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Verfahren zur Herstellung von Körpern, die aus einer Anzahl nebeneinander liegender, durch querliegend Kopfstöcke verbundener Rohre bestehen.
Die Erfindung bezieht sieh auf solche Heiz-oder Kühlkörper, die aus einer Reihe gleichlaufender Rohre mit einem gemeinsamen Kopf-oder Verbindungsstück, gegebenenfalls an beiden Enden, bestehen.
Gegenstand der Erfindung sind ein besonderes Verfahren zur Herstellung solcher Körper und Vorrichtungen dazu.
Die Erfindung beruht auf dem bekannten Verfahren, das in dem Österr. Patent Nr. 42995 und in seiner weiteren Ausgestaltung in dem Österr. Patent Nr. 75460 beschrieben ist. Nach diesem bekannten Verfahren wird eine Verbindung zwischen zwei Rohrstücken so hergestellt, dass der die beiden Rohrstücke verbindende Bogen aus Teilen der Rohrwände selbst gebildet wird : Die Rohrstücke und der sie verbindende Querkanal sind zunächst noch offen an ihren Enden.
Die Herstellung erfolgt so, dass die beiden Rohrstücke, bis zu dem nötigen Grade erhitzt, in einer entsprechend gestalteten Matrize eingespannt werden und dass dann die passende Patrize in axialer Richtung in die Rohrstücke eingeführt wird, hiebei die einander zugewendeten Rohrwände der beiden Rohrstüeke spaltet, die Wände ausbreitet und dann an den Kanten miteinander verschweisst. Gegenstand der Erfindung ist. dieses Verfahren weiter auszubilden und zu vervollkommnen.
In den Zeichnungen ist die Erfindung erläutert. Fig. 1 ist die Ansicht der Hälfte einer Matrize, wie sie für das Verfahren verwendet wird. Fig. 2 eine Oberansicht dieser Matrize, bei der auch die dazugehörige Patrize in ihrer Endstellung, sowie zwei Rohre eingezeichnet sind. Fig. 3 ist eine gleichartige Darstellung, aber mit Hinzufügung eines dritten Rohres. Fig. 4 und 5 sind schaubildliche Darstellungen, die verschiedene Absätze des Verfahrens erläutern. Fig. 6-13 zeigen aufeinanderfolgende Schritte des Verfahrens. Fig. 14 und 15 stellen verschiedene Ausführungsbeispiele für die Herstellung des Kopfoder Verbindungsstückes dar. Fig. 16 zeigt einen Heizkörper, wie er durch das Verfahren erzeugt wird.
Fig. 17 stellt eine andere Ausführungsform eines derartigen Heizkörpers dar. Fig. 18 zeigt das Verfahren in Anwendung auf einen R1uchrohrüberhitzer. Fig. 19 und 20 zeigen eine abgeänderte Ausführungsform der bei Ausführung des Verfahrens benutzten Vorrichtungen. während die Fig. 21-28 verschiedene Formen von Heizkörpern darstellen. Die Fig. 29-45 erläutern eine Abänderung des Verfahrens, das zur Herstellung von Körpern dient, die eine bestimmte Abänderung gegenüber den in den vorhergehenden Figuren erläuterten Verfahren und Vorrichtungen aufweisen. Hiebei ist Fig. 29 die Ansicht der Hälfte einer Matrizenplatte. Fig. 30 eine Oberansicht davon, und Fig. 31 eine ebensolche Oberansicht, bei der aber noch ein drittes Rohr eingezeichnet ist.
Die Fig. 32 und 33 sind Teilansichten eines in der Herstellung begriffenen Heizkörpers dieser Art, ebenso die Fig. 34 und 35. Fig. 36 und 39 zeigen Seitenansichten und die Fig. 37 und 38, sowie 40 und 41 Schnitte von Matrizenplatten. Fig. 42a-42g erläutern gewisse Schritte bei Herstellung von Heizkörpern mit Hilfe dieser Matrizenplatten, Fig. 43 zeigt in Oberansicht einen fertigen Heizkörper dieser Art. Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 44 dargestellt, und die Fig. 45 zeigt einen Querschnitt einer abgeänderten Matrizenplatte.
Fig. 1 zeigt eine der beiden symmetrisch gestalteten Hälften der Matrize, wie sie bei den Verfahren gebraucht wird. Diese besitzt zwei halbzylindrische Mulden 5 und 6, die durch eine Zwischenwand 7 voneinander getrennt sind. An eine dieser Mulden schliesst sich, von ihr ebenfalls durch eine Zwischenwand 9
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getrennt, eine auslaufende ebene Fläche 10 an. Die Zwischenwand 9 ist genau so gestaltet wie die Ward 7 beide erstrecken sich nicht bis an die Kante 11 der Matrizenplatte, sondern enden ein Stück davon entfernt und gehen hier allmählich, mit einer Abrundung, in die ebene Oberfläche 12 der Matrizenplatte über. Diese ebene Oberfläche liegt in derselben Höhe wie der Grund der Mulden 5 und 6 und die Ober-
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das Ende 11 der Matrizenplatte.
Wie vorher erwähnt, ist die zweite Hälfte der Matrize symmetrisch mit der vorstehend beschriebenen gestaltet. Werden beide Platten aufeinander gelegt, so entstehen zwei zylindrische Hohlräume, sowi" ein an der Seite offener Raum, alles in derselben Ebene, sämtliche Räume stehen auf dnem gewissen Abstand von der Aussenkante der Matrize miteinander in Querverbindung.
Die Patrize 1. 3 besteht aus einem vollen Körper 14 und zwei Schenkeln oder Stempeln 7J. die mit einem Übergangsstück. ? ineinander übergehen. Die Patrize hat im allgemeinen dieselbe Gewalt wie der Teil der Matrize, mit dem sie zusammen arbeitet, ist aber in den Abmessungen kleiner gehalten, so dass. wenn die Patrize in die Matrize eingeführt wird, überall ein Zwischenraum zwischen den Wandungen bestehen bleibt, der ungefähr gleich ist der Dicke der zu verarbeitenden Rohre. Die Fig. 4 und 5 zeigen. was für Körper mit den soeben beschriebenen Vorrichtungen erzeugt werden. Die Rohre 1 und 2 werden zunächst durch einen Arbeitsvorgang miteinander verbunden.
Zu diesem Zweck werden sie zunächst auf die geeignete Temperatur erhitzt, dann zwischen den beiden Hälften der Matrize in einer Stellung festgeklemmt, die aus Fig. 2 ersichtlich ist, und darauf wird der Patrize der erste Arbeitshub erteilt. Dal) ei werden die einander zugewendeten Wände der Rohre gespalten, und die an den Spalt anschliessenden Teile der Wandungen flach gelegt. Die Abmessungen und die gegenseitige Lage der Patrize und Matrize sind so, dass die Kanten der ausgebreiteten Teile der Rohrwandungen aneinander stossen. u. zw. gerade unter dem Druck der erforderlich ist, um eine gute Schweissnaht zu erzielen. Alsdann vollzieht die Patrize ihren Leerhub. Wie ausdrücklieh bemerkt sei, ist dieser ganze Vorgang schon aus dem oben erwähnten Österr.
Patent Nr. 75460 bekannt und bildet nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Nachdem die Rohre 1 und 2, wie vorstehend beschrieben, miteinander vereinigt sind. wird ein weiteres Rohr 3 dem Vorgang unterworfen und mit dem aus 1 und 2 gebildeten Körper vereinigt. alsdann das Rohr 4 usw. (Fig. 5). So kann man eine beliebige Anzahl Rohre hinzufügen, die durch Wiederholung des Vorganges eines nach dem ändern mit dem gebildeten Körper vereinigt werden. In Fig. 2 -ind die ersten zwei miteinander zu vereinigenden Röhren im Schnitte dargestellt, nachdem die Vereinigung erfolgt ist.
Sobald die Patrize 1. 3 aus der in Fig. 2 gezeichneten Stellung zurückgezogen ist, wird das aus der Vereinigung der beiden Rohre 1 und 2 gebildete Stück in der Matrize um einen Schritt verrückt. so dass das Rohr 2 in die Mulde 6 gelangt, in der vorher das Rohr 1 lag, und das Rohr 1 sich in dem freien
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sind bei 17 einpunktiert.
Es ist nun noch erforderlich, die obere Öffnung 18 des Verbindungsstückes zu sehliessen und geeignete Mittel dafür vorzusehen. Dazu wird folgendermassen vorgegangen. Zuerst wird an jedem Ende des Queroder Verbindungsstückes eine Öffnung 19 (Fig. 9) hergestellt, und dann wird die Endwand darüber eingesägt, wie bei 20 dargestellt. Dann werden die Flügel 21 der verbleibenden Wand aufgebogen.'0 dass sie in die Stellungen der Fig. 10 und 11 gelangen. Dann werden die oberen Enden der Wände wieder aufeinander zugebogen und an den sich berührenden Kanten bei 22, etwa autogen, miteinander ver-
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beiden Enden die erforderliche Gestalt gegeben, und eine passende Büchse 2. 3 angebaut oder angeschweisst. die mit Schraubengewinde versehen oder sonst wie zur Herstellung eines Anschlusses aufgeführt ist.
Die Art und Weise, wie das im allgemeinen geschieht, bildet keinen Gegenstand der Erfindung.
In der vorstehenden Beschreibung ist angenommen, dass ein Verbindungs- oder Kopfstück nur an einem Ende der vereinigten Rohre hergestellt wird (Fig. 17). Selbstverständlich kann man dieselbe Massnahme auch für das andere Rohrende treffen, woraus sich dann eine Anordnung ergibt, wie sie in Fig. 16 dargestellt ist.
Eine andere Anwendung der Erfindung stellt Fig. 18 dar. Hier sind mit 24 eine Anzahl von Rohr- stücken bezeichnet, wie sie in Rauchrohrüberhitzern vorkommen. Am einen Ende sind sie mit dem gemeinsamen Kopfstück 25 versehen. An diesem ist dann aber ein Kopfrohr 26 mit dem üblichen Ansatz 27 angebracht, u. zw. ist es mit dem Kopfstück 25 entlang der punktiert gezeichneten Linie 28 auf irgendeine beliebige Weise verschweisst.
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Vorstehend ist angenommen. dass jedesmal nur eine Schweissnaht in einem gegebenen Augenblick hergestellt wird. Man kann jedoch auch mehrere Schweissnähte zu gleicher Zeit herstellen. Das geschieht zweckmässig mit einer Vorrichtung, wie sie in den Fig. 19 und 20 dargestellt ist. Hier sind in der Matrize so viele Mulden zum Einlegen von Rohren vorgesehen. wie man in einem Arbeitsvorgang miteinander verschweissen will, und die Matrize besitzt eine entsprechende Anzahl von Stempeln. Der freie Raum an der einen Seite der Matrize, in die beim Hinzufügen weiterer Rohre die schon fertiggestellten zu liegen kommen, muss dann entsprechend gross bemessen werden.
Die nach dem Verfahren zui behandelnden Rohre brauchen nicht auf ihrer ganzen Länge gerade zu sein. Es genügt, wenn sie so weit gerade find. wie die Stempel der Patrize in sie eindringen. Im übrigen können die Rohre jede beliebige Foim haben, sie können z. B. gestaltet sein. wie in Fig. 21. 22. 23 und 25 dargestellt ist.
Auch die Kopfstücke brauchen nicht gerade zu sein, können vielmehr eine gebogene Form haben. wie es Fig. 24 zeigt. Das wird erreicht durch eine entsprechende Gestaltung der Auflageebene für die Rohre in der Matrize. Bei Herstellung des Kopfstückes muss dann die Stange, die während der Herstellung in das Kopfstück eingeführt wird, entsprechend gebogen sein.
Zur Herstellung von Körpern, wie sie in Fig. 26 und 27 dargestellt sind, werden die Kopfstücke zuerst an den Enden von zwei besonderen Sätzen von Rohren erzeugt. Aber nur ein Kopfstück an jedem Ende wird geschlossen, die beiden ändern weiden mit den Kanten zusammengeschweisst und dann die Verbindungsstücke angebracht. Hiebei kann man die beiden Rohrsätze auch schief zueinander stellen, wie Fig. 28 es andeutet.
Bei all den bisher beschriebenen, durch das Verfahren herzustellenden Körper verlaufen die miteinander vereinigten Rohre rechtwinkelig zu der Richtung der Kopfstücke. Es lassen sich mit dem Verfahren aber auch solche Körper herstellen, bei denen der Winkel zwischen der Richtung der Kopfstücke und der Längssrichtung der Rohre ein andrer als 90 ist.
Die hiefür erforderlichen Matrizen sind ganz ähnlich wie die vorbeschriebenen, und gegen diese abgeändert nur in der aus den Fig. 29-31 ersichtlichen Weise. Fig. 29 zeigt wieder die Hälfte einer Matrize mit zwei halbzylindrischen Mulden 5 und 6, die durch die Zwischenwand 7 getrennt sind. Eine Zwischenwand 9 trennt wieder die Mulde 6 von der ebenen Fläche 10. Die Zwischenwände 7 und 9 sind im Querschnitt einander gleich und enden, wie bei der Matrize nach Fig. 1, eine Strecke weit vor der Aussenkante der Matrize. Indessen reicht die Wand 9 um eine gewisse Strecke weiter an die Kanten heran, wie die Wand y. An den Enden gehen die Wände 7 und 9 mit einer Abrundung in die Ebene 12 der Matrizen-
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reicht bis an die Kante der Matrize 12 heran.
Die zweite, zugehörige Matrizenscheibe ist symmetrisch zu der in Fig. 29 dargestellten ausgeführt.
Wird diese zur Schliessung der Matrizenform auf die erste Scheibe gelegt, so ist der dem Kopfstück entsprechend, die Mulde mit dem freien Raum 10 verbindende Raum in der Ebene der Wand 7 breiter als in der Ebene der Wand 9.
Die Patrize, die mit einer Matrize von der eben beschriebenen Art zusammenwirkt, ist genau so angeordnet, wie vorstehend mit Bezug auf die Fig. 1-38 auseinandergesetzt : Sie besteht aus einem vollen Körper 14 mit zwei Stempeln 15 von den zur Matrize passenden Abmessungen.
In den Fig. 30 und 31 ist erläutert, wie der Vorgang sich vollzieht. Fig. 30 zeigt die Verschweissung der ersten beiden Rohre 1 und 2 miteinander. Fig. 31 die Hinzufügung eines dritten Rohres 3. Hiebe kommt entsprechend der verschiedenen Länge der Zwischenwände 7 und 9 der Matrize die Verbindungsstelle 16 zwischen den Rohren 1 und 2 tiefer zu liegen, wie die Verbindungsstelle 161 der Rohre 2 und 3.
Die Verbindungsstellen sind gegeneinander abgestuft. Ebenso gestaltet sich dann die Hinzufügung weiterer Rohre. Das Ergebnis sind beispielsweise Körper, wie sie in den Fig. 32 und 33 in Seiten-und
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ist. Dann werden die freien Enden dieser Rohre in derselben Art mit einem Verbindungsstück versehen, wie es vorstehend beschrieben ist.
Ein solches, in Fig. 32 mit 115 bezeichnetes Verbindungs-oder Kopfstück ist, wie mit Bezug auf die Fig, 1-28 erläutert, noch nicht vollständig, sondern stellt einen am vorderen Ende offenen Kasten dar, der an den beiden Seiten 116 und 117 geschlossen ist. Die Vorderkanten 118 sind abgestuft. Um das Kopfstück zu schliessen, werden die gegenliegenden Kanten entsprechend beschnitten, aufeinander zugebogen und verschweisst, während an den Enden 116 und 117 Löcher angebracht und diese mit Ver- bindungsbüchsen versehen werden, in derselben Weise, wie oben für Heizkörper etwa nach Fig. 16 beschieben. Schliesslich ergibt sich ein Körper, wie er in Fig. 34 in Ansicht und in Fig. 35 als Querschnitt nach der Linie 35-35 dargestellt ist.
Wenn ein derartiger Körper für Dampfkessel verwendet werden soll, so ist es zuweilen zweckmässig, dass das Kopfstück sich nach oben im Querschnitt erweitert, wie Fig. 44 zeigt. Das wird einfach dadurch bewirkt, dass man die Seitenwände des Kopfstückes vor dem Zusammenschweissen entsprechend beschneidet.
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nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Dazu geeignete Matrizen sind in zwei Ausffihnmgs- formen dargestellt. In der einen Ausführungsform (Fig. 36-41) werden zwei getrennte Sätze von Matrizen abwechselnd verwendet.
Die eine Hälfte der Matrize des einen Satzes zeigt die Fig. 36, während die Fis'. 39
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Die Fig. 39-41 zeigen das Spiegelbild der Fig. 36-38. Die zugehörigen Patrizen s, nd dieselben wie in dem vorbeschriebenen Verfahren.
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