DE1452344A1 - Verfahren zur Berippung von Waermeaustauscherflaechen mit Wellbaendern,Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens sowie rohr- bzw. plattenfoermige Elemente von Waermeaustauschern mit Wellbandrippen - Google Patents

Description

Dr.Ing· Herwig Kress / r^T^^¹¹^*^*«-*-^ Objekt A 11 d

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Verfahren zur Berippung von Wärmeaustauscherflachen mit Wellbändern_t Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie rohr- bzw, plattenförmige Elemente von Wärmeaustauschern mit Wellbandrippen

Bs sind schon zahlreiche Vorschläge gemacht worden, die Wärmeübertragungsleistung von Wärmeaustausehern durch Vergrößerung der am Austausch beteiligten Fläche durch Anbringung von Rippen zu verbessern· Sine besonders vorteilhafte Art, die Rippen anzubringen besteht darin, wellenartig gebotene Bleche an der Austauschfläche anzulöten oder anzuschweißen. Bs sind verschiedene Verfahren bekannt geworden diese sog. Wellbandrippenrohre herzustellen. Auch gibt es bereits Herstellungsverfahren, die für Plattenwärmeaustauscher geeignet sind. Durch die nachstehend beschriebene iSrfindung werden nunmehr Maßnahmen aufgezeigt, die eine wesentlich raschere und kostensparendere Herstellung von tfellbandrippenrohren oder Plattenaustausehern mit Wellbandrippen gestatten als bisher.

Gemäß der Erfindung wird bei der Verbindung mindestens eines Wellbandes oder Wellrohres mit der Wärmeübertragungswand eines Wärmeaustauschers in der tfeise vorgegangen, daß das Wellband oder Wellrohr der vYärmeübertras'unäSwand in mäanderartig gebogener Form zugeleitet wird und die Berührungsstellen des iVellbandes oder Wellrohres mit der Wärmeübertragun^swand mittels einer oder mehrerer im wesentlichen parallel zu den Biegungskanten des Mellbandes oder Wellrohres bewegter Punkt-, Rollen- oder Buckelschweißelektroden verschweißt werden, Gemäß der Erfindung kann bei der Herstellung der berippten ^ärmeaustauscherf lache bei Rohren auch so vorgegangen werden, daß aus einem nahtlosen oder geschweißten Rohr durch achsparallele Faltung ein Wellbandrohr hergestellt wird, das auf das Wärmeübertrasu:igsrohr aufgeschoben und mit diesem verschweißt wird.

Gemäß der Erfindung kann ein solches Viellbandsystem eine besonders enge Teilung dann erreichen, wenn die mit den Wellbandrippen zu versehende Wärmeübertra^unssviand während der Ausführung der Schweißverbindung an der Schweißstelle eine größere Krümmung aufweist als sie die Wärmeübertragungswand im Gebrauchszustand besitzt. Mit Krümmung sei in diesem Zusammenhang der Kehrwert des Krümmungsradius bezeichnet, wobei eine konvex gebogene Fläche, z.B. die Außenseite eines Rohres eine positive Krümmung besitzt, .während die Innenseite eines Rohres, die konkav gekrümmt ist, eine negative Krümmung besitzt. Sine ebene Fläche hat demzufolge. die Krümmung Hull. Gemäß der Erfindung kann man daher die Krümmung der Wärmeübertragungswand, die diese bei Ausführung der Schweißung b<sLtzt, verkleinern, aufheben und/oder darüber hinaus in die entgegengestzte Richtung bringen, was z.B. bei der Herstellung innenberippter Rohre besondere Vorteile bietet«,

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Um nun die günstigen Wärmeübertragung^zahlen bei derart hergestellten Wärmeaustauscherflächen zu erreichen, die sich z.B. bei Wellbandrippenrohifen ergeben, die aus schmalen Bändern hergestellt werden, kann man gemäß der Erfindung die mit der Wärmeübertragungswand bereits verschweißten Wellbänder im Bereich der Vitellbandschlaufen, d.h„ in. dem Bereich der v7ellbänder, der zwischen zwei benachbarten Schweißstellen zwischen Wellband und Wärmeaustausoberfläche liegt, z.B. durch Sägen oder Schleifen oder dgl. dureh,-trennt, wobei die meist kurz hintereinander liegenden Trennstellen relativ schmale Einzelschlaufen erzeugen, die nach. Ausführung des Trennvorganges wechselweise derart gegeneinander verschoben v/erden können, daß die folgende Wellband— schlaufe von einer We11bandschiaufe der vorausgehenden Wellbandreihe in 3trömun_ä-sriehtung gesehen nur geringfügig überdeckt wird.

Ein weiterer Schritt der Erfindung sieht vor, detß die zur Erzeugung der schmalen Einzelschlaufen erforderlichen Einschnitte in dem Bandmaterial, aus dem die Wellbandrippen hergestellt werden, bereits vor der Faltung zur Wellbandform vorzugsweise in das noch ebene Bandmaterial eingebracht v/erden, z.B_o durch einfache Einschnitte, oder aber durch schmäle Ausstanzung eines kleinen flächigen Streifens, wobei jedoch die späteren benachbarten Berührungsflächen zwischen Wellband und Wärmeaustauscherfläche miteinander in Verbindung bleiben. Bs wird somit nur der Bereich der späteren Wellbandschlaufen quer zur Längserstekkung der Wellbandfalten durchgetrennt, d.h« etwa quer zu den bei der Wellbandfaltung entstellenden Biegungskanten»

Gemäß der Erfindung kann bei Wellbandrohren vorgesehen werden, die zur Erzeugung der nebeneinander liegenden Wellbandschlaufenreihen der fertigen Wärmeübertragungswand erforderlichen Trennstellen im Bereich der Wellbandschlaufen so auszuführen, daß die nebeneinander liegenden Wellbandachlaufenreihen eine mehrgängige Schraubenlinie, vorzugsweise mit geradzahliger G-angzahl bilden; also z.B. zweigängig oder viergängig ausgebildet sindo Me Trennstellen können in dieser Weise sowohl beim fertig angeschweißten Wellband wie auch im noch nicht gefalteten Band zur Herstellung des Wellbandes durch entsprechende Schiefstellung der Ausstanzungen oder dgl. quer zu den späteren Biegungskanten des WeIlbandes hergestellt werden.

Weiterhin ist es gemäß der Erfindung in vielen Fällen zweckmäßig, die zur Verbesserung der Vifärmeübertragung erforderliche Verschiebung benachbarter Wellbandschlaufen in ver- ; schiedenen Wellbandreihen durchzuführen, bevor oder während die Verkleinerung der Krümmung der Wärmeübertragungswand durchgeführt wird.

Für diese Verschiebung der Wellbandreihen können z.B. Stösselsysteme vorgesehen werden, die durch periodische Hin- und Herbewegung die Wellbandschlaif en der einen Reihe in eine Sichtung und die der benachbarten Reihen in die entgegengesetzte Sichtung bleibend deformieren.

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Sine andere Art zum Verschieben der Wellbandschlaufen benachbarter Wellbandreihen besteht gemäß der Erfindung darin, einen oder mehrere Drejisterr»zu verwenden, die über den Kuppen der Wellbandschlaufen bewegt werden und deren Sternglieder in die Zwischenräume zwischen den Wellbandschlaufen eingreifen, und durch ihre rückwärts gerichtete Drehbewegung die Wellbandschlaufen entgegen der Bevvegungrichtung der Achse des Drehsterns bleibend deformieren. Bei der Verschiebung der Wellbandschlaufen eines außenberippten Rohres kann man gemäß der Erfindung besonders einfach verfahren, daß man nämlich das außenberippte und bereits mit den Wellbändern versehene Rohr eine Drehung um seine eigene Achse ausführen läßt und mit neben dem Rohr angeordneten Drehsternen in Eingriff bringt, von denen der eine eine Umfangsgeschwindigkeit besitzt, die etwas größer als die der V/ellbandkuppen des sich drehenden Rohres ist, während die Umfangsgeschwindigkeit des anderen Drehsterns etwas kleiner ist als die der Wellbandkuppen. Bs ist zweckmäßig, das Wellbandrippenrohr in diesem Fall zweigängig zu berippen, denn dann kann die aus strömungstechnischen Gründen wegen der Verbesserung des Wärmeüberganges erforderliche Verschiebung der vVellbandschlaufen benachbarter Rippenreihen kontinuierlich erfolgen.

Ein weiterer Schritt der Erfindung sieht eine Vorrichtung zur Faltung des Wellbandes vor dem Anschweißen an der Wärmeaustauscherfläche vor, bei der periodisch wechselnd Wellbandschlaufen unterschiedlicher Höhe über der Wärmeaustauschfläche erzeugt werden, wodurch bei außenberippten Rohren eine Gesamtquerschnittsflache des berippten Rohres erzeugt werden kann, die einen gegebenen querschnitt vollständig ausfüllen kann, ohne "daß zwischen den Rohren Lücken verbleiben. Man kann also auf diese V/eise einen dreieckigen, viereckigen oder sechseckigen Außenumriß der Wellbandkuppen erhalten. Auch bei innenberippten Rohren kann die Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung von Wellbandschlaufen mit unterschiedlicher Rippenhöhe zweckmäßig sein, da man hier aus Raumgründen zweckmäßig nur einen Teil der Wellbandschlaufen so lang macht, daß sich nur einige der Wellbandkuppen der Hittelachse des Rohres nähern.

Das bereits erwähnte erfindungsgemäße Verfahren, die ßerippung auf die Wärmeaustauscherfläche aufzubringen, wenn diese eine größere Krümmung besitzt als später im Betriebszustand kann besonders vorteilhaft bei der Herstellung innenberippter Rohre angewandt werden. Gemäß der Erfindung kann z.B. das zur Herstellung eines längsgeschweißten Rohres verwendete, bereits mit Längsrippen versehene Rohrbandmaterial zunächst durch Druckrollen und/oder Randführungsrollen an den beiden seitlichen Begrenzungen des Rohrbandes eingerollt werden, wobei die für .das Einrollen erforderliche Gegenkraft durch schmale D_ruckrollen aufgebracht werden kann, die längs den. mit dem Rohrbandmaterial verschweißten durchgehenden Wellbandtälern zum Eingriff kommen, wobei mit fortschreitendem Einrollen des äußeren Bandbereichs die äußeren Druckrollen außer Eingriff kommen·

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Fortschreitend werden nuninehr Druckrollen im innere*: ^3-reich wirksam und schließlich wird nach Entfernung ;,.ach der mittleren .Druckrollen das schon weitgehend vorjerollte* Rohrband in einem kreisförmigen Formdorn oder eine entsprechende Rollenanordnung eingeführt und anschließend verschweißt. ■. "■^:------

Gemäß der Erfindung kann bei der Herstellung eines längsgeschweißten, innenberippten Rohres statt von einem flachen Band auch von einem auswärts gekrümmten Band, z»B« einem außehberippten Ilalbrohr oder einem Teil davon ausgegangen werden, wobei das .Einrollen in analoger Weise wie eben beschrieben zunächst bei den äußeren Rohrbandteilen beginnt. In der ersten Phase werden somit die äußeren Teile des Rohrbandes bereits nach innen gekrümmt sein, während die Mitte des berippten Rohrbandes noch nach außen gekrümmt ist. Hut fortschreitendem Einrollen wird schließlich die Außenkrummung in der Bandmitte verschwinden und das vorgerollte Rohr kann, wie oben beschrieben zu der endgültigen xtohrform zusammengedrückt und schließlich verschweißt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch bei der'Herstellung innenberippter spiralgeschweißter Rohre anwenden wobei die "Zuführung des berippten Rohrbandes zur Schweißstelle entsprechend der Erfindung durch eine oder mehrere einen Längsschub erzeugende", mit den Schweißstellen der V/ellbändrippen auf dem Rohrband in Eingriff komaende DruGkrollen und/oder seitliche .fondführungsrollen, die ebenfalls einen Längsschub in Fortschrittsrichtung des Bandes erzeugen, erfolgt·

Durch die Anwendung der vorbezeichneten erfindungsgemäßen Verfahren entstehen neuartige Bauelemente für Wärmeaustauscher, die bisher in dieser Form nicht verfügbar waren und die für viele Anwendungsfälle besondere Vorteile bieten.

Bei einem außenberippten Wellbandrippenrohr gemäß der Erfindung sind z.B. die Wellbandtäler, die mit der Wärmeaustauscherfläche verschweißt sind mit denen der benachbarten Rippenreihen, die durch einen Trennvorjang im Bereich der Wellbandrippen-Schlaufen entstanden sind, unmittelbar zusammenhängend und weiterhin sind die Wellbandschlaufen benachbarter Rippenreihen aus Gründen des besseren Wärmeüberganges gegeneinander versetzt·

Durch die Anwendung der Erfindung ist es weiterhin möglich sowohl· längsgeschweißte wie spiralgeschweißte Rohre mit ■ Iimenberippung herzustellen, wobei die sich im wesentlichen in Längsrichtung des Rohres erstreckenden Rippen mittels Punkt-, Rollen- oder BückeIschweißung an der innenwand des Rohres angeschweißt sind. Derartige Rohre konnten bisher nicht hergestellt werden.

Auch bei Plattenwärmeaustauschern ergeben sich gemäß der Erfindung völlig neuartige Bauelemente, die in ihrem Aufbau den vorbezeichneten außenberippten Wellbandrippenrohren grundsätzlich ähnlich sind. Auch bei diesen hängen die WeIlbandtäler benachbarter Rippenreihen unmittelbar zusammen, jssrährend die Wellbandschlauf en vorzugsweise gegeneinander , versetzt sinde

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la Fig. 1 bis 12 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben*

Fig· 1 zeigt die Ansicht eines mit Wellbandrippen bestückten Plattenwärmeaustauschers, die zugehörigen S¹Xg. 1a und 1b zeigen Schnitte durch diesen, Fig. Ic gibt einen Schnitt durch ein mit dem Plattenwärmeaustauscher verschweißtes Viellband in vergrößertem Maßstab wieder*

Der Plattenwärmeaustauscher besteht im vorliegenden Fall "aus zwei gleichen Formplatten 1, die an den Außenkanten dicht miteinander Verschweißt sind. 3s handelt sich hier um einen Lufterhitzer für Raumheiz-Zwecke, der durch im Inneren des Plattenv/ärmeaus tauschers strömendes heißes Wasser die an der Außenseite vorbeiströ&ende Raumluft erwärmt. Der Heißwasser-Zulauf ist mit 2 bezeichnet, der Heißwasserablauf mit 5· Innerhalb des Plattenwärmeaustauschers strömt das Heizwasser etwa entsprechend den eingezeichneten Pfeilen durch die in das Blech,aus dem die Formplatten 1 bestehen, eingeprägten Taschen 4. Zwischen diesen !Taschen berühren sich die Formplatten 1 längs der nur einseitig durchgehenden Mulden 5. Beide Formplatten 1 sind längs dieser Mulden'5 miteinander z.B. durch Punktschweißung verbunden. Auf der Außenseite der Taschen 4 sind die mäanderartig gebogenen Wellbandrippen 6 angebracht und zwar durch Punkt-, Rollen- oder BückeIschweißung.

Iq Fig. 1c sind die einzelnen Teile eines Wellbandsystems nochmals vergrößert wiedergegeben. Auf den Taschen 4 der Formplatten 1 sind die Wellbandrippen 6 aufgeschweißt. Die Schweißstellen selbst befinden sich im Wellbandtal 7. Der Bereich der Wellbandrippen zwischen zwei benachbarten Wellbandtälern einer Rippenreihe sei als Wellbandschlaufe bezeichnet, der oberste Teil der Schlaufe als vYellbandkuppe Fig. 1c stellt den Schnitt durch eine Rippenreihe dar.

Die in Fig. 1 gezeigten Plattenwärmeaustauscher sind auch zur Herstellung von Heizregistern aus mehreren Sinzelplatten geeignet. In diesem Fall können in den Heißwasserzulauf und den Heißwasserablauf 3 Muffen mit Innensechskant oder dgl. und Außengewinde (Gregengewinde in den beiden Platten) eingesetzt werden so daß sich hieraus ein Plattenregister zusammenfügen läßt.

Fig» 2 zeigt die Teilansicht desselben Plattenwärmeaustauschers, bei dem lediglich ein etwas anders ausgebildetes Wellbandsystem 9 auf den Taschen 4 angeschweißt ist· Mit sind wieder die Formplatten bezeichnet, mit 5 die Maiden zwischen den Taschen 4. Der Unterschied gegenüber der Anordnung nach Fig. 1 besteht darin, daß die Wellbandschlaufea des über einen durch die Taschen 4 gebildeten Schuss des WaSSeM⁵UTChIaUfSyStBmS nicht wie dort durchgehend sind, son-4ürch iinscianitte im Bereich der Wellbandschlaufea in l SinzölsciüLaüfea 10 unterteilt sind. Werden diese äiaeaiaiiiföB 10 entsprechend der Darstellung in Fig* 2a ab mach verschiedenen Seiten bleibend deformiert (9¹

^Ä), so wird eine gegenseitige überdeckuiig praktisch völM« verideden,» B'ie Wellbandtäler benachbarter Eippen.-reikea sind über dea ganzen Schuß miteinander iß Verbindung·

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Fig» 3 zeigt die Teilansicht eines Plattenwärmeaustauschers ähnlich Fig.1, bei dem jedoch die Formplatten 11, auf denken die w'ellbandrippen 12 angeschweißt sind, geradflächig ausgebildet sind. Durch eingelegte Abstandstücke die nur zum Teil bis zu der Randbegrenzung Ϊ4 durchgehen* worden ähnlich wie bei dem Beispiel gem. Pig. 1 die vom Heizwasser durchströmten einzelnen Schüsse gebildet. Die Herstellung dieser Plattenwärmeaustauscher geht in der Weise vor sich, daß zunächst die beiden Formplatten 11 mi* den erforderlichen Abstandstücken 13 zusammengeschweißt werden. Sodann wird in die hierdurch gebildeten Hohlräume eine vorzugsweise mit Kupfer plattierte kammartige üinlage eingeschoben, durch die alle Hohlräume zwischen den Formplatten 11 unterhalb des mit den Wellbandrippen zu versehendes, Bereichs ausgefüllt sind. Sodann können die Wellbandrippen auf beiden Seiten einzeln oder gleichzeitig angeschweißt werden. Anschließend wird die kammarti^e Einlage, die in Fig. 3 nicht gezeigt ist, wieder herausgezogen und nach Einfügen und Verschweißen der Randbegrenzung 14 der Plattenwärmeäustauscher fertiggestellt· Bs ist zweckmäßig, die kammartige linlage, die zum Schweißen erforderlich ist und die den hierbei auftretenden Druck aufnimmt» auf beiden Seiten mit Kupfer zu plattieren, damit sie sich nicht mit den Formplatten 11 an deren Innenseite verbindet. Durch die Verwendung von plattiertem Material an Stelle von massivem Kupfer oder Messing oder dgl. kann man den elektrischen Wiederstand der Einlage etwa dem Abstandstück anpassen und man erhält auf diese Weise beim Anschweißen der Wellbaödrippön auf die ganze Lange ungefähr gleiche - " Verhältnisse.

Fig. 3a zeigt einen Schnitt durch die Teilansicht gem. S¹Ig. 3 und läßt die Anordnung der Abstandstücke 13 und der Jlandbegrenzung zwischen den beiden Formplatten 11 erkennen. Bei diesem Aüsführungebeispiel sind die Wellbandschlaufen nicht durch Biaschnitte ähnl. Fig. 2 unterbrochen. Ss ware jedoch auch hler ohne weiteres ein ähnliches Vorgehen wie dort möglich*

Die bei den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen verwendeten tfeirbandrippeh sind im wesentlichen im Bereicn der Schlaufen etwa parallel. Fig. 4a und 4-b zeigen weitere Ausführunssbe!spiele, bei denen im Bereich der V/ellbanäkuppe eine gewisse Verbreiterung der Wellbänder I=? bzw. 1? vorhanden ist* Um die Wellbandtäler 16 bzw. 18 an den Foiäplatten 11 anschweißen zu können, muß beim Schweißvorgang die Wellbandschlaufe Zunächst noch geöfftfiiet sein, damit die Punkte, HGllefiNoder Bnckelelekfcäiode Plafc» findet. In den fig. §a bis Sf ist die Anwendung des erfindungsge-Biäßen Verfahren» bei der Herstellung eine« &uBenböxipptea Hohres geneigt, fig* 5a s#igt einen Schnitt durch &p als Ausganssmaterial If für die Heratellang der Wellbanärippe U ft*+ 3h vearwöödeten Sieches- Die stmäöhst

de* Wellfeandrlfpin 'e»ft* Ü«* $b m$M sodann su W&iM «·βίώ tig* Sft mi®c*fc ml· *&>*£ das iü h*Ttv$* 22 tbtlgeöien^i» iat 21 iet di* 3tr«isf8 %

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Fig. 5ä zeigt das Anschweißen der Wellbandrippen 21 am Rohr 22 mit ISiIf e der gegeneinander drückenden Rollenelektroden 25. Mit 24 sind die bereits ausgeführten Schweiflpunkte bezeichnet· Das imnmehr berippte Rohr kann nunmehr z.B» durch Einsägen, Trennschleifen oder dgl. im Bereich der Wellbandschlaufen eine große Zahl relativ kurzer Einzelrippen erhalten. Werden diese gemäß Pig. 5e zum Teil in eine Richtung (21¹J und gemäß Fig. 5f zum Teil in die andere Richtung (21'*} bleibend deformiert, so erhält man ein Wellbandsystem von hervorragender Wärmeübertragungsleistung«,

Es ist naturgemäß möglich, die Unterteilung der tfellbandschlaufen bereits beim planen Ausgangsmaterial 19 für die Herstellung der We llband.be rippung vorzunehmen, indem dieses Blech im Bereich der späteren V/ellbandschlaufen etwa quer zu den Biegungskanten der Wellbandrippen 20 mit,Einschnitten bzw. Ausstanzungen versehen wird, wobei je*bch diese Einschnitte nicht im Bereich der Wellbandtäler vorgenommen werden, die auch bei benachbarten Rippenreihen der fertigen Berippung unmittelbar zusammenhängen·.

Fig. 6 zeigt eine Variante, bei der das kreisförmig gebogene Wellband vor dem Herstellen der v/ellbandfaltung bereits zu einem rohrförmigen Körper zusammengeschweißt wurde. Das gefaltete Wellbandsystem 25 wird sodan über das zu berippende Rohr aufgeschoben. In dem Teilausschnitt von Fig. 6, der in Fig. 6a gezeigt ist, wurde die Schweißstelle 26, mit der das Rohr gebildet wurde, in den Bereich einer Wellbandkuppe gelegt, weil sich hier sowohl beim Falten des Wellbandes wie beim späteren Anschweißen am Rohr 22 die geringsten Schwierigkeiten ergeben.

Fig 7a bis 7d zeigt einige Phasen der Herstellung bei einem anderen Ausführungsbeispiel und zwar handelt es sich hierbei um die Herstellung eines innenberippten Rohres mit angeschweißten Wellbandrippen.

Fig. 7ä zeigt, wie auf das Rohrbändmaterial 27_t das später zu einem Rohr geformt wird, die Wellbandrippen 28 mittels der Rollenelektroden 29 aufgeschweißt werden. Diese Elektroden können entweder paarweise gleichzeitig im Eingriff sein oder aber alle auf einer gemeinsamen Welle sitzen. Anschliessend werden die einzelnen Wellbandreihen, die nach einem der vorgenannten Verfahren hergestellt sein können gemäß Fig.7b nach der einen Seite, und gemäß Fig. 7c nach der anderen Seite verschoben. Die derart gebildeten unsymmetrischen WeIlbandschlaufen sind mit 28¹ bzw. 28" bezeichnet.

Fig. 7d zeigt die erste Hiase des Einrollens des Rohrbandmaterials zum innenberippten Rohr. Auf das Rohrbanamaterlal 27 drückt in den beiden Randzonen je eine Druckrolle 29 nach oben. Die erforderliche Gegenkraft wird durch die Druckrollen 30 aufgebracht, die längs zweier Wellbandtäler nahe dem äußeren Rand des Rohrbandes 27 zum Eingriff kommen und sich auf der Gegenrolle J1 abstützen. Ein ähnlicher Effekt könnte auch durch Randführungsrollen erreicht werden.

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Mit fortschreitendem Einrollen des Rohrbandes 27 kommen sodann die äußeren Druckrollen 30 außer Eingriff und es kommen hier nicht dargestellte Druckrollen im inneren Bereich zum Eingriff, wobei an Stelle der Druckrollen 29 solche mit steilerer Anstellung das Rohrband mehr und mehr einrollen· Dieses wird schließlich einem kreisförmigen Formdorn oder einer entsprechenden Rollenanordnung zugeführt und anschliessend nach einem der bekannten Verfahren verschweißt» z.B mit einem Mittel- oder Hochfrequenz-Induictionsverf ahren, mit Unterpulverschweißung oder dgl.

Bei dem Beispiel nach Fig.. 7a wurde das Anschweißen des v7ellbandes am Rohrband im ebenen Zustand des Hahrbandes 27 vorgenommen. Gemäß Fig. 8 kann man jedoch auch von einem Halbrohr 27'ausgehen, auf das das V7ellband28?*aufgeschweißt wird. Hierbei steht für die Elektroden,von denen in Fig. 8 eine eingezeichnet ist, die mit29* bezeichnet ist, mehr Platz zur Verfügung als im ebenen Zustand des Rohrbandes· Damit ist es möglich eine engere Teilung der Wellbandschlaufen zu erzielen· Das Einrollen des zunächst außenberippten Halbrohres erfolgt in analoger Weise wie bei Fig. 7d· Zunächst werden die äußeren Rohrbandteile nach innen gekrümmt, während die mittleren Rohrbandteile noch nach aussen gekrümmt sind«, Mit fortschreitendem Einrollen verschwindet jedoch auch die Außenkrümaung im mittleren Rohrbandbereich und das Rohr kann nunmehr seine endgültige Form in einem Formdorn oder dgl. erhalten·

Fig. 9 zeigt den Querschnitt durch ein außenberipptes WeIlbandrippenrohr 22 bei dem die Wellbandkuppen 32 ein Sechseck bilden. Damit kann in einem Wärmeaustauscher' ein vorgegebener Querschnitt praktisch ganz ausgefüllt werden, ohne daß zwischen den einzelnen Rohren Lücken verbleiben, durch die das strömende Medium abfließen kann, ohne sich am Wärmeaustausch, zu beteiligen.

Fig* 10 zeigt als Beispiel, daß auch bei innenberippten Rohren dureli un^leieli lange sVellbandschlaufen 33 bzw· 34- der Innenraum eines Roliree praktisch völlig ausgefüllt werden kann, - ohne ösJB Mebenschlmiiqu@rschnitte .für die Strömung frei bleiben*,

Ein weiteres Ausfütaingsbeispi®! eines innenberippten, Roiires stellt Figo 11 das?«, Hn soIcEes Rohr kann aus sinem, Kreisrolir iierse-steilt w©rd©a₉ wobei die Außejokcntur 35 durch geeignete ΈΌέϊωσόΙΙοά erzeugt wircU M© Wellbandrippen 36 steV hen im. g©radflankigen fell des Rohres einander ungefähr gegenübe3?₉im starkes? gekrümmten Seil 37 i^Kien si© bei diesem Beispiel kürzer ausgeführt· Bamifc kann eine etwa gleichmäßig;© ÖOTQhtsteömung d©s gaas©a Eoiir^uer-sclmitts erreicht; werdes.«

Fig· 12a und 12b zeigen als Ausführungsboispiel für die Anwendung ä£B Terfalarsas gemäß der Erfindung die Herstellung eines innenberipptes, spiralgeschweißfcen Roiires mit an das Rohrbaad JS angeschweißten Wellfcändern 40· Das Sohrband 38 wird über eine Holle 39 geleitet und mittels der Elektroden 41 wird das Wellband, in diesem fall mittels Buckelschweißung auf das Rohrband aufgeschweißt.

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Durch die angetriebenen Randfürungsrollen, die senkrecht auf das Hohrband gedrückt werden, wird das berippte Rohrband der Rohrformstelle zugeleitet, die im wesentlichen durch die Hollen 44 gebildet wirdo Die Schweißstelle ist Bit S bezeichnet. Die Rolle 43 drückt das Band an dieser Stelle auf die Schweißstelle S so daß die Verbindung zustande kommt.

Das Wellband selbst ist schmäler als das Rohrband, damit der im Inneren des Rohres bei der Schweißung entstehende Schweißgrat entfernt werden kann. Wird der Schweißvorgang diskontinuierlich ausgeführt, so kann man das Rohrband vor den Randführun^srolle 42 etwas durchgängen lassen, um hierdurch die Diskontinuität des Schweißens auszugleichen« naturgemäß können auch hier die Wellbandschlaufen in kurze Einzelschlaufen unterteilt sein, wie bei den vorigen Beispielen erwähnt.

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Claims (1)

1. Dr· Ing· Herwig Kress ΛΛ Objekt A 11 d

   Patentansprüche Blatt 2 1452344

   Ausführung der Wellbandfaltung mit Einschnitte oder Ausstanzungen quer zur Längserstreckung der späteren Wellbandfalten derart versehen wird, daß die nebeneinander liegenden Berührungsstellen benachbarter Wellbandreihen des gefalteten Wellbandes mit der Wärmeübertragungswand miteinander in Verbindung bleiben»

   6.) Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungswänden mit Wellbandrippen nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Wärmeübertragungswänden, die aus Rohren bestehen oder die rohrähnlich sind, die zur Erzeugung der nebeneinander liegenden Wellbandreihen der fertigen Wärmeübertragungswand erforderlichen Trennoperationen im Bereich der Wellbandschlaufen so ausgeführt werden, daß die nebeneinander liegenden VYellbandreihen eine mehrgängige Schraubenlinie vorzugsweise mit geradzahliger Gangzahl bilden·

   7.) Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungswänden mit Wellbandrippen nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Wellbandschlaufen nebeneinander liegender Wellbandreihen erfolgt,bevor oder während die Verkleinerung der Krümmung der Wärmeübertragungswand durchgeführt wird·

   Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschieben der Wellbandschlaufen benachbarter V/ellbandreihen ein oder mehrere Stößelsysteme vorgesehen sind, die die Wellbandschlaufen der einen Reihe in eine Richtung und die der benachbarten Reihen in die entgegengesetzte Sichtung bleibend deformieren,

   9») Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß für das Verschieben der Wellbandschlaufen benachbarter WeIlfeaadreihen ein oder mehere Drehsterne vorgesehen sind_e die über den Kuppen der Wellbandschlaufen bewegt werdea und der@n Stirnglieder in die Zwischenräume zwisslien den Wellbandschlaufen einseifen und die WeIlbaadschlamf en entgegen der Bewegungsrichtung der Achse d©s Drehstesas bleibend deformieren<s

   Om) Yorriclituns zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 "bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Terschiefemsg der Wellbandschlaufen. eines außenberippten Rohres sich dieses dreht und die eine Wellbandreihe eines zweigängig berippten Rohres mit einem Brehstern in Eingriff kommt, dessen Umfangsgeschwindigkeit etwas größer ist als die der Wellbandkuppen,während die benachbarte Sciilaufenreihe mit einem Drehstern mit etwas kleinerer Umfangsgeschwindigkeit im Eingriff ißt.

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   JO

   Dr.Ing, Berwig Kress Objekt A 11 d

   Patentansprüche Blatt 1 1452344

   11·)] Verfahren zur Verbindung mindestens eines Wellbandes /oder Wellrohres mit der Wärmeübertragungswand eines Wärmeaustauschers durch Punkt-, Buckel- oder Rollenschweißung, dadurch gekennzeichnet, daß das Wellband oder Wellrohr der Wärmeübertragungswand in mäanderartig gebogener Form zugeleitet wird und die Berührungsstellen des Wellbajides oder Wellrohres mit der Wärmeübertragungswand[mittels einer oder mehrerer im wesentlichen parallel zu den Biegungskanten des Wellbandes oder Wellrohres bewegter Elektroden, vorzugsweise RollenelektrodeiTjversehweißt werden.

   2.) Verfahren zur Herstellung eines längsberippten Rohres nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem nahtlosen oder geschweißtem Rohr durch achsparallele Faltung ein Wellbandrohr hergestellt wird, das auf das Wärmeübertragungsrohr aufgeschoben und mit diesem an den Berührungsstellen verschweißt wird·

   3·) Verfahren zur Verbindung eines v/ellbandes mit einer Wärmeübertragungswand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Wellbandrippen zu versehende Wärmeübertragungswand während der Ausführung der Schweißverbindung zwischen Wellband und Wärmeübertragungswand an der Schweißstelle eine größere Krümniung aufweist als die Wärmeübertragungswand im Gebrauchszustand besitzt, insbes. daß diese Krümmung nach Ausführung der Schweißverbindung zwischen Wellband und Wärmeübertragungswand verkleinert, aufgehoben und/oder darüber hinaus in entgegengesetzte Richtung gebracht wird·

   4··) Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungswänden mit Wellbandrippen nach Anspruch Λ bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der tfärmeübertragungswand verbundenen Wellbänder nach Herstellung der Schweißverbindung im Bereich der Wellbandschlaufen durchgetrennt werden, wobei die meist kurz hintereinander liegenden Trennstellen relativ schmale Binzelschlaufen erzeugen, die nach Ausführung des Trennvorganges wechselweise derart gegeneinander verschoben werden können, daß die folgende Wellbandschlaufe von einer Wellbandschlaufe der vorausgehenden Wellbandreihe in Strömungsrichtung gesehen nur geringfügig überdeckt wird ο

   5o) Verfahren zur Herstellung von Wärmeübertragungswänden mit Wellbandrippen nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dae für die Herstellung des Wellbandes bzw. Wellrohres verwendete Bandmaterial vor der

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   Ing. Herwig Kress A% Objekt A 11 4

   Patentansprüche Blatt 3 1452344

   11») Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Faltung des Wellbandes periodisch wechselnd Wellbandschlaufen unterschiedlicher Höhe er- ■ zeugt, wodurch sich bei außenberippten Rohren vorzugsweise ein dreieckiger, viereckiger oder sechseckiger Außenumriß der Wellbandkuppen ergibt, Während sich bei inneberippten Rohren nur ein Teil der Wellbandkuppen der Mittelachse des Rohres nähern.

   12.) Verfahren zur Herstellung innenberippter, längsgeschweißter Rohre aus Rohrbandmaterial nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Herstellung des längsgeschweißten Rohres verwendete, bereits mit Längsrippen versehene Rohrbandmaterial zunächst durch Druckrollen und/oder Randführun^srollen an den beiden seitlichen Begrenzungen des Rohrbandes eingerollt wird, wobei die für das Einrollen erforderliche Gegenkraft durch schmale Druckrollen aufgebracht wird, die längs der Verbindungsstellen zwischen den äußeren Längsrippen und dem Rohrbandmaterial zum Eingriff komiaen, und daß mit fortschreitendem .Einrollen des Rohrbandes die äußeren Druckroi— len außer Eingriff kommen und fortschreitend uruckrollen im inneren Bereich wirksam v/erden, bis schließlich nach Entfernung der mittleren Druckrollen das schon weitgehend vorgerollte Rohrband in einen kreisförmigen Formdöra oder eine entsprechende Rollenanordnung eingeführt und anschließend verschweißt wird.

   13·) Verfahren zur Herstellung innenberippter längsgeschweißter Rohre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung eines längsgeschweißten innenberippten Rohres von einem außenberippten Halbrohr oder einem Teil eines solchen ausgegangen wird und das Einrollen im übrigen in analoger Weise wie gemäß Anspruch 12 erfolgt, so daß zunächst die äußeren Rohrbandteile nach innen gekrümmt sind, während die mittleren noch nach außen gekrümmt sind und daß die Außenkrümraung mit fortschreitendem Einrollen schließlich auch in der Bandmitte verschwindet«

   14.) Verfahren zur Herstellung innenberippter spiralgeschweißter Rohre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung innenberippter Spiralrohre die Zuführung des berippten Rohrbandes zur Schweißstelle durch eine oder mehrere einen Längsschub erzeugende, mit den Schweißstellen der Wellbandrippen auf dem Rohrband in Eingriff kommende Druckrolle und/oder seitliche Randführungsrollen, die ebenfalls einen Län^sschub in Fortschrittsrichtung des Bandes erzeugen, erfolgt.

   90981 1/0173

   Dr· Ing, Herwig Kress </f3 Objekt A 11 d

   Patentansprüche Blatt 4

   15·) Außenberipptes Wellbandrippenrohr, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die V/ellbandtäler, die mit der Wärmeaustauscherfläche verschweißt sind mit denen der benachbarten Rippenreihen, die durch einon Trennvorgang in Bereich der V/ellbandschlaufen entstanden sind, unmittelbar zusammenhängen und daß die tfellbandschlaufen benachbarter Rippenreihen gegeneinander versetzt sind.

   16·) Innenberipptes, län^sjeschweißtes Rohr, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in einem längsgeschweißten Rohr Wellbandrippen mit Punkt, Rollen- oder Buckelschweis— sung angeschweißt sind.

   17·) Innenberipptes, spiralgeschweißtes Rohr, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die V/ellbandrippen mittels Punkt-, Rollen- oder Buckelochweißung angeschweißt sind.

   18·) Inneberipptes Rohr, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von den innen angeschweißten w'ellbandrippen sich nur einige der Mittelachse des Rohres nähern, während die anderen kürzer sind·

   19.) Plattenwärmeaustauscher, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellbandtäler, die mit der «ärmeaustauscherflache verschweißt sind, mit denen der benachbarten Rippenreihen, die durch einen Trennvorjjang im Bereich der tfellbandschlaufen entstanden sind, unmittelbar zusammenhängen und daß die vVellbandschlaufen benachbarter Rippenreihen gegeneinander versetzt sind·

   BAD ORIGINAL

   909811/0173