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Verfahren zur Herstellung eines Rippenrohrs aus Band Es ist bereits
bekannt, Rippenrohre dadurch herzustellen, dass man ein Band hochkantig schrauben-
oder ringförmig um ein im Voraus fertiggestelltes Rohr herum wickelt und die Innenkante
des Bandes -durch Schweissen am-Rohr befestigt.
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Der vorliegende Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Verfahrensweise
für die Herstellung von. Rippenrohren unter Verwendung einfacher, ebener, bandförmiger
Ausgangsmaterialien zu erreichen, wobei der rohrförmige Mantel des Rippenrohrs zur
gleichen Zeit hergestellt wird' wie dessen Rippen.
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Hierbei wird das an sich bekannte Verfahren verwertet, ein Rippenrohr
dadurch herzustellen, dass ein (erstes) Band - welches den Mantel des Rohres bilden
soll - schraubenförmig gewickelt wird, wobei die somit hervorgebrachten Bandwindungen
an den angrenzenden Kanten miteinander zusammengefügt werden. Das Merkmal der Erfindung
ist hierbei, dass ein zweites Band - das den Zweck hat Rippen, zum mindesten auf
der Innenseite des Rohrmantels, zu bilden - an der Rohrmantelwand schraubenförmig
gewickelt wird, vorzugsweise innerhalb des zuletzt fertiggestellten Teils des Rohrmantels,
und dass dieses zweite Band an der Rohrmantelwand befestigt wird.
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In vielen Fällen- muss der Rohrmantel -mit Rücksicht darauf dimensioniert
werden, dass - wenn derselbe-in Betrieb ist - er einen Druckbehälter bildet, der
nach den geltenden Druckbehälternormen zu dimensionieren ist, während dagegen die
Rippen auf der Grundlage der gewünschten Wärmeübertragungseigenschaften dimensioniert
werden. Die Eigenschaft des Rohrmantels als Druckbehälter bedeutet, dass die Länge
der dessen Wicklungsschritte (Bandwindungen) verbindenden Schweissnaht so kurz wie
möglich sein muss. Dies hat wiederum zur Folge, dass man-oft ein bedeutend breiteres
Band zur Bildung des Rohrmantels zu verwenden wünscht als zur Bildung der Rippen
und dass man gleichfalls dieses breitere Band mit bedeutend grösserer Steigung zu
wickeln wünscht als bei der Wicklung der Rippen verwendet wird.
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Hierbei ist es günstig, das zweite Band (das Rippenband) schraubenförmig
auf der Innenseite des Rohrmantels zu wickeln, wobei dessen eine Kante mittels Schweissens
an besagter Innenseite befestigt wird und das zweite Band mit geringerer Steigung
als das erste Band - dessen Bandwindungen den Rohrmantel bilden -gewickelt wird.
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In gewissen Fällen gilt andererseits, dass es vorteilhaft ist, das
erste Band (das Mantelband) und das zweite Band (das Rippenband) mit der gleichen
Steigung zu wickeln, wobei das zweite Band in oder an der schraubenförmigen Naht
zwischen den den Rohrmantel bildenden Bandwindungen befestigt wird.
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Hierbei ist es am einfachsten, das Mantelband gleichzeitig mit dem
Rippenband zu wickeln und zwischen den Mantelbandwindungen in oder an der Naht einzuschweissen,
was am besten mit fortschreitender Wicklung erfolgt. Das Rippenband kann - um dessen
Formung bei der Schraubenwicklung zu erleichtern - mit einer Aussparung in der einen
Kante versehen werden. Das Rippenband kann ferner der Kante des Mantelbandes so
zugeführt werden, dass es auf der Innenseite'oder Aussenseite, oder sowohl auf der
Innenseite als auch auf der Aussenseite des Rohres Rippen bildet.
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Anstatt die Bänder mit fortschreitender Wicklung zusammenzuschweissen,
kann man Mantelband und Rippenband jeweils für sich schraubenförmig - aber mit der
gleichen Steigung der Schraubenform - wickeln und dann das schraubenförmige Rippenband
in das zu einer Rohrform gewickelte Mantelband hineinschieben oder aussen auf dasselbe
heraufziehen, wobei das Rippenband zwischen oder an den Kanten des gewickelten Mantelbandes
befestigt wird.
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Das angegebene Verfahren hat den Vateil, dass die Verwendung einfacher
Ausgangsmaterialien ermöglicht wird, z.B. gewöhnliches Bandeisen oder ähnliche Bänder
aus anderem Metall als Eisen.
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Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch den Hinweis auf die beigefügten
Zeichnungen' und die daran angeschlossene Beschreibung näher erklärt. Fig. 1 und
2 der Zeichnung zeigen in der Perspektive zwei verschiedene Stufen des Verfahrens.
Fig. 3 zeigt in der Aufsicht ein in der Herstellung begriffenes Rippenrohr, bei
welchem eine Anza-hl Windungen gewickelt sind. Fig. 4, 5 und 6 zeigen in Endansichten
in der Herstellung begriffene Rippenrohre mit inneren, äusseren, bzw. inneren sowohl
wie äusseren Rippen. Fig. 7, 8 und 9 zeigen im Achsschnitt entlang der Linie A-A-in
Fig. 3 einen Teil eines gemäss Fig. 4, 5 bzw. 6 mit Rippen versehenen Rohres. Fig.
10 zeigt auf die gleiche Art wie Fig. 9 ein Rohrstück mit schräger Rippe. Fig. 11
veranschaulicht in Aufsicht ein Stück eines als Ausgangsmaterial bezweckten Bandes.
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In Fig. 12 wird ein mit Aussparungen in der einen Kante versehenes
Band und in Fig. 13 ein ähnliches Band mit Aussparungen in den beiden Kanten gezeigt.
Fig. 14 schliesslich zeigt in der Perspektiveein Rippenrohr, dessen Mantel aus einem
breiten Band gewickelt ist, während die inwendigen Rippen mit einem verhältnismässig
schmalen, hochkantig gegen die Innenseite. der Mantelwand gestellten Band gewickelt
sind, das mit Aussparungen in den inneren Kanten versehen ist.
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Bei den in Fig. 1 und 2 der Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen
wird ein anfangs ebenes Metallband schraubenförmig gewickelt und dessen eine Längskante
2 mit dessen anderer Kante 3 zusammengefügt.
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Gleihzeitig wickelt man ein mit Kantenaussparungen 4 versehenes 3and
5 hochkantig während dasselbe mit seiner geraden Kante 6 in ten Nähten zwischen
den Kanten 2 und 3 des Nantelbandes 1 -tgeschweisst wird , so dass sich hier eine
Rippe auf der Innenseite des Rohres bildet. In Fig. 1 wird der B-eginn des Echweissens
gezeigt und eine Schweisselektrode ist ml-t 7 bezeichnet, Das Band 5 wird zur Schweiss
stelle zugeführt 9 während es gleichzeltig zum Anliegen gegen die Kante 2 des M«ntelb2ndes
1 gebracht wird, so -dass die Bänder 1 und 5 gleichzeitig und mit Jer gleichen Geschwindigke,
vorgeführt werden. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, wie eine Rippe 8 während eines Teils
einer Windung gebildet worden ist.
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4 4 entspricht Fig. 1 und 2 und zeigt das sich bildende Rohr in Endansicht,
wobei 4 die Aussparungen in der Innenkante des Bandes 5 und 8 die ganz innerhalb
des Rohres befindliche Rippe bezeichnet Das Rippenband kann so gewickelt werden
dass es eine vollständig auf der Aussenseite des Rohres befindliche Rippe bildet,
wobei das Rippenband erst in der Aussenkante mit Aussparungen 9 versehen wird wie
Fig. 5 zeigt. Aussparungen können in der Innen- und Aussenkante des Rippenbandes
angebracht werden, wie Fig. 6 veranschaulicht wo vorausgesetzt wird, dass das Rippenband
5 zwischen die Kanten des Mantelbandes zugeführt wird, so dass es sich zum Teil
innerhalb- und zum Teil ausserhalb des Rohres befindet.
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Wie das Rippenband 5 beim Wickeln in Fig. 4, 5 bzw. 6 zwischen den
Kanten des Mantelbandes angebracht ist, ist näher aus Fig. 7, 8 bzw. 9 ersichtlich.
Bei den Ausführungen nach Fig. 7 und 8, wo das Rippenwand 5 eine innere bzw. äussere
Rippe auf dem Rohr bzw. innerhalb des Rohres bilden soll, kann das Rippenband so
zur Schweissstelle zugeführt werden, dass dessen für das Zusammen schweissen bezweckte
Kante ein kleines Stück oberhalb des Mantelbandes 1 hervorsteht, so dass das hervorstehende
Material beim Schweissen geschmolzen wird und anderes Zusatzmaterial dabei entbehrt
werden kann. Bei der Herstellung von Rohren mit Seitenriss nach Fig. 9 muss im allgemeinen
ein Zusatzmaterial verwendet
werden. Bei den beschriebenen Ausführungsformen
Fig.- 4-6 und 7-9 denkt man sich die Streckung der Rippen quer zur Achsiallinie
des Rohrmantels, aber es ist auch möglich'die Rippe schräg zu stellen, wie Fig.
10 bei einem Rippenband 5 sowohl auf der Aussen- wie der Innenseite des Rohrmantels
zeigt. Ähnliche Schrägstellungen können bei Ausführungen nach Fig. 4 und 5 vorkommen.
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Das Mantelband 1 kann schraubenförmig gewickelt und dessen Längskanten
2 und 3 können ohne Einführung des Rippenbandes 5 - unter zwei bis drei Windungen
miteinander verschweisst werden - wie rechts in Fig. 3 angedeutet - damit man am
Rohr eine ebene Endkante erhalten kann,~nachdem dasselbe z.B. entlang der gestrichelten
Linie 10-10 in Fig. 3 durchgeschnitten wurde. Hierdurch erhält man auch einen Rohrendteil,
der frei von Rippen ist, wodurch dessen Verbindung mit anderen Konstruktionselementen,
z.B. bei der Herstellung von Wärmeaustauschern, erleichtert wird.
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Aus Fig. 14 ist de Herstellung eines Rippenrohrs ersichtlich, das
mit einer inwendigen Rippe 8, die aus dem schraubenförmig gewickelten Rippenband
5 besteht, das - um das Wickeln zu erleichtern - an der einen Kante mit Aussparungen
4 versehen ist.
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Wie aus Fig. 14 hervorgeht, erfolgt das Wickeln des Rippenbandes 5
auf der Innenseite des Rohrmantels 2 und wird durch schraubenförmiges Wickeln des
Mantelbandes 11 bei gleichzeitigem Zusammenfügen der aneinander grenzenden Kanten
2 und 3 der Bandwindungen durch Schweissen mittels einer Schweisselektrode bewirkt,
die in Fig. 14 nicht sichtbar ist, da dieselbe'sich auf der hinteren in der Figur
verdeckten Seite des Rohrmantels 12 befindet. Die Schweissnaht zwischen den zusammen
verschweissten Kanten des.
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Rohrmantelbandes 11 ist mit 13 bezeichnet. Selbstverständlich geschieht
das Zusammenschweissen der Bandwindungen des Rohrmantels an einer Stelle, wo die
Biegung der letzten Windung vollendet ist, d.h. mit der Biegung der angrenzenden
Bandwindung übereinstimmt.
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Damit das Einschweissen des Rippenbandes 5 im Inneren des Rohrmantels
12 auf möglichst einfache Weise ausgeführt werden kann, ist es-geeignet - wie in
der Figur gezeigt - das Schweiss-en
innerhalb des zuletzt fertiggestellten
Teils des Rohrmantels, d.h.
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an der Innenseite des letzten Wicklungsschritts oder der letzten Wicklungsschritte
im Rohrmantel vorzunehmen. Wie weiter aus der Figur ersichtlich, erfolgt das Wickeln
des Rippenbandes 5 mit geringerer Steigung als das Wickeln des Mantelbandes 11.
Die an die Innenseite des Rohrmantels anschliessende Kante des Bandes 5 wird, z.B.
mittels einer. kontinuierlichen Schweissnaht 14 befestigt, die mit Hilfe einer Schweisselektrode
15 bewirkt wird und selbstverständlich so angeordnet ist, dass die Schweissnaht
innerhalb des Teiles des Rohrmantels angebracht wird, der seine endgültige Biegung
bereits erhalten hat. Dadurch, dass das Rippenband mit geringerer Steigung als das
Mantelband gewickelt wird, kommt es dazu, dass sich die Schweissnaht 14 mit der
Schweissnaht 13 mit gleichmässigen Zwischenräumen kreuzt. Auch wenn man annimmt,
dass die Rippe 8 in der gezeigten Ausführungsform im wesentlichen rechtwinklig zur
Innenseite der Rohrmantelwand angebracht ist, liegt natürlich kein Hindernis dafür
vor, dass die Rippe wahlweise einen anderen Winkel als 900 zu besagter Innenseite
bilden kann.