DE1910061A1 - Method and device for helically winding a tube onto a winding core - Google Patents
Method and device for helically winding a tube onto a winding coreInfo
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Description
(H 460) H G9 /OQS (H 460) H G9 / OQS
So/KpSo / Kp
24. 2. 1969February 24, 1969
Verfahren und Vorrichtung zum schraubenartigen Aufwickeln eines Rohres auf einen WickelkernMethod and device for helically winding a tube onto a winding core
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum schraubenartigen Aufwickeln eines Rohres auf einen Wickelkern in mindestens einer Lage, wobei der Wickelkern gedreht wird und zwischen den einzelnen Rohrlagen Abstandshalter angeordnet sind. Sie bezieht sich außerdem auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The invention relates to a method for screw-like Winding a tube on a winding core in at least one layer, wherein the winding core is rotated and between the individual pipe layers spacers are arranged. It also relates to a device for implementation this procedure.
Gewickelte Rohre werden beispielsweise in Wärmeaustauschern und insbesondere auch in Regeneratoren verwendet.Coiled tubes are used, for example, in heat exchangers and, in particular, also in regenerators.
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Würde man bei einem eingangs beschriebenen Verfahren das Rohr einfach auf die Abstandshalter aufwickeln, so ergäben sich in nachteiliger Weise infolge des beträchtlichen Abstandes der Abstandshalter in einer Lage voneinander im Querschnitt polygonartig ausgebildete Rohrlagen.If one were to simply wind the tube onto the spacer in a method described at the outset, this would result disadvantageously due to the considerable distance between the spacers in a position from each other in the Cross-section of polygonal pipe layers.
Bei einem bekannten Verfahren der eingangs beschriebenen Art wird daher das Rohr schrittweise gewickelt, indem es über eine zwischen jeweils zwei Abstandshalter eingelegte Schablone gebogen wird. Die Schablone wird danach in den nächsten Zwischenraum zwischen zwei Abstandshaltern eingelegt und der nächste Wicklungsschritt wird durchgeführt usw.In a known method of the type described in the opening paragraph, the pipe is wound step by step by it is bent using a template inserted between two spacers. The template is then placed in the The next space is inserted between two spacers and the next winding step is carried out, etc.
Auch dieses schrittweise Wickeln weist noch wesentliche Nachteile auf. Einmal ist die Wickelgeschwindigkeit infolge der periodischen Unterbrechungen zum Umlegen der Schablone sehr gering. Zum anderen ergibt sich auch bei dieser Wicklungsart keine exakt gleichmäßige Krümmung der einzelnen Windungen einer Rohrlage. Insgesamt ist dieses Verfahren bei geringer Wickelgüte sehr unwirtschaftlich.This step-by-step winding also has significant disadvantages. Once the winding speed is a result the periodic interruptions for moving the stencil are very low. On the other hand, even with this type of winding, there is no exactly uniform curvature of the individual turns a pipe layer. Overall, this process is very uneconomical when the winding quality is poor.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zum Wickeln von Rohren zu schaffen, das nicht die Mängel des bekannten Verfahrens aufweist.The present invention has for its object to provide a simple method for winding pipes that does not have the shortcomings of the known method.
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Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschriebenen Verfahren dadurch gelöst, daß das Rohr mit in den einzelnen Lagen jeweils gleichbleibendem Krümmungsradius kontinuierlich aufgewickelt wird.This object is achieved in a method described at the outset in that the tube is included in the individual Layers each constant radius of curvature is wound continuously.
Dadurch ergibt sich bei hoher Wickelgüte ein schnelles und sehr wirtschaftliches Aufwickeln des Rohres. Die durch die kontinuierliche Arbeitsweise des Verfahrens ermöglichte gleichmäßige Krümmung ergibt gut überschaubare strömungs- % technische und thermodynamische sowie Ein- bzw. Ausbau- Verhältnisse für das aufgewickelte Rohr.This results in a fast and very economical winding of the pipe with a high winding quality. Made possible by the continuous operation of the process gives uniform curvature well manageable flow-technical% and thermodynamic as well as inputs and expansion ratios for the coiled tube.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung der Erfindung wird dem Rohr unmittelbar vor dem Auflaufen zur Rohrlage mittels einer Vorbiegevorrichtung kontinuierlich der endgültige Krümmungsradius erteilt. Die einzelnen Windungen der gesamten Rohrlage erhalten so eine konstant gleichförmige Krümmung. Jegliche Ungleichmäßigkeiten der Krümmung * etwa infolge der Abstandshalter werden durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorbiegevorrichtung ausgeschlossen.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the pipe is continuously given the final radius of curvature by means of a pre-bending device immediately before it runs into the pipe layer. The individual turns of the entire pipe layer are given a constant, uniform curvature. Any irregularities in the curvature * as a result of the spacers, for example, are excluded by using the pre-bending device according to the invention.
Mit Vorteil wird von der Vorbiegevorrichtung ständig ein gleichmäßiger Zug auf das auflaufende Rohr ausgeübt. Das Rohr wird auf diese Weise immer gleichmäßig straff gewickelt.Advantageously, the pre-bending device constantly exerts a uniform pull on the pipe as it emerges. That In this way, the pipe is always wound evenly and tightly.
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Die Vorbiegevorrichtung weist vorteilhafterweise zwei Führrollen zur einseitigen, oberen und zwei zwischen diesen und nebeneinander angeordnete, zusammenwirkende Schrägrollen zur allseitigen Führung des Rohres auf, wobei die drei Rolleneinheiten in einer Reihe an einem Tragteil, vorzugsweise einem U-Profil, angeordnet sind.The pre-bending device advantageously has two guide rollers for one-sided, upper and two between these and side by side, cooperating inclined rollers for guiding the pipe on all sides, the three roller units are arranged in a row on a support part, preferably a U-profile.
Zur Verkleinerung des Krümmungsradius des Rohres ist hierbei zweckmäßigerweise die der Rohrlage am nächsten gelegene, dem Rohr die Krümmung erteilende Führungsrolle zur Verkleinerung des Krümmungsradius des Rohres in Richtung auf das Rohr, beispielsweise mittels einer Spindel, verstellbar. Entsprechend ist diese Führungsrolle zur Vergrößerung des Krümmungsradius des Rohres in Gegenrichtung, d.h. in Richtung vom Rohr weg, verstellbar.To reduce the radius of curvature of the pipe, the one closest to the pipe layer is expediently the pipe the curvature imparting guide roller for reducing the radius of curvature of the pipe in the direction of the tube, for example by means of a spindle, adjustable. Accordingly, this leadership role is to enlarge the The radius of curvature of the pipe can be adjusted in the opposite direction, i.e. in the direction away from the pipe.
Weiterhin kann zur Aufnahme des Rohres der Abstand der beiden Schrägrollen voneinander über ein Hebelgetriebe sowie einen Keil vergrößerbar sein.Furthermore, to accommodate the pipe, the distance of the two inclined rollers can be enlarged from each other via a lever mechanism and a wedge.
Schließlich sind vorteilhafterweise die mit einem einem bestimmten äußeren Querschnitt des Rohres angepaßten Führungsprofil versehenen Rollen zum Wickeln von Rohren mit anderem äußeren Querschnitt durch Rollen eines entsprechenden 'Führungsprofils ersetzbar.Finally, the rollers provided with a specific outer cross-section of the tube adapted to the guide profile for winding tubes with others are advantageous outer cross-section can be replaced by rolling a corresponding 'guide profile.
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Es ergibt sich somit eine in ihrem Aufbau äußerst einfache und sehr wirksame Vorbiegevorrichtung, welche sowohl für verschiedene Rohrquerschnitte als auch zur Erzeugung verschieden großer Krümmungsradien der Rohre verwendbar ist.The result is an extremely simple and very effective pre-bending device in terms of its structure, which can be used for both different pipe cross-sections as well as for generating different sized radii of curvature of the pipes can be used.
Der von der Vorbiegevorrichtung auf das auflaufende Rohr ausgeübte Zug wird zweckmäßigerweise über ein Stahlseil oder dergleichen und eine Laufkatze von einer parallel zur Rohrlage angeordneten Laufschiene aufgenommen. Das Stahlseil ist also mit einem Ende an der Vorbiegevorrichtung und dort sinnvollerweise am Tragteii, und mit dem anderen Ende an der Laufkatze befestigt. Wenn nun die Laufkatze immer eine dem seitlichen Wandern des Rohres genau entsprechende Verschiebung auf der Laufschiene durchführt, bleibt der Zug auf das Rohr innerhalb der einzelnen Rohrlagen immer gleich. Jeweils zu Beginn einer neuen Lage bedarf es lediglich einer kleinen Verstellung der Seillänge, um auch in dieser Rohrlage einen zweckentsprechend hohen Zug auf das Rohr zu haben.The tension exerted by the pre-bending device on the approaching pipe is expediently carried out via a steel cable or the like and a trolley received by a running rail arranged parallel to the pipe layer. The steel cable is therefore with one end on the pre-bending device and there sensibly on the Tragteii, and with the other End attached to the trolley. If now the trolley always corresponds exactly to the sideways movement of the pipe Carries out a shift on the running rail, the tension on the pipe remains within the individual pipe layers always the same. At the beginning of a new layer, only a small adjustment of the rope length is required. in order to have a suitably high pull on the pipe in this pipe position.
Das aufzuwickelnde Rohr kann im übrigen von einer, vorzugsweise auf der Laufschiene verfahrbar angeordneten, Rohrvorratsspule abgewickelt werden. Dies ist dann von besonderem Vorteil, wenn sehr große aufzuwickelnde RohrlängenThe tube to be wound can also be of one, preferably displaceably arranged on the running rail, tube supply reel can be unwound. This is then of particular importance Advantage if very long pipe lengths to be wound up
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vorliegen, welche also einen großen Platzbedarf haben.are present, which therefore have a large space requirement.
Es ist auch möglich, mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Rohrspirale von der Art beispielsweise einer archimedischen oder logarithmischen Spirale kontinuierlich zu wickeln. Hierzu wird zweckmäßigerweise die sich ständig ändernde Krümmung des Rohres durch laufende Verstellung der der Rohrspirale am nächsten gelegenen Führungsrolle eingestellt. Letzterer Vorgang kann selbstverständlich automatisiert werden.It is also possible, with the aid of the device according to the invention, a spiral pipe of the type, for example, a Archimedean or logarithmic spiral to wind continuously. For this purpose, the constantly changing The curvature of the pipe is set by continuously adjusting the guide roller closest to the pipe spiral. The latter process can of course be automated.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zu seiner Durchführung näher erläutert. Es zeigen:The method according to the invention is described below using an exemplary embodiment shown schematically in the drawing a device for its implementation explained in more detail. Show it:
Pig. 1 in Draufsicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum schraubenartigen Aufwickeln von Rohren,Pig. 1 a plan view of a device according to the invention for the screw-like winding of pipes,
Pig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Pig. I,Pig. 2 shows a side view of the device according to Pig. I,
Fig. 5 im Detail eine erfindungsgemäße Vorbiegevorrichtung, welche gerade von einem zu krümmenden Rohr durchsetzt wird, in Seitenansicht etwa gemäß Pig. 2,5 shows in detail a pre-bending device according to the invention, which is just traversed by a pipe to be bent, in side view according to Pig. 2,
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Pig. 4 in Seitenansicht aus Pig. 3 die Anordnung der Schrägrollen in der Vorbiegevorrichtung undPig. 4 in side view from Pig. 3 the arrangement of the inclined rollers in the pre-bending device and
Fig. 5 im Querschnitt die der Rohrlage am nächsten gelegene Führungsrolle.Fig. 5 in cross section that closest to the pipe layer located leadership role.
Gemäß den Fig. 1 und 2 wird ein Rohr 1 auf eine Wickeltrommel 2 aufgewickelt. Zum Antrieb der Wickeltrommel 2 dient ein Antriebsmotor 3· Auf der sozusagen als innerste, geschlossene Rohrlage aufzufassenden Wickeltrommel 2 sind Abstandshalter 4 aus U-Profilen angeordnet. Durch das Vorhandensein der Abstandshalter 4 werden die beim abschließenden Abstreifen der fertig gewickelten Rohrlage von der Wiekeltrommel 2 entstehenden Reibungskräfte verringert.According to FIGS. 1 and 2, a tube 1 is placed on a winding drum 2 wound up. A drive motor 3 serves to drive the winding drum 2, as it were as the innermost, closed one The tube layer to be grasped winding drum 2 are spacers 4 made of U-profiles. By the presence the spacer 4 becomes the final stripping of the finished wound pipe layer from the rocking drum 2 resulting frictional forces are reduced.
Zur Erzielung einer gleichmäßigen Krümmung des Rohres 1 beim Wickeln dient eine Vorbiegevorrichtung 5* welche später noch eingehend beschrieben wird. Die Vorbiegevorrichtung 5 steht während des gesamten Wickelvorgangs durch ein Stahlseil 6 über eine Laufkatze 7 mit einer Laufschiene 8 immer in gleichmäßig straffer Verbindung, so daß das Rohr 1 beim Aufwickeln immer eine sehr gleichförmige Krümmung erhält.To achieve a uniform curvature of the tube 1 during winding, a pre-bending device 5 * is used which will be used later will be described in detail. The pre-bending device 5 is supported by a steel cable during the entire winding process 6 on a trolley 7 with a running rail 8 always in an evenly taut connection, so that the tube 1 when Winding always has a very uniform curvature.
Ist die in den Pig. 1 und 2 dargestellte, begonnene Rohrlage fertiggewickelt, so können auf diese unter jeweiliger Zwischen-Is the one in the pig. 1 and 2 shown, started pipe layer fully wound, so can be on this under the respective intermediate
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schaltung von Abstandshaltern weitere Rohrlagen aufgewickelt werden. circuit of spacers further pipe layers are wound up.
In Fig. 3 sowie in den Pig. 4 und 5 ist die Vorbiegevorriehtung 5 in ihren Einzelheiten dargestellt. An einem durch ein U-Profil 9 gebildeten Tragteil sind über verschiedene Halteteile je eine, in Durchlaufrichtung des Rohres 1 gemäß Pfeil 1a gesehen, vordere 10 und hintere 11 Führungsrolle zur einseitigen, oberen Führung des Rohres 1 angeordnet. Zwischen den beiden Führungsrollen 10 und 11 befinden sich, ebenfalls über verschiedene Halteteile an dem U-Profil 9 befestigt, zwei nebeneinander angeordnete, zusammenwirkende Schrägrollen 12, 15 zur allseitigen Führung des Rohres 1. Zur Befestigung des Stahlseils 6 an der Vorbiegevorrichtung 5 dienen Bohrungen 14. In Fig. 3 and in the Pig. 4 and 5, the pre-bending device 5 is shown in detail. On a support part formed by a U-profile 9, one front 10 and one rear 11 guide roller for one-sided, upper guidance of the pipe 1 are arranged via various holding parts. Between the two guide rollers 10 and 11, also attached to the U-profile 9 via different holding parts, there are two side-by-side, cooperating inclined rollers 12, 15 for guiding the pipe 1 on all sides. Bores 14 are used to fasten the steel cable 6 to the pre-bending device 5 .
Die genaue Funktionsweise der Schrägrollen 12, 13 geht aus Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 4 hervor. Es ist leicht einzusehen, daß durch Umstellen eines Stellhebels 15 gemäß Pfeil 15a in die in Fig. j5 gestrichelt dargestellte Stellung ein Keil 17 über einen Hebel 16 gemäß Pfeil 17a nach oben herausgehoben wird. Dadurch und durch die anschließende Wirkung von Druckfedern 18 bzw. 19 vergrößert sich der Abstand der beiden Schrägrollen 12 bzw. 15 in Richtung derThe exact functioning of the inclined rollers 12, 13 is based on 3 in conjunction with FIG. 4 emerges. It is easy to see that by moving an adjusting lever 15 according to Arrow 15a in the position shown in phantom in Fig. J5 a wedge 17 over a lever 16 according to arrow 17a upwards is lifted out. As a result of this and the subsequent action of compression springs 18 and 19, the distance increases of the two inclined rollers 12 and 15 in the direction of
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Pfeile 12a bzw. 13a, bis das Rohr 1 schließlich in Richtung des Pfeiles 1b aus der Führung durch die Schrägrollen 12, 13 genommen werden kann.Arrows 12a and 13a, respectively, until the tube 1 finally comes out of the guide by the inclined rollers in the direction of arrow 1b 12, 13 can be taken.
Die Arbeitsweise der hinteren Führungsrolle 11, deren Achse mit Bezug auf das U-Profil 9 immer ihre Lage beibehält, bedarf keiner näheren Erläuterung.The operation of the rear guide roller 11, the axis of which always maintains its position with respect to the U-profile 9, does not require any further explanation.
Die Funktionsweise der vorderen Führungsrolle 10 geht im einzelnen aus Fig. 3 in Verbindung mit Fig. 4 hervor. Die Führungsrolle 10 ist, beispielsweise um 15 bis 20°, entgegen ihrer Drehrichtung gegen die Längsrichtung des U-Profils 9 geneigt. Außerdem ist die Führungsrolle 10 gemäß Doppelpfeil 20 in Richtung auf das Rohr 1 bzw. in Gegenrichtung verstellbar, wodurch sich der Krümmungsradius des Rohres 1 verkleinern bzw. vergrößern läßt. Die Verstellung der Führungsrolle 10 wird durch die Drehung einer Spindel ermöglicht, wobei ein innerer Halteteil 22 der Führungsrolle 10 gegen einen äußeren, mit dem U-Profil 9 über Anschweißplatten 23, 24· starr verbundenen Halteteil 25 in die beiden Richtungen des Doppelpfeils 20 verschoben wird.The mode of operation of the front guide roller 10 can be seen in detail from FIG. 3 in conjunction with FIG. the Guide roller 10 is opposite, for example by 15 to 20 ° their direction of rotation against the longitudinal direction of the U-profile 9 inclined. In addition, according to the double arrow 20, the guide roller 10 is in the direction of the pipe 1 or in the opposite direction adjustable, whereby the radius of curvature of the tube 1 can be reduced or increased. The adjustment the guide roller 10 is made possible by the rotation of a spindle, with an inner holding part 22 of the guide roller 10 against an outer holding part 25 rigidly connected to the U-profile 9 via weld-on plates 23, 24 the two directions of the double arrow 20 is shifted.
Das in der Vorbiegevorrichtung 5 zu krümmende Rohr 1 tritt bei der Führungsrolle 11 in die Vorbiegevorrichtung 5 ein,The pipe 1 to be bent in the pre-bending device 5 enters the pre-bending device 5 at the guide roller 11,
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nimmt dann gradlinig und parallel zur Längserstreckung des U-Profils 9 seinen Weg zu den Schrägrollen 12, 15, durchsetzt diese und durchläuft anschließend den Führungsbereich der Führungsrolle 10. Dabei wird ihm infolge des, bezogen auf den senkrechten Abstand der Führungsrolle 11 von dem U-Profil 9* vergrößerten senkrechten Abstandes der Führungsrolle 10 von dem U-Profil 9 sowie infolge der Schrägstellung der Führungsrolle 10 der erwünschte endgültige Krümmungsradius erteilt. Das so gekrümmte Rohr 1 wird unmittelbar darauf von der Wickeltrommel 2 aufgenommen.then takes in a straight line and parallel to the longitudinal extension of the U-profile 9 its way to the inclined rollers 12, 15, interspersed this and then passes through the guide area of the guide roller 10. It is related to it as a result of the on the vertical distance of the guide roller 11 from the U-profile 9 * enlarged vertical distance of the guide roller 10 of the U-profile 9 and as a result of the inclination of the guide roller 10, the desired final radius of curvature granted. The tube 1 curved in this way is immediately taken up by the winding drum 2.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß sämtliche Rollen 10, 11, 12, 15 das gleiche, dem äußeren Querschnitt des Rohres 1 angepaßte Führungsprofil aufweisen» Beim Wickeln von Rohren mit einem anderen äußeren Querschnitt sind die Rollen 10, 11, 12, I3 durch Rollen eines entsprechenden Führungsprofils ersetzbar.It should be noted that all rollers 10, 11, 12, 15 are the same, the outer cross section of the Pipe 1 have an adapted guide profile »When winding pipes with a different outer cross-section, the Rolls 10, 11, 12, I3 by rolling a corresponding one Replaceable guide profile.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgewickelten Rohre müssen nicht zwingend einen Kreisquerschnitt gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, sondern können grundsätzlich auch andere Querschnitte aufweisen.The wound according to the method according to the invention Pipes do not necessarily have to have a circular cross-section according to the present exemplary embodiment, but can in principle also have other cross-sections.
9 Patentansprüche
■ Blatt Zeichnungen9 claims
■ Sheet of drawings
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 |