Realisierung
| Fügen von Lamellen und Tauscherrohren mittels Fluid: | |
Bei diesem Verfahren
wird im Inneren des Rohres ein hydrostatischer Druck aufgebaut, der
eine plastische Verformung des Rohres ermöglicht. Der Druck muss dabei
einen Wert annehmen, der einerseits eine kraftschlüssige Verbindung
mit den Lamellen zulässt, andererseits kein Bersten des Rohres ermöglicht.
Aus diesem Grund erfolgte im ersten Forschungsschwerpunkt die Definition
der optimalen Fügedrücke sowie der Berstdrücke für verschiedene Werkstoffe
mit unterschiedlichen Wanddicken und Rohrabmessungen bzw. Lamellenabmessungen.
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| Fügen von Lamellen und Tauscherrohren mittels Gas: | |
Vor allem bei Wärmetauschern
die im Betrieb nicht mit Wasser gefüllt werden, bietet sich eine trockene
Fertigung beim Fügen von Lamellen und Tauscherrohren an. Hierbei kann
Gas (Stickstoff) als geeignetes Druckmedium eingesetzt werden. Mit
Hilfe der Gasforming Anlage am Fraunhofer IWU konnte der Nachweis
der Machbarkeit erbracht werden. Ziel war es, die Ergebnisse des Fügens
mit flüssigem Wirkmedium auch mit gasförmigem Medium nachweisen zu
können. Dabei konnten die gleichen Berstdrücke wie bei der Umformung
mit flüssigem Wirkmedium ermittelt werden. |
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| Fügen von Lamellen und Tauscherrohren mit Hilfe von Elastomerschläuchen: | |
Da der Gasformingprozess
sehr kostenintensiv ist, sollte in einem weiteren Forschungsschwerpunkt
Alternativen zu einem „trockenen Prozess“ untersucht werden. Hierbei
kam das Fügen mit Hilfe von Elastomerschläuchen in Betracht. Untersuchungen
haben allerdings gezeigt, dass ein Serieneinsatz mit Elastomerschläuchen
nicht geeignet ist. Resultierend aus diesem Ergebnis mussten andere
Möglichkeiten gesucht werden. Aus diesem Grund erfolgten Überlegungen
zum partiellen Aufweiten. Ziel war es weiterhin das Fluid nach der
Umformung weitestgehend aus dem umzuformenden Halbzeug zu entfernen. Daraufhin wurde eine Lanzensystem entwickelt, was zu einem vielversprechendem Ergebnis führte. Dabei wurde deutlich, dass die Aufweitung höher ausfällt als beim konventionellen Aufweiten mit Fluid. Die Versuche haben gezeigt, dass bis zu einem Druck von 700 bar das Lanzensystem eine Dichtheit gewährleisten konnte. |
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| Wirkmedienbasiertes Fügen: | |
Ziel des wirkmedienbasierten
Fügen ist eine feste Verbindung beispielsweise zwischen einem Tauscherrohr
und einem Bogen oder einer Haarnadel. Dabei sollen komplizierte Schweißnähte,
die derzeitig hauptsächlich bei Edelstahlrohren Anwendung finden,
ersetzt werden. Für die Untersuchungen wurden verschiedene Klebstoffe
ausgewählt. Die Fügeversuche haben gezeigt, dass die so hergestellten
Verbindungen von Haarnadeln und Tauscherrohren den Anforderungen im
Betriebszustand von Wärmetauschern standhalten können. Weiterhin ist
es denkbar, den kompletten Wärmetauscher erst zu kleben und anschließend
alle Lamellen zu fügen. |
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