CH432436A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von für Wärmeaustauscher bzw. Kondensatoren usw. bestimmten Metallrippenrohren - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von für     Wärmeaustauscher     bzw. Kondensatoren usw.     bestimmten        Metallrippenrohren       Die Erfindung betrifft die Verbesserung eines Ver  fahrens und der Vorrichtung zur Herstellung von für       Wärmeaustauscher,    Kondensatoren usw. bestimmten       Metallrippenrohren,    die zwischen den in Rohrböden zu  befestigenden glatten Rohrenden auf ganzer Länge oder       wesentlichen    Längenabschnitten mit aus dem     Werkstoff     der Rohrwandung     geformten    inneren Längsrippen und  äusseren     Radialrippen    versehen sind.  



  Erfindungsgemäss wird eine wesentliche Verbesse  rung und Vereinfachung der Herstellung der mit     Innen-          und    Aussenrippen versehenen Rohre dadurch erzielt,  dass gleichzeitig mit der auf einer glatten Aussenseite des  Rohres durch Abrollen äusserer Werkzeuge erfolgenden       Walzung    der äusseren     Radialrippen    unter Verwendung  eines längsgenuteten, im Aussendurchmesser gleich gross  oder kleiner als der grösste lichte Rohrdurchmesser be  messenen     Walzdornes    der Rohrwerkstoff bis zur voll  ständigen Rippenhöhe in die Dornnuten unter Bildung  der Fertigform der inneren Längsrippen gepresst wird.  



  Das Herstellungsverfahren der Rohre mit unter  schiedlich inneren und äusseren Rippen kann gemäss  der     Erfindung    somit auf einen Arbeitsgang beschränkt  werden bzw. es werden mindestens Arbeitsgänge ein  gespart. Dabei fällt ein Rippenrohr an, dessen     Innen-          und    Aussenrippen nur auf den gewünschten Längen  bereichen, und zwar in vollendeter Form, vorgesehen  sind,     während    die Rohrenden ihren glatten vorbestimm  ten und für das     Einwalzen    in Rohrböden     zweckmässigen          Querschnitt    behalten.

   Es hat sich trotz erheblicher, in  der Fachwelt bestehender Bedenken überraschend ge  zeigt, dass mit Hilfe von inneren und äusseren gleich  zeitig wirksamen Walzwerkzeugen bei entsprechender  Abstimmung der Wirkungszonen vollständig geformte  Rippen ausreichender Grösse in     einem    einzigen Verfah  rensschritt, und zwar ohne Rücksicht auf die Rohr  längen, in den gewünschten Längenbereichen hergestellt  werden können.

   Ein bedeutender Fortschritt bei der  Herstellung vorgenannter Rohre ist auch dadurch zu    erzielen, dass ein vorher auf andere Weise innen     vorbe-          ripptes    Rohr entsprechend der Erfindung in die Fertig  form gebracht     wird.    Hier wird durch Anwendung des       Verfahrens    nach der Erfindung die     Innenberippung    auf  das vorher nicht erreichte Mass verstärkt.  



  Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass gerade  in Abhängigkeit von der     Walzung    der äusseren Radial  rippen die inneren Längsrippen zweckmässig nur in       etwa    den gleichen Längenbereichen wie die Aussen  rippen erzeugt werden. Infolge der gleichzeitigen     Wal-          zung    der Aussen- und Innenrippen ist es möglich, dass  sich keine störenden, insbesondere unerwünschten Ver  formungen in den Anfangs- und Endbereichen der In  nenrippen ergeben. Diese Rippen können jeweils gleich  zeitig allmählich in den ursprünglichen Querschnitt der  Rohrwandung auslaufen, so dass jegliche Nachbearbei  tung der rippenfreien Rohrabschnitte erübrigt wird.  



  Die für die Durchführung des Verfahrens bestimmte  Vorrichtung wird     gemäss    der Erfindung derart ausge  bildet,     dass    den in der     Walzmaschine    gelagerten, mit  Umfangsnuten versehenen rollenden     Walzwerkzeugen    im  gleichen Längenbereich ein     etwa    gleichachsig gerichteter  mit     Längsnuten    versehener     Walzdorn    zur Erzeugung der  inneren Rohrrippen zugeordnet ist.

   Es sind mithin in  der einzigen erforderlichen Maschine nur die die Wan  dung des mit Rippen zu versehenden Rohres zwischen  sich     erfassenden    Walzwerkzeuge und ein     Walzdorn    vor  gesehen, so dass ein Auswechseln von Werkzeugen mit  dem Ziel der Durchführung verschiedener Verfahrens  stufen fortfällt. Es werden somit weniger Werkzeuge er  forderlich und damit die Lagerhaltung vereinfacht. Aus  wechslungsarbeiten zwecks Anpassung an verschiedene  Verfahrensstufen fallen fort und die Leistung jeder  Maschine wird somit erheblich vergrössert.  



  Die an der Innenseite der Rohre hergestellten  Längsrippen können axial gerichtet sein, jedoch ist auch  eine geringe Abweichung von der Längsrichtung im  Sinne der Erzeugung eines schraubenförmigen Verlaufs      möglich. Der     Walzdorn    erhält in diesem Fall in an sich  bekannter Weise     Drallnuten.     



  Für die Durchführung des Verfahrens nach der Er  findung ist es weiterhin     vorteilhaft,    wenn die rollenden       Walzwerk;        euge    aus     axial    aneinander gefügten     Walz-          scheiben    gebildet sind, die einen ansteigenden Durch  messer besitzen, und dass die erste im Bereich des klein  sten Durchmessers befindliche Scheibe     als    breit be  messene glatte, insbesondere     kegelförmige        Vorwalz-          scheibe    ausgebildet ist, welche den wesentlichen radialen  Walzvorgang zur Anfangsformung der inneren Längs  rippen bewirkt.  



  Die Erzeugung der äusseren radialen Rippen erfor  dert Walzwerkzeuge, deren Nuten und Druckleisten in  verhältnismässig kleinem Abstand voneinander angeord  net sind. Die Beanspruchungen solcher dünner Druck  rippen sind     verhältnismässig    gross. Zur Entlastung und  Schonung dieser     Walzwerkzeuge    kann eine stark be  messene     Vorwalzscheibe    vorhanden sein, die bereits  die Anfangsformung der inneren Längsrippen bewirkt,  so dass in Fortsetzung dieses     Verformungsvorganges    die  folgenden schmalen Druckrippen der Walzscheiben die  vollständige Ausformung der inneren     und    äusseren Rip  pen     durchführen    können.

   Mit Hilfe dieser     Verwalz-          scheibe    ist es weiterhin möglich, den     Verformungs-          vorgang    der Rohrwandung derart zu beeinflussen, dass  Innen- und Aussenrippen das gewünschte Mass genau  erhalten. Durch Auswechseln der     Vorwalzscheibe    gegen  eine Scheibe mit anderem Durchmesser bzw. abweichen  der Oberflächenform kann die     Verformungsarbeit    va  riiert werden. Diese Möglichkeit ist zwecks Anpassung  an gewisse Werkstoffe und deren     Eigenschaften    vorteil  haft. Es können nach dem vorgenannten Verfahren mit  den gekennzeichneten Vorrichtungen Rippenrohre aus  Kupfer sowie auch aus einem weichen Stahl hergestellt  werden.

   Auch ist eine Bearbeitung von Aluminium  rohren in der vorstehend geschilderten Weise möglich.  - Zur Erleichterung der Verformung     wird    der     Berip-          pungsvorgang    zweckmässig bei erhöhter Temperatur  durchgeführt, indem entweder das Rohr oder das Rohr  und     das    Werkzeug auf eine für den entsprechenden  Werkstoff übliche     Warmwalztemperatur    gebracht wird.  



  In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein  Teil der Vorrichtung zur Durchführung des     Verfahrens     nach der Erfindung dargestellt.  



       Fig.    1 zeigt im Längsschnitt die Herstellung der  innen- und Aussenrippen mittels Walzdorn und     Walz-          scheiben.     



       Fig.    2 ist ein Querschnitt nach Linie     II-II    der       Fig.    1.  



       Fig.    3 und 4 zeigen einen Walzdorn in Seiten  ansicht und Stirnansicht.  



       Fig.    5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform  des Walzdornes in Seitenansicht und Stirnansicht.  



  In einer nicht dargestellten Maschine sind im ra  dialen Abstand von dem     Walzdorn    1 rollende, und  zwar aus     Walzscheiben    zusammengesetzte Werkzeuge 2  angeordnet. Es sind jeweils mehrere, beispielsweise drei,  rollende     Walzwerkzeuge    in     Umfangsrichtung    des zu  bearbeitenden Rohres gleichmässig verteilt vorgesehen.  Der     Walzdorn    1 und die Walzwerkzeuge 2 sind etwa  gleichachsig     zueinander    und in etwa demselben Längen  bereich des Rohres angeordnet, so     dass    der     Walzdorn     gewissermassen das     Verformungswiderlager    für die  Walzscheiben bildet.

   Der Walzdorn ist auswechselbar  auf einer Dornstange 3 befestigt. Der Walzdorn kann  in der aus den     Fig.    3 bis 6 ersichtlichen Weise mit    axialen Längsnuten versehen sein oder spiralförmig,  d. h. schraubenförmig, verlaufende Nuten bzw. Rippen  besitzen.  



  Die Tiefe der Nuten des Walzdorns ist entsprechend  der gewünschten Höhe der Innenrippen des Rohres ge  wählt.  



  Die rollenden     Walzwerkzeuge    sind aus axial     an-          einandergefügten    Walzscheiben 4 gebildet, die eine     ver-          hältnismässig    geringe Dicke besitzen und zwischen den  umfangsseitig angeordneten Druckleisten 5 die Nuten 6  einschliessen, in welche das bei der     Walzung    verdrängte  Material unter Bildung der dünnen     Radialrippen    steigt.  Der Durchmesser der Walzscheiben ist unterschiedlich  gewählt.

   Der im Durchmesser kleinsten Walzscheibe  ist eine breiter bemessene glatte, insbesondere kegel  förmige,     Vorwalzscheibe    7 vorgeschaltet, welche die       Anfangsverformung    des zunächst glatten Ausgangsrohres  8 einleitet.  



  Das Ausgangsrohr besitzt zunächst auf ganzer Länge  eine gleichbleibende Wandstärke. Die Rohrenden dieses  Ausgangsrohres erhalten einen äusseren Durchmesser,  welcher mit demjenigen der einzuwalzenden Enden des  Fertigrohres übereinstimmt. Der Innendurchmesser des  Ausgangsrohres ist gleich gross oder etwas grösser als der  Aussendurchmesser des Walzdornes, so dass dieser Dorn  ohne Schwierigkeiten in das zu bearbeitende Rohr ein  geschoben werden kann. Im ausreichenden Abstand  vom Rohrende werden in einer an sich bekannten Weise  nunmehr die äusseren rollenden Walzwerkzeuge gegen  die Rohrwandung bewegt und auf die gewünschte     End-          stellung    gebracht, welche die Tiefe der Aussenrippen  bestimmt.

   Die radiale, von aussen her wirkende     Walzung     der Rohrwandung erfolgt gegen den in dem gleichen  Längenbereich gehaltenen bzw. geführten Walzdorn 1.       Während    bei dem     Verformungsvorgang    der     Walzdorn     und die Walzwerkzeuge 2 ihre axiale Lage zueinander  beibehalten, vollzieht sich in Längsrichtung der Rohr  achse zwischen Rohr und den     Werkzeugen    eine Relativ  bewegung, die zur kontinuierlichen     Auswalzung    der  Innen- und der Aussenrippen führt.  



  Durch. die äusseren Walzwerkzeuge     wird    ein Teil  des Werkstoffes der Rohrwandung in die Nuten des  Walzdornes verdrängt, so dass das Rohr ein gutes     Wi-          derlager    erhält. Ein weiterer Teil des Werkstoffes der  Rohrwandung steigt dann     allmählich    unter Bildung der  Aussenrippen in die Nuten der äusseren Walzwerkzeuge,  wobei die Rippenhöhe gleich gross oder etwas geringer       als    der Aussendurchmesser des Ausgangsrohres bzw. der  verbleibenden rippenlosen Rohrenden bemessen ist.

   Es  entstehen nunmehr gleichzeitig Innen- und     Aussenrippen     in den gleichen Längenabschnitten des     Rohres.    Hierbei  kann der mit Rippen zu versehende Längenbereich den  jeweiligen Erfordernissen angepasst werden. Das Her  stellungsverfahren ist mithin in jedem gewünschten  Rohrabschnitt anwendbar, wobei die Rippen     innen-          und    aussenseitig allmählich in den ursprünglichen Quer  schnitt der Rohrwandung auslaufen und die ursprüng  lichen glatten Abschnitte     ihre    unveränderte Form behal  ten.

   Während bezüglich der Rohrinnenseiten Rohrenden  erzielt werden, die keiner Nachbearbeitung bedürfen,  verbleiben die Rippen im Aussenbereich im     Anschluss     an die Rohrenden     unterhalb    des grössten Durchmessers,  so dass der Einbau der Rohre in die Rohrböden von       Wärmeaustauschern    ohne Behinderung möglich ist.  



  Besonders vorteilhaft für die Herstellung der innen  und aussen mit Rippen versehenen Rohre ist die aus       Fig.    1 ersichtliche Ausbildung der abrollenden Walz-           werkzeuge.    Durch die breite, insbesondere kegelförmige,       Vorwalzscheibe    7 wird in wirksamer Weise die An  fangsverformung der Rohrwandung eingeleitet und der  Werkstoff in die Nuten des Walzdornes gedrückt. Im  Zuge dieser eingeleiteten Formung der Innenrippen be  wirken die nachfolgenden dünneren     Walzscheiben    in  folge der Vergrösserung des Durchmessers und damit  der Walztiefe die endgültige Ausformung der Innen  rippen 9 und gleichzeitig die Bildung der äusseren Ra  dialrippen 10.

   Sobald der     Anpressdruck    der äusseren  Werkzeuge verringert wird, wobei die Werkzeuge von  der Rohrwandung abgeschwenkt werden, verringert sich  gleichzeitig die Höhe der Innen- und Aussenrippen bis  zum Auslaufen in den glatten ursprünglichen Rohrteil.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung von für Wärmeaus- tauscher, Kondensatoren usw. bestimmten Metallrippen rohren, die zwischen den in Rohrböden zu befestigen den glatten Rohrenden auf ganzer Länge oder wesent lichen Längenabschnitten mit aus dem Werkstoff der Rohrwandung geformten inneren Längsrippen und äu sseren Radialrippen versehen sind, dadurch gekennzeich net, dass gleichzeitig mit der auf einer glatten Aussen seite des Rohres durch Abrollen äusserer Werkzeuge (2) erfolgenden Walzung der äusseren Radialrippen (10) unter Verwendung eines längsgenuteten, im Aussen durchmesser gleich gross oder kleiner als der grösste lichte Rohrdurchmesser bemessenen Walzdornes (1)

   der Rohrwerkstoff bis zur vollständigen Rippenhöhe in die Dornnuten unter Bildung der Fertigform der inneren Längsrippen (9) gepresst wird. II. Vorrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass den in der Walzmaschine gelagerten, mit Umfangsnuten versehenen rollenden Walzwerkzeugen (2) im gleichen Längenbereich ein etwa gleichachsig gerichteter, mit Längsnuten versehener Walzdorn (1) zur Erzeugung der inneren Rohrrippen (9) zugeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Walzung der äusseren Radialrippen (10) die inneren Längsrippen (9) nur in etwa den gleichen Längenbereichen wie die Aussenrippen erzeugt werden. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten des Walzdornes (1), in geringem Masse von der Längsrichtung abweichend, schraubenlinienförmig vorgesehen sind. 3.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch ge kennzeichnet, dass die rollenden Walzwerkzeuge (2) aus axial aneinandergefügten Walzscheiben (4) gebildet sind, die einen ansteigenden Durchmesser besitzen, und dass die erste, im Bereich des kleinsten Durchmesser be findliche Scheibe als breit bemessene glatte, insbeson dere kegelförmige Vorwalzscheibe (7) ausgebildet ist, welche den wesentlichen radialen Walzvorgang zur An fangsformung der inneren Längsrippen (9) bewirkt.