DE1776242C3 - Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschrohres sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschrohres mit vielen parallelen Lamellen, die jeweils in viele sich radial erstreckende und voneinander durch radiale Schlitze getrennte Abschnitte unterteilt sind, wobei die benachbarten Abschnitte jeweils eine entgegengesetzte Verdrehung gegenüber einer zur Rohrachse rechtwinkeligen Ebene aufweisen.

Wärmeaustauschrohre mit vielen parallelen Lame!- len, die jeweils in viele sich radial erstreckende und voneinander durch radiale Schlitze getrennte Abschnitte unterteilt sind, wobei benachbarte Abschnitte unterschiedliche Neigungswinkel gegenüber dem Rohr aufweisen, sind in verschiedenen Arten bekannt.

Die Schlitzung der Lamellen der Wärmeaustauschrohre wird häufig vorgenommen, weil man weiß, daß die Wärmeaustausch-Lamellen dem Luftstrom für einen wirksamen Wärmeübergang eine vergleichsweise große Wärmeaustauschfläche darbieten sollten und dabei gleichzeitig eine Formgebung haben müssen, welche die innige Berührung der Lamellen mit dem Luftstrom fördert, ohne dabei aber in dem Luftstrom unerwünschte Druckverluste hervorzurufen.

Bei aus dem britischen Patent 340 765 bekanntgewordenen Wärmeaustauschrohren benutzt man vorfabrizierte Lamellen, welche parallel zueinander auf die Wärmeaustauschrohre aufgestapelt werden. Die Lamellen haben eingestanzte Radialschlitze, und die zwischen den Schlitzen befindlichen Abschnitte weisen eine gewisse Verdrehung auf, damit die Wärmeaustauschluft etwas Turbulenz erhall.

Das Schlitzen der Lamellen an Ort und Stelle auf den Rohren ist bei diesen bekannten Wärmeaustauschrohren nicht möglich, und das zu ihrer Schlitzung angewendete Verfahren kann daher auch nicht herangezogen werden, wenn im Strangpreßverfahren aus einem Stück mit dem Rohrmaterial geformte Lameüen ge-242

schlitzt werden sollen. Auch ist das Aufstapeln von vorgefertigen Lamellen auf die Rohre ein senwieriger Ar beitsgang, wobei die Schwierigkeiten um so größei sind, je länger die Rohre und je dünner die Lameller sind.

Bei einer anderen bekannten Ari von Wärmeaustauschrohren (US-Patent 2 372 795) werden die Lamellen von einem schraubengangförmig auf das Rohr aufgewickelten und daran befestigten Band gebildet Dieses Band ist derart vorgeschlitzt, daß sich die Schlitze bei dem Aufwindvorgang öffnen und spitze Winkel bilden. Wenn auch diese Schlitze in den Lamellen zu einem turbulenten Luftstrom führen, so ergeben sie doch zugleich einen unerwünschten großen Verlust an aktiver Wärmeaustauschfläche der Lamellen. Der von den geöffneten Schlitzen eingenommene Bereich ist etwa genauso groß wie die aktive Wärmeaustauschfläche der verbleibenden Metalloberflächen der Lamellen Ein weiteres Problem bei dem Verfahren gemäß dem vorstehend erwähnten US-Patent 2 372 795 liegt darin, daß sich auch hier die Lamellen nicht an Ort und Stelle auf den Rohren schlitzen lassen.

Eine andere Art von geschlitzten Lamellenrohren ist aus dem US-Patent 2 418 619 bekanntgeworden. Bei diesen bekannten Lamellenrohren sind die getrennt von den Rohren hergestellten Lamellen mit Nabenoder Fußteilen ausgerüstet, mittels deren sie an dem Rohr angeschweißt werden. Die zwischen benachbarten Lamellenabschnitten vorgesehenen Schlitze sollen das Anschweißen der Lamellenabschnitte auf den Rohren ermöglichen. Bei einer Ausführungsform dieser bekannten Lamellenrohre haben benachbarte Lamellenabschnitte eine entgegengesetzte Verdrehung gegenüber einer rechtwinkelig zur Rohrachse verlaufenden Ebene. Die Fläche der Schlitze ist im Verhältnis zur Fläche der Lamellenabschnitte verhältnismäßig groß, so daß die zum Befestigen der Lamellenabschnitte benutzten Schweißwerkzeuge Platz haben. Dieses Verhältnis der Flächen von Schlitzen und Lamellenabschnitten beeinträchtigt aber unerwünscht die wirksame Wärmeaustauschfläche der Lamellenabschnitte.

Bekannt ist nun auch bereits das Einsägen von Schlitzen in unabgestützte Lamellen, zwischen denen lediglich Luft ist. Es handelt sich dabei um die Herstellung von luftgekühlten Motoren-Zylindern, die in einem Stück mit ihren Strahlungsrippen gegossen sind (britisches Patent 446 767). Bei diesem britischen Patent dienen die Schlitze nicht dem Zweck einer Veränderung der Wärmeaustauschcharakteristik, sondern sie sollen vielmehr die Ausdehnung des Zylinders erleichtern, um den die Lamellen angeordnet sind.

Zum Stande der Technik sei schließlich auch noch auf das US-Patent 2 896 426 verwiesen, welche geschlitzte Lamellen mit im Bereich der Schlitze abgebogenen Lamellenteilen zeigt. Die abgebogenen Lamellenteile bilden dabei einen Kondensatablauf, und zwar an einer einzigen Umfangsstelle. Mit dem Problem des Wärmeaustausches hat der Kondensatablauf nichts zu tun.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von geschlitzten Lamellenrohren der in Rede stehenden Art zu schaffen, welches eine leichte und schnelle Anbringung der Schlitze und der gegenseitigen Verdrehung der benachbarten Lamellenabschnitte gestattet, wobei gleichzeitig für ein optimales Verhältnis zwischen den Flächen der Schlitze und der Lamellenabschnitte gesorgt sein soll, so daß sich eine gute Wärmeübertragung bei

geringem Druckverlust ergibt

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß einander unmittelbar benachbarte Schlitze zur Erzeugung der entgegengesetzten Verdrehung mit entgegengesetzter Schnittrichtung gesägt <ind die angrenzenden Laniellenbereiche durch die Schnittkraft in Sägerichtung abgebogen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient auch eine Sägevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichne» ist, daß mehrere Sägeblätter an in Längsrichtung voneinander abstehenden Stationen angeordnet sind, wobei die Sägeblätter einer jeden Station in Umfangsrichtung gleiche Abstände haben und gegenüber den Sägeblättern anderer Stationen in Umfangsrichtung versetzt sind, und wobei weiterhin die Sägeblätter aufeinanderfolgender Stationen mit entgegengesetzten Drehrichtungen antreibbar sind.

Die Maßnahme zur Herstellung der entgegengesetzten Verdrehung der Abschnitte einander benachbarte Sägeblätter mit entgegengesetzten Drehrichtungen laufen zu lassen, findet im ganzen Stand der Technik kein Vorbild, stellt dabei aber ein sehr einfaches Verfahren dar, um den zwischen den Schlitzen liegenden Abschnitten entgegengesetzte Verdrehungen zu geben. Dieses Verfahren ist insbesondere auch vorteilhafter als andere Verfahren, bei denen die Schlitze nach der Anbringung ausgerichtet werden müssen, um die Verdrehung vornehmen zu können.

Dazu sei auch noch darauf hingewiesen, daß das Sägen der Schlitze mit entgegengesetzter Schnittrichtung der Sägen zuverlässig ein übermäßiges Abbiegen der Lamellen, wie es bei gleicher Schnittrichtung auftreten könnte, vermeidet.

Bei Herstellung der Schlitze durch gegenläufiges Sägen sollten die an der ersten Station gesägten Schlitze abwärts schneidend und die an der zweiten Station gesägten Schlitze aufwärts schneidend usw. hergestellt werden. Damit ergeben sich bei weitem bessere Ergebnisse als wenn an aufeinanderfolgenden Stationen in der gleichen Richtung gesägt wird. Im letzteren Fall könnten sich die Lamellen unter aufeinanderfolgenden Krafteinwirkungen in der gleichen Richtung zu stark Ui biegen und müßten dann durch aufeinanderfolgende Ki afteinwirkungen in der entgegengeset/' η Richtung entsprechend zurückgebogen werden. Durch gegenläufige Arbeitsweise der Sägen an aufeinanderfolgenden Stationen wird gemäß der Erfindung eine größere Verbiegung der Lamellen verhindert. So erfolgt beispielsweise beim Sägen mit abwärtsgerichteter Schnittrichtung eine Lamellenbiegung um 10° und beim Sägen mit aufwärtsgerichteter Schnittrichtung eine Liimellenbiegung um 10° in der entgegengesetzten Richtung. Auf Grund der gegenläufigen Arbeitsweise der Sägen an aufeinanderfolgenden Stationen wird eine Biegung der Lamellen um mehr als 10° verhindert.

Es folgt eine ins einzelne gehende Beschreibung der Erfindung an Hand von Zeichnungen. In diesen stellt

dar . , · c-

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht einer binrichtung zum Sägen von Schlitzen in Lamellen von Rohren für Wärmeaustauscher, in dieser Figur sieht man schematisch eine Gruppe von Sägen mit den damit zusammenwirkenden Vorschub- und Ausstoßeinnchtungen für das lameliierte Rühr,

F i g 2 eine vergrößerte Ansicht des mit der Einrichtung gemäß F i g. 1 fertiggestellten lameliierten Rohres, F i g 3 eine Draufsicht einer geänderten Ausführung der Einrichtung gemäß Fig. 1, in der die Mittel für einen Antrieb von Gruppen von Sägen in entgegengesetzten Dreh-Richtungen zueinander dargestellt werden,

F i g. 4 ein vertikaler Schniti Uurch eine Einheit der Gruppen von Sägen, in dem eine bevorzugte Anordnung der dabei verwendeten Sägen dargestellt wird,

F i g. 5 eine ins einzelne gehende Darstellung der in der Einheit gemäß F i g. 4 getroffenen Anordnung eines Paares von Sägen,

F i g. 6 eine bevorzugte Ausführungsform eines Iamellierten Rohres, welches für eine Bearbeitung in der in den anderen vorerwähnten Zeichnungen dargestellten Maschine geeignet ist.

In der in F i g. 1 gezeigten Einrichtung bezeichnet die Ziffer ) im allgemeinen eine Vorschub-Baugruppe der Maschine, durch die eine Längeneinheit eines lamellierten Rohres 2 in eine im allgemeinen mit 3 gekennzeichnete Gruppe von Sägen hineinbefördert wird. Die Gruppe 3 besteht aus einer Mehrzahl von Stationen, welche als Stationen 4,5,6, 7,8 und 9 zu erkennen sind, deren technische Struktur in größerem Umfang in Einzelheiten in F i g. 4 dargestellt wird. Eine Ausgangsstation, im allgemeinen mit 11 bezeichnet, ist am Ende der genannten Gruppe von Sägen, gegenüber der Eingangs- oder Vorschubsiation t, angeordnet.

In der dargestellten speziellen Einrichtung werden sowohl der Vorschub- als auch der Ausstoßmechanismus durch ein einziges Einheits- Antriebssystem in Gang gesetzt, welches im allgemeinem mit 12 bezeichnet ist. Diese Antriebsgruppe umfaßt einen Elektromotor 13, der mit einer wahlweise bestimmbaren, konstanten Geschwindigkeit läuft, welche durch irgendeine geeignete Geschwindigkeits-Überwachungseinrichtung kontrolliert wird, die hier als ein Widerstand 14 abgebildet ist. Der Motor 13 treibt eine Haupt-Riemenscheibe 15, entweder direkt oder über ein geeignetes Getriebe oder andere Antriebsmittel (nicht dargestellt). Die Haupt-Riemenscheibe 12 treibt die Riemenscheiben 17 und YIa des Vorschub- bzw. Ausstoßmechanismus der Maschine mit gleicher Geschwindigkeit über weitere geeignete Antriebsmittel, im vorliegenden Fall als Riemen 16 und 16a dargestellt. Die Riemenscheibe 18 hat die Aufgabe, ein Förderband 21 zu bewegen, v> elches hier als Riemen abgebildet ist, der so lang wie erforderlich sein kann, um die Einheitslänge eines lamellierten Rohres in axialer Richtung in die Gruppe von Sägen hineinzubefördern.

Der Vorschub-Mechanismus der Maschine weist auch ein Mittel auf, das eine ununterbrochene Überwachung der Rohrlage mit Bezug auf die Sägeblätter ermöglicht und als ein Paar von gegenüberliegenden Riemen 22 und 23 dargestellt ist, welche in einer solchen Entfernung voneinander angeordnet sind, daß mit diesen Riemen ein leichter Druck auf die Randzonen-Kanten der Lamellen des Rohrs 2 ausgeübt wird. Dieser Druck reicht für ein Verbiegen der Lamellen nicht aus, ist aber groß genug, um das Rohr an einer Drehung um seine Achse in einem wesentlichen Ausmaß zu hindern, wenn es durch die Gruppen von Sägen hindurchläuft. D^r Riemen 22 läuft über die Antriebsrolle 19 und den losen Rollen 24, 25 und 26. Der Riemen 23 kann, wie gezeigt, vollkommen über lose Rollen laufen und ist so angeordnet, daß er die gleiche grundsätzliche spiegelbildliche Ergänzung in der figürlichen Querschnittsform ergibt wie der Riemen 23.

Die Riemen 27 und 28 im Ausstoßmechanismus der Maschine stimmen in ihrer Struktur mit jener der Riemen 22 und 23 überein und dienen dazu, eine Drehung

det Rohre* um wrine tJuitgutdne /μ verhindern, nachdem da* rückwärtige Bnde det Rohre* /^-*ivchen den Riemen 22 und 21 hindurchiituft. Die angetriebene Riemenscheibe Uta in dem Au·. Molimechanismus treibt ein Förderband 29 an, durch da& da* Rohr zu einer geeigneten ljägerstelle /.um Zwecke weherer Bearbeitung oder einer Verwendung befördert wird, nachdem der Weg durch die Maschine beendet hl

Die vorerwähnte Bitge-Wirkung verursacht ein -abbiegen der Kamen der an den Schlitzen zwischen den genannten Stiften gelegenen Lamelien-Flächenstiicke in eine entgegengesetz·«: Richtung, so daß die Flächen· Mücke entlang dieser .Schlitze in Richtung auf das vordere Rohrende konvergierend zulaufen, wodurch an den Lamellen die in Fig.2 gezeigte Fischgrätmuster-Linienführung entsteht.

FJne bevorzugte Anordnung von Sägen eine»· jeden Einheit der Gruppe von Sägen wird in F i g. 4 gezeigt. Die ganze im allgemeinen mn 4 bezeichnete Einheit weist ein Gehäuse 34 auf, das aus Gründen der Einsparung von Maschinen-Volumen eine zylinderförmige Struktur hat, jedoch irgendeine andere gewünschte äuüere Form haben kann, und das an einem Mittel 35 für eine Drehung in der Größe eines bestimmten Winkels befestigt ist und von einem Stützglied 36 getragen wird.

Fine Mehrzahl von Sägen, hier in der Anzahl von vier Sägen abgebildet und in gegenüberliegenden Paaren von je zwei Sägen angeordnet, wird von geeigneten Gehäuse-Ansätzen 38 getragen und von einer schweren Mittel-Wand 37 abgestützt, jeder der Elek-1 ro Motoren 41,42,43 und 44 besitzt eine Welle 45, auf der ein Kreissägen-Blatt 46 sitzt, das eine Anzahl weit voneinander stehender Zähne 47 aufweist, die hier in einem Abstand von 180" dargestellt sind (F i g. 4).

Die Anordnung von Säjgen in gegenüberliegenden Paaren ist am besten aus der F1 £. 5 zu entnehmen, !•!ine Serie von zueinander ausgerichteten öffnungen 48, 49, 50 geht durch die Begrenzungswand und die schwere Mittelwand 37 des Gehäuses 34 hindurch, so daß das lamcliicrtc Rohr durch die genannten öffnungen eingeführt und in eine Lage für das Einsägen in die Lamellen durch die Sägeblätter gebracht werden kann.

Die Sägen einer jeden Einheit sind paarweise angeordnet dargestellt, wobei das eine Paar seine Schnitte abwechselnd zum nächsten Paar in einem rechten Winkel durchführt. Die Sägeblätter von aufeinanderfolgenden Paaren sind so eingestellt, daß diese die Schlitze 51 in einem Winkel von 90° zueinander einsägen. Ein Mittel für die Justierung der Winkelstellung der Sägen jeder Einheit zu einem Festpunkt des Rohrumfangcs ist nur in F i g. 1 zu sehen. Wie gezeigt, besteht dieses Mittel aus einem Arm 52, einer Einstellschraube 53, welche schwenkbar bei 54 am Gehäuse 34 befestigt ist, sowie aus den Muttern 55 und 56, um das Gehäuse 34 in einer gewünschten Lage zu halten. In der F i g. 1 sind sechs aufeinanderfolgende Einheiten zu sehen, obwohl jede gewünschte Anzahl von Einheiten Verwendung finden kann.

jede Säge in einer jeden Säge-Einheü hat ihren M.ttelpunkt in einem gewissen Abstand von dem Larr;eilenrohr und einen solchen Durchmesser, daß ein jecer Sägezahn des Sägeblattes eine Mehrzahl von Lamellen durchschneidet, vorzugsweise sechs bis neun Lamellen während einer einzigen Umdrehung des Sägeblattes. Diese Art von Schnittvorgang ist am besten aus der F ι g. 6 zu ersehen, in der der Kreisbogen 59 den Wegverlauf eines Sägezahnes darstellt Es ist zu ersehen. daß bei einer in solcher Weise angeordneten Säge ein Sägezahn bei seinem Weg durch den Kreisbogen 59 sich dem Rohr 2 nähen, wenn die Säge im Sinne des Uhrzeigers läuft und umgekehrt, daß ein Sägezahn bei seinem Weg durch den Kreisbogen 59 sich von dem Rohr 2, im Verlauf der Berührung von aufeinanderfol genden Lamellen, entfernt, wenn die Säge entgegen dem Uhrzeigersinn läuft. Für die Zwecke vorliegender Beschreibung und der Patentansprüche wird der Schnitt eines sich dem Rohr 2 nähernden Sägezahnes mit »abwärtssägend« und der Schnitt eines sich von dem Rohr 2 im Verlauf seines Weges durch den Kreisbogen 59 mehr und mehr entfernenden Sägezahnes mit »aufwärtssägend« bezeichnet.

Mit einer derartigen Führung der Sägeschnitte läßt sich eine entgegengesetzte Verdrehung der benachbarten Lamellenschnitte erreichen, so daß das aus der Fig. 2 ersichtliche Fischgrätenmuster entsteht, andererseits aber ein zu starkes Flachbiegen der Lamellen vermieden wird.

Die in F i g. 3 gezeigte verbesserte Antriebseinrichtung weist einen V-förmigen Trog 61 auf, welcher die Führung des Lamellenrohres 2a in die Einheit 4 der Gruppen von Sägen 3 übernimmt Ein Werkzeug-Rohrhalter 62, welcher eine passende öffnung besitzt, um ein Ende des Rohres la aufzunehmen, ist für eine hin- und hergehende Bewegung im Trog 61 befestigt. Dieser Halter 62 paßt so in den Trog 61, daß sich das genannte Lamellenrohr bei seinem Weg zur Gruppe der Sägen 3 nicht um seine Längsachse drehen kann. Der genannte Rohrhalter ist an einem Gleitstück 63 befestigt, welches durch ein daran angebrachtes, biegsames Seil oder ein Kabel 64 in Richtung auf die Sägen-Gruppe 3 gezogen wird, wobei das genannte Kabel über die Seilscheiben 65, 66 und 67 zu einer über ein Getriebe 68, eine Riemenscheibe 69, den Riemen 70 und Motor 71 mit Drehzahlregulierung angetriebenen Trommel läuft Diese Einrichtung ist der in der F i g. 1 gezeigten in bezug auf Leistung äquivalent, jedoch nicht so ganz angenehm in der Arbeitsweise, da die Einführung des Rohrendes in die Halteeinrichtung 62 und dessen Entfernung aus dieser Einrichtung notwendig wird, wenn die genannte Halte-Einrichtung 62 das äußerste Ende ihres Weges erreicht hat.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: 1776

1. Verfahren zur Herstellung eines Wärmeaustauschrohres mit vielen parallelen Lamellen, die jeweils in viele sich radial erstreckende und voneinander durch radiale Schlitze getrennte Abschnitte unterteilt sind, wobei die benachbarten Abschnitte jeweils eine entgegengesetzte Verdrehung gegenüber einer zur Rohrachse rechtwinkeligen Eb-;ne aufweisen. dadurch gekennzeichnet, daß einander unmittelbar benachbarte Schlitze zur Erzeugung der entgegengesetzten Verdrehung mit entgegengesetzter Schnittrichtung gesägt und die angrenzenden Lamellenbereiche durch die Schnittkraft in Sägerichtung abgebogen werden, und zwar an Ort und Stelle auf dem Rohr.

2. Sägevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sägeblätter (46) an in Längsrichtung voneinander abstehenden Stationen (4 bis 9) angeordnet sind, wobei die Sägeblätter einer jeden Station in Umfangsrichtung gleiche Abstände haben und gegenüber den Sägeblättern anderer Stationen in Umfangsrichtung versetzt sind, und wobei weiterhin die Sägeblätter aufeinanderfolgender Stationen mit entgegengesetzten Drehrichtungen antreibbar sind.