DE151870C

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung hetrift't ein Verfahren zur Herstellung von gewellten Flammrohren und Feuerbüchsen für Dampfkessel.

Es sind Verfahren zur Herstellung von gewellten Flammrohren und Feuerbiichsen bekannt geworden, bei denen das vorher oder nachher in Rohr- oder Büchsenform gebrachte Metall entweder durch Walzen oder durch Schmieden mittels eines Dampfhammers oder

ίο einer hydraulischen oder sonstigen Presse mit Wellungen versehen wird.

Diesen Verfahren haftet der Übelstand an, daß mit ihrer Hilfe keine Flammrohre oder Feuerbüchsen von scharfem Wellenprofil hergestellt werden können, und daß die Wandung des Werkstückes, insbesondere beim Behandeln durch Walzen, an manchen Stellen in nachteiliger Weise geschwächt wird. Beim Walzen hat sich die praktische Unmöglichkeit, ein Flammrohr oder eine Feuerbüchse von scharfem Profil zu erzielen, gezeigt, weil die Schärfe des Profils in diesem Falle von der Dicke des verwendeten Materials abhängt.

Es ist ferner ein \/~erfahren zur Herstellung gewellter Metallrohre bekannt geworden, bei dem die durch Vorformen mit schwachen Wellungen versehenen Rohre dadurch mit stärkeren Wellungen versehen werden, daß sie axial zusammengepreßt werden. Das Rohr wird hierbei durch äußere Segmentformen gestützt, um ein Krümmen oder Zusammenknicken des Rohres bei der Behandlung zu vermeiden.

Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht zur Herstellung starkwandiger, gewellter Flammrohre oder Feuerbüchsen, bei denen die Erzielung eines möglichst genauen Wellenprofils von großer Wichtigkeit ist, sondern kann nur zur Flerstellung dünner, biegsamer Metallschläuche dienen, bei denen es auf genauere Innehaltung eines bestimmten Profils nicht ankommt, denn bei diesem Verfahren kann nicht vermieden werden, daß das Rohr beim axialen Zusammenpressen an einzelnen Stellen nach innen von dem gewünschten Profil abweicht.

Um starkwandige Flammrohre und Feuerbüchsen, die durch Walzen oder dergl. mit schwachen Wellungen versehen sind, durch axiales Zusammenpressen mit starken Wellungen versehen zu können, wird nach dem Verfahren gemäß vorliegender Erfindung das Flammrohr oder die Feuerbüchse zwischen so gegen die Rohr- oder Büchsenwandung anliegenden äußeren Segmentformen und inneren Segmentkalibern axial zusammengepreßt, daß Abweichungen des Werkstückes von dem gewünschten Profil vermieden werden. Bei dem neuen Verfahren kann daher, da das Werkstück an keiner Stelle von dem bestimmten

Profil abweichen kann, auch an keiner Stelle eine ungünstige Zug- oder Druckwirkung und Materialschwächuiig. auftreten.

Eine Einrichtung' zur Durchführung des neuen Verfahrens ist auf beiliegenden Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel dargestellt.

Fig. ι ist ein Aufriß der Einrichtung und zeigt sie teilweise im Schnitt,
ίο Fig. 2 ist ein Grundriß und

Fig. 3 eine Seitenansicht der Einrichtung.

Fig. 4 zeigt eine Einzelheit der Einrichtung in Seitenansicht.

Fig. 5 zeigt einen bei der Einrichtung verwendeten Kern in größerem Maßstabe.

Fig. 6 und 7 veranschaulichen Teile der äußeren Segmentformen und inneren Segmentkaliber in größerem Maßstabe.

Fig. 8 und 9 stellen eine andere Ausführungsform dieser Segmentformen und Segmentkaliber dar.

Die dargestellte Einrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens umfaßt folgende Hauptteile:

I. Eine Anzahl Ringsegmente, die von außen und innen in die Furchen des zu bearbeitenden Flammrohres eingelegt werden und deren Form von dem Profil des Flammrohres abhängt.

2. Einen äußeren Zylinder oder eine Kammer, durch die die äußeren Ringsegmente in ihrer Lage gehalten werden, wobei die letzteren sich der Länge des Flammrohres nach frei bewegen können; an Stelle des Zylinders oder der Kammer können auch andere gleichwertige Mittel vorgesehen sein, die die Ringe halten und die erwähnte Bewegung gestatten.

3. Einen Kern, der aus einem Stück oder aus mehreren Teilen hergestellt sein kann, so daß er auseinander genommen werden kann, und der mit in das Innere des Flammrohres passenden Ring'segmenten versehen ist, um die Innehaltung eines bestimmten, lichten Durchmessers der Wellungen zu sichern und Deformationen vorzubeugen.

4. Muffen, die die Enden der Feuerbüchse umschließen und dazu dienen, auf die Ringsegmente einen Druck zu übertragen.

5. Mittel zur Ausübung eines Druckes in der Achsenrichtung der Feuerbüchse derart, daß die Ringsegmente bewegt werden und dem Metalle die gewünschte Gestalt erteilt wird.

In den Fig. 1 bis 4 sind 1, 1" zwei Gu ßstücke, die an ihren einander gegenüberliegenden Flächen mit halbkreisförmigen Nuten versehen und derart angeordnet sind, daß sie gegen- und voneinander bewegt werden können, und daß, wenn sie durch entsprechende Befestigungsmittel miteinander verbunden werden, sie einen Formkasten mit zylindrischem Innenraum bilden.

Jeder Teil 1, i^a des zylindrischen Gehäuses ist auf einer geeigneten Gleitplatte 2 montiert und mit je einem hydraulischen Preßkolben 3 versehen, durch den er dem. anderen Gehäuseteil genähert werden kann. Durch in den Gleitplatten zentral angeordnete Anschläge 4 (Fig. 3) wird verhindert, daß eine der Gehäusehälften über die Mittellinie hinaus vei'7 schoben wird. Die Stempel 5 sind je durch eine Kette 6 mit der zugehörigen Gehäusehälfte I, i^a verbunden. Die eine Gehäusehälfte ι ist an beiden Seiten oben und unten mit Ohren 7 versehen, in denen Stangen 8 gleiten; an jeder Stange ist an dem einen Ende ein mit einem Kopf versehener Bolzen 9 angelenkt und an dem anderen ein Teil 10, der aus einem um ein Exzenter 11 gelegten Metallband besteht. In Konsolen 13 des Teiles i^fi sind wagerechte Wellen 12, I2^a gelagert, deren jede zwei der Exzenter 11 trägt. Ferner ist an jeder Welle 12, Ι2^α ein Schneckenrad 14 befestigt, das von einer auf einer senkrechten Welle 16 sitzenden Schnecke 15 gedreht wird. Die Welle 16 ist in Konsolen 17 gelagert und kann mittels eines Handgriffes 18 gedreht werden. Der Teil 1 des Gehäuses besitzt ferner Ohren 19, die mit Schlitzen oder Nuten 20 versehen sind. Nachdem die Teile 1, i" des Gehäuses einander genähert sind, werden die Bolzen 9 so geschwenkt, daß sie in die Schlitze 20 der Ohren 19 gebracht werden. Durch Drehung der Stange 18 werden hierauf beide Gehäuseteile fest zusammengeschlossen. Die Exzenter sind derart angeordnet daß sie sich in der Totpunktstellung befinden, wenn die Bolzen 9 auf den Ohren 19 aufliegen; hierdurch wird ein vollkommen fester Schluß erzielt.

Der innere Kern 21, dessen Achse mit der des Gehäuses 1, i° zusammenfällt, erstreckt sich durch eine feststehende Konsole 22 (Fig. 1), welche durch Spannbolzen 23 (Fig. 1) mit einer feststehenden Lagerkonsole

24 am anderen Ende des Gehäuses 1, i^a ver-' bunden ist. Der Kern 21 ist auf einem Schlitten

25 montiert, welcher auf Führungsprismen 26 einer feststehenden, von der Konsole 22 aus sich erstreckenden Grundplatte 2j gleitet.

Der Kern 21 ist mit einer mittleren Stange 2i^a versehen, die durch Lenker 38 mit dem zu Führungsschlitten 21 für die Segmentkaliber 35 ausgebildeten Kern verbunden sind. Durch Drehung des Handrades 39 kann die Stange 2i^ct so in der Längsrichtung verschoben werden, daß die Führungsschlitten 21 und Segmentkaliber 35 nach außen bewegt werden.

An dem Schlitten 25 ist ein hydraulischer Zylinder 28 befestigt (Fig. 1), der einen feststehenden Kolben 29 enthält. Dieser Kolben

ist mittels Röhren 31, 32, die an entgegengesetzten Seiten des Kolbens in den Zylinder münden, mit einem am Ende der Grundplatte 27 befestigten Kreuzkopfe verbunden. Durch jene Röhren strömt Druckflüssigkeit in den Zylinder; die Regelung geschieht durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes, doppelt wirkendes Ventil, so daß, wenn Druckflüssigkeit in den Zylinder 28 auf die eine oder die andere Seite des unbeweglichen Kolbens gelassen wird, der Kern 21 vorgeschoben oder zurückgezogen wird.

Über das vordere Ende des Kernes paßt ein segmentförmiger Ring" 33, welcher so eingerichtet ist, daß er auch in einen der glatten Endteile des Flammrohres A hineingepaßt werden kann; 34 ist eine aus Segmenten zusammengesetzte Muffe, welche außen über das glatte Ende des Flammrohres A paßt.

Die inneren Ringsegmentkaliber 35 sind auf den Führungsschlitten oder Schuhen 21 mittels in Längsschlitzen der Führungsschlitten gleitbarer Zungen 35° angeordnet, so daß die Kaliber 35 in axialer Richtung auf den Schuhen 21 gleiten können. Die Ringsegmentkaliber können durch Ausdehnen des Kernes 21 gegen die Innenfläche des Flammrohres A bewegt werden. Die hervorragenden, zungenförmigen Teile dieser Segmente werden hierbei in die Höhlungen der Rohrwellungen gebracht. Durch die Ringsegmentkaliber 35 wird die Deformation einzelner Stellen des Flammrohres nach der Rohrachse hin vermieden.
Die äußeren, zweiteiligen Ringsegmentformen 36, 36^s haben innen eine solche Gestalt, daß, wenn sie gegeneinander gepreßt sind, der innere Umriß der so gebildeten Formen mit dem äußeren Umriß des fertigen Flammrohres übereinstimmt. Die Teile 36 und 36* der äußeren Ringsegmentformen sind so gestaltet, daß sie untereinander gleiten können, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, so daß sie den Kreis an dem höchsten Teil der Wellung sicher bedecken, besonders kurz vor dem Enddruck, so daß eine Deformation der Wellung nach außen über das gewünschte Profil hinaus vermieden wird.

Der segnientförmige Ring 37 kann in das andere glatte Ende des Flammrohres A hineingepaßt werden. Um dieses glatte Ende wird die segmentförmige Muffe 44 angeordnet. Gegen den segmentförmigen Ring 37 und die segmentförmige Muffe 44 wirkt der Flansch 42 des Preßkolbens 43 einer starken, einfach wirkenden, auf dem feststehenden Rahmen 24 angebrachten hydraulischen Presse.

An der Grundplatte 24 sind ferner Kolben 45 einer mehrfach wirkenden Presse befestigt und mittels Ketten 46 mit dem Stempel 43 verbunden.

Die Muffen 34 und 44, sowie die Ringformen 36 bestehen vorteilhaft aus je zwei Teilen, wobei die oberen Teile Bohrungen 47 besitzen, um auf Stangen 48 aufgeschraubt und insgesamt fortgenommen und eingesetzt werden zu können. Die unteren Hälften sind mit Bohrungen versehen, durch welche Stangen 49 zum Tragen dieser unteren Hälften hindurchgehen. Diese Stangen sind mit den Enden in der Konsole 22 und in einem kleinen Ständer 50 gelagert.

Um nach dem neuen Verfahren Flammrohre herzustellen, wird ein Rohr aus geeignetem Material, z. B. aus weichem Stahl, zuerst durch Walzen oder auf andere Weise in eine schwaeh gewellte Form gebracht, welche derjenigen Form, die es endgültig zeigen soll, soweit als dies praktisch möglich ist, gleicht. Das Wellrohr wird dann in der vorstehend beschriebenen Einrichtung weiter behandelt, indem die vorgekrümmten Teile des Rohres durch axiales Zusammenpressen des Rohres so stark gebogen werden, bis das Rohr die gewünschte Gestalt besitzt.

Das Rohr wird hierbei wie folgt behandelt:

Bei offenem Formkasten 1, i^a und während der Kern 21 durch die Konsole 22 hindurch zurückgezogen ist, wird das Wellrohr A mittels eines Kranes oder dergl. auf die unteren Hälften der segmentförmigen Ringe 36, 36", sowie der Muffen 34 und 44 aufgelegt. Diese unteren Hälften sind bereits auf den Stangen 49 in der richtigen Lage aufgereiht, wobei die Anzahl und der Abstand der Segmente 36, 36" den zwischen den vorspringenden Wellungen der Feuerbüchse gelegenen Einbuchtungen entspricht. Alsdann werden die oberen Hälften der Teile 34, 44 und 36, 36°, die von den Stangen 48 getragen, werden, über dem Rohr A in die richtige Lage gebracht. Gleichzeitig wird der Kern 21 mit den segmeniförmigen Ringen 33 und 37, sowie den inneren Ringsegmentkalibern 35, indem in das vordere Ende des Zylinders 28.Druckwasser eingeführt wird, in die richtige Lage gebracht.

Die beiden Teile 1, i^a des zylindrischen Formkastens werden alsdann mittels der Stempel 3 zusammengeschoben und aneinander befestigt, indem die Bolzen 9 in die Schlitze 20 eingelegt und die Stange 18 gedreht wird. Hierauf werden die auf dem Kern 21 angeordneten, bereits vorher in richtigem! Abstand eingestellten segmentförmigen Teile 33, 37 und 35 durch Ausdehnen des Kernes 21 mittels des Handrades 39 gegen das Flammrohr gepreßt.

Alsdann wird der Stempel 43 durch Einführen von Druckwasser in den Preßzylinder vorwärts getrieben, bis der Flansch 42 des Stempels gegen das Ende der geteilten Muffe

Claims

44 und des Segmentringes 37 stößt. Hierbei sind die Ringe 36 noch durch Abstände voneinander getrennt (Fig. 6). Läßt man weitere Druckflüssigkeit in den Preßzylinder des Stempels 4.3, so werden der Ring· 37 und die Muffe 44 mitsamt dem dazwischenliegenden glatten Teil des Rohres A vorgeschoben. Hierdurch kommt die Muffe 44 mit dem Ende des benachbarten Ringes 36 in Berührung, und dieser wird vorwärts geschoben, bis er den zweitnächsten Ring berührt usw., bis sämtliche Ringe miteinander in Berührung stehen und eine vollständige Form bilden. Der Ring 37 stößt in ähnlicher Weise die Ringe 35 der Reihe nach vor sich her. Zuerst liegen auch diese in Abständen voneinander auf dem Kern 21, indem sie mit ihren hervorragenden Teilen in die schwachen Ausbuchtungen des Wellrohres hineinragen und das Rohr A innen stützen, während das letztere durch den axialen Druck verkürzt wird. Kommen die Ringe 36 zum Aneinanderliegen, so drücken sie auf gewisse Teile der Seitenwände der durch Walzen vorgebildeten vorstehenden Wellungen des Rohres A und drängen diese Teile der Wellungen unter Kontrolle der nach außen gerichteten Bewegung des Metalles näher aneinander, bis die verschiedenen Ringe aneinanderstoßen. Alsdann ist die Behandlung des Flammrohres beendet und die äußere Wandung des R.ohres hat dieselbe Gestalt wie die innere Fläche der Ringseg'mentformen. Fig. 6 zeigt im Schnitt zwei nebeneinander liegende Ringe 36, 36" und 35 in der Stellung bei Beginn des axialen Zusammenpressens des Flammrohres, und Fig. 7 zeigt die Stellung der Teile nach Beendigung des axialen Zusammenpressens. Nachdem der Kern 21, der Stempel 43 und die Teile 1 und ia zurückgezogen und die oberen Hälften der Ringe 36, sowie der Muffen 34 und 44 entfernt worden sind, kann das fertige Flammrohr aus der Einrichtung genommen werden. Natürlich muß das glatte Rohr, von welchem ausgegangen wird, um gemäß dem vorliegenden Verfahren ein Wellrohr mit scharf ausgeprägten Wellungen herzustellen, größere Länge besitzen, als bei einem nach dem vorher üblichen Verfahren behandelten Wellrohr erforderlich wäre; je schärfer die Wellungen sein sollen, um so größer muß die Länge des Rohres sein, von 'dem avisgegangen wird. Die dargestellte Einrichtung kann mannigfach abgeändert werden; beispielsweise kann, anstatt daß ein Ende des Flammrohres ein feststehendes Widerlager berührt, von beiden Seiten durch Stempel oder dergl. ein Druck ausgeübt werden, der beide Rohrenden gleichzeitig einander nähert. Auch können verschiedene Teile der Einrichtung anstatt mittels hydraulischer Stempel durch mechanische Mittel, beispielsweise durch Schneckengetriebe, bewegt werden; auch können Vorrichtungen Verwendung finden, bei denen neben den hydraulischen Stempeln Schneckengetriebe benutzt werden. Der Zylinder kann für Normalgrößen eingerichtet sein, um den oftmaligen Aufbau von losen Teilen zu vermeiden. Aus den mannigfaltigen Formen von Flammrohren und Feuerbüchsen, deren Herstellung das vorstehend beschriebene Verfahren ermöglicht, sei noch jene erwähnt, bei der das Flammrohr mit ausgebauchten Wellungfeh versehen ist, wobei die zwischen den Wellungen liegenden Teile des Flammrohres glatt oder gekrümmt sein können (Fig. 9). Die Herstellung solcher Wellungen erfolgt zweckmäßig mit Hilfe von äußeren Ringsegmentformen von nachfolgend beschriebener Beschaffenheit. Die Ringsegmentformen bestehen ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6' aus untereinander greifenden Teilen 36, 36*, die innen entsprechend der ausgebauchten Form der Wellungen profiliert sind. In dem in Fig. 8 und 9 dargestellten Falle sind zwischen je zwei Formen 36, 36" segmentförmige Ringkeile 36s angeordnet, durch die der Druck beim axialen Zusammenpressen und Zusammenschieben der Formen von einer Form auf die andere übertragen wird und die nach Beendigung' des axialen Zusammenpressens entfernt werden, um die Teile 36 und 36^ ein wenig zurückzuschieben und aus den Ausbauchungen entfernen zu können. Pat ε ν τ-A ν Sprüche: .

1. Verfahren zur Herstellung von gewellten Flammrohren und Feuerbüchsen, bei dem das vorher durch Walzen oder dergl. mit schwachen Wellungen versehene Rohr oder die Büchse axial zusammengepreßt wird, gekennzeichnet durch ein derartiges Anliegen von der Länge nach verschiebbaren äußeren Segmentformen und von ebenso verschiebbaren inneren Segmentkalibern gegen die Rohr- oder Büchsenwändung, daß Abweichungen des Werkstückes von dem gewünschten Profil vermieden werden.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein derartiges Zusammenwirken der äußeren zweiteiligen zusammenschiebbaren, am äußersten Umfang der Wellungen sich überlappenden und in der

des Werkstückes in einer

verschiebbaren Segment-

Achsen richtiin.
Kammer (1)

formen (36, 36"') mit inneren, in der Achsenrichtung· des Werkstückes auf einem ausdehn- und zusammenziehbaren Kern verschiebbar und mit Vorsprüngen in die Ausbuchtungen der Wellungen hineinragenden Segmentkalibern (35), daß das Werkstück beim axialen Zusammenpressen sicher geführt und mit scharf ausgeprägten Wellungen versehen wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Ausbildung des ausdehn- und zusammenziehbaren Kernes zu segmentförmigen Gleitschuhen (21), auf ,denen die inneren Segmentkaliber (35) gleiten, indem sie mittels ihrer Zungen (35^ft) ^m Längsschlitzen der Schuhe geführt werden, und die mittels Lenkern (38) derart mit einer mittleren Stange (2i^ffi) verbunden sind, daß durch Verschiebung dieser Stange das gegenseitige Ausdehnen oder Zusammenziehen der Schuhe (21) erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch derartig zwischen den äußeren Segmentformpaaren (36, 36") angeordnete Segmentkeile (36^δ), daß sie nach Beendigung des axialen Zusammenpressens entfernt und die Teile jedes Segmentformpaares auseinandergeschoben werden können, zum Zweck, Werkstücke mit ausgebauchten Wellungen herstellen zu können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.