DE1295333B

DE1295333B - Verfahren zum Herstellen eines zwei- oder mehrlagigen Mantelrohres

Info

Publication number: DE1295333B
Application number: DE1961H0041554
Authority: DE
Inventors: Cameron Graham Murray
Original assignee: Howell and Co Ltd
Current assignee: Howell and Co Ltd
Priority date: 1960-01-30
Filing date: 1961-01-26
Publication date: 1969-05-14
Also published as: GB897635A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines zwei- oder mehrlagigen Mantelrohres, bei dem an der äußeren Oberfläche des Innenrohres ringförmig oder schraubenlinienförmig verlaufende Rippen eingeformt werden, anschließend über das Innenrohr ein innen glattes Außenrohr aufgeschoben und die Rohre durch Ziehen durch eine Matrize miteinander verbunden werden.
Je nach dem Verwendungszweck sind bei mehrlagigen Mantelrohren die Gesichtspunkte der innigen formschlüssigen Verbindung der einzelnen Lagen bei unterschiedlichen mechanischen oder thermischen Belastungen sowie einer luft- oder gaseinschlußfreien Verbindung zwecks günstigen Wärmeüberganges zu berücksichtigen.
Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von Mehrlagenrohren bekannt, bei dem zunächst in die Außenfläche eines Rohres in bestimmten Abständen voneinander umlaufende Nuten, gewindeartige Einstiche od. dgl. eingearbeitet werden. Das eingearbeitete Profil kann auch zahnförmig und so auf dem Rohr angeordnet sein, daß die Richtung der Zähne auf einem bestimmten Längenabschnitt des Rohres teilweise nach rechts und teilweise nach links verläuft. Auf dieses Innenrohr wird ein innen und außen glattes Außenrohr aufgeschoben und dann das ganze in kaltem Zustand gehämmert. Beim Hämmern des Außenrohres wird das Material in die zahnförmigen Nuten des Innenrohres eingedrückt. Dieses Verfahren ist für die Herstellung von Mantelrohren mit großer Länge zu aufwendig und zeitraubend.
Weiterhin ist es bei der Herstellung von zwei- oder mehrlagigen Rohrkörpern bekannt, die äußere Oberfläche des Innenrohres aufzurauhen, zu rändeln oder mit umlaufenden Nuten zu versehen, dann darauf ein innen und außen glattes Außenrohr zu schieben und anschließend das Ganze durch eine Matrize zu ziehen oder zu drücken, so daß das Außenrohr auf das Innenrohr gepreßt und das Außenrohrmaterial in die Vertiefungen der äußeren Oberfläche des Innenrohres eingedrückt wird.
Bei der Durchmesserreduzierung des Außenrohres durch Hämmern oder Ziehen erfolgt gleichzeitig eine Längung des Außenrohres. Dies ergibt eine axiale Bewegung des Werkstoffes des Außenrohres gegenüber dem Innenrohr während des Reduziervorganges. Hierbei besteht die Gefahr, daß die Nuten des Innenrohres nicht vollständig mit dem Werkstoff des Außenrohres ausgefüllt werden oder zumindest der Werkstoff an die beiden Seitenwände der Nuten bzw. Rippen nicht gleich stark angepreßt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei der Herstellung eines zwei- oder mehrlagigen Mantelrohres die Bildung von Hohlräumen zwischen den einzelnen Lagen zu vermeiden und eine innige Verbindung an der gesamten Oberfläche der aneinanderliegenden Lagen zu erzielen. Außerdem soll eine einfache Herstellung beliebig langer Rohrstücke ermöglicht werden.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß, ausgehend von einem Herstellungsverfahren der eingangs erwähnten Art, die Rippen des Innenrohres, wie bei der Herstellung von Rippenrohren bekannt, durch Eindrücken von Nuten ausgeformt und die Rippen anschließend durch Drücken in eine Schräglage geneigt werden, die in Ziehrichtung weist.
Auf diese Weise wird die Ausbildung von Hohlräumen zwischen den einzelnen Lagen verhindert und eine sichere mechanische Verbindung zustande gebracht, die auch -bei höheren Temperaturen eine gute Verbindung zwischen den einzelnen Rohrlagen sicherstellt und Bewegungen der einzelnen Rohrschichten gegeneinander ausschließt. Ferner wird durch die Neigung der Rippen auch bei relativ geringen Stärken der einzelnen Rohrlagen eine verhältnismäßig große Berührungsfläche zwischen jeweils zwei benachbarten Lagen erzielt, was für einen guten Wärmeübergang von Bedeutung ist.
Es ist bei der Herstellung von Rippenrohren bereits bekannt, ringförmig- oder schraubenlinienförmig verlaufende Rippen auf der äußeren Oberfläche der Rohre dadurch zu erzeugen, daß mittels Walzen Nuten in die Rohre eingedrückt werden, wobei das zwischen den Nuten liegende Rohrmaterial zu Rippen hochgedrückt wird. Die Walzen weisen dabei eine mit umlaufenden Schlitzen versehene Mantelfläche auf, wobei die Schlitze im Querschnitt dem Querschnitt der auszubildenden Rippen angepaßt sind.
Nachstehend wird die Erfindung an Hand der Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt durch das Innenrohr eines zweilagigen Mantelrohres während der Herstellung, F i g. 2 einen Schnitt durch das zweilagige Mantelrohr während der Verbindung des Außenrohres mit dem Innenrohr und F i g. 3 und 4 Schnitte durch eine weitere Ausführungsform eines zweilagigen Mantelrohres.
Das aus F i g. 1 ersichtliche Rohr 1 aus Mußeisen wird in einer nicht dargestellten Drehbank um seine Achse gedreht. Ein Drückwerkzeug 2 ist am Drehbank-Support befestigt und bewegt sich in einer zur Rohrachse parallelen Richtung, wobei eine wendelförmige Nut 3 gebildet wird, deren Querschnitt die Form eines V mit kreisbogenförmiger Verbindung der beiden Schenkel aufweist. Das bei der Bildung der Nut verdrängte Metall wird zu einem gratförmigen Vorsprung oder Rippe 4 hochgedrückt, so daß auf der äußeren Oberfläche des Rohres 1 sich die Nuten und Vorsprünge miteinander abwechseln.
Ein ebenfalls vom Drehbank-Support getragenes und zum Ausgleich der auftretenden Kräfte vorzugsweise auf der dem Werkzeug 2 entgegengesetzten Seite des Rohres 1 angeordnetes weiteres Werkzeug 5 ist als Profilrolle ausgebildet. Diese drückt gegen den oberen Teil der Rippen 4 und biegt sie in gleicher Richtung zur Seite, so daß sich ein Sägezahn-Profil ergibt.
Über das auf diese Weise an seiner äußeren Oberfläche verformte Rohr 1 wird dann ein Rohr 6 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung geschoben. An dem Ende, gegen welches hin die Rippen 4 geneigt sind, wird das Außenrohr 6 auf das Innenrohr 1 niedergehämmert. Anschließend werden die beiden Rohre mit dem niedergehämmerten Ende voran in die Matrize 7 geschoben und durch Ziehen durch die Matrize 7 miteinander verbunden. Der Durchmesser der Matrizenbohrung ist dabei so gewählt, daß der Durchmesser des Außenrohres 6 bei dem Ziehvorgang wesentlich verringert wird, so daß sichergestellt ist, daß das Material des Außenrohres die Nuten 3 vollständig ausfüllt.
Zweckmäßigerweise wird das Außenrohr 6 mit dem Innenrohr 1 so schnell wie möglich nach der Ausbildung der Nuten 3 und Rippen 4 vereinigt, so daß keine Zeit für die Bildung eines Oxydüberzugs bleibt.
Bei der in den F i g. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform weisen die Nuten bzw. Rippen eine andere Gestalt auf. Das Werkzeug 2 a zur Bildung der Nuten bzw. Rippen weist eine solche Form auf, daß die Nut 3 a einen V-förmigen Querschnitt mit flacher gerader Verbindung der beiden Schenkel erhält. Die Steigung der Wendel ist dabei im Verhältnis zur Breite des Werkzeuges so gewählt, daß zwischen den gratartigen Rippen 4 a jedes Wendelganges ein freier Raum bleibt, so daß die äußere Oberfläche des Innenrohres 1 zweimal so viel Rippen 4 a wie Nuten 3 a besitzt. Das Werkzeug 5 a zum Umbiegen der oberen Teile der Rippen 4 a hat im Gegensatz zu der in F i g. 1 dargestellten Profilrolle 5 zwei mit den Rippen 4 a zusammenwirkende Teile. Wie die F i g. 4 erkennen läßt, wird das Außenrohr 6 durch eine Matrize 7 in gleicher Weise gegen das Innenrohr 1 eingezogen, wie in F i g. 2 dargestellt.
Statt einer wendelförmigen Nut bzw. Rippen könnten auch kreisförmige Nuten bzw. Rippen in größerer Anzahl ausgebildet werden, die miteinander nicht in Verbindung stehen. Die erstere Verfahrensweise ist jedoch zweckmäßiger. Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf die Herstellung von zweilagigen Mantelrohren beschränkt, sondern auch zur Herstellung von Mantelrohren mit drei oder mehr Lagen geeignet.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zum Herstellen eines zwei- oder mehrlagigen Mantelrohres, bei dem an der äußeren Oberfläche des Innenrohres ringförmig oder schraubenlinienförmig verlaufende Rippen eingeformt werden, anschließend über das Innenrohr ein innen glattes Außenrohr aufgeschoben und die Rohre durch Ziehen durch eine Matrize miteinander verbunden werden, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Rippen (4 bzw. 4a) des Innenrohres (1), wie bei der Herstellung von Rippenrohren bekannt, durch Eindrücken von Nuten (3 bzw. 3 a) ausgeformt und die Rippen (4 bzw. 4 a) anschließend durch Drücken in eine Schräglage geneigt werden, die in Ziehrichtung weist.