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GraduRip

Wärmetauscher spielen eine wichtige Rolle in der Klimatechnik. Sie erhöhen die Effizienz von Heizanlagen, senken den Verbrauch, die Heizkosten und sind somit gut für das Klima. Eine mögliche Form von Wärmetauschern sind Spiralrippenrohre welche zu kompakten Wärmetauschern gebündelt sind. Diese metallischen Rohre besitzen spiralförmig Kühlrippen um die Oberfläche zu vergrößern. Die Dichte an Kühlrippen (Rippen/Zoll) entscheidet über die thermischen Eigenschaften. Nicht immer ist es am besten eine möglichst große Oberfläche zu haben. In der Einbauumgebung von Wärmetauschern sind die Bedingungen unterschiedlich. Verschiedene Bereiche des Wärmetauschers sind unterschiedlichen Temperaturen und Flüssigkeiten ausgesetzt. Aktuell kann die Dichte der Kühlrippen jedoch nicht an diese Unterschiede angepasst werden, dies ist dem Herstellungsverfahren geschuldet.

Ziel ist es Spiralrippenrohre graduell zu berippen, damit optimal angepasste Wärmetauscher hergestellt werden können. Dazu muss die Steigung der kontinuierlich umlaufenden Kühlrippe während des Prozesses einstellbar sein.

Solch ein Produkt ist aktuell nicht auf dem Markt vorhanden. Um dies zu erreichen wird im Projekt ein neues roboterbasiertes Herstellungsverfahren entwickelt, welches die notwendige Flexibilität bereitstellt. Aktuell erfolgt die Herstellung auf einer Maschine, welche kontinuierlich ein Metallband (die Kühlrippe), mit einer vorgegebenen Steigung, per Laserschweißen an das Rohr schweißt. Dieses Rohr dreht sich dabei um die eigene Achse und wird linear verfahren. Das Metallband befindet sich auf einem Coil und wird über mehrere Umlenkrollen in Position gebracht. Der gesamte Prozess ist sehr unflexibel und auch nicht wartungsfreundlich, da viele Bereiche der Maschine nur schwer zu erreichen sind. Die neue Lösung soll eine Bandzuführung über einen Robotergreifer ermöglichen welcher die variablen Steigungen im Prozess ermöglicht.

Auch die Wartungsfreundlichkeit verbessert sich, da der Roboter leicht beiseite gedreht werden kann, wodurch alles besser erreichbar wird. Der Greifer des Roboters soll die nötigen Umlenkrollen besitzen um das Metallband stabil zuführen zu können. Da diese Lösung deutlich kompakter als bisherige Maschine ist, ist es sogar denkbar zwei oder mehr Zuführungen zu ermöglichen. Dadurch können Wärmetauscher hergestellt werden welche bereichsweise unterschiedlich hohe Rippen oder Rippen aus verschiedene Materialien besitzen.

Diese Flexibilität kann weitere Vorteile für die Effizient und Umweltfreundlichkeit bringen. Durch einen möglichen Materialwechsel können Wärmetauscher hergestellt werden welche nur für die Bereiche großer Feuchtigkeit mit rostfreien Rippen bestückt sind. Somit können teure Legierungen gespart werden