11 aufzunehmen. In entspanntem Zustand hält die Schraubenfeder den Rollenkörper 11 in seiner in den 1 und 2 gezeigten, über die Oberseite der Grundplatte 1 vorspringenden Stellung.The bending bolts 3 each comprise a substantially flat-cylindrical roller body 11 with a circumferential groove 12 and a shaft 13, which is held in the base plate 1 so as to be displaceable in the direction of its axis or the surface normal of the base plate 1. A tip of the shaft 13 protrudes over the roller body 11. Below each roller body 11, a recess 14 is provided in the base plate 1 (see 2 ) which is dimensioned to accommodate a (not shown) pressing coil spring and, in the compressed state of the coil spring, the roller body 11. In the relaxed state, the coil spring holds the roller body 11 in its 1 and 2 shown position protruding above the top of the base plate 1.

An einem der in dem Schnitt der 2 dargestellten Biegebolzen 3 ist ein herumgeschlungenes Rohr 15 gezeigt. Das Rohr 15 wird von einer Rohrdüse 16 in spitzem Winkel zur Oberfläche der Grundplatte 1 zugeführt. Eine vor dem Ausgang der Rohrdüse 16 platzierte Klebstoffdüse 17 trägt eine Raupe 18 aus Butylkleber auf das aus der Rohrdüse 16 austretende Rohr 15 auf.At one of the in the cut of the 2 A looped tube 15 is shown on the bending bolt 3 shown. The tube 15 is fed from a tube nozzle 16 at an acute angle to the surface of the base plate 1. An adhesive nozzle 17 placed in front of the outlet of the tube nozzle 16 applies a bead 18 of butyl adhesive to the tube 15 exiting from the tube nozzle 16.

Die Rohrdüse 16 und die Klebstoffdüse 17 sind ortsfeste Komponenten eines Rohrbiegeautomaten, zu dem ferner ein die Grundplatte 1 unterstützender Roboter 19 gehört. Der Roboter 19 umfasst wenigstens einen in 2 nicht gezeigten Oberarm und einen Unterarm 20, die um eine vertikale Achse drehbar miteinander verbunden sind, sowie ein Kopfstück 22, an dem die Grundplatte 1 um eine zur Verschieberichtung der Biegebolzen 3 parallele und leicht um die Vertikale geneigte Achse 23 drehbar ist. Durch koordinierte Bewegungen von Ober- und Unterarm des Roboters 19 ist die Achse 23 bezogen auf ein ortsfestes Koordinatensystem horizontal in zueinander orthogonalen Richtungen verschiebbar.The pipe nozzle 16 and the adhesive nozzle 17 are stationary components of a pipe bending machine, which also includes a robot 19 supporting the base plate 1. The robot 19 comprises at least one 2 not shown upper arm and a lower arm 20, which are connected to one another so as to be rotatable about a vertical axis, and a head piece 22 on which the base plate 1 can be rotated about an axis 23 parallel to the direction of displacement of the bending bolts 3 and slightly inclined about the vertical. Through coordinated movements of the upper and lower arms of the robot 19, the axis 23 can be displaced horizontally in mutually orthogonal directions with respect to a stationary coordinate system.

Die Arbeitsweise der von dem Werkstückträger, dem Roboter 19 und den Düsen 16, 17 gebildeten Rohrbiegevorrichtung wird anhand der 3A bis 3D erläutert. 3A zeigt ein Anfangsstadium der Fertigung eines Verdampferrohrs. Das zum Beispiel von einer Rolle abgewickelte und über die Rohrdüse 16 zugeführte Rohr 15 ist in der Klemmvorrichtung 2 gehalten, und ein Abschnitt 24 des Rohrs erstreckt sich geradlinig zwischen der Klemmvorrichtung 2 und der Rohrdüse 16, wobei er einen Biegebolzen 3 der Reihe 4 berührt.The operation of the pipe bending device formed by the workpiece carrier, the robot 19 and the nozzles 16, 17 is explained by the 3A to 3D explained. 3A shows an initial stage of the manufacture of an evaporator tube. The tube 15, for example unwound from a roll and fed via the tube nozzle 16, is held in the clamping device 2, and a section 24 of the tube extends in a straight line between the clamping device 2 and the tube nozzle 16, touching a bending bolt 3 of the row 4.

In einem anschließenden Fertigungsschritt schwenkt der Oberarm 21 des Roboters um eine ortsfeste Achse 25, und gleichzeitig schwenkt der Unterarm 20 in Bezug zum Oberarm 21 so, dass das Kopfstück 22 einen Halbkreis 26 beschreibt, dessen Mittelpunkt der von dem Rohrabschnitt 24 berührte Biegebolzen ist. Gleichzeitig mit den Bewegungen von Ober- und Unterarm des Roboters 19 wird auch die Grundplatte 1 in Bezug zum Kopfstück 22 so gedreht, dass die Grundplatte 1 bezogen auf ein ortsfestes Koordinatensystem eine Drehung um 180° beschreibt. So bleibt die Lage der Achse 23 im Raum während der Bewegung des Roboters unverändert. Im Laufe dieser Drehung legt sich das Rohr 15 um den Biegebolzen 3 herum, und es ergibt sich die in 3B gezeigte Konfiguration, in welcher die Düsen 16, 17 benachbart zu dem umschlungenen Biegebolzen 3 über der Grundplatte 1 platziert sind. Aufgrund des spitzen Winkels, den die Achse 23 mit der Vertikalen bildet, ist die Drehung möglich, ohne dass es zu einem Zusammenstoß zwischen den Düsen 16, 17 und den von der Grundplatte 1 überstehenden Biegebolzen 3 kommen kann.In a subsequent production step, the upper arm 21 of the robot pivots around a fixed axis 25, and at the same time the lower arm 20 pivots in relation to the upper arm 21 so that the head piece 22 describes a semicircle 26, the center of which is the bending bolt touched by the pipe section 24. Simultaneously with the movements of the upper and lower arms of the robot 19, the base plate 1 is also rotated in relation to the head piece 22 so that the base plate 1 describes a rotation of 180° in relation to a fixed coordinate system. The position of the axis 23 in space thus remains unchanged during the movement of the robot. During this rotation, the pipe 15 wraps around the bending bolt 3, resulting in the 3B shown configuration, in which the nozzles 16, 17 are placed adjacent to the wrapped bending bolt 3 above the base plate 1. Due to the acute angle that the axis 23 forms with the vertical, rotation is possible without a collision occurring between the nozzles 16, 17 and the bending bolts 3 protruding from the base plate 1.

Als nächstes werden Ober- und Unterarm des Roboters 19 so geschwenkt, dass das Kopfstück 22 eine lineare Bewegung entsprechend dem Pfeil 27 in 3B beschreibt. Gleichzeitig wird die Grundplatte 1 in Bezug zum Kopfstück 22 so rotiert, dass sie ihre Orientierung im Raum beibehält. Dadurch wird zusätzliches Rohr geradlinig aus der Rohrdüse 16 herausgezogen, und wie in 3C gezeigt, berührt der neu herausgezogene Rohrabschnitt 28 einen Biegebolzen 3 der Reihe 5.Next, the upper and lower arms of the robot 19 are pivoted so that the head piece 22 performs a linear movement according to the arrow 27 in 3B At the same time, the base plate 1 is rotated in relation to the head piece 22 so that it maintains its orientation in space. As a result, additional pipe is pulled out of the pipe nozzle 16 in a straight line, and as in 3C As shown, the newly pulled out pipe section 28 touches a bending bolt 3 of row 5.

In einem nächsten Schritt werden Drehungen der Arme 20, 21 und des Kopfstücks 22 so koordiniert, dass die Grundplatte 1 eine 180°-Drehung mit dem vom Rohrabschnitt 28 berührten Biegebolzen 3 als Mittelpunkt beschreibt, wodurch das Rohr 15 um diesen Biegebolzen 3 herum geschlungen wird. Durch eine anschließende Translation wird ein neuer Rohrabschnitt aus der Rohrdüse 16 herausgezogen, der an einem nächsten Biegebolzen 3 der Reihe 4 zur Anlage kommt. Dieser bildet den nächsten Drehmittelpunkt einer Bewegung der Grundplatte 1. Durch sukzessives Drehen und Verschieben der Grundplatte 1 wird das Rohr 15 um so viele Biegebolzen 3 der Reihen 4, 5 herum geschlungen, wie erforderlich.In a next step, rotations of the arms 20, 21 and the head piece 22 are coordinated so that the base plate 1 describes a 180° rotation with the bending bolt 3 touched by the pipe section 28 as the center, whereby the pipe 15 is looped around this bending bolt 3. By means of a subsequent translation, a new pipe section is pulled out of the pipe nozzle 16, which comes to rest on a next bending bolt 3 in row 4. This forms the next center of rotation of a movement of the base plate 1. By successively rotating and moving the base plate 1, the pipe 15 is looped around as many bending bolts 3 in rows 4, 5 as required.

Wenn die für einen Plattenverdampfer mit gegebenen Abmessungen benötigte Anzahl von Rohrmäandem erhalten ist, wird das Rohr, wie in 3D gezeigt, um einen Biegebolzen 3 der Reihe 6 herum und zwischen diesem und einem benachbarten Biegebolzen 3 derselben Reihe hindurchgeführt. 3D zeigt die Konfiguration nach Herumführen des Rohrs 15 um einen Biegebolzen 3 an einem überstehenden Finger 29 der Grundplatte 1 und Verlegen des Rohrs entlang einer Längskante der Grundplatte 1 von dem Finger 29 bis zur Klemmvorrichtung 7. Zwischen dieser und der Rohrdüse 16 kann das Rohr nun durchtrennt werden, um die Formung des Verdampferrohrs abzuschließen.When the number of tube meanders required for a plate evaporator with given dimensions is obtained, the tube is cut as in 3D shown, around a bending bolt 3 of row 6 and between it and an adjacent bending bolt 3 of the same row. 3D shows the configuration after guiding the tube 15 around a bending bolt 3 on a protruding finger 29 of the base plate 1 and laying the tube along a longitudinal edge of the base plate 1 from the finger 29 to the clamping device 7. The tube can now be severed between this and the tube nozzle 16 in order to complete the formation of the evaporator tube.

Da bis zum Abschluss der Formung sämtliche Biegebolzen 3, an denen das Rohr 15 gebogen worden ist, in Kontakt mit diesen bleiben, ist die erhaltene Form des Verdampferrohrs exakt fixiert, und Verformungen aufgrund von Reibung oder Fliehkräften sind ausgeschlossen.Since all bending bolts 3 on which the tube 15 has been bent remain in contact with the latter until the forming process is completed, the resulting shape of the evaporator tube is precisely fixed and deformations due to friction or centrifugal forces are excluded.

Die Grundplatte 1 mit dem darauf gehaltenen Rohr 15 wird nun gegenüber einer Trägerplatte 30 des zu fertigenden Verdampfers platziert und gegen diese gedrückt. Dabei kommen zunächst die überstehenden Spitzen der Schäfte 13 mit der Trägerplatte 30 in Kontakt, und die Biegebolzen 3 werden in die Aussparungen 14 der Grundplatte 1 zurückgedrängt, wie in 4B zu erkennen. Gleichzeitig wird das Rohr 15 aus den Nuten 12 der umschlungenen Rollenkörper 11 herausgedrückt.The base plate 1 with the pipe 15 held on it is now placed opposite a carrier plate 30 of the evaporator to be manufactured and pressed against it. In the process, the protruding tips of the shafts 13 come into contact with the carrier plate 30 and the bending bolts 3 are pushed back into the recesses 14 of the base plate 1, as shown in 4B At the same time, the tube 15 is pressed out of the grooves 12 of the wrapped roller bodies 11.

Indem die Grundplatte 1 und die Trägerplatte 30 weiter aufeinander zu bewegt werden, wird zunächst die Klebstoffraupe 18 zwischen dem Rohr 15 und der Trägerplatte 30 flachgedrückt, und schließlich wird auch das Rohr 15 selbst abgeflacht, wie in 4C zu erkennen, was den thermischen Kontakt zwischen ihm und der Trägerplatte 30 verbessert. Sobald der Klebstoff 18 hinreichend abgebunden ist, um das Rohr 15 auf der Trägerplatte 30 festzuhalten, kann der Werkstückträger entfernt werden, und der Plattenverdampfer ist fertig.By moving the base plate 1 and the carrier plate 30 further towards each other, the adhesive bead 18 between the tube 15 and the carrier plate 30 is first flattened, and finally the tube 15 itself is flattened, as shown in 4C which improves the thermal contact between it and the carrier plate 30. Once the adhesive 18 has set sufficiently to hold the tube 15 on the carrier plate 30, the workpiece carrier can be removed and the plate evaporator is ready.

Claims

Method for producing a plate heat exchanger with the steps: a) providing a workpiece carrier having a base plate (1) and a plurality of bending bolts (3); b) laying a heat exchanger tube (15) that wraps around the bending bolts (3) on the base plate (1); c) pressing the heat exchanger tube (15) against a carrier plate (30) and releasing the heat exchanger tube (15) from the bending bolts (3), with the additional step of creating an adhesive layer between the heat exchanger tube (15) and the carrier plate (30).

procedure according to claim 1 , characterized in that in step b) pipe (15) is fed through a pipe nozzle (16), a section (24, 28) of the pipe (15) extending between the pipe nozzle (16) and a fastening point on the workpiece carrier is brought into contact with one of the bending bolts (3) and the work piece carrier is rotated about an axis of the bending bolt (3) in order to bend the tube (15) around the bending bolt (3).

procedure according to claim 1 and 2 , characterized in that between two steps of bending the pipe (15) around two bending bolts (3), the workpiece carrier is displaced in order to additionally pull the pipe (15) out of the pipe nozzle (16).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the bending bolts (3) are countersunk into the base plate (1) in order to release the heat exchanger tube (15).

procedure according to claim 4 , characterized in that the bending bolts (3) are pushed back into the base plate (1) in contact with the carrier plate (30).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that adhesive (18) is applied to the pipe (15) during the pulling out of the pipe (15).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in step c) the heat exchanger tube (15) is compressed between the base plate (1) and the carrier plate (30).

Workpiece carrier for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a base plate (1) and a plurality of bending bolts (3) which can be pushed back into the base plate (1).

Workpiece carrier after claim 8 , characterized in that the bending bolts (3) have a waisted peripheral surface.

Workpiece carrier after claim 8 or 9 , characterized in that the bending bolts (3) have a foot adjacent to the base plate (1) and a tip whose diameter is smaller than that of the foot.

Device for carrying out the method according to one of the Claims 1 until 7 , which has a workpiece carrier according to one of the Claims 8 until 10 and a robot arm (20, 21), wherein the workpiece carrier is mounted on a head piece (22) of the robot arm (20, 21) so as to be rotatable about an axis of rotation parallel to the axes of the bending bolts (3), wherein the robot arm (20, 21) is configured to move the head piece (22) on a circular path of selectable diameter, wherein the axis of the circular path is parallel to the axis of rotation of the head piece (22).

device according to claim 11 , characterized in that an adhesive nozzle (17) for applying adhesive (18) to the pipe (15) emerging from the pipe nozzle (16) is arranged adjacent to a stationary pipe nozzle (16).