-
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung ovaler und elliptischer,
gerippter Rohre, vorzugsweise mit inneren Nuten Die Erfindun betrifft ein Verfahren
und die zu seiner Durchführung erforderliche Vorrichtung ftir die Herstellung von
ovalen oder elliptischen, mit Kühlungslamellen versehenen Rohren durch Walzen, wobei
die innere Fläche der Rohre mit Nuten versehen ist. Diese Rohre werden unmittelbar
aus gewöhnhohen runden oder auch ovalen Rohren mit glatten innern und äußeren Oberflächen
horgestellt Gewalzte gerippte Rohre (Rippenrohre) mit glatter oder genuteter innerer
Fläche mit rundem Querschnitt sind bereits bekannt.
-
Auch sind bereits ovale Rohre mit angesetzten Rippen sowie die Vorteile
solcher ovaler Rohre beim Einsatz in Wärm#austauschern bekannt.
-
Runde Rippenrohre - mit oder ohne innere Nuten - haben den Nachteil,
daß im Rohrbündel der Abstand zwischen zwei auf der g chen Reihe nebeneinander angeordneten
Rohren größer ist als bei ovalen Rohren und daß der Widerstand der umlaufenden Flüssigkeit
größer
als bei ovalen Rohren ist. Die ovalen Rohre mit angesetzten Rippen haben wiederum
den Nachteil eines hohen Arbeitsbedarfes und die Wärmeaustauschzahl ist - infolge
des ungleichmäßigen Kontakt es zwischen den Rippen und dem Grundrohr -kleiner als
bei gewalzten Rippenrohren, auch ist die Wärmiaustauschzahl stark von der Qualität
in der Herstellung der Rohre abhängig.
-
Diese Nachteile beseitigt die Erfindung durch Schaffung eines Walzverfahrens,
nach welches die Rippen bei ovalen Rohren unmittelbar aus der Wandung der Rohr-Rohlinge
durch Walsen erzeugt werden, wobei die Querschnittsverformung der Rohre - die Ovalisierung
- gleichzeitig mit der Bildung der Rippen durchgeführt wird. Dabei sind die Rippen
einstückig aus dem Rohr selbst gewalzt und haben infolgedessen die optimale Wärmeaustauschzahl.
-
Im Rohrbündel wird der Abstand zwischen zwei Rohren der gleichen Reihe
vermindert und gleichzeitig der Strömungswiderstand #n den Stirnenden vermindert.
-
Im einzelnen wird die Erfindung anhand der Zeichnung nachstehend näher
erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung für ovale
Rippenrohre, Fig. 2a und Fig. 2b unterschiedliche Walsdorne zur Herstellung der
Querehnittsschnittsform, wobei Fig. 3a und Fig. 3b zwei Querschnitte nach den Linien
IIIa-IIIa bzw.
-
II.Ib-IIIb durch die Eichzonen der Rohre zeigen.
-
Fig. 4a/4b bzw.
-
Fig. 5a/5b zeigen in entsprechender Darstellung Walzdorne für Rohre
mit inneren Lingsnuten.
-
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch ein ovales oder elliptisches
Rohr mit glatter Innenfläche, wobei die Fig. 7a/7b entsprechende Querschnitte darstellen.
-
Fig. 8q 9a/9b zeigen in den den Figuren 6, 7a/7b entsprechender Darstellung
unrunde Rippenrohre mit inneren Längsnuten.
-
Gemäß der Erfindung kennen die Rippenrohre aus runden aber auch aus
anfänglich# ovalen Rohren gefertigt werden. Die Rohr-Rohlinge haben dabei glatte
Innen- und Außenflächen. Diese glatten Rohrrohlinge werden zum Einwälzen der Rippen
und zur Innenverformung in eine erfindungsgemäße Walzvorrichtung eingeführt.
-
Die erfindungsgemäße Walzvorrichtung'besitzt einen zentralen Verformungsdorn
1 und drei diesen zyklisch umgebende Walzen 3 mit speziellem Walzprofil.
-
Der Verformungsdorn 1 sitzt drehfest auf der Stange 2, die selbst
drehbar aber nicht längsverschieblich ist. Mittels dieser Stange wird der Verformungsdorn
1 in den Rohr-Rohling eingefü##t.
-
Die Eichungazone (Endzone) des Verformungsdornes 1 stimmt dabei mit
der Eich- bzw. Endzone der drei Walzen 3 in ihrer axialen Lage überein.
-
Der Verformungsdorn 1 kann sich also zusammen mit der Stange 2
um
seine Achse drehen, kann sich aber nicht axial bewegen. Die drei Je auf einer Achse
4 sitzenden Walzen werden gleichsinnig angetrieben. Bei Beginn der Arbeit wird das
Rohr zwischen den drei Walzen 3 eingeschoben, bis sich die ersten Rippen bilden,
bis also die Walzprofile der Walzen 3 gefaßt haben, wonach das Rohr allein axial
vorrückt und sich - von den Walzen 3 angetrieben - gleichzeitig dreht. Die Rippen
werden also schraubend eingewalzt, wobei sich das Rohr korkenzieherförmig bewegt.
-
Im gleichen Maße wie auf diese Weise die Rippen gewalzt werden, verformt
sich das zwischen den drei Profilwalzen 3 stark gepreßte Rohr nach dem Umriß des
eingeführten Verformungsdornes, der dabei an der Drehung des Rohres teilnimmt. Das
Rohr dreht sich also um und verschiebt sich gleichzeitig axial, der Verformungsdorn
dagegen dreht sich nur gleichzeitig mit dem Rohr, ist aber axial nicht verschieblich.
Auf diese Weise wird das Rohr über den Dorn herübergezogen und nimmt dabei das Profil
des Verformungsdornes an. Zusammen mit der ovalen oder elliptischen - jedenfalls
unrunden - Querschnittsform des Dornes werden gleichzeitig bei Bedarf Rippen des
Dornes in die Rohrwandung eingeprägt.
-
Die Vorrichtung, zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat
also drei auf Achsen 4 montierte Profilwalzen 3, die von einer gemeinsamen Antriebsvorrichtung
vorzugsweise mit gleichbleibender Geschwindigkeit gleichsinnig angetrieben sind.
Als wesentliches weiteres Werkzeug tritt der Verformungsdorn 1 hinsu, der fest auf
einer Stange 2 sitzt, die sich ul ihre Achse drehen kann, aber nicht axial verschieblich
ist. (Der Durchmesser
der Stange 2 entspricht also dem Innendurohmesser
des Rohr-Rohlinges, wahrend das hintere Ende des Verformungsdornes 1 der endgültigen
Innenform des herzustellenden Rohres entspricht.). Das Rohr wird während der Bearbeitung
von an sich herkömmlichen Vorrichtungen gehalten und geführt.
-
Die wirksame Verformungszone des Verformungsdornes hat also eine Folge
ovaler bzw. elliptischer Querschnitte, welche sich progressiv entwickeln bis zum
Höchstwert der Eichungszone -dem hinteren Ende - wonach der Dorn in eine schrägkantige
oder abgerundete Spitze endet. Zur Herstellung von Längsrippen ist der Dorn mit
entsprechenden Nuten versehen, die achsparallel oder schraubenlinienförmig in einem
kleinen Winkel zur Achse verlaufen können.
-
Die Vorteile ovaler oder elliptischer Rohre mit Rippen, die aus dem
gleichen material wie das Rohr gewälzt sind, sind die folgenden: Erhöhte Wärmeübergangszahl,
verringerung der Druckvorluste, Verminderung des Lichtraumprofils der Wärmeaustausoher
sowie geringere Herstellungskosten.