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Verfahren und Vorrichtung zum hl wickeln von Rohren Die erfindung
betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zum Aufwickeln von Rohren auf einen Wickelkern
unter Verwendung von Halterungen, wobei die Rohre durch Schweißverbindungen in ihrer
Lage fixiert werden.
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Beim Aufwickeln von Rohren, beispielsweise bei der Herstellung von
Kreuzstromwärmetauschern, entst&nt das Problem, diese Rohre auf einen Wickelkern,
der selbst wieder eine Rohrlage sein kann, derart aufzubringen, daß die Rohre in
ihrer Lage fixiert werden, insbesondere dann, wenn die Rohre sehr eng aufgewickelt
werden sollen. Bei einem bekannten Verfahren
werden auf den Wickelkern
mehrere Stege angebracht, die beispielsweise an ihren Enden auf dem Wickelkern verachwelßt
werden. Uber diese Stege werden nun die Rohre gewickelt, wobei diese Rohre mindestens
einmal an dem Steg festgescweißt werden.
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Nach dem so erfolgten Aufbringen der neuen Rohrlage auf den Wickelkern
werden wieder mehrere Stege Uber diese Rohrlage aufgebracht und an ihren Enden durch
Verschweißen an dem Wickelkern befestigt. Dadurch wird die Rohrlage fixiert. Eine
derartige Fixierung kann auch nur für Jeweils einige Rohre der Lage durchgeführt
werden.
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Fin derartiges Verfahren hat erhebliche Nachteile.
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Die Rohre werden dabei lediglich gruppenweise fixiert, sie können
sich im Betrieb daher relativ leicht bewegen, vor allen in der Richtung quer zur
Längsßusdehnung der Rohre, und können dadurch, insbesondere bei starken Temperaturunterschieden,
wie sie bei Wärmetauschern auftreten können, zur Zerstörung eines derartigen Wärmetauschers
fUhren. Wird Jedoch Jedes Rohr einzeln derart befestigt, so ist ein ungeheuer langwieriger,
kompliz5erter und damit auch sehr teurer Aufwand notwendig. DarUber hinaus besteht
der flachteil, daß sich bei der HerstellunZ von Rohrwicklungen die Matealstruktur
der Rohre durch d beim Schweißen entstehende Hitze verEndert. Es kann Versprödung
auftreten, die insbesondere bei tiefen Temperaturen im Betrieb auch zum Rohrbruch
fUhren kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zu entwickeln,
mit dem Rohre so aufgewickelt werden können, daß sie in Jeder Lage bei Jeder Wicklung
auf rationelle und damit kostensparende Art in ihrer Lage fixiert werden und damit
zu Wicklungen rührt, die auch bei starken Beanspruchungen große Lebensdauer aufweisen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohre
in Haupthalterungen eingelegt werden und Gegenhalterungen an die Haupthalterungen
angeschweißt werden, wobei Haupthalterungen und Gegenhalterungen die Halterungen
bilden.
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Durch derartige Halterungen werden die einzelnen Rohre in ihrer Lage
festgehalten und fixiert, ohne daß die Rohre selbst vernchweißt werden mUssen. Es
werden lediglich Haupthalterungen und Gegenhalterungen aneinander angeschweißt,
die dann die Rohre zwischen sich einklemmen.
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In einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens werden die
Gegenhalterungen durch Umlegen von verlängerten Teilen der Haupthalterungen gebildet.
Damit wird die Fertigung von zwei getrennten Teilhalterungen, die verschieden geformt
sein könrnn, vermieden, wobei dann allerdings über Jedes einzelne Rohr der Rohrlage
gebogen werden muß.
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Im folgenden werden nun einige sehr vorteilhafte Ausftlhmtngsformen
von Halterungen zur Durchfuhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
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Von Vorteil ist eine Ausführungsform, bei der die Haupthalterungen
und die Gegenhalterungen kammartig, dem Querschnitt der Rohre angepaßt, ausgerührt
sind. Damit werden Kanten, die eine Beschädigung der Rohre hervorrufen können, vermilden,
auch sind die Rohre dann sehr einfach darin einlegbar.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind die Haupthalterungen
als U-förmige Doppelkämme ausgebildet. Dadurch wird eine größere Auflagefläche ftir
die Rohre erreicht.
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Von großem Vorteil ist es, die Gegenhalterungen kammförmig mit L-förmiger
Basis auszufUhren. Durch eine derartige AusfUhrung wird der Schweißvorgang sehr
erleichtert.
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In einer weiteren bevorzugten Ausftlhrungsform werden die Gegenhalterungen
so ausgebildet, daß sie die Haupthalterungen rür die darUber liegende Rohrlage bilden.
Derartige Halterungen werden die Form eines ebenen Doppelkains haben, wobei der
die Gegenhalterung bildende Teil mit der Heupthalterung filr die zu fixierende Rohrlage
verschweißt wird. Die Haupthalterung fUr die darüber liegende, ebenfalls zu fixierende,
Rohrlage braucht dann nicht mehr angeschweißt werden.
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Bei einer anderen, sehr vorteilhaften AuBrUhrung von Halterungen
sind die kammartig geformten Haupthalterungen den Querschnitt der Rohre angepaßt
und die Zacken verlängert, wobei nach dem Einlegen der zu fixierenden Rohre die
verlängerten
Zacken um die Rohre gebogen werden und so die Qegenhalterungen
bilden. Die Enden der Zacken werden dann erfindungsgemäß, da sie die Gegenhalterungen
bilden, mit der benachbarten Zacke verschweißt oder können auch an der Basis der
Haupthalterung verschweißt werden, abhängig davon welchen Abstand benachbrte Rohre
haben sollen.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung bestehen die Zacken der Haupthalterungen
aus zwei Teilzacken, die über die zu fixierenden Rohre in entgegengesetzte Richtungen
gebogen werden und deren Enden dann verschweißt werden.
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Selbstverständlich sind noch andere Ausftthrungsformen sowie auch
Kombinationen der beschriebenen AusfUhrungsformen zur Durchttihrung des erfindungsgemäßen
Verfahrens denkbar. Die Auswahl wird abhängig sein vom Abstand der Rohre in der
Rohrlage, sowie der Rohrlagen untereinander und auch der möglichst rationellen Fertigung,
beispielsweine können solche Halterungen auf numerisch gesteuerten Stanzen hergestellt
und, wenn sie durch diesen Herstellungsprozeß noch nicht genügend glatt sind, in
einem sehr starken Reinigungsbad geglättet werden.
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In den Zeichnungen werden die AusfUhrungsformen fflr Halterungen
zur Durohftlhrung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt, wobei
gleiche Bezugßzeichen gleiche Teile mit gleicher Aufgabe darstellen.
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Figur 1 zeigt eine kammartig geformte Haupthalterung und Gegenhalterung
und zwar in Figur la vor dem Verschweißen in Draufsicht und in Fr 1b nach dem Verschweien
im Schnitt; Figur 2 zeigt einen U-förmig gebogenen Doppelkamm als Haupthalterung
und eine kammförmige Gegenhaiterung mit L-förmiger Basis; Figur 3 zeigt einen ebenen
Doppelkamm; Figur 4 zeigt eine Halterung, bei der die verlängerten Zacken der Haupthalterungen
die Gegenhalterungen bilden und wobei in Figur 4a diese an den benachbarten Zacken
und in Figur 4b an der Basis angeschweißt sind; Figur 5 zeigt eine Halterung mit
au zwei Teilzacken gebildeten Zacken.
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In Figur 1 ist die Haupthalterung 1 auf dem Wickelkern 6 mittels
einer Schweißnaht 5 verschweißt. Mit den Zaoken 3 besitzt die Haupthalterung ein
kammförmiges Aussehen. Die Vertiefungen zwischen dem Zacken 3 sind dem Querschnitt
der Rohr der Rohrlage 7 angepaßt» die in diese Vertierungen eingelegt werden. Die
Gegenhalterung 2 ist ähnlich der Haupthalterung 1 ausgeftihrt, mit Zacken 8 und
dem Querschnitt der Rohre angepaßten Vertiefungen dazwischen. Die Gegenhalterung
2 wird nun auf die in die Haupthalterung 1 eingelegten Rohre der Rohrlage 7 aufgesetzt
und mit ihr an der Schweißnaht 4 verschweißt.
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Zur Veranschaulichung ist das Rohr der Rohrlage 7, das in die im Schnitt
gezeigte Vertiefung eingelegt wird, weggelassen.
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In der Figur 2 ist die Haupthalterung la als U-förmig gebogener Doppelkamm
und die Gegenhalterung 2a kammförmig mit L-förmiger Basis ausgebildet. Diese wird
nach Einlegen der Rohre der Rohrlage 7 an der Schweißnaht 4 entsprechend Figur 1
angeschweißt.
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In der Figur 3 ist die Gegenhalterung 2b für die Rohre der Rohrlage
7a mit der Haupthalterung ib fur die Rohre der Rohrlage 7b vereinigt zu einem ebenen
Doppelkamm 9. ueber die in eine Halterung eingelegte untere Rohr lage 7a wird ein
derartiger Doppelkamm 9 mit seinen die Gegenhalterung 2b bildenden Teil gesetzt
und mit der zur dieser Rohrlage 7a gehörenden Haupthalterung verschweißt. Dann wird
die obere Rohrlage 7b eingelegt, woraufhin eine zur Rohrlage 7b gehörende Gegenhalterung
aufgesetzt und mit der Haupthalterung lb des Doppelkamms 9 verschweiß wird, wobei
diese Gegenhalterung wiederum Teilhalterung eines ebenen Doppelkamms 9 sein kann.
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In Figur 4 sind die Zacken 3 der kattimförmigen Haupthalterung le
verlängert ausgebildet. Nach dem Einlegen der Rohrlage 7 werden die Zacken 3 um
die Rohre der Rohrlage 7 gebogen. In Figur 4a werden die Zacken 3 an der Schweißstelle
4 mit den benachbarten Zacken 3 verbunden, in Figur 4b aber wit
der
Basis der Haupthalterung ld, wodurch die umgebogenen und verschweißten Zacken dann
die Gegenhalterungen 2c bzw. 2d, bilden.
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In Figur 5 sind die Zacken der Haupthalterung le als zwei Teilzacken
3a und 3b ausgebildet. Diese werden Jeweils entgegengesetzt Uber die Rohre der Rohrlage
7 gebogen. Dann werden Jeweils die Enden der Tellzacken 3a, 3b miteinander an der
Schweißstelle 4 verburd en, wodurch dann die Gegenhalterung 2e gebildet wird.
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8 Patentansprüche