DE1452409B2 - Dreh und Vorschubantrieb an einer Vorrichtung zum schraubenförmigen Aufwickeln von bandförmigen Warmeaustauschkorpern auf Metallrohre - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Vor- oder trapezförmigem Querschnitt besteht, die aus richtungen zum Herstellen von Wärmeaustauschern, relativ dünnem und weichem Draht unmittelbar vor die aus einem metallischen Rohr und einem zwecks der Zuführung zur Rohroberfläche kontinuierlich Vergrößerung der Austauschfläche schraubenförmig hergestellt wird. Mit solchen Drahtwendeln zu bein Hochkantlage daraufgewickelten bandförmigen 5 wickelnde Rohre müssen mit ungleich größerer Ge-Wärmeaustauschkörper bestehen. Bei solchen Vor- nauigkeit sowohl in Dreh- wie in Achsrichtung berichtungen mit einer ortsfest aufgestellten Zuführung wegt werden, und ihr Antrieb muß sich besonders für den aufzuwickelnden Körper ist es notwendig, sorgfältig an die Zulaufgeschwindigkeit der Drahtdas zu bewickelnde Rohr relativ zur feststehenden wendel anpassen lassen, weil diese im Gegensatz zu Zuführvorrichtung unter ständiger Drehung um seine 10 gegen Zug- und Druckbeanspruchungen widerstands-Achse entsprechend der gewünschten Steigung des fähigen Metallbändern sowohl auf Zug- wie auf schraubenförmig aufgewickelten Körpers axial vor- Druckbeanspruchungen außerordentlich stark und zuschieben. meist nachteilig reagiert. Um eine Drahtwendel in Die Erfindung bezieht sich im besonderen auf den exakten Schraubenwindungen mit gleichmäßiger Antrieb für das zu bewickelnde Rohr und geht aus 15 Steigung auf ein Rohr so aufzubringen, daß die von einem Dreh- und Vorschubantrieb an einer Vor- Wendel mit jeder Windung den für einen guten richtung zum schraubenförmigen Aufwickeln von Wärmeübergang notwendigen guten Kontakt mit der bandförmigen Wärmeaustauschkörpern auf Metall- Rohroberfläche hat, darf die Drahtwendel nämlich rohre mit um die Rohrachse verteilten, an einem das keinesfalls Schubkräften ausgesetzt werden, und die Rohr durchlassenden angetriebenen Spindelkopf ge- 20 Ausübung von Zug ist nur insoweit erwünscht, als lagerten Vorschubrollen und mit einem zentrisch um unter der Einwirkung so verliehener elastischer Zugdie Rohrachse angeordneten Gewindering, in dessen spannung die über eine Lotmetallzwischenlage auf Gewinde wenigstens ein mit einer Vorschubrolle ver- das Rohr aufgewickelte Drahtwendel nach Erweichen bundenes Zahnrad eingreift. des Lotmetalls bis zur Berührung mit "der Rohrwand Ein bekannter Rohrantrieb dieser Art dient zum 25 in das Lotmetall einsinkt. Weiter soll der Rohr-Aufwickeln von zuvor zwischen einen keilförmigen antrieb sich auf einfachste Weise, insbesondere ohne Spalt bildenden Walzenflächen zu einer Schrauben- Austausch irgendwelcher Vorrichtungsteile, auf das wendel umgeformtem Metallband. Bei ihm liegen die Bewickeln von Rohren mit in weiten Grenzen ver-Vorschubrollen mit glatten Umfangsflächen unter schiedenen Durchmessern ein- und umstellen lassen, Federdruck am zu bewickelnden Rohr- an, die die 30 weil die aufzuwickelnden Drahtwendeln im Gegen-Lager dieser Rollen tragenden, von den Andrück- satz zu vorgeformten Bandwendeln sich auf Rohre federn belasteten Schwenkarme sind unverstellbar an jedes beliebigen Durchmessers aufwickeln lassen,
einer angetriebenen, um die Rohrachse drehbaren Die Erfindung schafft diese Möglichkeiten bei Ringscheibe gehalten, und der Gewindering, in den einem Dreh- und Vorschubantrieb der vorerwähnten das mit einer von zwei über kleinere Zahnräder ge- 35 Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Vorschubkuppelten Vorschubrolle verbundene Zahnrad ein- rollen als in den Gewindering eingreifende und mit greift und beim Drehen der die Vorschubrollen ihren Zähnen das Rohr angreifende Zahnräder ausgetragenden Ringscheibe um die Rohrachse das mit bildet sind, daß der Gewindering eine rechtwinklig zur ihm im Eingriff stehende Zahnrad um seine Achse Rohrachse drehbar angeordnete und antreibbare ■dreht, besteht aus einer die Vorschubrollen mit 40 Ringscheibe mit einem Flachgewinde ist und daß die Abstand umgebenden feststehenden zylindrischen Lager der Vorschubrollen am Spindelkopf radial verBüchse, deren Achse in der Rohrachse liegt und die stellbar sind.

an ihrer Innenseite mit einem Schraubengewinde ver- Die mit ihren Zähnen unmittelbar die Rohrwand sehen ist. angreifenden Zahnräder sichern eine absolut sichere Diese Antriebsvorrichtung ist nur für Rohre mit 45 Mitnahme des Rohres in beiden Antriebsrichtungen innerhalb geringer Toleranzen gleichen Außendurch- auch gegen stärkere Widerstände, insbesondere, wenn messern brauchbar, die Lagerung der Vorschubrollen die Zahnköpfe der Zahnräder zu in Umfangsrichtung an federbelasteten Schwenkarmen setzt ein un- verlaufenden Schneiden angeschärft sind. Der Angewöhnlich großes Spiel zwischen den miteinander trieb dieser zugleich die Vorschubrollen bildenden und mit dem Gewindering im Eingriff stehenden 50 Zahnräder über eine mit Flachgewinde versehene Zahnrädern voraus. Die Mitnahme des Rohres antreibbare Ringscheibe läßt eine stufenlose radiale in Dreh- und Vorschubrichtung lediglich durch Verstellung der Vorschubrollen zu und ermöglicht Reibungsschluß mit den notwendig kleinen An- damit eine einfache und schnelle Anpassung des Anlageflächen der Rollen ist unsicher und führt zu triebs an Rohre mit in weiten Grenzen voneinander Schlupf, schon wenn den Rohrbewegungen in der 55 abweichenden Durchmessern sowie eine feinfühlige einen oder anderen Richtung relativ geringe Wider- Einstellung des Anpreßdrucks der Zahnräder,
stände entgegenstehen, und schließlich ist das Aus- Die erfindungsgemäße Ausbildung des Rohrmaß des dem Rohr verliehenen Vorschubs zwangs- antriebs läßt es außerdem zu, den die Vorschubrollen weise abhängig von der Umlaufgeschwindigkeit des tragenden Spindelkopf und die mit dem Flach-Spindelkopfes mit den Vorschubrollen um die Rohr- 60 gewinde versehene Ringscheibe unabhängig vonachse, bezogen auf eine Rohrumdrehung aber un- einander, vorteilhaft über stufenlos regelbare Geveränderlich, triebe, anzutreiben. Damit wird die Möglichkeit geZweck der Erfindung ist die Anpassung eines schaffen, einerseits den Drehantrieb ohne RückDreh- und Vorschubantriebs für Rohre an Vor- Wirkungen auf den die Steigung der aufgebrachten richtungen zum Herstellen von Wärmeaustauschern, 65 Wendel bestimmenden Rohrvorschub sorgfältig auf bei denen der auf das Rohr aufzuwickelnde Wärme- die Zuführgeschwindigkeit der Drahtwendel abzuaustauschkörper nicht aus einem Metallband, son- stimmen sowie etwa erwünschten Zug auf die Wendel dem aus einer Drahtwendel mit länglich rechteckigem sehr feinfühlig zu regeln, andererseits aber auch den

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Rohrvorschub je Umdrehung zwecks Änderung der Wendelsteigung in weiten Grenzen zu verändern. Der Verzicht auf eine federnde Abstützung der Vorschubrollenlager und deren geradlinige Verstellbarkeit lassen die einen nahezu spielfreien Lauf der Vorschubräder im Flachgewinde der Antriebsscheibe gewährleistende präzise Ausführung dieser miteinander im Eingriff stehenden Vorrichtungsteile zu.

Für den Spindelkopf genügt es, wenn er in nur einer Richtung antreibbar ist, da es für Wärmeaustauscher belanglos ist, ob die Drahtwendel in rechts- oder linksgängigen Schraubenwindungen aufgewickelt ist. Das Getriebe für die Ringscheibe sollte dagegen so eingerichtet sein, daß die Ringscheibe vom Stillstand aus nach beiden Richtungen angetrieben werden kann.

Damit nicht nur der Rohrantrieb sorgfältig an die Zulaufgeschwindigkeit der Drahtwendel angepaßt, sondern die einmal geschaffene Anpassung auch während längerer Betriebsdauer zuverlässig aufrechterhalten bleibt, werden vorteilhaft die Drehantriebe für den Spindelkopf und für die Flachgewindescheibe über ihre stufenlos regelbaren Getriebe vom Antrieb der Wickelvorrichtung abgeleitet, die die dem Rohr zulaufende Wendel erzeugt. Auf diese Weise wird zugleich der Aufbau der ganzen Vorrichtung wesentlich vereinfacht, da nur ein einziger Kraftantrieb erforderlich ist.

Ein Ausführungsbeispiel für den den Gegenstand der Erfindung bildenden Dreh- und Vorschubantrieb ist in den Figuren schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine vollständige Maschine zum Herstellen von Wärmeaustauschern der eingangs genannten Art mit einem der Erfindung entsprechenden Dreh- und Vorschubantrieb für das zu bewickelnde Rohr,

F i g. 2 den Dreh- und Vorschubantrieb in Seitenansicht, teilweise längsgeschnitten,

F i g. 3 den Antrieb nach F i g. 2 in Stirnansicht mit abgenommenem Deckel,

F i g. 4 eines der Zahnräder des Antriebs nach den F i g. 2 und 3 im Eingriff mit einem anzutreibenden Rohr, in Richtung der Rohrachse gesehen.

Der gemäß F i g. 1 auf dem Maschinengestell 1 neben der die Drahtwendel 10 erzeugenden Wickelvorrichtung 9 mit dem Gehäuse 4 der zugehörigen Getriebe befestigte Dreh- und Vorschubantrieb 2 für das Rohr 3 besteht im wesentlichen aus einem das Rohr 3 durchlassenden Spindelkopf 11, der in dem um die Rohrachse drehbaren und über das Zahnrad 12 in beiden Richtungen antreibbaren Spindelkopfgehäuse 13 drehbar gelagert und unabhängig von diesem über ein Zahnrad 14 antreibbar ist. An den nach Art der Backen eines Dreibackenfutters um die Rohrachse verteilten und im Spindelkopf 11 radial verstellbaren Lagerstücken 15 ist je ein Zahnrad 16 in einer Achsebene drehbar gelagert. Die Zahnräder 16 greifen in ein Flachgewinde 17 an der Innenseite einer mit dem Gehäuse 13 verschraubten Ringscheibe 18 ein, die zugleich einen Stirndeckel des Gehäuses 13 bildet. Die Köpfe der Zahnradzähne sind — wie aus F i g. 4 ersichtlich — gegenüber dem übrigen Teil des Zahnkörpers um das Maß 19 einseitig abgesetzt und dadurch sowie durch eine Abschrägung an der anderen Seite zu Schneiden ausgebildet, mit denen sie in die Umfangsfläche des Rohres 3 eindrückbar sind.

Wird der Spindelkopf 11 gegenüber dem stillstehenden Gehäuse 13 in Drehung versetzt, nehmen die Zahnräder 16 das Rohr in Umlauf richtung mit; zugleich aber werden die Zahnräder 16 infolge ihres Eingriffs in das Flachgewinde 17 des stillstehenden Gehäusedeckels 18 in Drehung um ihre Achsen"versetzt, wodurch sie je nach Verlauf des Flachgewindes das Rohr in der einen oder anderen Richtung axial verschieben. Durch Drehen des Gehäuses 13 mit dem Deckel 18 im einen oder anderen Drehsinn kann erreicht werden, daß die Zahnräder 16 sich langsamer

ίο oder schneller in beliebiger Richtung um ihre Achsen drehen, stillstehen oder ihren Drehsinn umkehren. Das Rohr 3 kann also ohne Rückwirkung auf seine Umlaufgeschwindigkeit mit in weiten Grenzen wählbarer Geschwindigkeit in beiden Richtungen axial verschoben werden.

Um einen möglichst schwingungsfreien Rohrvorschub zu erreichen, empfiehlt es sich, die Teilung der Zahnräder 16 so zu wählen, daß die Differenz zwischen dem Kopfkreisradius und dem Abstand der Verbindung zweier benachbarter Zahnköpfe von der Zahnradachse im Bereich der Eindringtiefe der Zahnschneiden liegt. Selbst bei über die Eindringtiefe hinausgehender Differenz ergeben sich jedoch Schwingungen des Rohres, die allerdings ohne Einfluß auf den Wickelvorgang sind, innerhalb der Elastizität von üblichen Rohrwerkstoffen liegen und erforderlichenfalls zwischen Vorschubantrieb und Wickelstelle mit bekannten Mitteln leicht zu beruhigen wären.

Am Gehäuse 4 der an sich nicht zur Erfindung gehörigen und deshalb nicht dargestellten, stufenlos regelbaren Getriebe sind gemäß F i g. 1 Schalter 5 und 6 zum Ein- und Ausschalten der auf die Zahnräder 10 und 12 wirkenden Getriebe sowie Handhaben 7 und 8 zum Einstellen der Getriebeübersetzungen vorgesehen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dreh- und Vorschubantrieb an einer Vorrichtung zum schraubenförmigen Aufwickeln von bandförmigen Wärmeaustauschkörpern auf Metallrohre mit um die Rohrachse verteilten, an einem das Rohr durchlassenden angetriebenen Spindelkopf gelagerten Vorschubrollen und mit einem zentrisch um die Rohrachse angeordneten Gewindering, in den wenigstens ein mit einer Vorschubrolle verbundenes Zahnrad eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschubrollen als in den Gewindering eingreifende und mit ihren Zähnen das Rohr angreifende Zahnräder ausgebildet sind, daß der Gewindering eine rechtwinklig zur Rohrachse um diese drehbar angeordnete antreibbare Ringscheibe mit einem Flachgewinde ist und daß die Lager der Vorschubrollen am Spindelkopf radial verstellbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnköpfe der Zahnräder (14) zu in Umfangsrichtung verlaufenden Schneiden angeschärft sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelkopf (9) und die mit dem Flachgewinde (15) versehene Ringscheibe (16) über unabhängig voneinander stufenlos regelbare Getriebe (7,8) antreibbar sind.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe der

mit dem Flachgewinde versehenen Scheibe (16) und des Spindelkopfes (9) von einer gemeinsamen Kraftquelle, vorzugsweise von dem Antrieb einer die Drahtwendel erzeugenden Wickelvorrichtung (9), abgeleitet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen