Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von schlangenlinienfürmig gebogenen Rippenrohrregistern aus quergewalzten Rippenrohren Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor richtung zur Herstellung von schlangenlinienförmig gebogenen Rippenrohrregistern aus quergewalzten Rip penrohren für Wärmetauscher, insbesondere für Kälte- und Klimaanlagen.
Es sind bereits Wärmetauscher für Kälte- und Kli maanlagen aus parallel zueinander angeordneten, mit Aussenrippen versehenen Rohren bekannt, die an ihren Enden miteinander durch angeschweisste oder -gelötete Rohrbogen verbunden sind.
Diese Herstel lungsverfahren haben den Nachteil, dass die Verbin dungsstellen der Rohrbogen mit den berippten Rohren leicht undicht werden, was erst bei der Prüfung des komplettierten Wärmetauschers auf Dichtheit festge stellt werden und zu erheblicher Nacharbeit oder Aus- schuss führen kann. Ausserdem bewirken Schweissgut anhäufungen Querschnittsverengungen und Strömungs störungen innerhalb der Verbindungsstellen, wodurch die Leistung der Wärmetauscher verringert wird.
Der kleinste zulässige Biegeradius bei der Fertigung der Rohrbogen wird durch die während des Biegevor ganges auftretende Zugbeanspruchung in der äusseren Rohrbogenwand bestimmt. Um diese Zugbeanspruchung, die daraus resultierende Rissbildung sowie eine starke Schwächung der Rohrwanddicke zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, einen Druck auf die Aussenwand glatter Rohre in Richtung der Längsachse während des Biegevorganges auszuüben.
Rohrbiegevorrichtungen vorgenannter Konstruktion haben den Nachteil, dass sie nur zum Biegen relativ kurzer und glatter Rohre verwendet werden können, bei denen keine Aussenrippe vorhanden sind. Bei gros sen Rohrlängen, die zur Herstellung von Rohrschlan gen erforderlich sind, besteht die Gefahr des Ausknik- kens., da, die Nachschiebekraft am äusseren Rohrende wirkt. Dieser Gefahr sind besonders Leichtmetallrohre, die eine geringe Knicksteifigkeit aufweisen, ausgesetzt.
Bei der Fertigung von Wärmetauschern werden quergewalzte Rippenrohre aus Leichtmetall auf Grund der guten Verformungseigenschaften bei der Rippenbil- dung bevorzugt. Diese sind über ihre ganze Länge mit einer spiralförmig verlaufenden sehr dünnen Rippe versehen, wobei die geringe Festigkeit des Werkstoffes zur Vermeidung von Deformierungen der Rippen be achtet werden muss.
Vorrichtungen bekannter Bauart haben den Nachteil, dass die Naehschiebeeinrichtungen und deren Einstellmechanismen sehr aufwendig sind und ausserdem die grüsse Empfindlichkeit der weichen Materialien nicht beröcksichtigen. Beim Nachschiebe vorgang muss das Rohr in einem möglichst geringen Abstand von der Bieges elle erfasst werden, um die Gefahr des Ausknickens des, Rohres zu beseitigen, da die Nachsch=ebekraft relativ hohe Werte erreicht,
um die Stauchung des Materials im Biegebereich zu be wirken.
Zweck der Erfindung ist es, Rippenrohrregister für Wärmetauscher so herzustellen, dass die bei den be kannten Herstellungsverfahren durch die Vielzahl der Verbindungsstellen bedingten Dichtungsfehler sowie die vorgannten Nachteile der bekannten Biegevorrich tung beseitigt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch ein geeignetes Verfahren Aussenrippen aufweisende quergewalzte Rohre mit so kleinen Radien zu biegen, dass parallele Abschnitte von Rohrregistern für Wär metauscher zur Erreichung eines geringen Aussenvolu mens schlangenlinienförmig sehr dicht nebeneinander ilugend aus einer Rohrlänge ohne Verbindungssteilen zwischen den Rohrbogen erzeugt werden können, sowie die Schaffung einer Vorrichtung zur Durchfüh rung des Verfahrens.
Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch ge- iöst, aass ausgehend von glatten Rohrlängen in Ab ständen der Biegestellen Rippen in einer Höhe aufge- watzt werden, die kleiner ist als die Höhe der Rippen ausserhalb der Biegestellen, und dass dann die Biege stellen weich geglüht und die Rohre durch eine Vor richtung zu schlangenförmig dicht aneinander liegen den Rippenrohrregistern aus einer Rohrlänge ohne Verbindungsstellen zwischen den Rohrbogen gebogen werden.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in unmittelbarer Nähe der Biege stelle eine Nachschiebeeinrichtung, bestehend aus einem auf einer Biegewelle befestigten Ritzel und Zahnstan gen sowie je einer mit den Biegebacken fest verbunde nen, in einen Durchbruch einer Drehscheibe versenk baren Ausgleichsreibungskupplung, bestehend aus einer T-Leiste, einem Block, einem Spannteil sowie einem Bremsbelag, angeordnet ist.
Die Erfindung soll nachstehend an mehreren Aus führungsbeispielen erläutert werden. In den Zeichnun gen zeigen: Fig. 1 und 2 einen Längsschnitt eines Rippenrohres während des Walzvorganges, Fig.3 einen Rippenrohrabschnitt mit verringerter Rippenhöhe in halbgeschnittener Darstellung, Fig.4 einen Rippenrohrabschnitt mit grosser Rip penhöhe in vergrösserter Schnittdarstellung, Fig.5 einen Rohrbogen eines Rippenrohres in halbgeschnittener Darstellung,
Fig.6 einen Rohrabschnitt mit verringertem Durchmesser, Fig. 7 ein Rippenrohr während des Fräsvorganges, Fig. 8 einen Längsschnitt eines Rippenrohres wäh rend des Walzvorganges, Fig. 9 eine Biegestelle eines Rippenrohres während des Fräsvorganges, Fig. 10 die Schnittdarstellung AA eines Rippenroh res mit Abflachung nach Fig. 9, Fig.ll einen Rohrbogen eines Rippenrohres in halbgeschnittener Darstellung,
Fig. 12 die Vorrichtung in Schnittdarstellung, Fig. 13 die Vorderansicht der Vorrichtung, Fig. 14 eine vergrösserte Darstellung einer gewin- deförmigen Halbschale, Fig. 15 und 16 die Nachschiebeeinrichtung in sche matischer Darstellung, Fig. 17 die Einstelleinrichtung zur Regulierung der Nachschiebekraft der Biegebacken,
Fig. 18 eine Draufsicht auf die Nachschiebeeinrich- tung.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren nach Fig. 1 bis 6 wird das glatte Rohr 1 wie in Fig. 2 dargestellt, an dem vorausbestimmten Rohrabschnitt 24, im Ab stand 22, durch einen spanabhebenden oder sparlosen Arbeitsgang auf den Grundrohrdurchmesser 3 verrin- gert, wobei die Länge des Rohrabschnittes 24 so be messen wird, dass sie für einen Rohrbogen ausreicht.
Der Grundrohrdurchmesser 3 wird so bemessen, dass beim Überwalzen des Rohrabschnittes 24 der verrin- gerte Rippenaussendurchmesser 4 entsteht. Die Rohr innenwand wird durch das Aufwalzen der Rippe auf den Rippenaussendurchmesser 20 mit Wellungen 6 versehen. Dadurch wird der ursprüngliche Rohrinnen durchmesser 7 verändert, wie es die vergrösserte Dar stellung in Fig. 4 zeigt. Die Rippe ist schraubenförmig auf das glatte Rohr 1 aufgewalzt.
Mit gleicher Steigung verlaufen die Wellungen 6 unterhalb der Rippe an der Rohrinnenwand. Obwohl der Durchmesser des innen gewellten Rohres 8, wie in Fig.4 dargestellt, nur ge ringfügig grösser ist, als der Durchmesser des glatten Rohres 11, tritt eine wesentliche Schwächung der Rohrwanddicke 10 an den Vertiefungen 9 des innen gewellten Rohres ein. Auf Grund der erheblichen Schwächung der Rohrwanddicke und der Kerbwirkung kann ein solcher Rohrabschnitt nur mit relativ grossen Biegeradien gebogen werden.
Wie Fig.4 zeigt, tritt dagegen an den mit niedriger Rippe versehenen Rohr abschnitten keine Schwächung der Rohrwanddicke ein, da die Rohrinnenwand an diesen Stellen völlig glatt erhalten bleibt und ausserdem der Durchmesser des glatten Rohres 11 um die zweifache Wanddickendiffe- renz 12 geringer ist als der Aussendurchmesser der Wellungen 9. Nach dem Walzen des Rohres werden die Biegestellen im Rohrabschnitt 24 einem Glühpro- zess unterzogen, wodurch das Rohrmaterial, vorzugs weise Reinaluminium, in weichen Zustand versetzt wird.
Danach wird mittels einer Rohrbiegevorrichtung für quergewalzte Rippenrohre das gerade Rippenrohr an den Rohrabschnitten mit verringertem Rippenaus sendurchmesser 4 wechselseitig mit Rohrbogen verse hen, wie in Fig. 5 dargestellt, und in Schlangenlinien form gebogen. Die leichte Rippenbildung mit dem Rip- penaussendurchmesser 4 unterstützt die Rohraussen wand beim Biegen, so dass dem bekannten Einfallen des Rohrquerschnittes an der Rohrbogenaussenwand entgegengewirkt wird.
Nach diesem Biegeverfahren können Biegeradien an quergewalzten Rippenrohren gebogen werden bei einem Biegeverhältnis mittlerer Biegeradius 27 zu Grundrohraussendurchmesser 5 von annähernd 1:1. Bei der Herstellung von Rippenrohrre- gistern aus quergewalzten Rippenrohren nach diesem Verfahren wird erreicht, dass die zueinander parallel verlaufenden Rohrabschnitte mit dem Rippenaussen durchmesser 20 bei geringstem Abstand nebeneinander angeordnet werden können.
Nach einem weiteren erfindungsgemässen Verfah ren wird wie in Fig. 8 dargestellt, das glatte Rohr 1, auf einer Rippenrohrwalzmaschine quergewalzt. In den voraus bestimmten Rohrabschnitten 26 werden im Durchlauf der gesamten Rohrlänge, die Walzensätze 2 um den Hub 13 vom Rohrzentrum weiter entfernt, wodurch an diesen Stellen der Grundrohraussendurch- messer 15 auf den Grundrohraussendurchmesser 14 vergrössert wird.
Die mit dem Rippenaussendurchmes- ser 20 gewalzten Rohrabschnitte bilden im Rippen rohrregister die geraden Rohrabschnitte, an denen keine Biegung durchgeführt werden. Nach Fig.8 ist die verringerte Rippenhöhe 17 um etwa 20 ,'o niedriger als die Rippenhöhe 16, während die Rohrwanddicke 19 um den Hub 13 der Walzensätze 2 und um die Wellentiefe 23 stärker ist als die Wandstärke im Rohr abschnitt mit dem Rippenaussendurchmesser 20.
Die grössere Wandstärke in Verbindung mit einer annä hernd glatt verlaufenden Rohrinnenwand am Grund rohrinnendurchmesser 18 ermöglicht das Biegen von mittleren Biegeradien 27, die kleiner sind als der Grundrohraussendurchmesser 14. In Fig. 11 ist ein sol cher Rohrbogen dargestellt.
Nach diesem Verfahren können beliebig lange Rohre quergewalzt und während des Durchlaufes eines Rohres die erforderliche Anzahl solcher Rohrwandstärkenverdickungen angebracht wer den, die in genau vorausbestimmten Abständen durch einen Steuervorgang der Walzensätze 2 an der Rippen- rohrwalzmaschine ausgelöst werden. Im Anschluss an den Walzvorgang wird an dem mit Rippen versehenen Rohr, vorzugsweise durch einen spanabhebenden Arbeitsgang, gleichzeitig wechselseitig an allen Rohrab schnitten 25 wie in Fig. 7 und 9 dargestellt, die Rippe entfernt.
Nach einem diesem Arbeitsgang folgenden Glühprozess wird das Rohr auf der erfindungsgemäs- sen Vorrichtung gebogen. In Fig. 10 wird gezeigt, das der Grundrohraussendurchmesser 14 des Rippenrohres geringfügig abgeflacht wird. Durch die Abflachung werden die Stauchkräfte während des Biegevorganges im Rohrbogen verringert, da die Verdickung der Rohr wand während des Biegevorganges an den Biegestellen leichter vor sich geht.
Nach diesem Verfahren können auf der erfindungsgemässen Vorrichtung Biegeradien in einem Biegeverhältnis mittlerer Biegeradius 27 zu Grundrohraussendurchmesser 14 kleiner als 1:1 gebo gen werden, so dass Rippenrohrregister gebildet wer den können, bei denen die Rohrabstände 21 dem Rip- penaussendurchmesser 20 entsprechen.
Die Vorrichtung zur Durchführung der erfindungs- gemässen Verfahren besteht im wesentlichen aus einer Nachschiebeeinrichtung, einer Biegewelle mit Rückhol- einrichtung, dem Antriebsmechanismus sowie aus einer Drehscheibe mit Spanneinrichtung.
Die Nachschiebeeinrichtung ist im Zentrum der Drehscheibe 30 in einem Durchbruch 65 angeordnet. Die zugehörigen Biegebacken 64 sind wechselseitig ver senkbar und von dem Rippenrohr 62 abklappbar. In der Darstellung nach Fig. 12 befindet sich die obere Biegebacke 64 in Funktion, während die darunter lie- gende Biegebacken 64 zurückgeklappt und unter der Drehscheibenebene versenkt ist.
Wie Fig. 14 zeigt, sind die Biegebacken 64 und das Spannbackenuntert-il 42 mit gewindeförmigen Halbschalen 60 versehen, die mit Toleranz zwischen die gewindeförmig aufgewalzten Rippen hineinpassen.
Die Nachschiebekraft wird wie aus Fig. 15 und 16 ersichtlich ist, durch die Differenz zwischen dem Teilkreishalbmesser der Ritzelverzah- nung 46 und dem mittleren Biegeradius 33 sowie durch die daraus resultierende Differenz zwischen dem Hub 38 der Zahnstangen 44; 45 und der mittleren Bogenlänge am Rohrbogen 32 erzeugt.
Eine mit den Biegebacken 64 fest verbundene Aus gleichsreibungskupplung überträgt die auf die entspre chende Rohrabmessung einstellbare Nachschiebekraft auf das Rippenrohr 62. Die Biegebacken 64 sind wie Fig.17 zeigt, an T-förmige Leisten 63 fest ange schraubt. Diese Leisten gleiten in einer mit Bremsbelag ausgestatteten T-Nut 59, die in einem Block 57 einge arbeitet ist und mit einem Spannteil 56 versehen, die Ausgleichsreibungskupplung bilden. Das Spannteil 56 wird über zwei Spannschrauben 55 durch einen Exzenter 54 angezogen.
Der Anzugsdruck wird durch die Mutter 53 auf die erforderliche Nachschiebekraft eingestellt. Die Biegewelle 31 führt beim Biegen eines Rohrbogens die gleiche Drehbewegung aus wie die Drehscheibe 30 und wird nach Beendigung des Biegevorganges in die Nullstellung zurückgedreht. Die Biegewelle 31 trägt an ihrer Stirnseite eine geteilte Biegerolle 28 und eine Auflage 41 für das der Rippenform entsprechende Spannbackenunterteil 42. Im Bereich der Biegebacken ist die Biegewelle 31 mit einer Ritzelverzahnung 46 versehen, die mit den Zahnstangen 44; 45 im Eingriff steht, welche den Hub 50 der Biegebacken 64 bewirken.
Am hinteren Ende der Biegewelle 31 ist eine Rückholeinrichtung angebracht. Die Rückholeinricb- tung besteht aus einem Arbeitszylinder 48, der mit einem Führungskeil 49 verbunden ist. Durch e;ne Abwärtsbewegung des Führungskeiles 49 wird die Bie gewelle 31 um die Strecke 52 wie in Fig. 12 darge stellt, zurückgezogen bis die geteilte Biegerolle 28 un terhalb der Ebene der Drehscheibe 30 liegt.
Durch den Antriebsmechanismus wird wie aus Fig. 12 ersichtlich, eine in gleicher Drehrichtung und synchron verlau fende Verdrehung der Drehscheibe 30 und der Biege welle 31 beim Biegevorgang erreicht. Die Drehbewe gung der Drehscheibe 30 und der Biegewelle 31 erfolgt vorzugsweise durch einen hydraulisch-mechanischen Antrieb. Die Drehscheibe 30 entspricht in ihrem Halb messer der grössten zu biegenden Rohrschlangenlänge. Im Zentrum der Drehscheibe 30 ist ein Durchbruch 65 eingearbeitet, aus dem die Biegewelle mit dem Spann backenunterteil 42 hervorragt.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung hat den Vorteil, dass die Rohrschlange ohne zu wenden gebogen wer den kann, da dieses Problem mit der Zunahme der Anzahl der Biegestellen immer schwieriger wird.
Das Biegen einer Rohrschlange findet wie folgt statt: Ein gerades Rippenrohr 62 wird an der ersten Biegestelle oberhalb der geteilten Biegerolle 28 aufge legt. Danach wird das Pinol 58 mit dem Spannbacken oberteil 43 vorgeschoben, die geteilte Biegerolle 28 geschlossen, und das Rippenteil des Spannbackenober- und -unterteiles 42; 43 gespannt.
Die Biegebacke 64 wird mittels Handhebel 51 aus der Versenkung heraus gezogen und durch Verdrehen des Handhebels 51 an das freie Ende des Rippenrohres 62 herangeklappt, wobei die Gewindegänge 29 der gewindeförmigen Halbschale 60 der Biegebacken 64 zwischen die Rip pen 40 des Rohres 62 eingeführt werden und auf den Grundrohraussendurchmesser 15 drücken. Durch wei teres Verdrehen des Handhebels 51 wird über dem Exzenter 54 das Spannteil 56 fest auf die T-förmige Leiste 63 gepresst. Die Grösse der Druckkraft wird durch die Muttern 53 so eingestellt, dass die Nach schiebekraft auf die erforderliche Stauchung am Rohr bogen 32 abgestimmt ist.
Die untere Biegebacke 64 ist dabei unterhalb der Tischebene versenkt, so dass die Auflage 41 mit dem darauf befestigten Rohrende frei bewegbar ist. Durch den Arbeitszylinder 35 wird die Zahnstange 36 nach unten gezogen, wodurch die Dreh scheibe 30 und die Biegewelle 31 soweit verdreht wer den, bis der Rohrschenkel an dem freien Ende des Rippenrohres 62 anschlägt. Nachdem der erste Bogen hergestellt ist, wird das Pinol 58 mit dem Spannbak- kenoberteil 43 und der geteilten Biegerolle 28 gelöst und zurückgezogen. Nach diesem Arbeitsgang wird die Biegebacke 64 mittels Handhebel 51 von dem Rohr abgeklappt und in die Versenkung zurückgeschoben.
Durch den Arbeitszylinder 48 wird der Führungskeil 49 nach unten gezogen, wodurch die Biegewelle 31 um die Strecke 52 zurückgezogen wird. Dabei kommt das Ritzel 37 der Biegewelle 31 zum Eingriff in die Zahn stange 34 und das Zahnrad 47 wird von dem Getriebe getrennt. Die Biegewelle 31 wird dabei in die Nullstel lung zurückgedreht. Die Drehscheibenebene ist durch keine herausragenden Teile gesperrt, so dass sich das Rippenrohr 62 bis zur nächsten Biegestelle ungehindert verschieben lässt. Die Biegewelle 31 wird durch die Betätigung des Arbeitszylinders 48 wieder nach vorn geschoben, so dass die geteilte Biegerolle 28 und das Spannbackenunterteil 42 wieder aus der Drehscheibe 30 herausragen.
Das Spannbackenunterteil 42 wird auf einer Auflage 41 nach unten verschoben, und das zu biegende Rohrstück in die gewindeförmige Halbschale 60 eingedrückt. Jetzt liegt das Rohr mit seiner Biege stelle unterhalb der geteilten Biegerolle 28. Die geteilte Biegerolle 28 wird durch das Verschieben des Pinols 58 wieder geschlossen, wie bei dem ersten bereits be- schrieb.nen Biegevorgang. Mittels Spannelemente 61 wird die Rohrschlange auf der Drehscheibe 30 befe stigt. Die Zahnstange 36 wird nun durch den Arbeits zylinder 35 nach oben gedrückt, so dass die Dreh scheibe 30 und die Biegewelle 31 verdreht werden.
The invention relates to a method and a device for producing serpentine bent finned tube registers from cross-rolled finned tubes for heat exchangers, in particular for refrigeration and air conditioning systems.
There are already heat exchangers for refrigeration and air conditioning systems from parallel to each other, provided with outer ribs pipes known, which are connected at their ends by welded or soldered pipe bends.
These manufacturing methods have the disadvantage that the connection points between the pipe bends and the finned pipes are easily leaky, which is only determined when the completed heat exchanger is checked for leaks and can lead to considerable reworking or rejects. In addition, accumulations of weld metal cause cross-sectional constrictions and flow disturbances within the connection points, which reduces the performance of the heat exchangers.
The smallest permissible bending radius in the production of the pipe bend is determined by the tensile stress in the outer pipe bend wall that occurs during the bending process. In order to avoid this tensile stress, the resulting crack formation and a strong weakening of the pipe wall thickness, it has already been proposed to exert pressure on the outer wall of smooth pipes in the direction of the longitudinal axis during the bending process.
Pipe bending devices of the aforementioned construction have the disadvantage that they can only be used for bending relatively short and smooth pipes that do not have an outer rib. In the case of large pipe lengths, which are required for the production of pipe loops, there is a risk of kinking, since the pushing force acts on the outer pipe end. This danger is particularly exposed to light metal tubes, which have a low resistance to buckling.
In the manufacture of heat exchangers, cross-rolled finned tubes made of light metal are preferred because of their good deformation properties when fins are formed. These are provided with a spiral-shaped, very thin rib over their entire length, whereby the low strength of the material must be observed to avoid deformation of the ribs.
Devices of known design have the disadvantage that the sewing devices and their adjustment mechanisms are very complex and, moreover, do not take into account the greatest sensitivity of the soft materials. During the pushing process, the pipe must be gripped as close as possible to the bending elbow in order to eliminate the risk of the pipe kinking, as the pushing force reaches relatively high values.
to be able to compress the material in the bending area.
The purpose of the invention is to produce finned tube registers for heat exchangers in such a way that the sealing defects caused by the large number of connection points in the known manufacturing processes and the aforementioned disadvantages of the known bending device are eliminated.
The invention is based on the object of using a suitable method to bend cross-rolled tubes with external ribs with such small radii that parallel sections of tube registers for heat exchangers to achieve a low external volume are created in a serpentine shape very close to one another from a tube length without connecting parts between the tube bends can be, as well as the creation of a device for implementation of the method.
According to the invention, the object is achieved in that, starting from smooth pipe lengths at intervals between the bending points, ribs are wiped at a height that is smaller than the height of the ribs outside the bending points, and that the bending points are then soft-annealed and the Pipes can be bent from a pipe length without connecting points between the pipe bends through a device to serpentine close together.
In the device according to the invention for carrying out the method, the object is achieved in that in the immediate vicinity of the bending point a pushing device, consisting of a pinion and toothed rack attached to a bending shaft and one firmly connected to each of the bending jaws, is inserted into an opening in a turntable retractable compensating friction clutch, consisting of a T-bar, a block, a clamping part and a brake lining, is arranged.
The invention will be explained below using several exemplary embodiments. In the drawings: Fig. 1 and 2 show a longitudinal section of a finned tube during the rolling process, Fig. 3 a finned pipe section with reduced fin height in a half-sectional view, Fig. 4 a finned pipe section with large rib penhöhe in an enlarged sectional view, Fig. 5 a pipe bend Finned tube in half-cut representation,
6 shows a pipe section with a reduced diameter, FIG. 7 shows a finned pipe during the milling process, FIG. 8 shows a longitudinal section of a finned pipe during the rolling process, FIG. 9 shows a bending point of a finned pipe during the milling process, FIG. 10 shows the section AA of a ribbed pipe with flattening according to Fig. 9, Fig.ll a pipe bend of a finned pipe in a half-section view,
12 shows the device in sectional view, FIG. 13 shows the front view of the device, FIG. 14 shows an enlarged view of a thread-shaped half-shell, FIGS. 15 and 16 show the pushing device in schematic representation, FIG. 17 shows the setting device for regulating the pushing force of the Bending jaws,
18 shows a plan view of the pushing device.
In the method according to the invention according to FIGS. 1 to 6, the smooth pipe 1 is as shown in FIG. 2, on the predetermined pipe section 24, in the distance 22, by a cutting or economical operation to the base pipe diameter 3, the length being reduced of the pipe section 24 will be measured so that it is sufficient for a pipe bend.
The base pipe diameter 3 is dimensioned in such a way that the reduced outer rib diameter 4 is created when the pipe section 24 is rolled over. The inner wall of the pipe is provided with corrugations 6 by rolling the rib onto the outer diameter 20 of the rib. As a result, the original inner tube diameter 7 is changed, as the enlarged Dar position in Fig. 4 shows. The rib is rolled helically onto the smooth tube 1.
The corrugations 6 run below the rib on the inner wall of the pipe with the same slope. Although the diameter of the internally corrugated tube 8, as shown in Figure 4, is only slightly larger than the diameter of the smooth tube 11, a substantial weakening of the pipe wall thickness 10 occurs at the recesses 9 of the internally corrugated tube. Due to the considerable weakening of the pipe wall thickness and the notch effect, such a pipe section can only be bent with relatively large bending radii.
As FIG. 4 shows, on the other hand, there is no weakening of the pipe wall thickness at the pipe sections provided with low ribs, since the pipe inner wall remains completely smooth at these points and, moreover, the diameter of the smooth pipe 11 is twice the wall thickness difference 12 less than the outer diameter of the corrugations 9. After the tube has been rolled, the bending points in the tube section 24 are subjected to an annealing process, as a result of which the tube material, preferably pure aluminum, is brought into a soft state.
Then by means of a tube bending device for cross-rolled finned tubes, the straight finned tube on the pipe sections with reduced Rippenaus sendurchmesser 4 alternately hen verses with pipe bends, as shown in Fig. 5, and bent in serpentine shape. The slight rib formation with the rib outer diameter 4 supports the pipe outer wall during bending, so that the known collapse of the pipe cross-section on the pipe bend outer wall is counteracted.
According to this bending process, bending radii on cross-rolled finned tubes can be bent with a bending ratio of mean bending radius 27 to base tube outer diameter 5 of approximately 1: 1. In the production of finned tube registers from cross-rolled finned tubes according to this method, it is achieved that the tube sections running parallel to one another with the outer rib diameter 20 can be arranged next to one another with the smallest possible spacing.
According to a further method according to the invention, as shown in FIG. 8, the smooth tube 1 is cross-rolled on a finned tube rolling machine. In the predetermined pipe sections 26, the roller sets 2 are moved further away from the pipe center by the stroke 13 during the passage of the entire pipe length, whereby the base pipe outer diameter 15 is enlarged to the base pipe outer diameter 14 at these points.
The pipe sections rolled with the rib outer diameter 20 form the straight pipe sections in the finned pipe register, on which no bends are made. According to FIG. 8, the reduced rib height 17 is about 20% lower than the rib height 16, while the pipe wall thickness 19 by the stroke 13 of the roller sets 2 and by the shaft depth 23 is greater than the wall thickness in the pipe section with the rib outer diameter 20.
The greater wall thickness in conjunction with an approximately smooth inner pipe wall on the base pipe inner diameter 18 enables the bending of mean bending radii 27 which are smaller than the base pipe outer diameter 14. In Fig. 11, such a pipe bend is shown.
According to this method, tubes of any length can be cross-rolled and the required number of such tube wall thickness thickenings attached during the passage of a tube, which are triggered at precisely predetermined intervals by a control process of the roller sets 2 on the finned tube rolling machine. Following the rolling process, the rib is removed on the tube provided with ribs, preferably by a machining operation, at the same time alternately on all Rohrab 25 as shown in FIGS. 7 and 9.
After an annealing process following this operation, the tube is bent on the device according to the invention. In Fig. 10 it is shown that the base pipe outer diameter 14 of the finned pipe is slightly flattened. The flattening reduces the upsetting forces during the bending process in the pipe bend, since the thickening of the pipe wall is easier to do at the bending points during the bending process.
According to this method, bending radii can be bent on the device according to the invention in a bending ratio of the mean bending radius 27 to the outer diameter of the base pipe 14 smaller than 1: 1, so that finned pipe registers can be formed in which the pipe spacings 21 correspond to the outer diameter of the fins 20.
The device for carrying out the method according to the invention essentially consists of a pushing device, a flexible shaft with a return device, the drive mechanism and a turntable with a tensioning device.
The pushing device is arranged in the center of the turntable 30 in an opening 65. The associated bending jaws 64 can be lowered alternately ver and folded down from the finned tube 62. In the illustration according to FIG. 12, the upper bending jaw 64 is in operation, while the bending jaw 64 below is folded back and sunk under the plane of the turntable.
As FIG. 14 shows, the bending jaws 64 and the clamping jaw lower part 42 are provided with thread-shaped half-shells 60 which fit with tolerance between the thread-shaped rolled-on ribs.
As can be seen from FIGS. 15 and 16, the pushing force is determined by the difference between the pitch circle radius of the pinion toothing 46 and the mean bending radius 33 and by the resulting difference between the stroke 38 of the racks 44; 45 and the mean arc length on the pipe bend 32 is generated.
An equal friction clutch firmly connected to the bending jaws 64 transmits the pushing force, which can be adjusted to the corresponding pipe dimensions, to the finned tube 62. The bending jaws 64 are, as FIG. 17 shows, firmly screwed to T-shaped strips 63. These bars slide in a brake pad equipped T-groove 59, which is incorporated in a block 57 and provided with a clamping part 56 that form the compensating friction clutch. The clamping part 56 is tightened by an eccentric 54 via two clamping screws 55.
The tightening pressure is set by the nut 53 to the required pushing force. When a pipe bend is bent, the flexible shaft 31 performs the same rotary movement as the rotary disk 30 and is rotated back into the zero position after the bending process has ended. On its end face, the flexible shaft 31 carries a split bending roller 28 and a support 41 for the lower jaw part 42 corresponding to the rib shape. In the area of the flexible jaws, the flexible shaft 31 is provided with pinion teeth 46 which are connected to the racks 44; 45 is in engagement, which cause the stroke 50 of the bending jaws 64.
A return device is attached to the rear end of the flexible shaft 31. The return device consists of a working cylinder 48 which is connected to a guide wedge 49. By e; ne downward movement of the guide wedge 49, the flexible shaft 31 is withdrawn by the distance 52 as shown in FIG. 12, until the divided bending roller 28 is below the plane of the turntable 30.
As can be seen from FIG. 12, the drive mechanism results in a rotation of the turntable 30 and the bending shaft 31 in the same direction of rotation and synchronously during the bending process. The Drehbewe movement of the turntable 30 and the flexible shaft 31 is preferably carried out by a hydraulic-mechanical drive. The turntable 30 corresponds in its half-diameter to the largest coil length to be bent. In the center of the turntable 30 an opening 65 is incorporated, from which the flexible shaft with the clamping jaw lower part 42 protrudes.
The mode of operation of the device has the advantage that the pipe coil can be bent without turning, since this problem becomes more and more difficult as the number of bending points increases.
The bending of a coil takes place as follows: A straight finned tube 62 is placed at the first bending point above the split bending roller 28. Thereafter, the pin 58 is advanced with the clamping jaw upper part 43, the divided bending roller 28 is closed, and the rib part of the clamping jaw upper and lower part 42; 43 excited.
The bending jaw 64 is pulled out of the recess by means of hand lever 51 and folded up to the free end of the finned tube 62 by turning the hand lever 51, the threads 29 of the threaded half-shell 60 of the bending jaws 64 being inserted between the ribs 40 of the tube 62 and on press the base pipe outer diameter 15. By further turning the hand lever 51, the clamping part 56 is pressed firmly onto the T-shaped bar 63 via the eccentric 54. The magnitude of the compressive force is adjusted by the nuts 53 so that the pushing force is matched to the required compression on the pipe bend 32.
The lower bending jaw 64 is sunk below the table level so that the support 41 with the pipe end attached to it can be moved freely. By the working cylinder 35, the rack 36 is pulled down, whereby the rotary disk 30 and the flexible shaft 31 rotated so far who the until the tube leg strikes the free end of the finned tube 62. After the first arch has been produced, the pin 58 with the clamping jaw upper part 43 and the divided bending roller 28 is released and withdrawn. After this operation, the bending jaw 64 is folded down from the tube by means of hand lever 51 and pushed back into the recess.
The guide wedge 49 is pulled down by the working cylinder 48, as a result of which the flexible shaft 31 is withdrawn by the distance 52. The pinion 37 of the flexible shaft 31 comes into engagement with the toothed rod 34 and the gear 47 is separated from the transmission. The flexible shaft 31 is rotated back to the zero position. The turntable plane is not blocked by any protruding parts, so that the finned tube 62 can be moved unhindered to the next bending point. The flexible shaft 31 is pushed forward again by the actuation of the working cylinder 48, so that the divided bending roller 28 and the lower jaw part 42 protrude again from the turntable 30.
The clamping jaw lower part 42 is shifted downwards on a support 41 and the pipe section to be bent is pressed into the thread-shaped half-shell 60. The tube with its bending point now lies below the divided bending roller 28. The divided bending roller 28 is closed again by moving the quill 58, as in the first bending process already described. By means of clamping elements 61, the pipe coil is on the turntable 30 BEFE Stigt. The rack 36 is now pushed up by the working cylinder 35 so that the rotary disk 30 and the flexible shaft 31 are rotated.